李 寧
(中鐵建海南投資有限公司,海南 陵水 572400)
山區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,長(zhǎng)大隧道施工難度較大,提供的施工區(qū)域較為狹窄,存在大量的平行交叉作業(yè),在此背景下必須全面確保施工安全[1]。工程事故易發(fā)生于各施工環(huán)節(jié),諸如開(kāi)挖、爆破、襯砌等。因此,立足于山區(qū)高速公路隧道工程,圍繞其中的安全管理措施展開(kāi)探討極具必要性。
靈河高速公路LJ6標(biāo)段K28+700~K34+500,總長(zhǎng)度5.8 km,設(shè)計(jì)車(chē)速80 km/h。經(jīng)勘察得知,本標(biāo)段共含3座隧道,高墩高度57 m,路基施工環(huán)節(jié)采取的是開(kāi)挖方式。以K28+700~K29+150段較為特殊,該處為深挖方段落,最大深度超47 m。
從施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境出發(fā),做出科學(xué)的部署,依據(jù)進(jìn)料、堆料等環(huán)節(jié)作業(yè)需求,將施工現(xiàn)場(chǎng)劃分為多個(gè)區(qū)塊,以公安局驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo),確定合適的炸藥庫(kù)地址,合理規(guī)劃棄碴場(chǎng),以免對(duì)隧址周邊的河流等自然生態(tài)造成不良影響。正式施工前,編制安全專(zhuān)項(xiàng)方案,做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè),在全面掌握地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上,確定合理的鉆爆方案,調(diào)節(jié)好各工序順序,使各環(huán)節(jié)施工均有序推進(jìn)。隧道施工環(huán)境較為特殊,對(duì)通風(fēng)、排水、通信等均提出較高要求,因此,應(yīng)對(duì)其采取專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),做好技術(shù)交底并針對(duì)施工人員展開(kāi)安全培訓(xùn)。
洞口施工最為基礎(chǔ),考慮到洞口穩(wěn)定性要求,需設(shè)置邊坡與仰坡,在此基礎(chǔ)上增設(shè)天溝等排水設(shè)施,有效引導(dǎo)地表水,為隧道施工創(chuàng)設(shè)安全的環(huán)境[2]。展開(kāi)分項(xiàng)工程作業(yè)前,需要面向基層員工做好技術(shù)交底。實(shí)際施工中,注重對(duì)施工人員的管理,進(jìn)出洞均要簽字確認(rèn),落實(shí)交接班制度,安排專(zhuān)員監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)狀況并將其記錄好。隧道施工環(huán)境復(fù)雜度高,存在諸多潛在危險(xiǎn),所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員都要佩戴安全防護(hù)用品,并確保“五管、三線(xiàn)”符合規(guī)范,針對(duì)存在的問(wèn)題積極做出整改。
1)面向施工人員展開(kāi)培訓(xùn)與考核,施工之前做好技術(shù)交底。
2)爆破施工主要使用到炸藥、導(dǎo)火索等各類(lèi)器材,針對(duì)其采取全面的安全管理措施必不可少,并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置警示標(biāo)志。
3)挑選具有高度專(zhuān)業(yè)水平的爆破人員,需做到持證上崗,輔助人員做好本職工作,不可參與到裝藥、引爆之中,且現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛裝運(yùn)時(shí)需調(diào)節(jié)好車(chē)速,不可出現(xiàn)急剎車(chē)等情況,否則會(huì)因碰撞而引發(fā)爆炸等問(wèn)題。
4)炸藥庫(kù)的安全防護(hù)工作尤為重要,需設(shè)置防爆照明燈,挑選具有較高穩(wěn)定性的照明線(xiàn),且要增設(shè)安全防盜設(shè)置,安排專(zhuān)員定期檢查炸藥庫(kù)存與存放效果,針對(duì)發(fā)放與使用情況做好記錄。
5)正式爆破前,在現(xiàn)場(chǎng)拉設(shè)警戒線(xiàn),在確保無(wú)誤后方可爆破。
1)圍巖及支護(hù)狀態(tài)觀(guān)測(cè)。結(jié)束隧道開(kāi)挖作業(yè)后,需要確定施工區(qū)域內(nèi)的圍巖類(lèi)別,全面檢驗(yàn)開(kāi)挖后的地質(zhì)情況,諸如構(gòu)造與產(chǎn)狀、滲水問(wèn)題等都要得到全面的記錄,引入打分法以便評(píng)定工作面實(shí)際狀況,將實(shí)際情況與原地質(zhì)資料對(duì)比分析[3],若存在較大差異便要將實(shí)際情況提交至上級(jí),此環(huán)節(jié)采取的是相機(jī)拍攝的方式,更為直觀(guān)地呈現(xiàn)實(shí)際情況,開(kāi)挖作業(yè)后需形成掌子面地質(zhì)素描圖。
2)隧道周邊位移觀(guān)測(cè)。此環(huán)節(jié)引入了全站儀設(shè)備,在其支持下能夠檢測(cè)洞身凈空三維變形情況。從工作原理的角度來(lái)看,通過(guò)測(cè)站觀(guān)測(cè)各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),明確各自的方向與距離,并基于坐標(biāo)變換的方法求得所在測(cè)站的具體位置情況,以所得的坐標(biāo)為基準(zhǔn),進(jìn)一步求得各變形點(diǎn)的坐標(biāo),隨后將該數(shù)據(jù)導(dǎo)入機(jī)載程序中,可以獲得具體變形量。基于此方法觀(guān)測(cè),所得結(jié)果如表1所示。隧道周邊位移觀(guān)測(cè)也尤為關(guān)鍵,不同圍巖狀況下對(duì)應(yīng)的檢測(cè)間隔存在差異,V級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅱ級(jí)與I級(jí)五類(lèi)圍巖各自對(duì)應(yīng)的間距分別為10~20、20~30、30~50、100 m與150 m。關(guān)于測(cè)點(diǎn)的設(shè)置,要求各個(gè)斷面均為5個(gè)。部分區(qū)域較為特殊,如斷層破碎帶等,需適當(dāng)加密觀(guān)測(cè)點(diǎn),以便提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性。
表1 隧道周邊收斂、拱頂下沉量測(cè)頻率表
注:B為隧道寬度。
3)淺埋地段監(jiān)控量測(cè)。V級(jí)圍巖施工環(huán)境最為復(fù)雜,若隧道埋深在30 m內(nèi),可將其視為淺埋隧道,需為之展開(kāi)地表變形觀(guān)測(cè),控制好各斷面位置,彼此縱向間距為10~15 m,較特殊的是洞口處,其必須設(shè)置觀(guān)測(cè)斷面?,F(xiàn)代工程中,觀(guān)測(cè)儀器必不可少,考慮到結(jié)果準(zhǔn)確性要求,需做好儀器的檢驗(yàn)工作,在后續(xù)觀(guān)測(cè)過(guò)程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄完整,為下一階段的施工作業(yè)提供指導(dǎo)。
4)錨桿抗拔力檢測(cè)。充分考慮隧道施工規(guī)范,各組錨桿數(shù)量控制在200~300根,并通過(guò)拉拔的方式檢驗(yàn)其質(zhì)量,各組抽檢數(shù)量以3根為宜,一旦有2根出現(xiàn)破壞,便可視為不合格,存在于該斷面的錨桿都要再次安裝。
5)圍巖應(yīng)力量測(cè)。此環(huán)節(jié)需得到壓力盒與頻率接收儀的支持,二者共同完成量測(cè)作業(yè)。在埋設(shè)作業(yè)前,需做好壓力盒標(biāo)定,在此基礎(chǔ)上將其埋設(shè)并讀取初始值,后續(xù)階段以既定檢測(cè)頻率為準(zhǔn)持續(xù)性獲得數(shù)據(jù),分析得到的壓力盒標(biāo)定曲線(xiàn),從而明確具體壓力情況,此部分即指的是圍巖應(yīng)力值,以此為依據(jù)評(píng)定圍巖穩(wěn)定狀況,針對(duì)穩(wěn)定性欠佳的區(qū)域采取加強(qiáng)支護(hù)措施。
通過(guò)上述提及的多種量測(cè)方法,可獲得實(shí)際施工數(shù)據(jù),用于評(píng)定圍巖、支護(hù)的施工質(zhì)量,分析其是否具有穩(wěn)定性,并作為設(shè)計(jì)方案優(yōu)化與施工的指導(dǎo)。取得的量測(cè)數(shù)據(jù)需通過(guò)動(dòng)態(tài)化的方式做出反饋,具體流程如圖1所示。
圖1 監(jiān)控量測(cè)與信息反饋程序圖
依據(jù)本隧道工程的地質(zhì)情況,由于施工環(huán)境較為復(fù)雜,因此在全斷面設(shè)置探孔時(shí),具體數(shù)量以1~3個(gè)為宜,各自的孔深控制在30~50 m,并以隧道外輪廓為基準(zhǔn),要求設(shè)置的探孔需比該處長(zhǎng)1.5~3 m。檢測(cè)數(shù)據(jù)需得到完整記錄,并將其與設(shè)計(jì)圖紙做對(duì)比分析,明確二者的差異程度,富有針對(duì)性地展開(kāi)支護(hù)與二襯施工。當(dāng)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值存在偏差且超出合理范圍時(shí),需向上級(jí)提交變更申請(qǐng),針對(duì)既定的開(kāi)挖與支護(hù)方案做出優(yōu)化,確保施工現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定性。
1)宏觀(guān)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作的具體內(nèi)容主要體現(xiàn)在地應(yīng)力、巖石強(qiáng)度兩個(gè)層面,需通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方式明確是否會(huì)出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象。
2)本工程引入全斷面光面爆破開(kāi)挖的方式,施工中確定合適的用藥量,最大程度上確保圍巖穩(wěn)定性,經(jīng)爆破作業(yè)后所得的輪廓應(yīng)足夠光滑,不可出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
3)掌子面與周邊圍巖易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,針對(duì)其采取超前鉆孔作業(yè),通過(guò)高壓注水的方式處理圍巖,適當(dāng)降低彈性模量,起到控制巖爆的效果。
4)采取合適的支護(hù)措施,結(jié)束爆破作業(yè)后,需及時(shí)處理拱部與側(cè)壁,通過(guò)噴射混凝土的方式使其具有足夠的穩(wěn)定性,隨后增設(shè)錨桿與鋼絲網(wǎng)。施工中注重監(jiān)測(cè)管理,當(dāng)出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象時(shí),需分析支護(hù)與巖體狀況,不可出現(xiàn)剝落等問(wèn)題,當(dāng)其具有足夠的穩(wěn)定性后,采取噴錨網(wǎng)修補(bǔ)措施,在此基礎(chǔ)上針對(duì)整個(gè)隧道補(bǔ)噴混凝土,全面提升穩(wěn)定性,并確?;炷羾娚浜穸冗_(dá)到5 cm。
山區(qū)高速公路隧道對(duì)技術(shù)水平提出較高要求,存在大量的安全隱患,總體上安全問(wèn)題已得到控制,但局部形勢(shì)依然較為嚴(yán)峻。對(duì)此,本工程從施工現(xiàn)場(chǎng)情況出發(fā),依據(jù)行業(yè)規(guī)范,采取全面的安全管理措施,給隧道施工創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定環(huán)境,提升企業(yè)效益。
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