摘 要:中国的大多城市地质属土岩混合类,如青岛大连等土质属于上为软土下位硬石,广东深圳等属于中为软土两边为坚石,厦门水域较多,风化槽岩石风化严重,岩面埋藏较深。所以总体土质属于忽软忽硬型。由于城市隧道大多埋藏较浅,多处于地下或者水底,多数位于岩石地层中进行施工,周围邻近各类高楼铁路建筑,施工间相互影响较大,风险系数高。
关键词:矿山法;隧道施工;安全管理
1 矿山法隧道施工危险源分析
1.1 人工施工风险
1)城市地下的土层和岩层在长期作用下,形成了稳定的结构,隧道开挖必然会影响城市地下结构的稳定性。虽然在一定时间内部分岩层和涂层具有一定的自稳能力,但这自稳能力有多大,自稳时间有多长这些问题都不是施工人员所能预知的,只要施工人员操作稍有不当,就会给整个工程带来巨大的施工风险。
2)由于城市地下岩层和土层结构复杂,面对不同的地下岩层和土层结构,势必要采用不同的施工技术进行施工,而施工人员所采用施工方法的不同,也会给整个施工带来不同的施工风险。
3)在隧道开挖过程中,要及时对隧道进行超前支护和初期支护,保证隧道的稳定性,如果超前支护和初期支护所用材料不够,或者材料质量不达标,极易造成隧道出现塌方的安全事故。
4)隧道开挖势必会对隧道顶层的岩层和涂层结构造成破坏,这些破坏会导致岩层和土层什么样的后续变化不得而知,可能会导致地表出现较大形变,严重时甚至给地面建筑物带来严重的影响。
5)施工人员在施工过程中,可能存在监管不到位的情况,施工人员不按流程操作,或者施工偏差情况出现后,管理人员没有及时发现,可能会导致施工的违规操作或者施工偏差情况愈发严重,给整个隧道工程施工带来较大的影响,严重影响隧道的施工安全。总而言之,在隧道人工施工的实际过程中,仍然存在许多难以控制的因素,从而给隧道施工带来较大风险。
1.2 地质风险
1)在工程前期地质勘探过程中,勘探单位的工作态度影响着整个工程的质量。部分勘探单位工作态度不认真,为了省事图方便,便不会认真完成对每个勘测点的勘探工作,可能跳过某些勘探点,然后根据其他勘测点的数据,伪造相关数据。或者不认真进行勘探数据的记录,放弃一些测量复杂的数据项,伪造数据。数据是了解城市地质结构的重要依据,缺少正确的数据就不能对城市的地质结构做出准确的判断,从而影响施工计划的制定和实施。在数据不准确情况下制定出来的施工计划,必然存在着各种各样的问题,可能导致施工出现严重的安全事故。
2)勘探阶段的数据即使真实有效,勘探过程中也仅是对该路段的部分情况进行了抽样勘探,虽然根据数据记录能够分析出该路段的大部分地质情况,但仍有可能存在未分析到的情况,这些情况只有在实际隧道施工过程中才能够被发现,这就会对整个施工过程带来不利影响,严重时甚至需要改动施工计划,严重影响施工进度。另外,如果遇上未知的地质构造情况,还有可能导致塌方等严重安全事故的发生。
1.3 水文风险
城市的地层结构较为复杂,有些地层含水丰富,有些地层含水稀少,对于这些情况施工方都要有较为清晰的了解,因为水文情况也会给隧道施工带来较大的麻烦。在含水较为丰富的地层施工时,常容易出现渗水情况,根据含水量的不同渗水量也不一样,渗水量的大小将会直接影响隧道施工的进度,渗水严重时还可能给隧道施工带来极大的风险。渗水会影响水层周围的岩土结构,水量流失会导致岩土结构收缩,导致地表出现大范围的变形和沉降,影响地面建筑物安全。
另外,部分地铁隧道可能还会穿过河流和湖泊,河流和湖泊渗透到地下的水分会影响该地的地层结构,导致地层水饱和度较高,严重影响了岩土结构的强度,导致该地层的自稳能力下降,给隧道施工带来了较大的安全风险。因此,在此类隧道的施工过程中,施工方要格外注意做好该隧道的防护工作,在施工过程中也要特别小心,严格按照施工流程进行,并且对隧道的各项数据进行实时监测,提前预知危险,确保施工的安全。
2 实施相应的安全管理
2.1 施工前的宣传
对参加施工的人员进行安全教育和思想培训,对从事管理的技术人员以及大型机械的操作者进行更加具体的安全教育,以及在技能上的考核测试,只有在测试合格之后才能参与到施工中去。总的来说,便是一定要加强在思想上的教育,将安全放在第一位,对施工技术人员的技术一定要有绝对的保证,这样也是对工人以及工程的保证。
2.2 施工前的监控管理
施工前高层技术人员以及高层管理人员需根据已经立定的爆破方案和设计进行更加详细的分解,完成交底工作。对施工地点进行彻底全面的检查,检查对后期施工是否存在安全隐患。施工人员到达施工地点后,也要对机械进行检查,查看机械运行的情况,机械是否处于完好状态。如果机械带病作业,危险系数便大大提高,危险一旦发生后果不堪设想。施工前对一切可能发生的危险进行预估和分析,然后对相应的可能发生的危险,设置相对应的应急预案及防范措施。
2.3 施工过程中的管理
根据方案及围岩情况,做好相应保证措施:如超前地质预报、地质雷达、红外探水、超前水平钻孔、地质素描、注浆加固、超前支护(如超前管棚、小导管)。在施工过程中尤其是爆破过程中,审查施工爆破专业分包单位爆破手续。根据爆破设计、安全专项施工方案评审确定的等级,施工总承包单位应选择相应资质的爆破单位作为爆破专业分包单位,并按照工程爆破行政许可的规定,办理工程爆破许可和爆炸物品购买许可。审查参加爆破作业的技术人员、施工人员持证上岗的情况。审验从事爆破作业人员的资格,制止无证人员从事爆破作业。要高度重视爆破震动对工程本身稳定和周边环境的严重影响。对为了加大进尺,擅自加大起爆药量的行为要予以坚决制止,防范由于爆破震动过大造成隧道坍塌。施工时要注意分析施工监测和跟踪监测的数据对比。一旦发现有任何异常应该立即报告给上层管理人员,进行及时的现场勘查,召集有关人员召开异常数据分析会,制定可行实施方案。
2.4 施工通风管理
通风技术管理包括通风方案的实施,方案的局部调整,过渡方案的设计,通风效果的监测与评价等。必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整,必须保证洞内瓦斯浓度不超过1%,气温不得高于28℃、一氧化碳(CO)和二氧化氮(NO2)浓度在通风30min后分别降到62.5mg/m3和5mg/m3以下,以满足施工需要。
2.5 施工后的完善管理
施爆后对爆破现场安全及效果进行检查与评价,并收集和整理有关资料。总体爆破工程结束后,应按照有关规范、设计文件、合同等要求进行检查、验收、评定,编写“爆破工程安全与效果”评价。
结束语:
总而言之,地铁的建设为城市居民提供了良好的出行方式,但其隧道建设是一项十分重要的工作,关系着城市的正常运行和今后居民的出行安全。我国根据国情创造性的开创了矿山法隧道施工技术,为地铁隧道施工提供了良好的施工技术,但是利用矿山法进行隧道施工时,面临着人工施工风险、地质风险、水文风险和环境风险,必须采取有效的管控措施,加强安全管控力度才能合理规避相关风险,确保施工的安全,同时也提升矿山法隧道建设的施工水平。
参考文献:
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