刘爱新
中铁隧道局集团有限公司 511458
摘要：在隧道施工中，由于存在一些不可预见的地质因素，施工中可能出现坍塌、冒顶片帮等突发事故，其中“关门”坍塌以其高危性严重威胁着工程施工安全,甚至给国家与人民的生命财产造成重大损失，是隧道施工中的头号威胁。一旦有人员被困，救援方案的选择，将是决定营救是否成功的关键。
关键词：隧道施工；隧道关门坍塌；救援方案
一、隧道关门坍塌案例介绍：
1、2012年××月××日，位于甘肃省××铁路××隧道斜井正洞施工时，发生流沙坍塌，塌方体距离掌子面约30米，有5名工人被困。最终采用顶管法将被困55个小时的5名作业工人成功救出。
2、2014年××月××日晚，贵州省××高速公路××隧道发生塌方，13名施工人员被困。救援队采取掘进小断面救援导洞的方案，最终将13名被困近150小时的施工人员成功救出。
二、洞内被困人员注意事项
关门坍塌事故发生后，被困人员应遇险人员应保持镇静，并应做到以下几点。
1、不要乱动以便将身体的消耗减到最低，等待救援。乱喊、乱叫、乱动，只会增加氧气的消耗，甚至导致吸入大量烟尘，造成窒息，增加不必要的伤亡。
2、不要挖掘塌方体，以免造成二次塌方。
3、坚定信心，听从指挥，减少体力消耗。搜集可以维持生命的水和食物，并对其行有计划地利用。如有适宜饮用的地下水，可以用安全帽获取，但须用纱布或衣服过滤。
4、敲击风水管看看能否与外界取得联系，在听到周围有声音时，可间隔敲击出声，向外界提供信号，以增加救援人员的信心，并根据洞内实际情况加快救援速度。
5、解救在土石方中的伤员时，首先应快速、轻巧暴露伤员头部。并立即清除土石方，暴露受伤人员的胸腹部，使其保持呼吸畅通。采取救护措施时，应多人平托住伤员身体，将其缓缓放置于平坦的地面上。发现伤员有呼吸障碍时，应在清理完口中和鼻腔中的污物后对其进行人工呼吸。发现受土石方伤害的人员出血，首先应用毛巾、衣服紧紧扎住伤口距离心脏较近的位置，减少出血；但应注意每隔一个小时要松开几分钟，避免肢端缺血坏死。
三、坍塌体及后方救援区域加固
发生关门坍塌事故时，洞外人员不能盲目清方，必须逐级汇报，按照应急预案中的救援程序，有序科学组织救援。事故现场应在坍塌体稳定、并初步确认无次生灾害威胁后，立即组织开展人机配合实施加固措施，包括喷砼封闭坍塌体正面、沙袋堆载反压坍塌体正面、隧道初支结构受坍塌扰动范围回填碎石(沙包、土袋等)至起拱线高度、在回填体上方牢固搭设钢支撑或方木支撑等工作，以加强和稳定初支结构，为后续抢险作业安全创造条件。
四、生命联络（给养）孔的打设
通过联络孔可以了解坍塌体与掌子面间被困人员的准确数量、身体状况及生存空间的大小，稳定情况。向被困人员提供饮用水、营养液、食物及氧气等维持生命的物质，抚慰被困人员的情绪，指挥其正确的躲避危害，为确定救援方案是否正确提供信息，联络孔的及时使用对救援的成功起着至关重要的作用。
联络孔的打设位置，一般可在坍塌体的正面上方，这样可以缩短打孔的长度。当隧道为双线双洞时，可采用在相邻隧道横向打设联络孔。当地表埋深较浅时，可在地表竖向打设联络孔。
因坍塌体一般较为松散，成孔困难，故采用双套管钻机进行联络孔的打设。
无论优先选择的钻孔位置在何处 ，只要生存空间与地表、相邻其它隧道、通道还存在另一处钻机钻进深度能达到的面，均应安排钻机钻孔，增加成孔的成功几率。
五、隧道关门坍塌常用的几种救援方案
隧道关门坍塌常用的救援放方法主要有小导坑法、顶管法、竖井法、大管径钻机法等。
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1、小导坑救援法
（1）小导坑平面位置
1）导坑平面位置的确定应综合考虑隧道的坍塌长度、隧道未贯通段的长度、初始坍塌点、坍塌方向、坍塌段落初期支护的破坏程度、坍塌段落的地形地貌情况及救援条件等因素。
2）当导坑选择穿越坍体时，导坑一般沿隧道轮廓线而行，选择在初期支护保留较好的一边，以利用部分既有初期支护作为导坑支护。
3）导坑底板标高应根据导坑长度、初期支护破坏程、地质条件等具体因素而确定。
（2）小导坑的断面形式及几何尺寸
导坑穿越坍塌体时，导坑形状和几何尺寸按以下原则并考虑坍塌段落初期支护的破坏程度、出碴工作量、操作方便等因素分析确定。
1）小导坑的断面形式
①坍塌段落初期支护保留比较完整时，可采用三角形导坑，既有初期支护作一侧支护，施工时补充施作另一侧支护和底板。
②坍塌段落初期支护破坏严重时采用梯形导坑。
③三角形导坑和梯形导坑见下图 。
2）小导坑的结构尺寸
①采用三角形导坑时，采用高1.8m，底宽 1.5m的三角形的断面；
②采用梯形导坑时，导坑尺寸采用高1.6m，顶宽1.0m，底宽1.2m的梯形断面。
③当从其他位置基岩上开导坑时，土质导坑尺寸采用，高1.6m，顶宽1.0m，底宽1.2m。石质导坑采用 高2.5m，顶宽2.0m，底宽2.4m，确保能用小型设备出碴。
（3）小导坑的支护方式
主要采取箱架支护，箱架采用密排，箱架木料采用 15cm ×15cm 的方木。有条件时也可采用矿用液压支撑。导坑进洞和出洞时应加强超前支护，超前支护可采用超前小导管和超前锚杆。
（4）小导坑施工的组织指挥
①救援动员：救援队员应具有丰富的施工经验、强壮的体魄和极高的责任心，救援动员应深入细致，让每个救援队员胆大心细开展救援工作。
②指挥体系：开挖时，导坑内和导坑洞口各设置一名经验丰富的隧道工程师， 采用有线电话和对讲机使导坑掌子面和洞口保证通讯畅通，确保有力的组织指 挥。
③人员布置：由经验丰富且掌握多项技能的开挖、支护、出碴人员的组成。
④ 人员轮换：救援过程中开挖、支护、出碴人员可按每小时换一次位，每 4 小时换一次班（六班制）进行轮换。
2、顶管救援法的适用范围和施工工艺
当隧道坍塌坍体为软塑～硬塑状或松散土体，小导坑法不能适用时，可采取顶管的方式进行救援。
（1）顶进管道类型采用承插钢管。管道可采用直径φ800mm×10mm 钢管，管节长度采用 1m。为方便千斤顶和顶进管的连接，需专门加工顶进头，顶进头一端插入承插管，另一端和千斤顶连接。
（2）因顶进过程中容易发生偏位，还需设置一套能安装顶进头的导向架。
（3）顶进后背座采用埋设密排 300 型工字钢作立拄，采用200 型工字钢作斜向支撑。立拄和斜向支撑均应设置反力基础，基础型式、深度应根据计算推力、地质条件等确定。
（4）千斤顶可采用200t，行程不小于 50cm，并采用固定架进行固定。
（5）顶进时，应先安设导向架，按顶进方向固定好导向架，将顶进管放入导向 架内，再将顶进头放入导向架和顶管连接。为了使顶力均匀分布，顶进头和千斤 顶采用枕木作垫块。顶进采用逐节顶进，人工出土的方式进行，每顶进 50cm 后，千斤顶卸压退回，出碴人员立即将管内的泥土挖出，同时顶进头增加 50cm 的顶进垫块，如此反复进行。
3、竖井救援法的适用范围和施工工艺
（1）当隧道埋深较浅时，可从地面隧道轮廓线外3m附近挖竖井救援。
（2）为了确保支护稳定、快速成井、满足施救空间要求，竖井可采用直径0～2m的圆形断面。
（3）竖井锁口应满足竖井开挖和支护的稳定要求，并对孔口周边一定范围进行封闭，防止地表水和施工用水下渗。
（4）竖井应设置在受坍塌扰动较小，隧道初期支护比较完整的段落。
（5）竖井支护可采用格栅喷射混凝土支护。
4、大管径钻机法
管径钻机法是采用国内目前最先进的FS-120CZ型大口径救援钻机，在坍塌体上水平施钻，形成直径Φ620毫米的逃生通道，被困人员可直接通过逃生通道脱困。该钻机操作简便，工作环境要求低，能在各种复杂地质情况下开展地下工程坍塌救援工作，其救援性能与以往的小导坑等其它救援方案相比，大大的提高了救援效率，降低了救援安全风险。
它的缺点是，钻孔过程中遇到钢拱架、锚杆等障碍物，必须撤出内钻杆，人工钻进外管内将障碍物割除后方可继续钻进。
论文作者:刘爱新
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
标签：导坑论文; 隧道论文; 竖井论文; 人员论文; 被困论文; 钻机论文; 初期论文; 《防护工程》2018年第30期论文;