第三章 洞口工程施工安全技术与风险控制
第一节 风险控制总体策略
一、隧道洞口工程的特点
隧道洞口工程是指隧道工程出入口部分的建筑物,包括洞门,洞口通风和排水设施,边、仰坡支挡结构和引道等。
隧道洞门的作用是:保持洞口仰坡和路堑边坡的稳定;汇集和排除地面水流;便于进行建筑艺术处理。
常见洞门的主要形式有:环框式、端墙式、翼墙式等。环框式洞门:将衬砌略伸出洞外,增大其厚度,形成洞口环框,适用于洞口石质坚硬、地形陡峻而无排水要求的场合。端墙式洞门:适用于地形开阔、地层基本稳定的洞口;其作用在于支护洞口仰坡,并将仰坡水流汇集排出。翼墙式洞门:在端墙的侧面加设翼墙而成,用以支撑端墙和保护路堑边坡的稳定,适用于地质条件较差的洞口;翼墙顶面和仰坡的延长面一致,其上设置水沟,将仰坡和洞顶汇集的地表水排入路堑边沟内。此外,当地形较陡、地质条件较差,且设置翼墙式洞门又受地形条件限制时,可在端墙中设置柱墩,以增加端墙的稳定性,这种洞门称为柱式洞门。它比较美观,适用于城郊、风景区或长大隧道的洞口。在傍山地区,为了降低仰坡的开挖高度,减少土石方开挖量,可将端墙顶部作成与地表坡度相适应的台阶状,称为台阶式洞门。
在软土地区,为保证行车安全,减少土方工程量,须在引道段建造适当形式的支挡结构,用以挡土、隔水和防洪。其形式有:(1)重力式、半重力式挡墙,适用于堑壕深度不大的引道,多用浆砌块石建造;(2)钢筋混凝土L形或倒T形挡墙,与路面一起构成分离式引道,结构强度高,轻型美观,适宜在城市中应用;(3)加筋土挡墙,主要由墙面板、拉筋及填料三部分组成,拉筋外端与墙面板连接,其余部分埋在填料中,起承受拉力的作用;(4)板桩拉锚挡墙;(5)地下连续墙型支挡结构,适用于深度较大的引道;(6)槽形支挡结构,是由两侧挡墙和底板连成一个整体的U形钢筋混凝土结构,适用于深度和宽度较大的引道。
砌筑洞门的材料主要为浆砌块石、混凝土及钢筋混凝土。端墙与洞口环衬砌应连接良好,端墙和翼墙后的空隙应及时回填紧密。
二、隧道洞口工程施工安全风险控制总体策略
隧道进洞前必须完成洞口工程。在隧道洞口施工中,主要防控洞口边仰坡坍塌事故、高处坠落伤害、爆炸伤害和机械伤害,其风险控制的总体策略为:
(1)隧道洞口段由于岩石、土体破碎,边坡稳定性差,因此洞口段施工是整个隧道工程施工的关键。针对隧道洞口的特点,应做到超前思维,制定出切实可行的安全进洞施工方案,使其既能减少隧道洞口边坡开挖和防护工程量,又能保证施工的安全,使安全风险得到控制,同时维护洞口的原生植被。
(2)在隧道洞口施工前,应核对施工图与现场实际地质、毗邻建(构)筑物情况,当设计与实际情况不符时,施工单位必须及时上报,并按变更设计处理。
(3)洞口附近的地表水易诱使本就不太稳定的岩石、土体发生崩塌、滑坡,造成严重的地质灾害,对施工人员的生命造成巨大威协。因此,洞口应做好截、排水措施,同时洞口截、排水系统应与路基排水系统顺接,不得冲刷路基坡面、桥台锥体和农田房舍。另外,洞口施工过程还应按规定进行监控量测工作。
(4)洞口附近不恰当的人工切坡,例如施工道路引入和施工场地平整等,可能造成边坡失稳,因此应尽量减少对原地貌的破坏和对洞口岩体稳定的影响。
(5)遇边、仰坡坍塌,地表下沉,地基承载力不足,工作面崩塌,偏压,滑坡等情况,严防未及时处理或加强防护。
(6)杜绝土石方开挖违反作业顺序要求、爆破方式方法不当、防护措施不足、违规处理火工产品等不安全行为。
(7)杜绝施工机具失稳及安全性能缺失或下降、高处作业台(支)架失稳、安全防护失效等不安全状态。
(8)洞口石质边、仰坡的开挖须采用预留光爆层法或预裂爆破法,杜绝在洞口段采用深眼大爆破或集中药包爆破开挖的不安全方案。