公路隧道施工安全全套课件2016.ppt
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1、公路隧道施工安全,施工安全概述,公路隧道施工及成就 隧道施工安全技术 典型事故案例分析 事故处理 塌方处理 结束语,一、施工安全概述,土木工程施工业从业人数众多, 同时它又是一个与工作相关的事故和 疾病发生比例非常高的行业,在许多 国家都是最危险的行业,带来了巨大 的生命财产损失。,风险无处不在,据国际劳工组织(International Labor Organization,ILO)估计:2003年全球的 重大职业安全事故总数为35.5万起,其中 土木施工业的安全事故约6万起,占,16.9%,也就是说该行业每10分钟就会发生 一起致命事故。,在工业化国家,发生在土木工程施工工地 上的死亡人数
2、在与工作相关的死亡中占据 的比例高达25%40%,而该行业雇佣的劳 动力在全部劳动力中所占比例为6%l0%。,我国是发展中国家。一般而言,发展中国家 建筑业的劳动力比发达国家更为密集,完成 同样的工作量大概需要2.510倍的工人,事 故的数量也比发达国家多得多。我国土木施 工业的从业人数巨大,90年代初为2500万 人,2003年为3893万人,2006年约4000万 人,约占全世界施工建筑从业人数的25%。我 国高发的施工安全事故也造成了大量的人员 伤亡,据国家安全生产监督管理局发布的数 据,2004年建筑施工业死亡总人数达到了 2789人,2005年施工建筑业发生伤亡事故 2288起,死亡
3、2607人。,目前我国安全事故总量居高不下, 随着我国经济的持续发展,安全事 故问题会日益突出,而且在未来相 对长的时间内,我国安全生产形势 仍将十分严峻,事故发生率仍有可 能在高位徘徊。,2005年12月14日凌晨5点左右,贵开高等级 公路第五标段在建的小尖山桥发生支架垮 塌事故。当时,桥面共有22名施工人员,事 故造成7人死亡。,四川都江堰隧道爆炸造成44人遇难11人受伤,2005年12月22日下午,都汶高速公路董家 山隧道瓦斯爆炸事故遇难人数最终确定为 44人,同时有11人受伤。,2003年5月22日上午730分,由甘肃省天 地路桥工程有限公司(原名甘肃省张掖公路 总段)负责施工的甘肃省
4、兰州至临洮高速公 路第11合同段K58+820米左侧上边坡发生坍 塌,将8个正在施工的民工埋入土体中,造 成7人死亡,1人受伤的重大事故。,哈尔滨天恒山隧道入口坍塌,5人死亡 两人失踪,2007年2月22日13时40分,春节期间一直在,施工建设的哈尔滨绕城公路天恒山隧道入,口处发生大面积坍塌,事故中7名工人被埋。,2009年3月16日上午7时50分,中铁十四局集 团正在连云港东疏港高速公路后云台山隧道 进行右线掘进施工时,距离隧道洞口约962米 处,拱顶正前方突然出现局部坍塌,导致7名 施工人员被困。,其中3名轻伤,1人重伤,另外3人抢救无效而 死亡。,在公路等重大基础设施建设中,必 须要吸取
5、以往的经验教训,牢固树 立工程安全第一的指导思想,科学 规划、科学设计、科学施工和管 理,并进行科学的风险评估,工程 质量安全必须在工程全过程中得到 充分考虑。,一些工程设施出现的安全问题,不少 都是由于前期准备工作不足、调查研 究不够,再加上规划、设计、施工各 个阶段工作中有疏漏又缺少实时监测 和风险评估造成的。,安全生产是党和国家的一贯方针和基 本国策,是保护人民生命安全、健 康,促进社会生产力发展的基本保 证,也是保证社会主义经济发展、进 一步实行改革开放的基本条件。,安全生产管理的方针是:坚持 安全第一、预防为主。,安全的内容与主要控制措施,安全包括:人身安全、健康和财产安全。,安全控
6、制的三大主要措施:安全法规、安 全技术和工业卫生。,职业安全健康方针、组织、计划与实施评 价、改进是职业安全健康管理体系的核心 要素,要坚持持续改进。,安全法规又称劳动保护法规,是采用立法的手段 制定保护职工安全生产的政策、规程、条例、制 度。,安全技术是在施工过程中为防止和消除伤亡事故 或减轻繁重劳动所采取的措施。,工业卫生是指在施工过程中为防止高温、严寒、 粉尘、噪声、振动、毒气、废液、污染等对劳动 者身体健康的危害而采取的防护和医疗措施。,三大措施与控制对象和控制内容的关系是:安 全法规侧重于对劳动者的管理、约束劳动者的 不安全行为,因此,其控制的主要内容是安全 生产责任制、安全教育、安
7、全事故的调查处理。 安全技术侧重于对劳动对象和劳动手段的管 理,消除、减弱物的不安全状态,其控制的主 要内容是安全检查和安全技术管理。工业卫生 侧重于环境的管理,以形成良好的劳动条件, 其控制的主要内容亦是安全检查和安全技术管 理。,安全控制管人、管物、管环境 安全施工体系:人、物、环境,质量、进度、成本与安全的关系,四要素:质量、进度、成本与安全 关系:密切相关、相互制约又相辅 相成并有机地联系在一起,施工项目的质量与安全是工程建设的核心, 是决定工程建设成败的关键。“生产必须安 全,安全为了生产”。“安全第一”与“质量第 一”并不是矛盾的,而是辩证的统一。安全是 为质量服务的,质量亦需以安
8、全作保证,安 全也是质量的特点之一。抓住质量与安全这 两个环节,施工就能顺利进行,就能获得良 好的社会效益、经济效益和环境效益。,施工进度的实现,必须以安全为保 证,这是显而易见的,为实现施工进 度而不断发生安全事故,施工进度当 然无法实现。投资和成本与安全亦是 息息相关,如果施工中经常出安全事 故,则进度、质量均受影响,投资效 益受损,成本就要增加。,安全生产的基本原则与要求,基本原则:“安全第一,预防为主” 和坚持“管生产必须管安全”,二、公路隧道施工及成就,公路隧道的修建是形势的需要,中国地域辽阔,南北长约4000km,东西长 约4500km,海拔地势高差达5000m左右,地表 起伏很大
9、,峡谷、丘陵、高山遍布在23国 土上,平面投影面积960万平方公里,立体面 积超过2000万平方公里,居住着56个民族, 近13亿人口,所以公路一直、今后永远是我 国人民出行的主要交通方式。,随着生活节奏的加快和科学技术的进步,要 求安全、舒适、快速、方便经济的运输方式 已提到日程上来。尤其是公路更加满足不了 乘客的需求,过去多用盘山绕行、挖深路堑 修建公路,不仅增加了里程,降低了行车速 度,增多耗油量、破坏了环境,而且行车很 不安全,给汽车本身也带来了机械损耗,赶 上冬季,线路多在冰冻线以上,,山高、路滑、坡陡而翻车、封路的事件屡屡 发生。深挖路堑形成高边坡,不仅损失了许 多土地,也破坏了自
10、然景观,常常带来大的 滑坡、坍方等病害。所以从实施可持续发展 战略出发,长大公路隧道像雨后春笋一样迅 猛发展起来,到2000年底我国公路隧道已有 1684座,总长有628km。其中有首座半横向 通风自动化最高的深圳梧桐山隧道、,板樟山隧道等一批城市公路隧道;有广州白 云山双向三车道大跨度扁平率为0.6左右的 隧道;有福州多连体四连拱象山隧道(宽,35.4m,高8.9m);有近距离四连拱宽45.6m,的科苑立交隧道;有应用最多、大跨(32 35m)双连拱,具有代表性的京珠高速公路 五龙岭隧道;有首次采用竖井和纵向射流运 营通风技术的中梁山隧道;,有逆光照明不在洞口设光过渡段的猫狸岭隧 道;有处于
11、3800m高海拔、高寒(平均7 最 高 达 35 ) 地 区 施 工 的 青 海 大 板 山 隧 道;有处于高地应力区的川藏公路二郎山隧 道;有穿越高浓度、高压力煤层的华蓥山隧 道(长4705m),以及双向分离式四车道国内 最长18.4km终南山隧道和长度大于6km以上鹧 鸪山隧道、,泥巴山隧道、雪峰山隧道等,总之随着技 术的不断发展和运营的需要,公路隧道趋 势是隧道越修越长,隧道越修越宽、技术 越来越难、越复杂。,公路隧道的修建涉及到结构、防排水、 岩土、地质、地下水、空气动力、光学、 消防、交通工程、自动控制、环境保护、,工程机械等多学科、综合复合技术,需要多学 科进行联合研究、进行攻关。
12、我国公路隧道已 有长足的发展,对围岩动态量测反馈分析技术、 组合式通风技术、运营交通简易监控技术、新 型防水、排水、堵水技术、围岩稳定技术、支 护及衬砌结构技术等都有许多工程实例、业绩 和成果,其中大部分成果已处于国内领先水 平,还有一些成果已达到国际先进水平。,近年来我国隧道在设计和施工方面技术水 平的进步和提高 通过多年的发展,我国的隧道设计和施工技术水,平的取得了很大的进步,无论从长度、断面大小、施,工难道,涉及领域都进入了世界隧道修建的前列。,(1)隧道工程勘察设计水平的进步和提高,最大限度的利用周边围岩和支护功能,尽量减少对围,岩的扰动,要“爱护”和“保护”围岩。二次衬砌原则上,是在
13、围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑,围,岩与支护结构形成一个整体,提高支护结构的可靠,度;尽量使隧道断面周边轮廓圆顺,避免棱角突变处,应力集中。,隧道工程设计理念的进步 新奥法设计施工的灵魂:围岩是主要承载单元,,长大隧道与复杂特殊地质隧道专项地质工作和施工期,间的隧道施工地质工作,越来越受到重视。,施工地质超前预报工作是修正、完善前期地质勘察工作成果的一 种重要手段,一方面它可以完善设计地质资料,优化设计方案,指导施 工决策科学化,另一方面可以对勘察遗漏的不良地质体给施工带来的困 难给予及时的预报,指导工程施工,同时超前地质预报可以降低地质灾 害发生的机率,保证施工人员和设备的安全。,提
14、高了对地质工作的认识,增强了环保意识,符合环境要求,体现可持续发展的原则。现在的 隧道工程,坚持减少对环境的破坏性影响,并尽可能使工程和 环境相协调的原则。,节约土地资源、减少对自然的破坏多采用隧道工,程和特长隧道。,环保设计,严格隧道早进晚出、减少洞口边仰坡大刷大挖,采用新型的环保洞门形式。,保护地下水资源防止地下水流失,采用“以堵为主、限量,排放”的防排水设计理念,工程项目实施前应进行环境影响评价,工程的设计的同时,应进行环境保护设计。,绿 色 环 保 洞 门,和谐工程,新奥法及浅埋暗挖技术更加成熟,大跨度、浅埋隧道、海底(水底)隧道、地铁隧道越来,越多地被设计和施工。,运用信息化设计和动
15、态施工管理,隧道建设可分为调查、设计、监测和施工四个环节,在 初步地质调查的 基础上,根据经验方法,通过力学计算进行 预设计,初步选定支护参数,然后在施工过程中根据监控量 测所获得的关于围岩稳定和支护系统工作状态的信息,对施 工过程和支护参数进行调整。,(2)隧道工程施工技术的提高,隧道施工的机械化水平,特别是特长隧,道和城市地下铁道的机械化水平的有了显著的 提高,铣挖凿岩机,电脑台车,模 板 台 车,有轨运输装碴施工,无轨运输设备,凿岩台车 有轨运输混凝土施工,困难地质条件下的隧道修建技术水平有了进一 步提高,积累了更为丰富的克服高瓦斯隧道、高地 应力,大涌水等不良地质条件的经验。,特长隧道
16、的快速修建,随着隧道施工技术的突飞发展,采用辅助通道,实现 长隧短打的设计和施工理念,特长隧道逐渐占领了隧道的 发展舞台。,新技术、新工艺、新材料、新设备的应用使隧道的施,工技术得到了突飞猛进的发展。,新技术新奥法设计和施工理论、浅埋暗挖施工技术、,盾构施工技术、TBM施工技术、隧道防水技术。,新工艺CD、CRD、双侧壁施工方法、预切槽开挖施,工,湿式喷射混凝土工艺、喷射纤维混凝土工艺、整体液压模 版台车施工二次衬砌工艺的使用、,新材料新式防水材料、自进注浆锚杆、柔性通风管、,锚杆锚固材料、混凝土外加剂等。,新设备GPS全球定位系统、电脑导引台车、隧道掘进 机、盾构机、铣挖机、管棚钻机、电动铲
17、装机、312装碴机、 整体模板台车,全圆模版台车等。,(3)隧道建设取得的成就和涉及的领域,特长隧道,铁路隧道的特长隧道比较多,而且施工经验比较成熟,(见下表)。近几年公路隧道、引水隧洞超过10km的隧道也 越来越多了,穿越秦岭的终南山公路隧道长18km,锦屏电站 引水洞隧道17km、山西引黄工程南干隧洞42.57km,大伙房电 站引水洞85km。,特长隧道的施工考虑的主要因素有:施工工期、辅助,施工通道设置、隧道通风、机械配套和快速施工组织。 其中 隧道通风和快速施工组织是重点。,中国铁路特长隧道表, 大断面隧道,铁路双线隧道、公路隧道隧道断面一般在80110m2, 而海底隧道、高速公路三线
18、、四线隧道及近来修建客运专线 双线隧道,隧道断面又比铁路双线隧道、公路隧道大好多, 最大达230 m2,小浪底导流洞开挖面积220320 m2, 二滩水电站导流洞断面尺寸为17.5*23m断面面积402.6m,湖 北省巴东县清江水布垭导流洞23.8*20.93。,大断面隧道开挖断面大,隧道跨度大,隧道围岩稳定性 相对较差,一般多采用分部开挖法,施工进度相对较慢。,二,四,高速公路多车道隧道,一,一,临时支撑(必要时),一,三,临时支撑(必要时),1,2,2,六,七,7,五 4,7,6,3,8,5,5,1,4,9,9,9,9,9,8,龙头山隧道四车道,2%,2%,1,08,4,0,18,10,8
19、,40,18,51 7 2,cm,客运专线双线隧道 cm cm,cm cm cm,V 级 围 岩 复 合 式 衬 砌 断 面,近十年来修建的大断面公路隧道表,双向八车道龙头山隧道 (20.8m),运用“双侧壁导坑法”修建国内第一大 案跨双连拱的公路隧道最大开挖跨度 .米的京珠高速公路五龙岭隧道。,采用“眼镜工法”工艺修建三线大 跨(22米)软弱、偏压铁路隧道 全长1285米的襄渝线狗磨湾隧道,瓦斯隧道,瓦斯隧道是一种特殊的隧道,由于瓦斯对隧道施工,的特殊影响,安全性是瓦斯隧道的施工最基本要求,应该 采取措施确保瓦斯隧道的 施工安全。 瓦斯隧道的施工组织设计应有针对性,施工工具、设备及材料选用根
20、据瓦斯隧道的等,级选用施工机械设备。,隧道内所用的爆破器材必须采用煤矿专用,爆破器材。,施工通风编制全隧道和各工区的施工通风设计,必须,要有专门机构进行通风 。,瓦斯预测警报瓦斯预测,瓦斯防突、防爆及瓦斯检,测。,安全管理制度及实施制定相应的管理制度、工作流程,及岗位责任制度、安全培训。,编制瓦斯隧道施工应急预案-包括技术、组织、安全、,通风、抢险、救护等技术组织措施。,b、侯月铁路云台山隧道。全长8144米。,已建成的瓦斯隧道 c、 广渝高速公路华蓥山隧道全,长4705.95m。,a、 南昆铁路家竹箐隧道全长4975米,,隧道洞身有1085米是煤系地层 ,斯压力,测算值大多超过0.6Mpa,
21、最高的达到,1.34Mpa ,瓦斯涌出量最多达到每小时,349立方米 。,d、 内昆铁路朱嘎隧道,隧道全长5194,米 ,瓦斯浓度为5.4,最大压力达1.3兆帕。,富水隧道、高压隧道,由于地质构造的影响,隧道富含地下水,对隧道的施工 形成很大的影响。有代表性的隧道有圆梁山隧道、歌乐山隧,道、锦屏电站引水隧洞水头压力700m,京广线南岭隧道,长梁 山隧道5#斜井施工(每天涌水量4000m/d)等。,对于富水隧道一般采用采取地质超前预报,探明富水地 质构造,然后采取红外线探水技术,探明前方地下水的发育 情况 然后采取合理治水的方案,一般采用帷幕注浆和小导管 注浆堵水施工封堵地下水。,50,17.5
22、5,17.55,第1 段 第2 段 第3 段,35m 50m 70m,开挖长度,50m,1120,隧 道 中 线,200,注浆方案 帷幕注浆方案,隧道注浆,隧道注浆,海底(水底)隧道 水底隧道有黄浦江越江交通隧道盾构法施工,南京跨长江隧道 广州市穿珠江水底隧道 厦门海底隧道 青岛黄岛海底隧道,盾构法施工 沉管法施工 钻爆法施工 钻爆法施工,主要工程风险,进出口段、浅埋段易产生大变形和坍塌。,穿越水下段易出现高压突、涌水。,水下断裂带及水下风化深槽易出现高压突、,涌水和坍塌。,易发生灾难性事故。,施工措施,超前地质预报 注浆技术 超前支护,隧道施工技术双侧壁、CRD、CD、上下导坑法 防灾技术,
23、防塌、放变形技术 施工监测,防灾和紧急救援,隧道施工安全风险管理,黄土隧道,采用非爆破开挖技术 a、超前支护技术,b、支护紧跟、及时封闭成环 c、施工方法:,CD法、CRD法、双侧壁法、弧形导坑法,d、施工变形量测,e、其它辅助方法:井点降水、地表加固处理等,岩溶隧道 有岩溶存在的隧道有: 渝怀线圆梁山隧道(11.68m)设计与施工的难题进行攻 关。,京广线南岭隧道(6060.33,m)南岭隧道洞身通过5处,较大的溶蚀洼地,为浅埋岩溶隧道。洞身岩溶发育,断裂、 裂缝交错,岩溶洞穴串连成网状分布,雨季洞内总涌水量达 每日87.11千吨,溶槽内充填大量软塑状粘泥。施工过程中洞 内发生突水涌泥24次
24、,地表陷坑52处,属国内罕见。,渝怀线郁山隧道全长7205米,隧道内地质复杂,溶洞甚 称全线之最,为国内长大隧道所罕见,全隧道11个大溶洞, 位于隧道中央,最大溶洞长25米、宽100多米、高20米。 沪蓉西高速齐岳山隧道8155米。溶洞沿隧道线路方向长 40米,阔53.1米,最大空间高度24米,溶腔体积约1.6万立方,米。,岩溶隧道,隧 道 中 出 现 溶 洞,岩溶隧道施工要点,超前地质预报探溶洞、探水、 防突水、突泥注浆技术 岩溶施工处理方案:,隧道通过岩溶地区时,施工前应根据设计图结合施工现 场情况,采用综合超前地质预报,探明溶洞的分布范围、类 型、规模、发育程度、填充物、地下水的情况(有
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