隧道工程安全技术

隧道工程相对于桥梁工程与公路工程而言施工难度更高而且危险系数更大，从某坍塌隧道开始，深入浅出的和大家一起聊聊隧道工程施工质量安全的控制要点都需要注意什么问题。

一、隧道坍塌的主要原因

XX隧道k229+893～+915段坍塌事故，分析隧道坍塌的主要原因：

1.地质认知不足；

2.开挖方法不当；

3.支护强度不够；

4.工序衔接不紧。

人的不安全行为，物的不安全状态。要注重人的行为（主观），少强调物的状态（客观）。

二、施工准备    

各种机械设备应本着性能优良、污染小、能耗低、配套合理、工效高的原则配备，主要机械设备性能应满足以下要求：  

装渣设备应选择斗容不小于2.0m3的正装侧卸式装载机或斗容不小于0.8 m3的短臂式挖掘机。  

出渣运输车辆应选择载重量不小于25t的自卸式汽车。  

隧道衬砌台车制作应能满足任何情况下使通风管顺利通过，且每个施工洞口至少配备一台。  

湿喷混凝土设备必须是集空压机、速凝剂供给机、喷射机械手等为一体的整体式结构，其生产能力应不小于6 m3/h。  

混凝土输送泵的额定泵送量必须大于60m3/h。     

 

   

三、隧道开挖      

 

中跨度分离式隧道开挖方法一般有：  

1、全断面法；2、台阶法；3、中隔壁法；4、双侧壁法；5、环形留核心土法。  

（一）中隔壁法开挖（CD法）：  

中隔壁法开挖时应符合下列规定：

1. 初期支护完成后方可进行下一分部开挖。地质较差时，每个台阶底部应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。

2. 各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。

3. 应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后进行另一侧开挖。

4. 左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m。

5. 当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。

6. 中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时，逐段拆除。

（二）双侧壁法开挖：

双侧壁导坑法施工应符合下列规定：

1. 侧壁导坑开挖后，应及时施工初期支护并尽早形成封闭环。

2. 侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一。

3. 左右导坑施工时，前后拉开距离不宜小于15m。

4. 导坑与中间土体同时施工时，导坑应超前30～50m。

（三）环形留核心土法开挖：

1.开挖步骤：

开挖采用短台阶七步开挖法

2.环形开挖留核心土法施工应符合下列规定：

2.1. 环形开挖进尺宜为0.5～1.0m；核心土面积应不小于整个断面面积的50％。

2.2. 开挖后应及时施工喷锚支护、安设钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按设计要求施工锁脚锚杆。

2.3. 围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护。

2.4. 核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。

（四）隧道开挖应注意：1.隧道开挖宜采用光面爆破

光爆实例：周边眼间距一般不得大于40cm，炮眼总数一般不小于35+开挖断面面积（取整数，㎡）

2.隧道严禁单向掘进并出洞

案例：强行出洞造成山体坍塌(应反向掘进30m～50m，在洞内贯通。)

强行出洞造成山体坍塌后，反复加固山体，浪费巨大。

 

四、出渣装运作业

1．出渣量计算

    出渣量应为开挖后的松散渣体积，装渣数量可按下式计算：Z=R·△·L·S　　　　　　　　　　　　    

式中：Z——单循环爆破后石渣数量(m3)；

          R——岩体膨胀系数，见表2-57；

          △——超挖系数，一般采用l.15～1.25； 

          L——设计循环进尺(m)；

          s——开挖断面面积。

岩体膨胀系数R值：

2.运输设备数量计算  

t运= t装(Nc — l)              (1)

式中；t运——每台运输设备在运输途中(往返)所用时间(min)；

            t装——装渣设备装满一台运输设备所用时间(min)；

            Nc——运输设备总台数。

t运=t1+ t2+ t3+ t4           (2)

式中：t1——重车洞内行驶时间(min)；

          t2——重车洞外行驶时间(min)} 

          t3——轻车空载洞外行驶时间(min)；

           t4——轻车空载洞内行驶时间(min)。

根据施工隧道内行车安全要求，隧道内轻、重型车均应限速行驶，为计算方便，在隧道外可将轻型车与重型车视为同等速度行驶，故可得到下式：

 

五、初期支护

1.初支与围岩不密贴：

2.钢架安装不规范：

基础超挖后处理不规范，下部开挖后钢架自然悬空。

4.钢架制作不规范：

5.锚杆施作不规范：

系统锚杆应均匀的分布在相邻两榀钢架的中间，严禁将锚杆与钢架进行焊接。锚杆与钢架的关系应按下图所示布设：

6.支护围岩，破坏围岩

锚杆打设空间不足：

7.锚杆施工前应初喷围岩：

 

六、仰拱施工

仰拱部位开挖应符合下列规定：

1、挖至设计高程时，底面应圆顺，清除杂物。

2、做好排水设施，清除积水。

3、隧道底两隅与侧墙联接处应圆顺。

4、仰拱应全断面一次开挖成形，可跳槽开挖，跳槽开挖长度不得大于5m。

5、仰拱部位开挖时，应采用栈桥通过。

 

七、二次衬砌

1.衬砌台车顶部未预留排气管通过的孔洞，致使拱顶混凝土与初支间产生空洞。

2.施工工艺错误，造成边墙与基础结合部位跑模，漏浆严重。

在侧向应力较大的情况下，边墙与基础的衔接部位首先开裂：

措施1：基础宽度应按设计一次到位，台车模板不得悬空，应安装在基础顶面。

措施2：从衬砌台车结构考虑，一次成型或不设矮边墙。

3.钢筋制作、安装不规范

钢筋间距、层距未按设计施作

已关模准备浇筑混凝土的二衬钢筋

已关模准备浇筑混凝土的二衬钢筋

钢筋定位不准，保护层厚度不足，漏筋。

措施：二衬钢筋定位安装

 

八、三管两线的布设  

 

 

 

   

九、 软弱围岩（Ⅴ级）防沉降变形措施      

1.加强超前小导管注浆或帷幕注浆  

2.加强各部钢架脚部托梁设置  

3.取消系统锚杆，增设径向注浆钢管，宜采用双液浆。  

4.加强工序衔接，使初支、二衬尽早成环：  

4.1.一般（Ⅲ级以上）围岩二衬距掌子面不得超过100m，仰拱距掌子面不得超过50m；软弱（Ⅴ级以下）围岩二衬距掌子面不得超过50m,仰拱距掌子面不得超过20m。  

4.2.各部开挖循环进尺见“控制要点”。  

 

   

十、 防水与排水            

 

（一）施工排水  

（二）结构排水设计  

 

无仰拱时横向排水管安装：
 

 

 

 

150m~300m设检查井，营运养护难以进行，与永久性原则不适宜。  

 

1.中心水沟结构排水施工  

2.路侧排水、路面盲沟  

盲沟应设在施工缝。

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