隧道施工排险十篇

发布时间:2024-04-26 00:23:50

隧道施工排险篇1

【关键词】:公路隧道,施工风险,风险管理,技术措施

中图分类号:U455文献标识码:a文章编号:

1隧道施工风险管理

1)风险识别。

风险识别就是明确目标,找出哪些因素可能会对项目产生损失"这是风险管理的基础,是风险评估和风险应对的前提。整个识别过程包括确定目标、明确最重要参与者、收集

资料、风险形势估计、识别出潜在风险因素、编制风险识别报告。通过风险源识别,得出各种因素组成的集合,还可根据事件之间的支配关系,利用层次分析法划分所有因素的层次,形成有序的递阶层次结构。

2)风险评估。

隧道施工风险评估由隧道施工风险估计和隧道施工风险评价两部分内容组成。隧道施工风险估计是对隧道施工各个阶段的风险事件发生的可能性的大小、可能出现的后果、可能发生的时间和影响范围的大小进行估计,为分析整个工程项目风险或某一类风险提供基础,并进一步为制定风险管理计划、风险评价!确定风险应对措施和实施风险监控提供依据;隧道施工风险评价是对隧道施工风险因素影响进行综合分析,并估算出各风险发生的概率及其可能导致的损失大小,从而找到该项目的关键风险,确定项目的整体风险水平,为如何处置这些风险提供科学依据,以保障项目的顺利进行。

3)风险应对。

它是在隧道施工风险发生时实施风险管理计划中预定的措施"风险应对措施一般包括两类:一类是在风险发生前,针对风险因素采取控制措施,以消除或减轻风险,具体措施包括风险规避、缓解、分散等。另一类是在风险发生前,通过财务安排来减轻风险对项目目标实现程度的影响。具体措施包括风险自留、转移和保险等。

4)风险监控。

风险监控从过程角度来看,处于隧道施工风险管理流程的末端,但这并不意味着项目风险控制的领域仅此而已,风险控制应该面向风险管理全过程。同时,风险监控也应是一个连续的过程,它的任务是根据整个项目风险管理过程规定的衡量标准,全面跟踪并评价风险处理活动的执行情况。

2公路隧道施工风险特征及风险应对技术措施

2.1隧道施工风险的特征

1)隧道施工风险对工程地质和水文条件的依赖性。

2)隧道施工风险的隐蔽性。

3)隧道施工风险发生的随机性。

4)隧道施工风险后果的严重性。

5)隧道工程施工的开展会加大风险发生的可能性。

6)隧道施工风险同施工现场条件有密切的关系。

2.2隧道施工风险应对技术措施

1)塌方或崩塌。

隧道开挖时,导致塌方的原因有多种,概括起来可归结为:自然因素,即地质状态、受力状态、地下水变化等;人为因素,即不适当的设计,或不适当的施工作业方法等。技术措施:采用围岩/预加固技术,即通过打超前管棚,预注浆加固围岩,提高围岩的性能指标"或者采用旋喷拱或预切槽,减少围岩变形;在施工前或施工中,均应采取可行的防排水措施,尽可能将地表水引排,不渗入隧道中;选择正确的开挖方法,采用台阶法、短台阶法、中壁法、眼镜法等技术进行隧道开挖,加强初期支护,包括增加喷射混凝土的厚度、加密加长锚杆、增设钢筋网或使用喷射钢纤维混凝土、采用或者加密钢架等;加强围岩量测,发现围岩变形或异常情况,及时采取紧急措施处理,包括按设计进行永久性混凝土衬砌支护!采用钢筋混凝土衬砌!增加衬砌混凝土厚度、改变衬砌断面形式、提高衬砌混凝土强度等级等。

2)岩爆。

岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力重新分布,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。

3)涌水。

涌水是隧道施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一。造成突水突泥最为常见的不良地质是断层(断层裂隙水)、大型溶洞和暗河(岩溶水)、煤系地层中的采空区(老窖积水)和金属、非金属矿山老积水。技术措施:引排水,查明溶洞或暗河水源流向及其与隧道位置关系,用涵洞、暗管、暗沟、泄水洞、开凿引水槽、铺砌排水沟等;堵水,溶洞或暗河的流水量不大,有其他出口或有分支,采用注浆堵水;隧道反坡排水;利用抽水机配以管道排水,分段设置固定泵站和集水井,固定泵站与开挖面之间设置临时移动泵站,用潜水泵抽水至固定泵站的集水井"

4)瓦斯。

技术措施:隧道内所有的固定、移动设备、电器开关、照明装置均采用防爆型;瓦斯隧道内,不得有明火作业,洞内洞口严禁吸烟,进洞人员穿棉制品;瓦斯突出防治有钻孔排放、水力冲孔、震动性放炮渗出、深孔松动爆破、岩层或煤层注水;瓦斯排放包括瓦斯引排、抽放瓦斯或自然排放;封堵瓦斯,注水泥浆或其他材料,堵塞岩层或煤层裂隙,阻止瓦斯渗入,及时对开挖面进行喷混凝土封闭,尽快进行封闭衬砌,衬砌宜采用气密性混凝土当煤层厚度大于0.3m,有瓦斯突出危险性时,必须进行揭煤施工,揭煤前先进行超前钻孔,探测煤层的层位、倾角、厚度、岩性地质构造等情况;在掘进工作面距煤层适当距离时,至少打两个穿透煤层全厚的预测孔,预测有无瓦斯突出危险性;瓦斯排放后打两个与预测孔相同的检验孔,检查瓦斯排放情况,揭煤施工采用震动放炮一次揭开煤层,不能一次揭开煤层全厚时,对剩余部分采取防突措施,揭煤后,及时施作金属骨架支护,防止冒顶;加强通风和瓦斯检测。

5)岩溶。

当隧道穿越可溶性的岩层时,则可能遇有岩溶。

技术措施:

a.小型溶洞的处理:堵塞,位于隧道底部位置的小溶洞

采用换填片石、干砌片石、浆砌片石回填压实,或采用隧道底板梁通过。位于隧道边墙位置的小溶洞,采用浆砌片石封堵,加强混凝土衬砌封闭"拱部以上溶洞,视溶洞的岩石破碎程度,采用喷锚支护加固,加设护拱防护。

b.规模较大溶洞处理:跨越,简支梁跨越;栈桥跨越;拱桥跨越;边墙拱跨越;整体浮放支托跨越支顶加固。支承墙加固;支承柱加固;拱桥支顶加固;挖孔桩支顶加固。

c.岩溶隧道施工:岩溶隧道开挖同软弱围岩相似,管棚注浆综合预加固,微震爆破,强化初期支护。

3结语

隧道施工风险管理的推广和应用,对于隧道工程的组织施工具有重要的现实指导意义。公路隧道在设计、施工前进行系统全面的风险分析,对预防不良地质灾害的发生、保证隧道施工的安全具有重要的作用,因此,对公路隧道进行风险管理是工程建设中不可或缺的环节,应得到参建各方的足够重视。

【参考文献】:

隧道施工排险篇2

关键词:水下长大隧道;排水系统;高扬程潜水泵;水锤防护;集水池容积;全包防水

引言

随着我国经济的发展,人们对交通的需求不断增加,水下隧道因具有保护环境、节约土地、能够全天候通行以及施工、运营对航道干扰少等优点[1],正逐渐成为穿江过海交通工程的趋势。水下隧道防排水问题作为影响隧道安全的关键因素之一,一直是隧道领域的研究热点。文献[2-4]研究了隧道结构防排水的施工技术;文献[5]研究了山岭隧道施工过程中的注浆止水技术;文献[6-8]研究了隧道结构防排水体系的系统及其耐久性设计,这些文献主要针对的是隧道结构自身防排水技术的研究。在隧道运营排水方面的相关研究较少,但根据已建成的青岛胶州湾隧道及厦门翔安隧道的运营经验来看,目前水下长大隧道排水系统设计还有待完善。为了使水下长大隧道排水系统设计更加合理可靠,本文在青岛胶州湾隧道设计工程实践的基础上,结合青岛胶州湾隧道及厦门翔安隧道的实际运营经验,对目前国内水下长大隧道排水系统设计存在的主要问题进行梳理分析,并提出相关建议,以期为今后水下长大隧道排水系统设计提供参考。1概述目前国内已建成的水下长大隧道以青岛胶州湾隧道与厦门翔安隧道最为典型。青岛胶州湾隧道采用“分级收集、多级提升”排水系统,系统共设3座废水泵房,分别收集上游废水,实行分级收集,最低点废水泵房将废水排至两端的废水泵房,由两端废水泵房接力排出隧道,实现多级提升[9];厦门翔安隧道采用“单级收集、一次提升”排水系统,隧道最低点设置废水泵房,收集整条隧道的废水,一次提升排出隧道。运营实践证明,以上隧道排水系统运行稳定,能够满足隧道日常排水的需求,但在隧道防水、水泵选型、管道系统设置、水锤防护以及集水池容积确定等方面存在一定的问题。

2隧道防水

根据已建成工程经验,盾构法隧道渗漏水量较小,防水效果较好。矿山法隧道结构渗漏水量受地质条件、施工质量等因素影响较大,渗漏水量沿隧道纵向分布不均,大部分渗漏水来自于不良地质条件区域[10]。不良地质条件处的隧道防水效果对隧道排水量大小具有决定性的作用,若该区域堵水措施不力,将导致隧道运营期间产生巨大的排水费用,应引起足够的重视。国内典型水下隧道(矿山法)结构渗漏水量见表1,由表1可知:矿山法隧道受隧道规模、地质条件及施工质量等影响,结构渗漏水量差异较大,且总体规模较大,大大增加了后期运营成本。因此,隧道在设计过程中应对结构渗漏水量设置明确要求,在通过不良地质条件区域时,复核堵水效果,并预留注浆孔等为后期补救留取措施。隧道全包防水在结构渗漏水控制上具有较大优势,但目前国内工程经验表明,采用矿山法全包防水的工程,往往无法达到预期的防水效果,隧道在运营一段时间后,由于没有有组织的排水系统,水压上升,较易出现与结构渗漏水有关的病害。国内已建成的盾构法隧道工程,全包防水效果较好,但其效果是否会随运营时间的推移而发生变化,有待实际工程论证。隧道多为百年工程,在结构渗漏水上应严格控制,渗漏水量越小,后期运营排水产生的费用及风险越小。就排水而言,具有全包防水效果的盾构工法可大大降低后期运营排水产生的费用及风险,但是否采用该工法,还需充分进行理论计算及风险分析,且为避免盾构管片衔接处的止水条老化失效,对于规模较大的水下长大隧道,宜在盾构管片内部预留施作二次衬砌的空间,一方面可发挥盾构隧道全包防水的优势,有效控制结构渗漏水量,降低后期运营的排水费用及风险;另一方面还可为盾构全包防水效果失效提供补救的技术措施。

3水泵选型

水下长大隧道由于长度和埋深大,所以其排水泵扬程较高,多数超出普通潜污泵的扬程范围,致使水泵选型困难。目前青岛胶州湾隧道采用的是德国进口双相不锈钢海水泵,扬程约为70m,运营实践表明,该水泵防腐性能优良,运行稳定,但已接近其单级潜污泵扬程极限。另外,该水泵为进口定制泵,定制周期长,价格昂贵,不利于排水系统的安全稳定。多级潜水泵扬程能够满足排水要求,但其进水口设置在水泵中部,安装应用不便。目前已有过海隧道排水系统采用多级潜水泵的案例。国内某过海隧道废水泵房布置见图1,该工程废水泵房在集水池底部设置圆形泵坑,将多级潜水泵沉入泵坑,使吸水口低于池底,这种设计能够满足多级潜水泵的进水要求。但该种泵房设计也存在一定的问题:由于多级潜水泵电机下置,如按图中形式安装,电机将沉入泵坑,根据翔安隧道的运营经验,排水系统在运行期间,集水池内会沉积大量淤泥,如电机被淤泥浸没,将不利于电机散热,影响水泵寿命,且泵坑较深,清淤不便。厦门翔安隧道后期采用了国产316L不锈钢下进水式多级海水泵,该海水泵一方面具有较高的扬程范围;另一方面能够实现下进水,吊装方便,能在不增加泵房规模的前提下较好地满足排水要求。此外,国产水泵还具有制造周期短、便于检修和更换等优势。

4管道系统设置

由于水下隧道废水泵房位于隧道最低点,整个水域段无排水出口,排水系统管路需伸至两端陆域段,通过风井或出入口排出隧道,因此导致排水系统高差大、管路长,管路甚至长达数千米。目前国内水下隧道多采用一拖二、一拖三甚至是一拖多的泵管模式,即1条排水管道承担两三台甚至数台废水泵的排水。一拖多的泵管模式存在很大的弊端:如按照水泵同起,计算水泵扬程,将导致单泵启动时,管道流速较低,沿程损失较小,实际扬程远低于水泵扬程,流量增大,水泵参数偏离高效区,水泵长期运行在非高效区间内,水泵实际功率超出额定功率,如电控柜容量不足,将造成电控柜发生超负荷保护性断路现象;如按照单泵启动,计算水泵扬程,将导致多泵启动时管道流速变大,沿程损失变大,实际扬程远高于水泵扬程,每台水泵的流量远低于额定流量,存在憋泵现象。以青岛胶州湾隧道排水系统为例,该隧道水下最低点海水泵房实测承担排水量为190m3/h,选用3台进口双相不锈钢单级海水泵,排出口与集水池底高差为49m,排水管长2000m,选用Dn350衬塑钢管作为排水管材,按一拖三模式设置,水泵额定参数:流量Q=280m3/h,扬程H=65m,功率n=95kw。根据海曾-威廉公式及双相不锈钢海水泵性能曲线(见图2),估算不同工况下水泵运行参数,估算结果见表3。水泵在3种工况下均处于高效区,能够满足不同工况的排水要求,但三泵启动仅比双泵启动每小时多排水约40m3,且表中参数为理论估算,与实际存在偏差,其中单泵启动时估算电机运行功率已达到91kw,接近95kw限值,易出现过流跳闸现象。因此,水下长大隧道废水泵房宜按一拖二模式设置,最多不宜超过一拖三模式。水下长大隧道排水管道管径不应单纯考虑经济流速,应根据水泵性能曲线,兼顾单泵启动、多泵启动等不同工况计算决定,使各种工况下水泵参数均能落入高效区。其排水管道管径选择时,应注意以下几点:1)原则上要控制沿程损失在合理的区间范围内,使不同工况下的水泵运行参数均能处于水泵高效区间内;2)小流速大管径有利于减小管道沿程损失,降低不同工况下水泵实际扬程差异,但会增加工程造价,流速过小容易造成泥沙淤积,滋生微生物,尤其是海水介质微生物附着管壁容易对排水管材造成点状腐蚀;3)大流速小管径容易对管材造成冲蚀,沿程损失差异巨大,泵管难以有效匹配。

5水锤防护

由于排水系统扬程大、管路长,其水锤现象严重,会对排水管道造成较大的影响。目前既有隧道工程排水系统多采取在水泵出水管上加装缓闭止回阀、水锤消除器等措施来消除或降低水锤对系统的影响。但个别工程实例效果并不理想,尤其是水泵停泵时,排水管道在水锤作用下,发出巨大声响,不利于排水系统的安全和稳定。另外,对于采用衬塑或涂塑钢管作为排水管材的系统,频繁发生弥合水锤,水锤形成过程中的真空作用加上水锤的撞击作用,容易造成衬塑或涂塑层发生剥离,影响管材的防腐效果。水锤按形成原因主要分为启泵水锤、停泵水锤及关阀水锤等。其中,停泵过程中发生的弥合水锤对排水系统的危害最大,弥合水锤的最大压力值为几何扬程的3~5倍[12]。解决弥合水锤问题应从2方面入手:1)持续供水,避免产生水气分离的现象,从水锤形成因素上消除或降低水锤作用;2)水锤形成后,采取措施降低水锤的作用力,减小对管道的危害[13]。目前可采取的措施主要有:1)适当增大管径,降低管道流速;2)加装变频控制装置,实现排水泵缓启缓停;3)在水泵出水管上加装水泵多功能控制阀、水锤消除器等;4)实行分级排水,减小水泵扬程;5)加装调压塔。

6集水池容积确定

目前国内已建成的水下隧道,其废水泵房集水池有效容积大小不一。废水泵房有效容积主要与隧道结构渗漏水量、水泵参数以及应急储备容积有关。挪威是世界上建造水下隧道较多的国家之一,规定水下隧道废水泵房的容积需满足24h结构渗漏水量的要求[14],目前国内已有工程案例参照该规定执行。国内水下隧道运营经验表明,合理扩大废水泵房集水池规模,为特殊情况预留应急储备容积是十分必要的,但是否按24h结构渗漏水量来预留集水池容积,仍存在较大的争议。对于采用盾构法等施工的全包防水型水下隧道,因其结构渗漏水量较小,按24h结构渗漏水量,预留集水池容积,规模可以接受;对于采用矿山法等施工的防排结合型水下隧道,24h结构渗漏水量小则数千立方米,地质条件较差的隧道甚至可达1万多立方米,如按24h考虑废水泵房有效容积,一方面将大大增加土建成本,另一方面如此规模的废水泵房将对结构施工造成较大风险,不利于隧道结构的稳定。以厦门翔安隧道及青岛胶州湾隧道为例,翔安隧道目前排水量约12000m3/d,胶州湾隧道设计之初,结构渗漏水量按全隧约8000m3/d进行防水控制,现实际排水量约4000m3/d。目前翔安隧道废水泵房实际容积约3500m3,青岛胶州湾隧道3座废水泵房容积之和约1600m3,两者集水池有效容积均未按24h结构渗漏水量设计。厦门翔安隧道及青岛胶州湾隧道均出现过水害险情,但未造成严重影响。集水池预留应急储备容积为上述险情的有效处理争取了宝贵时间,提供了必要条件。但上述险情均与隧道外部水源进入隧道有关,与隧道自身结构渗漏水量的大小无直接联系。因此,研究隧道集水池预留应急储备容积的大小,应建立在外部水源不进入隧道的前提之下,否则隧道集水池应急储备容积的大小将难以量化。水下长大隧道集水池有效容积的确定应建立在隧道排水系统的风险分析之上。废水泵房应为排水系统瘫痪等情况预留应急储备容积,但不应单纯按24h或48h结构渗漏水量来确定集水池规模。应结合项目具体情况对隧道排水系统可能存在的风险进行分析,得出导致排水系统瘫痪的最不利情况及其抢修恢复时间,以此为依据,结合隧道实际渗漏水量确定集水池的最终容积。隧道排水系统瘫痪的风险主要有以下方面:1)水泵故障;2)管道破裂;3)电力故障;4)隧道突涌水。其中,隧道突涌水风险极低,且为不可预估的灾难性事故,单靠预留应急储备容积无法解决。水下隧道排水系统水泵应至少按一用两备考虑,管道应按100%备用,上述设置将有效降低水泵及管道检修造成排水系统瘫痪的风险。因此,排水系统的瘫痪风险主要来自电力故障。水下隧道主排水泵站均应按2路独立电源设置,自隧道两端引入隧道,但该种配置仍存在失电的可能性,一旦失电,整个排水系统将面临瘫痪,所有排水均靠集水池应急储备容积解决。因此,在保证外水不进入隧道的前提下,集水池预留应急储备容积的大小应由隧道电力系统的复通时间或者备用电源的启动时间决定。此外,为减少排水系统瘫痪的风险,缩短系统恢复的时间,减小集水池容积,可从机电设备方面采取其他辅助措施,如设置集装箱式移动蓄能电站、柴油发电机等应急备用电源。

7结论与建议

隧道施工排险篇3

关键词:铁路工程;隧道施工;风险评估;风险控制;施工风险管理技术

自国家进入新世纪以来,在各领域中的技术水平正在不断提升,而细化到铁路隧道施工领域中也呈现出施工技术的不断优化和施工难度不断提高的态势。针对这一局面,在当今的铁路隧道施工过程中使用更为科学的风险管理技术,最大程度降低施工中产生风险的可能性,是工程施工顺利进行的关键,也是施工单位完成工程目标,同时达到最大化经济利益的重要措施。

1工程情况简介

乌岩山隧道位于浙江省温岭市大溪镇境内,隧道总长度为6208m,根据列车行驶速度200km/h的规格开展单洞双线铁路隧道施工。隧道通过的地质情况较为复杂,断层破碎带较多,裂隙水发育,软弱围岩所占比例较大,造成施工的难度及风险巨大。该铁路隧道穿过丘陵低山区,断裂构造十分发育,辅有平缓的褶皱构造,主要岩体有凝灰岩、泥岩和花岗岩等,隧道最大埋深为480m。除断层带外隧道进出口各300m范围围岩等级较差。隧道施工过程中,严格按“新奥法”作业,该方法从岩石力学的观点出发,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法和原则。为了保障隧道施工过程的安全,施工方建立了一套较为全面的安全生产管理办法,并指派相关人员开展了安全管理工作,最大限度地降低该隧道工程在施工过程中可能出现的风险。

2该铁路隧道工程施工中使用的风险管理办法

2.1铁路隧道工程风险的识别导致风险发生的原因是促使风险事件发生概率和损失幅度增加的因素,风险识别是对工程项目中的风险进行确认和分类,工作中应以收集各工序的风险作为主要途径,以相关经验及资料整理作为辅助途径。根据工程开工前展开的施工调查揭示,在该工程当中,主要存在以下较突出的问题。

2.1.1该铁路隧道洞身横穿了多条地域性断层岩层并受此影响,在隧道内施工过程中,隧道岩体非常容易发生碎裂现象,并且该种岩层十分易于水的贮存,所以在施工过程中,有发生坍塌和突水突泥事故的可能。

2.1.2因为该工程当中最大深度为480m,按照相关理论公式进行推算,在隧道最深处的温度可能达到34℃以上,在高温高湿的条件下,给技术人员的施工带来了很大的困难。

2.1.3相关勘察人员分析,在此工程中存在有泥岩地质结构,含硫化氢地层,因此在隧道洞身可能存在有天然气气体的聚集,对施工人员的生命安全构成威胁。

2.2采取的风险评估办法按照《铁路隧道风险判定和管理办法》当中建议使用的风险评估办法,并结合该铁路隧道工程的实际情况,使用了下列风险评估办法:2.2.1风险打分。风险打分是按照铁路隧道设计、施工过程中的实际状况,把铁路隧道在施工过程中可能发生的潜在风险归纳成设计类、地质类、施工方法类等多个部分,对这些部分中可能发生的风险以评分的方式进行风险判定,最后根据总的评分结果,对该隧道的整体风险进行全方位评定。

2.2.2专家分析法。专家分析法是施工方和相关工程方面的专家取得联系,并对该工程中可能发生的安全问题向专家进行询问,并让专家对工程中的风险给出判定的方法。这种方法是使用归纳统计的办法把多数人的意见和少数人的意见全部进行考虑,很好的避免了其他风险评估办法中涵盖面不全的弱点。使用此办法的流程有以下四个方面:(1)把该项目工程的基本状况和施工方所提出的问题提供给专家;(2)以成立调查组的方式提出个人意见,分析时对各方的意见进行整合;(3)将整合的结果返还给专家,专家就所整合的意见再提出自己的看法;(4)重复以上过程多次之后,意见就会趋于统一,这便是施工范围在后续施工作业中进行决策的根据。

2.3铁路隧道的风险评估程序

2.3.1针对起始风险进行判定,相关技术地质勘探人员列出该工程当中的潜在风险表,并在此基础上创建工程层次模型。

2.3.2使用层次分析与专家调查的方式对潜在风险表中可能存在的风险进行分析,并对风险系数进行判定。2.3.3由专家对起始风险中所指出的风险产生的可能性进行评定,并分析这些风险发生后可能出现的后果,最终得出各大起始风险的等级。

2.3.4施工单位根据收集获取的可能发生的风险与后果,商讨出与之匹配的施工方式和解决方法。

2.3.5施工方还需要针对该项工程开展一次再评估,分析可能出现的其他潜在风险。

2.4工程中主要风险等级认定

2.4.1隧道起始阶段的风险。在起始施工阶段,重点要求做好各项检查准备工作,针对此次风险判定的核心内容也正是关于安全风险方面,并将产生安全事故的可能性作为最重要的风险判定目标。在对该工程风险判定的过程中,考虑到岩层极为破碎,岩层自稳能力极差,所以在对周围环境影响的风险判定上,等级为极高风险。

2.4.2隧道入口处的风险。在该铁路隧道的入口处,山体是剥蚀中低山型地质,这种地质存在风蚀断裂的地层,在自然环境中,该地势的坡度大约在50°~60°,并且因为植被的发育,导致这些地区的岩层较为松散,覆盖层薄弱,围岩变形大,施工安全极为不利,所以该段落风险等级定为高度。

2.4.3隧道洞身段的风险。经相关地质人员进行勘察,在该工程铁路隧道洞身当中,岩层因为受到风化现象十分严重,因此不具有较高的完整性,施工环境较差。同时,在隧道中含有水,一旦操作不慎,很有可能造成安全事故。该段落中断层破碎带以及可能的天然气涌出地段定为极高风险,其他段落定为中度风险。因此做好超前地质预报尤为重要,重点做好钻爆施工、支护方式、衬砌类型、通风排水等方面的工作。

2.4.4隧道出口处的风险。该铁路隧道的出口处位置在斜坡之上,地形极为陡峭,并且斜坡之上覆盖有厚度为0.5m左右的粉状黏性土壤,在粉状黏性土壤之下为砂岩性岩层。因此在隧道出口处,地质环境增加了施工难度,整体施工安全形式严峻,该段落风险等级定为高度。

2.5构建完善的风险管理体制

开展铁路隧道施工的前期,建立完善的风险管理体制,是工程管理当中一项十分重要的部分,因此在项目开展前,应建立一套完善的风险管理条例,对该工程开展现代化的风险管理。针对铁路隧道施工过程中的每个部门管理人员,开展对应的责任划分,以求提高管理人员对于风险管理的主动性。

3减少该铁路隧道工程风险采取的控制措施

3.1总体措施

3.1.1在施工过程中,安排相关技术人员对周围环境进行实时监测,并针对之后开展施工的区域进行地质环境的预报工作。对该铁路隧道工程中可能发生坍塌、突水突泥、危险气体过高的区域,施工方在开展施工之前需要进行风险评估,并在此基础上,制定完善的处理预案,以保证工程施工人员的生命安全。

3.1.2工程施工技术人员在开展正式施工前,一定要进行全面的安全教育和发生事故之后的自救应急教育。同时在施工过程中,施工方需要为工程施工人员添置相关的安全设备,保障施工的安全开展。

3.1.3在该工程的高危地段,提高一级支护等级,进行不间断监测,及时调整施工工艺,力求最大程度降低工程施工中可能存在的潜在风险。

3.2具体办法

3.2.1对全体施工及管理人员进行各专业针对性的岗前培训并进行考核,考核合格后才能进入岗位工作,坚持特种作业人员持证上岗,作业设备运行保养良好,建立完备的人员考核、设备登记保养制度。

3.2.2该工程的铁路隧道出口位置由于地理环境较差,施工较为困难。因此在开展施工之前,在该地段的临时边坡处进行了相关防护施工,同时增强坡顶处的排水作业,以求保障施工人员的生命安全。

3.2.3在隧道出口和入口处进行开挖的过程中,为了保证围岩的整体稳定性,并未使用强爆破手段,而是加强管棚支护及预注浆处理,避免了发生隧道坍塌的可能。3.2.4指派了专业勘探人员对施工隧道的地质情况进行全方位预报,全过程建立预警机制,在断层破碎带、节理发育岩体破碎地段进行综合超前地质预报,加强围岩量测,实行信息化施工,通过对数据的分析和处理,及时反馈指导施工,防止坍塌等事故。

3.2.5富水地段采用“以排为主”,“防、排、堵、截”相结合,“因地制宜,综合治理”的原则;裂隙水发育和水环境要求严格的地段,采用“以堵为主、限量排放”的原则组织施工。3.2.6在施工过程中发生事故的先期预兆时,果断采取相应的应急措施,并立即停止施工,将作业人员组织撤出。

4结语

综上所述,在铁路隧道施工的过程中,进行安全风险管理对于保证施工人员的生命安全,保障建设各方的综合利益有着显著的意义。因此铁路隧道施工时,应准确地分析与评估出各类风险问题,编制切实有效的防控计划,并将风险监测、监督管控、查漏纠偏等工作进行循环改进,以完善的管理机制作为保证,并始终贯穿于隧道施工的整个过程,才能使工程安全质量得到较好的保障。

作者:庄志恒单位:中铁十一局集团第二工程有限公司

参考文献:

[1]夏润禾,边玉良.山岭地区铁路隧道施工安全风险评估及管理研究——以贵广铁路客运专线金宝顶隧道为例[J].中国安全生产科学技术,2012,(10).

[2]贺志军.山岭铁路隧道工程施工风险评估及其应用研究[D].中南大学,2009.

隧道施工排险篇4

关键词:高速公路;岩溶隧道;支护;施工安全

abstract:alongwiththeroadtrafficsafetyfacilitiesbuilton,insomekarstgeologicalconditionsofrepairhighways,moreandmoreinthekarstgeologicalcondition,thelengthofthetunnelconstructionisalsomoreandmorelong,topreventhappensinconstructionprocessbecauseofgeologicalconditionscausedbytheleakage,subsidence,suchaslandslideengineeringaccident,inconstructionprocess,accordingtothespecialgeology,infullonthebasisofevaluation,karsttunnelforthecorrespondingsupportinghomework,ensurethesafetyoftheconstructionprocessisalltheworkofthepremise.thispaperfromtheanalysisofthehighwayconstructionprocessofthepotentialriskofkarsttunnel,actualcase,focusonthekarsttunnelconstructionprocessofthesupportingpointforthewholeconstructionprocessofthesecurityputsforwardrelativeeffectivesolutions.

Keywords:highways;andKarsttunnel;Support;Constructionsafety

中图分类号:U412.36+6文献标识码:a文章编号:

一、高速公路施工过程中岩溶对隧道的危害:

1、岩溶的地质概况:

岩溶,顾名思义就是可溶性的岩石,是指地表水和地下水对可溶性岩石的长期溶蚀作用及形成的各种岩溶现象的总称。形成岩溶有三个先决条件,首先就是岩石内存在可溶性成分,且在岩石上存在裂缝;其次就是水的腐蚀性,一般是含有二氧化碳的水;还有就是水的流动性。当然除此之外当地的地形地貌,地表覆盖的土壤以及随处地区的降雨以及其后的影响。

2、岩溶对高速公路隧道的危害:

处于岩溶地质的高速公路隧道,其隧道内的建筑物一般都是部分悬空状态,隧道的稳定性受到严峻的考验。在岩溶隧道内的腐蚀性水(二氧化碳)的浓度加大时,随着谁的流动性,隧道的受力结构将受到破坏,将严重影响到高速公路岩溶隧道的使用寿命。受腐蚀的影响岩溶隧道的堆积物,容易发生坍塌,影响隧道的稳定性。随着隧道中地下水的流失,同样会造成隧道的结构的破坏。

二、岩溶隧道安全生产管理控制:

隧道的安全生产,关系到岩溶隧道的建设、设计、施工、监理,四方面工作,通过长期的岩溶隧道的施工实践表明在岩溶隧道的施工过程中安全生产主要有六方面的工作组成,安全设计、安全管理、安全预报、安全施工、安全撤离、安全抢险。

1、岩溶隧道的安全预测:

在施工之前以及施工过程中对岩溶隧道的安全性进行准确的评估预测预报是防止在施工过程中发生安全事故的最重要的手段。在预测过程中首先根据岩溶隧道的危险等级进行分类,不同等级的隧道,选择与之相适应的检测方法,一般采用较多的方法有:地质素描、tpS203、地质雷达、红外线探水、超前水平探孔等。在整个工程过程中要将安全的监测作为一项制度来执行,在执行的过程中明确分工,做到有险必探,要有专人对岩溶隧道的超前预测负责,要有专门的技术人员来进行这方面的工作。

安全预测所需要的经费要列入工程预算,在施工的过程中不得以任何理由挪用这一部分经费,确保经费真正用作安全监测。安全预测应经过招标由第三方实施。在施工过程中要将安全预测预报列为一个重要的工序,绝对不能走形式,走过场,要切实做到安全监测不放松,不漏掉一处安全隐患的监测。预测单位应加强专业监测机械的投入,从硬件设施上加强对岩溶隧道的监测水平。

2、岩溶隧道的治理:

针对岩溶的治理是在施工过程中,降低风险,保证施工质量的重要的环节。岩溶的治理要做到规范化、程序化和制度化。隧道的岩溶千变万化,很难有一个统一的治理方案适用于所有的岩溶隧道的治理,在治理的过程中要做到因地制宜。要由建设方组织会商,确定施工方案,在施工的过程中严格按照施工方案确定的方法步骤进行操作,切实做到通过岩溶治理降低施工风险的目的。

3、岩溶隧道的安全设计:

(1)洞内抽水系统的设计:

在进行对能抽水的设计时,要综合考虑所需要的排水量与水泵的排水能力的相匹配,同时水泵站的距离要适中,太远排水能力将会大大减弱,太近则管理起来的难度会较大。

(2)洞口排水系统的设计:

在洞口的排水系统的设计时,要充分考虑到在排水的过程中会发生突发性涌水的现象,要有排水的储备系统,还要考虑到下游居民的生命财产的安全。

(3)注浆工艺设计:

注浆的目的是为了堵水,在注浆的材料的选择时,要根据其水质,地质条件进行相应的变化,一般选择的逐渐的材料有水泥浆、水泥-水玻璃浆、超细水泥浆、超细水泥-水玻璃浆等。具体的注浆顺序要做到由下向上,由外向内,由远水源处向近水源处,注浆段的长度大于5m时,要进行分段式注浆,小于5m时刻进行性连续性注浆。

(4)回填的设计:

在遇到一些富水型的岩溶隧道的施工设计时,要考到岩溶隧道的静水以及动水的储量,根据储量的大小确定是注浆堵水还是泄水放压,原则上,应该以防水降压作为首选方案降低潜在危险。

(5)暗河处理设计:

在岩溶隧道设计过程中遇到暗河,最佳方案是做泄水洞,不宜选择堵水的方案。

(6)辅助坑道的设计:

在遇到一些面积较大的岩溶隧道的设计时,要根据工程的大小确定施工的方案,一般稳妥起见会选择避让的原则,或者增设横洞的方案,减低施工的难度,提高运营过程中的安全性。

(7)支护系统的设计:

支护时在岩溶隧道安全施工过程中最为关键的环节。支护一般可以分为超前支护和初期支护。超前支护就是在探测过程中发现纵向长度在5m以内的岩溶带后,经过确认在施工的过程中发生突泥以及涌水的可能性不大时,可以用小导管进行密排的超前支护。当探测到大于5m的纵向岩溶带后,经分析还有可能在施工的过程中发生突泥以及涌水时就要用大管棚进行超前支护。在某高速公路的岩溶隧道的施工过程中,在探测阶段发现纵向长度在4.8m的岩溶带,通过专家的反复论证,此岩溶带的含水量较低,其岩溶的程度不高,在施工的过程中发生突水突泥的现象的概率相对较小,便采用了小导管进行密排的超前支护,在施工过程中,隧道一直相对稳定。

在岩溶隧道的前期支护时要采用超强措施,要根据其有水,无水;水压的高低;溶腔的规模大小选择不同规格的钢架以及喷射混凝土的型号和喷射的厚度。

(8)二次衬砌设计:

在进行岩溶地段的衬砌的设计时,要充分考虑水压对衬砌的影响,可采用“压浆法”进行衬砌。

(9)其他安全设施设计:

在进行其他安全设施的设计时,要充分考虑撤离通道的安全性,同时要在施工隧道内建立声光预警系统确保在施工过程中任何一个工作面发生危险,整个隧道内能够同步撤离。要有撤离时的照明系统的设计以及撤离的指示装置。

4、岩溶隧道安全施工:

在岩溶隧道的施工过程中安全意识,是防范安全事故发生的前提,这就要求施工单位在施工人员上岗之前要进行安全知识的培训,选择最为安全的施工方法,以短台阶施工为主;要充分利用现代化高科技的辅助施工的机械设备;选择有经验负责任的安全员,在整个施工过程中专门负责安全隐患的排查,安全工序的检查;同时要配备足够的安全撤离的工具,要进行适当的安全撤离的演习。

5、岩溶隧道的安全撤离:

在工程开始之前要对不安全的工作点进行重点的标识,尤其在一些富水的大断面的岩溶隧道施工时,要尤其注意掉块、突泥、漏水等的变化,时刻注意危险的发生,在开挖和初支两个环节中更要引起高度的注意,初支完成后,马上进入衬砌环节,一旦发生危险要立即启动照明以及撤离的应急预案。

6、岩溶隧道的安全抢险:

在岩溶隧道发生危险后的抢险过程中排水时关键,要成立专门的救援小组,加强救援的同时,避免再次的突水突泥引起的次生危害。

总结:

在高速公路的岩溶隧道施工过程中,针对岩溶这一特殊的地质,在充分评估危害程度的基础之上,对岩溶隧道进行相应的支护作业,保证施工过程的安全一切工作的前提。文章就从分析高速公路施工过程中岩溶隧道的潜在风险入手,结合实际案例,重点研究了岩溶隧道施工过程中的支护的要点,为整个施工过程中的安全提出了相对有效的方案。

参考文献:

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隧道施工排险篇5

【关键词】施工风险评估;风险控制;评估矩阵

长大隧道施工往往存在工程地质条件复杂、工程施工难度大、施工环境恶劣、交通生活设施简陋等高风险的特点,为了保证隧道工程的顺利开展,需要在以往经验基础上评估长大隧道施工风险,进而使工程在施工过程中可以对施工工艺进行改进,提高施工安全性。

1.工程概况

新建六沾铁路三联隧道长12136m,起止里程DK300+465~D1K312+601。隧道区域内地质构造复杂,不良地质主要有断层、岩溶、滑坡、危岩落石、煤层瓦斯、煤窑采空区等。地下水较丰富,主要为岩溶裂隙~管道水、基岩裂隙水。施工中易发生突水、突泥、煤层瓦斯突出爆炸等事故,严重影响施工安全。

2.长大隧道风险因素的识别及权重分析

根据本隧道工程的施工特点,对隧道施工过程中存在的风险因素进行了识别和分析,然后使用层次分析法分析了施工风险因素,利用专家意见计算和对比同一层次上的各因素,并建立风险判断矩阵。假设某一层风险因素主要有a1,a2…an,两风险因素对比将其相对重要性aij反映出来,标度含义如表1所示;得出判断矩阵a=(aij)n×n,矩阵a的特征向量w的分量就为n个因素的权重,最后利用一致性检验来对矩阵相容性进行分析,并利用一致性比例CR进行判断。结合本工程的具体情况进行分析后将风险因素划分为3个层次,然后建立分析矩阵,计算风险因素的权重值,如表2所示.

3.评估矩阵及子风险水平确定

(1)Ⅰ级(低度)风险。风险等级指标为1级,风险分值为0分~2分,对于这类风险可以忽略,不需要进行处理。(2)Ⅱ级(中度)风险。风险等级指标为3级,风险分值为2分~4分,这类风险为可接受风险,在施工过程中要加强监测频率。(3)Ⅲ级(高度)风险。风险等级指标为5级,风险分值为4分~6分,这类风险为不期望出现的风险,如果遇到这类风险要及时进行处理。(4)Ⅳ级(极高)风险。风险等级指标为7级,风险分值为6分~8分,这类风险为不可接受风险,对于这类风险需要给予高度重视。

4.评定风险等级

使用比较精确的数学用语言对项目风险进行模糊性评价分析,并将施工风险等级确定出来,步骤如下:在公式中,ui(i=1,2,…,m)指的是施工风险因素集合个体。(2)评价集的建立:评价集指的是评价结果的集合,一般使用V进行表示,即:V={v1,v2,…,vn}。(3)建立因素权重集:因素权重集可以将因素集中对各影响因素对于评价对象的影响程度情况进行反应,设各个风险因素ui(i=1,2,…,m)对应权重ai(i=1,2,…,m)。达到了归一化条件:将所有有可能对施工产生影响的风险因素对某一个评价集合的隶属度为标准构件评价矩阵R(4)初级模糊评价:为了可以将各因素的模糊性得出来,需要对所有基本因素对评价对象产生的影响进行考虑,使用基本因素权重ai(i=1,2,…,m)乘以评价矩阵R軒就可以得到初级模糊综合评价集(5)二级模糊综合评价:对所有风险因素之间的互相影响进行综合考虑后,为了将上一层次风险因素评价指标得出,将计算得到的基本风险因素评价指标建立成新的评价矩阵R軒′,然后将对应的权重ai(i=1,2,…,m)和R軒′相乘。(6)将bj作为权数,将表3中的分值作为标准对相关评价集元数进行加权处理,得到相关风险因素的风险水平。经过分析后,该长大隧道施工风险水平得分为4.36分,属于Ⅲ级(高度)风险水平。其中瓦斯风险水平得分为4.05分,塌方风险水平得分为4.61分,涌水突泥风险得分为4.13分,风险等级水平较高,需要采取相应的处理措施。

5.控制隧道施工风险的方法

(1)控制突水突泥风险的方法1)在有降水情况的天气里,对于隧道内的地质以及水文情况应该加大监测力度,提前做好排水措施,避免由于降水的缘故造成突水突泥风险的上升,并且选用合适的应对措施来进行风险的降低。2)在隧道内应当将排水设备进行合理的安置,在水量多的时候能够通过排水渠道进行水量的降低。3)在施工过程中应当对施工隧道内的地质情况和基本水文地质信息进行掌握,并制定出相应的紧急预案来应对突水突泥风险情况的发生。在水压力和水量超过隧道所能承受的范围时,应当采用相应的减压、堵水的措施来进行应对,其分层泄水和注浆就是比较有效的方法,经过钻孔台车进行钻孔分流后可以很好地起到减少水量和降低水压的作用。(2)控制塌方风险的方法1)进行隧道施工的过程中要对隧道内的地质情况进行实时的检测,实时掌握隧道的地质情况。对于水文地质信息也要进行检测,通过所检测到的数据来进行隧道地质情况的分析,这样可以有效地控制塌方风险的产生。2)在施工过程当中应当采用准确的测量方法来进行隧道施工情况的测量,对于隧道开挖所造成的地质情况应当进行准确的检测,及时将隧道的施工信息反馈到监测单位,监测单位根据数据情况再进行施工方法的分析,防止出现塌方的意外情况。3)在破碎围岩地段应当采用二衬施工的方法,在施工过程中时刻注意施工环境的变化,防止危险的发生。4)在施工时对施工隧道的围岩情况进行深入的了解。(3)控制瓦斯风险的方法在进行特长隧道的施工过程当中应当对瓦斯风险进行高度重视,因为在施工过程中很容易出现瓦斯风险。在特殊地质地段进行施工的时候需要采用经过改进的施工方法来进行施工,增加断面积能够加强隧道中的通风能力,降低瓦斯风险。

结论

综上所述,该隧道工程坚持“预防为主、安全第一”的管理原则开展施工安全管理,提前做好了施工风险预防以及施工风险控制工作,施工过程中没有出现安全质量问题,取得了良好的施工管理效果,风险控制达到了预期管理目标。

参考文献:

[1]胡群芳,黄宏伟.隧道及地下工程风险接受准则计算模型研究[J].地下空间与工程学报,2006,2(1):60-64.

[2]王梦恕.厦门海底隧道设计、施工、运营安全风险分析[J].施工技术,2005(08):1-4.

隧道施工排险篇6

隧道工程作为极其复杂且又具有系统性的一项工程,存在很大的不确定性及诸多安全风险。本文就依据隧道工程施工中的一般风险评估流程,以沈海复线a7项目部赐敢岩隧道工程为例,综合运用层次分析法及信心指数法,对其在施工期的风险进行评估。

【关键词】隧道工程;施工风险;风险评估

隧道工程就一定程度上较之于其他工程施工来说,极具复杂性、隐蔽性等特点,且投资风险大,不论是在设计、施工还是在决策方面,都会遇到诸多困难。通过风险评估,便可对在任何一个环节中存在的不确定因素进行分析,把不可预见的风险因素转变为定量指标,以此来帮助相关部门做出正确决策,减少受到风险因素的影响。

1赐敢岩隧道工程实例

赐敢岩隧道为单向行车单洞双车道分离式隧道,分离式隧道,净高5m,净宽10.25m,行车道宽2×3.75m。出口端左线隧道里程ZK51+824~ZK57+539,长5715m;右线隧道里程YK51+877~K57+546,长5670m。隧道平面线形为;左洞平曲线半径为:∞/2800∞/1000,纵坡-1.62%,右洞平曲线半径∞/2800∞/1000,纵坡-1.72%。设计行车时速80km/h;设计建筑限界:净高5.0m,净宽10.25m;衬砌结构为“复合式”。

2关于赐敢岩隧道施工风险的评估

2.1风险辨识

也就是对阶段所有潜在的风险因素进行分析、归纳、整理,并将重点放在那些会对目标参数产生较严重影响的风险因素上。结合施工工序、所处地形地貌以及工程地质等几个重要的方面进行综合考量。

2.2主要风险因素的分析

2.2.1超前地质预报经地表测绘、钻孔揭露、物探大地电磁(eH4)成果揭露:场区主要发育9条断层构造带,隧道轴线相交,(其中进口段5条断层构造带)对隧道的围岩的稳定性有一定的影响。由于我国山区分布较为广泛,且地质条件复杂多变,在隧道施工过程中,地质灾害频发,也由此,地质超前预报更是隧道施工中不可或缺的一项重要技术。但是,超前地质预报却也存在着不准确预报的风险。

2.2.2施工工序隧道场址区未见滑坡、崩塌、泥石流、采空区、熔岩等其他不良地质作用,隧址区现状整体较稳定,适宜隧道建设。洞身围岩级别以Ⅱ~Ⅲ级为主;隧道出口段及断层构造带和节理密集带内围岩级别为Ⅴ~Ⅳ级。洞口加强段和浅埋偏压V级围岩段采用CD法开挖。

2.2.3二次衬砌在隧道工程施工的过程中,就隧道边墙与拱部的二次衬砌浇筑来说,应采用移动式液压模板台车和泵送混凝土整体浇筑,以保证二次衬砌的密实,每模衬砌混凝土应连续浇筑,一次完成。二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱和矮边墙,然后立模进行拱部混凝土浇筑,矮边墙与拱墙模筑混凝土间的纵向施工缝宜位于电缆沟盖板以下。就实际施工方面来看,进行二次衬砌施工的风险主要包括:未能一次性连续完成浇筑;未能在应留注孔浆的拱部进行预留,导致无法在二次衬砌后进行重填注浆;拆模时二次衬砌强度未能与设计强度的100%相符等等。

2.2.4防排水铺设衬砌背后的塑料防水板前,应在防水板内侧(靠近围岩侧)先铺设300g/m2无纺布,无纺布用暗钉圈固定在喷层上;防水卷材的铺挂应采用热风双焊缝无钉铺挂工艺,防水卷材搭接长度应不小于10cm并应保证接缝质量,防水板的搭接质量应采用气压测试进行抽检:两条焊缝间生成2.5巴的气压,在15min内,气压下降值应小于0.25巴;隧道沉降缝和施工缝设置橡胶止水带,纵向施工缝采用单液型遇水膨胀密闭胶;所有排水管路交叉部分,原则上均应采用市售成品;而在此施工中,主要存在如下几点风险:材料以及工法选择的不当、搭接质量不合格等等。

2.2.5施工对环境的影响通常来说在隧道工程施工的过程中,会不免涉及到有大量弃渣的外运,这也就会造成如下几点主要影响:将弃渣运往处置地的过程中,会对城市路面造成污染,同时由于风的作用,扬起干、细颗粒物,还会对城市大气造成污染。

2.2.6洞内环境对施工级施工者的影响在赐敢岩隧道的施工中,使用光面爆破或预裂爆破法,加之由于洞内作业环境恶劣,会造成以下几点影响:①由于钻孔、爆破等施工产生的粉尘;②内燃机的废气及废烟排放;③有机溶剂产生的有害气体;由于洞内通风差,易使工作者发生缺氧症,而由于大量粉尘的产生,会对施工者造成健康风险。

3隧道工程施工风险评估及应用

3.1风险评估方法

最常用的风险评估方法包括层次分析法、检查表法、流程图法、故障树分析法以及模糊综合评判方法等等。

3.2风险评估

依据本次施工特点,在以多层次模糊综合评判为依据的基础上,构建施工风险评估模型,对赐敢岩隧道施工风险因素发生及其对施工的影响,来判定施工风险大小。①在借助层次分析法的基础上,构建隧道施工风险评估指标体系;②以本次施工特点为基础,借助专家经验法的模糊估计方法,就各项风险因素做出风险评估;③通过风险评估矩阵的构建,得出基本风险因素的评价指标,继而通过加权平均的方法,确定本次工程施工中基本风险因素的风险水平等级;④借助多级模糊综合评价模型,得到整体风险水平等级。

4隧道工程施工风险控制

4.1超前地质预报

该方法作为基本的地质分析方法,必须加以强化,促进其预报水平的提高;在施工地质灾害的超前预报中,长期地质预报作为一项重要组成,应积极发展与应用。

4.2施工工序

注意以下几点施工工序的风险整治:隧道洞口开挖应遵循“早进洞、晚出洞”的原则,尽量采用零开挖进洞技术,确保洞口边坡及仰坡的稳定;开挖爆破作业要点;初期支护。

4.3支护施工

隧道初期支护拱墙采用湿喷工艺喷射混凝土;隧道初期支护的仰拱采用模筑混凝土;喷射混凝土的回弹物严禁重复利用;新喷射的混凝土应按规定洒水养护。隧道爆破开挖后,应坚持先喷后锚的原则,隧道系统锚杆为有压注浆中空锚杆,以保证注浆质量,锚杆必须设置垫板,并灌注早强水泥砂浆,锚杆孔内注浆应密实饱满。

4.4防排水

为了促进围岩止水性能的提高,将透水系数提升上来,必须要做好下列几点风险控制措施:①做好整个隧道工程的施工管理工作,其中包括对使用材料的管理、选用技术的管理以及水质管理;②严格依据施工目的、实际的地质条件选择压注材料。

4.5施工对环境的影响

对施工进度进行详细、合理、规范的安排,做好对弃渣运输的环境保护举措,尽量将由于弃渣运输而造成对周围环境的影响控制到最小;弃渣还应做好临时的覆盖保护工作,避免诱发水土流失的问题;依据当前节能、环保的基本观点,合理处理、管理产生的渣土。4.6洞内环境对施工级施工者的影响对隧道工程施工过程中,在洞内恶劣条件下施工时产生的粉尘浓度进行长期、持续、严格的测定,实际掌握粉尘情况,以便于做出相应的应对举措;同时,严格控制好在洞内所有施工人员的工作时间。

5结束语

由于无论是风险评估还是其应用管理都具有动态性,并不是一成不变的,因此,在实际工程的施工过程中,还应做到随时更新相关信息,继而更新评估模型,以此来得到更为准确的风险评估结果。

参考文献

[1]夏润禾,边玉良.山岭地区铁路隧道施工安全风险评估及管理研究———以贵广铁路客运专线金宝顶隧道为例[J].中国安全生产科学技术,2012,08(10):64~71.

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[3]卢宗兵.隧道地质灾害风险评估及超前地质预报方法研究[J].四川建材,2015(5):136~137.

隧道施工排险篇7

关键词:复杂地质;公路隧道;安全风险;指标体系;aHp

中图分类号:U455文献标识码:a文章编号:

abstract:tosolvethecomplicatedgeologicalconditionshighwaytunnelconstructionsafetyriskassessment.throughtothesimilarprojectsintheaccidentwidelyresearch,createacomplexgeologicalconditionsofhighwaytunnelconstructionsafetyriskevaluationindexsystem,andintroducesthematureintheriskassessmentaHptheorycalculationtherelativeweightofeachindex,andthesystemandmethodusedinfuling-littlehighwaytunnelconstructionsafetyevaluationoffruit,soastofurtherimprovethehighwaytunnelinChinaforconstructionsafetyriskassessmenttechnicalleveltocontribute.

Keywords:complexgeological;highwaytunnel;safetyrisk;indexsystem;aHp

1引言

随着我国高等级公路路网规划的全面展开,国内高速公路建设也蓬勃发展,公路隧道的修建也越来越多。如何在各种复杂的地质条件下修建隧道并安全、如期完工,成为越来越多建设工作者关注的问题,其中施工安全风险的控制也就成为许多专家学者的研究课题。国外如美国、法国和日本在该领域有所建树[1],国内王飞跃等利用FDa模型实现了对隧道施工安全风险的评价[2],刘辉等综合利用专家评议、模糊层次分析法实现了公路隧道施工安全的评价[3]。本文在对同类工程事故进行广泛调研的基础上,结合对公路隧道施工的深入研究,建立了复杂地质情况下的公路隧道施工安全风险评价指标体系,并引入风险评价中较为成熟的层次分析法(aHp)[4]计算各指标的相对权重,并将该体系、方法运用于涪陵-丰都高速公路果林隧道施工安全评价中。实践表明,所建立的指标体系与提出的评价方法合理适用,为该隧道施工安全风险控制提供了有力的理论依据,对同类工程具有指导意义。

2工程概况

果林隧道位于重庆市涪陵-丰都高速公路段,处于涪陵区江东街道明建山庄和庞家院子之间,呈南东-北西走向。隧道从果林公园下部穿过,进口埋深较浅、围岩稳定性差且上方有小溪,岩性为中―薄层砂岩、页岩,产状为318°∠17°。洞身埋深较大,最大覆盖层厚约200m,出口情况较好。

隧址区历年最大降雨量为1479.40mm,降雨主要集中在5~9月且多暴雨,地表水和地下水较丰富。地下水主要为砂岩层间裂隙潜水,地表水主要为山间溪流和雨季降雨后冲沟形成的地表径流,洞身段由于为凹形山谷地段可能存在承压水,施工期间可能发生涌水、突水。该隧道地质情况复杂,施工技术难度高,施工阶段安全隐患极大。

3安全评价

3.1施工安全评价指标体系

在对同类工程事故进行广泛调研的基础上,结合对复杂地质情况下公路隧道施工安全的深入研究,建立了适用于复杂地质情况下公路隧道施工安全风险评价指标体系(表1)。

表1复杂地质公路隧道施工风险评价指标体系

逻辑层a因素层B相对权重整体权重排序

勘察

设计

(0.297)开挖方式合理性0.4490.0373

支护形式有效性0.1400.1398

围岩条件复杂性0.3010.0604

节理裂隙情况0.0660.30311

地下及地表水0.0440.04813

安全

管理

(0.163)体制的健全性0.1290.01310

机构设置合理性0.0530.07314

制度落实有效性0.4440.0095

宣传教育程度0.0810.02112

安全培训程度0.2930.0137

施工

情况

(0.540)隧道施作质量0.5630.0191

风水电保证率0.1100.0896

施工材料可靠性0.2580.0422

设备到位情况0.0690.1339

3.2构造判断矩阵

组织熟悉此项目的参建各方人员组成专家组,利用专家调查法对指标体系底层因素进行两两对比,构造判断矩阵a如下:

同理,可得到因素层各指标的判断矩阵B1、B2、B3。

3.3计算判断矩阵的特征向量

通过计算判断矩阵的特征向量并归一化可得到风险因素的相对权重,其特征向量可采用方根法计算,公式如下:

(1)

计算出判断矩阵a的特征向量为:,,。即可得到相对权重向量。同理可得因素层的相对权重向量wB1、wB2、wB3。最终权重计算结果及整体排序见表1。

3.4一致性检验

首先按照计算相容性指标,其中为最大特征值,再按照计算一致性比率,其中为平均随机一致性指标,其值如表2所示。

表2平均一致性指标R.i.

矩阵阶数123456

R.i.000.580.901.121.24

C.R.

4施工对策

根据表1的整体权重排序可知,对复杂地质情况下隧道施工安全的影响度前5位分别是:隧道施作质量、施工材料可靠性、开挖方式合理性、围岩条件复杂性以及安全管理制度落实有效性。针对以上主要风险源,制定施工对策如下:

(1)隧道洞口段施工采用超前大管棚结合地表注浆方案,以确保隧道施工的安全。洞口段地表径流应对现有沟底用混凝土或浆砌片石进行铺砌,并做好防水处理,同时应设置较长明洞以解决该段埋深浅难以进洞的问题。

(2)在隧道左、右线进口围岩破碎段仰拱开挖后,应进行隧底注浆以保证后期结构的稳定性。该段落采用台阶分步法开挖,严守“短进尺,弱爆破,强支护,早成环”的原则,根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案。隧道开挖后应及时施作初支,使初支与围岩形成“承载环”,二衬采用9m、12m衬砌台车全断面作业并应振捣、养护。

(3)应严格把关施工质量,将质量控制放在首位,确保施工材料质量、规格达标。还应组建高效的管理班组,建立健全施工安全管理制度并落实到位,这样才能从实质上保证隧道施工的安全,使其安全、顺利完工。

4结论

通过开展广泛的事故统计、现场调研,并在对公路隧道施工安全深入研究的基础上,建立了适用于复杂地质情况下的公路隧道安全风险评价指标体系,提出了利用aHp来计算各层因素的相对权重,找出主要风险源。通过在重庆市涪陵-丰都高速公路段的果林隧道上的实践运用,表明该体系和方法具有较强的实用性、可操作性与科学性,评价结果与实际基本相符,可为公路隧道施工阶段制定合理有效的风险应对措施提供理论依据。

参考文献:

LaDYmanSJ.theRoadtunnelSafetyRegulations[S].theStationeryofficeLimitedintheUK.2007.

王飞跃,董陇军,白云飞.隧道施工现场安全评价的费歇判别分析(FDa)模型及其应用[J].中国安全科学生产报.2008,18(1):160-164.

刘辉,孙世梅,张喜明.公路隧道施工安全模糊评价方法研究及应用[J].现代隧道术.2008,45(1):5-9.

隧道施工排险篇8

关键词:高瓦斯隧道设计施工

一、基本要求

1.瓦斯隧道施工前,必须建立安全生产管理机构,建立安全生产责任制,建立健全各种安全管理制度,并确保有效实施。2.瓦斯隧道施工前必须编制专项施工方案;必须编制相应预案。3.瓦斯隧道施工前应对所有作业人员进行培训和安全教育并签字备查。4.瓦斯隧道的施工应建立救护队,配备救护装备。5.瓦斯监测应符合下列规定:①瓦斯隧道洞口必须设置经专业培训的专职瓦检员负责检测记录。②检测瓦斯用的仪器必须定期进行校验。凡经大修的仪器,必须经计量检定合格后方可使用。③易产生局部瓦斯积聚的地点,必须重点检测,并采取有效措施进行处理。④进入隧道的所有金属管线必须在洞外设置有效的接地装置,其电阻值必须符合相关规定。

二、瓦斯隧道施工安全要求

瓦斯隧道施工作业应符合下列安全要求:①当开挖工作面风流中瓦斯浓度超过相关规定参数时必须停止工作,撤出工作人员,切断电源,研究预防和消除措施进行处理。②由于临时停电或检修,主要通风机停止运转或通风系统遭到损伤的,在恢复正常通风后,所有受到停风影响的地段,必须经过检测人员检查,确认无危险后方可恢复生产。③高瓦斯隧道掘进工作面应安设隔(抑)爆设施。

三、爆破作业

爆破作业应符合下列安全要求:①严格执行“三人连锁爆破制”(指放炮前放炮员将警戒牌交给班组长,班组长派人警戒准备下达放炮命令,然后将自己的放炮命令牌交给瓦斯检查员,经检查瓦斯浓度符合要求后,再将放炮牌交给放炮员)。②瓦斯作业面必须采用电力起爆,严禁使用半秒、秒级电雷管。③瓦斯作业面爆破必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。④洞内爆破时,人员应撤至洞外。⑤炮孔的装药及填塞必须符合相关技术指标参数要求。装药前应清除炮孔内的煤(岩)粉。⑥爆破母线应采用铜芯绝缘线,严禁使用裸线和铝芯线爆破,爆破母线、连接线和电雷管脚线必须相互扭紧并悬挂,不得与轨道、金属管、钢丝绳、刮板运输机等导电体接触。

四、通风、防尘

通风机必须装设在洞外或洞内新风流中,避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源,并装设风电闭锁装置,当一路电源停止供电时,另一路电源能够及时保证风机正常运转。瓦斯突出隧道掘进工作面附近的局部通风机,均应实行专用变压器、开关、线路及风电闭锁、瓦斯电闭锁供电。排放高浓度瓦斯时,必须制定排除瓦斯的安全措施。瓦斯隧道通风设施应保持完好,调节、迁移、拆除通风设施时应由专人进行。临时停工地段不宜停风;停风时应切断电源,设置栅栏与警告牌,人员不得进入。

五、隧道照明

1.照明与电气信号应符合下列要求:①低瓦斯隧道不应大于220V,高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道不应大于110V.②输电线路必须使用密闭电缆,不得使用裸线和绝缘不良的导线。③瓦斯突出隧道内的照明电器应使用防爆型。2.矿灯充电房应离洞口50m以外。使用矿灯之类照明时,如有不良情况,不得使用。3.在瓦斯隧道内严禁使用有火焰的灯火照明。任何人员进入隧道前必须接受安全检查,严禁将可能产生火花和自燃的物品带入洞内。4.严禁在洞内已敷设电缆上临时接装电灯或其他设备。5.电缆在洞内接头时,应在特制的防爆接线盒内或有防爆接线盒的电气设备内进行连接。

六、防火

瓦斯隧道的防火工作应符合相关规定要求,瓦斯隧道施工必须制订防火措施,洞内严禁产生高温和发生火花的作业。洞内不得进行电焊、气焊、喷灯焊等作业,确需用焊时必须有相应的安全措施。

七、救护

瓦斯隧道应备有急救和抢救设备,保持其良好性能并指派专人保管。高瓦斯和瓦斯突出工区应配备救护队。救护队必须在统一指挥下开展抢救工作,严禁个人单独行动。

八、揭煤防突应符合下列规定

①施工人员必须佩戴自救器。②掘进工作面中煤层爆破时,所有人员必须撤到洞外。③应加强通风管理,开挖面应有足够新鲜空气。④加强地勘与调查收集邻近隧道、矿山等相关资料工作。⑤对于不知道是否具有突出危险性的煤层,必须进行予探,并进行瓦斯考查,检验其是否具有突出危险性。予探时必须保证足够的安全距离。具体操作按《发耳隧道防治煤与瓦斯突出设计》的具体要求进行。⑥当经予测具有突出危险性时,必须按照突出煤层进行施工管理,并严格遵守《煤矿安全规程》及《防突实施细则》的规定。

九、施工安全措施

1.隧道施工应认真编制工地安全实施细则、全面规划、合理安排、规范指挥。

2.实施性施工组织设计要按照《规范》《安规》和设计要求,结合地形、地貌、水文地质条件,科学选定施工工艺,制定详细具体的安全技术措施并在施工中不断的补充完善,认真做好安全教育和技术交底。

3.不良地质及特殊地质,应组织技术论证,确定钻爆、掘进、支护方案。

4.洞内通风、照明、电线等要统一规划,加强维护,做到布设整齐,状态良好。

5.洞内施工应由值班领导统一指挥,按施工组织设计合理安排开挖、衬砌和运输作业。

6.爆破开挖应做出爆破设计,严格控制周边眼间距、外插角和装药量等参数,减少对围岩的扰动及超欠挖数量。

7.爆破起爆后,应派专人进行检查,处理危石、悬石,并设人监护。确认安全后,其他人员方准进入作业面。

8.临时支护应以设计文件和规范为准,一般情况下最大距离不大于两茬炮的进尺距离。

9.隔栅拱架和喷锚支护要严格按设计标准控制拱架排距和锚杆间距、锚杆长度、方向和砼喷射厚度,并认真做好记录备查。

10.改变临时支护类型、标准,必须经项目经理部、设计、监理同意。严禁施工现场自行降低支护标准。

11.洞内通风系统应做出设计,采取综合防尘措施,定期测试粉尘和有害气体浓度。

12.爆破器材应建立严格的领用、退库制度,严禁库外存放,现场爆破员应具体负责领用审批,掌握领用和退库数量。

13.洞内、洞外都应设置宣传标语和警示标志,使作业人员随处可见,提高“三不伤害”的安全防范意识。

14.专职安检人员每班都要对施工现场进行一次全面检查,尤其要注意加强对围岩和临时支护状态的检查,不放过任何微小变化,并做好记录。发现问题及时报告主管部门妥善处理。

15.隧道施工应制定防坍塌、涌水、瓦斯等抢险预案,配备必要的抢险机械、物资,明确组织和人员分工,出现问题迅速采取措施,减少损失。

参考文献:

1、《隧道施工高瓦斯防治指南》(张立坤、马福民、高峰)2011.4

隧道施工排险篇9

本文通过对隧道施工中存在的成本风险进行分析,以寻找有效控制成本的方法。

关键词:隧道施工;成本;费用控制;方法

中图分类号:U455.1文献标志码:a

引言

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,我国对交通工程建设的需求量和质量要求越来越高。作为交通工程项目中的重要组成部分,隧道工程一直是施工的难点,也是耗费成本极大的部分。在隧道施工中存在着很多的成本风险,这给施工单位带来了很大的资金压力。因此,对隧道施工中成本进行控制是施工企业发展的必然要求。

对隧道施工中的成本控制的必要性

隧道工程施工的成本控制却是一项非常困难的问题。由于隧道工程的施工时间较长、施工难度大,需要有多方面的施工共同完成,施工极为复杂。这就造成了在施工中无法有效地控制施工成本,给施工企业的资金周转带来了极大的压力。不仅如此,随着市场竞争力的提高以及各种施工原材料的价格上涨等原因,施工企业的经济效益进一步降低,如果无法有效控制成本,就会严重削弱企业的竞争力。因此,隧道施工企业要想在激烈竞争中生存和发展,就必须加强施工项目成本管理,降低工程成本,提高经济效益。

隧道施工中的成本风险分析

隧道工程是耗时长、造价高的工程,其是在地下进行作业施工难度极大,这使得在施工过程中面临着很大的风险,这些成本风险具体表现为;

安全管理不到位带来的成本风险

在进行隧道工程施工过程中,一些施工单位缺乏必要的安全管理意识,没有进行必要的安全管理,一些安全设施没有安装到位,给施工安全带来极大挑战。有时整个合作企业内部,都存在安全人员严重缺编,屈指可数的安全人员无法覆盖整个工作面,施工现场出现大量安全监察死角。

除此之外,一些施工单位为了获取更多的利润或者为了赶工期,在施工过程中偷工减料或者放弃一些安全设施的施工工作,这给隧道施工带来了极大的隐患,出现问题后,不但需要加大成本投入以解决这些问题,还耽误了工期,给企业带来了巨大的损失。

(二)机械设备管理不到位带来的成本风险

隧道施工需要大量的机械设备,其需要极大的投入。然而,在实际施工中,往往会出现机械管理不到位的情况,比如过度使用搅拌机、挖掘机等使其产生故障,造成了工期延误。又比如在对风水管进行安装时,会因为安装不到位而造呈漏风、漏水的现象出现,增加了工程的成本。

(三)财务管理不到位

在隧道施工过程中,常常会出现财务管理不严密的现象,权责发生制度执行不好、施工队各自为战、缺少对施工材料费、设备使用、人工费和管理费用的统筹安排、甚至根本不去执行。这给企业增加了极大的财务风险,容易造成资金使用的效益不高,资产流失严重,给企业施工和竞争力提高带来了极大的麻烦。

隧道工程费用控制方法

总的来说,公路隧道工程施工中的成本控制主要包括对直接成本和间接成本的控制。而直接成本主要指的是人工费用,材料费用以及及其使用费用等等内容。在实际的工作过程中,这些费用达到了总成本的90%。因此,做好直接成本的控制显得尤为重要。

人工费用的控制我们可以采取公费承包的方式,通过设定具体的目标和任务的方式进行进一步的管理和控制。在施工过程中实行具体的责任落实制度,做到层层承包,制定承包任务书,将员工的收入与项目的进度,质量等环节联系起来。除此之外,还要不断的改善劳动组织关系,使浪费现象出现的概率降到最低。

间接成本主要指的是管理费用,临时租房,租地等等所产生的费用。做好这部分内容的成本控制可以有效地实现科学的公路隧道施工成本控制目标,具体的我们可以将那些可以分解的费用根据具体的实际情况进行分解实行包干使用制度,严格控制好各种非生产性费用的关系和比例。

在实际施工中,施工单位还应该重视以下几点:

(一)重视对安全设施的建设

隧道施工存在一定的危险性,因此,对一些安全设施进行建设安装是非常有必要的。比如逃生路口、排水系统的建设等,施工企业只有让施工更加安全,才会大大降低出现事故的概率,进而减少增加投资,从而达到控制成本的目的。

(二)优化工期

项目工期越长,工程项目的成本就越大,也正因为如此,优化工期能够极大地降低工程的施工成本,通过对工程科学系统地进行组织安排,寻找到低成本的最短工期的建设过程。在对工期进行优化的过程当中,首先要控制材料费用以及机器设备成本等。当工期被压缩后,就要相应地增加施工人员以及机器设备。因此,施工单位应对施工情况进行分析,避免不必要的重复投入。与此同时,优化工期还可以使现场管理费用以及场地租赁费用等等间接成本减少,从而使隧道施工工程降低成本。

(三)增强机械设备的管理工作

隧道施工用到的通风机械、空压机械、搅拌机、罐装车、挖掘机等等产生的费用是隧道施工过程,作为工程机械费用的主体部分,要对机械费用进行合理的控制,从而减少隧道施工的成本。空压机、通风设备的管理是工区管理的重要内容,开工之后要对空压机、通风机械等实行严格的管理考核,可以根据隧道施工的要求,进行严格的控制空压机和通风设备的开关,落实专人负责制;加强对使用过程的管理和控制。

(四)合理规划轨道交通网

隧道施工工程是一次性投入较大的工程,需要考虑多方面的因素。为此,在施工过程中要减少拆迁,避免重复建设等无效投入。城市规划部门要做好城市规划工作,要对城市的交通网络进行完善的、长远的规划。在对城市交通进行规划时,要合理设置线路走向、隧道宽窄度等。这样就会大大减少在建造过程中需要拆迁的建筑物数量,也让隧道工程既不盲目超前也不会出现无法满通需要的情况出现。

结论:隧道施工需要耗费大量的人力、物力、财力,如果对施工成本没有进行有效控制和管理的话就会使施工的成本过高,造成施工企业的资金运转困难,利润低,不利于施工企业的发展。也正因为如此,在隧道施工中加强对成本的控制是必须要做的,只有将施工成本控制在合理范围内,才能保证隧道工程施工企业提高自己的利润,提高自身的竞争力。

参考文献:

[1]王彦臻;韩日美;;简析地铁施工风险控制与管理[J];现代城市轨道交通;2011年04期

隧道施工排险篇10

关键词:地质勘察,煤层瓦斯基础参数,突出危险性评价

中图分类号:F407.1文献标识码:a文章编号:

1工程概况

南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内,隧道线路贯穿南吕梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。隧道通过的吕梁山地区是以吕梁山脉为主干的构造侵蚀剥蚀基岩山区地貌。以侵蚀作用为主,剥蚀作用次之,是构造运动上升区,最高海拔为1946m,一般谷岭高差300~500m。隧道最大埋深约550m。其中隧道正洞在DK300+180~Dk300+900之间为高瓦斯工区,且根据隧区地勘期间实测的煤层瓦斯基础参数,隧区内的煤层具备发生煤与瓦斯突出危险的条件,因此,在隧道设计前对煤与瓦斯的突出危险性作出正确的评价,对保证安全高效施工具有重大现实意义。

2煤系地层的地质勘测

2.1隧道区内主要地层及岩性

南吕梁山隧道区内主要地层有古生界、中生界及新生界均有出露,但是缺失古生界奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统及中生界的侏罗系、白垩系、新生界下第三系中新统,其中新生界分布面积占总面积的三分之一,古生界及中生界为隧道区的主要地层。

隧道通过区域地层岩性主要有砂岩、页岩、泥岩、灰岩、角砾状白云质泥灰岩及白云质泥灰岩、膏溶角砾岩、页岩夹灰岩、页岩夹砂岩、白云岩与泥灰岩互层、含石膏角砾状泥灰岩、煤层等,围岩坚硬程度及完整性变化较大。

2.2隧道区内主要地质构造

(1)断裂

隧址区西侧以吕梁山坡的紫荆山断裂与鄂尔多斯盆地相接,东侧以霍山断裂与太岳山地相接,东北为太原盆地,东南为临汾盆地。区内地质构造复杂,经历过多次构造运动,生成了一系列及其复杂的褶皱和断裂构造。

隧道通过地段受近东西向构造应力影响,褶皱、断层发育,主要为吕梁山复式向斜、紫荆山断裂带、罗云山断裂带及其次生构造。隧址区发育数条大断裂及次生断裂,与隧道相交对隧道有影响的断层主要有F1、F3、F5、F8、F10、F34、F35、F36断层,断层带内岩体破碎,稳定性差。

(2)褶皱

隧道通过的地段褶皱发育,隧道穿越影响较大的褶皱有刘家庄向斜、金山沟向斜、马峪沟向斜、后沟向斜、杨家坡向斜等褶皱构造,褶皱内岩体变形扭曲,次生小构造及节理裂隙、节理密集带发育,隧道围岩整体性较差。

(3)节理

隧址内岩体大部分受挤压影响形成密闭-微张的剪节理,少部分岩体受正断层错动影响形成宽张的不规则节理。

2.3隧址内煤层及瓦斯赋存概况

隧道穿越二叠系下统下石盒子组、山西组、石炭系太原组、本溪组煤系地层。隧址区内煤系地层厚度约236m,含煤13层,煤层总厚9.66m,含煤系数8.4%,主要含煤地层是二叠系下统山西组和石炭系上统太原组,其中二叠系下统山西组含煤4层,从上到下依次为1#、2#、2#下、3#,稳定可采煤层为2#煤层;石炭系上统太原组含煤9层,从上到下依次为4#、5#、6#、7#、7#下、8#、9#、10#和11#,稳定可采煤层为9#、10#和11#。

依据本次勘探的DZK-6、DZK-13、DZK3-2、以及DZK4-2等钻孔资料,预测隧道正洞揭煤里程及煤层情况见表2-1所示。

表2-1预测隧道正洞揭煤里程及煤层情况表

隧区地勘期间对部分钻孔测定煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力,测定结果见表2-2。

表2-2隧区内煤的坚固性系数及瓦斯压力测定结果

2.4隧址邻近矿井瓦斯概况

隧址高瓦斯工区邻近的各矿井在整合前后均为低瓦斯矿井,所采各煤层均位于瓦斯风化带内,煤层瓦斯甲烷成分较低,各煤层瓦斯含量较低,但隧址区内各煤层具有较强的生烃能力,易产生CH4、Co2、So2等有害气体。据资料记载,在各矿井开采期间,所采各煤层均未发生过任何煤与瓦斯突出动力现象和突出事故;但据调研在开采初期,由于采用非正规开采方式和通风管理不善等原因,曾导致多起因瓦斯积聚而发生的瓦斯爆炸事故。

3煤与瓦斯突出危险性评价

按照《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求,井巷在揭露厚度在0.3m以上的煤层时必须对煤层的突出危险性进行评估,并将评估结果作为指导揭煤作业时的依据。

南吕梁山隧道正洞方向在DK300+180~Dk300+900之间为高瓦斯工区,在高瓦斯工区内根据地勘资料推测,隧道正洞将分别揭穿1#、2#、8#、9#、11#煤层,5层煤层厚度分别为0.45m、3.80m、1.30m、0.65m、5.60m,因此,根据南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层的情况,应对所揭露煤层的突出危险进行评价。

3.1突出危险评价的指标及其临界值

根据煤矿《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,本次采用综合分析的方法,对南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层的突出危险性进行评价。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,本次对南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层突出危险性的评价主要采用单项指标法。预测(评估)煤层突出危险性四个单项指标及其临界值见表3-1所示。

表3-1判定煤层突出危险性单项指标及其临界值

3.2揭露煤层突出危险性评价

根据地质勘探期间测定的煤层瓦斯基础参数,见表2-2、表3-2所示,依据表2-1中的单项指标及其临界值,可以判定隧道揭露的2#、11#煤层具备发生煤与瓦斯突出危险的条件,2#、11#煤层为煤与瓦斯突出煤层。

表3-22#、11#煤层瓦斯基础参数测定分析汇总表

隧道揭露的9#煤层勘探期间随未进行煤层瓦斯压力的测定,但实测煤的坚固性系数在0.41~0.5之间,但由于邻近煤层实测煤层瓦斯压力超过0.74mpa,因此也不排除9#煤层发生煤与瓦斯突出的可能。

隧道揭露的1#、8#煤层勘探期间随未进行煤层瓦斯基础参数的测定,但根据邻近煤层的情况也不排除1#、8#煤层发生煤与瓦斯突出的可能。

4施工验证

依据地勘期间实测的瓦斯基础参数,对南吕梁山隧道进行了煤与瓦斯的突出危险性评价,并以此设计了隧道的揭煤施工方案。全隧按瓦斯隧道处理,实际施工至各煤层之前,按设计要求进行超前地质钻探与施工预测孔,获得了详实准确的煤层瓦斯基础参数,各项指标与地质勘察资料基本相符。根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》以及铁路工程相关技术规范的相关要求,施工单位按设计揭煤措施进行了揭煤施工,安全通过了各个煤层。

5结论

(1)南吕梁山隧道依据实测的瓦斯基础参数,作出了准确的煤与瓦斯的突出危险性评价,并以此设计了隧道的揭煤施工方案,保证工程顺利实施,具有现实和借鉴意义。

(2)隧道在高瓦斯工区施工,要结合煤系地层地质勘测及实测数据作出准确的煤与瓦斯突出危险性评价,设计合理的施工措施,保证工程安全高效进行。

参考文献

[1]tB10120-2002.铁路瓦斯隧道技术规范[S].

[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[m].北京:煤炭工业出版社,2011.

[3]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[m].北京:煤炭工业出版社,2010.