高鐵隧道施工安全的影響原因與控制方法

劉 磊

中交一公局海威工程建設有限公司

高鐵隧道施工安全的影響原因與控制方法

劉 磊

中交一公局海威工程建設有限公司

隧道工程施工時，由于地下節理發育、地下圍巖結構復雜、地下水分布，對巖石的力學性質和物理性質均造成了比較大的影響，隧道開挖施工時會導致松軟的巖石失去穩定性，產生形變，嚴重時會出現塌方、掉塊、底鼓、邊墻擠入、洞徑收縮等事故。因此，隧道施工時需要對巖層的產狀、巖性、地下水流量情況、節理發育程度等進行分析，并根據具體的情況，使用科學的支護手段，保障隧道施工安全。本文首先對影響高鐵隧道施工安全性的相關因素進行了分析，然后根據這些影響因素提出了相應的控制措施。

高鐵隧道；施工安全；影響原因；控制方法

1 高鐵隧道工程的施工特點

高鐵隧道是一種處于應力場已經長期存在的介質內的道路施工類型，現有荷載、后形成結構，而且，施工中往往很難確定建筑結構所需要承受的荷載力，需要對隧道挖掘方式、支護結構剛度和支護時間等做動態的管理，因為這些影響著結構的受力。從整體上看，高鐵隧道施工特點有：第一，隱蔽性較強。高鐵隧道工程一般處于山體內，隧道只是一個可視面，絕大多數的分項分部工程都屬于隱蔽工程，很難用直觀的方式對整個工程施工質量和效果作出科學的評價分析，這就直接加大了施工隱患存在的可能性，提高了質量監管的難度。第二，不可預見性高。高鐵隧道施工方案都是根據工程類比進行設計的，設計中的計算處于輔助的位置上，對實際施工的指導不具有可靠性、科學性，所以實際施工中具有較多的不可預見性因素。第三，開挖斷面積大，增加了施工難度；第四，施工環境惡劣。高鐵隧道施工空間一般比較小，在如此狹小的空間內作業，各工序之間的擾動勢必較大，加之，空氣差、溫度高、可見度低等，形成了較為惡劣的施工環境。

2 巖性的分析

從隧道地質層面來考慮，根據巖石的成因分為沉積巖、火層巖和變質巖三類。對于沉積巖或火層巖來說，由于其具有一定的強度而且穩定性高，在此區域進行隧道開挖安全等級高，全斷面開挖方式比較適合此種地質巖性，只需將隧道內殘存的危石徹底清理后便可進行混凝土的防護工作。但是，考慮到隧道開挖需進行鉆爆工作，這會使洞內圍巖受力不均勻，出現不同程度的裂縫現象，因此為了有效避免此現象的發生，盡可能地降低不安全事故的發生，應及時進行混凝土的澆筑工作并將噴層厚度控制在合適的范圍內。對于層面構造差別較大、規模不大的團塊體薄層沉積巖以及變質巖來說，其變形量大，而且強度低，采取上述施工方法則不合理，而且也不能達到預想效果。

3 施工風險

在隧道施工中的地下施工、照明通風、巖爆塌方等問題都是地下施工中所具有的問題。另外，由于片面的地質勘探、復雜和變化的地質條件，它的好壞以及正確性直接影響了隧道施工的安全、質量和進度。因此，隧道工程施工風險除具有一般的風險特征外，并且還具有其自身所獨有的特點，主要體現在高度依賴工程地質和水文地質條件，還有由此產生的隧道施工風險的隨機性和隱蔽性的風險發生。眾所周知，隧道施工風險的結果相當嚴重，除了有比較大的影響外，還會在隧道工程施工的過程中增加一定性的風險性。通過隧道風險各不相同的特點，結合現成的分析和經驗積累，得出包括技術風險、施工風險和設備風險在內的隧道工程施工中常見的風險因素。

4 控制方法

4.1 加強施工安全的培訓，落實施工安全的責任

要加強安全的意識和培訓，根據各企業的情況來建設施工單位的安全文化。負責隧道施工安全的施工單位，必須提高工作人員的安全生產意識，進行相關方面的技術培訓，增加管理人員和技術人員的安全生產知識。嚴格遵守國家的安全法律和規章制度，建立合適的安全生產保障體系，做好安全方面生產的措施，并且做好安全應急救援預案，還應配備相應的應急救援人員、器材、設備，應急救援預案按規定應報監理單位批準并報建設單位備案，并定期進行演練。某些工作程序的操作人員必須進行上崗前的技術、安全培訓，考試合格后才能上崗。

4.2 二次襯砌施工

支護結構是保證隧道結構穩定性的根本性措施。除了初期支護外，二次襯砌作為隧道的永久性支護結構，是保證隧道質量的最為重要的一道工序。二次襯砌一般在初期支護變形穩定后施工，施工質量監控與管理主要體現在襯砌臺車就位和混凝土施工工藝兩個方面。在襯砌臺車就位操作中，應使用平整度的鋼模板，混凝土表面不允許有氣泡、孔洞等，拼裝襯砌臺車時要確保各板塊之間的銜接是圓滑的，尺寸應符合設計要求。在混凝土施工中要選用符合標準的原材料，按照設計要求確定混合料配比，拌和過程中避免出現離析現象。采用對稱式的全斷面的連續的輸送方式進行混凝土泵送，落差控制在1m左右?；炷翝仓?、振搗應是連續的，中間中斷時間不得超過90分鐘，否則易出現施工縫。最后，要做好混凝土養護工作，達到8.0MPa以上才可脫模。

4.3 隧道爆破施工安全管理控制

第一，是危險物品的進出。爆破專業單位按照施工現狀要提前向炸藥生產單位送達材料的需求信息。廠家媒體把爆破材料送到施工場地，爆破監管部門要清點好數量，送入臨時庫房并派專人看管，投入信息化監管設備強化監管質量。當天爆破后如果有剩余的炸藥，要送入庫房做好登記，如果工程爆破完成后且不需要再進行爆破，要將剩余炸藥銷毀，防止帶來安全隱患。第二，做好爆破準備工作。不得在爆破物前使用打火機和手機等設備，不得將火源帶入爆破品附近，安全監管部門要做好下井前監督工作。爆破前，要驗收爆破孔眼。嚴禁除施工人員外人員下井，爆破專業單位要填充好爆破孔的炸藥，設置好引線，落實好爆破安全警戒工作。第三，爆破作業后的相關工作。爆破后由相關安全員和安全監督員巡查現場附近建筑物，排除盲炮等隱患，并檢測現場的有毒氣體，一切符合正常后方可實施下一個程序。

高鐵隧道施工工藝的完善，對于我國鐵路建設事業有著極大的促進作用。想要改善高鐵隧道施工工藝質量，首要任務是鞏固高鐵隧道施工工藝的控制。所以，高鐵施工企業必須綜合各方面因素，在施工前要對施工地點進行實地勘測工作，建立好完整的高鐵隧道施工工藝系統，與此同時有需要對隧道施工工藝進行創新，進一步提升高鐵隧道施工環境和安全因素，進而為我國高鐵建設事業的發展起到良好的促進作用，最終推進我國鐵路建設事業長遠發展。

[1] 趙杰，王昊，戴繼鋒，等. 大型高鐵綜合交通樞紐功能設計關鍵技術方法研究[J] .建設科技，2015（10）：33-34.

[2] 王允恭. 逆作法設計施工與實例[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2011．