高铁隧道施工安全的影响原因与控制方法

刘 磊

中交一公局海威工程建设有限公司

高铁隧道施工安全的影响原因与控制方法

刘 磊

中交一公局海威工程建设有限公司

隧道工程施工时，由于地下节理发育、地下围岩结构复杂、地下水分布，对岩石的力学性质和物理性质均造成了比较大的影响，隧道开挖施工时会导致松软的岩石失去稳定性，产生形变，严重时会出现塌方、掉块、底鼓、边墙挤入、洞径收缩等事故。因此，隧道施工时需要对岩层的产状、岩性、地下水流量情况、节理发育程度等进行分析，并根据具体的情况，使用科学的支护手段，保障隧道施工安全。本文首先对影响高铁隧道施工安全性的相关因素进行了分析，然后根据这些影响因素提出了相应的控制措施。

高铁隧道；施工安全；影响原因；控制方法

1 高铁隧道工程的施工特点

高铁隧道是一种处于应力场已经长期存在的介质内的道路施工类型，现有荷载、后形成结构，而且，施工中往往很难确定建筑结构所需要承受的荷载力，需要对隧道挖掘方式、支护结构刚度和支护时间等做动态的管理，因为这些影响着结构的受力。从整体上看，高铁隧道施工特点有：第一，隐蔽性较强。高铁隧道工程一般处于山体内，隧道只是一个可视面，绝大多数的分项分部工程都属于隐蔽工程，很难用直观的方式对整个工程施工质量和效果作出科学的评价分析，这就直接加大了施工隐患存在的可能性，提高了质量监管的难度。第二，不可预见性高。高铁隧道施工方案都是根据工程类比进行设计的，设计中的计算处于辅助的位置上，对实际施工的指导不具有可靠性、科学性，所以实际施工中具有较多的不可预见性因素。第三，开挖断面积大，增加了施工难度；第四，施工环境恶劣。高铁隧道施工空间一般比较小，在如此狭小的空间内作业，各工序之间的扰动势必较大，加之，空气差、温度高、可见度低等，形成了较为恶劣的施工环境。

2 岩性的分析

从隧道地质层面来考虑，根据岩石的成因分为沉积岩、火层岩和变质岩三类。对于沉积岩或火层岩来说，由于其具有一定的强度而且稳定性高，在此区域进行隧道开挖安全等级高，全断面开挖方式比较适合此种地质岩性，只需将隧道内残存的危石彻底清理后便可进行混凝土的防护工作。但是，考虑到隧道开挖需进行钻爆工作，这会使洞内围岩受力不均匀，出现不同程度的裂缝现象，因此为了有效避免此现象的发生，尽可能地降低不安全事故的发生，应及时进行混凝土的浇筑工作并将喷层厚度控制在合适的范围内。对于层面构造差别较大、规模不大的团块体薄层沉积岩以及变质岩来说，其变形量大，而且强度低，采取上述施工方法则不合理，而且也不能达到预想效果。

3 施工风险

在隧道施工中的地下施工、照明通风、岩爆塌方等问题都是地下施工中所具有的问题。另外，由于片面的地质勘探、复杂和变化的地质条件，它的好坏以及正确性直接影响了隧道施工的安全、质量和进度。因此，隧道工程施工风险除具有一般的风险特征外，并且还具有其自身所独有的特点，主要体现在高度依赖工程地质和水文地质条件，还有由此产生的隧道施工风险的随机性和隐蔽性的风险发生。众所周知，隧道施工风险的结果相当严重，除了有比较大的影响外，还会在隧道工程施工的过程中增加一定性的风险性。通过隧道风险各不相同的特点，结合现成的分析和经验积累，得出包括技术风险、施工风险和设备风险在内的隧道工程施工中常见的风险因素。

4 控制方法

4.1 加强施工安全的培训，落实施工安全的责任

要加强安全的意识和培训，根据各企业的情况来建设施工单位的安全文化。负责隧道施工安全的施工单位，必须提高工作人员的安全生产意识，进行相关方面的技术培训，增加管理人员和技术人员的安全生产知识。严格遵守国家的安全法律和规章制度，建立合适的安全生产保障体系，做好安全方面生产的措施，并且做好安全应急救援预案，还应配备相应的应急救援人员、器材、设备，应急救援预案按规定应报监理单位批准并报建设单位备案，并定期进行演练。某些工作程序的操作人员必须进行上岗前的技术、安全培训，考试合格后才能上岗。

4.2 二次衬砌施工

支护结构是保证隧道结构稳定性的根本性措施。除了初期支护外，二次衬砌作为隧道的永久性支护结构，是保证隧道质量的最为重要的一道工序。二次衬砌一般在初期支护变形稳定后施工，施工质量监控与管理主要体现在衬砌台车就位和混凝土施工工艺两个方面。在衬砌台车就位操作中，应使用平整度的钢模板，混凝土表面不允许有气泡、孔洞等，拼装衬砌台车时要确保各板块之间的衔接是圆滑的，尺寸应符合设计要求。在混凝土施工中要选用符合标准的原材料，按照设计要求确定混合料配比，拌和过程中避免出现离析现象。采用对称式的全断面的连续的输送方式进行混凝土泵送，落差控制在1m左右。混凝土浇筑、振捣应是连续的，中间中断时间不得超过90分钟，否则易出现施工缝。最后，要做好混凝土养护工作，达到8.0MPa以上才可脱模。

4.3 隧道爆破施工安全管理控制

第一，是危险物品的进出。爆破专业单位按照施工现状要提前向炸药生产单位送达材料的需求信息。厂家媒体把爆破材料送到施工场地，爆破监管部门要清点好数量，送入临时库房并派专人看管，投入信息化监管设备强化监管质量。当天爆破后如果有剩余的炸药，要送入库房做好登记，如果工程爆破完成后且不需要再进行爆破，要将剩余炸药销毁，防止带来安全隐患。第二，做好爆破准备工作。不得在爆破物前使用打火机和手机等设备，不得将火源带入爆破品附近，安全监管部门要做好下井前监督工作。爆破前，要验收爆破孔眼。严禁除施工人员外人员下井，爆破专业单位要填充好爆破孔的炸药，设置好引线，落实好爆破安全警戒工作。第三，爆破作业后的相关工作。爆破后由相关安全员和安全监督员巡查现场附近建筑物，排除盲炮等隐患，并检测现场的有毒气体，一切符合正常后方可实施下一个程序。

高铁隧道施工工艺的完善，对于我国铁路建设事业有着极大的促进作用。想要改善高铁隧道施工工艺质量，首要任务是巩固高铁隧道施工工艺的控制。所以，高铁施工企业必须综合各方面因素，在施工前要对施工地点进行实地勘测工作，建立好完整的高铁隧道施工工艺系统，与此同时有需要对隧道施工工艺进行创新，进一步提升高铁隧道施工环境和安全因素，进而为我国高铁建设事业的发展起到良好的促进作用，最终推进我国铁路建设事业长远发展。

[1] 赵杰，王昊，戴继锋，等. 大型高铁综合交通枢纽功能设计关键技术方法研究[J] .建设科技，2015（10）：33-34.

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