淺談國產雙護盾TBM運行中的安全管理難點及管控措施

申選龍 王志昌

摘 要：近年來，地下空間開發利用逐漸增多，而地下工程施工由傳統的鉆爆法開挖已逐漸被TBM施工法所取代，但由于我國采用TBM施工法的時間較短，對TBM設備的安全運行管理還存在著很多不足。本文主要對雙護盾TBM運行中存在的安全管理難點進行了綜合分析，并有針對性的提出了管理措施。

關鍵詞：地下工程 雙護盾TBM 安全 難點 措施

中圖分類號： TV53 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

近年來，TBM施工過程中的安全管理受到了越來越多的關注，很多企業已經認識到了TBM施工安全對企業效益和社會形象產生的巨大影響，雙護盾TBM施工具有施工占線長、作業點、面和工序多等特點，但部分企業對雙護盾TBM施工安全管理難點的分析及管控還存在很多漏洞，為避免或減少雙護盾TBM施工中引發的安全生產事故，有效保障人員和設備的安全。因此，提升雙護盾TBM運行的安全管理工作也勢在必行。

1 工程背景

蘭州市水源地建設工程將劉家峽水庫作為引水水源地，向蘭州市供水。本標段位于蘭州市西固區柳泉鄉寺兒溝內，距離蘭州市西固區約4km，施工內容主要為輸水隧洞開挖與襯砌，輸水隧洞為壓力引水隧洞，施工以雙護盾TBM為主，輔以鉆爆法。本標段TBM（TBM2）施工控制段長度14.1km，掘進長度12.1km，滑行安裝管片長度2.0km。采用管片襯砌，隧洞設計內徑4.6m，開挖洞徑約5.46m，人字坡設計，坡度分別為0.1%和0.0485%。TBM施工段混凝土襯砌采用四邊形管片（5+1），管片厚度0.3m，環寬1.5m，管片與圍巖之間的空隙，用豆礫石（5 mm ～10mm）充填并進行回填灌漿。

2 雙護盾TBM運行中存在的安全管理難點

2.1TBM在不良地質段的施工

在TBM掘進過程中可能會遇到軟弱破碎帶和突泥涌水等不良地質段。TBM掘進對原有圍巖擾動較大，可能造成巖石坍塌、突泥涌水、有毒有害氣體中毒等危害，對設備和人員安全造成威脅較大。

2.2長距離通風、洞內粉塵和有毒有害氣體聚集

本標段隧洞施工長度14.1km，最長通風距離約為14.2km。長距離的隧道通風，通風標準要求相對較高，在TBM掘進過程中電機和設備運轉散發的熱量較多，掘進產生的灰塵較大，且設計的洞徑較小。在通風壓力、風量不足時，可能導致CH4、CO等氣體及粉塵聚集，達到一定濃度時可能造成爆炸、人員中毒和塵肺病，對設備和施工人員的威脅較大。

2.3管片安裝作業

在TBM掘進一個行程后，開始進行管片拼裝作業，在使用管片拼裝機進行管片拼裝作業過程中，由于拼裝作業區域空間狹小，在管片拼裝孔孔距超標和拼裝機出現故障時，易發生管片滑落傷人事故。

2.4管片運輸作業

在使用小火車運輸管片時，由于小火車超載、超寬和超速等情況下運輸管片時，可能導致管片在運輸途中滑落；造成設備損壞和人員傷亡。

2.5小火車安全運行

因TBM施工管片安裝完成后洞徑為4.6m，小火車在洞內和TBM上運行時不利于施工人員通行和躲避，小火車在TBM上運行時距離設備較近，因小火車司機違章操作或引導員指揮不得當可能引發車輛傷害事故。

2.6豆礫石回填和注漿作業

在使用高壓風對豆礫石進行回填作業時，由于豆礫石形狀不規則，回填過程中對管路磨損較大，易造成豆礫石管路爆管傷人。在進行注漿作業時，可能因注漿壓力表失效，造成注漿壓力過大導致注漿管爆管，對施工人員造成傷害。

3 管控措施

3.1針對TBM在不良地質段的施工的管控措施

安排專業地質工程師跟班作業，加強掘進過程中對圍巖和有毒有害氣體的監控和檢測，當發現圍巖坍塌、突泥涌水或有毒有害氣體超標時，立即停止掘進，并組織人員撤離至安全區域。同時，儲備必要的應急食物和設備，明確專人負責管理，做到定期檢查和更換。有針對性的開展坍塌、突泥涌水和有毒有害氣體中毒應急演練活動，提高員工應對突發事件的應急處置和自救互救能力。明確員工遇突發事件緊急避險的權利。

3.2針對長距離通風、洞內粉塵和有毒有害氣體聚集的管控措施

制定TBM掘進通風管理方案，根據通風距離變化，適當調整通風壓力和風量，在各傳送皮帶機轉渣器處增設噴水降塵裝置，為從業人員發放3M防塵口罩，并監督使用。在TBM設備主要部位設置氣體檢測儀進行自動檢測，采用手持式“四合一”氣體檢測儀進行人工檢測，并對檢測設備進行經常性的效驗。

3.3針對管片安裝作業的管控措施

制定管片拼裝作業安全操作規程，對管片拼裝作業人員進行崗位安全交底。加強對進場管片拼裝孔孔距的驗收工作，對孔距超標的管片嚴禁使用。同時加強管片拼裝機的日常檢修和維護，嚴禁設備帶病運行。

3.4針對管片運輸作業的管控措施

制定小火車安全運行管理辦法，對火車司機和引導員進行告知交底，嚴格要求火車司機按規定限速行駛。要求并明確規定小火車運輸管片時疊放的管片不應超過3片。小火車運輸前必須采用吊帶對管片進行剎車處理，防止管片運輸過程中受顛簸或急剎車慣性前移時滑落傷人。

3.5針對小火車安全運行的管控措施

在TBM開挖洞室內每間隔50m處設置一個應急避車平臺，便于洞內行走人員及時躲避小火車。在洞內和TBM設備明顯位置設置火車限速標識牌和安全警示牌。制定小火車司機、引導員安全操作規程和小火車安全運行管理辦法，嚴格要求司機和引導人員正確使用對講機和口哨，在火車運行過程中必須不間斷的進行鳴笛警示。經常性組織司機和引導員進行安全教育培訓。同時，安排專人對小火車進行日常維護保養，嚴禁火車帶病運行。

3.6針對豆礫石回填和注漿作業的管控措施

對豆礫石回填和注漿人員進行安全技術交底，嚴格要求作業人員按照豆粒石回填和注漿方案要求進行施工。每班作業前必須對豆礫石和注漿設備、管路及壓力表進行檢查維護，作業過程中安排專人對設備及管路進行巡視，發現異常及時停機處理。注漿作業后必須對注漿壓力表進行清洗，防止壓力表堵塞失效。

4 結語

在今后的雙護盾TBM施工安全管理過程中，我們要做到充分的了解和掌握TBM運行過程中的安全管理重點和難點，全面分析各作業工序中存在的危險因素和可能產生的事故危害；有針對性的采取安全管理和防范措施，就能最大限度的保障施工人員的人身安全。

參考文獻

[1]唐鵬，張志.隧道工程技術[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2]白萬山，等.長大深埋隧洞勘測技術研究與實踐[M].鄭州：黃河水利出版社，2013.