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中图分类号:U231文献标识码: A
引言
目前,地铁已经成为了许多城市必不可少的交通工具,因此针对其施工建设,必须持有认真严谨的态度。其中对地质灾害的防范是一项必须的工作,若对地质灾害危险性重视不足或防治不当,就很有可能导致地铁工程建设遭受或引发地质灾害进而发生重大的安全事故。
地质灾害定义
地质灾害是由于地质作用使地质自然环境恶化,并给人类生命财产带来损失以及严重破坏人类赖以生存的资源、环境的事件。目前对地质灾害的范围和种类还没有统一的认识,有人认为地质灾害是由于自然变异和人为作用导致地质环境或地质体发生变化,从而对人类社会造成危害的地质过程和现象。有人认为地质灾害是在各种动力活动作用下,地质环境发生灾害性变异的结果;地质环境异常变化的区域越广,变化的要素越多,变化的程度越大,所形成的地质灾害越严重。地质灾害内涵应该包括以下两方面内容。 第一强调致灾的动力条件,即因地质作用形成的灾害事件才是地质灾害。地质作用是促使组成地壳的物质组分、构造和表面形态等不断变化和发展的各种作用。除上述自然地质作用外,随着人类工程经济活动的规模和范围迅速扩展,人类对地球表面形态和物质组成产生愈来愈大的影响,有人把这类作用称为人为地质作用。因此,由内动力地质作用、外动力地质作用和人为地质作用导致地质环境变化形成的灾害称为地质灾害。 第二,强调灾害事件的后果,即对人类生命财产和生存环境产生毁损的地质事件称为地质灾害,而那些仅仅是地质环境恶化,但并没有直接破坏人类生命财产和生产、生活环境的地质事件,则只是一种危害,尚未构成灾害,对此,我们习惯地称其为环境地质问题。
地铁施工的地质灾害的类型以及产生的原因
2.1、地面塌陷
在地铁施工中,盾构法施工容易引起隧道周围土体的松动和沉陷,它直观表现为地表沉降、隆起和裂缝,受其影响隧道附近的建构筑物将产生变形、沉降或变位,甚至使建构筑物遭受破损或破坏。这对地质灾害危险性评估而言,属于地面塌陷灾害的范畴,而一般文献称为地表沉降。盾构法施工引发的地面塌陷( 地表沉降) 主要是由盾构施工的地层损失和松动土体固结沉降引起的。依据我国的管理标准,将地层损失率限定在5%以内, 将地表最大沉降量限定在30mm 以内。
2.2、地面沉降
地面沉降是指某一区域由于各种原因导致的地表浅部的压实加密引起的地面标高下降的现象。地面沉降又称地面下沉或地陷,我国目前已有 20 多个城市发生了地面沉降,其中上海、天津、台北、太原等最大累计地面沉降已超过 2 m。地面沉降是地铁建设最常见的地质灾害,北京、上海、深圳、广州、杭州等在地铁建设过程中均发生过不同程度的地面坍塌事故。地面沉降会带来以下危害结果:地铁建筑不均匀下沉,地铁盾构断裂,铁轨扭曲,地铁隧道透水,基坑与路面坍塌等。
2.3、流砂、管涌
流砂和管涌是渗透变形的两种形式,均属于地下水的不良作用。流砂多发生在颗粒级配均匀而细的粉、细砂中,其表现形式是所有颗粒同时从类似于管状的通道被渗透水冲走。管涌是指在渗流作用下土体中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙孔道中发生移动并被带出,逐渐形成管形通道,从而掏空地基或坝体。流砂和管涌主要发生在地铁车站深基坑施工中。如防治不当,流砂和管涌易造成地铁车站基坑支护变形失稳坍塌、基坑进水、基础发生滑移或不均匀下沉、基础悬浮等,以及地铁隧道透水。
地铁施工的地质灾害的安全管理对策
(1)地铁建设时,建设单位负责牵头成立地质灾害防治小组,小组成员包括建设、勘察、设计、施工、监理、监测等单位人员以及地质、结构专家等,统一管理,分工协作。施工单位应精心施工,根据地质勘察报告及城建档案等资料摸清工程地质条件及周边环境等情况,是否有暗浜、流砂、承压水层等不良地质。须查清基坑周边环境:建(构)筑物的结构类型、层数、基础、埋深及上部结构形状;地下管线的管类、规格、分布;暗浜和废弃人防及管线的距离和大小;道路的距离和车流;地表水的汇流和排疏情况等对基坑开挖有影响的情况。对危险性较大的隧道和深基坑工程要有针对性地编制专项施工方案,对施工中遇到的地质灾害应有相应的预控防治抢险措施。
(2)选择适当的施工方法,严格审核把关。依据地铁工程相关设计,在施工前选择适当的施工方法、辅助工法、结构材料和加固保护措施,制定切实可行的《施工组织计划》、《施工安全风险控制措施》和《安全操作与安全作业规程》,经报上级和安全监理确认后实施。在施工中根据施工单位和第三方监测所发现的新情况,及时做出相应的设计变更或应急处置,经安全监理确认后实施;在施工中要进行详细技术交底,确保施工安全。另外,应聘请具有专门技术等级要求的技术人员,对大型设施吊装、主要模板工程、施工主体变形、地表沉降、地下水位变化、建筑物沉降进行严密观测,并根据观测数据调整施工方案,确保施工周边建筑物安全。
(3)施工时应严格执行作业程序,加强安全管理,落实安全措施,合理安排工期。除设立专职安全员外,现场还应配备经验丰富的专业地质工程师,及时发现开挖作业面的地质地质灾害隐患。当施工现场地质条件与原设计不符时,应及时会同设计、监理等进行变更设计,哪怕是一个细节都不能放过。监理单位严格审查专项施工方案内容,发现地质灾害隐患应督促施工单位进行防治,当情况危急时应立即下达停工指令,对施工单位抢险所发生的费用应事后与建设单位签字认可。
(4)大力提高抢险救援能力,筑起最后一道安全防线。尽管我们下大力气构建了地铁施工安全管理制度体系,大力加强安全基础建设,构筑安全保障体系,尽可能加大地铁施工安全系数,但安全隐患不可能完全消除;尽管我们加强对地铁施工中重点和隐患部位的严密监控,制定并落实一整套行之有效的监控措施,但对地铁这样一个复杂的系统来说,有些事情防不胜防,险情可以不断减少,但不可能完全消灭。为此,我们应大力提高抢险救援能力,努力控制各种事态的发展,将其影响降低到最低程度,筑起安全施工的最后一道有效防线。一方面,需要针对地铁施工各环节中重大的危险源,特别是消防安全和开挖塌方等高风险事件,积极建立并完善应急预案;另一方面,加强专兼职抢险队伍建设,强化各岗位对地质灾害突发事件的处置能力,并坚持定期和不定期的培训和演练。进一步加强施工一线人员的抢险能力建设,提高施工一线人员对各种突发事件的先期处置能力。
(5)加强监控量测,搞好安全预防。通过先进的监控量测以及收敛变形观测,对地铁施工过程中项目本身及周边环境进行密切监测,及时获取地铁项目自身及周边环境变化第一手资料,掌握地基和结构物变化情况。通过对各种监测数据的分析,可以及时发现风险苗头,及时采取防范和应急措施,有效提高地铁建设安全管理水平。
结语
总而言之,要重视地铁施工地质灾害的安全管理,加强安全监理,做好监测预警和地质灾害超前预报,进而保证地铁施工的安全性,保证地铁的施工质量,进而使地铁顺利运行。
参考文献:
关键词:预应力混凝土连续刚构桥;施工安全风险评估;
0 引言
2010年,交通运输部正式通过了《关于在初步设计阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度的通知》,公路桥隧工程风险评估工作由此在全国范围内逐渐展开,并选择在工程建设条件、技术复杂的公路桥梁和隧道工程的初步设计阶段率先推行风险评估工作。近年来,利用风险评估方法解决桥梁施工工程中的复杂决策问题,日益成为关注焦点。基于风险管理模式处理施工过程中的复杂问题,为桥梁施工提供借鉴经验,已迫在眉睫。
1 实桥工程概况
实桥依托工程全长1173m,主桥为5跨变截面预应力混凝土连续刚构桥。跨径布置为跨径布置为82+3×150+82m。
图1 主桥总体布置图(单位:m)
1.1 主桥上部结构
上部结构为预应力混凝土变截面连续刚构,桥宽2×19.45米。箱梁为单箱单室截面,箱梁顶宽19.45米,底宽9.15米,墩顶处梁高10米,梁端及跨中梁高3.5米,箱梁梁高按1.6次抛物线变化。腹板厚从跨中至根部采用0.6、0.8、1.0米分3段渐变。从跨中至箱梁根部底板厚为0.32~0.9米,按1.6次抛物线渐变。箱梁顶板宽为19.45米,底板宽9.15米,翼缘板悬臂长5.15米。在0号块、中跨合拢段和箱梁端部设横隔板。
1.2 主桥下部结构
主桥桥墩双薄壁箱型墩身,群桩基础。双薄壁墩身外缘宽8.5米,单壁断面尺寸9.15×2.4米,长边厚0.6米,短边厚0.8米,墩高40.5~46.5米,墩顶、墩底分别设置2m、2.5m实心段,桥墩高度中心设置一道横隔板。
1.3 施工方案设计
箱梁采用挂篮悬臂浇筑施工,0号块长10m,箱梁单T悬浇划分为19对梁段,从根部至跨中箱梁纵向分段长度为:7×3.0+12×4.0m,边、中跨合龙段长均为2.0m。悬浇梁段最大重量为262.0吨(2号块),挂篮自重按100吨考虑。
对于本桥施工而言,由于跨径较大、技术复杂且施工工序繁杂,具有一定施工难度。此外,桥址处大风、地震及地质灾害等因素对桥梁建设影响同样巨大。因此,需要对本桥施工期间安全风险源作识别评估。
2 风险源识别
从施工方案、现场调查及自然因素3个方面对特大跨径连续刚构桥施工期间安全风险源进行识别分析,为风险评估及风险控制前提条件。
2.1 施工方案
(1)单箱单室大悬臂风险
基于本桥单箱单室大悬臂截面形式,需要考虑超载车辆通行风险对主梁极限承载能力以及正常使用性能的影响,保证结构整体具有一定安全冗余度。
(2)挂篮悬臂施工风险
对于挂篮悬臂浇筑施工,需要注意挂篮杆件之间连接可靠性、挂篮行走系统及锚固装置、挂篮安全管理等问题。此外,本桥由于悬臂浇筑块段宽度大、重量重的特点,需要对施工挂篮进行特殊设计,并在施工前进行预加载试验,保证挂篮在使用阶段强度、刚度及稳定性满足要求。
(3)高墩施工风险
本桥桥墩采用滑膜施工法,高墩施工时往往存在较多不确定因素,如大风大雨对施工影响以及桥墩墩身垂直度的影响等,需要加强施工及应急预案管理工作,使施工风险处于可控范围。
2.2 计算分析
通过对所建桥梁进行有限元模型进行计算分析,能够掌握梁桥在施工阶段主梁受力状态,明确桥梁最不利受力工况,在该工况采取重点控制措施,保证桥梁施工期间安全可靠。有限元模型计算分析结果表明:结构在各个工况下应力均匀,安全度较高,无重大设计风险。
图2 结构有限元分析模型
2.3 现场调查
通过对施工现场实测调查,并总结以往同类型桥梁施工经验,可统计出施工期间桥梁结构风险见表1。
表1 施工期间风险源调查结果
序号 风险源
1 预应力张拉不到位
2 挂篮悬臂浇筑问题
3 高温、低温对施工影响
4 合龙高差过大
5 施工机械事故
6 边跨现浇段支架失稳
2.4 自然因素
此外,针对桥址所在处地理环境,需要考虑结构尤其是大悬臂主梁风致失稳风险,地质灾害风险以及地震灾害风险,这对桥梁极限承载能力以及正常使用性能均具有影响风险。
3 风险评估
对桥梁建设施工期间风险源进行识别,进行风险源调查,去除次要风险源信息,最终形成风险源列表。根据《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南》,风险估测结果见表2。
表2 风险估测结果表
序号 风险项 风险估测结果
风险发生概率级别 风险损失级别 风险级别
1 单箱单室大悬臂风险 3 1 II
2 挂篮悬臂施工风险 2 3 III
3 高墩施工风险 1 4 III
4 塔吊失稳风险 2 2 II
5 边跨现浇段支架失稳风险 1 3 II
6 合龙高差过大 2 3 III
7 0号块开裂风险 3 4 III
8 结构风致失稳风险 1 3 II
9 地质灾害风险 2 2 II
10 地震灾害风险 1 3 II
从表中可以看出,挂篮悬臂施工风险、高墩施工风险、合龙高差过大及0号块开裂风险为III级风险,需加以重点关注。其余风险,如单箱单室大悬臂风险、塔吊失稳风险、边跨现浇段支架失稳风险及结构风致失稳风险等为II级风险,需采取相应处理措施并加以控制。
4 风险控制措施
针对风险源识别及等级估测,应提出相对应风险控制措施,以有效预防风险危害发生,降低工程施工危险性。其中主要风险控制措施包括:
(1)箱梁设置纵、横、竖三向预应力,并在中跨设置备用钢束,作为安全储备,在桥梁使用阶段对其应力及挠度进行监测。
(2)桥梁主跨跨中设置横隔板,桥墩中间设置横隔梁,提高桥梁结构整体刚度,减小其长期挠度。
(3)进行预应力混凝土结构耐久性设计。
(4)对桥梁合龙段合龙前进行顶推,有效抑制桥梁跨中下挠。
(5)保证挂篮、托架具有足够强度、刚度及稳定性,测量其弹性与非弹性变形。
(6)增加桥梁施工期间临时抗风措施,避免桥梁在大悬臂状态下大风期间施工。在大风天气下车辆限制车速,并在一定等级风速下关闭交通。
(7)桥梁抗震设防等级为8级。
以上仅列出施工期间主要风险控制措施,还应当根据实际施工进展情况,不断提出进一步控制措施建议,调整与完善风险控制内容。
5 结论
综上所述,各种风险源不利因素对特大跨径连续刚构桥建设影响较大,均存在一定安全风险。因此,需要结合当前技术手段,全面考虑各项不利因素,准确评估项目风险程度,并采取相应的应对措施,最大程度减少风险发生导致的损失,提高工程的安全性。
参考文献:
[1] 马保林. 高墩大跨连续刚构桥[M]. 北京:人民交通出版社, 2001
[2] 张喜刚. 公路桥梁和隧道工程安全风险评估指南 [M]. 北京:人民交通出版社, 2010
关键词:不良地质地段 分离式隧道
1.工程概况
1.1项目概况与基本地质状况
康细隧道属于厦蓉高速榕江格龙至都匀段公路项目第BT12/13合同段,项目位于贵州省都匀市三都县,其中BT12合同段由我公司承建,BT13合同段由中铁集团承建。康细沟隧道起讫桩号为:左洞ZK157+623-ZK158+434,长811米,其中BT12合同段长377米;右洞YK157+623-YK158+124,长801米,BT12合同段长377米。隧道进口位于圆曲线上,洞内最大纵坡为3.9%。隧址区分布的地层有第四系全新统坡积(Q4dl+el)亚粘土、滑坡松散堆积物(Q4del)碎石土及震旦系灯影组(Z2d)页岩,局部夹白云岩;南沱岩组(Zln)砂岩,局部夹含砂砾岩。公路等级为高速公路,设计行车速度100km/h,隧道建筑限界净宽:10.75m,限界净高:5.0m。
该隧道所处地段地质条件较差,在施工过程中多次出现岩溶、涌水及小范围坍方等地质灾害。
2.总体施工方案与主要工序
2.1总体方案
本隧道采用新奥法施工,开挖出碴用于路基填方(K157+535~K157+623)。开挖、出碴、初期支护与二次衬砌砼顺序平行作业,最后施作洞内装饰。施工中进行超前地质预报,采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断,拟定相应的施工方案。施工过程中加强监测,及时处理分析数据,修正支护参数。
2.2主要施工工序
主要施工工序:隧道施工的基本工艺流程为布设施工测量控制网测量放样洞门刷坡、防护截、排水超前支护洞身开挖通风、排烟初喷监控量测出碴完成初期支护仰拱填充边墙基础初期支护变形量测稳定防水层二次衬砌洞内装饰。
3.不良地质地段施工方案
3.1膨胀性围岩
3.1.1膨胀性围岩具有湿涨干缩往复变形和潜在应力特性。干燥的土质膨胀性岩层,岩质较硬,易脆裂,具有明显的水平和垂直张开裂隙,在被水浸湿后,裂隙回缩变窄或闭合,强度迅速降低。一般会产生围岩普通开裂、坑道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、隧道底部隆起、衬砌变形和破坏等形式的危害。
3.1.2施工要点及注意事项
(1)开挖前调查不良地质段的特性和规模,并参考其他类似情况的工程实例,认真实施设计文件所提出的技术要求。在施工过程中,对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测,分析其变化规律。对地下水探明其分布范围及规律,了解地下水对隧道施工的影响程度,以便根据围岩动态采取相应的施工措施;
(2)施工方法:
①采用短台阶法或中央导坑法开挖,紧跟开挖尽快对围岩施加约束,采用锚喷构筑法施工及钢拱架联合支护;膨胀压力很大时,可在隧道底部打设锚杆,也可在隧道顶部一定范围内打人斜向超前锚杆或小导管,形成闭合环。斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围等按设计或隧道施工技术规范设定。
②喷射混凝土宜采用钢纤维混凝土,以提高喷层的抗拉和抗剪能力。衬砌的顶部和侧墙宜同时施工,仰拱应尽早完成。
2.3施工注意事项
(1)在膨胀性岩层中施工要特别注意防排水工作,避免水漫流;应设置排水管道或浆砌片石边沟;
(2)不要向开挖面洒水,以保持围岩干燥;
(3)由于膨胀性围岩隧道,不论采取什么类型、形状的支护,如果处于非闭合状态,则难以产生足够的承载力,所以采用喷射混凝土、锚喷混凝土、钢拱架联合支护均应尽可能使其在平挖面周边壁上迅速闭合,以约束围岩变形,并要使衬砌尽早形成封闭式结构。
3.2黄土地段隧道的施工
3.2.1黄土受水浸湿后,会呈不同程度的湿陷性,会突然发生下沉现象,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如支护措施满足不了变化后的情况,极易造成坍塌。
3.2.2对因构造节理切割而形成的不稳定部位,在施工时重点注意加强支护,防止坍塌;黄土围岩开挖后不能暴露时间过长,否则围岩周壁风化至内部,围岩松弛会加快,进而造成塌方。因此宜采用复合式衬砌,在开挖时少扰动,开挖后及时喷射混凝土,并以锚杆、钢筋网和拱架支撑作为初期支护,快速形成严密的支护体系。必要时还可采用超前锚杆、管棚预支护加固围岩。在初期支护基本稳固后,进行永久支护的施工,并要求衬砌背后尤其是拱顶回填要密实;做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统,并妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水侵蚀洞体周围,造成土体坍塌。
3.3溶洞地段隧道的施工
3.3.1当隧道穿过可溶性岩层时,有的溶洞位于隧道底部,充填物松软,隧道基底难于处理;有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌;有时遇到大的水囊和暗河,岩溶水或泥砂夹水会大量涌人隧道,当含水充填物不断涌人坑道时,甚至会发生地表开裂下沉,山体压力剧增;有的溶洞、暗河迂回交错,错综复杂,范围宽广,处理起来十分困难。
3.3.2隧道遇到溶洞的施工措施隧道在溶洞地段施工时,应根据设计文件有关资料和现场实际,查明溶洞的分布范围、类型情况(包括大小、有无水,溶洞是否在发育中,以及有无充填物等),岩层的稳定程度和地下水流情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长)等,从而根据不同情况采取以下几种方法进行处理。
(1)引排水:①当暗河和溶洞有水时,宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道的位置关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流,或开凿水洞,将水排除洞外。②当水流的位置在隧道的上方或高于隧道时,应开凿引水斜洞或引水槽,将水位降低到隧道底部以下,再行引排。
(2)堵填:①对已停止发育、径跨较小、无水的溶洞,可根据其与隧道的相交位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石等予以回填封闭,并根据地质情况决定是否需要加深边墙基础;②对拱以上的空溶洞,可视溶洞岩石破碎程度采用锚喷支护加固,或加设护拱及拱顶回填的办法进行处理。
(3)跨越,当溶洞较大较深的时候,可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上。
3.3.3溶岩地段隧道施工注意事项
(1)施工前应对地表进行详细勘查,注意岩溶状态,根据地质报告估计可能遇到溶洞的施工地段;
(2)了解地表水、出水地点的情况,并对地表水进行必要的处理,以防止地表水下渗;
(3)当施工达到溶洞边缘,各工序应紧密衔接;
(4)当在下坡地段遇到溶洞时,应准备足够数量的排水设施,具体数量可根据前面探明的溶洞大小来确定;
(5)施工中要注意检查溶洞顶板,及时处理危石。当溶洞较大较高时,应设置施工防护架和钢筋防护网;
(6)在溶蚀地段的爆破作业,应尽量做到多打眼、打浅眼,并控制药量,实行弱爆破、短进尺的施工指导方针;
(7)在溶洞充填体中掘进,如充填物松软,可用超前支护法施工。如充填物极为松散的砾、块石堆积或有水,可于开挖前采取预注浆加固;
(8)处理情况复杂的溶洞,要根据现场具体情况制定安全措施,以确保施工安全。
4结论
隧道地质复杂多变,对于不良和特殊地质地段的隧道施工除按常规进行外,还需要一些特殊的加固措施和施工方法,而这些方法,常用的也就是超前支护,锚喷施工和预加固等。同时在施工过程中需加强监控与量测,及时根据现场情况调整施工方案。在施工方案的选择上以“短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为总体指导原则,从而安全、保质、高效的进行施工。
参考文献
[1] 《公路工程技术标准》(JTJ B01-2003)
[2] 《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)
避让方案(村民搬迁)号滑坡如果发生滑动,将危害村村民樊彦彬、樊新、樊西建三家房屋及人员生命安全,如果搬迁成本费用低于治理费用,建议村民樊彦彬、樊新、樊西建三家进行搬迁。治理方案根据勘查情况,对号滑坡、号蠕动变形体防治方案分别进行论述:号滑坡号滑坡整体稳定程度较低,遇到暴雨、连阴雨或其因素扰动后,坡体有随时滑动的可能。为基本消除滑坡的危害,可采取地表排水与工程措施(挡土墙、抗滑桩)相结合进行防治。地表排水:目前坡体内没有比较完善的截、排水系统。建议在坡体后缘外部周围砌筑排水系统,减少大气降水在坡体上的入渗,并严禁施工用水大量渗入滑体,严防排水系统漏水、渗水。同时在坡脚布设仰俯斜排水孔,疏干坡体渗出的裂隙水。工程措施重力式挡土墙挡土墙工程应重点布置在村民房屋陡坎临空面处,采用重力式挡土墙加固提高陡坎临空面的稳定性,防止陡坎发生变形垮塌,提高坡体的抗滑力,防止坡体中前缘变形体的继续活动,保证房屋及陡坎的稳定。在连续降雨状态下,地下水位急剧上升,为减小因此而增加的对挡土墙的水动力压力,在挡土墙工程要选择合适的排水措施。抗滑桩号滑坡坡在降水影响下仍在不断变形和蠕动,因此,号滑坡的治理核心就是提高坡体中、前段的抗滑力,增强坡体的稳定性。为使号滑坡整体加固,可在坡体中、前缘抗滑段处布置抗滑桩,抗滑桩的长度应深入到滑床以下足够的深度,确保抗滑桩的稳定性。根据地质勘探和物理勘探结果,基岩微风化层承载能力较高,厚度大且较稳定,是良好的桩端持力层。局部基岩风化层厚度较大处,也可选基岩强风层作为桩端持力层。号蠕动变形体号蠕动变形体整体稳定程度较低,遇到暴雨、连阴雨或其它因素扰动后,坡体有随时滑动的可能。号蠕动变形体距村庄较远,坡体体积较小,前缘与基岩接触,以外主要为耕地,地形平坦开阔,若坡体发生滑动,对村民人身和财产安全没有危害,仅对耕地会有一定损坏,因此可采取地表排水方案进行防治。目前坡体内没有比较完善的截、排水系统。建议在坡体后缘外部周围砌筑排水系统,减少山体落水流向坡体,减少大气降水在坡体上的入渗。
2治理方案综合考虑
由于号滑坡变形体前缘陡坎距离村民房屋最近处不到1米,施工难度很大,甚至会引起陡坎垮塌,不建议采用挡土墙施工方案。可采用抗滑桩及排水等防治工程措施相结合方案。在号蠕动变形体在后缘外部周围采用截排水方案。
3结语与建议
【关键词】 岩爆;公路隧道施工;不良地质灾害;对策
公路隧道施工地质条件较为复杂,这严重影响了隧道设计与施工的科学性和安全性,而多发的公路隧道施工问题,如遭遇涌水、涌泥、岩爆、瓦斯突出等,也再次证明公路隧道施工的严峻性,因此,必须全面分析隧道发生灾害的原因,并进行客观性以及主观性措施改进。下面就岩爆现象进行分析。
一、岩爆灾害形成原因
在岩性、地应力、岩体结构以及施工等因素的作用下,往往引发岩爆灾害。其一,岩性。完整、坚硬的岩体具有较高的弹性模量,能够将大量的弹性变形能聚集,一旦开挖,弹性变形能就会突然释放,进而形成岩爆。其二,地应力。一般来说,地应力越高的岩石具有的弹性模量就越高,其弹性应变力就越大,所以,在开挖扰动下,极易形成岩爆;开挖后,具有较高地应力的岩石周围,会产生切向应力和径向应力,在两者作用下,也会产生岩爆。其三,岩体结构。岩爆发生往往由岩体完整度决定,在完整岩体中,岩块破裂由内部裂纹扩展造成,其能量释放较为彻底,而在高能量的作用下,必定会产生岩爆。其四,施工因素。应力集中不仅与原始应力有关,而且受隧道形状以及施工方式的影响,如开挖方法不当,造成隧道断面不规则,进而加剧围岩局部应力集中程度,而产生岩爆;采用不正规的爆破方式,使得岩体外载荷差异性增加,这就促使弹性波传播扩展,对邻近岩体区造成岩爆威胁。其四,地下水对岩爆的影响。干燥的岩体往往容易引发岩爆,而较为湿润的岩体则很难引发岩爆,这在于地下水对岩石的作用力。一方面,地下水能够软化岩石,这就降低了岩石强度,同时将弹性变形能储存在岩石体内;另一方面,在地下水侵入下,岩石体内所存储的弹性变形能得以耗散,且岩石内部的节理缝隙所产生的抗剪强度受到一定抑制,因此,可以降低岩石爆破度。
二、加强预测,防患于未然
不良地质主要由于地质作用和人类活动引起,其中不良地质主要包括岩溶、瓦斯、岩爆、断层、滑坡、断层等,其与地质灾害不同,地质灾害是指在地质应力的作用下,而产生的塌方、突泥、涌水等现象或是过程,从以往公路隧道工程事故来看,不良地质是引起地质灾害的主要原因,因此,要减少工程事故,必须加强对不良地质灾害的防御,就岩爆灾害来看,其预防方式主要有:
超前预报法。在岩石结构、岩性、地应力、地下水等因素的作用下,产生岩爆现象,因此在施工前,要预报多重岩爆诱发因素。采用红外线、地质雷达、超前钻孔等技术超前检测施工前方的地质条件,并根据检测结果,对围岩的完整度、强度、地下水存在情况、岩性等进行判断,从而根据地质现象分析,判断岩爆发生的可能性,以提升施工安全性。
声发射检测法。该方法依据岩石变形或是破坏而产生的声现象进行应力区定位,在定位过程中,往往利用拾音器收集人耳无法听到的声波,并将其转化为电信号,在利用地音检测器检验破裂程度,在应力区定位后,比较所收集到的信号时间,从而确定应力向何方传播,当地音读数增加速度加剧时,如果其数据大于预定目标,则预示会产生岩爆现象。
地震学预测法。地震学预测利用内用力和应变力之间的比例关系,确定岩爆发生前岩石内部的应力,其预测分为两步,首先确定地震多发地带岩爆现象发生的地点、时间,再者确定爆发的次数以及单次岩爆规模。
微重力法。该方法是利用力学参数来测验应变力的一种方式,当岩石应力超出临界线时,产生岩石扩容现象,即为岩石体积骤然增大,在其情况下,岩石变形,产生微重力变化,微重力值出现异常极值,则根据其极值,判定岩爆现象的发生。
三、施工防治措施
岩爆发生的原因主要在于围岩应力以及岩性,在其防治中,要采取人为手段,以减缓或是阻止岩爆发生。
1、认真勘探,科学设计
在勘探过程中,要对隧道所处的地质情况、外在环境等进行全面性勘察,尤其是应变场、应力、岩体等,保证施工环境的安全性以及地质稳定性。加强隧道设计,包括选址、施工方案、爆破技术等内容;在位置选择中,避开应力集中地区,若不得不经过此地区,则要对隧道轴线与应力方向进行全面设计,保证两者处于平行位置,以便于减少隧道周边围岩之间的切向应力;在隧道断面设计过程中,要加强断面形状选择,尽量形成平稳应力状态,以降低岩爆烈度。
2、落实施工,强化防治
隧道施工工程量较大,难度较高,在施工过程中,要把握住每个施工点,并加强岩性和应力控制,以保证安全施工,提升隧道施工质量。其一,采用混凝土喷射技术、系统锚杆加固技术等加固围岩,其主要针对周边加固和超前加固,在加固作用下,可以促使围岩应力状态由平面状态转移到三位状态,进而实现岩爆控制。其二,通过岩石表面喷水、深层高压注水等方式改变岩石的物理形式,以有效降低岩石的干燥度;利用钻孔法、应理解除法等改变岩石的应力条件,进而降低岩爆发生率。
3、规范人员操作
由于隧道施工环境的恶劣性,以及人员操作不规范,造成隧道施工安全事故的发生,因此,在施工过程中,要规范作业人员行为,要求穿防砸背心,设置保护钻孔、安装放电设备、采用标准爆破技术等,并通过专业性培训,促使工作人员全面了解岩性、应力、岩爆特征、诱发因素以及防治方法等,以保证安全施工。
结语
在地质应力以及地质灾害作用下,公路隧道施工难度提升,要实现安全施工,提升隧道施工质量,必须分析诱发不良地质灾害的原因,并以各种预测方法,对岩性、应力、岩石结构等因素进行监测,以防患于未然,必须强化施工环节,落实安全施工,以最终实现公路隧道建设效益。
参考文献
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[3] 徐林生,李永林,程崇国. 公路隧道围岩变形破裂类型与等级的判定[J]. 重庆交通学院学报,2012(02).
关键词:矿山法隧道;超前地质预测预报;复杂地质;地质灾害
Abstract: proven mining method tunnel working face in front of the geology as tunnel construction of the importance of safety controlling factor, so advance geological forecast work has become a mining method tunnel construction is an important part of the process. Taking Guangzhou rail transit line 3 ling bridge station ~ Sports West Point west road station mining method of interval tunnel construction actual implementation of the advanced prediction, this paper introduces the Guangzhou rail transit subway mining method tunnel construction experience, introduce the complex geological conditions of the tunnel advance geological forecast technology.
Keywords: mining method tunnel; Advance geological forecast; Complex geological; Geological disasters
中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
隧道施工时,经常穿越复杂地质区域,在施工过程中往往容易在复杂地质区域发生坍塌、涌泥、突水、地面沉降以及遭遇有害气体(瓦斯、深层天然气等)突出等地质灾害或不良的环境影响,一旦施工中未超前探明或处治措施不合理,不但危及隧道施工安全、进度及质量,同时给后期的运营留下隐患。隧道开挖前对隧道的地质条件的了解,对隧道建设有着重要的作用,因此准确地预测与反馈掌子面前方、隧道周边的具体地质信息,是地质复杂隧道建设的迫切需要。通过超前预测,可以及时发现异常情况,预报掌子面前方复杂地质体的位置及其围岩结构的完整性与其含水的可能性,为优化施工方案提供依据。本文以广州轨道交通三号线石牌桥站~体育西路站矿山法隧道区间施工为例,介绍复杂地质条件下的隧道超前地质预报技术,以期为今后类似工程的施工提供经验和参考。
1工程概况
石牌桥站~体育西路站区间为双线隧道,起于石牌桥站,止于体育西路站,总长为1265m,起讫里程YCK6+132.7~DK7+397.7。本段隧道的地质条件较为复杂,包含逆断层带、可溶岩地段、非可溶岩地段及碳质页岩及煤线地层(可能存在瓦斯)。区内属于珠江三角洲冲(淤)积平原。地下水以第四系孔隙潜水和基岩裂隙水和岩溶水为主。
2隧道超前地质预测预报内容和方法
2.1隧道超前地质预测预报内容
隧道施工超前地质预测预报是在施工时搜集地质资料,预报工作面前方短距离内的工程地质条件,以便为判断围岩类别,预测、预报前方不良地质情况,杜绝突发性事件的发生,为正确地选择开挖断面、支护参数和施工方法提供依据。根据天星隧道的地质情况,结合国内同类工程的施工经验,本标段本着“地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相结合”的“三结合”原则,做到有疑必探、先探后掘,充分发挥多种手段综合预报的优势,解决本标段的超前地质预报和整治问题。在施工中为了避免地质灾害和不良的环境影响,获得详细的地质条件,在施工前应做以下几个方面的探测:不良地质、地层岩性、地质构造、含水构造的位置规模及其性质。
2.2隧道超前地质预测预报方法
(1)常规地质法:根据现已开挖段的地质情况结合对隧道地表进行地质补充调查、地质勘察报告,对可能存在的地质情况进行地质素描。地质素描的内容包括:
①岩性:隧道顶、底板围岩的种类、性质、产状与特点,围岩固结情况、风化及变质软硬程度。
②地质构造:各种地质构造的类型、性质、产状、规模,以及对岩体的破坏程度;断层分布、走向、倾角、风化破碎程度;节理裂隙方向及间距,充填物及性质;岩溶展布的空间关系等。
③水文地质:洞内重要泉眼、暗河,主要出水点、涌水、突泥地点,观测其流量、水压、颜色变化、夹杂物等情况。必要时进行地表相关气象、水文观测,判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系;
④其它:包括初始应力状态、掌子面自稳状况等。
(2)TSP-203超前物探法:利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波,弹性波在向三维空间传播的过程中,遇到声阻抗界面,即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等,会产生弹性波的反射现象,这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来,输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理,实现拾取掌子面前方岩体中的反射波信息,达到预报的目的。
图1 .TSP203超前地质预报系统原理与布设
(3)超前探孔:使用超前地质钻杆在隧道断面的若干个部位进行钻探,依据钻杆内岩土结构、构造及水文地质判定前方围岩的性质。一般取隧道断面的三个点,中上部、左侧、右侧,将钻探出的围岩综合对比分析然后按每两米一个断面记录其围岩状况。这种方法是最直观的进行地质探测,直接揭示前方几十米地层的岩性、岩体结构、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩体完整程度等资料,比较直观,还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标。
3石牌桥站~体育西路站区间隧道超前地质预测预报
施工过程中对石牌桥站~体育西路站区间隧道全部开展超前预测预报工作,并重点对发生易塌方、突水突泥工程地质灾害段落进行超前预报工作,为及时调整施工方案及预防地质灾害发生提供基础资料,从而降低地质灾害的发生几率和风险。
3.1极易发生塌方、突水涌泥的逆断层段地质预报方法
(1)常规地质法:对隧道地表进行补充地质调查和隧道内地质素描,根据掌子面开挖揭示的地质条件及部分炮眼加深2~3m的探测情况,如地层岩性特征、岩体破碎程度、地下水发育情况、结构面性质、洞型变形破坏特征等,对掌子面进行地质素描,并进行地质作图。
(2)综合超前物探:长距离超前物探采用TSP-203对掌子面前方约100m范围内的地质构造的位置、规模、性质作较为详细的预报,探测岩体的完整性及岩溶和地下水的发育情况,每100m施作一次;中近距离超前物探采用红外探水仪器、地质雷达物探手段对掌子面前方先进行中距离综合超前预测、预报,每25m施作一次,一次范围30m。
(3)超前探孔:超前地质钻孔采用单孔水平取岩芯钻探法,超前探测20~30m,验证中近距离物探超前探测的异常地段,正洞每个断面不少于5孔,每个断面3孔;加深炮孔探测利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况,在每一循环钻设炮眼时布设3~5个钻孔加深1~3m作为探测孔。
3.2可溶岩一般地段及出口非可溶岩地段
该区段采用的常规地质法及综合超前物探法与逆断层段地质使用的方法相同,使用超前探孔采用单孔水平取岩芯钻探法,超前探测30m,验证中近距离物探超前探测的异常地段,正洞每个断面不少于3孔;加深炮孔探测利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况,在每一循环钻设炮眼时布设3~5个钻孔加深1~3m作为探测孔。
3.3含碳质页岩及煤线地层有瓦斯积累可能地段预报方法
施工含碳质页岩及煤线地层结合岩溶段超前预报措施并利用超前钻孔、地质雷达探测等手段,对掌子面与侧壁进行地层岩性特征、地层产状、煤线厚度、瓦斯压力、含量和浓度等综合分析。
4结语
超前地质预测预报是规避复杂隧道地质风险的最有效手段,在施工当中应当将超前地质预测预报工作作为一道工序纳入施工设计中。隧道施工过程中,复杂地质条件下的地质超前探测也不再单一的使用一种方法进行预测,而是综合采取几种方法同时进行,对探测的结果进行综合判断分析。综合判断分析是综合超前地质预报方法的核心,它对各种预报手段获得的资料进行归纳、分析、对比,提出最终预报结论,从而对工程措施提出建议,指导施工。综合分析探测报告,内容包括工作概况、采用的各种预报手段及预报结果、相互印证情况、综合分析预报结论、灾害警报、施工方法和施工措施建议等。
本文对逆断层段、可溶岩地段、非可溶岩地段、含碳质页岩及煤线地层有瓦斯积累可能地段的隧道进行地质超前探测,综合采用常规地质法、综合超前物探法及超前探孔作为主要的超前地质预测手段,取得了较好的效果。避免了施工过程中坍塌、涌泥、突水、地面沉降、有害气体(瓦斯、深层天然气等)突出等地质灾害或不良的环境影响的发生。
参考文献
[1]王锦山.隧道施工超前地质预报理论基础与方法[M].中国地质大学出版社,2012.
坚持以人为本、安全发展的科学理念,进一步贯彻落实国务院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔〕23号)和省委、省政府《关于进一步加强安全生产工作的意见》(浙委〔〕88号)精神,积极推进企业安全生产主体责任和政府安全监管责任落实,严厉打击非法违法建设生产经营行为,彻底排查治理事故隐患,认真解决安全管理上存在的突出问题和薄弱环节,有效防范和坚决遏制各类安全生产事故的发生,努力实现全年安全生产三个“零增长”目标,促进我县安全生产形势的进一步好转。
二、工作目标
从年8月初开始,利用二个月时间集中力量开展安全生产大排查、大整治、大落实行动。通过“三查四促二保”,即检查安全认识是否到位、隐患是否排除、责任是否落实,通过排查促进整改措施落实、主体责任落实、重点地域的较大特大事故得到遏制、基层基础工作和长效机制得到落实,确保重特大事故的坚决防控、确保全年安全生产“三个零增长”目标的实现,努力创造良好的安全环境。
三、检查范围和重点
这次安全生产大检查的范围是全县所有行业与领域。重点检查道路交通、消防、建筑施工、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、旅游、学校、水利、地质灾害、防雷、机械冶金、有限空间等行业(领域)。检查内容如下:
(一)交通运输领域。重点检点路段、危险路段及曾经发生事故的路段,特别是临水临崖路段、桥梁、弯道、隧道、路口等场所交通设施是否符合要求;重点检查客运车辆、学生接送车辆、危险化学品运输车辆的安全设施、驾驶员以及行驶线路等情况是否符合要求;对无证无牌、非法营运、拼装车上路、酒后驾驶、疲劳驾驶、超速超载行驶等违法行为坚决予以依法打击。
(二)消防领域。重点检查人员密集场所的建筑设置和消防审批情况;消防安全重点单位的消防管理制度、消防检查、巡查、消防设施、器材设置、维护保养、疏散通道和安全出口等情况;灭火和应急疏散预案制定演练,消防安全宣传教育,消防控制室值班人员持证上岗,尤其是“多合一”场所、出租房、简易棚屋、高层建筑、通天房小作坊火灾隐患整改,火电规范使用等情况。
(三)建筑施工领域。重点检点工程、基础设施、公共设施等工程建设各方主体特别是施工企业的安全责任制的落实情况;在建工程项目施工现场安全生产隐患排查治理和整改落实情况,特别是涉及到脚手架、深基坑、高大模板、建筑起重机械和井下施工等危险性较大的部分项目工程安全专项施工方案的制定、论证及执行情况;建筑安全生产应急救援预案的制定、演练及有关物资、设备的配置和维护情况;施工企业负责人、项目负责人、专职安全管理人员和特种作业人员的持证上岗情况;施工企业无资质或超越资质承揽工程和违法分包转包工程的查处情况;建筑生产安全事故处理整改落实情况。
(四)水利、地质灾害和防雷安全领域。水利安全重点检查在建水利工程施工安全,水库水电站大坝、堤防、水闸等水利工程(特别是病险水利工程)的运行管理情况;农村水电和水文测验生产安全情况;各级企事业单位的安全生产责任制建立和落实情况,打击非法经营行为情况;施工、生产作业场所安全防护情况,高边坡、深基坑、起重吊装、拆除工程等危险性较大的部分工程安全专项施工方案编制、论证和执行情况;事故应急预案制定和救援演练情况;落实水利工程各项度汛措施,防范由自然灾害引起的事故灾难情况;职工安全生产教育培训和特种作业,重要岗位操作人员执证上岗以及劳动保护用品配备使用情况;河道采沙安全管理情况。地质灾害重点检查纵向和横向的地质灾害防治工作行政责任制建立情况;预警预报系统运行和预警信息情况,地质灾害群测群防网络建设情况;地质灾害防治专项资金落实情况;地质灾害勘查治理、应急排险、避让搬迁项目实施情况;地质灾害应急预案制定、演练和地质灾害应急小分队等建设情况;基层地质灾害防治工作宣传和人员培训工作情况。防雷设施安全重点检查高层建筑、车站等易燃易爆和列入防雷重点监管单位的大型人员集中公共场所;气象防雷安全措施和防雷设施的安全运行情况;防雷安全管理情况。
(五)危险化学品、烟花爆竹和非煤矿山领域。重点检查危化品生产经营单位安全生产责任制和管理制度落实情况;新改扩建项目“三同时”落实情况;危险性作业的监护措施落实情况;安全设备设施的安装和检测检验情况。烟花爆竹重点检查批发企业改扩建审批情况,库区仓储情况和防雷防静电设施及检测情况,非法违法销售、储存情况;零售单位门店安全设施情况,违规经营和存放情况。非煤矿山重点检查采矿方法是否符合国家标准;开采设施设备方面是否完备;作业环境是否存在事故隐患。
(六)机械、冶金、有限空间等领域。重点检查企业安全生产责任制、安全生产内部管理情况;检查生产厂区主要位置、重点部位及设备设施是否设有明显的安全警示标志;用电线路、用电设备、接线闸刀、漏电和触电保护装置是否符合规定要求;高处作业安全防护设施和措施是否落实到位;作业人员在作业时是否按规定穿戴劳动防护用品;易燃易爆物品是否按照规定的操作程序和安全规章使用和收存;焊接切割工业用气使用和管理是否符合规定要求;特种作业人员是否持证上岗;外来包工队伍的监管情况。
(七)教育领域。重点检查中小学学生接送车安全管理;校舍安全;学校消防安全;学校食品卫生管理;实验室和实习实训安全管理;校园及周边治安综合治理;未经审批的民工子弟学校和幼儿园的安全。
(八)旅游行业。重点检查旅游项目的安全运行管理情况;大型游乐设施、设备的安全状况;景区内的道路交通设施、车辆、停车场等安全措施;危险场所安全警示标志的设立情况;旅客的安全告知和相关工作人员的安全教育;自然灾害的预报和防范措施等。
(九)特种设备安全。重点检查锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、大型游乐设施、厂(场)内专用机动车辆等安全状况;配备相应的特种设备作业人员及持证情况;特种设备注册登记;特种设备安全检验合格有效期内使用;特种设备安全检验合格标志悬挂在设备醒目位置;设备操作规程和安全技术规范;制定特种设备事故处理及应急救援制度;特种设备安全技术档案;有定期检验和定期自查记录;运行故障和事故记录等。
各乡镇(街道)、有关部门要根据本地、本行业(领域)的实际情况确定各自的检点。
四、检查方式和工作分工
这次检查按照“三查四促两保”的要求,采取企业自查、行业(领域)检查、政府督查、社会监督相结合的方式进行。具体检查工作方案按工作分工由牵头部门结合实际情况制定,各行业(领域)安全大检查的分工和牵头领导如下:
(一)道路交通安全检查工作由县公安局、县交通局按各自职责牵头组织实施;地质灾害点安全检查工作由县国土局牵头组织实施。
(二)消防安全检查工作由县消防大队牵头组织实施;非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹行业安全检查工作由县经贸局、县安监局按各自职责牵头组织实施。
(三)水利安全检查工作由县水务局牵头组织实施;防雷设施安全检查工作由县气象局牵头组织实施。
(四)教育领域安全检查工作由县教育局牵头组织实施。
(五)旅游行业安全检查工作由县旅游局牵头组织实施;特种设备安全检查工作由县质监局牵头组织实施。
(六)建筑施工安全检查工作由县发改局、县建设局按各自职责牵头组织实施。
(七)机械、冶金、有限空间等安全检查工作由各乡镇(街道)按属地管理原则牵头组织实施。
(八)其他行业(领域)由各乡镇(街道)和行业主管部门按各自职责牵头组织实施。
五、工作步骤
此次检查从8月初开始,到9月底结束,分三个阶段进行。
(一)动员部署阶段(8月1日至8月15日)。各乡镇(街道)、各有关部门要抓紧制定本辖区、本行业(领域)的实施方案,迅速动员部署。要充分利用各种舆论媒体和宣传方式,加大宣传发动力度,营造浓厚的舆论氛围。
(二)自查自纠阶段(8月16日至8月31日)。各类生产经营单位认真组织开展自查自纠,对每一个环节、每一个岗位、每一项安全措施落实情况等进行全面彻底的自查,发现隐患,及时整改。
(三)监督检查阶段(9月初至9月底)。各乡镇(街道)和行业主管部门对本辖区、本行业领域的企业进行监督检查。在本次行动期间,各乡镇(街道)、各部门主要领导至少一次带队检查,分管领导至少二次带队检查,督促各类生产经营单位针对暴露出的问题加强整改,并及时掌握工作进展情况,确保这次大检查工作取得实效。县政府将成立督查组,对各乡镇(街道)、有关部门大检查活动的进展、实施及落实重点工作、治理重大隐患等情况进行定期不定期的督查。
六、工作要求
(一)加强领导,提高认识。各乡镇(街道)、各有关部门和企业要深刻吸取“7·23”特大铁路交通事故的惨痛教训,高度重视此次大检查工作,建立安全生产大检查领导小组。主要领导要亲自研究部署安全生产工作,要紧密联系本地区、本行业实际,突出重点,制定出具体大检查方案,切实解决安全生产工作中的热点和难点问题,以促稳定、保发展、强民生的高度政治责任感和使命感,把大检查工作抓紧抓细抓到实处。要立即行动起来,采取有效措施将大检查工作安排部署,迅速落实到乡镇(街道)和每个企业。企业主要负责人要切实负起主体责任,迅速组织开展自查自纠工作。各乡镇(街道)、各牵头部门开展安全生产大检查工作方案于8月18日前上报县安委办。
(二)突出重点,强化执法。各重点行业(领域)以及重点在建项目、企业,要制定大检查工作方案,全面、彻底地组织开展排查,不留死角。要坚持边检查边整改,以检查促整改。对暂时不能整改的事故隐患和问题,要切实做到整改措施、责任、资金、时限和预案“五落实”;对不具备安全生产条件且难以整改到位的企业,要依法坚决予以关闭取缔。要把此次检查工作与贯彻落实全省“一打三整治”电视电话会议和国发23号文件精神以及深化“安全生产年”活动有机结合起来,相互促进、共同推进。要综合运用经济、法律和行政等手段,进一步强化安全执法,对非法违法生产经营建设行为,切实做到“四个一律”,即对非法生产经营建设和经停产整顿仍未达到要求的,一律关闭取缔;对非法违法生产经营建设的有关单位和责任人,一律按规定上限予以处罚;对存在违法生产经营建设的单位,一律责令停产整顿,并严格落实监管措施;对构成犯罪的,移交司法机关依法追究刑事责任。
(三)广泛宣传,营造氛围。要充分利用广播、电视、报纸、网络等各种新闻媒体,加大检查工作的宣传和舆论监督力度,教育引导企业和广大职工增强做好安全生产工作的主动性和自觉性。要充分发动广大从业人员参与检查工作,组织职工特别是专业技术人员全面、细致地查找各种事故隐患。要把这次大检查与日常安全生产宣传工作结合起来,要畅通投诉举报渠道,动员全社会力量,排查整治各类事故隐患和不安全因素。对那些发现隐患不整改或整改不到位的单位实行新闻曝光,向全社会公布。
关键词公路隧道 进洞支护开挖方案比选确定
1、 工程概况
磨河村隧道位于陕西省安康市汉滨区关家乡境内,为双向四车道高速公路分离式长隧道,出口洞门形式为明洞式,左线全长:2090m,右线全长:2115m。建筑限界:宽度10.25m,高度5.0m。
整座隧道,围岩破碎,穿越地质断层带,地质情况复杂,容易发生塌方、突泥、涌水等地质灾害,施工难度较大。隧道洞口处位于磨河村九组附近,地表为第四系残坡粉质粘土,夹杂碎石,局部露岩体为强风化云母片岩。岩质较软。埋深较浅,开挖跨度较大,围岩自稳能力差,本工程工期要求较紧,为十天高速公路全线的控制性工程,所以确定正确的安全的进洞方案和软弱围岩的安全掘进是本隧道施工的关键。
2、 隧道进洞方案及采取措施
本隧道洞口段均属于V级软弱云母片岩,洞顶为覆盖层膨胀性土体,山坡面植被茂密。结合现场实际情况,按十天高速公路安康东管理处的要求,将十天高速公路建成交通部要求的西部生态样板工程。决定洞口“零开挖”进洞。洞口“零开挖”是在隧道洞口施工中,通过采取一定的辅助工程措施或改变施工方法等手段,以最大限度少开挖山体,保持山体稳定、保护原生植被和自然生态。“零开挖”不仅仅具有工程上的意义,而且更重要的是环保意义,即通过减少开挖,不仅要保证山体稳定以及运营安全,还要保护原生植被与原始生态,实现工程对自然的最小破坏,达到工程与自然环境协调、和谐发展的目标。
2.1超前大管棚
隧道设计在出口左线ZK99+018-ZK99+048、右线K99+076-K99+106范围内设置超前大管棚,以加强围岩稳定性,保证进洞安全。
洞口段φ108*6大管棚注浆, 管棚钢管采用热扎无缝钢管;钢管分6米和5米的节段,每节钢管一端预加工成外丝扣,另一端加工成内丝扣,以便互相连接, 丝扣长度为15cm。隧道进口进洞大管棚一环共计29根,每根32m长 ,间距40cm,设计外插角度1-2°(不含设计纵坡),方向与线路方向平行。
管棚搭设时通过套拱定位,套拱内设Φ127*4导向管;套拱内设3榀Ⅰ20a工字钢拱架,导向管与钢拱架焊接在一起。
钢管上按梅花形间距10cm钻6-8mm的小孔,打设后在钢管中压注水泥浆,注浆初压0.5-1MPa,终压1.5-2.5Mpa;注浆结束后在钢管内放入由3根Φ22钢筋制成的钢筋笼,然后用30号水泥砂浆充填,以增强钢管的强度和刚度。超前大管棚套拱拱脚处地基承载力应不小于450Kpa,当不能满足要求时应采用扩大基础进行处理。
管棚注浆孔大小φ6-8,间距10cm,交错布置,见下图。
⑴钻孔平台
⑴在明暗分界线处,施工大管棚前测量人员准确测设出隧道中心线及开挖轮廓线,平台长约7m预留核心土,因管棚钢管为4米、6米互节,作为管棚施工的操作平台。
⑵护拱钢架安装
根据测量明暗分界线2米处各安设3榀钢拱架,拱架安装保证拱架中线的准确位置,其安装的垂直度、内净空尺寸应控制在允许误差范围内。每一榀拱架间距0.75米,焊接Φ22钢筋作为纵向联接筋,使两榀拱架形成整体,拱脚处打设锁脚锚管。
⑶导向钢管
在联接好的每榀钢拱架上安设管棚Φ108导向钢管(导管长度为2m,管径应大于管棚直径20~30mm),导向钢管数量、环向间距和外插角与大管棚一致。测量精确定位导向钢管,使大管棚钢管位置、方向也准确无误,导向钢管与钢拱架焊为整体,随后立模灌筑导拱,导拱施作完毕,喷射砼封闭周围仰坡面。
⑷注浆工艺
安装管棚机,管棚机从导向管内钻孔,管棚钢管由机械顶进,顶进时采用6m和5m节长的管节交替使用,以保证隧道纵向同一断面的接头数不大于50%,管棚钢管顶到位后,管棚钢管与导向钢管间隙用锚固剂封堵,以防注浆时冒浆。
3 软弱围岩大断面开挖与支护技术
3.1施工方法:
大断面隧道软弱围岩开挖与支护是分步骤进行的,每一步都和下部施工相互影响。开挖方法和顺序的不同,关系到施工效率、施工安全、支护体系的安全和变形的大小。所以针对具体的隧道,选择安全可靠又经济合理的施工方法是十分重要和必要的。
大断面软弱围岩开挖方法常用的有:台阶法、台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法,但在应用过程中均有不同程度的弊端,本隧道在比照优化的基础上,提出了正台阶预留核心土开挖与支护的施工方案。
3.2 施工方案的选择与优化
3.2.1 台阶法施工
台阶法施工虽然在施工工序少,施工难度底,施工进度快,但安全性差,稳定性差,适用于自稳能力较好的岩层,不适用于泥岩等稳定性差的围岩开挖。
3.2.2 台阶分部开挖法
台阶分部开挖法施工工序多,虽然第一步开挖施工临空面小,但下几步开挖对前部支护的稳定性有很大的影响。由于支护体系分几步成型,较难形成闭合的受力体系,且施工干扰大,施工速度慢,不能满足大型施工机械的施工要求。
3.2.3 单侧壁导坑开挖法
单侧壁导坑开挖法较安全,稳定性较好,但施工难度大,施工工序较多,施工速度慢,较难形成一个闭合的支护受力体系。且会造成较大的成本投入。
3.2.4 双侧壁导坑法
双侧壁导坑开挖较安全,支护较稳定,但施工难度较大,施工工序很多,施工速度慢,不满足大型机械施工要求,且会造成很大的成本投入。
3.2.5 正台阶预留核心土法
正台阶预留核心土法是将开挖断面分成环形拱部,上部核心土与下部台阶三部分,上部形成环形拱部开挖,使开挖临空面减小,便于初期支护体系一次施作成型,形成闭合受力体系,结构合理。上部预留核心土以挡护开挖工作面,对掌子面起到很好的稳定作用,且施工时能迅速及时地施作拱部初期支护,使开挖作业面稳定。核心土和下部台阶开挖都是在拱部初期支护完成后进行,施工速度快,便于大型机械施工,也最大可能地节约了成本。磨河村隧道软弱围岩段采用正台阶预留核心土施工方案。
4结束语
综上所述;作者通过对该工程一段时间的施工实践,对软弱围岩大断面推进支护有以下几点建议:
⑴在进行施工前,必须通过比选得出较合理的施工方案,尽量减少开挖次数,使初期支护尽早形成封闭的支护体系。在确保安全的前提下,力求节约成本和加快施工进度,且施工方案要在施工过程中进行针对性的调整优化,使之趋于更合理。
⑵为确保洞口段的安全,在上部开挖后,可设置临时仰拱,以确保洞口段的临时安全,并尽可能早地施做洞口段下部工程和仰拱,使支护形成闭合环,防止暴雨等不利因素对洞口段造成破坏。
一是规划、施工许可手续办理不到位。因时间紧任务重,建设单位未按省住建厅文件要求办理规划、施工许可手续,在后期施工过程中未及时补办相关手续;二是未建立质量安全建设体系。施工单位未建立健全质量保证、安全保证体系,项目管理人员不能到岗履职,现场施工人员技术力量薄弱;三是未按相关要求施工。施工单位未按照施工图纸及市易迁办十二条意见进行施工,存在减少抗震构造柱、圈梁、砌空斗墙、降低基础承台厚度等偷工减料行为;四是施工单位质量安全意识差。施工单位质量、安全意识差,现场发现悬挑构件配筋错误、预制板搁置墙体长度过短、混凝土砂浆不按规定养护、斜坡瓦屋面檩条(板)铺设不合理、屋面油毡破损等质量安全隐患;五是质量监理不到位。监理单位派驻的监理人员长期不在现场,对现场存在的质量、安全隐患不制止不汇报,不能按《监理规范》实施监理工作,不能指导、督促施工单位按规范对进场的原材料、构配件进行检测,不能按验收程序组织参建各方责任主体进行隐蔽、重大结构验收,存在严重失职行为;六是未进行质量抽测。大部分安置点未按照要求根据各自施工进度联系随县建设工程质量和安全监督站进行主体结构质量抽测,监理单位未告知建设、施工单位监督抽测的重要性。
二、工作建议
易地扶贫搬迁建设项目属政府投资项目,面广、量大、工期紧,针对上述问题,为全面落实参建各方责任主体质量安全责任,确保工程质量可靠、结构安全、生产安全,做如下建议:
(一)加强组织领导
易地扶贫搬迁工程是精准脱贫工程的重要组成部分,是一项重大的民生工程,工程质量安全关系到人民群众的切身利益和生命财产安全,关系到党和政府的形象,各镇(场)人民政府和质量安全监管等部门,一定要把易地扶贫搬迁建设项目质量安全管理工作作为一项重要的政治任务,做到思想认识到位、责任落实到位、监督管理到位。各镇(场)要明确分管领导和联络员,并将分管领导和联络员名单及联系电话报市(县、区)住建局易地扶贫搬迁质量安全监管办公室(县建设工程质量和安全监督站),加强工作联系。
(二)明确职能职责
1.明确各镇(场)人民政府的主要职责。各镇(场)人民政府主要负责本镇(场)易地扶贫搬迁工程建筑市场、质量安全日常监管工作,严格按照《湖北省易地扶贫搬迁工程质量安全监督管理要点》(鄂建办【2016】58号)及《随县2016年度易地扶贫搬迁实施方案》(随县政办发【2016】45号)开展监管工作,多组织鼓励优秀的企业参与易地扶贫搬迁工程建设,对集中安置、分散安置采取不同方式加强监管和技术指导,确保易地扶贫搬迁工程质量安全监督覆盖率达100%。同时,要制定监管工作方案、工作程序、明确责任。对工程建设中存在的建筑市场和质量安全问题要督促整改,对拒不整改的单位和个人,要依法查处并向县易迁办、县质安站报告本镇(场)易地扶贫搬迁工程质量安全状况。2.明确住建部门职责。住建部门主要负责指导、督查镇(场)城建办开展工程建设质量安全监管工作,采取定期和不定期方式对易地扶贫搬迁工程参建各方主体质量安全行为和工程实体质量安全情况进行监督抽查;组织质安站对各镇(场)易地扶贫搬迁工程进行巡查检查,并将巡查检查情况反馈各镇(场)人民政府。
(三)规范各方主体质量安全行为
1.建设单位(各镇、场人民政府)是质量安全第一责任主体,要严格履行基本建设程序,加强对勘察设计、施工质量的过程控制,保证工程质量标准,保证合理的工程造价和工期。禁止将工程非法转包和违法分包,不得违规指令分包单位,不得明示或暗示勘察、设计、施工、监理、检测单位降低质量标准或违反工程建设强制性标准。2.勘察单位应严格按照工程建设强制性标准进行勘察,不得虚假勘察,确保勘察成果的真实性和准确性。同时勘察单位要对建设场地进行环境安全评价,尤其是高填方、高切坡建设场地,拿出详细评估意见。3.设计单位应加强设计过程质量控制,保证设计深度。根据易地扶贫搬迁房屋特点,施工图设计要满足房屋对采光、隔声、节能、通风和公共卫生等要求,努力做到功能齐全、全局合理、节能环保、经济适用。对易产生质量常见问题的部位实施优化及细化设计,在建筑结构中尽量避免使用预制混凝土空心楼板,从源头上提高易地扶贫搬迁工程建设水平。4.施工单位是易地扶贫搬迁建设项目施工质量安全管理的主体,应全面落实施工质量安全管理的责任与义务。严格按照正规施工图设计文件和技术标准进行施工,有针对性的编制地基与基础,主体结构等重要分部分项工程以及关键工序的专项施工方案,特别是3米以上填方的地基处理施工方案,须报监理单位审批通过后严格执行,并在施工过程中对建筑物变形(沉降)情况进行观测。严格执行材料进场检验、工序检查制度,不得偷工减料,不得使用未经检验或检验不合格的建筑材料,确保工程主体结构安全。按照工程建设质量安全资料管理规程要求,保证内业资料真实有效。同时应加强对施工作业人员安全教育,提高安全意识,落实防范措施,消除质量安全隐患。5.监理单位要认真履行职责,严格审查现场安全施工技术措施和专项施工方案并督促落实。要配备足够、合格的专业监理人员,认真执行旁站式监理。对达不到质量要求的建筑材料、构配件和设备,不得签字认可。对施工过程中发现有质量安全隐患的,应书面督促施工单位立即整改。情况严重的,应要求立即停止施工,并及时向建设单位和行政主管部门报告。要做好工程质量常见问题的治理工作,加强现场安全生产管理。
(四)加强过程监管
1.严格规划选址。针对随县丘陵地形、地貌及地质特点,在工程建设前应进行科学选址。对拟建工程区域的自然地质环境、地质灾害现状进行详细调查、评估。施工过程中要加强对周边环境的检测与保护,边坡开挖应及时加固,土方回填应及时护坡,对可能引发、遭受的地质灾害进行治理,防范易地扶贫搬迁工程建设期间和投入使用后发生地质灾害事故。2.严格执行相关建设程序。要严格执行项目责任制、招投标制、工程监理制和合同管理制,严格执行工程建设相关质量安全管理制度,坚持先勘察、后设计、再施工的原则,不得盲目简化程序,要将质量安全责任落实到具体单位和具体人员,落实到工程建设的勘察、设计、施工、监理和验收等各个环节。3.严格材料控制。对在建项目钢筋、水泥、砖、预制构件等主要建筑材料和混凝土、砂浆强度试件实行见证取样检测。严格执行混凝土、砂浆配合比,有条件的地方优先使用商品混凝土,保证混凝土结构和砌体砂浆强度。搬迁住户自建项目,应从源头上和进货渠道上把好材料质量控制关。随县建设工程质量和安全监督站要督促检测单位对易地扶贫搬迁工程建筑材料、构件等质量检验开辟绿色通道,做到随时随地进行检验检测,确保检测报告准确、快速。凡未经检测或检测不合格的材料严禁使用。4.严格地基与基础、主体结构安全监管。地基与基础结构、主体结构是保证易地扶贫搬迁工程质量安全的关键。对高填方地基,施工单位应严格按照专项施工方案进行施工,并委托有资质的检测机构进行回填土密实度检测和承载力检测,监理单位要及时组织验收,未验收或验收不合格的,不准进行下步工序施工。县质量监督机构及乡镇城建办应对主体结构验收进行现场监督。对发现的一般质量问题及时解决,对涉及结构安全和使用功能的重大质量问题,要及时采取责令改正、局部暂停施工等处置措施,必要时可采用仪器、设备对工程实体质量等进行监督抽测。5.严格工程竣工验收。易地扶贫搬迁建设项目完工后,施工单位应组织相关人员进行自检。自检合格后由总监理工程师组织各专业监理工程师对工程质量进行竣工预验收。存在质量问题的,应由施工单位及时整改,整改完毕后,由施工单位向建设单位提交工程竣工报告,申请竣工验收,建设单位收到工程竣工报告后,组织相关参建责任主体单位进行竣工验收。同时,各镇(场)人民政府要重点加强交付验收工作的管理,严格按照《湖北省住宅工程质量分户验收管理暂行规定》要求,逐栋逐户进行竣工验收,验收合格后,由相关单位人员及搬迁户签字认可后交付使用。未经验收或验收不合格的,不得交付使用。随县建设工程质量和安全监督站要加强对工程竣工验收的监督检查,对竣工验收程序不符合有关规定,或工程实体质量和使用功能存在缺陷的,要责令整改。整改合格后,重新组织竣工验收。竣工验收合格的易地扶贫搬迁工程资料应移交当地城建档案部门归档。
(五)严格落实责任追究