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高海拔复杂地质条件下的隧道施工安全管理研究-以多吉隧道为例
摘要:本文以川藏铁路多吉隧道为例,探讨在高原复杂的地质环境和恶劣的气候条件下,隧道施工安全管理存在的主要问题及解决措施,为后续同类铁路项目的安全施工提供理论支持和实践指导。
关键词:川藏铁路、高海拔、复杂地质
引言:川藏铁路是是实现第二个百年奋斗目标进程中的标志性工程,具有重要的战略意义。川藏铁路在施工过程中受到地质条件、管控要求和周围环境的显著影响,面临着日益复杂的安全管控挑战。本文旨在通过对川藏铁路多吉隧道施工安全管理的研究,确保施工过程安全,推动铁路隧道施工安全管理水平的不断提升。
一、施工特点
川藏铁路是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的世纪性战略工程,具有重大的建设意义,其主要施工特点如下:
1.不良地质多,施工安全风险高:多吉隧道主要有断裂带和高烈度地震、软岩变形、低高地温、突涌水、放射性、有害气体等地质问题,存在泥石流、危岩落石等山地灾害,施工安全风险高。
2.工程技术复杂、施工难度大:由于该区地质复杂,特别是隧道长距离通风、高地温、高地应力、突涌水等问题突出,工程技术复杂,施工困难。
3.自然条件恶劣,交通运输条件差:地处藏东南高海拔地区,人员作业压力大,建设资源匮乏,运输拓展空间受限,物流组织困难。
4.建设工期超长、施工组织管理挑战性强:多吉隧道工程工期为77.5个月,建设周期长,对人员和设备组织影响大。
三、不良地质风险及应对措施
(一)不良地质风险
多吉隧道属于特长隧道,沿线以高寒高海拔、大高差和强烈的构造作用为典型地质背景,内外动力地质作用均十分强烈,不良地质发育,隧道不良地质主要有高地应力、突泥涌水、高地温、有害气体、高陡边坡垮塌等风险,为施工安全管理带来了极大的挑战,稍有疏忽就可能引发安全事故,增加施工成本和工期,导致巨大的经济和社会损失。
(二)应对措施
1.高地应力(软岩变形)风险防控
在高地应力作用下,软岩的变形成为威胁隧道稳定性的关键因素。为有效应对这一挑战,项目与设计单位建立了密切的合作机制,引入包括地质雷达、超前钻探在内的多种综合预报手段,提高不良地质预测的准确性和全面性。施工过程中,遵循“快速开挖、快速支护、快速封闭”的原则,充分利用三臂凿岩台车等大机设备进行全工序谱系化作业,以减少围岩暴露时间,降低变形风险。同时,强化监控量测工作,对初期支护开裂、变形或监测数据异常等情况,迅速启动应急预案,采取加固措施,确保隧道结构安全。
2.突泥涌水风险防控
突泥涌水是隧道施工中的另一重大风险,特别是在多吉隧道2#斜井反坡排水工区,平均纵坡9.9%,地质条件更为复杂。针对反坡排水难题,通过优化抽排水方案,按照“一用一备一修”足额配置大功率抽水设备,建立“智慧泵站”五级排水系统,并充分预留扩容接口,当前最大抽水能力可达34500m³/d,扩容后最大抽水能力可达95000m³/d。设置双电源供电系统,确保排水系统的可靠运行,设置应急水泵车,防止因局部排水不畅引发的次生灾害。
3.高低温及有害气体风险防控
在应对多吉隧道施工中的有害气体风险时,项目首先强化有害气体监测预警,利用先进设备实时监测二氧化硫、一氧化碳、甲烷等气体浓度,数据接入智能监控平台,即时响应超标警报。同时优化通风系统设计,科学规划通风方案,定期维护通风设施,保障空气流通,稀释并排除有害气体。另外制定详尽的应急处置预案,加强人员培训,提升全员对有害气体防护的知识与技能,并通过定期演练检验预案有效性。通过以上措施,共同构建了多吉隧道施工有害气体风险的全面防控体系。
4. 高陡边坡垮塌风险防控
针对高陡边坡潜在的垮塌风险,项目采取了系统性的预防措施。定期对边坡稳定性进行评估,及时清除影响铁路工程施工的浮石、危石;对于体积较大、位置险峻的危石,采用控制爆破技术后进行安全清除;对于难以清除的危石,采用支顶、嵌补锚固等原位加固措施,增强边坡整体稳定性,确保隧道进出口的安全畅通。
四、高海拔区域人员作业风险及应对措施
(一)高海拔区域人员作业风险
川藏铁路多吉隧道平均海拔高达3515米,大气压降至61kPa,含氧量仅194g/m³,极端的自然环境对施工人员的健康构成了严峻挑战,在施工建设的同时,做好参建人员的职业健康与高原卫生保障工作,是施工单位安全管理的重点和难点。
(二)应对措施
秉持“以人为本,生命至上”的工作理念,以“预防为主,防治结合”为总体目标,构建全方位的职业健康与高原卫生保障体系,不断提升施工人员的健康水平和工作效率。具体措施包括:
1.完善集中供氧系统:精心布局供氧设施,确保每一床位均配备供氧接口,实现鼻吸式供氧,有效缓解高海拔缺氧症状。
2.规范医疗资源配置:设立标准化医疗室,聘任具备执业医师资格的专业医生,储备充足的基本药物,构建起一线医疗保障网。
3.健康监护体系构建:各施工点配置健康监护室与专业监护员,储备应急药品,确保能在第一时间提供初步救治,减轻突发疾病的影响。
4.动态健康监测与干预:驻地医生定期巡诊,对身体指标异常的员工进行重点观察,及时安排体检与适应性训练,必要时劝导返回低海拔地区,确保员工健康不受长期损害。
5.定期健康筛查与管理:推行年度体检计划,全面评估参建人员的健康状况,及时发现并处理健康隐患。同时,出台《员工高原健康监护体检管理办法》,倡导员工休假期间主动进行健康检查,强化自我健康管理意识。
6.适应性训练基地建设:在县城设立适应性训练中心,为新进或体弱员工提供习服服务,通过渐进式海拔适应训练,增强其对高原环境的耐受力。
四、结束语
本人以川藏铁路多吉隧道为例,梳理了高海拔不良地质隧道在安全管理方面的特殊性,针对存在的特殊风险与重点管控事项做出了分析总结,并提出了针对性的管控与预防措施,对后续同类铁路项目的安全施工具备一定的实践指导意义。
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