公路隧道施工安全全套课件.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 LaborOrganization,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在与工作相关的死亡中占据的比
2、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2607人。,目前我国安全事故总量居高不下,随着我国经
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、,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,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
9、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
10、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(3235m)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
11、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。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
12、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
13、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
14、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,
15、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
16、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。
17、,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、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
18、,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%,1,08,4,0,18,10,8,40,18,51 7 2,cm,客运专线双线隧道cmcm,cmcmcm,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
19、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
20、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,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
21、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。,50,17.55,17.55,第1 段第2 段第3 段,35m50m70m,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
22、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,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
23、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,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
24、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(有无长期补给来源、雨季水量有无增长等)及岩层的稳定程度等,按照“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则”分别以“疏导、堵填、注浆加固、跨越、绕避、渲泄”等措施进行处理。,初期支护,隧,道,中线,新建排水暗管,溶管,发育,方向,溶管,发育,方向,隧道溶管侧壁处理示意,初期支护,隧道中线,溶管,发育,方向,溶管,发育,方,向混凝土,新建排水暗管,隧道顶板,溶管处理示,意,中线,隧道,梁桩柱,隧道底部深狭溶洞架梁处理示意,初期支护,中线,隧道,混凝,土墙,基,隧道一侧狭长较深溶洞加深边墙基础处理示
25、意,隧道,掘,进方,向,水泄,洞,中线泄水洞处理岩溶示意,无充填物,50,沙袋堆填,浇注砼透水管,钢筋网,锚杆,砼回填,锚杆,拱腰以上无充填物的大溶洞,拱腰以上无充填物的小溶洞,地质探洞,泄水洞,迂回导洞,地质探洞,M7.5号浆砌片石,透水管,M7.5号浆砌片石,透水管,侧壁处无充填物的大溶洞处理方式,底板溶洞处理方式迂,回导洞绕行,处理溶洞方式,引大入秦盘道岭隧洞,长度15.728km钻爆法引黄入晋南干隧洞,长度42.57kmTBM和钻爆法引黄入晋北干11号洞,长度54.85kmTBM和钻爆法掌鸠河引水供水工程上公山隧洞,长度13.769km,TBM,水工隧洞,城市地下铁路隧道特点浅埋地质情
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