淺析TBM法施工的安全管理措施

廖有林 胡洪菊

1.四川二灘國際工程咨詢有限責任公司

2.四川職業技術學院

正文：

1 TBM組裝安全風險與措施

TBM成套設備是以裸件、集裝箱等形式運抵施工現場。其中主機部件基本為裸件，主體附屬設備及后配套系統等均裝箱。根據裝配工藝規程將不同類型、不同結構的部件進行組裝。在組裝過程中，存在鋼絲繩斷裂、物體打擊、墜落、機械傷害等安全風險因素。

TBM一般采用門式或橋式起重機進行吊物組裝。起吊設備使用前應先檢查運行是否安全，對物件進行試吊，待確認安全可靠后再進行正式吊裝作業。TBM設備應根據批準的專項施工方案進行組裝，項目技術負責人就施工方法、工藝、程序及安全技術措施等向施工技術人員、作業隊、工班長等進行安全交底。TBM設備組裝現場應由專人負責指揮，組裝人員正確佩帶安全防護用品，在組裝過程中作業人員應分工明確，相互協作，默契配合。組裝后，對設備組裝的完整性、合理性、安全性等進行檢查驗收。

2 TBM掘進安全風險與措施

TBM在掘進過程中可能發生墜落、機械傷害、滑倒、噪聲、有害氣體、火災、斷電、突涌水、掉塊、巖爆等安全風險因素。為了減少各類風險因素，可采取以下安全管理措施。

2.1 勞動保護用品使用及人員管理

TBM作業人員應佩戴安全帽、穿防滑絕緣鞋、戴絕緣手套、戴護目鏡、護耳器、反光背心及應急手電筒等。作業人員應結伴而行，不獨自進出洞，建立洞口調度室，對進出洞人員進行登記或采用刷卡門禁系統實時掌控洞內人員信息。

所有進洞人員應接受班前安全教育，熟知洞內作業環境，識別機器起動信號及其他聽覺或視覺警報信號。在掘進時，禁止人員站在可能因機器部件移動而致傷的地方；對從事設備維護、電器檢修、操作升降、切割材料等人員應加強安全教育，特種作業人員必須持證上崗。

2.2 隧洞通風安全措施

TBM法，運輸材料、設備、人員等采用無軌或有軌機車運輸，產生大量機車尾氣造成洞內空氣質量下降，為有效保證人員職業健康安全，應科學合理布設通風系統。

合理地計算通風用量，建議選用國際知名廠家的高效變頻隧洞軸流風機，如：ECE、CFT、ABC、SWEDFAN、馭創等品牌。通風系統設計方案、風機及風管設備的采購方案應經濟、科學、合理。

吊掛風筒“平順、挺直、緊扎、安穩”，以減少風阻和漏風，運行過程中發現破損及時修補確保通風系統處于良好運行狀態。對運輸機車合理分析、科學選型，洞內運輸盡可能采用低碳環保的機車。配備必要的儀器、設備，對洞內施工現場空氣質量進行動態監測，根據監測結果優化通風系統布置，必要時增加射流風機以加快污風外排。

2.3 隧洞排水安全措施

TBM掘進中會遇不同程度的滲水、涌水等，一旦出現水位過高，可能造成主軸承外密封失效，污染主軸承潤滑系統，甚至導致刀盤驅動系統故障，因此TBM掘進期間排水是施工管理的重點。

充分熟悉地質資料，編制科學合理的排水施工方案。對于TBM施工時出現較大集中涌水點，采取“堵排結合”的方式處理；對于大面積淋水，惡化作業環境及影響噴射混凝土等情況，采取鉆孔布管集中引排的方式進行處理。

TBM施工過程中盡可能減少用水消耗，沖洗用水要嚴格控制。根據隧洞涌水量在TBM設備上配備足夠能力的排水泵，TBM設備上可配置兩套排水系統，正常情況下“一備一用”，遇突發性涌水時兩套同時啟用，極端情況下，將供水管路轉換為排水管路，輔助排水；TBM掘進后的洞段可設置“一備一用”多級泵站梯級排水系統，確保長距離排水系統正常運行，及時將TBM污水、滲涌水排至洞外。

2.4 隧洞突涌水安全措施

做好涌水超前預報，打設排水孔引排地下涌水。安排專人對排水溝、排水管路進行巡檢，確保排水通暢。所有電器設備、電纜線路設置高度應滿足相關規范要求。按有關規程安裝漏電保護器，避免因遇水短路造成人員傷害；隧洞每隔一段距離設置應急照明燈，保證斷電情況下提供隧洞照明；配置應急發電機，為應急救援提供電源。

如遇突涌水時，所有施工人員應立即避開正面突水點，并迅速撤離至隧洞內設置的緊急避險場所，進行自救的同時使用急救通信設施向洞外人員呼救，洞外人員及時組織搶險救援隊伍開展救援工作。

2.5 遇斷層破碎帶的安全措施

TBM施工應加強超前地質預報，切實掌握斷層帶情況，包括破碎帶的寬度、填充物、地下水及隧洞軸線與斷層構造線的組合關系，提前制定相應的防護措施、應急預案等。

對于已探明難以掘進通過的軟弱破碎帶，可采取超前注漿、小導管及管棚等處理技術進行加固穩定后再掘進通過。對暴露于護盾頂部的塌方塊石或撐靴部位的軟弱巖石，通過調整TBM掘進參數、降低刀盤轉速等緩慢掘進；并調節撐靴壓力，減少對圍巖的擾動，防止洞壁塌方；同時采取加密拱架支護、鋼筋排、立模澆筑混凝土等措施，使TBM穩步向前推進。對于軟弱變形大的地段，可利用TBM邊刀加墊塊方式擴挖，并及早進行拱架、混凝土的封閉支護。TBM順利通過破碎帶后，及時清理洞底石渣。

2.6 遇巖爆的安全措施

TBM遇到隧洞埋深大、圍巖應力強的地段極為可能發生巖爆，為了預防巖爆的發生，應做好超前地質預報。

降低巖爆發生率常用的方式：在干燥的圍巖表面灑水或用高壓水沖洗拱頂、掌子面和側壁，增加巖石的濕度使其降低表層圍巖的強度；在可能發生巖爆的掌子面鉆孔，釋放巖體中的高構造應力。

對不同程度的巖爆，采取不同的加固處理措施。輕微巖爆，可采用梅花形鉆孔布設錨桿加固，必要時局部掛網。中等巖爆，可采用淺孔密錨、掛整體網、立鋼支撐、噴混凝土等加固措施。強烈巖爆，首先作業人員應撤離至安全防護區，待圍巖應力穩定后，在保證安全的情況下對爆落片石、塊石等進行清除后，及時采用鋼拱架及上述綜合措施加固支護防治。

3 結束語

國內TBM法施工越來越常態化，技術越來越先進，安全防范措施也越來越完善，相信在不久的將來TBM會走遍大江南北，為隧洞工程添光加彩。本文闡述的TBM法安全管理措施，可為今后類似工程提供參考。