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地铁隧道矿山法施工危险因素分析与安全管控措施摘要：矿山法是我国地铁隧道施工的常见方法之一，能大幅降低地铁修建对城市的影响，保证城市生产生活正常进行，但其在应用过程中还存在着部分危险因素。
鉴于此，从施工、地质、水文、环境等方面详细分析了运用矿山法进行地铁隧道施工时存在的危险源，并在此基础上提出针对性的安全风险管控重点和相应的管控措施，以期提升施工过程中的安全性。
关键词：矿山法；隧道施工；危险源；安全管控1 矿山法隧道施工危险源分析在地铁隧道施工中应用矿山法能降低施工对城市生产生活的影响，但在应用过程中存在着不少危险，只有全面、深刻地分析这些危险因素，并提出具有针对性的管理与控制措施，才能提升地铁隧道施工效率，保证施工安全。
1.1 施工风险（1）城市地下地质情况复杂，并且在长期的发展过程中形成了一个较为稳定的岩层结构，开挖地铁隧道肯定会破坏原来的岩层结构，降低城市地下结构的稳定性。
虽然在短时间内，城市地下土层及岩层仍具有一定的自稳性，但这个自稳性的水平和持续时间难以被评估，若施工人员在施工过程中稍不注意，可能就会导致塌方等安全事故[1]。
（2）我国地形起伏大、地质多变，部分城市的地下结构中存在一些不良地质。
面对不同类型的地下岩层和土层，在选择地铁隧道施工技术和工艺时也会有所差别，这将带来一定的施工风险。
（3）为了保证隧道开挖顺利进行和施工的安全性，通常都会对隧道及时进行超前支护与初期支护。
但如果超前支护与初期支护质量不达标，所选用的材料质量较差或存在偷工减料的问题，就会埋下较大的安全隐患，增加塌方安全事故的发生概率。
1.2 地质风险（1）少数勘察单位对地质勘察工作的重要性认识不足，单纯为了快捷、省事，随意完成每个勘测点的勘探工作，或者缩减勘测点的数量，跳过勘测难度大的点位。
个别单位甚至存在直接根据其他勘测点的数据来推算和伪造相关数据的情况。
（2）地质勘察只是对建设地铁沿线路段进行了取点观察，虽然这一部分的数据是真实客观的，反映了沿线路段的大致地质情况，也能为相关决策者提供精准有效的数据参考，但有一定的概率存在异常情况。
安全技术/建筑施工隧道安全施工措施一、安全管理人员为保证安全生产管理有序展开、安全生产活动顺利进行，防止管理和生产脱钩、制度和措施不落实，项目部除设置安全生产领导小组外，还配置了一定数量的安全生产管理人员，作业队设一名专职安全员工程师，施工现场设一名专职安全员和两名安全监督员。
二、施工的危险源和可能造成的伤害隧道施工虽然作业工序简单，但在施工中围岩的地质超前预报、地下水的探测均存在局限性，加上隧道本身施工环境差，劳动强度大，工作面受到限制，人员、机械比较集中，交叉作业多，还可能受不良地质危害。
（一）危险源1、支护变形：由于地质不稳导致初期支护变形，洞内出现裂缝或测量数据有变化时及时通知作业人员撤离现场。
2、施工用电：配电、开关箱安装牢固，外壳接地可靠；3、危险行为：机械对交叉作业人员造成的机械伤害及洞顶危石坠落打击。
作业平台高处作业，人体坠落。
4、防火防爆：爆破器材、作业区有明火，吸烟，爆破器材存放、回收不及时及瞎炮的处理，可造成爆炸事故。
（二）可造成的伤害：伤残、死亡等安全事故。
三、安全管理制度1．安全培训制度所有参加工程施工的人员均应在施工前进行安全培训，通过考试合格者方能上岗作业。
所有特殊工作岗位的操作人员必须经过有关专业部门或机构的培训，获得合法的操作证书方能上岗。
2.安全技术交底制度分项分部工程在开工前必须由总工程师向参加施工的员工介绍工程概况、施工方法和安全技术措施，并对各项工作安全技术措施的执行情况进行检查。
下发施工方案交底时同时下发安全技术措施，无安全措施不得进行施工。
3．安全检查制度项目部每月对全部施工项目进行一次全面的安全检查，发现问题及时处理，并深入分析原因，查明责任，制定纠正和预防措施。
对施工现场实行“三检”制度和日常巡检制度：（1）班组检查：每次作业前由工班内部按安全交底和操作要求逐条逐项进行检查，检查每一个人员、每一台设备、每一条措施，检查完毕后再由队内别的工班进行互检。
隧道工程危险源辨识风险评估及控制措施隧道工程是一项复杂而又危险的工程，其中存在着各种不可忽视的危险源。
为了保障工程的安全性和有效地预防事故的发生，对隧道工程的危险源进行全面的辨识风险评估，并采取相应的控制措施至关重要。
一、危险源辨识在进行隧道工程危险源辨识时，需要全面了解隧道工程的设计、施工、运营及维护等各个阶段，并对其中的潜在危险进行识别。
危险源主要包括以下几方面：1. 地质与地形环境：包括地质构造、软弱地层、地下水位、地下水化学成分等因素，对施工和运营都可能产生较大的影响。
2. 天气与气候条件：各地区的气候条件不同，洪水、泥石流、大雾等天气现象对隧道工程的安全运营造成较大风险。
3. 人为因素：包括设计人员的设计错误、施工人员的施工疏忽、管理人员的操作不当等，都可能导致事故发生。
4. 设备设施问题：设备的老化、维护不及时、故障等会增加隧道工程的事故风险。
二、风险评估在辨识出隧道工程中的危险源后，有必要进行科学的风险评估。
风险评估的目的是为了确定危险源的风险等级，从而为采取控制措施提供科学依据。
评估风险时，应考虑危险源的概率和可能造成的后果。
1. 概率评估：根据历史数据、工程经验和实测数据等，对危险源的发生概率进行评估。
评估时应考虑各种可能的情况，并结合可行性研究和工程设计，进行综合评估。
2. 后果评估：对危险源发生时可能造成的影响进行评估，包括人员伤亡、工程损失、环境破坏等方面。
评估时应考虑潜在的后果以及累积效应。
3. 风险等级评估：根据概率和后果评估的结果，对危险源的风险等级进行评估，一般可以分为高、中、低三个等级。
三、控制措施针对隧道工程的危险源，我们需要采取相应的控制措施，以降低风险水平，确保工程的安全运行。
1. 设计阶段控制措施：在隧道工程设计阶段，应充分考虑地质环境、气候条件和人为因素等影响因素，采用合理的设计方案和施工标准。
2. 施工阶段控制措施：在施工过程中，应加强人员培训，确保施工人员具备相关知识和技能；严格遵守安全操作规程，加强现场管理；定期检查、维护和更新设备设施，并配备应急救援措施。
隧道施工中的安全措施与防护要点隧道施工是一项既重要又危险的工程，因此必须采取一系列的安全措施与防护要点来保障工人的生命安全和工程施工的顺利进行。
本文将从施工前的准备工作、安全人员的培训与管理、现场安全措施、危险源的识别与控制、通风与排水、紧急疏散和救援、职业病防治及事故处理等八个方面来论述隧道施工中的安全措施与防护要点。
1.施工前的准备工作施工前的准备工作是确保隧道工程安全施工的基础。
首先，必须进行全面的勘察和设计，明确施工区域的地质情况，以便制定相应的安全措施。
其次，要做好项目组织和施工方案的编制，明确责任人员和施工流程。
另外，还要成立安全管理小组，负责施工过程中的安全检查和隐患排查。
最后，施工前应详细制定安全操作规程和紧急应急预案，以应对可能发生的突发情况。
2.安全人员的培训与管理安全人员的培训与管理是确保施工现场安全的重要环节。
安全人员应具备相关专业知识，并通过培训了解施工现场的安全措施和防护要点。
此外，对安全人员要进行定期的培训和考核，确保其能够及时有效地处理施工现场的安全问题。
同时，还要建立健全的安全管理制度，明确责任人员和管理流程，加强对施工现场的监管。
3.现场安全措施在隧道施工现场，应采取一系列的安全措施来保障工人的安全。
首先，要设置安全警示标志，明确施工区域。
其次，要建立临时围挡并设置防护网，有效防止人员和物品的坠落。
另外，还要设置安全通道和应急通道，确保工人的疏散和救援。
同时，要配备各种安全设备，如安全帽、防护鞋、安全绳索等，确保工人的个人防护。
4.危险源的识别与控制隧道施工中存在许多危险源，如地质灾害、有害气体、噪音、爆破等。
因此，必须对危险源进行识别和控制。
首先，要进行地质勘察，及时发现地质灾害的迹象，并采取相应的防护措施。
其次，要进行有害气体的监测和处理，如采取通风换气和使用防毒面具等。
另外，对于噪音和爆破，应制定相应的控制措施，减少对周边环境和工人的影响。
5.通风与排水通风与排水是隧道施工中的重要环节，对保障工人的安全和施工进度起着关键作用。
忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 1 隧道施工的危险源分析及防范措施
（一）不安全因素（危险源）分析 隧道施工一般可能遇到的不良地段和特殊地段有：滑坡、坍塌、岩堆、偏压地层、岩溶、高应力高强度地层、松散地层、软土地段，膨胀地层、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流沙、瓦斯溢出地层等。 根据“两阶段设计图”说明，本合同段米家寨1#、2#隧道属：“隧址区地表均为第四系中更新统风积老黄土，下伏晚第三系半固结砂砾岩”；“隧址区主要为半固结砂砾岩及半固结粘土岩”；“本次钻孔中未见地下水，隧址区水文地质条件简单”；“隧道洞身稳定性分析评价：隧道洞身穿越晚第三系半固结砂砾岩，未发现断层等不良地质作用，场地整体稳定，适宜修建隧道”。 半固结砂砾岩的特点是：围岩稳定性差，侧壁处理不当会产生较大的坍塌，地表水极易下渗，属强～中透水层（弱透水层），雨季时有滴水现象。 分析设计单位提供的工程地质与水文地质报告，L2合同段米家寨1#、2#隧道在施工中可能发生地事故主要危险源是“坍塌”。坍塌对隧道施工会造成严重的安全生产事故，对工程安全、施工人员安全、设备安全受到极大地安全。 另外其他的危险因素还有：民爆物品爆炸、触电、火灾、运输事故、机械物体打击、高处作业坠落等。后附《危险源辨识、评价和控制措施一览表》。 忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 2 （二）隧道施工坍塌防范及处理措施 1、隧道坍塌预防措施 （1）发生坍塌的原因 1）地质因素 ①当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。工程地质灾害所引发的事故也非常多，这是在不清楚前方不良地质情况下，仍沿用不变的施工手段，没有及时采取有针对性的处理措施造成的。掌子面前方围岩破碎、节理发育、岩石走向垂直、岩石间有渗透水、岩层间有泥夹层、前方出现断层带等，这些不良地质极易引发塌方事故。 ②地下水、渗透水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。 2）施工方法和措施不当 ①施工方法选择不当，或工序间距安排不合理，各工序间距拉的过长，地层暴露时间过久，引起围岩松动、风化，导致坍塌的发生； ②喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求； ③采用钢支撑时，支撑架质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或连接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求； ④有时抽换支撑不当，或当支撑已出现受力过大的现象前未及时加固； ⑤爆破作业不当，用药量过多； 忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 3 ⑥处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。 3）支护材料用料不足、施工缺乏规范、引起支护强度降低造成的隧道塌方。隧道围岩压力由围岩、超前支护、初期支护、仰拱和二衬所围成的拱圈多重承载。隧道支护设计参数是依据围岩压力计算确定的，施工中钻爆控制不佳，围岩承载能力降低；超前支护、初期支护施工中材料用量缩水，施工不规范，降低了支护的强度，削弱了承支护的承载力。当支护不足以承载上部围岩压力时，即引发隧道坍塌事故。 4）施工中不遵循施工原则也会引起塌方事故。新奥法施工原则包括：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。如果违背新奥法施工原则，如强爆破导致围岩松驰；长进尺导致循环作业时间拉长，喷锚滞后，围岩变形加剧；不及时施作仰拱和二衬，封闭不及时；这些都会增加隧道塌方的可能性。 5）其他原因不及时衬砌，围岩暴露过久，片帮与掉块，坑壁无支护等。 （2）坍塌前兆 1）量测信息所反映的围岩变形速度或数值超过允许值； 2）喷射混凝土产生纵横裂纹和龟裂； 3）在隧道顶部或侧壁发现不断掉下土块、小石块或构件支撑间隙不断漏出砂、石屑； 4）岩层层理、节理缝隙变大、张开； 5）支撑梁、柱变形或折断、楔子压扁亚劈，支撑发生破裂声； 忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 4 6）隧道内渗水、滴水突然加剧或变浑。 （3）容易坍塌的位置 1）洞口10m以内； 2）正洞与人行横洞交叉处； 3）隧道顶覆盖极薄处（如2#隧道盖挖处）； 4）小范围的地质突变，如沙层、特松散层、透水层、小段的断层等。 （4）预防坍塌的施工措施 1）先排水。在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施，尽可能将隧道外之水截于隧道之外。 2）短开挖。各部开挖工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。 3）弱爆破。在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量和用微差毫秒雷管爆破。 4）强支护。针对地压情况，确保支护结构有足够的强度。 5）快衬砌。衬砌工作必须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成胚。 6）勤检查，勤量测。对围岩发现有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理隐患。 （5）发生坍塌前兆的紧急处理措施 1）拱顶掉小石块，节理缝隙变大，往往发生在未进行初期支护的掌子面，这时应将大部分施工人员撤出工作面，留少部分混凝土喷忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 5 射工，站在已初支的地方，加大速凝剂用量，迅速喷射混凝土，将曲墙、拱顶、掌子面全部封闭，待喷射混凝土凝固4小时后，检查混凝土喷射面有无裂缝，如没有裂缝可继续施工，在一定长范围内可加密拱架距离。如裂缝继续发展，预示有大的坍塌发生，应立即密支拱架，缓缓向前推进。速支拱架速喷混凝土，稳定后再打锚杆。 2）水加大或变深，也是发生在施工掌子面，预示前方有流沙层，这时不能引水，否则会将流沙引出，前方形成空洞，而应以堵沙为主，地下钻孔，插入钢管，挡上木板、填充编织袋，将沙堵住，不要继续外流，然后速注水泥—水玻璃双桨液，将前方流砂层固结后再施工。 3）喷射砼出现裂纹，支撑量变形，预示拱顶有大面积的下沉，并且在监控量测结果也反映出沉陷值超过允许值，或继续下沉而不稳定。 这种情况都发生在已经初支的隧道某一段，此时隧道内应停止一切正常的施工，撤出施工人和设备，如发生前兆的区段较短且收敛和下沉缓慢，先采用木柱立即垂直和平行支护，工字钢拱架随密度的沉降大小而增加或减少，支护好后，观察其下沉速度，如果稳定，可在每两榀拱架间用风镐凿开，加设比原型号大一号的工字钢拱架，再喷混凝土稳固即可。 如果下沉速度较快，或采用木支撑加固后仍继续下沉，可采用翻斗车运土混石填充该段隧道。由下向上填至拱顶，一边填一边注浆，将预视坍塌的这段隧道全部填满注实，待稳定和凝固之后，一榀一榀的重新开挖，凿出工字钢拱架，换上更大号的工字钢拱架，并加密间忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 6 距，边开挖、边支撑，边观察、边量测，稳固前进。 2、隧道发生坍塌后的应急措施 （1）小型坍塌（小于50m3） 小型坍塌一般发生在未支护的掌子面，有拱顶坍塌，侧壁坍塌，掌子面坍塌，坍塌量较小，有时可能只掉几块危石，对施工人员造成的威胁范围小。 此时不急于清渣，先将危石清除，迅速喷射混凝土，可适量多掺一点速凝剂，封闭坍塌面，待稳定后再清渣，也可采用喷射混凝土直接补平。 （2）中型坍塌（50m3-300m3） 中型坍塌可能发生在掌子面与初期支护的结合部，可能是由于未支护的裸露面坍塌引起的连锁反应，由于塌方体积较大，对工程的修复、人员的伤亡、设备的损害都较大。 事故发生后应迅速汇报项目部，并由项目部第一责任人转告有关部门进行人员抢救。 工程抢修不要先清渣，先喷射混凝土封闭坍塌裸露面，然后用工字钢拱架（弯曲半径接近于坍塌半径）立即支护，并按正洞施工一样，打锚杆，挂网片，从上至下全裸露面支护，最后清渣。 坍塌处理后不再补修，待二衬过后采用混凝土泵直接灌混凝土，注满即可。 （3）大型塌方（300m3-1000m3） 大型塌方的位置一般可能在局部透水地段、沙层地段、正洞与人忻保高速公路路基工程二合同段项目部 防坍塌安全措施 7 行横洞交叉地段。这样的坍塌可能将隧道堵塞数十米长，使坍塌段以内工作面的施工人员、施工机械全部封闭，危害极大。 1）抢险的原则是先救人。隧道施工时，在拱脚处都有两根钢管，一根是直径Φ100-200mm的高压通风管，一根时直径Φ50mm的输水管。一般大型坍塌都是松散的地质，不会有巨石落下，所以地处拱脚处的风管和水管不会压扁或压断，这就是隧道营救施工人员的两条生命线。将空压机送风压力降低，能保证洞内人员呼吸即可，将供水也减小，通知洞内的施工人员安静的等待，时间长时可从输水管中插入一根塑料管，提供牛奶等软饮料。这时开始向坍塌体注浆，使坍塌体在一定厚度内固结，然后象掘进连拱隧道的中导坑一样，打通坍塌体，先将施工人员救出。 2）塌方处理。在坍塌体上架立多层（视坍塌洞室大小而定）支撑钢模架，从上至下开始喷射混凝土，封闭所有裸露面，并且进行钢拱架支撑，打锚杆，挂网片，第一次初期支护完成后，开始清渣，最后再进行第二次架支撑架，进行第二次强支护，以后二衬不再充填。也可进行一次初期支护，二衬后预留孔洞，2m以内填浆砌石，2m以上填干砌片石。 （4）特大型坍塌（大于1000m3以上） 特大型塌方可能发生在浅埋段，或特浅地段（如2#隧道的盖挖段），从拱顶直到山顶一次性贯通垮塌。 1）人员抢救。特大型塌方人员救援与大型坍塌相同。 2）塌方处理。如果发生特大型塌方，先将所有裸露面喷一层5cm
