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1、隧道施工安全培训,章节内容,第一节：隧道施工安全九条规定第二节：各种施工环境下的安全要求第三节：特殊地质条件隧道施工安全要求第四节：软弱大跨度隧道施工安全技术,第一 节 隧道施工安全九条规定,国家安全监管总局 交通运输部 国务院国资委 国家铁路局关于印发隧道施工安全九条规定的通知 安监总管二2014104号）一、必须证照齐全，严禁无资质施工、转包、违法分包和人员不经教育培训上岗作业。二、必须按照标准规范和设计要求编制专项施工方案，确保按方案组织实施，严禁擅自改变施工方法。三、必须强化施工工序和现场管理，确保支（防）护到位，严禁支护滞后和安全步距超标。,隧道施工安全九条,四、必须落实超前水文地质
2、探测预报各项规定，监控量（探）测数据超标立即停工撤人，严禁冒险施工作业。五、必须对有毒有害气体进行监测监控，加强通风管理，严禁浓度超标施工作业。六、必须严格控制现场作业人数，掘进作业面应实施机械化作业，严禁超员组织施工作业。七、必须按照规定设置逃生通道，严禁在安全设施不到位的情况下施工作业。八、必须按照规定严格民用爆炸物品管理，严禁在施工现场违规运输、存放和使用民用爆炸物品。九、必须按照规定制定应急预案、配备救援装备，严禁事故发生后违章指挥、冒险施救。,第二节 各种施工环境下的安全要求,前言 在现代施工建设中,随着技术水平的提高,工程实体建设导致的直接灾害得到了控制并逐步减少,而在施工环境条件
3、下由于种种原因引发的安全事故却仍占有较大的比重，需要我们认真思考和应对。隧道施工环境条件引发的灾害因素主要包括：临时用电、通风防尘、供水、临建、防火、洪水、台风、雷击、雪崩以及其它灾害。其中对隧道施工安全影响较大的主要因素有临时用电、通风防尘、供水、临时建设及其它灾害。,目录,一、临时用电二、通风防尘三、供、排水四、临时建设五、其它灾害,一、临时用电,施工中安全用电事故屡屡发生，难以回避。施工临时用电必须严格执行JGJ46-2005临时用电规范。隧道施工用电安全除一般规定外着重强调高压进洞、用电作业安全。隧道用电管理 临时用电应进行施工用电设计,并采用三级配电二级保护方式。施工现场用电应采用三
4、相五线制供电系统,且工作接地电阻符合规定要求。用电设备应实行一机一闸一漏(漏电保护器)一箱(配电箱);漏电保护装置应与设备相匹配(参数的选择与匹配)，不得用一个开关直接控制二台及以上的用电设备。,一、临时用电,高压进洞 洞内高压进洞应专门进行设计，经审批后由机电部门组织实施。高压输电线路距人行道安全距离应满足规范要求。洞内检修、搬迁电气设备（电缆和电线）时，应切断电源，上锁，并悬挂“有人工作，不准送电”的警告牌。变电站应设在干燥的避车洞或是不使用的横通道内，变压器距周围洞壁不得小于300mm。变压器周围必须装设防护栏杆和警示灯，悬挂“止步、高压危险”或“禁止攀爬、高压危险”等警示标志。提醒：电
5、缆进洞人工作业环节安全。,一、临时用电,临时用电安全要点 隧道供电线路应采用380V/220V三相五线系统。隧道照明电压：作业地段不得大于36V，成洞地段可采用220V。成洞地段的供电线路，应用绝缘良好的绝缘导线架设，施工地段的用电线路可采用橡套电缆，并应悬空挂设。照明和动力线电路安装在同一侧时，必须分层架设；电线悬空高度应为：380v不小2.5m，10kv时不小于3.5m。涌水隧道的电动排水设备，以及斜井、竖井的电器装置应采用双回路输电并有可靠的切换装置。动力干线上的每一分支线，必须装设开关和保险装置，严禁在动力线上加挂照明设施。,一、临时用电,洞内所有通道、抽水站、通风站等重要场所，应有安
6、全照明。隧道内施工照明应采用防水、防尘灯具。暂时停用设备的开关箱必须分断电源隔离开关，并应关门上锁。,一、临时用电,三相五线制、三级配电二级保护、设备一机一闸一漏,二、通风防尘,隧道施工应采取综合防尘、防毒措施,并定期检查粉尘和有害气体浓度。所有作业人员应按要求佩戴安全防护用品，作业粉尘浓度达不到标准时,应采取防尘措施。瓦斯隧道作业应遵循相关规定。职业健康监护技术规范 GBZ 188-2007明确了对作业环境粉尘的监控要求，尘肺是职业病防控重点 设备要求 风机应综合考虑选用噪声低、风量大、风压大、电能消耗低、重量轻、成本相对低的风机，通风量必须满足洞内用风要求。风管应考虑经久耐用、连接方便的阻
7、燃无毒型材料，风管大小应满足通风、通道作业空间要求。,二、通风防尘,风机安装：风机应摆设在新鲜风流中，压入式风机进风口距洞口应大于20m（瓦斯隧道为30m）,四周无障碍物，不影响设备作业和行车，安装应使用机械吊装。风管挂设：风管吊挂应平、顺、直，用于挂设风管的钢丝绳、锚扣件应具有足够的强度和耐久性，支点数量除满足受力要求外应有一定的储备，避免风管掉落伤人或影响作业。,二、通风防尘,标准要求隧道作业环境标准主要有：粉尘允许浓度：每立方米空气中，含有10%以上游离二氧化硅的粉尘必须在2mg以下，含有10%以下游离二氧化硅的粉尘必须在4mg以下。氧气不得低于20%（按体积计，下同）。二氧化碳不得超过
8、0.5%，（一氧化碳不得超过30mg/m3）。氮氧化物（换算二氧化氮）浓度应在5mg/m3以下。隧道内气温不得超过28。隧道内噪声不得大于90dB。对于粉尘及毒气超标的应及时进行处理。,二、通风防尘,管理要点 隧道施工应依据相关规范、标准进行通风设计，合理配置设施，设定通风线路，满足施工要求。定期对通风降尘设备进行维修、保养，保证工况良好。隧道施工时的通风，应设专人管理，瓦斯隧道、长大隧道应有备用风机和备用电源，一旦停风应立即停工、撤人。无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留，通风机停止运转时任何人员不得靠近通风软管行走和在软管旁停留，不得将任何物品放在通风管或管口上。通风机开机前
9、应检查通风线路，通风档位应逐步由低到高，不得突起高档。,二、通风防尘,保障供风量，改进除尘技术，长大隧道把通风当工序管理,三、供、排水,供水 隧道工程用水使用前应经过水质鉴定，并符合施工用水水质要求。蓄水池不得设于隧道正上方，水池基础应置于坚实的地基上，蓄水池顶部必须设防护棚，四周应设防护栏，并有明显的安全警示标志，防止人员坠入。机械抽水应有专人负责,当抽水机设在河边时,应有防洪措施，水池与机房之间应当有信号联系。供水管路铺设宜避开地质不良地段,管路应铺设在电缆、电线路的另侧，且不宜采用高架的形式，避免失稳伤人、损物。检修供水管路前,应先关闭控制该段管路供水的闸阀。,三、供、排水,排水 在有地
10、下水排出的隧道必须开凿排水沟，反坡开挖时根据涌水量的大小，设置抽水机并留有备用（配备能力不小于工作水泵的总能力）。抽水机械的安装地点应在导坑的一侧或另开偏洞安装，并用栅栏与隧道隔离。隧道开挖中如要穿过涌水地层，宜采用超前钻孔探水，查清含水层厚度、岩性、水量、水压等，为防治涌水提供依据。如发现工作面有大量涌水时，应即令工人停止工作，撤至安全地点。靠近江、河、湖畔以及设计位置较低的洞口，在雨季及洪水季节应设岗巡视水位情况，避免出现倒灌。,四、临时建设,临时建设应按局印发的中铁五局临时工程建设标准（中铁五工程2014321号）执行，认真落实各项安全措施。临建应在详细调查的基础上进行规划，隧道洞口临建
11、及驻地不能设在受地质灾害如洪水、泥石流威胁的地方。施工前应详细查清洞口上方（两侧）岩堆、滑坡体威胁，未采取有效措施前不得冒然施工。临时设施的设置应尽量避开爆破、变形影响区，如地表下沉、滑坡、岩堆垮塌、落石、边坡失稳。各临建设施应合理规划，避免相互干扰影响，考虑爆破安全距离要求。,四、临时建设,所有临建设计均需要审批后方能实施，确保临建设计安全、适用。临时弃碴场要先防护后弃碴，弃碴场位置选择应合理，不得造成安全隐患。临时便道、便桥应按相应标准施做，既有便道、便桥在使用过程中应随时检查，及时加固，保障道路畅通、安全。各洞施工区应按要求设置消防池，配备有效且数量足够的消防器材，并设明显的标志，定期检
12、查、补充和更换，不得挪做他用，驻地应定期进行安全检查。,五、其它灾害,隧道施工除以上危害因素外还应做好洪水、台风、雷击、雪崩以及其它灾害的防范。隧道各洞口位置应高于设计洪水位，洪水及雨季应设立预警机制。穿越江河、湖泊、水库的隧道应评估洪水及雨季施工安全风险，制定专项方案。受台风影响区域应完善相关设施，必要时停止洞外作业。隧道火工品库及洞外设施应按规定做好防雷击处理，洞外爆破作业应采取防雷措施。高寒、严寒地区在洞口施工时应排查有无雪崩、融雪影响。,第三节 特殊地质条件隧道施工安全要求,前言 特殊地质隧道主要是指位于瓦斯、岩溶、岩爆、挤压和膨胀性围岩、黄土、冻土等地区的隧道。这些隧道往往由于特殊地
13、质条件，施工难度加大，施工风险高，需认真分析研究水文地质资料，结合实际情况做出风险评估，制定完善的施工方案和应急预案，规范施工，避免各类灾害发生。不良地质和特殊岩土地质隧道施工作业应考虑下列危险源和危险因素：专项施工方案不合理，施工方法的不正确；超前地质预测、预报工作不准确；初期支护不及时；量测、监测数据失真及信息反馈不及时；工作程序及应急程序的有效性差。,特殊地质条件隧道施工安全,特殊地质隧道施工前必须根据设计相关资料，结合现场实际情况进行分析研究，制定专项方案（实际施工中确实有部分工程就是没有制定方案）。特殊地质隧道施工前必须根据不同风险源制定完善的应急预案，并定期组织演练，施工中应储备足
14、够的抢险、急救物资。特殊地质隧道施工时，应制定与实施地质预测、预报方案，并根据预测预报结果及时调整隧道整体施工方案。高度重视安全、技术培训，特殊地质隧道施工岗前培训是红线要求，是前提，是保障。,特殊地质条件隧道施工安全,特殊地质隧道施工应做好工序卡控，推广自动监测、监控系统，及时依据信息反馈指导施工，情况严重时将全部施工人员撤离危险区域。坚持班前安全讲话，每道施工作业工序前，应将作业风险和安全措施告知所有作业人员，并按安全措施执行。通过放射性岩层的隧道,应加强观测,根据反射性元素性质和放射强度,制定专项施工方案,采取完备的施工防护措施,保证施工安全,并提醒设计方完善工程设计。,目录,一、岩溶隧
15、道二、高地应力隧道三、膨胀性和挤压性围岩隧道四、黄土隧道五、高原冻土隧道,一、岩溶隧道,岩溶,国际通用术语Karst，译名喀斯特,在我国华南、西南片区多见,隧道施工中因其预探、预报困难，位置、形态多样，对施工及工程危害大，特别是由岩溶引起的突水、突泥直接威胁到施工人员生命财产安全，犹如“猛虎”。为明确岩溶隧道施工作业的注意事项，操作要点，避免可溶岩地段与断层破碎带突水、突泥灾害的发生，保证隧道施工安全,局制定了岩溶隧道施工指导意见，全局范围内岩溶隧道施工应高度重视。对岩溶隧道施工安全应坚持4问：如何预测预报？如何有效进行组织管理？如何逃生？如何处理？,一、岩溶隧道,一、岩溶隧道,一、岩溶隧道,
16、（一）预测预报 对于可能存在多种地质灾害的隧道施工，首先要把综合超前地质预报技术放在首位。易发育岩溶的地质条件有质纯层厚的可溶岩地段，可溶岩与非可溶岩的接触带，陡倾角可溶岩地段，可溶岩地层中发育的断层破碎带、节理密集带等岩体破碎地段，可溶岩地层中发育的大型背斜、向斜的核部等岩体较破碎部位，地表岩溶发育地段的地下相应地段，地面塌陷、地表水消失的地下相应地段，地下水活动强烈的地段，以上因素叠加时更利于岩溶发育；岩溶隧道施工中需要不间断地进行动态地质预报，这是防止或减少地质灾害发生的基础工作。施工中需结合调查资料、设计文件、业主要求合理选定超前地质预报方法、手段，提高预报的准确度。,一、岩溶隧道,隧
17、道超前地质预报，各种探测方法各有优缺点，多参数组合形式是预报的高级阶段，多种方法与参数的综合集成是预报的趋势。对于极有可能存在重大地质灾害的地段，结合设计文件及业主要求，可采用地质素描、TSP203(100m)、地质雷达(1530m)、红外线探水(20m)、超前水平探孔(3060m)13孔、超前水平探孔(30m)6孔、超前浅孔钻探(5m)5孔、HSP或负视速度法(50m)、孔中CT成像 手段。对于可能存在重大地质灾害的地段，如可能遭遇大的暗河体系，发育重大软弱、富水、导水性良好的断层，结合设计文件及业主要求可采用地质素描、TSP203(100m)、地质雷达(1530m)、红外线探水(20m)、
18、超前水平探孔(30m)13孔、超前浅孔钻探(5m)35孔。,一、岩溶发育隧道,对一般岩溶发育区段，结合设计文件及业主要求可采用地质素描、TSP203(150m)、地质雷达(1530m)、红外线探水(20m)、超前浅孔钻探(5m)3孔。对岩溶水文地质条件较好的碳酸盐岩和碎屑岩地段可采用地质素描、超前浅孔钻探(5m)3孔，必要时超前水平探孔(30m)1孔。,（二）组织管理 岩溶隧道施工组织管理是重点，强调八项机制、突出职能和程序、完善设计、处处提防，保障安全。建立八项机制：超前地质预测预报专项机制、应对复杂地质、工程难题的施工预案专项机制、重难点工程监控专项机制、量测监控专项机制、施工工艺监控专项
19、机制、严格考核奖罚专项机制、信息收集、反馈和快速反应专项机制、突发性事件防范应急预案专项机制。,一、岩溶发育隧道,明确程序职能：建设单位为主体，设计、施工、监理单位明确职责、分工合理、相互协调、系统管理。有突涌水可能的，必须由建设单位组织四方会商，设计方负责方案设计、建设单位审批，施工单位编写施组、监理审批、施工单位实施，最后将施工结果反馈，指导下一循环施工。作为项目部应将程序职责细化落实到人。完善设计：对反坡隧道洞内抽水系统、洞口排水系统、注浆堵水、岩溶管道放水降压回填处理、支护体系、暗河处理、辅助坑道、逃生通道、声光预警系统、应急照明、逃生线路等应进行,一、岩溶发育隧道,设计，并按设计部署
20、落实。岩溶地段严格按“综合预报、先探水、全面掌握前方地质状况,弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。施工中坚持“有疑必探、不探不挖”的原则，将超前地质预报纳入施工工序中。,一、岩溶发育隧道,（三）逃生 1.不安全标识：岩溶突水的最可能位置为两种岩层的接触带，大型富水溶腔是最不安全的风险源。在隧道穿越富水构造时，当掌子面有掉块声、硬塑状涌泥、渗漏水量逐渐变大时，为突水、突泥风险标识，应及时逃生，经观察确实不存在大量突水、突泥时，方可进入工作面。2.逃生组织：洞内逃生由专职安全员负责，安全员应在最为危险的掌子面。当遇到险情时，安全员应及时启动预警系统和应急照明系统，由
21、工班长组织逃生。逃生时，必须按设定的逃生线路逃生。反坡隧道施工时，除司机外，工班内,一、岩溶发育隧道,至少有两名以上人员具备有开车能力，以防止意外发生。3.逃生通道：当隧道遇到大型岩溶进行处理时，应设计必要的逃生通道。对于有平导的隧道，应在原设计的平导与正洞横通道间增设逃生通道，应满足掌子面后退1000m内通道之间间距不大于200m，以利于现场逃生。逃生通道断面不小于2m（宽）2.5m（高），逃生通道内不得放置杂物和停放机械，确保畅通。逃生通道处应标明标记，以使进洞人员明确通道设计意图。4.逃生线路设计：逃生线路应给所有员工,一、岩溶发育隧道,进行培训和交底，对于复杂的线路应重点监控。,5.声
22、光预警系统及应急照明：对岩溶隧道应设置声光预警系统以及应急照明系统。6.逃生演习：为确保遇到险情时顺利逃生，对于长大复杂岩溶隧道，必须每季度组织一次逃生演习。,一、岩溶发育隧道,（四）施工处理 隧道施工中遇到溶洞地段时,在查明溶洞分布范围,类型情况,岩层的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等基础上,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。对岩溶充填物处治应根据岩溶大小、位置、充填物性质等确定处置方案，一般对填充物及周边围岩采取注浆加固后利用超前支护措施如大管棚等措施进行掘进处理。小型岩溶充填物可以进行清除、置换处理。对于大型堆积体、暗河大厅堆积物堆积体可采取注浆加固方案。对岩溶地下水
23、的处治除引排外，可采取注浆堵水、泄水洞泄水、释能降压等方案进行处理。注浆堵水方案适用于充填型贫水溶洞、富水裂隙带、低压富水充填型溶洞、,一、岩溶发育隧道,断层等；泄水洞方案适用于大型高压富水溶洞、高压富水溶槽等；释能降压方案适用于大型高压富水溶洞。岩溶隧道施工应注意：岩溶严重涌水段宜避开雨季施工。当隧道掘进施工为下坡地段，可能遇到溶洞时，要准备足够的排水设备；当隧道只有一侧遇到溶洞时，应先开挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧；当掘进达到溶洞边缘时，各工序要紧密衔接，加强支护，同时设法探明溶洞形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。,一、岩溶发育隧道,岩溶地区隧道的
24、初期支护和二次衬砌应根据溶洞情况予以加强。二次衬砌施工前，应重点检查拱部、底板、侧边墙一定范围内是否存在有害空洞，并采取措施处理。长大岩溶隧道二次衬砌应及时，当遇到高压富水岩溶时，应采取二次衬砌紧跟。信息化施工：岩溶处理中及处理后，应加强监控量测，及时根据监测成果反馈、指导施工。,一、岩溶发育隧道,二、岩爆,岩爆是地下工程开挖过程中，硬脆性围岩受地应力分异和集中的影响，导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放，因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。对于高应力岩爆隧道应遵循“预测超前、准确定性；方案合理、措施得力；刚柔并举、宁强勿弱”的原则组织施工，对于岩爆隧道施工安全主要
25、是做好防治措施、采取相应施工安全措施。施工防治措施 轻微岩爆一般采用光面爆破提高开挖面平整、圆顺度，及时喷射混凝土补平凹坑，局部增设锚杆，喷洒水等进行处理。,二、岩爆,中等岩爆地段，应在隧道开挖断面轮廓线外1015cm范围的边墙及拱部，钻设注水孔，并向孔内灌高压水，软化围岩，加快围岩内部的应力释放；强烈岩爆地段，应采用即时受力锚杆，同时挂设钢筋网或柔性防护网，防止岩爆落石。并在开挖工作面上钻应力释放孔（应力释放孔直径不宜小于70mm）。或掘进小导洞，使岩层中的高地应力部分释放，再进行隧道的开挖；同时采用超前锚杆预支护，锁定开挖面前方的围岩。,二、岩爆,施工安全措施 1.对可能发生岩爆的隧道施工
26、中，应对开挖工作面前方的围岩特性、水文地质情况等进行预测、预报。2.中等以上岩爆隧道，应选择以机械作业为主的施工方案，采用凿岩台车钻孔，用机械手喷射混凝土。3.岩爆发育段应控制作业人员数量、合理控制接触时间、及时施做二衬。岩爆隧道施工注意事项 1.开挖循环进尺应根据岩爆地段的具体情况控制，并不应过大。2.采用光面爆破、预裂爆破或水压爆破技术，使隧道周壁圆顺，降低岩爆发生的强度。,二、岩爆,3.采用机械手进行网喷纤维混凝土。4.在拱部及边墙布置预防岩爆的短锚杆，锚杆长度为2m左右，间距为0.51.0m，挂网喷射纤维混凝土。应急处理 隧道施工中，一旦发生岩爆，应立即采取下列处理措施：1.应停机待避
27、，待检查确认安全后进行开挖工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等。2.增设摩擦式锚杆（不能替代系统锚杆），锚杆应装垫板。3.及时增喷纤维混凝土，厚度为58cm。4.施工机械重要部位应加装防护钢板，避免岩爆弹射出的岩块伤及作业人员和砸坏施工设备。,三、膨胀性和挤压性围岩隧道,膨胀性和挤压性围岩隧道对工程及施工的安全隐患主要是结构变形和失稳，应坚持以预测和预防为主。根据挤压性围岩、膨胀岩的变形机理，施工时以排水和控制围岩变形为重点，严格遵循“方案合理，措施有力；刚柔并举，宁强勿弱”的原则，尽早封闭支护系统，有效控制围岩变形，同时要适当加大围岩预留变形量。防治措施 1.开挖:开挖
28、方案应综合地质条件、隧道断面、埋深、工期等要求综合考虑进行确定，隧道开挖以最大限度减轻对围岩的扰动为原则。根据围岩情况，一般选用机械开挖或钻爆法开挖，严格遵循少分部、短进尺的原则。,三、膨胀性和挤压性围岩隧道,2.初期支护:开挖后及时喷、锚支护封闭开挖面，约束围岩变形，减弱水对膨胀围岩的作用，作为约束围岩变形的重要措施，锚杆长度根据围岩松弛圈确定；挤压、膨胀性围岩隧道钢架必须采用加强支垫，同时适当加大开挖型钢拱脚处外侧岩面，以增大拱脚的支撑面；对于挤压、膨胀性围岩隧道二次衬砌应根据围岩的收敛速度和预测总变形量的大小进行确定,当围岩变形过大、长时间都不能收敛时，要提前施作二次衬砌。3.膨胀岩具有
29、吸水膨胀、失水收缩的特性，施工中加强现场排水非常重要。对开挖后暴露的围岩，应采取早封闭、各道工序紧密衔接、连续施工的方法，尽量减小水对膨胀岩的影响。,三、膨胀性和挤压性围岩隧道,特殊施工措施 1.大变形处理措施：在膨胀压力引起大变形的情况下，会出现喷射混凝土层剥落、掉块和破坏，锚杆拉断，钢架会扭曲甚至失稳破坏等现象。初期支护可采取以下措施防治围岩大变形：喷射混凝土支护预留纵向变形缝，变形缝宽10-30 cm；采取可缩式钢架，每榀钢架可设2-5 个可缩接头，每个接头可缩10-20 cm；加密、加长高强度锚杆，以抗御膨胀压力。2.支护体系拆换：拆换前首先对待拆换区域及其影响区域进行加固，加固方式一
30、般采用注浆、施作径向锚杆等，待加固完成并且围岩变形趋于稳定后，才能对侵限范围内的初支结构进行拆换。初期支护拆换施工期间，拆换点至,三、膨胀性和挤压性围岩隧道,掌子面禁止人员进入，防止关门。拆除顺序为从靠近已衬砌段开始施工，确保逃生通道畅通。初期支护拆除应尽量采用风镐凿除，当必须采用爆破方法处理时，应在实施前进行爆破试验，确定科学合理的钻爆设计参数，并制定相应的专项施工方案，重点确定预加固措施、断面尺寸控制、构件连接质量控制等措施。3.底鼓防治措施：隧道未施作底部支护时，隧道底部便成为围岩应力释放的集中部位，同时由于底部容易积水，使围岩浸泡软化吸水膨胀，从而产生底鼓现象。在施工期间及时施作仰拱，
31、使支护尽早形成封闭结构；做好隧底防排水工作，防止水浸泡基底；底鼓现象严重的层状岩层，可采用长锚杆加固底部围岩，提高节理裂隙面上的,三、膨胀性和挤压性围岩隧道,抗剪强度和岩层的整体刚度；也可对松散破碎围岩进行注浆加固，以增加岩体的强度和整体性。安全注意事项 1.膨胀性和挤压性围岩隧道断面可采用圆形断面或椭圆形断面，隧道开挖根据断面大小采用台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法等分部开挖法施工。2.膨胀性围岩浅埋地段，对于地表低洼集水处，应先采取充填粘土隔水，并形成流水坡等措施处理，快速排走地表水。3.膨胀性和挤压性围岩隧道施工时，应控制施工用水，加强施工用水管理，防止岩面被水浸泡。4.加强施工期间监控量
32、测，及时反馈指导施工，严格按监控等级方案组织施工。,四、黄土隧道,黄土是一种具有针状大孔、垂直节理发育的特殊土，黄土地层对隧道施工的影响主要表现在黄土节理发育、黄土的湿陷性、土体内自由水的渗透以及土体强度低四个方面。施工要点及安全措施应执行铁路黄土隧道技术规范（Q/CR 9511-2014）要求。黄土隧道施工安全控制重点是沉降、变形、失稳的防治，以下着重强调洞口及地表水处理、开挖处理、支护及二衬处理、防排水等方面内容。黄土隧道洞口及地表水处理应符合下列规定：1.进洞前应按设计做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统，排水沟应进行铺砌，防止地表水下渗。2.洞门施工应在雨季前完成。3.对地表冲沟、陷穴、裂
33、缝等应采取回填夯实、填土,四、黄土隧道,反压、改变地表水径流等措施，将水排至隧道范围以外；洞口浅埋段地表冲沟、陷穴、裂缝等，除应采用上述方法处理外，还应用砂浆抹面，避免水下渗影响结构安全。4.根据情况采用井点降水等措施将地下水位降至隧道仰拱底部以下1.5m，确保施工顺利进行。黄土隧道的开挖应符合下列规定：1.黄土隧道宜采用机械和人工配合的开挖方式。2.根据隧道断面、地质情况应采用台阶法或分部法开挖。3.在半岩半土层地隧道爆破时应对拱脚进行加固，同时控制炸药用量，减小爆破对围岩和拱部初期支护的扰动，防止塌方和掉拱。,四、黄土隧道,4.墙脚、拱脚等隅角处应预留30cm用人工开挖，严禁超挖。5.根据
34、不同围岩级别，开挖循环进尺应控制在0.51.5m。6.湿陷性黄土隧道基底可采用树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。7.施工中当发现突水、变形异常等不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，调整施工方案。,四、黄土隧道,黄土隧道初支、二次衬砌施工应符合下列规定：1.施工中要特别注意观察垂直节理，必要时应采取措施，防止塌方事故发生；2.开挖后应立即对隧道周壁及开挖工作面进行喷射混凝土封闭，并及时施作锚杆、钢筋网及钢架；3.应在拱脚设置测点，监测拱脚下沉的状态，并在钢架基脚或分部开挖基脚等处设置注浆锁脚锚杆（管），以及设置垫板或采用大拱脚，控制钢架沉降和塌方事故的发生。4.锚杆施工应采用煤矿螺旋
35、钻成孔，锚杆应采用药包式或早强砂浆式，各种锚杆必须设置垫板。5.临时支护应根据监控量测情况拆除。,四、黄土隧道,黄土隧道施工防排水应符合下列规定：1.地层含水量大时，上、下台阶开挖工作面附近应开挖横向水沟，并采用管、槽将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，避免浸泡拱脚。2.应控制施工用水，初期支护喷混凝土和二次衬砌混凝土均应采用喷雾器喷雾养护取代洒水养护，避免混凝土泌水浸泡黄土隧道基底。,五、高原冻土隧道,近年来高原冻土隧道接触不断增多，由于其特性，使得隧道施工具有非常大的难度和安全风险。危害认识 冻土对隧道工程建设的危害主要有：1.冻土的抗压强度很高，其极限抗压强度甚至与混凝土相当。2.冻土融
36、化后抗压强度急剧降低，所形成热融沉陷和下一个寒季的冻胀作用常常造成构筑物失稳而难以修复。3.含水的松散岩体和土体温度降到0 时，伴随有冰体的产生，体积增加约9%，使土体发生冻胀，同时在渗透力的作用下，水分将从未冻区向冻结锋面转移并冻结成冰，使土的冻胀更加强烈，从而改变土的结构，引起局部地面沉陷。,五、高原冻土隧道,冻土地区隧道总体施工方案与施工原则 1.最大限度采用机械化施工。2.合理配置设备。3.尽量采用有轨运输。4.施工机械要与施工方法配套。5.多打眼，弱爆破，短进尺，强支护，紧衬砌。防治措施 1.开挖：隧道洞口浅埋段施工遵循快开挖、快弃渣、快防护的原则，应尽可能安排在非冻季节施工，减少施
37、工对原始地温的扰动，防止冻土热融。2.喷射混凝土：要严格控制混凝土拌和物的温度，暖季施工出机温度控制在10 左右，而寒季施工出机温度应控制在13-17。,五、高原冻土隧道,3.防排水及隔热层：在多年冻土层中，隧道的防排水系统应以排、导为主，让受到影响的地下水能够顺利排出并辅以加热保温系统，保证在寒季水也能顺利排出。防排水、隔热保温层除符合设计要求外，尚应符合下列要求：衬砌全断面应铺设隔热保温板，防止热融圈反复变化导致隧道运营后隧道结构由于冻土冻胀作用而破坏；隔热保温层应做好防水及保护措施，以防保温层受潮破坏；洞内可设双侧保温水沟，洞外应设深埋保温暗沟将水排至地表沟内；4.二次衬砌：冻土隧道应尽
38、早施作二次衬砌，对于冻土尤其是高原多年冻土地区，模筑衬砌混凝土的施工具有其特殊性。一方面，在如此恶劣的自然条件下，首先需要,五、高原冻土隧道,解决的问题是拌制合格的低温早强耐久的混凝土拌合物；另一方面，施工时既要保证混凝土浇筑所带人的热量较小，以使水化热产生的升温对冻土结构的影响最小，又要保证混凝土浇筑后能在规定时间内达到抗冻临界强度和拆模强度。由于高原缺氧，混凝土浇筑应尽可能采用泵送施工。泵送混凝土除须满足设计要求的强度、抗渗、耐久等指标外，还必须要有良好的流变性能，具有摩擦阻力小、不离析、不阻塞和凝聚性适宜等性能。,五、高原冻土隧道,二次衬砌施工应符合下列要求：二次衬砌宜紧跟工作面，采用低
39、温早强混凝土连续、对称浇筑；相邻接触面温度在-5 以下浇筑低温早强混凝土，应采取措施加热接触面，并提高入模温度和加强覆盖保温；低温早强混凝土拌和温度不应高于30，加气剂宜在混凝土拌合30S 后加入，抗冻剂应溶于拌和水掺入；混凝土养护应保持温度，防止冻害。模筑衬砌馄凝土24h 强度达到9 MPa后方可拆模。施工安全卡控要点 1.高原冻土隧道洞口段，应根据季节温度的变化进行保暖施工，并宜安排在非冻季节施工。,五、高原冻土隧道,2.洞口边、仰坡的开挖应遵循“快开挖、快防护”的原则，力求缩短边、仰坡的暴露时间。3.暖温季节，为避免冻融，洞身施工应采取空气调节措施，降低洞内环境温度。开挖爆破后，应尽快用
40、喷射混凝土封闭围岩表面，控制围岩表面融化。4.在隧道施工时，必须根据高原的实际情况，采取合理的通风及供氧方式，选择合适的通风及供氧设备，保证隧道施工人员的健康与安全。5.高原冻土隧道施工除应按有关工序规定的项目进行安全检查外，还应对班前安全讲话、作业人员防护用具佩戴情况、保温施工措施落实情况、开挖后及时初喷封闭岩面情况、洞内通风、供氧情况进行日常检查，保障施工安全。,五、高原冻土隧道,6.高原冻土隧道施工各工点均应设置卫生室，配备值班医护人员。7.高原冻土隧道施工各工点需按急性高原病处置要求配备有相关设备及器材。8.定期为施工人员进行体检，上下高原应有体检记录，并建立管理台账。,第四节 软弱大
41、跨度隧道施工安全技术,前言 随着国家经济和社会的快速发展，铁路建设事业进入高速发展阶段，技术标准、施工水平不断提高，使得路网建设伸向山区发展。由于受地形、运能等限制，受曲线半径大、地形地质条件复杂、环保要求高等多种因素的制约，大量车站布置需伸入隧道内。因此三线大跨度、四线特大跨度隧道不可避免，特别是四线特大跨度隧道，其开挖跨度和高度要比双线、三线隧道大得多，成为施工的重点、难点，也是我们在铁路建设发展过程中必须克服的技术难题。,软弱大跨度隧道施工安全技术,新考塘隧道是铁路大跨施工中的典型代表，其难度大、技术新、标准要求严、安全风险高，施工中，除了工程地质条件、断面跨度与形状外，施工工法及顺序、
42、支护结构参数、围岩稳定性控制方法及参数、分部间距及断面封闭时间和衬砌施作时间将直接影响隧道结构以及施工人员的安全。结合新考塘隧道的特大跨度、软弱围岩、新技术、新工法运用等实际情况，跟大家一起学习、探讨。,目录,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识二、近期施工的类似工程介绍三、大跨施工变形控制技术四、监控量测技术五、施工操作注意事项及建议,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识,1、大跨隧道施工围岩分级的认识 我们现行的隧道围岩分级方法是1975 年铁道部确立的以单线铁路隧道稳定性为基础的铁路隧道围岩分级方法（基本思想和框架体系其并未改变），岩质围岩（包括一般岩质围岩、层状围岩、断层破碎带）分级的影响
43、因素主要如下：一般岩质围岩分级影响因素采用岩石坚硬程度、岩体完整性状态、地下水状态、初始地应力状态、主要软弱节理产状、弹性波速度等。层状围岩的分级影响因素采用岩石坚硬程度、岩层厚度、结构面状态、岩层产状、初始地应力状态、地下水状态。断层破碎带的分级影响因素采用地质构造作用、风化情况、充填物特征、地下水、断层破碎带区域位置等。,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识,由于大跨隧道断面尺寸与早期的单线铁路隧道断面尺寸相差很大，其围岩结构面间距、岩石强度、结构面强度和结构面倾角等对不同跨度结构稳定性影响是大小不同的，围岩质量越好，影响越小，反之影响越大。这就很好解释通常单线小断面隧道软弱围岩可以使用台阶
44、或全断面法施工，而大断面隧道需采用分部开挖施工。以前有说法跨度增加一倍围岩降低一级，大跨设计及施工中我们不能简单的以围岩级别和以往经验来选定施工方法。,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识,2、分部、分块施工的认识 大跨度隧道一般采用分部开挖，开挖顺序不同，围岩稳定性程度也就存在差异，这是工程开挖的动态力学特性。各部之间不是简单的结构尺寸分割，不同的施工方法、顺序对围岩应力、位移、塑性区分布是不一样的。根据类似结构工程我们看出，即便是分部相距最大的两侧导洞施工，如同步开挖、同步支护其塑性区亦会重叠。分部的结构尺寸、施作顺序、施作时间（包括时间点、时长）等相互影响和关联，是我们在设计和施工中需要重
45、点考虑的因素。,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识,一、大跨度隧道设计、施工技术的认识,3、结构体系转换对稳定性的影响 相对于单线或双线隧道而言，四线车站隧道其开挖跨度和高度要大得多，施工时须将大断面化大为小，分层分块开挖，逐步形成隧道设计体形。二次衬砌浇筑之前须先拆除隧道内的临时支撑，而临时支撑的拆除必然会打破结构系统原有的平衡，导致结构内的应力重新分布。其每次拆除的长度、拆除后至二衬浇注间隔时长、拆除后的临时支撑等都直接影响结构的稳定。经验资料显示一次拆除临时支撑长度控制在10m以内时比较合适的，而实际我们在施工中往往受到二衬台车、防水板钢筋绑扎等条件制约。因此拆除长度的合理确定、临时支撑
46、措施的选定（二衬浇筑前的临时措施）、合理的监控措施是施工中的必须考虑因素。,二、近期施工的类似工程介绍,在大跨度隧道施工方面，我单位也有着较为丰富的施工经验。其中包括五局一公司在凯里施工的大阁山公路隧道，双向四车道单洞拱形结构。最大开挖宽度21.04m，高度11.5m，衬砌后净跨18m，为国内当时所建最大跨度隧道，采用6块9部开挖法；沈阳地铁中街车站采用PBA逆作法施工，上覆8m左右砂积层，跨度超过20m，拱部采用三部扣拱；五局在武广线施工的银岭头隧道采用了大跨度二台阶四步开挖法；已建成的贵昆铁路六沾线乌蒙山2号隧道（出口）同样为四线进洞，跨度达到28.42m,开挖面积354m2等，这为我们在
47、大跨分部施工中积累了一定的经验，只要我们按章操作，技术上是完全可行的。,二、近期施工的类似工程介绍,双侧壁导坑法,大阁山隧道施工工法,沈阳地铁中街站施工工法,乌蒙山2号隧道施工工法,三、大跨隧道施工变形控制技术,1、合理确定各分部 合理设定分部需要按照设计、业主等要求，细致、充分同设计单位进行研究、商讨，完善设计。根据以往施工资料显示，即便在分部距离最大的两侧导洞，同时进行开挖和支护时塑性区亦会重叠，因此我们在施工中注意以下几点：各部，包括左右侧导洞应错开一定距离，开挖后及时支护，避免同时爆破。经过实践检验认为在拱部施工时先左右两侧、后拱部开挖是最合理的，符合预留核心土开挖理念。各分部中顶部结
48、构所受应力最大，在设立支撑和拆除支撑时应高度重视。,三、大跨隧道施工变形控制技术,2、保证超前支护质量 该部分着重强调超前大管棚的施工，在关键环节尤其体现以质量保安全，施工中需注意：每个孔位都要仔细调整钻机方位，确保每根钢管按设计角度钻进。每钻进一节管幕钢管时应进行测斜，如发现钻孔偏差及时纠偏。打设完一节管幕钢管，通过丝扣连接下一节管幕钢管，丝扣连接应拧到位，防止钻进过程中扭矩增大时钢管断裂。注浆时严格控制注浆量和注浆压力，确保注浆质量。在超前支护方面应根据地质情况确定是否设置掌子面超前支护措施。,三、大跨隧道施工变形控制技术,3、减少开挖扰动影响 开挖的扰动是对围岩稳定性影响最大的因素之一，
49、这里主要考虑一下几点：尽量减少或避免爆破造成的松动，在软岩段可选取机械松土器、铣挖机(目前较被看好的设备)代替爆破作业。预裂爆破可减少爆破冲击波的影响，为降低爆破峰值可采用电子雷管优化段落设计。有效利用核心土作用（同样适用于小间距隧道等特殊结构隧道）。,三、大跨隧道施工变形控制技术,4、及时高效支护 支护是抑制变形的最关键因素，必须严格按设计措施进行施作，首先强调一个“快”字，软弱地段开挖后应立即进行初喷，对掌子面进行封闭处理；其次应做好各部节点间的连接处理，确保钢架有效受力，加强钢架之间的连接以形成整体受力；同时应注意拱脚、锁脚防沉降处理，满足地基应力要求；落实混凝土的养护，保证混凝土作为受
50、力主要结构的质量。通过合理、紧密的分部施组安排，支护后应尽快进行二衬作业，减少隧道变形量。,四、监控量测,监控量测应作为关键工序列入现场施工组织，以此作为保障施工安全和指导施工的重要信息技术手段。施工前应根据监控量测设计及规范编制实施细则、经监理、建设单位批准后由专职人员组织实施。监控量测分为洞顶地表沉降观测和洞内观测,在重要结构位置还应进行应力监测。通过量测合理设定参数及预留变形量。地表沉降测点应在隧道开挖前布设，并在开挖前读取数据。隧道内测点应在隧道开挖后尽早布设，并在12小时内读取数据。监控量测频率应根据量测断面距开挖面的距离及位移速度确定。对拆除临时支撑等工序应加强监控，可采用百分表等
