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9 装碴、运输伤害 装碴过程,漏斗下有人通过;装碴操作时回转范围内有人通过;进洞车辆人料混载;洞内运输行驶超车;超载、超宽、超高运输;洞内拱架、换气架、变压器等临时设施未用管形灯等明确表示其位置;通过洞内作业区时,未采取慢行、报警等安全措施 ;其它伤害见机械作业、车辆行驶 机械、车辆伤害 措施、制度、操作规程 10 风、水管路、料管堵塞或高压风管接头焊接不牢或破损;料管堵塞;料管过分的弯曲 爆裂; 注浆、压浆注浆管喷嘴对人放置;拔除压浆机喷嘴时未先撤除压力;随意搬动或开启密封盖;喷射混凝土时机违章作业 未戴个人防护用品; 透水或涌水 隧道粉尘超标 风枪、空压机噪音、振动伤害 隧道内无人监测 地质复杂未进行地质预报;反坡隧道排水设施不全;有地下水排而未设排水沟;涌水地段作业无应急设施;未识别出可能有涌水地段 洞内施工打干风枪;钻孔机械未采用湿式进行;初喷作业人员未戴防尘口罩;无通风设备或通风设备不满足要求;爆破后通风时间不够;超过1500米无接力通风; 风枪作业未戴耳塞;风枪作业时间超标;手提式凿岩机、风镐是否使用了防振橡胶;空压机操作人员作业时间超过8小时;操作人员住在空压机房 没有专人随时监测工作面安全状态 物体打击 机械伤害、物体打击 淹溺 尘肺病 噪音耳、振动病 坍塌 措施控制 措施、制度、操作规程 专项方案、措施 方案、制度 11 12 13 14 制度控制 15 制度 中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部 9
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通过分析,该隧道的安全风险控制点主要在:洞口失稳(浅埋段)、破碎岩体引起坍塌或掉块、通风不畅、明挖段的分段支护体系、明挖段的防洪形势和措施、穿越环城路的交通疏解等。
5 重要危险源、点的安全措施
5.1洞口浅埋段失稳
为确保洞口段施工安全,在隧道进、出口及地段设置大管棚,增设单层φ42超前小导管支护,I20a型钢钢架加强,Ⅴ级加强段围岩设置双层φ42超前小导管支护,I20a型钢钢架加强。
进洞前消除洞口边仰坡危石、龟裂,做好洞口天沟、边沟等排水设施,洞口边、仰坡采用锚喷网支护,同时加强地表沉降、位移观测。
5.1.1在施工工艺上加强质量控制确保安全。
(1)洞门构造、尺寸以及基础埋深和圬工砌筑的允许偏差符合规范要求;
(2)洞门及洞口附近的排水、截水设施配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面;
(3)洞口仰坡和边坡坡度的施工允许偏差为±5%;洞口土石方禁止使用集中药包爆破,尽可能的使用挖掘机和风镐施作,以免影响仰坡、边坡的稳定,对土质、风化剥落的坡面和坡脚,予以防护;
(5)洞门施做完成后,洞口边仰坡与衬砌外缘相交处须填塞密实,以防积水。
5.1.2洞口段确保安全的工程措施
边仰坡施工完后,按照设计要求施做管棚导向墙,导向墙基础必须置于稳定基础之上。管棚长度设计为30m,进洞后根据地质情况邀请设计院地质专业专家、建设指挥部、监理单位、施工单位召开四方会议,是否延续长管棚,若延长则每段搭接长度不小于3m。管棚钻进时应用测斜仪随
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时检查钻进角度,如偏差超出要求,应退钻注浆后重新钻进。洞口大管棚超前支护如下图示。
φ10836mmφ10836mm60无孔钢花管60有孔钢花管0.25#钢筋砼套拱R=5φ10836mm大管棚617o1:初期支护二次衬砌155立面图 155纵向示意图 图1大管棚支护示意图
大管棚施工前先开挖明洞土石方到隧道拱角处留置工作平台,然后在开挖面设导向墙,导向墙内设2榀I18工字钢架,钢架外缘设置φ140壁厚5mm导向钢管,截面尺寸为1m31m。
5.2预防塌方的施工安全措施 5.2.1塌方产生的原因
(1)对隧道所在区的地质情况了解不清,地质资料不详细,对可能遭遇断层、围岩破碎地段、浅埋地段情况估计不足,对可能遭遇塌方以及产生塌方后的处理缺乏思想准备和相应的技术措施,以及盲目追求进度,对不稳定围岩没有进行有效合理的支护。
(2)由于围岩本身不稳定和已切割成碎块而强度低,结构松散,节理面有泥质物及岩屑充填,支护不及时,暴露时间长,导致围岩风化严重,或因通过断层,突然遇到较高水压富水洞段,地下水漏出,淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物时,以及由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因而产生不同程度的塌方。
(3)在施工中,忽视围岩细微变形,对围岩自稳能力作过高的估计,造成思想上的麻痹大意,抱着盲目乐观和侥幸心理,对不良地质洞段没有
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采取合理的开挖方法,支护不及时,在开挖时,爆破对围岩的扰动过大,开挖后围岩暴露时间过长,风化程度加剧,或由于中途进行二次扩挖和更换支撑,造成应力再次重分布,使得原来不应塌方洞段,因岩体的失稳而产生较大塌方。
5.2.2塌方的预防
出口浅埋暗挖段及两处断裂带是产生塌方风险最高区域,要在施工方案、工程质量、地质超前预报、洞内监控量测等全方位加强预控,防止塌方的发生。
(1)开挖时预防的方法,当地下工程通过浅埋地段、破碎带、断层影响带,或风化严重时;或岩层产状、结构不利组合地段时,合理的开挖方法,能很好预防塌方的发生。一般常用主要方法有:
(2)套拱法,此方法在拱部开挖好以后,对拱部采取安全有效的支护,然后在拱部的保护下开挖下部边墙或仰拱,防止因开挖面过大引起的塌方,保障顺利安全通过地质不良洞段。
(3)及时支护是预防塌方的主要措施。洞口开挖后,在围岩自稳时间内及时给予支护,可有效限制围岩变形的自由发展,防止岩体因松动、脱动、脱位而造成塌方。
(4)对地质不良地段主要采取“锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合”的支护方法。
锚喷支护:在岩层是裂隙扩张的大块体,由于结构组合或产状不利所引起的不稳定时,锚喷支护是很经济安全的支护措施。开挖后,垂直于岩层走向打锚杆,锚杆长度应穿透不稳定岩体深入内部与稳定岩体相连。然后喷混凝土,封闭填塞围岩裂隙,防止岩体滑移。
网喷支护:在岩石破碎、裂隙密集发育、块体较小的洞段,采取网喷支护更为安全合理。在开挖后,清除浮石,初喷混凝土,及时封闭围
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岩,预防支护过程中小块体塌落,并作为钢筋网的保护层,防止钢筋网的锈蚀,后打系统锚杆,梅花型布置,然后挂钢筋网,喷第二层混凝土作为承载结构。
喷混凝土与钢支撑或格栅钢架的组合支护适用于围岩破碎或不稳定的围岩。在每循环开挖后,初喷混凝土,打系统锚杆,挂网立钢支撑或格栅钢架,打系统锚杆固定钢支撑,补喷混凝土至设计厚度。
在特别破碎和松散的软弱岩层或断层带中,预防塌方可以采用超前管棚或固结灌浆与钢支撑和格栅钢架支护相结合的方法,在开挖前打入超前管棚形成棚架,或将浆液注入围岩裂隙,使破碎的岩石固结为整体,以增强围岩的承载力,开挖后采取钢支撑或格栅钢架,及时衬砌混凝土,能很好防止塌方。
(5)变形是塌方前兆,加强围岩变形观测可有效预防塌方。洞口开挖后,岩体的重新稳定过程中,围岩都存在变形,当变形超过允许范围时,就发生塌方。
在隧道新奥法施工中,通过量测仪器对围岩的变形量和变形速率进行观测分析,推测其最大变形量,估算是否会发生塌方,提前作出预告,以决定采取合理的支护。
目前采取的观测方法有位移观测、收敛位移观测、压力量测等,最常用是收敛位移量测,即量测隧道周边或结构物内部净空尺寸的变化。
5.2.3浅埋塌方、地表塌陷的处理 (1)对塌方地段地表的处理:
对于浅埋地段,隧道内未进行二次衬砌的地段,地表禁止一切车辆通行,在地面作出明显标识。
在地表塌陷处上游做截水沟,避免因雨水等冲刷或汇入陷穴,造成塌方扩大。
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