前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的铁路隧道施工安全主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:U41 文献标识码:A
铁路隧道施工是我国铁路工程中对技术要求较高的工程,因为隧道施工会受到地形地貌、地质构造、水文条件以及周围环境的影响,所以施工工艺具有较高的难度。在铁路隧道施工中,安全管理至关重要,这是保证铁路隧道施工能够顺利进行的关键。在铁路隧道施工中,由于安全管理不到位,就会引发突水突泥、塌方、洞内火灾、火工品爆炸等安全事故,造成严重的人员伤亡。所以应该根据铁路隧道施工的特点,提前做好安全防范措施。地质勘察是安全施工的首要条件,根据地质勘察数据,结合其他各项因素,对隧道施工制定合理的施工方案,尤其要注意安全防范要点,并且制定出应急预案,在事故时,能够第一时间采取应对措施,避免事故扩大化,确保铁路隧道施工的安全运行。
1.铁路隧道施工中安全事故频发的原因分析
由于铁路隧道施工的特殊性,会受到多种因素的干扰,所以安全隐患具有不确定性,但是总的来讲可以概括为如下几个方面。
1.1 安全管理体系不完善
安全管理体系是确保铁路隧道工程施工安全性的基础保障,只有制定完善的安全管理规章制度,在实际施工的过程中,才能够做到有据可依,严格按照规范要求的程序执行,才能够有效地避免安全事故的发生。但是经过对众多铁路隧道安全事故的调查发现,大多建设单位的安全管理体系不够完善,安全意识不强,所以安全管理体制不健全,无法为施工的安全进行提供有利的依据。施工监理没有发挥出应有的功能,自身的安全自控和监控体系不够完善,缺乏风险评估机制,所以无法及时发现工程中存在的安全隐患,对于风险源控制不到位,所以导致安全事故的发生。各个单位之间的协调不顺畅,设计单位、建设单位、施工单位以及监理单位之间的信息沟通不及时、不全面,由此对于工程中潜在的安全隐患没有及时地采取有效的防范措施,导致安全事故的发生。
1.2 安全意识不强
铁路隧道施工的安全运行,还需要管理人员和施工人员具有较强的安全意识,严格按照规范标准的要求执行,尽量消除安全隐患,确保工程的安全进行。但是在实际施工中,有些建设单位和施工单位的安全意识薄弱,对安全施工的敏感性不强,往往为了赶工期,在没有完成地质勘察的情况下,就盲目地施工,初期支护施工强度不达标,地质预报工作不到位,设计施工方案不健全,所以在施工过程会存在较多的安全隐患。由于隧道工程会遇到不同的地质条件,在地质状况比较复杂的情况下,会面临很多不确定的危险因素,所以需要做好充分的准备工作,再进行施工。有些施工单位为了获取私立,偷工减料,随意变更设计,不按规范要求执行,为后期工程留下巨大的安全隐患。对施工现场的用火、用电以及机械设备的使用,没有按照规范要求执行,所以极易引发安全事故,造成严重的人员伤亡以及经济损失。
1.3 地质勘查工作不到位
由于铁路隧道的施工环境比较复杂,所以为了制定合理的施工方案,需要对工程现场进行地质勘察工作,这是铁路隧道施工中必不可少的环节。但是有些单位为了缩短工期,节省勘察成本,勘察作业深度不够,所以获取的数据不全面,无法真实地反应出隧道工程的实际地质状况,与实际施工中遇到的情况存在很大的差异。所以在实际施工的过程中,隧道位置的选择以及纵坡的设计会存在很大的偏差,无法有效地避开地质状况比较复杂的区域,所以在施工的过程中,往往会出现塌方、突水突泥等安全事故。
2.提高铁路隧道施工安全管理的措施
2.1 进一步完善安全管理机构和安全管理制度
为确保铁路隧道施工的安全进行,需要建立完善的安全管理体系,对于隧道施工管理进行合理地规划,健全各项规章管理制度,实行岗位责任制,将安全管理制度落实到位,为安全管理提供有利的依据。组建安全生产管理小组,明确每个岗位以及每个人的工作职责,每个施工环节以及区域都设定安全责任人,并且将其纳入考核范畴。对于有技术要求的岗位,一定要持证上岗,保证各项机械设备以及施工设备操作的正确性和安全性。加强监理单位的监督管理力度,制定完善的风险评估机制,明确施工中存在的危险源,强化安全管理。协调好各个单位之间的关系,确保各单位之间信息的有效沟通,对于工程中可能潜在的安全隐患进行深入地分析,进而提前做好防范措施,尽量避免安全事故的发生。
2.2 预防坍塌事故的控制措施
在铁路隧道施工中,坍塌在安全事故中的比例较高,也是造成人员伤亡以及经济损害比较严重的安全事故,所以需要严格防范坍塌事故。超前地质预报是防止坍塌的重要基础,所以在施工之前,需要加强对复杂地质条件的监测,通过数据分析,为施工方法的选择提供有利的参考依据。监控测量和洞内勘察是施工安全的重要保障,在施工的过程中,对隧道围岩以及支护系统的稳定性进行及时而准确地检测,为喷锚支护和二次砼衬砌的参数调整提供参考依据。在施工期间,加强监控测量,尤其是对于不良地质区域,更要重点测量,一旦发现数据异常,一定要及时报告现场负责人,并且及时采取应急措施或者撤离危险区域。施工负责人和技术人员定期对施工状态进行检查,确保施工的安全进行。对于不同地质条件的隧道,所采用的开挖方法也各不相同,在制定开挖方案时,应该根据实际状况,在保证施工质量、安全和经济性的基础上,选择适宜的开挖方式,做好全面规划和安全防护措施。
2.3 机械设备、爆破器材及用电安全管理措施
2.3.1 机械设备的安全措施
在铁路隧道施工中,应对机械设备进行严格地管理及控制,首先要保证进洞的车辆处于有效的制动状态,各类机械和车辆应该选用带有净化装置的柴油机动力;其次,严禁运载车辆超载、超宽、超高运输;再次,进出隧道的工作人员应走人行道,严禁扒车、搭车或是追车,不与车辆和机械抢道。
2.3.2 爆破器材的安全管理
对于爆破器材的购买、运输、入库、发放、使用、退还、销毁和保管等工作,按国家和铁道部的有关规定建立严密的专项制度。建立以工区项目经理为组长的党政、物资、爆破、作业四大员为组员的爆炸物品管理领导小组,组长对爆炸物品的安全负总责。爆炸作业四大员由政治可靠,责任心强,身体健康,并经公安机关培训后有合格证的内部职工担任。
2.3.3 用电安全措施
对于作业地点附近以及现场所使用的照明工具一定要做好安全防护措施,低压电气设备加装触电保安器,电气设备外露的转动和传动部分,加装防护罩。电气设备的检查、维修和调整工作,由专职的电气维修人员进行。防爆电气设备,在安装前由合格的防爆电气检查人员检查其安全性能,合格后才予安装,使用期间定期进行测试与检查。
2.4 钻爆施工安全保证措施
对参加施工的人员进行安全教育,从事爆破及操作机械的人员,必须经过专业培训和考试,取得合格证后,方予上岗。爆破按设计进行施工,控制装药量,光面爆破,防止造成超欠挖、塌方等不安全事故。爆破面平顺,避免应力集中而导致开挖面掉块、初期支护开裂等不安全事件。隧道施工各班组间,建立完善的交接班制度。
2.5 装碴与运输安全保证措施
各种运输设备不入料混装,各种摘挂作业设立专职联络员;进入隧道的内燃机械与车辆,选用带净化装置的柴油机,汽油机械与车辆不进入洞内;装载料具时,不超出装载限界,装运型钢拱架、管棚等长料具时,捆扎牢固。机械装碴时,坑道断面满足装载机械安全运转,设置专人指挥,以免机械碰断电线或碰坏已做好的初期支护,确保安全。
结语
铁路隧道工程因为地质环境比较复杂,并且施工规模大,所以在施工的过程中存在较高的风险性。由于管理体制不完善,安全意识不强等原因,容易留下安全隐患而引发安全事故。为了加强铁路隧道施工的安全管理,需要建立完善安全管理体系,明确各个岗位的工作职责,落实安全管理制度。在施工之前,做好充分的准备工作,保证地质勘察的质量,获取较为详细的勘察数据,对于复杂地质区域,需要提前做好安全防范措施。在施工的过程中,注意对施工现场的安全管理,严格按照规范要求的标准执行,洞内用火、用电以及特殊机械设备的使用一定要经过允许,确保施工现场的安全性。提升全员安全意识,并且做好周密的安全管理计划,为铁路隧道施工的安全进行创造有利的条件。
参考文献
[1]王辉麟,蒋秋华,索宁,等.铁路隧道施工安全管理与风险预警技术的应用[J].铁道建筑,2013(3):72-74.
关键词:铁路隧道;开挖安全;施工技术
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
现代铁路隧道必须加强施工管理,强化资源配置,要坚决按照“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的施工原则来施工。高度重视爆破方案与施工通风方案设计,加强支护,进行地质分析与监控量测工作,做好各项施工预案,正确选择施工方法,为安全、优质、快速施工创造条件。
1 工程概况
新复村隧道位于云南省嵩明—昆明南区间,为单洞双线隧道 , 左 右 线 线 间 距 为 5.0 m, 全 长 890 m, 起 讫 里 程 为DK1155+695~DK1156+585,全隧位于半径 R=9 000 m 的左偏曲线上。全隧全部为Ⅳ、Ⅴ级围岩,隧区处于云贵高原侵蚀构造中低山区,区内地形总体为东高西低,基岩多。现阶段掌子面施工至 DK1155+825,围岩为玄武岩,弱风化带 W2,节理发育,岩体完整性较好。经超前地质预报 TSP 及加深炮孔探测,围岩具有一定自稳能力,洞身埋深约为 32 m。从掌子面至隧道进口明暗交界处 DK1155+745 洞身埋深逐渐变小,最小埋深约为 5 m,其中 DK1155+745~+794 段洞身处于玄武岩强风化带(W4),节理发育岩体破碎,为坍塌高风险段落。
2 隧道力学的特征和施工特点
2.1 力学特征
①与之前的工艺工法建设的铁路隧道相比较而言,高速铁路客运专线的大断面隧道,开挖跨度大,高度比较高,隧道拱顶比较不稳定,拱顶岩块崩塌的可能性比较大,拱顶的围岩有拉应力区的存在;②标准相对较高的围岩强度或比较好的地基承载力,隧道的拱脚和边墙脚处应力集中会更加严重;③辅助施工的措施要求更高,松弛压力大,浅埋隧道的埋深范围大,产生拱作用要求的埋深较深;④开挖以后,围岩自稳的要求标准围岩强度要更高,隧道周围围岩呈现出大范围的塑性化和更大的变形。
2.2 施工特点铁路大断面隧道施工非常复杂,施工中要严格按照“管超前、短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快成环、紧仰拱、勤量测、速衬砌”的施工原则组织施工,认真对待堆积体、浅埋处、破碎地带和洞口处,高速铁路大断面隧道施工办法的确认、隧道的稳固与安全的确定性,包括围岩的全面性,还有围岩本身的强度性。
3 确保隧道施工安全的主要技术措施和保证措施
3.1 主要技术措施
隧道施工监控量测的主要目的包括围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边收敛、地表沉降,观察记录工作面的工程地质与水文地质情况,作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况,判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。在隧道施工期间实行监测,能够提供及时、可靠的信息用以评定隧道在施工时的安全性,准确地预报可能发生的安全隐患,便于及时做好有效地应对措施,避免事故的发生。
监控量测应做好以下几方面的工作:①将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间;②制订切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划;③施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
3.2 地质超前预报
本段钻探为 ZT-1,利用 TY28 气腿钻机钻设超前地质探孔,每次在上台阶拱顶、左右两侧拱腰各钻一个超前水平地质探孔,孔径 42 mm,长度 6 m,探明前方实际地层情况,明确隧道顶部的工程地质和水文地质条件。本段物探为 WT-1,利用 TSP203PLUS 地震波地质预报系统,TSP 采用回声测量原理,对开挖进行地质预报,进一步核实地质资料。预报结果为:D1K1155+830~D1K1155+745 段围岩岩体岩性较目前掌子面岩体岩性稍好,该段围岩岩性相对稳定,无大的地质突变,节理裂隙局部发育,以闭合发育为主,局部围岩较破碎,在 D1K1155+800、+786 段附近存在少量裂隙水。
3.3 本段断面设计参数
DK155+745~ DK1155+794 段设计为Ⅴ级 0.3 g 抗震设防复合式衬砌断面,按施工预留断面加宽 15 cm,参照新建铁路沪昆客运专线长沙至昆明段沪昆贰隧参 01-41 图,每延米隧道总开挖量 154.61 m3。开挖高度为轨面以上 10.11 m,轨面以下 3.24 m;最大开挖宽度 15.26 m。
3.4 支护参数
3.4.1 超前支护
DK1155+745~+775 段超前支护为大管棚增设 45°大外插角小导管设计,参数为:①导管规格:外径 108 mm,壁厚 6 mm;孔口管:热轧无缝钢管,外径 133 mm,壁厚 5 mm。②管距:环向间距40 cm。③倾角:外插角 1 °~3 °为宜,可根据实际情况作调整。④注浆材料:M35 水泥浆或水泥砂浆;⑤设置范围:拱部 150°范围;⑥管棚单根长度:35 m。⑦管棚数量:50 根。⑧外插小导管:外径42 mm,壁厚 3.5 mm,L=4 m,纵向 2.4 一环,环向间距 0.4 m。DK1155+775~+799 段超前支护为中管棚增设 45 °大外插角小导管设计,参数为:①导管规格:外径 76 mm,壁厚 6 mm;②管距:环向间距 40 cm;③倾角:外插角 10 °~15 °为宜,可根据实际情况作调整;④注浆材料:M35 水泥浆或水泥砂浆;⑤设置范围:拱部 150 °范围;⑥中管棚长度为 8 m,每环设置 50 根,纵向 6 m一环;⑦外插小导管:外径 42 mm,壁厚 3 mm,L=4 m,纵向 2.4 m一环,环向间距 0.4 m。
3.4.2 初期支护
本段设计为Ⅴ级 0.3 g 抗震设防复合衬砌断面,支护参数为:钢架采用Ⅰ22a 型钢架,间距 0.6 m,钢架间采用 φ22 钢筋连接,间距 50 cm 错开布置;φ8 钢筋网网格间距 20 cm×20 cm;拱墙锚杆长 4 m,环纵间距 1.0 m×1.0 m,拱部 140 °设置 φ25×7 中空注浆锚杆,每环 18 根,边墙系统锚杆由 φ22 砂浆锚杆调整为φ42 小导管,每环 10 根,布置参数不变;初期支护厚度 28 cm;上下台阶每侧拱脚以上 50 cm 位置安装 2 根 φ42 mm 锁脚锚管,长度 4.5 m,与钢架采用“L”钢筋焊接。
3.4.3 临时支护
临时支护采用Ⅰ18 工字钢,每 2 榀设置一处,与钢架连接处均设钢垫板(24cm×30cm×1.6cm),φ8 钢筋网网格间距 20cm×20cm,混凝土喷射 10 cm 厚。
3.5 洞身开挖
DK1155+745-DK1155+794 段洞身位于 W4 段,采用新奥法施工。开挖方法采用台阶法加临时仰拱。按照“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”施工原则施工。严格按照铁道部 120 号文件执行,上台阶每次开挖进尺不得大于 1 榀钢拱架间距,边墙每次开挖进尺不得大于 2 榀钢拱架间距,仰拱施作要及时跟进。
4 结束语
经过对铁路隧道施工技术的总结,铁路隧道施工须严格地按照“预报超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则来施工。正确选择爆破参数、合理控制开挖进尺、加强支护是隧道施工的核心工作。地质分析、强化资源配置、认真执行各项技术规范,是隧道施工安全的重要保障。
参考文献:
[1]郝金印,刘杨.浅埋暗挖双联拱大跨隧道下穿既有线综合施工技术[J].价值工程,2012(14).
关键词:铁路隧道;安全施工;关键问题
就目前的铁路隧道情况来说,我国修建的隧道3720座,其总长度为7068km,其中客运专线隧道2369座,总长度为4500km;普通快速铁路隧道1350座,总长为2562km。在全部的铁路隧道中,有22座隧道长度超过10km,总长度为1690km。世界范围内隧道主要分布在中国,日本,意大利,法国,美国和英国等国家,其中中国是隧道数量最多的国家,我国大部分隧道分布在西南地区。
1地质方面
《高速铁路隧道工程施工技术指南》对超前地质预报做出明确规定:(1)高速铁路隧道施工应进行超前地质预报,并作为工序纳入施工组织管理;(2)隧道施工超前地质预报应以地质调查法为基础,针对不同地段地质情况和预报目的,采用一种或几种方法相互补充和印证,进行综合超前地质预报。在施工过程中为了减少由于地质因素而造成的事故,施工前应该做好地质的超前报告。在隧道工程预前地质报告方案中国内外普遍采用的方法有超前水平钻孔法,雷达法,红外探测法等等。
2设计方面
铁路隧道设计的时候应该严格按照《铁路隧道设计规范》和《铁路隧道施工规范》。在隧洞设计中,最重要的属于隧洞进口段的选择,进口段的组成包括进水喇叭口、闸室、通气孔、平压管和渐变段等几部分。以下就进口部分的设计进行论述。(1)进水喇叭口:进口通常采用两侧边墙顺水流方向和顶板三向形成的椭圆曲线,曲线的方程为;x2a2+y2b2=1(1)式中:a-椭圆长半轴,m;b-椭圆短半轴,m;可取1/3a。深式无压隧洞进水口是一短管型压力段,为了增加压力段压力,改善压力分布,常在进口段顶部设置倾斜压坡(图1)。这种形式的压力进口段顶部曲线由椭圆曲线AB、直线段BC、及EF组成。通常BC段稍缓于EF段,压板长度L应满足塔顶启闭机的布置和闸门检修的要求,可采用3~6米。(2)通气孔:通气孔在隧洞的运行中承担着排气和补气的双重任务,所在施工的过程的过程中应该注意通气孔的设计和施工。并且通气孔必须和闸门的启闭机室分开设置。(3)平压管:平压管的设置主要是为了检修闸门在静水中开启的时候需要的启门力较小。平压管的大小应该根据灌水时间、两道门间的灌水空间及后一道门漏水量来确定。(4)拦污栅:拦污栅的主要作用是防止外来的杂物进入隧洞。
3施工方面
隧道开挖前,应该在施工现场检查有无各种管线,边坡开挖的时,工作人员应该做好安全措施,火工器材的加工以及爆破作业君均按照《爆破安全规程》执行,并且爆破人员必须经过严格的训练,有良好的心理素质;在爆破危险区应该设置明显的标志,并且排专人看管;爆破工作应该由丰富经验的人员统一指挥;特种工作人员必须持证上岗。在锚杆作业中,为了确保施工的安全,因该在施工现场加强观察,及早的发现和处理事故,制定专人定期对锚杆进行实验,防止锚杆滑落而造成安全事故,注浆作业开始前因该仔细的检查和清洗接头。进入隧洞所有的施工人员必须全部佩戴防护用品、穿戴防护用具;喷射作业开始前,仔细检查围岩受喷面,彻底清理危石、浮石。采用合适的降尘措施,控制施工现场空气中粉尘含量。在隧道开挖的过程中,为了尽可能的减少周围的基岩对隧道洞壁的压力,开挖的时候应该尽可能的采用光面爆破技术;对于地质比较差的地基,建议采用半断面开挖法+弱爆破技术组合的方式进行开挖;对于断面比较大的隧道,应该进行分步开挖的方式,一般分步开挖的方法有CD法,CRD法等,其中CD法是利用钢筋混凝土和锚杆作为竖向荷载,进行分区开挖的方式,CD法又被称为中隔壁法,可适用于Ⅳ~Ⅴ级双线浅埋的隧道,如图1所示。在铁路隧道工程中,工程的监控量测对于隧洞的防坍起着至关重要的作用。监控量测应该包括如下的内容:监控量测的项目,包括沉降测量,位移测量,收敛测量等等;监控量测布置的原则;监控量测的频率;监控量测控制的基准。除此之外,施工单位应该有专门的测量设备和能够熟练处理数据的技术人员,监控量测的时候应该保证量测的连续性和准确性,量测人员要保证相对的稳定,不能够轻易的更换。在铁路隧道施工中,常用的监控量测的方法一般有洞内外观察法,变形监控量测法,应力应变监控量测法,接触量测法等。在处理量测的数据的时候应该时常的校核,对监控量测应该进行分析,分析的内容包括:绘制量测动态线;选择回归线,并与控制基准进行相关额比较;对支护进行评价;及时的反馈评价的结果,并且给出适当的建议。
4结束语
铁路隧道工程是交通路线上重要的结构物,它不仅对当地的交通起着至关重要的作用,而且对当地的经济发展有推动作用。铁路隧道工程施工在实际的工程中还有许多的问题需要解决,望同行们,不遗余力,为我国的隧道事业做贡献。
参考文献
[1]张民庆,何志军,黄鸿健,等.铁路隧道安全施工几个关键问题的研究与探讨[J].铁道工程学报,2013.
【关键词】软弱围岩;不良地质;铁路隧道;施工技术
铁路隧道施工过程中遇到软弱围岩或者不良地质均会严重影响施工,影响施工安全性的同时增加施工难度,现场施工技术管理中要针对不良地质情况设计合理施工方案,在保证施工安全性的同时应用合理技术保证施工进度与质量,减少后续隧道质量问题与安全事故的发生。软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中涉及施工工艺与技术较多,下面结合南宁铁路枢纽花油山隧道案例隧道对施工技术做简要探讨。
1.软弱围岩及不良地质特性分析
软弱围岩及不良地质一般岩石强度偏弱,根据我国相关工程规定,工程岩体标准中抗压强度
铁路隧道施工中软弱围岩与不良地质的存在较容易导致变形问题,以弹性变形、塑性变形等为主导致出现断裂、损伤等情况干扰施工。软弱围岩与不良地质变形量大且速度快,一旦施工中未做好防护举措很容易出现工程质量问题或安全事故,导致进度拖延。由于软弱围岩变形本身持续时间长、范围大,因此必须做好结构强度强化与支护,避免扰动范围得进一步扩大。
2.铁路隧道中软弱围岩与不良地质施工工艺分析
软弱围岩与不良地质进行铁路隧道施工,要考虑到施工环境围岩稳定性差、强度低等特性,对隧道开挖后地应力的变化进行深入分析与探讨,避免因施工方法或施工举措不当造成失误,导致工程事故、拖延工程进度、影响工程质量。
软弱围岩及不良地质隧道施工的核心是做好变形控制,提前预防变形侵限或塌方,比如花油山隧道出口(DK30+935~DK30+965)段施工初期支护后,未能按照要求进行监控两侧,导致30m范围的拱顶下沉侵限,后期处理造成经济损失不算,更是严重影响是施工进度。
铁路隧道开挖过程中,围绕控制变形、预防塌方设计施工方案,。隧道开挖中要做好超前支护,应用超前小导管或者超前管棚等对掘进前方的围岩进行专门支护,对开挖底层进行专门坚固,以保障地层施工的稳定性。要积极应用强锁脚对软弱围岩隧道施工中地基软化问题进行预防处理,利用强锁脚及大拱脚高效处理开挖后台阶悬空引起的沉降与台阶支护沉降问题。比如花油山隧道在出现软弱围岩的地段,因为拱顶下沉难于控制,设计单位给出的处理方案中,均增加了调整锁脚锚杆为锁脚锚管(Φ42甚至Φ60锚管)的加强措施,现场实施后,控制下沉效果明显。
为扩大地基受力情况,加大拱脚(或对拱脚基础进行处理),提升拱脚在竖向上的承载力,尤其对开挖初期的围岩变形控制效果较好。同时加强纵向连接槽钢,通过焊接槽钢与工字钢提升整体受力作用,从而加强对软弱围岩变形的控制,预防下台阶开挖时出现拱架悬空的安全风险。针对施工中变形问题较为严重的施工地段,要及早完成闭合操作,必要时,及时调整开挖工法,变台阶法为CD法、CRD法甚至双侧壁导坑法等,利用临时仰拱、临时竖撑提升整体结构承载力,在控制变形的同时预防塌方,提升施工稳定性与安全性。为进一步发挥支护结构的预防变形与支撑作用,要采用均衡推进上下台阶施工法,确保支护能在半月内完成封闭成环,强化对变形的控制,做好不良地质情况下施工安全、质量、进度的强化控制。
软弱围岩与不良地质隧道施工中因多数伴有地形较缓、较浅等情况,因此在地形条件许可情况下,可以根据地质情况采用地面注浆、旋喷桩等方法加固开挖范围的土体,增加土体自稳能力。如花油山隧道DK26+300-DK26+380段洞顶埋深在10m以内,采取地表注浆以及旋喷桩进行加固,顺利通过。
3.铁路隧道中软弱围岩与不良地质施工控制重点
由于软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中较容易出现塌方问题,因此施工控制工作要重点关注预防塌方问题,避免因塌方导致严重的安全事故,影响隧道施工质量与质量。隧道施工过程中,要对软弱围岩及不良地质情况做细致勘查(包括地质素描、地质超前钻孔等),在全面且深入了解地质情况的基础上合理安排施工技术与方法,配合施工进度对塌方、变形等情况做全面预防。施工人员要事前进行专门安全培训,施工现场要做好监控量测管理,坚持严格按照施工流程与规范进行操作,在安全第一施工原则指导下做好施工控制与技术交底等工作。花油山隧道4#斜井进入正洞30m处,出现小股渗水,未引起足够重视,仅采取了加强支护(超前小导管、超前中管棚)以及埋管引水措施,继续开挖后,掌子面出现突水突泥情况,导致隧道拱顶大面积的塌陷,虽然工期延误超过3个月。
根据勘探及设计资料中的风险地段建立专门的安全管理体系,提升施工安全敏感性,尤其对于软岩、断层、黄土、岩溶发育等复杂地质的隧道施工做好管理,提前做出风险控制预案,如提升初期支护强度、做好及时封闭举措、快速跟进二衬、严密监测变形量、提前进行地质预报等,配合施工地段的地形变化动态调整施工方案,确保施工质量与安全性。考虑到软弱围岩隧道容易引起地表水下降导致岩体稳定性下降出现塌方问题,要做好防水板以及排水盲管等施工,比如对施工现场渗水量大的地段增加环向盲管,对于明显的出水点应该单独施作引水导管等。
4.结束语
综上所述,软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中容易因变形与塌方问题影响施工质量、进度与安全,现场施工中要做好软弱围岩与不良地质的施工处理,构建安全施工环境,以减少各类施工问题与事故的发生,保证铁路隧道施工的顺利进行。
参考文献:
[1]岳占双.复杂地质条件下铁路隧道施工技术探究[J].文摘版:工程技术,2015(1):234.
[2]郭王义.软弱围岩隧道施工技术探讨[J].山西建筑,2014(15):190-192.
[3]郑小庆.不良地质隧道洞口段的施工技术[J].湖南交通科技,2013(3):152-154.
关键词:深基坑 , 临近营业线,施工 ,防护
Abstract: in the railway construction engineering construction, near the construction equipment damage caused by order order or construction invade leads to limit the normal operation of the order cannot incidents, some even result in railway traffic accidents, these events or not only the serious accident to interfere with the normal order of the railway transport, and also to the state and the people's life and property to bring the very big loss, therefore, railway construction engineering construction in order to effectively near in order to ensure the safety, are each railway construction project the cooperated-builing problem worth pondering.
Keywords: deep foundation pit, near the order, construction, protection
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
一、工程简介
树木岭隧道进口明挖段(DK1+440~DK1+800)位于京广长沙客外线与长沙东站之间,其中:DK1+440起点处基坑深4.5m,宽15m,左距既有长沙东站围墙约25m,右距客外上行线路肩约28m;DK1+780~+800为树木岭隧道杨~树区间盾构工作井,长宽深为19.5×30×18.9m,左距长沙东站围墙约30m,右距客外上行线路肩约7m(见图-1)。树木岭隧道进口明挖段地质依次为:填土层,厚约6.4m;粉质粘土层,厚约6m;砂砾层,厚约2.5m;泥质粉砂岩层,厚约4m(见图2)。基坑开挖采用“旋喷止水桩+围护桩+格构柱+冠梁+砼支撑+钢围檩+钢支撑”形式防护。
图1:树木岭隧道进口段与既有线平面位置图
图2:树木岭隧道进口明挖段工作井与既有线剖面图
二、基坑施作影响临近客外线安全的危险源分析
由于邻近京广长沙客外正线,根据《铁路运输安全保护条例》(国务院令第430号)和《铁路营业线施工安全管理办法》(铁办〔2008〕190号)、《铁路营业线施工安全管理补充办法》(铁运〔2010〕51号)、《铁路营业线施工安全管理补充办法》(铁运〔2011〕63号)等相关规定,树木岭隧道进口明挖段深基坑施工达到临近营业线施工标准,因此,为确保临近客外线设备安全和列车正常运行,必须对基坑施作过程中可能影响客外线安全的危险源进行全面调查分析,制定对策,及时消除危险源因素或降低危险源风险等级。通过现场调查分析并结合设计文件资料,基坑施作影响客外线安全的危险源因素如下:
1、施工影响范围内铁路既有管线。由于基坑邻近客外正线和长沙东站,且位于填土区,地下管线标识已填埋,因此,基坑施作前须查清影响范围内地下管线情况。
2、施工机械作业侵限。由于施作围护桩使用旋挖钻机和吊车,而基坑西侧部分围护桩紧临客外线,其中距路肩最短距离只有约7.5m,因此,一旦发生机械倾覆倒向客外线一侧,很可能损坏客外线设备和侵限。
3、施作旋喷止水桩对客外正线路基的影响。基坑开挖前须采取旋喷止水措施,而旋喷止水桩位于围护桩外侧,当施作旋喷止水桩时,由于压浆压力最高可达30MPa,很可能会造成周边地表隆起,特别是客外线路基,进而影响列车安全运行。
4、基坑开挖不规范、支护不到位、不及时造成基坑发生变形、坍塌等,进而导致临近客外线路基发生沉降位移。
5、基坑渗漏水破坏周边地下水压平衡,造成客外线路基局部发生沉降变形。
6、支撑拆除不规范造成基坑失稳。
三、消除危险源因素或降低危险源风险等级的措施
为确保临近客外线设备安全和列车正常运行,针对以上存在的危险源因素,现场采取以下措施,及时消除了危险源因素或降低了危险源风险等级:
1、管理措施
(1)及时对涉及营业线或临近营业线施工工点的施工、监理单位参建人员开展营业线和临近营业线施工安全知识培训考核。该项工作主要从三方面入手:①施工前,由建设单位牵头组织施工单位项目部(含项目分部或工区项目部)领导层、管理层的主要负责人员和作业层的关键岗位人员参加铁路局或铁路局有关部门举办的营业线施工安全知识培训考核,做到培训考核合格持证上岗。②对涉及营业线或临近营业线施工工点的监理单位,其监理站主要管理人员和相关驻地监理一同纳入强制培训人员范畴,做到考核合格持证上岗。③监理单位参加,建设单位监督,由施工单位定期邀请铁路局安全监察室、设备管理单位或行车组织单位的业务骨干对参建施工、监理单位有关人员开展营业线或临近营业线施工安全知识专题讲座。讲座具针对性,包含不同层次和岗位人员(含劳务工、施工机械操作人员等),重点讲授营业线和临近营业线施工的定义、“天窗”的定义及作用、限界的定义及分类、临近营业线施工应注意的事项、如何正确使用防护信号备品(含手信号等)、工地防护员和驻站联络员的应知应会、如何初步判别是否侵限、临近营业线施工应遵循的工作程序、危及营业线安全时如何采取正确处理措施等,做到全员培训。
(2)制定一套营业线和临近营业线施工安全检查和事故预防卡控措施,落实人员安全岗位职责,确保客外线安全有序可控。
(3)建立一套有针对性、切实可行的安全应急预案,确保发生意外时能及时正确处理,降低事件影响。
(4)建立一套与设备管理单位和行车组织单位的信息互通机制,确保发现危及客外线安全隐患时能及时联合处理。
[关键词]铁路隧道 监控量测 重要性
1围岩监控量测的实施
向莆铁路走林隧道,全隧虽短,仅405m,但全隧属于浅埋隧道,隧道进出口属于偏压浅埋地段,埋深2-17m之间。隧道的工程地质、水文地质、施工要求都各具特色,为及时了解围岩稳定状况和支护、衬砌可靠程度,确保施工安全和结构长期稳定性,确认二次衬砌的施做时间,提高施工效率。本隧监控量测项目包括洞内观察、隧道相对净空变化值的量测、拱顶沉降量测和洞外地表下沉量测。并按照《铁路隧道监控量测技术规程》及铁建设[2010]120号文关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知等相关规定进行施工监控量测。
2监控量测工作的几点明确
⑴必须明确的围岩量测的目的
①掌握围岩位移和支护变形的动态,利用量测结果直到合理安排工序,及时修改支护参数。遇到危及施工安全的严重情况时,为分析原因、采取相应措施和施工决策提供依据,确保工程的安全性、经济性;②预见事故和险情,及时采取措施,防患于未然;③为确定隧道安全提供可靠的信息;④量测数据经分析处理和必要的计算和判断后,进行预测和反馈,以确保施工安全和隧道稳定。
⑵必须明确测点的布置及量测频率
量测点布置一般都是以下表方式进行布点:
地表沉降测点纵向间距
注:Ho为隧道埋深; B为隧道最大开挖宽度
监控量测断面间距
净空变化量测测线数
根据铁建设【2010】120号文关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知要求,可根据实际施工情况,按照隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距:Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得太于5m;隧道浅埋、下穿建筑物地段,地表必须设置监测网点并实施监测;当采用接触量测时,测点挂钩应做成闭合三角形,保证牢固不变形等相关要求进行布点量测。
各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离,分别按下表1和表2确定。当按表1或表2选择量测频率出现较大差异时,宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。
量测频率表(按位移速度)
量测频率表(按距开挖面距离)
注:b―隧道开挖宽度。
各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2~3周结束。位移长期没有减缓趋势时,应适当延长量测时间。当监测项目的累积变化值接近或超过报警值时,应加大监测频率;当变形曲线趋于平缓时,在有充足的数据判断变化趋于稳定,经批准可以停止相应监测工作。
⑶必须明确测量数据的整理与分析
监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理机数据分析。每次观测后应立即进行校核,如有异常应及时补测,及时对观测进行数据计算、填表制图、误差处理等方面处理。对两侧数据加以分析,分析主要有以下内容:①根据量测值绘制时态曲线;②选择回归曲线,采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数模型、经验公式等方式进行分心预测最终值,并与控制基准进行比较;③对支护及围岩状态、工法、工序进行评价;④及时反馈分析评价结论,提出相应工程对策建议。
⑷必须明确量测数据的应用
围岩、支护稳定性判别及防失稳的对策。在隧道施工中,根据量测结果对围岩、支护的稳定进行判断,当量测相对位移累计接近允许值时,须加强观测,并采取措施适当加强初期支护或采取其他措施进行加固;当位移时间曲线出现反常增长,并且初支面出现明显裂缝时(如作者监理工作的向莆铁路走林隧道出现的较大沉降裂缝情况),说明围岩、初期支护出现失稳,应迅速采取加强、补强初期支护措施。
利用监控量测数据指导施工决策,根据量测整理数据进行分析,对变形速率明显增长地段,分析其产生变形加剧的原因,采取适当措施,确保施工质量和安全;利用监控量测数据指导确定施工工序,依靠量测资料,确定施作二次衬砌的时间。
⑸明确监控量测中监理的工作
在监控量测工作中,监理必须扮演好监控量测者的角色,切实的参与到监控工作中去。特别是隧道专业监理工程师,必须掌握围岩监控量测的相关知识,每一步都要参与进去,施工方案及技术交底的审查、审批及具体的工作实施。专人全程进行跟踪,从布点到数据量测采集分析反馈,并能够提出有效地建议。最大意义上的是确保施工的安全质量。
关键词:铁路隧道 临近既有线偏压 软弱围岩 施工控制
Abstract: combining with the shanghai-kunming guest feat for hunan YuanGuChong tunnel engineering examples, introduce the concrete railway tunnel construction technology of existing near double and construction control, near existing lines for tunnel construction provides a good model.
Keywords: railway tunnel near existing bias weak rock construction control
中图分类号:U459.1文献标识码:A 文章编号:
1前言
当前,我国正进行大规模的铁路建设,不断完善铁路路网,提高铁路运输效率。在建设的过程中,时常会影响到既有线运输安全,如临近既有线施工、站场改造、电气化改造等。既有线运输繁忙,安全重于泰山。一般情况下临近既有线路隧道施工,需要先充分调查既有线隧道运营情况及使用状态,制定切实可行的既有隧道加固处理方案并实施,针对新建隧道岩层情况,制定完善的隧道开挖控爆措施,确保不影响既有隧道运营安全。合理安排各项工序进程,确保既有隧道运营安全以及新建隧道施工安全。袁家冲隧道是沪昆铁路长昆湖南段的重点工程之一,隧道临近武广客专。
工程概况
2.1 概述
袁家冲隧道进位于湖南省长沙市雨花区。隧道起迄里程为DK917+575~DK918+000,全长425m。此隧道与武广铁路并行,距武广铁路约65m。出口右侧距武广铁路护坡约35m,全隧位于半径为8000m的左偏曲线上;全隧为10.9‰的单面上坡。按新奥法设计,采用Ⅴb复合式衬砌。
2.2 工程地质
袁家冲隧道地处剥蚀丘陵区,上覆土层较厚,山坡自然坡度约为20~300,植被发育。进出口均为雨花区环保工业园内,交通方便。隧道区地层分布较简单,基岩多有出露。上覆第四系上更新统冲洪积层粉质黏土及残坡积层粉质黏土,下伏白垩系上统戴家坪组泥质粉砂岩,隧址区DK917+650~DK917+791左侧20~95m分布素填土(武广客专隧道弃土)。全隧洞深范围内未见地下水,但雨季施工施工时,可能有少量基岩裂隙水渗入。
隧道区地处副热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,四季分明。雨量充沛,年降雨量达1324.0毫米,3~8月最集中。化学环境作用等级为L1,地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为一区。
施工总体方案
隧道明洞采用明挖法施工,暗洞采用新奥法施工,进洞采用套拱进洞。隧道半明半暗部分采用套拱、超前支护等措施减小偏压力。超前支护采用108mm超前管棚注浆及超前小导管支护。明洞采用明挖法施工。暗洞软弱围岩地段坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则。暗洞V级围岩采用三台阶开挖,全隧施工不考虑爆破施工。
临近既有线隧道施工方法
临近既有线隧道进洞施工技术以新奥法原理为依据,通过人工配合机械开挖,减少对岩体的扰动。在进洞前完成洞口段地表处理、超前支护、锚喷钢架支护、二次衬砌受力体系转换。
4.1 既有线防护
⑴在武广客专既有线栅栏进行加固防护,并与铁路派出所联合制作警示牌。
⑵于进出口新建铁路安全岗亭,并设立巡视小组,日夜监控。
4.2 边仰坡支护
⑴隧道洞口施工的原则是避开雨季,施工前对隧道洞口边仰坡及影响洞门安全的崩坍、落石、易滑动土层等采取清除或加固措施,消除安全隐患。对于线路右侧临近既有线施工过程避免大挖大刷,保持自上至下逐段分层开挖,保持边仰坡稳定,跟进施作喷锚防护,及时施作明洞衬砌及洞门。
⑵明洞土石方开挖前做好洞外的截水天沟等排水系统,截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m,且每20m设置伸缩缝一道,天沟向排水方向为顺坡,坡度不小于2‰,天沟采用临时喷护封闭。将地表水排除隧道范围,防止水流冲刷边仰坡坡面造成武广边坡坍塌危害。
⑶隧道出口段围岩地质条件较差,开挖前必须进行中线、水平复测,确保准确无误。开挖时应在洞口施工放样的线位上进行边坡及仰坡自上而下的开挖。本隧道为Ⅴ级偏压路堑式明洞,DK917+959~DK918+000起拱线上明挖,保留核心土,边墙挖井,纵向拉槽施工,先墙后拱衬砌,纵向拉槽长度不宜大于8m,然后施作防水层及回填。边、仰坡坡比为1:0.75,边墙采用开挖表层土质采用挖掘机,当深层遇到石质,采用啄木鸟型挖机钻挖后再用挖掘机开挖。边、仰坡开挖完成后,人工清理坡面浮石,并适当修正坡面,保证坡面平顺。采用锚喷(网)加固,支护参数为:锚杆采用Φ22砂浆锚杆,L-4m,间距1.5×1.5m,梅花形布置,喷射砼采用15cm厚C30网喷砼,钢筋网φ8,网格25×25cm。
4.3 套拱施工
采用套拱法和长管棚预支护进洞,具体作法如下:洞口开挖至起拱线,采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置,纵向钢筋连接,经测量检查,同隧道洞口开挖断面一致后,与仰坡锚杆焊接固定,施作超前小导管预支护,浇筑挂板混凝土固结,形成洞室轮廓。
4.4 超前大管棚支护
在套拱上施作管棚导向墙,每工作面三台管棚钻机分别施作管棚预支护,在前方形成保护棚圈,提前固结及加固开挖轮廓周边土体,为暗洞开挖提供预支护。
超前大管棚作为洞口浅埋加强段的辅助施工措施,通过管棚和注浆来稳固地层,防止隧道开挖爆破时造成的拱部坍塌。超前大管棚采用51根长40m型号为φ108×6mm的热轧无缝钢管,接头处采用丝扣连接,同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。钢管加工前端呈锥形,管壁四周钻设φ10~φ16mm的注浆孔,孔间距15cm,呈梅花形布置,尾部预留不小于1.1m的不钻孔止浆段。
首先施工管棚固定端的C20混凝土导向墙,截面尺寸为1m×1m,拱内设置2榀I18工字钢架,钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管,钢管与钢架焊接。
待导向墙完成并养护3天后进行施钻,采用水平钻机配备φ127mm的偏心钻头进行钻孔。根据线路的设计纵坡,以-1°~2°的外插角进行钻孔,钻进时应检测钻杆的倾斜度,偏离原定方向应及时纠正,以免长管棚打入到隧道开挖轮廓线以内。钻机开孔时钻速易低,钻深20cm后转入正常钻速。钻孔完成后再用钻杆掏尽孔残渣,防止卡管。顶管作业时将钻机调准方向,低速推进钢管,在剩30cm~40cm时钻机反转退回原位,装上后一节管,人工用链钳进行钢管丝扣连接,使两节钢管在连接处连成一体。完成后用钻机推进,以此循环直至完成顶管作业。
钢管安装后即封堵管口,留注浆孔、止回阀及止浆塞,即可进行注浆。根据地质条件和围岩破碎情况,注浆采用等级M20的水泥浆液,其目的将破碎围岩或松散颗粒在短时间内胶结成整体,起到超前支护的作用,为隧道下步开挖施工安全提供保障,增强了围岩的整体稳定性,岩体空隙通过浆液充填,凝结固化后,有效的阻隔了地下水或雨水向隧道内的渗入,起到了堵水防水的作用。
4.5 暗洞开挖
开挖施工过程中严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。在软弱围岩的地质条件下,采用三台阶施工,三台阶是应用在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道上台阶的部,施作导坑底部、侧面支撑及临时仰拱,滞后部一段距离后开挖上台阶部,再开挖隧道中、下台阶,完成断面开挖的施工方法,主要应用于V级围岩软质岩、浅埋、偏压地段的施工方法。
三台阶施工工艺流程:
图1 三台阶法施工工序流程图
图2三台阶法施工工序纵断面示意图
三台阶开挖法施工即超前支护先行,上台阶采用预留核心土导坑法短开挖,施作拱部初期支护;中、下台阶错开3~5m左右开挖及施作边墙初期支护;仰拱紧跟下台阶,马口错位开挖并及时施作拱架尽早闭合成环。
对Ⅴ级围岩,洞身采用人工风镐、挖掘机、啄木鸟型挖机钻挖相结合开挖,为确保施工安全,根据围岩情况每循环开挖进尺60cm。
注意事项:
⑴坚持“啄木鸟型挖机开挖、短进尺、强支护、早闭合、勤量测”原则。
⑵啄木鸟型挖机开挖,严格控制超欠挖。
⑶导坑开挖宽度和高度可根据施工机具、人员安排等进行适当调整。
⑷钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
⑸施工按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整提供依据。必要时临时仰拱可加设钢架封闭。
⑹软弱及不良地质隧道仰拱应紧跟,仰拱距离开挖面应控制在35m内。
4.6初期支护
初期支护由锚喷挂网加I22a钢拱架构成,对钢架连接处施作锁脚锚管并注浆加固,克服周边围岩对边墙初期支护径向压力的水平分力,降低上部岩体对边墙的压力。边墙采用φ22砂浆锚杆或全螺纹砂浆锚杆,长度4m,间距1.5m×1.2m(环×纵),呈梅花型布置,及时施作锚杆,可以减少围岩的松弛度,也可减少锚固力的损失和初期支护的被动作用力。钢筋网采用φ8钢筋网片,网格间距为20cm×20cm。喷射厚度30cm厚C30混凝土。
4.7衬砌
本段隧道均采用Vb型复合式衬砌,拱墙及仰拱均设置双层钢筋。仰拱填充采用C20混凝土,仰拱采用C35钢筋混凝土,衬砌采用C35钢筋混凝土。隧道采用行走式全液压衬砌台车衬砌。
围岩量测
现场监控量测工作是隧道在施工过程中,对围岩支护系统的稳定状态进行检测,以校核和调整设计的初期支护和二次衬砌参数,是新奥法的必不可少的施工工序。
袁家冲隧道共进行洞内外观察、洞外地表沉降、洞内拱顶沉降、洞身净空收敛等观测项目。
隧道洞口处于浅埋偏压地段,在开挖前在洞外边坡坡顶外边缘埋设一排地表沉降观测点,观测点设置成一条直线,兼沉降和位移监测,测点间距为5m。进洞支护后立即埋设净空变化观测点,为彼此进行验证,拱顶沉降与洞内净空变化断面设在同一断面上。观测断面间距根据围岩级别控制在5~10m,观测点埋设要牢固,易于识别并妥为保护。
量测初期,每天进行两次,分别于上午8:00和下午5:00,后期趋于稳定后每天量测1次,持续监测1~2周。
每次量测后立即对量测数据进行回归分析,生成位移时态曲线、拱顶沉降曲线及净空收敛曲线,掌握岩体和支护变形的动态变化规律。按照铁建设[2010]120号文《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》的要求,当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时,暂停掘进,及时分析原因,采取处理措施。
结语
⑴临近既有线隧道施工中对开挖方法的选择尤为重要,做到“短进尺、强支护、早封闭”,必要时采用零爆破安全施工方法,并且监控量测是重要环节,及时分析围岩及初期支护的变形情况,合理指导施工。
⑵临近既有线隧道的施工先从工程地质入手,了解围岩结构力学变化规律和自承能力的特点,采取超前加固措施,提高岩体本身结构承载力和控制其变形,对初期支护进行加强,对受力结构进行完善,确保变形量在可控的范围之内,遵循“早进洞,晚出洞”的隧道设计原则,尽可能的减少对既有线运营造成影响。
⑶雨季施工对隧道影响很大。围岩层间充水逐步松散软化,扩大松弛圈,造成支护体系破坏,同时孔隙水压力对初期支护产生新的附加应力,严重影响到隧道施工安全及既有线边坡的稳定。尽量避免在雨季施工,施工中考虑加强初期支护的强度并利用辅助措施及时封闭。
⑷通过对隧道洞口地段的加固措施,合理的施工组织安排,为隧道的安全、高效施工打下了坚实的基础,为按期、保质完成本隧道的施工任务营造了良好的施工环境。
参考文献:
[1] 中铁二局集团有限公司.铁路隧道施工规范[M]. 北京:中国铁道出版社,2002
[2] 铁道部第二工程局.隧道[M].北京:中国铁道出版社,2010
[3] 杜永昌.高速与客运专线铁路施工工艺手册[M].北京:科学技术文献出版社,2006
[4] 刘志刚,赵 勇.隧道隧洞施工地质技术[M].北京:中国铁道出版社,2000
关键字:消除 隐患 施工管理 地铁
一、地铁施工安全管理的必要性和迫切性
随着国内可持续发展的进程不断加快,为了缓解城市交通、疏散人流,在大城市里面大兴地铁土建已经陆续开始。在《2020年中国工程技术发展研究》的研究报告中,有效利用城市地下空间已被列入城市建设的重中之重。在未来的几十年内,中国将会步入地下城市的开发高峰期。
通常,地铁工程处于城市最为热闹繁华的中心地段,携带着隐蔽性大、施工现场环境杂乱、施工期限长、施工技术高等施工特点。在建设过程中,很多不稳定因素会随着工程的进展逐渐发生或越发严重,为了避免不必要的事故出现,地铁施工安全管理在铁路土建中是不可或缺的。
安全管理是铁路工程中最为重要的事项,消除地铁施工安全隐患,针对地铁施工中有可能发生的事故作研究分析,笔者觉得是有必要的,且急需解决的。
二、分析地铁施工中的安全隐患
1、地铁在施工中因受到土质、水等环境因素干扰,容易导致塌方、渗水、涌砂等事件的不断发生。地铁一般建设在城市的中心地段,它的附近多为城市的繁华街道,周围建筑物纵横林立,街道马路的两侧分布很多的照明线路、煤气水管、下水管道等地下建筑设施,它们的分布是纵横交错,且具有很大的安全隐患。地铁施工的期间容易造成水管爆裂、电线电缆的损坏、停电停水、甚至煤气管道破裂引起的火灾等突发性事故;施工中出现的塌方现象容易致使周围建筑物震荡,出现裂缝,甚至是坍塌现象。
2、地铁在进行建设施工时期,准备好既定的挖掘方案,采用暗挖、盾构等各种挖掘手法进行基面或隧道的挖掘时,还是容易出现地面凸起或者凹陷现象,产生的原因是隧道周围的土质层发生了改变,其周围的应力发生变化。所以,应该准备好完备的施工方案和周全的保护措施以防止地下媒体水管、电缆的开裂和破坏。
3、地铁在建设施工阶段,若它周围的安全保护措施及现场的环境管理中存在不定向因素,也会对地铁的施工造成不利的影响,拖延施工的进度,甚至会发生不定因的意外,造成无法挽回的损失。
三、加强安全检查工作是消除地铁施工安全隐患的主要途径
1、做好安全检查工作制度
安全检查工作制度是消除隐患、预防事故、优化劳动者工作条件的主要手段,是施工单位对安全生产管理工作内容的认识与理解。施工的工人、物品或对象处于不安全状态,全属安全隐患的管理范畴。每次开始施工的第一件事,则是在工地中实施安检,其安检事项应针对以下几点开展检查工作:
(1)安全意识检查
聂耳曾经说过:“脑筋若无正确的思想的培养,任它怎样发达,这发达总是畸形的发达,那么一切的行为都没有稳定的正确的立足点。”所以,在对施工安全进行检查时,我们也要严格把关员工的安全思想意识,唯一把安全意识灌输于员工大脑中,才会对隐患处有所注意与警惕。因此,我们应该把安全意识检查放在首位,检查其施工单位的领导、员工对安全施工的了解程度,建立一个实效性的安全施工规章制度。
(2)整体改革工作检查
在安全检查工作制度之前,我们必须说明并分析过去发生的事故、案例。再用其例子切合工程的实际情况调整安全检查工作制度,并对它进行一个整体改革工作效果的评价、总结等等。
(3)施工场地安全隐患检查
安全隐患是意外发生的前提,要预防意外的发生,就必先找出隐患,才能消除安全隐患。所以,检查人员应该把安全隐患预防措施作为安全检查制度的重要内容。它主要针对检查施工现场是否符合安全施工标准,而且调查现场隐患还应该包括定期检查作业现场是否符合安全要求;施工、逃生通道是否安全、通畅;施工材料存放点是否全面、整齐;各个施工机械设施的保护装置、使用期限、电源保险装置等是否安全完整;电气方面的安全设施、气瓶的摆放和使用方法等等。对特别重要的危险设施或地点,还要注意增加检查的频率和工作规定。
(4)发生意外后的处理调查
在安全检查工作制度中,我们也应该调查发生意外后的安置方案是否全面、属实,相关的单位会作出怎样的处理方法,其方法的体制化、整体化、人性化等等。同时,对工程负责人和事故负责的处罚方式和处罚力度如何,这些问题都应一一核查。
2、严格监督现场隐患处的防范措施
安全隐患是安全管理的重点排查对象,在地铁土建中隐患处会以各种形式出现,我们应该提高警觉性,有效地辨别地铁中有可能发生安全隐患处,提出相关的防御措施,并预测它对人身安全造成的威胁,或对工程造成的损失等等。地铁是深坑作业,做好深坑的土基测量是工程的关键,在此应该注意地表和地面周边的建筑物有没有下沉现象、基坑有没有变形、支撑的钢支有没有扭曲等等,这样的可以防止重大的隧道坍塌事件。其次是因设备故障引起的施工意外,比如手脚架的松动、不稳;电路漏电;气体因使用、保存不当泄漏等。最后,就是针对特别重大的隐患处,编制一套科学、系统、符实的防范措施,并在实际的地铁土建中落实到位,使防范措施真正地落到实处,真正地做到消除地铁施工安全隐患的目的。
参考文献:
[1]孙海霞,赵文,赵文赞;地铁车站施工方案模糊决策研究[J];沈阳工业大学学报;2003年05期
[2]张庆贺,朱忠隆;21世纪地铁施工技术展望[J];施工技术;1999年01期
关键词:地铁;施工;沉降
中图分类号:U231+.3 文献标识码:A
0 引言
地铁工程施工引起的地表沉降可能危及周边建(构)筑物和地下管线等的安全,造成严重的经济损失和社会影响。地铁一般都会下穿城市中心区域,不可避免下穿越既有铁路,区别于其他静态荷载地面建筑物,铁路还具有冲击荷载特性。因此,控制地表变形,对工程的顺利实施和铁路运营安全极为重要。
1 下穿既有铁路线范围地铁施工管理目标
地铁近距下穿越既有运营铁路线,主要保证既有铁路的运营安全和地铁施工安全。首先确定既有铁路线各种沉降控制指标值,以此为控制值,对地铁各施工步骤进行有效管理。
2 既有铁路与地铁结构的互相影响分析
地铁施工产生地层变形,这种扰动传播到既有铁路上对其造成影响,同时既有铁路对新建地铁也将产生一定程度的影响,主要体现在列车运行时的冲击荷载和机车的振动对土体开挖和衬砌结构施作的影响,这种影响通过上覆土体传播到新建地铁结构,不仅增加衬砌支护结构荷载,而且进一步加大地层的变形,进而会对既有铁路结构产生更大的影响。地铁工程施工和安全措施不利将导致铁路和地铁结构同时发生质量和安全缺陷。
3 不同地质条件下地铁施工方案的选择
在选用施工方法时还应考虑下列因素:
①队伍因素:应考虑选择施工素质和施工装备水平高的队伍。
②地质因素:围岩级别对施工方法的选择起着决定性的作用。
③埋深因素:分为浅埋和深埋两类。
④环境因素:当隧道施工对周围环境产生不良影响时,环境条件成为选择隧道施工方法的重要因素之一。结合这些因素,在选择地铁施工方法时加强以下要点:
①根据地层情况、地面既有铁路线特点及机械配备情况,选择对地层扰动小、经济、快速的开挖方法。
②为缩短下穿施工时间,应选择能适应不同地层和不同断面的开挖、通风、喷锚、装运、防水、二衬作业的配套机具。
③加强施工过程的监控量测与信息及时反馈。
④应严格执行隧道施工“十”。
⑤组织技术素质高的综合工班进行倒班循环作业,以提高质量和速度。
4 沉降控制技术的机理
施工中会造成地层的地层损失、原始应力状态变化、土体固结、土体的蠕变, 还可能发生支护结构的变形等情况发生。所以, 进行地层沉降控制, 其出发点是保持或者加强原有地层的稳定性, 维持其稳定的应力平衡状态。
5 沉降控制技术
资料表明, 地铁隧道施工引起地表沉陷的程度主要取决于:
a.地层和地下水条件;
b.隧道埋深和直径;
c.施工方法。
其中, 施工方法的影响更为明显。同样的地质条件和设计, 不同的施工方法引起的地表沉陷会有很大的差异。因此, 对地铁的施工方法进行对比分析是建设者必须首先论证的问题。
地铁的施工方法主要有3种: 明挖法、新奥法和盾构法。明挖法由于对地面交通干扰大, 且因敞开作业对周围环境千扰、污染严重, 现在已经较少使用。新奥法和盾构法对环境干扰小, 是主要的施工方法。下面结合地表沉陷的产生与控制措施对这2种施工方法进行概述。
5.1 盾构法
盾构法是在地下暗挖隧道的一种有效方法。施工中, 先在隧道的某一端建造竖井或基坑, 以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发, 在地层中沿着设计轴线,向着另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾构推进中所受的阻力, 通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构, 再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构施工中引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结, 是地面沉降的基本原因。
5.1.1 地层损失
地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积与竣工隧道体积之差。周围土体在弥补地层损失中发生地层移动, 引起地面沉降。引起地层损失的施工及其他因素是:
a.开挖面土体移动。当盾构掘进时, 开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向力, 开挖土体向盾构内移动, 引起地层损失而导致盾构上方地面沉降; 当盾构推进时, 如作用在正面的土体的推力大于原始侧向力, 则正向土体向上、向前移动, 引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。
b.盾构后退。在盾构暂停推进中, 由于盾构推进千斤顶漏油回缩而可能引起盾构后退, 使开挖面土体坍落或松动,造成地层损失。
c.土体挤入盾尾空隙。由于盾尾后面隧道外周建筑空隙中压浆不及时, 压浆量不足, 压浆压力不恰当, 使盾尾后周边土体失去原始三维平衡状态, 而向盾尾空隙中移动, 引起地层损失。
d.改变推进方向。盾构在曲线推进、纠偏、抬头推进或叩头推进过程中, 实际开挖面不是圆形而是椭圆, 因此引起地层损失。
5.1.2 受扰动土的固结
盾构隧道土体受到盾构施工的扰动后, 便在盾构隧道的周围形成超孔隙水压力区(正值或负值)。当盾构离开该处地层后, 由于土体表面压力释放, 隧道周围的孔隙水压力便下降。在超孔隙水压力释放过程中, 孔隙水排出, 引起地层移动和地面下降。此外, 由于盾构推进中的挤压作用和盾尾后的压浆作用的施工因素, 使周围地层形成正值的超孔隙水压区。其超孔隙水压力, 在盾构隧道施工后的一段时间内复原, 在此过程中地层发生排水固结变形, 引起地面沉降。
5.2 新奥法
所谓新奥法就是施工过程中充分发挥围岩本身具有的自承能力, 即洞室开挖后, 利用围岩的自稳能力及时进行以喷锚为主的初期支护, 使之与围岩密贴, 减小围岩松动范围,提高自承能力, 使支护与围岩联合受力共同作用。采用新奥法时主要的施工方法有:
a. 全断面开挖法, 原则上是一次完成设计开挖断面, 是
在稳定的围岩中采用的方法;
b.台阶开挖法;
c.侧壁导坑环型开挖法, 这是当地质条件特别差时所采用的一种方法, 也是城市隧道抑制下沉时常用的方法。
参考文献:
[1]TB 10305-2009,铁路工程轨道施工安全规范[S].