據(jù)規(guī)劃,中國在21世紀前20年要建設(shè)6000 km隧道,10年內(nèi)要建設(shè)155 km長的城市公路隧道,其中許多是長、大、深埋隧道。然而隧道施工由于具有圍巖穩(wěn)定性的不確定性,施工機械化程度低,施工環(huán)境條件惡劣,職工素質(zhì)低等安全特殊性,是一個復雜的系統(tǒng)工程,若某一方面、階段、環(huán)節(jié)的工作沒有做好都有可能釀成事故。因此應從事故原因分析入手,從本質(zhì)安全和系統(tǒng)管理的角度加強隧道施工安全技術(shù)控制和安全管理工作,以預防和減少事故的發(fā)生。
1 隧道施工的事故分析
國際隧道工程保險集團對施工現(xiàn)場發(fā)生安全事故的原因的調(diào)查結(jié)果表明,地下工程發(fā)生事故原因是多方面的,其中,地質(zhì)勘察不足占12%,設(shè)計失誤占41%,施工失誤占21%,缺乏信息溝通占8%,不可抗力占18%。
眾所周知,隧道工程具有地質(zhì)復雜多變,作業(yè)空間狹小,不可預見性因素多,各種危險有害因素相互交織等特點,因此施工風險極高,工傷事故屢見不鮮。一般來說,隧道施工事故主要有塌方、冒頂片幫、體打擊、透水、機械傷害、車輛傷害、火災、爆炸、淹溺、中毒和窒息等[1]。
1.1 開挖過程中的事故分析
開挖過程的事故一般占隧道總事故率的50%,事故類別主要有坍塌、冒頂片幫、透水、機械傷害、爆炸、中毒窒息等。主要原因:①當隧道穿過斷層、巖溶、破碎帶及其他不良地質(zhì)段時,由于對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察不力,認識不足,施工方案選擇不合理、(臨時)支護不及時或支護偏弱等,在開挖后潛在應力釋放,承壓快,圍巖易失穩(wěn)而發(fā)生塌方、透水、突泥等突發(fā)性災害事故且難于治理;②當隧道穿過附近含瓦斯地段的巖層時,常因檢測不力,通風不良造成瓦斯積聚,當遇電火或明火,極易引燃瓦斯發(fā)生爆炸、火災及有害氣體導致的中毒窒息等重大事故;③采用鉆爆法和掘進機法開挖或搭設(shè)鋼架進行支護時,使用鑿巖及掘進機等未按照操作規(guī)程操作,易產(chǎn)生機械傷害,高處墜落等事故。
1.2 裝巖運輸中的事故分析
裝巖運輸過程中的事故(包括運輸設(shè)備引起的事故)一般占隧道施工總事故的25%。因隧道洞內(nèi)工作面狹窄,空氣污濁,能見度不高,裝巖過程中車輛的調(diào)度和銜接不當?shù)榷伎赡茉斐墒鹿省R话愕?,隧道裝巖運輸過程中發(fā)生的事故可以分成兩類,一類是施工人員被自卸汽車、電機車或其他運輸車輛碰撞;另一類是施工人員與巖塊或其他障礙物相撞而使人受傷。
1.3 其他事故分析
在一些長、大、寬的公用設(shè)施隧道、地下通道和地鐵隧道中常采用大型高效的施工機械設(shè)備施工,隧道內(nèi)鋪設(shè)的施工電纜和高壓風水管路也較多,因此觸電、機械傷害、高壓風水管路接頭脫落擊傷施工人員等事故也時常發(fā)生[2]。
2 隧道施工的安全措施
2.1 施工安全技術(shù)措施
(1)加強地質(zhì)勘察和監(jiān)控量測工作。隧道應以工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況作為設(shè)計的前提條件,也要密切關(guān)注施工期間的地質(zhì)情況,定期進行TSP203地質(zhì)超前探測,以了解前方圍巖特性,制定詳細的施工預案,杜絕各種突發(fā)性地質(zhì)災害[3];盡量選擇穩(wěn)定的地層,繞避工程地質(zhì)、水文條件極為復雜或嚴重不良的地質(zhì)段。
采用目測觀察法直觀地預測開挖面前方的地質(zhì)條件,判斷圍巖的穩(wěn)定性,根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài),分析支護結(jié)構(gòu)的可靠程度;同時根據(jù)儀器設(shè)備監(jiān)控量測結(jié)果,判定圍巖的穩(wěn)定性及支護參數(shù)是否合理,以制定不同階段時期的量測計劃,匯總分析數(shù)據(jù),反饋指導施工。
(2)選用正確的開挖方法。優(yōu)先考慮采用全斷面或是少部分的開挖方法,以便減少隧道施工工序的干擾,有利于機械施工,并盡量采用新的施工工藝和方法,以保證施工安全。對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好、施工場地和運輸?shù)缆愤m宜的特長隧道應優(yōu)先采用掘進機法施工。對于鉆爆法施工的隧道,Ⅱ級圍巖可采用全斷面法施工,Ⅲ,Ⅳ級圍巖采用臺階法施工,深埋V級圍巖隧道可采用微臺階法施工,部分大斷面隧道的洞口淺埋、偏壓段可采用雙側(cè)壁導坑法施工[4]。