隧道施工与安全

2008年3月隧道施工安全事故的原因分析及对策内容提要当前铁路隧道建设特点和存在的主要问题安全事故原因分析安全对策建议结语当前铁路隧道建设特点和存在的主要问题当前铁路隧道建设特点及存在的主要问题数量多、规模大、长度长技术难度大高风险隧道较多安全形式严峻施工、技术管理人员相对欠缺其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）安全事故原因分析

安全事故原因分析安全事故原因分析隧道灾害事故种类比例

突发性的地质灾害

主要是在施工过程中，隧道施工工作面前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁，造成突水突泥地质灾害。另外洞口边坡突然垮塌，砸伤施工或社会车辆。这种灾害发生突然，造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。安全事故原因分析—1马鹿箐隧道突水安全事故原因分析—1安全事故原因分析—1马鹿箐隧道突水野三关隧道岩溶突出安全事故原因分析—1

部分发生塌方的隧道，是由于在勘测设计阶段对影响围岩稳定性的工程地质情况认识不足，而在施工过程中又没有及时地进行变更设计，致使采用的支护措施偏弱，稍有不慎，就会发生大规模的塌方。对围岩稳定性判释不准，设计支护措施偏弱安全事故原因分析—2施工不到位，初期支护措施的力度不能满足围岩稳定的要求

很多隧道在施工时，没有严格按照设计文件的要求采取工程措施，有的隧道是擅自改变工法，有的是施工工序质量不合格，有的是偷工减料，有的是施工方法不当。例如某隧道原设计采用双侧壁导坑法施工，施工时改为CRD法，但横向支撑施工不及时，数量偏少，造成坍塌；有的隧道是由于拆换侵限的初期支护拱架时发生塌方；有些隧道是由于上台阶施工太长，没有及时进行封闭，衬砌滞后，造成坍塌。安全事故原因分析—3安全事故原因分析—3现场施工安全措施不健全，施工管理不到位

对施工现场的爆破器材管理不善，用电线路、钢筋焊接等作业安全措施不到位，台车拼装和边坡刷方作业安全意识淡薄等。例如温福线某隧道由于风枪打眼时碰到了隧道内的哑炮上，发生了爆炸造成人员伤亡，洛湛线某隧道是洞内火工品爆炸造成了安全事故。武广线某隧道斜井工区由于洞内漏电保护器失灵、电线过热引燃排架和防水板，石太线某隧道斜井因为电焊钢筋头引燃排水盲管和防水板造成火灾；另外有些隧道是由于洞口边坡滑塌造成安全事故。安全事故原因分析—4

安全事故原因分析—4高阳寨隧道进口塌滑事故1#石2#石3#石4#石5#石6#石0#石1#石2#石3#石4#石6#石坍塌体复原图5#石0#石0#石安全事故原因分析—40#石1#石2#石3#石4#石5#石6#石318国道0#石1#石2#石3#石5#石0#石0#石6#石4#石高阳寨隧道口边坡垮塌过程安全事故原因分析—41#石2#石3#石6#石4#石5#石0#石0#石高阳寨隧道口边坡垮塌过程安全事故原因分析安全对策建议

安全对策建议

在铁路建设的前期研究中，树立安全意识，

加强地质选线工作，确保工程安全可靠。

安全对策建议—1实行全过程安全风险管理

所谓安全风险管理，是指参与工程建设的各方通过风险识别、风险评价、风险处理和风险监控，以求减少风险的影响，以最低的成本获得最大安全保障的管理行为。（1）在项目开工前，就应该对隧道工程的安全风险进行评估，对工程中各种风险发生的可能性及不利后果应该有充足的认识，为项目决策提供参考。安全对策建议—2

实行全过程安全风险管理（2）通过各种手段，查清各种风险源对隧道建设安全的影响程度，有针对性的优化设计方案或采取工程措施，使安全风险控制在可以接受的范围之内。（3）严格实施各种安全风险对策措施，并应在施工期间对风险实时监控，定期反馈，随时与相关单位沟通。安全对策建议—2精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（1）隧道工程的地质勘察，应有足够的钻孔数量。隧道进出口附近应布置勘探孔，查清风化层的厚度和洞口地形的稳定情况。地质复杂、长度大于1000m的隧道，洞身应按不同地貌及地质单元布置勘察孔查明地质条件；主要的地层界限，重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制。埋深小于100m的较浅埋隧道或洞身段沟谷较发育的隧道，勘察点间距不宜大于500m。安全对策建议—3

精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（2）地质条件复杂的隧道应采用综合勘探方法。宜采用遥感图像地质解译、地质调绘、综合物探和钻探相结合的方法，详细查清各种不良地质的分布范围、影响程度、水压和隧道通过地段的井、泉、河流和水库分布情况，预测洞身最大及正常分段涌水量，评价隧道可能发生的地质灾害，在岩溶发育区，应分析突水、突泥的危险，充分估计隧道施工诱发地面塌陷和地表水漏失等影响环境条件的问题，并提出相应工程措施意见。安全对策建议—3精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（3）对地质条件极为复杂的隧道和风险等级较高的隧道，应进行专项地质加深工作，并召开专项地质工作专家评审会，组织工程地质行业权威专家对专项勘察资料和勘探成果进行评估验收，提高不良地质的判释精度。安全对策建议—3精心设计，对容易发生安全事故的环节，有针对性的制定工程措施

更新隧道设计理念，隧道设计除满足使用功能和耐久性外，更应重视施工安全。应制定合理的工期和施工进度指标，选择安全可靠的施工工法。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（1）合理选择隧道纵坡，尽量避开或减少不良地质体的影响，选择施工风险较低的的技术标准和方案。长长和特长隧道的纵坡应尽量采用“人”字坡，方便施工排水。岩溶区和承压水较高的隧道，洞身的位置应尽量抬高，使隧道在岩溶垂直渗流带穿越，避开水平循环带，减小承压水的压力。在我国西北地区，地表有黄土覆盖，洞身位置应尽量走低，加大隧道覆盖层厚度，尽量避免在土石分界面通过。对于地质复杂的山区铁路，如果桥隧比例较高，应尽量选择纵坡较大的线路标准，以适应地形，减少高桥、长隧的比例，降低工程风险，节约工程投资。线路沿沟谷选线应尽量避开短隧道群，可采用地质条件相对较好的长隧方案。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（2）选择合理洞口位置，制定保证安全进洞措施。

隧道洞口位置的选择应尽量避开沟谷地形，减少富水、浅埋、偏压段的长度。在我国的南部和东南沿海地区，洞口要避开低洼处的全风化花岗岩地层，京九线的岐岭隧道进口、温福线的刘洋寨隧道进口、龙厦线的象山隧道出口等，都是在全风化花岗岩中进洞，开挖遇水呈流塑状，施工难度和风险极大。应严格执行“早进洞，晚出洞”的原则，尽量减小边坡、仰坡开挖高度，防止洞口边坡滑塌，应先加固后开挖，必要时可以设置适当长度的明洞。在暗挖法施工的隧道洞口，应设置一环长度在20～40m大管棚作为超前支护措施，确保进洞施工安全。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（3）选择有利于施工和风险较低的施工辅助坑道。对对于施工辅助坑道，应优先选择平行导坑、横洞和无轨运输斜井，条件适宜时，可设置有轨运输斜井和竖井作为施工辅助坑道。辅助坑道的位置应结合隧道区域地质情况确定，尽量避免小角度通过断层破碎带。辅助坑道的断面除应满足运输车辆和通风管的布置要求外，还应设置高压风、供水及排水管路，并留有一定宽度的人行安全通道，对可能发生突水的隧道辅助坑道内，还应布置逃生装备专用洞室。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（4）合理确定支护措施和参数，防止塌方。隧隧道工程的支护措施和参数，设计不能简单的修正和套用通用参考图，而应根据超前地质预报的结果和施工实际揭示的围岩地质情况，适时进行调整。对于Ⅱ、Ⅲ级围岩局部破碎、裂隙发育地段，也可设置部分钢架支护，防止围岩掉块；对于产状近似水平岩石地层，拱部轮廓难以控制，应加强拱部的初期支护。对于软质岩为主的Ⅳ级围岩单线隧道，也可以设置部分格栅拱架，防止坍塌。拱顶上方有不良地质体的隧道段初期支护，应采取加强一级支护措施。对于双线隧道的Ⅴ级围岩段，浅埋、偏压或可能发生较大变形的隧道段，初期支护应优先采用型钢拱架。部分特殊围岩段，支护参数难以确定时，应采取宁强勿弱的措施，确保施工安全。安全对策建议—4

精心施工，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（5）制定特殊不良地质的风险预案。对可能发生突水、突泥，瓦斯等不良气体，特殊软弱围岩等不良地质地段，在施工中应考虑风险预案。并根据可能发生灾害的程度进行风险分级，对评为Ⅰ级风险的隧道，建议对施工方案进行专家评审，并纳入重点工程进行管理。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施

（6）根据隧道的地质条件，选择适宜的施工工法。对对工程地质和水文地质条件较好、施工场地和运输道路适宜的特长隧道应优先采用掘进机法施工。对于钻爆法施工的隧道，Ⅱ级围岩可采用全断面法施工，Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法施工，深埋Ⅴ级围岩隧道可采用微台阶法施工，部分大断面隧道的洞口浅埋、偏压段可采用双侧壁导坑法施工。安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，

有针对性的制定工程措施（7）密切配合施工,及时进行变更设计。由由于隧道工程地质的复杂性和不确定性，受勘探手段和勘探时间的限制，在勘察设计阶段难以完全搞清隧道工程地质条件。这就要求在施工过程中，及时核对施工揭示的围岩状况，如与原设计不符时要及时进行变更设计。安全对策建议—4精心施工，严格作业程序，落实安全措施

隧道施工一定要把安全放在首位，所安排的各项作业，都要在确保安全的前提下进行。应严格按照施工工序和施工工艺的要求，认真落实各项安全保证措施，确保工序的施工质量。进行风险高的作业时，应制定安全作业指导书，并制定应急预案。正确处理好安全与工期，安全与效益的关系。

安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（1）制定合理施工组织方案，严格作业程序，落实各项安全措施。

不良地质段隧道的开挖作业，应在超前支护的保护下进行，开挖后，及时喷射混凝土封闭岩面，施作锚杆，安装钢拱架、钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。分部开挖时，应使初期支护尽快封闭成环。台阶长度不应超过1.0倍洞径，初期支护封闭后，可尽快施工仰拱和填充，并尽早施作二次衬砌。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（2）加强设备投入，提高机械化施工作业水平，减少劳动力的使用。可购买高效率的超前钻机，进行超前探明地质；超前支护的管棚和爆破钻孔可采用钻孔台车打眼；锚杆施工采用锚杆作业台车，安装钢拱架，使用钢拱架架设机，喷射混凝土采用混凝土喷射“机器人”，仰拱施工采用仰拱防干扰作业栈桥。这些措施可大大提高隧道机械化施工作业水平，提高作业效率，改善洞内的作业条件，减少劳动力的使用，可有效消除很多安全隐患。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（3）认真做好隧道施工地质超前预报，及时发现开挖作业面前方的地质异常点，确保每循环作业安全可控。应将施工地质预报工作纳入正常的施工工序，对工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发突水、突泥等地质灾害的隧道，地下水发育、围岩软弱、富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力隧道，可委托经验丰富的专业队伍开展超前地质预报工作。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（4）对可能发生地质灾害的隧道作业工区，应配备防灾报警措施，制定防灾预案。隧道施工防灾报警系统可设置声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生装备、应急排水等系统，制定防灾预案，并经常组织逃生演练。安全对策建议—5强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患

（1）加强现场管理，对各项安全保证措施实行有效的监督，及时反馈各种风险信息，组织各层次的安全知识培训，加强现场的技术力量，充分发挥监理的作用，及时消除各种安全隐患。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（1）现场应成立专职安全管理机构，设立专职安全长、安全员。

建设单位、配合施工的设计人员、现场监理人员、施工单位均应配备专职安全长和安全员，按照各自职责分工，检查各项安全措施的落实情况。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（2）组织安全知识培训。根据工程的特点，对各项作业的安全保证措施，各种防灾应急预案和防灾报警、疏散系统的有关要求，逃生、救生装备的使用、安全作业指导书等内容，都要组织安全培训，使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（3）加强现场技术管理，现场配备必要的消防器材。

现场应配备经验丰富的技术人员，结合工程实际，进行安全事故“预想”、“预防”工作，并及时制定各种安全应急处理方案。在安放电器位置和主要施工工序的工作面，应配备必要的消防器材和防毒面具，发生火灾时，可迅速扑灭，作业人员可佩戴防毒面具逃生。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患

（4）发挥监理的作用，实行安全生产一票否决制。监理对现场违章操作、制定的安全生产保证措施不落实的实行一票否决制，可随时签发安全生产不合格停工令，对现场的安全生产实行有效监督，消除各种安全隐患。安全对策建议—6合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法

合理的工期和投资，是保证施工安全的前提条件，科学的建设管理办法，是规避施工风险，保证施工安全的有效手段，施工安全要从源头抓起。安全对策建议—7

合理的安排工程工期，实事求是核定工程

投资，制定科学的建设管理办法（1）合理安排隧道工程的工期由于隧道施工只能通过几个有限的工作面进行，施工场地狭小，各工序干扰大，如果工期太紧，可能会影响一些工序的施工质量，如锚杆注浆不饱满，初期支护背后的空洞不密实等，会给施工留下安全隐患。工期太紧，还可能造成施工单位减少超前预报的次数，简化预报内容，这样超前地质预报的精度就会大大降低。另外，工期太紧，还可能造成冒进，如一个循环的爆破进尺可能比设计偏大，这样支护时间就比较长，围岩自稳时间不足时，会造成坍塌，影响施工安全。安全对策建议—7

（3）施工风险较高的隧道应采用专业化施工队伍。在招投标阶段，应重点审查施工单位隧道专业技术水平和安全生产业绩，个别安全生产事故频发，隧道专业技术水平较低的施工企业，不允许承担隧道工程