浅谈水下隧道安全施工的有关问题-建筑论文发表

浅谈水下隧道安全施工的有关问题
杨余
摘要：随着国家发展、进步的需要，水下隧道开始大量的修建。其施工的有关安全问题渐渐地被人们所重视，本文将结合实际浅要讨论一些有关水下隧道安全施工的有关问题。
关键字：隧道；水下；施工；安全
下穿滇池草海隧道是云南省第一条水下下穿隧道,也是整个昆明市三环闭合工程的四个控制性工程之一。隧道北起昆明市三环闭合工程成昆铁路下穿地道出口,经穿越昆安高速向南,下穿滇池草海后接广福路西华路交叉口。草海隧道全长2230米,水中段为480米,设计为双向6车道,总造价约为10亿元。
昆明西三环闭合工程属于昆明三环中的一段，是连接片区间的快速道路。隧道从草海在明河路下穿，水底部分约480多米，施工采取围堰大开挖的方式施工，即先围出工作界面，然后将界面内的水抽干，由此深挖16米，再用钢筋混凝土整体浇铸出双向矩形通道，这个矩形通道防水、防震、防浮，防沉，通风、照明一应俱全，供小汽车和大卡车通过。与山地隧道椭圆形状不同，草海隧道是矩形状，主要是为了更方便施工。草海平均水深约3-4米，隧道修好后，将覆土恢复，水下13米深处的隧道基本上看不到，草海水环境将没有任何的变化。
仅仅对跨越湖海江河的可选方式来说，目前主要有轮渡、桥梁和水下隧道。轮渡方式虽然投资少，但是因为其受交通运输量小、等候时间长、气候影响大等不利因素的限制，与现代城市快节奏交通运输不相适应，所以现在选用的比较少。跨越江河湖海的方法设计将越来越多地在水下隧道与桥梁之间做出选择。选择桥梁还是选择水下隧道，最重要的依据就是对航运、水文、地质、生态环境以及工程成本等具体建设条件进行全面的比较、论证之后作出结论。经国内外多年、多法的论证，水下隧道与桥梁相比具有较强的抵抗战争破坏、恶劣自然灾害（比如海啸)和突发事件的能力；不侵占航道空间、不影响航运、不干扰正常的航务设施、不影响海域生态环境，能减少甚至避免噪声尘土对周围环境的影响，有利于对环境的保护；不会受天气和气候变化的影响，能够保证稳定畅通的通行能力；具有很强的承载能力，通常没有通行车辆载重限制；结构耐久性好，可以做到百年工程，并且结构维护、保养费用通常要比桥梁低得多；在建设之时能够做到不拆迁或少拆迁、占地少、不破坏环境、引线比桥梁短；建设的钢用量比桥梁要少，且只需普通建筑钢，工程总造价低于桥梁；设计可以做到一洞多用，可以把城市供水、供电、供气和通讯等设施安排在比较安全稳定的环境中；易于和两端交通接线，形成路网（在市区修建过江、过海隧道时这一点更为明显）等特点。
水下隧道与山岭隧道、城市地铁隧道等其他形式隧道的主要区别在于水下隧道具有水源补给丰富,且施工中不具有自然坡排水条件的特点。但是施工的扰动会很容易引起隧道围岩产生裂隙,涌水是隧道施工常见的地质灾害,它不仅引起掌子面围岩坍塌及流失、埋设坑道、地表塌陷、支护结构变形等,甚至泥石流,而且常导致改变施工方法、增加辅助的工法和工程建设费用的后果。隧道开挖施工的扰动引起裂隙,河水通过顶板裂隙渗透进入地下。在开挖卸荷过程中,风化破碎带处极易发生涌水的危险。
众所周知，隧道施工各种风险非常多，如果不能加以有效防制，极易引发恶性事故。笔者长时间从事隧道施工工作中，深感隧道施工安全控制责任之重。施工前必须要完善安全质量制度，加强施工人员安全培训学习。结合隧道高风险的特点，有针对性的出台一系列的《安全质量奖惩制度》、《防涌泥突水紧急预案》、《防汛应急预案》、《施工用电管理制度及触电应急预案》《隧道安全质量管理办法》等规章制度，并通过进行现场检查、控制，组织突发事件应急演练，提高参建施工人员、农民工的安全防护与自救意识，也有效的控制安全质量事故发生。要高度重视施工人员、农民工的安全知识教育，严格按要求进行现场施工交接班制度，做到班前有安全讲话、班中有安全检查、班后有安全总结。成立以项目经理挂帅的安全管理领导小组，定期组织召开以安全为主题的施工人员大会，对安全质量工作做出针对性部署，对于重点工序，通过现场技术交底会的形式，使施工人员了解施工工艺流程中的安全质量、控制要点，增强安全防范意识。为确保隧道施工质量，必须坚持做好整个施工过程中的各个细节。
对超前支护、洞身开挖及初期支护、防排水工程、仰拱及二次衬砌、路面、机电、通风等附属结构物等重要部分施工时，在得到准确的地质预报或者监控量测分析后，必须做好切合实际的施工组织设计，配置满足施工要求的机械设备、模具及技术作业人员，采取科学合理的工艺及方法，确保施工质量，并加强中间交工检测、检查和验收，做好隐蔽工程记录工作。
为了严把工艺、方法关、施工作业人员技术关，质量检查关，需要在超前支护工程施工前，必须认真审核施工工艺和施工方法，选配具有相应作业能力的技术工人或培训具有相应作业能力技术工人施工，并进行详细的施工技术交底，完工后要及时进行质量检查和分析，总结成功的经验和预防不足。
洞身开挖及超前支护施工时必须坚持小扰动、勤支护的原则，采取合理的开挖方法，尤其是爆破方法，必须根据地质情况作科学合理的设计，使开挖断面非常接近设计。勤于测量，严格控制超、欠挖，及时按照设计要求施作初期支护工程，防止掉落或坍塌，以免引起意外情况发生。同时做好监控量侧工作，分析围岩的收敛及稳定情况。
防排水工程工程施工质量控制最重要的是洞身防水板、导流管、止水带条的安装，此项目施工时严禁使用复合防水板，防水板安装前必须将初期支护露出的锚杆头切割掉，把初期支护混凝土表面的突出、锋利轮廓打磨掉，确保表面大致平整，以免刺穿防水板材；洞身导流管等管道安装必须定位合理和牢固，切忌摇晃不定。这些工作必须进行验收检查，合格才允许安装防水土工布，防水土公布安装好后安装防水板，防水板最重要的工艺就是防水板的焊接，防水板采取热焊接工艺，这要求施工单位必须对施工作业人员进行专业的培训，一定要经过试验合格后才允许作业，焊接过程中必须制造安全到位的作业平台，满足焊接行走需要。防水板安装必须宽松，根据初期支护表面情况预留变形长度和宽度，以免浇筑二次衬砌混凝土时被张裂。防水板安装完后必须对焊接质量和尺寸进行检查，合格后才允许进入下到工序。如果二次衬砌中有钢筋，钢筋焊接时必须采取防范措施，以免进行钢筋焊接时烧坏防水板而导致漏水。
二次衬砌施工质量控制的重点在于以下几个方面：
1、混凝土模板台车必须具有足够的强度和刚度及可调节性能，确保二次衬砌混凝土的线形和不变形；
2、附属结构物（各种预埋箱、室、管道、门、洞等）的准确定位和保通，在混凝土浇筑前必须进行检查，确保定位准确、方案可行，措施到位；
3、混凝土的浇筑，严格按照混凝土配合比拌制和易性好混凝土，连续浇筑，采取合理的振捣方法并注意保护防水板，保证混凝土密实，在，在合理时间内及时拆模和养护，保证混凝土强度外观质量；仰拱施工最重要的是及时和与边墙的连接，这一过程要重点检查仰拱和边墙的连接，尤其是其中的钢筋安装与焊接工作。
在隧道内路面施工需要严格控制路面标高，为此必须进行隧道内外路面联测，按照设计要求布置路面的胀缝和缩缝。在路面工程施工中，各结构层间的清洁工作非常重要，为此隧道内必须确保照明，配备空压机和高压水枪，严格冲洗和除尘，确保层面结合良好。
近十几年来，国内外有优先考虑采用水下隧道作为跨越江河湖海方式的趋势。随着中国经济的高速发展、隧道修建技术的日臻完善以及人们环保意识的不断增强，水下隧道也逐渐被国人所接受，并付诸建设。所以，控制隧道安全施工责任重大、意义重大，作为施工人员必须循章施工，保证隧道施工质量。