車行隧道工程模板支架設計及施工中的安全措施研究

黃秀霞

（廣州市恒盛建設工程有限公司，廣東 廣州 510000）

隧道工程是現(xiàn)代交通運輸基礎設施建設中不可或缺的一部分。車行隧道工程模板支架的設計和施工安全措施對于確保工程質(zhì)量和施工人員的安全至關重要。目前，針對隧道工程模板支架設計和施工中的安全措施方面的研究還相對不足，因此有必要對其進行深入探討和研究。本文旨在對車行隧道工程模板支架設計和施工中的安全措施進行系統(tǒng)性的研究，以促進隧道工程施工過程的安全性和可靠性。

1 車行隧道工程模板支架設計及施工中的安全措施概述

1.1 設計合理性

了解隧道所在地的地質(zhì)條件是非常重要的，包括地質(zhì)構造、巖石類型、巖性、巖層傾角、巖石的穩(wěn)定性等。這些信息將影響到支護結構的選擇和設計。根據(jù)設計標準和規(guī)范，確定隧道需要承受的荷載，包括地震荷載、水壓力、車輛荷載等。這些荷載將直接影響到支護結構的設計和材料選擇[1]。根據(jù)地質(zhì)條件和荷載要求，選擇合適的支護結構。常見的支護結構有鋼架支護、混凝土襯砌、錨桿等。不同的結構具有不同的特點和適用范圍，設計人員需要根據(jù)具體情況進行選擇。

1.2 施工方案

根據(jù)設計要求和工程實際情況，詳細制定施工步驟和操作方法。包括隧道開挖、支護結構安裝、襯砌施工、地下水處理等。每個步驟都應包含具體的操作指導和技術要求，確保施工過程的順利進行?？紤]到施工過程中可能存在的風險和隱患，合理安排施工順序。例如，在開挖過程中，應按照適當?shù)捻樞蜻M行，避免土層失穩(wěn)或巖體崩塌。此外，還應注意通風和防火安全措施，預防有毒氣體積聚和火災事故發(fā)生。工人的安全是施工過程中最重要的考慮因素之一。應為工人提供必要的個人防護裝備，并進行相關的安全培訓。在危險區(qū)域設置警示標志和圍擋，并派遣專人負責安全監(jiān)督，確保工人的安全。

1.3 地下水控制

根據(jù)隧道周圍的地下水情況，采取相應的地下水控制措施，在施工區(qū)域周圍設置井筒，以降低地下水位，減少地下水涌入施工現(xiàn)場的可能性。井筒的設置位置和數(shù)量應根據(jù)地下水位高度和流量進行合理確定。井筒可以通過抽水泵將地下水排出，使施工現(xiàn)場保持干燥。在施工區(qū)域周圍設置水封墻，用以隔離地下水。水封墻通常由防滲土工程或防滲混凝土構成，其目的是形成一道抵抗地下水滲流的屏障，防止地下水滲透到施工現(xiàn)場內(nèi)部[2]。建立有效的排水系統(tǒng)，以及時排除施工現(xiàn)場內(nèi)部的地下水。排水系統(tǒng)可以包括地下水收集井、排水溝、排水管道等設施，根據(jù)地下水位和流量設置不同的排水點，確保地下水能夠及時被排走，維持施工現(xiàn)場的干燥。對于特別高地下水位或大水量涌入的施工區(qū)域，可以采用密閉施工的方式。通過密閉施工，有效防止地下水進入施工現(xiàn)場，減少對施工作業(yè)的干擾和安全隱患。

表1 材料選擇與性能研究

2 車行隧道工程模板支架設計研究

2.1 材料選擇與性能研究

研究不同材料的特性和性能，如鋼材、木材、鋼筋混凝土等，分析和比較它們的承載能力、抗變形能力、耐久性和施工便利性，為模板支架的材料選擇提供依據(jù)。

2.2 支架結構設計

桁架式支架由各種形狀的鋼梁或鋼管構成，適用于較長的隧道或需要耐火材料的特殊情況。在設計過程中，需要考慮隧道內(nèi)部的荷載和地質(zhì)條件，選擇適當?shù)牟牧?、斷面形狀以及支架間距。拱形式支架常用于大跨度的隧道，其結構形式類似于拱橋。通過在隧道頂部設置拱形支架，可以有效地分擔壓力，并提供良好的穩(wěn)定性。設計過程需要考慮隧道的尺寸、荷載分布以及支架的強度和穩(wěn)定性要求。腳手架式支架通常由鋼架或預制混凝土構成，適用于較小規(guī)模的隧道或臨時支護情況。在設計過程中，需要考慮隧道的尺寸、地質(zhì)條件以及施工方式，選擇合適的腳手架形式和支架間距，并確保其穩(wěn)定性和安全性。為了確定支架的尺寸、形狀和布置方式，需要進行結構分析和計算。這包括根據(jù)隧道的荷載情況和地質(zhì)條件，確定支架受力的主要方式和載荷大?。贿x擇合適的材料和斷面形狀，計算支架的強度和剛度；通過有限元分析等方法，評估支架的變形和穩(wěn)定性。通過綜合考慮結構安全性、經(jīng)濟性和施工可行性等因素，確定最佳的支架尺寸、形狀和布置方式。如混凝土澆筑模板的側壓力計算公式。

F——新澆筑混凝土對模板的最大側壓力，單位kN/m2；γc——混凝土的重力密度單位kN/m3；t0——新澆混凝土的初凝時間，單位h；β1——外加劑影響修正系數(shù)；β2——混凝土坍落度影響系數(shù)；V——混凝土的澆灌度；H——混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，單位m，取最大一次側墻澆筑高度。

2.3 連接技術研究

研究支架連接技術和節(jié)點設計，螺栓連接是一種常用的機械連接方式，通過將零件用螺栓和螺母緊固在一起來實現(xiàn)連接[3]。選擇適合支架連接的螺栓材料，通常需要考慮其強度、耐腐蝕性和溫度適應性等因素。常見的材料包括碳鋼、不銹鋼等。根據(jù)實際工程要求，選取合適的螺栓材料以確保連接強度和耐久性。設計合理的螺紋連接形式和尺寸，以確保連接的可靠性和緊固力的傳遞。根據(jù)被連接零件的材料和載荷要求，選擇合適的螺紋規(guī)格，并結合預緊力的控制，使螺栓在受力過程中能夠提供足夠的抗拉剪能力。螺栓連接具有拆裝方便、可靠性高、適用于大型結構等特點。連接強度主要取決于螺栓材料的強度和預緊力的大小。為確保連接穩(wěn)定性，需要考慮螺栓的松動和預緊行為，采取適當?shù)木o固方法和控制緊固力矩，同時還需注意螺栓的材料選用、螺紋質(zhì)量等因素。焊接是通過熔化接頭處金屬材料，并在凝固后形成堅固連接的方法。焊接連接具有連接強度高、剛性好等優(yōu)點。在進行焊接設計時，需要考慮接頭的幾何形狀、焊縫尺寸和焊接材料的選擇。同時還需要對焊接過程進行充分控制，以確保焊縫的質(zhì)量和強度。此外，焊接連接還需要考慮熱影響區(qū)、應力集中等問題，以避免產(chǎn)生裂紋和變形等不良影響。

3 車行隧道施工中的安全措施研究

3.1 風險評估與管理研究

研究車行隧道施工過程中的各種潛在風險，在施工車行隧道時，土壤崩塌和支護結構失效可能導致坍塌事故。為了預防坍塌，應根據(jù)地質(zhì)勘察報告和巖土力學參數(shù)，采取合理的支護措施，如噴射混凝土襯砌、鋼支撐、巖錨等，確保施工過程中的穩(wěn)定性。同時，應建立監(jiān)測系統(tǒng)，及時監(jiān)測地表沉降和潛在的變形情況，確保施工安全。車行隧道施工中，有時候由于地質(zhì)條件或設計要求，通行空間可能受限。為了解決足夠空間不足可能帶來的危險，應在設計階段進行仔細規(guī)劃，確保車輛和人員有足夠的安全操作空間。此外，需要對施工現(xiàn)場進行認真的布局和劃分，合理安排車輛和設備的進出，避免交通擁堵和碰撞事故的發(fā)生。

3.2 安全操作規(guī)程研究

施工人員應配備必要的個人防護裝備，包括安全帽、安全鞋、防護眼鏡、防護手套、防塵口罩等。規(guī)程中應明確各類工作環(huán)境下所需的個人防護裝備及使用方法，并要求工人根據(jù)需要正確佩戴和使用[4]。規(guī)程中應規(guī)定機械設備的安全操作要求，包括設備的正常運行條件、安全操作程序、設備維護保養(yǎng)要求等。操作人員應了解設備的工作原理和特點，按照規(guī)程執(zhí)行相關操作，禁止超負荷使用設備，確保施工過程中設備的正常、安全運行。

3.3 緊急救援與逃生方案研究

研究車行隧道施工過程中的緊急救援與逃生方案，規(guī)劃中應明確事故發(fā)生時的應急響應程序，包括報警方式、緊急停工措施、通知相關部門和人員等。同時，要對不同類型的事故制定相應的緊急響應措施，如火災、塌方、透水等。規(guī)程中還應規(guī)定應急救援組織的人員配備及職責分工[5]。規(guī)程中應規(guī)劃車行隧道內(nèi)各個施工區(qū)域的撤離路徑。這些路徑應盡量避免穿越危險區(qū)域，并設置明顯的指示標志，以便施工人員在緊急情況下能夠快速、安全地撤離。需要特別注意的是，路徑規(guī)劃要考慮施工過程中的可變因素，如臨時設施、材料堆放等。

3.4 施工工藝與安全措施的優(yōu)化研究

針對施工工藝中存在的風險和安全隱患，針對車行隧道施工中存在的風險，研究如何優(yōu)化施工工藝，采用更安全的施工方法。例如，采用先進的隧道掘進技術，如盾構、雙壁鉆孔樁等，可以減少人工操作的風險，提高施工效率和質(zhì)量。研究和開發(fā)適用于車行隧道施工的新型支護材料和設備，以提供更好的支護效果和安全性能。例如，研究新型的隧道錨桿、噴射混凝土和支撐體系等，以提高隧道的抗震、抗沖刷和穩(wěn)定性。研究如何在車行隧道施工中應用節(jié)能環(huán)保的技術和方法，以降低對環(huán)境的影響和減少施工過程中可能發(fā)生的事故。

4 總結

車行隧道工程模板支架設計及施工中的安全措施是確保施工人員和設備安全的重要環(huán)節(jié)。在設計方面，需要合理選擇材料和確認支架的承載力，以避免塌方、坍塌等意外情況。施工中，要進行安全培訓、制定操作規(guī)程，并建立安全管理制度，做好現(xiàn)場安全管理和設備維護。同時，制定緊急救援預案，加強團隊協(xié)作與溝通，不斷完善安全措施。這些措施能夠降低事故風險，保障施工人員的安全，并推動工程的順利進行和成功完成。