如何對黃土隧道施工進行安全管理

如何對黃土隧道施工進行安全管理一、黃土的特性1、黃土是第四紀干旱、半干旱氣候條件下形成的一種特殊土，基本色調(diào)是黃色，分新黃土、老黃土、粉質(zhì)粘土。2、顆粒成分以粉粒為主，顆粒直徑小于0.005mm，約占整個顆粒的50～75%，大于0.25mm的顆粒幾乎沒有，同時黃土層理不明顯，具柱狀節(jié)理，垂直節(jié)理發(fā)育，直立性強，有堆積間斷的剝蝕面，黃土表層多具有濕陷性，容易產(chǎn)生潛在的剝蝕而形成坍穴。3、老黃土基本特性：老黃土由于其顆粒間的大孔隙多數(shù)經(jīng)過地質(zhì)的嚴密積壓過程而不具有濕陷性，土體承載力較高，一般老黃土埋深較大，含水率比新黃土高，一般為15～16%，與隧道位置原始地應(yīng)力相比強度較低，容易發(fā)生屈服形成塑性區(qū)，即易發(fā)生塑性變形，可進行柔性支護和適度釋放塑性變形，但是如果無支撐或者支護強度不足會導(dǎo)致土體蠕變過大而形成塌方。4、因為老黃土的變形存在蠕變這個特性，且有一個較長的發(fā)展過程，所以即使隧道內(nèi)初期支護即使短期內(nèi)無收斂和變形，也應(yīng)該及時施工二次襯砌。不過對于老黃土而言，土體含水量的大小對施工的影響很大，會直接影響圍巖的穩(wěn)定、施工開挖和初期支護的安全，尤其是影響初期變形量的一個重要指標。5、新黃土特性：新黃土一般覆蓋在老黃土之上，厚度一般為30～50米，質(zhì)地均勻，含水率較小，一般為5～10%，具有多孔性和垂直節(jié)理，有肉眼能看到的大孔隙，呈松散結(jié)構(gòu)狀態(tài)，密度較低，垂直節(jié)理面上因節(jié)理切割形成豎向的軟弱層，軟弱層之間粘聚力很小，多個軟弱面互相切割，形成與周邊圍巖粘聚力很小的面狀體，在下部隧道開挖過程中面狀體容易塌落形成臨空面，受開挖擾動和支護缺陷的影響，在自身重力的作用下形成塌方。同時由于新黃土地區(qū)的圍巖應(yīng)力釋放快，即變形速度快，具有突然性，屬于脆性破壞，所以現(xiàn)場施工中變形監(jiān)測和控制尤為重要。6、根據(jù)以上簡述的新、老黃土的特性，黃土隧道施工中最重要的就是嚴格把握“時空效應(yīng)”。簡單說就是，開挖空間不能大、二襯時間不能長、工序銜接要緊湊。二、施工準備1、熟悉隧道圖紙相關(guān)地形結(jié)構(gòu)、土質(zhì)及設(shè)計要求監(jiān)理工程師應(yīng)熟悉黃土隧道圖紙，了解隧道地質(zhì)條件、隧道圍巖的分級、總體設(shè)計原則等，對照圖紙沿隧道線路調(diào)查黃土隧道洞頂陷穴、沖溝、裂縫和落水洞等的位置；一般處理對陷穴、沖溝采用回填灰土分層夯實至洞頂；落水洞采用引排措施，將水排至洞頂界線外側(cè)，再用灰土進行回填的方法；裂縫處采用壓注水泥漿液進行地表加固處理效果明顯。2、嚴把審核關(guān)嚴格把關(guān)審核施工單位上報的黃土隧道工程施工組織設(shè)計中的安全技術(shù)措施及專項施工方案、應(yīng)急預(yù)案，同時審查隧道施工安全風(fēng)險評估報告，無風(fēng)險評估報告不得簽發(fā)開工令。（1）監(jiān)理單位應(yīng)重點審核隧道進洞、出洞方案的把關(guān)；開挖方式的選擇；通風(fēng)、照明、防水等方面；專項施工方案針對性、可行性、可操作性應(yīng)邀請公路隧道專家進行評審，業(yè)主、設(shè)計代表、監(jiān)理、施工單位參與，施工單位根據(jù)專家評審意見進行完善，經(jīng)監(jiān)理單位審核批準后實施。（2）針對黃土隧道工程施工特點，要求施工單位有針對性制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，經(jīng)監(jiān)理單位審批后報建設(shè)單位及當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)局備案。（3）監(jiān)理單位應(yīng)會同建設(shè)單位、設(shè)計代表對施工單位編制的施工安全風(fēng)險評估報告進行審查，對極高風(fēng)險（Ⅳ）的施工作業(yè)，應(yīng)上報建設(shè)單位邀請專家或評估機構(gòu)進行論證或復(fù)評估，提出降低風(fēng)險的措施或建議。（4）要求施工單位按規(guī)定配置足夠數(shù)量專職安全員跟蹤檢查隧道安全作業(yè)情況，發(fā)現(xiàn)險情及時采取措施。3、嚴格控制黃土隧道進出洞管理、安全步距以及安全應(yīng)急設(shè)施設(shè)置按照強制性標準以及黃土施工技術(shù)要點嚴格要求施工單位，在洞口設(shè)置值班室進行分洞管理，值班人員24h輪流值守，對出入洞人員進行嚴格登記，非工作人員禁止入洞，且入洞掌子面作業(yè)人數(shù)不超過20人；黃土隧道掌子面距仰拱距離不大于30m，仰拱應(yīng)在掌子面開挖15d內(nèi)閉合成環(huán)；掌子面距二襯混凝土距離不大于60m，二襯澆筑至掌子面開挖時間應(yīng)不大于30d，及時跟進仰拱、二襯混凝土及早封閉成環(huán)，保證隧道整體穩(wěn)定。加大應(yīng)急安全設(shè)施方面投入，開挖面至仰拱須設(shè)置長度大于50m、直徑600mm、壁厚不小于10mm鋼管逃生通道，遇突發(fā)事件供掌子面作業(yè)人員逃生而備；同時在掌子面與二襯混凝土之間設(shè)置不小于50mm的鋼管救生通道，以防止掌子面人員被困情況下，通過救生通道往掌子面被困部位輸送水、牛奶等食品，保證被困人員體力正常等待救援。不僅如此，隧道掌子面作業(yè)臺車下部還應(yīng)放置應(yīng)急救援食品、藥品等，掌子面與洞外設(shè)置有線電話聯(lián)系，遇突發(fā)情況與外界保持暢通，延緩救援時間，確保救援及時到位。4、黃土隧道進洞安全監(jiān)控（1）邊坡、仰坡開挖必須結(jié)合實際地形施工，嚴禁大開挖人為制造高邊坡、高仰坡。進洞刷坡時要及時通知監(jiān)理、設(shè)計及業(yè)主，現(xiàn)場決定后方可實施。（2）洞口邊坡及仰坡應(yīng)自上而下開挖，不得掏底開挖或上下重疊開挖。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不良時，應(yīng)采取穩(wěn)定邊坡和仰坡的措施并加強監(jiān)控量測，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定跡象時，及時采取措施，保證施工安全。（3）當(dāng)山體較陡進洞時，邊坡、仰坡要有足夠的安全坡度，嚴禁垂直開挖，同時邊坡、仰坡要按設(shè)計要求進行防護，臨時防排水措施施工到位經(jīng)檢查合格后方能準備進洞施工。（4）襯砌臺車、仰拱棧橋應(yīng)在進洞前制作、拼裝完畢。襯砌臺車長度一般不大于9m，棧橋長度一般為5m。當(dāng)洞口工程地質(zhì)條件較差時，開挖后須及時施工二襯混凝土支護才能確保洞口工程的安全，襯砌臺車不到位的隧道不允許開工。（5）隧道進洞及施工過程中應(yīng)準備必要的足夠數(shù)量的應(yīng)急搶險物資，以確保在隧道出現(xiàn)險情時可及時組織搶險，如備用工字鋼、方木及成品鋼拱架等，數(shù)量必須滿足掌子面支撐所需材料。5、洞內(nèi)開挖安全監(jiān)控黃土隧道開挖宜按照“管超前、短進尺、少擾動、強支護、早成環(huán)、勤量測”的原則及采用無爆破施工法。（1）根據(jù)已審批的專項施工方案，洞口段Ⅴ級圍巖應(yīng)采用三臺階七步開挖法，洞內(nèi)Ⅳ級圍巖段采用環(huán)向開挖留核心土法施工。（2）掌子面每循環(huán)進尺宜控制在一榀拱架間距（0.5m～1.5m），施工應(yīng)采用機械配合人工開挖，嚴禁爆破。（3）土石交界處根據(jù)圍巖級別明確過渡段長度，初期支護與二次襯砌應(yīng)作加強處理，并增設(shè)變形縫。6、隧道錨桿施工安全監(jiān)控（1）錨桿簡易、安全臺架應(yīng)安置穩(wěn)妥。（2）嚴格把關(guān)鉆孔作業(yè)，及時清理松動土塊，加強圍巖表面觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時采取相應(yīng)的安全處理措施。（3）對錨桿支護體系的監(jiān)控量測中發(fā)現(xiàn)支護體系變形、開裂等險情時，應(yīng)采取補救措施。當(dāng)險情危急時，應(yīng)將人員撤出危險區(qū)。（4）作業(yè)中如發(fā)生風(fēng)、水、輸料管路堵塞或爆裂時，必須依次停止風(fēng)、水、料的輸送。（5）作業(yè)人員進入隧道后，按要求佩戴防護用品防塵罩、反光背心、膠皮手套等，遵守安全生產(chǎn)規(guī)程，聽從統(tǒng)一指揮。（6）若已錨地段有較大變形或錨桿失效，立即在該地段增設(shè)加強錨桿，長度不小于原錨桿長度的1.5倍。7、噴射混凝土施工安全監(jiān)控（1）在噴射混凝土作業(yè)開始前，應(yīng)詳細檢查圍巖受噴面、徹底清理松動土塊。應(yīng)根據(jù)噴射方式、混凝土配合比等采用合適的降塵措施，控制施工現(xiàn)場空氣中粉塵含量。施工人員必須佩帶防護用具。（2）噴射手控制好風(fēng)壓、噴射距離，避免回彈骨料傷人。（3）電線包皮應(yīng)完好，開關(guān)應(yīng)裝在固定閘刀盒內(nèi)。（4）安全員應(yīng)隨時觀察地質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)有松動滑塊現(xiàn)象，應(yīng)立即撤離工作面。（5）噴漿結(jié)束后，應(yīng)清洗噴射機及管路，避免堵管炸裂傷人。8、鋼拱架施工的安全監(jiān)控（1）鋼拱架之間必須用鋼筋縱向連接，拱架鋼墊板螺栓連接牢固，拱架安設(shè)過程中當(dāng)鋼架與圍巖之間有較大的空隙時，沿鋼架外緣每隔2m應(yīng)用混凝土預(yù)制塊楔緊。（2）拱腳按照設(shè)計鎖腳錨管加固，并且進行注漿處理。（3）鋼拱架應(yīng)采用冷彎成型，鋼架加工的焊接應(yīng)規(guī)范，不得有假焊、裂紋等缺陷。（4）鋼拱架安裝前應(yīng)清除底腳下的虛碴及雜物，鋼架底腳應(yīng)置于牢固的基礎(chǔ)上。（5）鋼拱架架設(shè)后，發(fā)現(xiàn)扭曲、壓屈等現(xiàn)象或征兆時，必須采取加固措施。必要時應(yīng)使其他人員迅速撤離至安全地帶，防止因坍塌造成傷亡事故。9、黃土隧道通風(fēng)、照明、防火安全監(jiān)控（1）按照已批復(fù)專項施工方案合理配置風(fēng)機、風(fēng)管，采用機械進行通風(fēng)，滿足洞內(nèi)作業(yè)供給每人每分鐘4m3的新鮮空氣。（2）隧道工程應(yīng)采用三相五線制（TN-S）供電，照明燈光應(yīng)保證亮度充足、均勻、不閃爍；開關(guān)箱應(yīng)加蓋木箱蓋，采用封閉式熔斷器；潮濕點段應(yīng)采用低壓照明、電燈使用防水燈口；線路、設(shè)備設(shè)專人檢查修理。（3）洞口、洞內(nèi)均設(shè)置一定數(shù)量的滅火器材，二襯臺車及二襯作業(yè)臺車車身指定位置設(shè)置滅火器，定期檢查滅火器材的有效性。洞內(nèi)禁止存放防水板等易燃雜物。10、加強黃土監(jiān)控量測安全管理結(jié)合項目實際情況，邀請第三方有資質(zhì)檢測單位對隧道進行全方位、全過程監(jiān)控量測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時提供施工、監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計各方，遇異常數(shù)據(jù)加強檢測頻率，供施工各方及時采取有效安全措施，確保人身、財產(chǎn)安全，監(jiān)控量測以科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù)，為隧道安全施工提供有力的保障。（1）監(jiān)控量測方須將隧道監(jiān)控量測方案上報監(jiān)理單位，經(jīng)監(jiān)理單位審核、批準后方可實施。（2）必須按照已批準的方案結(jié)合規(guī)范和設(shè)計要求的項目和頻率進行，在淺埋、偏壓路段可增加選測項目的量測，量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時做好回歸分析，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)合理調(diào)整開挖預(yù)留變形量。（3）監(jiān)控量測點應(yīng)嚴格按照設(shè)計及有關(guān)規(guī)范布設(shè)，特殊地段做加密處理，間距不大于5m。（4）如發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)有不正常變化或突變，洞內(nèi)拱頂下沉或地表下沉位移值大于允許位移值，洞內(nèi)或地表出現(xiàn)裂縫以及噴層出現(xiàn)異常裂縫時，必須第一時間告知施工項目部并且組織人員撤離現(xiàn)場，采取有效安全措施進行防護。（5）重視地質(zhì)超前預(yù)報，加強地質(zhì)觀察，尤其注意隨時觀察土體含水量的變化，如有異常應(yīng)及時反饋，采取安全措施加強支護。（6）建立及時、有效、完善的監(jiān)控量測預(yù)警機制。當(dāng)圍巖變形速率大于10mm/d或累計變形值大于10cm時，必須按照應(yīng)急預(yù)案措施進行處理。11、應(yīng)急演練在施工前，監(jiān)理單位根據(jù)本隧道地質(zhì)條件及水文條件，要求施工單位制定防坍塌、防火應(yīng)急預(yù)案，做好危險源辨識工作，并且定期進行應(yīng)急演練。按照高危工程強制性施工安全要求，設(shè)置逃生管道、救生管道以及無線電