淺析TBM法施工的安全管理措施

廖有林 胡洪菊

1.四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司

2.四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院

正文：

1 TBM組裝安全風(fēng)險(xiǎn)與措施

TBM成套設(shè)備是以裸件、集裝箱等形式運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)。其中主機(jī)部件基本為裸件，主體附屬設(shè)備及后配套系統(tǒng)等均裝箱。根據(jù)裝配工藝規(guī)程將不同類(lèi)型、不同結(jié)構(gòu)的部件進(jìn)行組裝。在組裝過(guò)程中，存在鋼絲繩斷裂、物體打擊、墜落、機(jī)械傷害等安全風(fēng)險(xiǎn)因素。

TBM一般采用門(mén)式或橋式起重機(jī)進(jìn)行吊物組裝。起吊設(shè)備使用前應(yīng)先檢查運(yùn)行是否安全，對(duì)物件進(jìn)行試吊，待確認(rèn)安全可靠后再進(jìn)行正式吊裝作業(yè)。TBM設(shè)備應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的專(zhuān)項(xiàng)施工方案進(jìn)行組裝，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人就施工方法、工藝、程序及安全技術(shù)措施等向施工技術(shù)人員、作業(yè)隊(duì)、工班長(zhǎng)等進(jìn)行安全交底。TBM設(shè)備組裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮，組裝人員正確佩帶安全防護(hù)用品，在組裝過(guò)程中作業(yè)人員應(yīng)分工明確，相互協(xié)作，默契配合。組裝后，對(duì)設(shè)備組裝的完整性、合理性、安全性等進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

2 TBM掘進(jìn)安全風(fēng)險(xiǎn)與措施

TBM在掘進(jìn)過(guò)程中可能發(fā)生墜落、機(jī)械傷害、滑倒、噪聲、有害氣體、火災(zāi)、斷電、突涌水、掉塊、巖爆等安全風(fēng)險(xiǎn)因素。為了減少各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素，可采取以下安全管理措施。

2.1 勞動(dòng)保護(hù)用品使用及人員管理

TBM作業(yè)人員應(yīng)佩戴安全帽、穿防滑絕緣鞋、戴絕緣手套、戴護(hù)目鏡、護(hù)耳器、反光背心及應(yīng)急手電筒等。作業(yè)人員應(yīng)結(jié)伴而行，不獨(dú)自進(jìn)出洞，建立洞口調(diào)度室，對(duì)進(jìn)出洞人員進(jìn)行登記或采用刷卡門(mén)禁系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌控洞內(nèi)人員信息。

所有進(jìn)洞人員應(yīng)接受班前安全教育，熟知洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，識(shí)別機(jī)器起動(dòng)信號(hào)及其他聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)信號(hào)。在掘進(jìn)時(shí)，禁止人員站在可能因機(jī)器部件移動(dòng)而致傷的地方；對(duì)從事設(shè)備維護(hù)、電器檢修、操作升降、切割材料等人員應(yīng)加強(qiáng)安全教育，特種作業(yè)人員必須持證上崗。

2.2 隧洞通風(fēng)安全措施

TBM法，運(yùn)輸材料、設(shè)備、人員等采用無(wú)軌或有軌機(jī)車(chē)運(yùn)輸，產(chǎn)生大量機(jī)車(chē)尾氣造成洞內(nèi)空氣質(zhì)量下降，為有效保證人員職業(yè)健康安全，應(yīng)科學(xué)合理布設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)。

合理地計(jì)算通風(fēng)用量，建議選用國(guó)際知名廠家的高效變頻隧洞軸流風(fēng)機(jī)，如：ECE、CFT、ABC、SWEDFAN、馭創(chuàng)等品牌。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、風(fēng)機(jī)及風(fēng)管設(shè)備的采購(gòu)方案應(yīng)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、合理。

吊掛風(fēng)筒“平順、挺直、緊扎、安穩(wěn)”，以減少風(fēng)阻和漏風(fēng)，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)修補(bǔ)確保通風(fēng)系統(tǒng)處于良好運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)運(yùn)輸機(jī)車(chē)合理分析、科學(xué)選型，洞內(nèi)運(yùn)輸盡可能采用低碳環(huán)保的機(jī)車(chē)。配備必要的儀器、設(shè)備，對(duì)洞內(nèi)施工現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)布置，必要時(shí)增加射流風(fēng)機(jī)以加快污風(fēng)外排。

2.3 隧洞排水安全措施

TBM掘進(jìn)中會(huì)遇不同程度的滲水、涌水等，一旦出現(xiàn)水位過(guò)高，可能造成主軸承外密封失效，污染主軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障，因此TBM掘進(jìn)期間排水是施工管理的重點(diǎn)。

充分熟悉地質(zhì)資料，編制科學(xué)合理的排水施工方案。對(duì)于TBM施工時(shí)出現(xiàn)較大集中涌水點(diǎn)，采取“堵排結(jié)合”的方式處理；對(duì)于大面積淋水，惡化作業(yè)環(huán)境及影響噴射混凝土等情況，采取鉆孔布管集中引排的方式進(jìn)行處理。

TBM施工過(guò)程中盡可能減少用水消耗，沖洗用水要嚴(yán)格控制。根據(jù)隧洞涌水量在TBM設(shè)備上配備足夠能力的排水泵，TBM設(shè)備上可配置兩套排水系統(tǒng)，正常情況下“一備一用”，遇突發(fā)性涌水時(shí)兩套同時(shí)啟用，極端情況下，將供水管路轉(zhuǎn)換為排水管路，輔助排水；TBM掘進(jìn)后的洞段可設(shè)置“一備一用”多級(jí)泵站梯級(jí)排水系統(tǒng)，確保長(zhǎng)距離排水系統(tǒng)正常運(yùn)行，及時(shí)將TBM污水、滲涌水排至洞外。

2.4 隧洞突涌水安全措施

做好涌水超前預(yù)報(bào)，打設(shè)排水孔引排地下涌水。安排專(zhuān)人對(duì)排水溝、排水管路進(jìn)行巡檢，確保排水通暢。所有電器設(shè)備、電纜線路設(shè)置高度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。按有關(guān)規(guī)程安裝漏電保護(hù)器，避免因遇水短路造成人員傷害；隧洞每隔一段距離設(shè)置應(yīng)急照明燈，保證斷電情況下提供隧洞照明；配置應(yīng)急發(fā)電機(jī)，為應(yīng)急救援提供電源。

如遇突涌水時(shí)，所有施工人員應(yīng)立即避開(kāi)正面突水點(diǎn)，并迅速撤離至隧洞內(nèi)設(shè)置的緊急避險(xiǎn)場(chǎng)所，進(jìn)行自救的同時(shí)使用急救通信設(shè)施向洞外人員呼救，洞外人員及時(shí)組織搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍開(kāi)展救援工作。

2.5 遇斷層破碎帶的安全措施

TBM施工應(yīng)加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，切實(shí)掌握斷層帶情況，包括破碎帶的寬度、填充物、地下水及隧洞軸線與斷層構(gòu)造線的組合關(guān)系，提前制定相應(yīng)的防護(hù)措施、應(yīng)急預(yù)案等。

對(duì)于已探明難以掘進(jìn)通過(guò)的軟弱破碎帶，可采取超前注漿、小導(dǎo)管及管棚等處理技術(shù)進(jìn)行加固穩(wěn)定后再掘進(jìn)通過(guò)。對(duì)暴露于護(hù)盾頂部的塌方塊石或撐靴部位的軟弱巖石，通過(guò)調(diào)整TBM掘進(jìn)參數(shù)、降低刀盤(pán)轉(zhuǎn)速等緩慢掘進(jìn)；并調(diào)節(jié)撐靴壓力，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，防止洞壁塌方；同時(shí)采取加密拱架支護(hù)、鋼筋排、立模澆筑混凝土等措施，使TBM穩(wěn)步向前推進(jìn)。對(duì)于軟弱變形大的地段，可利用TBM邊刀加墊塊方式擴(kuò)挖，并及早進(jìn)行拱架、混凝土的封閉支護(hù)。TBM順利通過(guò)破碎帶后，及時(shí)清理洞底石渣。

2.6 遇巖爆的安全措施

TBM遇到隧洞埋深大、圍巖應(yīng)力強(qiáng)的地段極為可能發(fā)生巖爆，為了預(yù)防巖爆的發(fā)生，應(yīng)做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

降低巖爆發(fā)生率常用的方式：在干燥的圍巖表面灑水或用高壓水沖洗拱頂、掌子面和側(cè)壁，增加巖石的濕度使其降低表層圍巖的強(qiáng)度；在可能發(fā)生巖爆的掌子面鉆孔，釋放巖體中的高構(gòu)造應(yīng)力。

對(duì)不同程度的巖爆，采取不同的加固處理措施。輕微巖爆，可采用梅花形鉆孔布設(shè)錨桿加固，必要時(shí)局部掛網(wǎng)。中等巖爆，可采用淺孔密錨、掛整體網(wǎng)、立鋼支撐、噴混凝土等加固措施。強(qiáng)烈?guī)r爆，首先作業(yè)人員應(yīng)撤離至安全防護(hù)區(qū)，待圍巖應(yīng)力穩(wěn)定后，在保證安全的情況下對(duì)爆落片石、塊石等進(jìn)行清除后，及時(shí)采用鋼拱架及上述綜合措施加固支護(hù)防治。

3 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)內(nèi)TBM法施工越來(lái)越常態(tài)化，技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，安全防范措施也越來(lái)越完善，相信在不久的將來(lái)TBM會(huì)走遍大江南北，為隧洞工程添光加彩。本文闡述的TBM法安全管理措施，可為今后類(lèi)似工程提供參考。