２０１３年第１２期 黑龙江交通科技 Ｎｏ．１２，２０１３ （总第２３８期） ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３８） 公路工程隧道开挖安全施工技术 宋建光 （山西路桥集团国际交通建设工程有限公司） 摘要：隧道开挖施工安全管理，作为隧道工程施工管理工作的重要内容，也是确保隧道工程施工作业顺利 开展的基本前提。针对隧道工程开挖安全施工管理问题，首先概述了隧道开挖过程中的多发事故及其发生 原因，进而在隧道开挖的施工安全技术以及安全管理两方面，详细介绍了隧道工程开挖施工作业安全管理问 题，可以为隧道开挖施工作业安全管理提供合理的参考。 关键词：隧道工程；开挖；安全；施工作业 中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）１２—００９８一叭 １公路工程隧道开挖常见安全事故 力，合理的选用爆破材料以及爆破方式，并尽可能的避免由 （１）隧道开挖过程中，如果经过岩溶地带、地质断层或 于钻爆法施工造成的隧道围岩的扰动，并减少隧道开挖的超 者是其他地质破碎带时，如果前期的地质勘察资料不准确， 挖以及欠挖工程量。 设计方案不合理，隧道开挖的施工方案选择不当或者是隧道 （４）如果隧道开挖作业需要瓦斯含量较高的底层，应该 开挖过程中临时支护不足，极易造成隧道在开挖过程中由于 在开挖施工作业前将施工机械设备更换为防爆安全性的机 应力的集中释放，出现围岩失稳、隧道内部塌方、透水以及隧 械设备，并利用瓦斯浓度监测设备实施监测隧洞内部的瓦斯 道突泥等安全事故的发生。 浓度，以便于决定是否开展施工作业，避免瓦斯爆炸等安全 （２）如果隧道开挖不是采用沉埋或者是明挖作业法，而 事故的发生。 是采用钻爆法或者是掘进机掘进作业方法时，容易由于钢架 （５）对于围岩破碎或者是节理发育的不良地质条件路 搭设不合理或者是凿岩、掘进机械设备操作不当出现高空坠 段，隧道的开挖作业应该在提前支护的条件下开展，在隧道 落或者是机械伤害。 开挖后应该及时的喷射混凝土做好围岩的衬砌工作，对岩面 （３）在隧道施工中，如果采用钻爆法施工掘进，爆炸物 形成良好的封闭。喷射混凝土应该分两次进行，在分布开挖 品如果管理不当或者是爆破作业未能严格按照施工作业安 后进行第一次的初喷，以便于及时的封闭暴露岩面，在完成 全技术规程开展，则容易导致隧道开挖过程中出现爆炸等安 锚杆、挂网以及钢架安装后应该进行混凝土复喷，通过两次 全事故。此外，如果在隧道开挖作业过程中穿过含瓦斯地段 喷射混凝土对围岩的变位进行控制。 的岩层时，如果施工作业所采取的安全防护措施不足，也会 （６）对于隧道开挖施工作业，应该尽可能实现各种施工 造成爆炸等安全事故的发生。 作业的机械化，通过高度机械化减少人工作业，降低安全事 （４）由于隧道开挖作业过程中，隧道内部的作业面积很 故发生概率。 小，而且空气质量较差，隧道内部施工的能见度也不高，机械 （７）在隧道工程开挖施工作业过程中，如果各项检测数 驾驶人员以及现场的施工作业人员对车辆、机械的调度不当 据不正常或者是出现突变，隧洞内部的地表位移值大于正常 或者是作业衔接不合理，缺乏有效的指挥，容易造成隧道工 允许值，或者是隧洞内部出现裂缝以及混凝土喷层出现裂缝 程开挖施工出现交通以及机械安全事故。 时，应该将其作为安全事故信号，并及时组织施工作业人员 ２公路工程隧道安全施工技术 以及施工作业设备撤离现场，待查明危险源以及确定施工作 （１）结合隧道工程的地质概况优化设计方案，选择合理 业可以安全开展后，方可进入施工作业现场重新作业。 的隧道开挖施工方案。在隧道工程开挖施工作业前，首要工 ３隧道开挖施工作业安全管理措施 作便是明确隧道工程施工作业区域的工程地质概况。工程 （１）做好隧道开挖安全事故的应急救援处理。制定安 地质概况主要包括隧道开挖区域的地形地貌特征、地质岩 全应急救援事故预案的目的在于当隧道开挖施工作业过程 性、所处区域的地震烈度以及隧道工程施工区域的水文特 中出现安全事故或者是其他紧急情况时，可以按照应急救援 征。对于节理裂隙较为发育以及隧道开挖洞口仰坡等对现 计划进行应急救援，减小由于安全事故造成人员或者财产损 有隧道山体稳定性影响较为严重的隧道开挖工程，应该做好 失，并安排施工作业人员积极开展救人以及自救行动。隧道 隧道的洞门支护措施并对开挖区域的坡面采用骨架或者是 开挖工程施工应急救援预案的制定，应该结合隧道工程施工 喷锚等措施进行支护，确保隧道洞口开挖作业顺利开展。 的特点，明确隧道开挖作业过程中可能出现的各种安全事故 （２）为了确保隧道工程施工开挖作业的顺利开展，在隧 隐患，有针对性有重点的制定。对于应急救援行动的开展流 道的开挖施工作业方式上应该尽可能的选用全断面法，尽可 程，首先应该按照计划再为抢险人员配发安全防护用品后， 能的避免使用部分开挖作业方法，减少部分开挖由于施工工 组织开展救援行动，同时设立安全区域，组织疏散以及营救 序干扰所带来的安全事故隐患。对于工程地质水文条件较 遇险人员进入安全区域避险。 好的施工作业区域，应该优先考虑采用盾构机掘进作业，以 （２）明确隧道开挖工程施工现场的安全管理岗位责任。 加快施工效率，确保施工作业安全。此外，在隧道工程施工 为了确保各项安全管理技术措施在施工作业过程中得到有 作业中，应该尽可能地选用技术成熟可靠的新的施工工艺与 效的贯彻落实，必须开展安全施工管理责任制度管理，通过 施工材料，以提高施工作业的安全性。 明确的制度以及清晰的责任界定，构建安全管理激励体系， （３）对于采用钻爆法开挖作业的情况，应该根据隧道工 提高安全管理效果。隧道工程开挖施工的项目经理应该作 程施工区域的具体地质条件、施工作业技术要求以及出渣能 （下转第１００页） 收稿日期：２０１３—０８—１９ ・９８・ 总第２３８期 线倾斜不大于１％，护筒顶面应高出地面３０ ｃｍ。 ５．２钻孔 黑龙江交通科技 第１２期 （１）首先进行钻头对中孔位，人工依据桩位十字线，使 钻头中心与十字线中心对中，调整桅杆竖直度及钻机机身水 平。 口。钢筋笼保护层用７ ｃｍ厚混凝土垫块在每个加筋箍四周 各垫一块。桩基钢筋笼采用桩基与汽车吊进行台吊安放，钢 筋笼节段对接采用机械连接，两段钢筋笼的主筋须错开搭 接，焊接对接，搭接长度应符合设计要求，十字撑在钢筋笼下 放过程中割除。 ５．５基桩混凝土浇注 （２）旋挖筒升降速度要均匀，不要过猛，以免碰撞孔壁， 造成塌孔。 （３）成孑Ｌ前必须检查钻头保护装置，钻头直径、磨损情 况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。 （４）钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：在耕土及 粉质粘土中钻进时，采用快转速钻进，以提高钻进效率；在泥 岩及粉砂岩中钻进时，要减慢钻进速度。 （５）在钻进过程，对于耕土及粉质粘土，直接用旋挖筒 钻进、取渣，遇到泥岩及粉砂岩时，先用螺旋钻头将其搅拌， 再用旋挖筒取渣。 （６）钻孔过程中，及时填写钻孔施工记录，交时由 当班钻机班长交待钻机班长钻进情况及下一班应注意 事项。 （７）钻孔作业应分班连续进行，随时捞取渣样，检查土 层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并记入记录 表中，且与地质剖面图核对。 （８）因故停止钻进，孔口加护盖。严禁钻头留在孔内， 以防埋钻。 （９）成孔达到设计深度时，监理工程师验收合格后，方 可进行下一步施工。 ５．３成孔质量检查 基桩混凝土灌注采用刚性导管法结合振捣棒方式。 导管在下方时因为采用干浇方式，注意导管的连接安 全。虽然采用干浇方式，为了混凝土的密室性，和水下浇注 程序相同，导管埋人混凝土中的深度一般控制在２—６ ｎｌ范 围之内。每次拆卸导管后，导管埋人混凝土的深度应不小于 ２ ｍ。混凝土上升到离孔口８～１０ ｍ范围内，因为混凝土的 压力越来越小，采用振捣棒振捣使混凝土更加密实。 导管提升过程中要注意居中缓慢提升，防止挂卡钢筋骨 架。灌注的桩顶高程应高出设计高程０．５—１．０ ｍ，以保证 凿除后的桩头混凝土强度。 ５．６桩身完整性检测 全桥的ｑｏ１．２ ｍ钻孑Ｌ灌注桩采用小应变检测，‘ｐ１．５ ｍ钻 孔灌注桩采用超声波检测。经检测全部为Ｉ类桩。 ５．７钻孔灌注桩注意事项 （１）塌孔 ①原因分析。挖埋式护筒的底部和四周未填实。成孑Ｌ 速度过快。吊放钢筋笼时碰撞了孔壁。 钻孔至设计深度后，进行成孔质量检查，内容包括：孔 径、孑Ｌ深、垂直度、孔底沉渣。沉渣厚度不得大于１０ ｃｍ。如 表２所示。 表２钻孔成孑Ｌ质量标准 ５．４钢筋施工 基桩钢筋笼均在我部钢筋加工场地内集中采用分节段 加劲筋成型法制作。钢笼主筋为ｑｏ２５和 ８，制作搭接采用 焊接，箍筋与主筋梅花点焊，主筋与加筋箍１００％点焊牢固。 由于钢筋笼直径比较大，拟采用在钢筋笼内加焊十字撑，以 加强钢筋笼结构的整体性，防止钢筋笼在吊装过程中变形。 钢筋笼制作时注意安装声测管，声测管上下管口用木塞封 （上接第９８页） ②预防措施。埋设护筒时，宜在护筒底部夯填５０ ｅｍ厚 粘土，并且必须夯打密实。放置护筒后，在护筒四周对称均 衡地夯填粘土，防止护筒变形或移位，应夯填密实不渗水。 施工通道的布置应离孔位一定距离，防止孑Ｌ顶有动载时引起 坍塌。钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁。 （２）钢筋笼上浮 ①原因分析。混凝土在进入钢筋笼底部时灌注速度太 快。钢筋笼未采取固定措施，或固定措施不合理。 ②预防措施。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的｝昆凝土顶 面距钢筋骨架底部１ ｍ左右时，应降低混凝土的灌注速度。 当混凝土上升到骨架底Ｅｌ ４ ｍ以上时，提升导管，使其底口 高于骨架底部２ ｍ以上，即可恢复正常灌注速度。灌注混凝 土前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上，可防止上浮。 ６结束语 本工程基桩施工从２０１１年９月１日开始，到２０１１年１１ 月２３日结束，工程非常顺利结束，所有基桩均为Ｉ类桩。通 过本工程基桩施工，针对相似工程提供一个很好施工范例。 参考文献： ［１］城市桥梁工程施工与质量验收规范（ＣＪＪ２—２００８）［ｓ］．北京 中 建筑工业出版社，２００８． ［２］ 桥涵（上册）［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００． 为安全生产的第一责任人，对隧道整体工程施工作业的安全 管理负有主要责任，安全管理部门则是隧道工程开挖施工过 程中主要的安全管理措施落实责任部门，其工作内容主要包 括编制以及审核隧道开挖作业的各项安全施工技术措施，并 进行安全施工作业技术的交底工作。此外，安全管理部门还 应该组织安全监察人员对施工现场的安全管理工作进行协 调处理，及时发现施工作业中存在的各种安全隐患，并督促 施工作业管理部门及时进行整改，以确保隧道工程开挖施工 作业的顺利开展。 （３）做好施工现场的安全防护措施。对于参与隧道开 爆破用品时刻处于安全的状态。此外，在工程施工现场，还 应该做好施工现场车辆以及机械设备的协调调度，通过设置 专员指挥的方式，确保隧洞内部参与出渣转运的机械设备作 业能够有条不紊的开展，并在隧洞内部设置足够的照明用 具，避免交通事故以及机械安全事故的发生。 ４结语 隧道工程由于施工作业技术复杂、施工作业参与单位较 多以及受施工区域地质条件影响较为严重，因而隧道安全开 挖施工作业管理难度较大。 参考文献： 挖工程施工作业的人员，必须要求作业人员佩戴齐全的劳动 安全防护用具后方可进入施工作业现场。对于钻爆法施工 作业所需要的各种爆破器材，在爆破用品的采购、保管、爆破 作业使用以及退还等管理，必须制定单独的管理制度，确保 ・［１］杨晓杰，楮立孑Ｌ，张蓓等．城市隧道施工引起地表沉降数值模 拟研究［Ｊ］．矿ｌ Ｉ压力与顶板管理，２００５，２２（３）：９８—１００． ［２］ 王咧胜，倪冰玉．大跨度软岩公路隧道中壁法施工及稳定性 分析［Ａ］．【ｊ］ｉ 土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工 分会第十四届年会论文 ［ｃ］．２００６． ｌ００・
