第一篇：水工隧洞施工组织设计
第四节 水工隧洞施工
一、隧洞的施工过程与施工特点
二、隧洞开挖
(一) ★开挖方式 1. ★全断面开挖
全断面开挖——是指整个开挖断面一次钻眼爆破。适用于断面不大(不超过16m)，或断面尺寸虽大，但地质条件好，山岩压力不大，不需要支撑或只需要局部简单支撑，而且机械设备比较完善的情况下采用。
2. ★导洞开挖
在待开挖的隧洞中先开挖一个小断面的洞作为先导，称为导洞，等导洞贯通后再扩大开挖出设计断面，这种方法称为导洞先进法。
(1) ★下导洞开挖
适用于地质条件较好，洞线较长，地下水严重，断面不大，机械化程度不高的工程。 优点：施工设施可一次铺设，出渣道路不必翻修，排水方便，扩大开挖时可利用岩石自重提高爆破效率，施工速度快。但顶部扩大时，钻眼困难。
(2) ★上导洞开挖
适用于地质条件不好，地下水不严重，机械化程度不高的工程。 优点：支撑简便，施工比较完全，下部扩挖时钻眼较方便。
缺点：导洞和上部石渣要翻运出洞，施工排水不便，开挖与衬砌交叉作业，施工干扰大。
(二) 炮眼布置与装药量计算 1. 炮眼分类与布置
★炮眼按所起的作用不同可分为：掏槽眼、崩落眼和周边眼三种。 (1)★掏槽眼
作用：增加爆破的自由面。
布置：在断面中心偏下的位置。
(2)★崩落眼
作用：崩(爆)落岩体。
2布置：大致均匀地分布在掏槽眼的外围，通常与开挖断面垂直，眼底应落在同一平面上。
(3)★周边眼
作用：控制开挖轮廓。
布置：布置在开挖断面四周，每个角上须布置角眼。 2. 装药量计算
(三) 装渣与运输
★常用的出渣方式有以下几种： (1)人工出渣 (2)装岩机装渣
(3)装载机或短臂正向铲挖掘机装车，自卸汽车运输
(四) 临时支护
★在开挖爆破后，为防止破碎岩层坍塌和个别石块跌落以确保安全，必须进行临时支护。临时支护的型式很多，根据所用的材料不同，有以下几种：
(1)木支撑 (2)钢支撑
(3)预制混凝土及钢筋混凝土支撑 (4)喷混凝土支护 (5)锚杆支护
(五) 散烟、通风、照明与排水
(六) 隧洞开挖的循环作业
★一个掘进循环——是指从第一次钻眼到第二次钻眼之间的时间间隔。
用钻爆法开挖隧洞包括钻眼、装药、爆破、散烟、安全检查、出渣、临时支护等工序。
三、隧洞衬砌
四、喷锚支护
1. 喷锚支护的含义及分类
★喷锚支护——是充分利用围岩的自承能力和柔性变形的特点，有效地控制和维护围护稳定的一种新型支护型式。它利用喷锚支护结构与围岩紧密贴合起来加固和保护围岩，从而调动了天然围的承载能力，使围岩变为支护的主要成分。 ★喷锚支护可分为四类：
(1)锚杆支护 (2)喷混凝土支护
(3)砂浆锚杆和喷混凝土联合支护
(4)砂浆锚杆、钢筋网和喷混凝土联合支护
第五节 渡槽施工
一、装配式渡槽施工
(一) 构件的预制 1. 排架的预制 2. 槽身的预制
★施工程序为：立模→铺网扎筋→浇制→养护→涂料
(二) 渡槽吊装
二、砌石拱渡槽施工
第七章 施工导流与排水
一、施工导流
★在河流上修建水利水电工程时，为了避免河水对施工的不利影响，需要围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水建筑物往下游渲泄，以确保水工建筑物在干地上进行施工，这就是施工导流。
1. 施工导流的基本方法
(1) ★全段围堰法(一次断流导流)
全段围堰法——是在河床主体工程的上、下游各建一道拦河围堰，使上游来水经过预先修建的临时或永久泄水建筑物下泄，主体工程在排干的基坑中施工。
★全段围堰法按泄水建筑物类型不同可分为：明渠导流、隧洞导流、涵管导流和渡槽导流。
1)★明渠导流
①适用条件：适用于岸坡平缓或有宽广滩地的平原河道上。 ②布置要求： 2)★隧洞导流
①适用条件：适用于一般山区河流中，河谷狭窄，山岩坚实，适宜开挖隧洞。
②布置要求：
3)★涵管导流
①适用条件：仅适用于小流量河流导流或仅担负枯水期的导流任务。
②布置要求：
4)渡槽导流
①适用条件：适用于小流量，特殊地形的河流中的导流。
②布置要求：
(2) ★分段围堰法导流(分期导流)
①适用条件：适用于河道宽阔、流量大、施工期较长的工程。
②按分期导流后期的泄水道类型，可分为：底孔导流和坝体缺口导流。 2. 围堰工程
★ 围堰——是指在水利工程施工导流期间，用于围护基坑，保证水工建筑物在干地上施工的临时挡水建筑物。
(1) ★对围堰的基本要求
①具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和强度;②构造简单，便于施工，就地取材，造价低廉;③便于维护和拆除。
(2) ★围堰的分类
①按围堰与水流相对位置的不同可分为：横向围堰和纵向围堰 ②按导流期间基坑是否允许淹没可分为：过水围堰和不过水围堰
③按构造和使用的材料不同可分为：土围堰、土石围堰、草土围堰、钢板桩围堰和混凝土围堰。
(3) 围堰的拆除 3. ★导流设计流量的确定
★导流设计流量是设计导流建筑物的重要依据，它是按照导流时段根据导流标准确定的。导流标准就是选定导流设计流量的标准。导流标准应严格按规定进行选择，不得任意提高或降低。
二、截流
★ 截流——在施工导流期间，截断原河流水流，迫使河水改道，最终把河水引向已建成的导流泄水建筑物下泄的过程。
★ 截流的一般施工过程是：进占、合龙、闭气和加高培厚。
1. ★截流的基本方法 (1) ★平堵法
——沿戗堤轴线，在龙口处设置浮桥或栈桥，用自卸汽车沿龙口全线均匀地抛投戗堤材料，逐层上升，直至戗堤露出水面。
通常用于软基河床上。
(2) ★立堵法
——用自卸汽车将截流材料从龙口的一端或从两端向中间抛投进占，逐步缩窄龙口直至合龙截断水流。
适用于大流量，岩基或覆盖层较薄的岩基河床上;对于软基河床，只要护底得当，也可使用。
2. ★截流的时间及其设计流量 (1) ★截流时间
应选在枯水期流量小的某一时期，在条件许可的前提下尽量提前。
(2) ★截流设计流量
一般选用截流时期内5%～10%频率的旬或月平均流量。
3. 截流材料
三、基坑排水
★基坑的排水工作按排水时间和性质，可分为初期排水和经常性排水。
1. 基坑初期排水
★在选定排水设备的容量时，需估算初期排水量大小，根据地质情况、工期长短、施工条件等因素来确定，可按下式估算：
QKVT ★排水时间T受基坑水位下降速度的限制。允许下降速度视围堰型式、地基特性及基坑内水深而定。水位下降太快，则围堰或基坑边坡中动水压力变化过大，容易引起塌坡;下降太慢，则影响基坑开挖时间。因此下降速度限制在0.5～1.0m/昼夜以内。
初期排水泵站的布置，有固定式和浮动式两种。
2. ★经常性排水
★经常性排水按排水方法可分为明沟排水和人工降低地下水位(或称为明式排水和暗式排水)两种。
(1) ★明沟排水
(2) ★人工降低地下水位法
人工降低地下水位法按排水原理可分为：1)管井法 2)井点法
第八章 施工组织与计划
一、施工组织设计概述 1. ★按阶段编制设计文件
★ 水利水电工程的设计文件，根据工程投资、技术复杂程度和重要性等，分别采用三阶段设计或两阶段设计。大、中型项目，一般采用两阶段设计，即初步设计(或扩大初步设计)和施工图设计;重大项目或特殊项目，在初步设计的基础上，增加技术设计阶段。
2. 施工组织设计的分类、任务和内容 (1) ★施工组织设计的分类
★施工组织设计根据编制的阶段、范围和所起的作用不同，可分为：
1) 施工组织总设计 2) 施工组织设计 3) 施工作业计划
(2) 施工组织设计的任务 (3) ★施工组织设计的内容
3. 施工组织设计的编制资料及编制原则
二、施工进度计划编制 1. 施工进度计划的作用
2. 编制施工进度计划的主要原则 3. ★施工进度计划的类型 (1) 总进度计划
(2) 扩大单位工程(或单位工程)进度计划 (3) 施工作业计划 4. 施工进度计划的编制 (1) 基本资料的收集与分析 (2) ★施工总进度计划的编制步骤 1)列出工程项目 2)计算工程量 3)确定施工方案
4)初步拟定各项工程进度 5)论证施工强度
6)编制劳动力、材料和机械设备等需用量计划 7)调整修正
三、施工总体布置
1. 施工总体布置的内容和设计原则 (1) ★施工总体布置的内容
1) 一切已有和拟建的建筑物及其他设施平面图;
2) 一切为施工服务的临时性建筑物和临时设施的平面示意图，如导流建筑物、运输系统、混凝土制备系统、施工辅助企业、水电和动力供应系统、生产和生活所需房屋、安全及防火设施等。 3) 永久性和半永久性坐标的位置。 (2) ★施工总体布置设计原则 1)合理使用场地;
2)临时设施的布置，必须与工程施工的顺序和施工方法相适应，并不得妨碍永久性建筑物的施工; 3)确保施工、防火、防洪安全; 4)有利生产，便于管理。 2. 施工总体布置的步骤和方法
四、大型临时设施 1. 施工辅助企业 2. 仓库 3. 施工运输
4. 水、电、风的供应
5. 行政、文化、生活等临时房屋
第九章 定额与工程概、预算
一、定额
1. ★定额的概念和性质 (1) ★定额的概念 (2) ★定额的性质 1) 科学性 2) 群众性 3) 法令性 4) 时效性 2. 定额的作用 3. ★定额的种类
(1) ★按其内容和使用要求不同可分为：施工定额、预算定额、概算定额和概算指标; (2) ★按其主编单位和执行范围不同可分为：全国统一定额、主管部门(委)定额、地方统一定额和企业内部定额; (3) 按专业不同可分为：建筑工程定额、设备安装定额、水利水电工程定额、公路工程定额、铁路工程定额、井港工程定额、给排水工程定额等。
二、★水利水电工程的费用构成
水利水电工程按工程性质划分为建筑工程、机电安装工程、金属结构设备及安装工程、临时工程及其它费用等五部分。其费用由建筑工程费、安装工程费、设备费、其它费用和预备费构成。建筑工程费和安装工程费是水利水电工程费用的主要部分，它们由直接费、间接费、计划利润和税金组成。
1. ★直接费
直接费——是指建筑安装工程施工过程中，直接消耗在工程项目上的活劳动和物化劳动。 直接费由基本直接费和其它直接费组成。
(1) ★基本直接费 1)★人工费 2)★材料费
3)★施工机械使用费 (2) ★其它直接费 2. ★间接费 3. ★计划利润 4. ★税金 5. ★设备费 6. 其他费用 7. 临时工程费 8. 预备费
9. 工程贷款利息
三、工程概预、算的编制 1. 工程概、预算的作用
2. 工程概、预算编制的依据和步骤 (1) 工程概、预算编制的依据 (2) ★工程概、预算编制的步骤 1)熟悉施工图纸;
2)了解施工现场，做好施工组织设计;
3)根据施工图纸和施工现场情况，按项目划分列出单位工程或分部、分项工程项目，并按工程量计算规则和一定的顺序计算工程量; 4)收集、熟悉编制所需的概、预算定额;
5)确定当地工资和各种工资性津贴，建筑材料和设备的来源地、运输条件、支、运费标准、运距、取费定额等，计算出工资、材料和设备的预算价格; 6)按初步确定的施工方法，依据定额手册进行工程单价分析，求出各单位工程的分部或分项工程的单价; 7)编制建筑工程和设备安装工程概、预算表。 3. 工程概、预算的具体编制 (1) 工程概、预算文件的组成
工程概、预算文件一般由编制说明和概、预算计算表格两部分组成。
(2) ★基础单价的计算 1)人工费 2)材料预算价格 3)施工机械台班费 (3) 工程单价的计算
(4) 建筑安装工程概、预算的编制 1) ★建筑工程概、预算表的编制
① 根据设计图纸、设计说明书及相应的定额手册，列出单位工程或分部工程的工程项目; ② 按列出的工程项目计算工程量;
③ 按施工组织设计中所选择的施工方法，查采用的定额手册中的定额，进行单价分析; ④ 将所列工程项目的工程数量乖以单价，即为该工程项目的合价，各工程项目的合价进行合计，即为建筑(安装)工程费用。
2) 设备及安装工程概、预算表的编制
四、竣工决算
★竣工决算——是指一个建筑安装工程通过施工活动与原设计图纸发生一定的变化，这些所谓的变化涉及到工程造价，将这些变化在工程竣工后按编制施工图预算的方法与规定，逐项进行调整计算得出的结果。
1. 竣工决算的内容及作用 2. 竣工决算的原始资料
3. 竣工决算的编制方法和编制程序 (1) 竣工决算的编制方法 ★编制竣工决算一般有两种方法：
1)实际与施工图差别较小的情况下，在三方审定的施工图预算的基础上，根据以上原始资料的计算，进行适当的调整。 2)实际与施工图差别较大的情况下，根据竣工图、原始资料、预算定额和单位估价表及有关规定，按施工图预算的编制方法全部重新编制。
(2) 竣工决算的编制程序
★竣工决算的编制分为四个程序：
1)搜集熟悉原始资料; 2)对竣工工程实地测量; 3)调整计算工程量; 4)计算工程费用。
第十章 施工管理
一、施工计划管理
1. 计划管理的性质和任务 2. 计划管理的种类
★施工企业的计划管理，按计划管理的期限不同可分为： (1)长期计划 一般以五年或更长 (2)中期计划 长于一年，短于五年 (3)短期计划 以年、季、月、旬为限 3. 保证计划管理实施的措施
二、工程质量管理 1. 工程质量的含义 (1) 工程质量的含义
★工程质量从广义上讲，包括产品质量、工序质量和工作质量。
(2) ★全面质量管理的基本要求 1) 贯彻“质量第一”的方针; 2) 贯彻“预防为主”的方针; 3) 贯彻“全面管理”的原则; 4) 贯彻“科学管理”的原则。 2. ★施工质量管理的PDCA循环
施工质量管理是一门新的学科，大致经历了三个阶段：
1) 质量检查阶段 2) 统计质量管理阶段 3) 全面质量管理阶段
3. 实现全面质量管理的主要环节 4. ★全面质量管理的统计方法
质量管理中常用的统计方法有：
5. 工程验收工作
(1) 工程验收前的准备工作 (2) 工程交工验收的组织工作 1)交工验收的依据 2)交工验收的程序
三、施工安全管理
1. 施工安全工作的重要性 2. 施工安全制度
3. ★工伤事故的统计与分析
工伤事故按人身伤亡的程度分为死亡、重伤、轻伤三种。 在调查处理过程中，要做到“三不放过”，即：
1)事故原因不清楚不放过
2)事故的责任者和职工未受到教育不放过 3)防范措施不落实不放过
第二篇：水工隧洞施工及运行的ANSYS模拟
4.1 数值模拟对象 4.2 有限元建模
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 单元定义和材料定义 实体建模 网格划分
边界条件和初始条件
4.3 水工隧洞施工过程模拟
4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 初始状态模拟 毛洞开挖工况模拟 毛洞支护工况模拟 计算结果查看及处理
4.4 水工隧洞运行期模拟
4.4.1 4.4.2 运行期内水压力的模拟 运行期外水压力的模拟
水工隧洞施工及运行的ANSYS模拟
由于ANSYS在水利工程中应用面广，可以广泛用于水利工程的各个专业领域中，包括水工隧洞、地下厂房、高边坡、重力坝、拱坝、截流堰等水工结构;水轮机组的动力分析;水文预测以及高速水力学等。基于对ANSYS基本操作的进一步熟悉，并建立对水工结构ANSYS分析的概念，本章以一个典型水工隧洞的开挖过程为例，简单介绍ANSYS在水利工程中的应用，并以此作为初学者的入门实例。
2.1 数值模拟对象
对于实际工程而言，对所要数值模拟对象的熟悉程度是进行有效的ANSYS建模和正确进行有限元分析的基础，熟悉的内容主要包括：研究对象地形地质条件(不同的地质分层、断层、节理、裂隙等)、地层及结构的物理力学参数(如果涉及到渗流分析或温度分析，则还需要水力学参数和热力学参数等)、纵横剖面、水文条件以及荷载条件等，以及工程的施工工法，工序安排等，从而为有限元的建模提供前提条件。
需要注意的是，作为有限元数值模拟，只是对实际工程的高度近似，换句话说，不可能达到百分之百的相同。因此，对实际工程需要进行一定的简化，否则是无法、也不可能进行数值模拟的。
隧洞内径6m，衬砌厚40cm100m100m 图4-1 水工隧道的简单实例
问题描述：以一个简单隧洞为例，隧洞内径6m，衬砌厚40cm，地层均质，隧洞进行全断面开挖，开挖后进行一次性衬砌支护。
问题抽象：从描述中可以分析，分析为平面应变问题，问题中涉及两种材料(岩石和混凝土衬砌)，研究区域根据一定的规则选取为100m×100m(在后面的章节中进行介绍)矩形区域，工程分析过程分为3步，即初始状态>毛洞开挖>支护。
2.2 有限元建模
启动ANSYS Product Laucher，定义好工作目录和文件名称。建议不同的工程建立不同的工作目录，文件名称尽量取与工程名称相关且最好包含日期信息，以便日后对计算过程的回顾和再利用。如目录取为Shuigong，文件名取为Tunnel060824，如图4-2。然后运行Run(如目录不存在，则会弹出对话框提示，直接点击确定，则在相应位置新建，若已存在，则点击Browse去选取，文件名同样如此)，进入ANSYS主操作界面。
图4-2 工作目录和文件名的定义 2.2.1 单元定义和材料定义
1.单元定义
从前面分析中可以看出，本次分析为平面应变问题，单元形式为平面应变单元。则单元的定义过程如下：
(1) 进入前处理状态Preprocessor(在完成网格划分前都不用退出前处理器);
(2) 点击Element Type>Add/edit/delet，弹出Element Type对话框(图4-3)。
图4-3 Element Type对话框
图4-4 Element Type对话框
(3) 点击增加单元按钮Add，弹出单元类型库对话框Library of Element Type(图4-4)。
(4) 在左侧A框中选择Solid，对应在左侧B框中选择Quad 4node 42类型，即为平面四边形单元，单元编号默认为1，点击Ok退出，则在Element Type对话框中显示已定义的单元Plane42(图4-5)。
图4-5 平面单元的选取
图4-6 已定义的平面单元Plane42 (5) 平面应变的定义。一般来说，Plane42默认为平面应力单元，因此需要对其进行修改。点击图4-6中选项按钮Options…，弹出对话框(图4-7)，在A框K3的下拉菜单中选择Plane stain项，在B框K5项选择Integration pts，点击Ok确定，退出到图4-6状态。
图4-7 平面应变的定义
(6) 点击Close，完成单元定义。 2.材料定义
从4.1中分析可知，整个分析中涉及到2种材料，即围岩体和衬砌混凝土(均假定为各向同性材料)。因此需在ANSYS中定义2种材料，定义过程如下：
(1) 点击Material Props>Material Models，弹出材料模型行为定义框Define Material model behavior(图4-8)，左侧列表中默认一种未定义参数的材料，这里定义为岩石材料，编号1。
图4-8 材料模型行为定义框
(2) 双击右侧框内的Structural(结构)>Linear(线性)>Elastic(弹性)>Isotropic(各向同性)，弹出对于材料1的线性各向同性材料性质的定义框(图4-9)。
图4-9 材料性质定义
(3) 在EX框(弹性模量)框中输入4e9(单位为Pa)，Prxy(泊松比)框中输入0.25，点击OK确定，退回图4-8状态，则左侧框中出现线性各向同性性质项(图4-10);
图4-10 已定义的线性各向同性性质项
(4) 点击图4-10右侧框中的密度项Density，弹出对话框密度定义对话框，输入2400。
图4-11 密度的定义
(5) (通过以上1-4步则定义了材料1线弹性分析所需的参数，图4-12)
图4-12 已定义的材料1参数
(6) 定义材料2(混凝土衬砌)的参数。在图4-12中点击材料Material>New model(新建材料)，则左侧框中出现Material Model Number 2，重复(1)～(4)，定义材料2的参数为Ex=2e10，Prxy=0.167，Dens=2500。图4-13。
图4-13 材料2(衬砌混凝土)参数的定义
在图4-12中点击材料Material>Exit退出材料定义，点击保存。
通过以上步骤，则定义了所需的材料，若有更多材料，则重复以上步骤即可，需要注意的是，不同的分析(弹性分析，弹塑性分析，蠕变分析，动力分析)所需的参数是不同的。 2.2.2 实体建模
所谓实体建模，就是对通过创建点、线、面的方式，在ANSYS实际反映研究对象的体形特征，从而建立网格划分的基础。本实例的最终实体模型包括围岩区域、衬砌区域(开挖后要回填)、开挖区域(不回填，形成隧洞)三个区域，在实体上表现为面Area。建立面有两种方式，一是通过生成点生成线，再由线生成面，二是直接通过ANSYS工具生成面。
1.通过点、线生成面 建模过程：
或
进行(1)生成关键点
点击Modelling>Create>Keypoints>In Active Cs(通过输入坐标直接生成关键点)，弹出对话框(图4-14)。其中第一行为关键点编号，不输则按顺序系统自动进行编号，第二行为三个方向坐标值，平面问题时则Z值不输。
按上述方法依次创建点(-50,-50)，(50,-50)，(50,50)和(-50,50)，完成四个关键点的创建，则工作面出现4个关键点(图4-15)。
图4-14 关键点的创建
图4-15 已创建的关键点
(2)由点生成线
点击Modelling>Create>Lines>Lines>Straight Line(通过关键点创建直线)。弹出选点建线对话框Creat Straight Line(图4-16)。
先连接关键点1和关键2。鼠标依次点击1点和2点，则生成线1(自动按顺序编号为1)，按此方法，可以连接点2和
3、3和4，4和1，依次生成线2～4(图4-17)。
图4-16 创建直线对话框 (3)由线生成面
点击Modeling>Create>Areas>Arbitrary>By Lines(通过线创建面)。弹出Creat Area by Lines(图4-18)。依次点击线
1、
2、
3、4，点击OK，则形成一个矩形面(图4-19)。
图4-17 创建直线
图4-18 创建直线对话框 (4)创建隧洞及衬砌
由于隧洞及衬砌为圆形/圆环形，可以通过ANSYS的工具直接创建，再通过布尔运算对圆进行操作，生成开挖区、衬砌及围岩区。具体操作如下：
点击Modeling>Create>Areas>Circle(圆形)>Solid Circle(实体圆)，弹出实体圆面创建框(图4-20)，图中的三个输入框中，WP X和WP Y为圆心位置(不输值时，默认圆心位置在整体坐标系的原点;若圆心位置不在整体坐标系
图4-19 创建面 原点，则需通过移动工作平面来实现圆心位置的确定)。
这里，隧洞内径为6m，外径为6.4m。在图4-20对话框中的Radius中输入6，点击Apply，创建内圆;再输入6.4，点击OK，创建外圆。(点击鼠标右键，点击Replot，可以看到三个有重复区域的面，图4-21)
图4-20 创建实体圆对话框
图4-21 创建的三个实体圆
通过上面的操作，在工作面上存在3个面Area，但三个面存在重合，因此，必须对三个面进行布尔操作，形成相互独立但边界连接的三个区域，即围岩区、衬砌区和开挖区。 点击Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Areas(对面进行叠合操作)，弹出对话框(图4-22)。选择对话框中的Pick All，对所有的面进行操作，从而形成三个区域。
图4-22 对面进行Overlap对话框
面
(5)精细实体模型
图4-23 经过布尔操作的圆经过上面的操作，初步形成了实体模型，可以进行网格的自由划分，但这样获得的网格往往没有规律性，同时没有突出重点(比如在隧洞周边的网格需要密一些)等等。因此，可以对这些区域进行切割，划分为4个相同且对称的区域。 具体做法是：在矩形区域的4个线/边中点创建4个关键点，连接成直线，然后用直线去切割3个面。
ANSYS操作：
A. 显示所有的线：Utility Menu>Plot>Lines; B. 在线1的中点创建关键点：
Modeling>Create>Keypoints>On Line w/Ration，对话框(图4-24)，选择要创建点的线，点击Apply，弹出对话框(图4-25)，在Line ratio(0-1)中输入0.5(表示中点)，Keypoint Number默认，点击OK，即在创建了线1上的中点(图4-25)，按此方法，创建其他3条边线上的中点关键点。
图4-24在线的中点创建关键点
C. D. 连接关键点13和15，14和16，形成2条直线(按图4-16～图 4-17的方法创建);
显示所有的元素：Utility Menu >Plot>Multi-Plots;
E. 对3个面进行切割：
点击Modelling>Operate>Booleans>Divide>Area by Line，弹出对话框Divide Area by Line(图4-25)，点击Pick All，弹出对话框，再点击Pick All，完成对面域的划分。
为了便于查看面，将面以颜色进行区分，做法为：Utility Menu >Plot Ctrls>Numbering…，弹出对话框，对图4-26中三个框选的部分按图中进行选择，点击OK，即可显示面(图4-27)。
图4-25 切割面
图4-26 以颜色显示面设置
图4-27 以颜色显示的面
通过以上操作，即完成了所有实体模型的创建。由于在上述操作过程中，可能存在一些重合的元素，必须对此进行处理。
在ANSYS中的做法是：点击Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items，弹出对话框，选择框中的All(图4-28)，点击OK;点击Preprocessor>Numbering Ctrls>Compress Numbers…，弹出对话框(图4-29)，选择All，点击OK结束。
图4-28 消除重合的点、线、面/体
图4-29 压缩点、线、面的编号(从1开始且编号连续)
同时，为了以后便于选择，可以通过ANSYS的工具创建面的组合，形成围岩组、衬砌组和开挖区组。ANSYS的做法为：
图4-30 选择面设置 岩区域
图4-31 选择面
图4-32 选择的围A. 先只选择围岩区域：Utility Menu>Select>Entities…，弹出对话框(图4-30)，按图中框选部分进行选择，点击OK;弹出对话框(图4-31)，然后在工作区选择围岩区(图4-32)中的R
1、R
2、R3和R4，点击OK;显示面，Utility Menu>Plot>Area，即可看到所选择的区域。 B. 创建组件：Utility
Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component…，弹出对话框(图4-33)，按框选部分设定，点击OK，即创建一个以ROCK命名的组件;
图4-33 创建组件的设置
C. 选择所有面：Utility Menu>Select>Everything;然后显示所有面：Utility Menu>Plot>Areas;
D. 按A中的方法选择衬砌区的面Area(图4-33);并按B中的方法定义衬砌组Lining;
图4-33 选择的衬砌区的面并创建Lining组件
E. 按C、D中的方法确定开挖组件Kaiwa，图4-34。
图4-34 选择的开挖区的面并创建Kaiwa组件
查看已创建的组件可以通过以下方式进行：
Utility Menu>Select>Component Manager…，弹出对话框(图4-35)，即可看到已定义的3个组件。
图4-35 已创建的组件
2.直接生成面
以上是通过面的下级元素(点和线)来逐步生成面，ANSYS中提供了直接创建面的方法。具体做法为：
Preprocessor>Modelling>Create>Area>Rectangle(四边形面)>By Dimension，弹出对话框(图4-36)，输入相应的尺寸，创建的面与通过上述方法创建的面完全一样。
图4-36 直接生成面
下面的步骤同上面方法一致。 点击或
进行保存。
2.2.3 网格划分
建立了经过优化的实体模型后，即可进行平面网格的划分。 1.指定面的属性
在开始划分网格前，必须对面的属性(单元形式和材料号)进行指定，换句话说，在进行网格划分前，材料和单元类型必须已经定义/存在。在本问题中，隧洞开挖前，所有的面均属于岩石材料(即材料1)，因此，指定所有面的属性均为Plane42单元，材料号为1。具体做法为： 点击Meshing>Mesh Attributes>All areas…，弹出对话框(图4-37)，按框选部分的选择进行设定(材料号1，单元类型Plane42)，点击OK，即完成了面的属性指定。
图4-37 面属性的指定
2.网格划分密度的指定
尽管可以进行自由划分，但获得的网格很难满足用户的要求，因此对于面域，可以通过指定线的划分密度(长度或数目)来对面域进行映射划分Mapped(对于3边形映射划分，三条边的数目要相同，且最好为偶数;4边形时，对边的划分数目必须相等)。
具体做法为：
A.显示所有的线：Utility Menu>Plot>Lines B.指定衬砌及开挖区内线的划分密度
点击Meshing>Meshing Tool，弹出对话框(图4-38)，选择Lines>Set，弹出线选择对话框(图4-39)，选择衬砌的内外圈(共8条线)以及开挖区4根线，点击OK，弹出线划分密度设定对话框(图4-40)。线密度的设定可以通过设定长度或数目来进行，这里选择数目，本模型中设定为10，点击OK。
图4-38 线密度划分对话框
线
图4-39 选择要设定的
图4-40 线密度的指定
(圆圈部分)
图4-41 衬砌厚度线衬砌厚度的确定也按上述方法，选择4条厚度方向的线，设定数目为2。
图4-42 过渡线
C.过渡线的设定
对图4-42中A、B、C、D四条线而言，由于我们关注隧洞周边，因此，网格密度要大一些，即网格以隧洞为圆心，朝外侧网格逐渐过渡，增大。具体做法为：
按B中的方法，选择这4条线，按图4-43进行设定，点击OK，完成设定。需要注意的是，由于线的方向的原因，过渡系数可能为小数，也可能为整数，操作时可先试设定，若刚好相反，则取原过渡系数的倒数，如试取5，不合适的话，则取1/5。
图4-43 过渡线数目的设定
需要说明的是，映射划分一般针对3边形或4边形(平面情况)，若为5边形，则需要另外的映射方法，可按下面的规则进行设定，即把5边形的其中两边假象为一条边，则“变为”四边形，则按四边形划分规则进行设定(也就是说，假象为“一条边”的两条线的划分数目和要等于这两条线对应的一条边的划分数目，另外两边数目也要相等)。
图4-44 所有线的划分数目汇总
3.网格划分
在设定所有线的划分密度后，即可进行网格划分，划分分两种情况(先显示为面)：
A.对于3边形或四边形
点击Meshing>Meshing Tool，弹出对话框(图4-45)，按图中框选进行设定，点击Mesh后，弹出面选择框(图4-46)，选择开挖区和衬砌区(3边形或四边形)的面后，点击OK，工作面显示为图4-47。 图4-45 划分工具
网格
A.对于5边形
图4-46 面选择框
图4-47 已划分的选择显示面Utility Menu>Plot>Area。
点击Meshing>Meshing Tool，弹出对话框(图4-48)，按图中框选进行设定，点击Mesh后，弹出面选择框(图4-49)，选择且只能选择其中一个面(5边形)，点击OK，再选择5边形的其中4个角点(图4-50，由于假象两条线为“一条线”，因此，选择时不再选择这两条线之间的交点)，即可完成5边形面的划分，图4-51。
图4-48 划分工具
图4-49 面选择框
图4-50选择点的顺序
图4-51 已划分的网格
按照上面方法划分其余3个5边形面的划分，点击Utility Menu>Plot>Elements，显示划分后的网格如图4-52。
图4-52 划分后的网格
点击或
进行保存。
点击File>Save as，在弹出的对话框中，将文件另存为Tunnel-mesh.db(用于后面的计算)。
在完成有限元网格的划分后，即完成了有限元的建模，可以进行求解。通过下面进入求解模块。
Main menu>Solution。 2.2.4 边界条件和初始条件
1.边界条件
对于水工隧洞的计算区域而言，所选的区域一般进行位移边界约束，即左右为水平X法向约束，底部为铅直Y法向约束。ANSYS的做法为：
Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes(施加在节点上)，弹出节点选择对话框，选择Box窗选方式，选择左右边界的节点(图4-54)，点击OK，弹出对话框(图4-55)，选择X方向约束，点击OK，
图4-53 节点选择框
图4-54 被选择的节点
图4-55 指定约束方向UX 左右边界
同样，窗选底部节点，指定UY约束，完成底部边界条件设定。
图4-56 被约束的
图4-57 指定约束方向UY 底部边界 2.初始条件
初始条件包括初始应力状态，本问题中主要是自重应力情况，即要设定重力加速度。
Define Loads>Apply>Structural>Inertia>Gravity>Global，弹出对话框，在铅直Y方向输入9.8，点击OK，完成重力加速度的设定。
图4-58 被约束的
图4-59 重力加速度的设定
点击或
进行保存。
2.3 水工隧洞施工过程模拟
在本问题，隧洞的施工模拟包括三个过程，即初始应力状态(荷载步1)→毛洞开挖(荷载步2)→毛洞支护(荷载步3)。本节中按这三个步骤进行计算模拟。(保证你处于Solution求解模式状态)
由于在下面的分析中涉及到单元的生(开挖)或死(激活，如开挖回填、施作衬砌等)，因此必须打开N-R模式，具体做法为：Analysis Type> Analysis Options(分析选项)(有时在点击Analysis Type后，不能发现Analysis Options，此时可点击Solution>Unabridged Menu，即可显示出来)，弹出对话框(图4-60)，选择Full N-R选项，点击OK即完成设置。
图4-60 Full N-R的设置
2.3.1 初始状态模拟
初始状态是指研究对象所在的地质区域未受人工扰动(开挖、支护等人类活动)之前就已客观存在的状态，包括自重应力场和构造应力场，其中以自重应力场为主。初始状态的求解过程为：
A.设定初始状态分析的荷载步Loadstep=1，具体做法为：
点击Analysis Type>Sol’Controls，弹出对话框(图4-61)，按图中框选设定，点击OK，完成荷载步设置;
图4-61 荷载步的设置
B.求解，Solve>Current Ls，点击OK，开始求解，当出现下列界面时，证明求解成功，点击Close，完成求解。
图4-62 经过上面过程，即完成了初始状态的计算。 点击或
进行保存。
2.3.2 毛洞开挖工况模拟
毛洞成洞过程实际包括两个部分，即衬砌部分和开挖后不回填部分，在本步中，衬砌和开挖区都会被挖去，在ANSYS程序中成为“杀死Kill”。具体过程为(显示界面为单元)：
A.设定初始状态分析的荷载步Loadstep=2，具体做法为： 点击Analysis Type>Sol’Controls，弹出对话框(图4-63)，按图中框选设定，点击OK，完成荷载步设置;
图4-63 第2荷载步的设置
B.根据前面4.2.2中创建的三个组件，选择要开挖的衬砌区和开挖区单元。 点击Ultility Menu>Select>Component Manager，弹出下面对话框，先在下面的列表中选择Kaiwa和Lining两个组件，再点击上面的后，关闭该对话框。
按钮
图4-64 显示选择的面Ultility Menu>Plot>Areas。然后选择附着于所选面的单元。 Ultility Menu>Select>Entities…，在弹出的对话框中，按下图设定后，点击OK，选择显示单元Ultility Menu>Plot>Element，如下图(图4-64)，即为本步中要开挖的单元。
图4-64 选择要开挖的单元
C.在命令行中输入Ekill,all，杀死/开挖所选的单元。
D.选择全部元素：Utilities Menu>Select>everthing;并显示右键>Replot; E.进行毛洞开挖求解Solve>Current Ls，点击OK，开始求解，当出现下列界面时，证明求解成功，点击Close，完成求解。
图4-65 求解成功
显示为单元Utilities Menu>Plot>Elements，点击2.3.3 毛洞支护工况模拟
毛洞稳定到一定状态后，即可进行衬砌施作，形成隧洞主体结构，有限元对此过程的模拟过程为(显示为单元Utilities Menu>Plot>Elements)：
A.指定荷载步Loadstep=3;
点击Analysis Type>Sol’Controls，弹出对话框(图4-66)，按图中框选设定，点击OK，完成荷载步设置;
或
进行保存。
图4-66 第3荷载步的设置
B.选择先前设定的衬砌区域/面Lining及相应附着在面上的单元; 点击Ultility Menu>Select>Component Manager，弹出下面对话框，先在下面的列表中选择Lining两个组件，再点击上面的该对话框。
按钮后，关闭
图4-64 选择衬砌区域
显示选择的面Ultility Menu>Plot>Area。然后选择附着于所选面的单元。 Ultility Menu>Select>Entities…，在弹出的对话框中，按下图设定后，点击OK，选择显示单元Ultility Menu>Plot>Element，如下图(图4-64)，即为本步中要开挖的单元。
图4-64 选择要开挖的单元
C.激活所选的衬砌单元，在命令行输入Ealive,all，激活/施作衬砌区单元;
4、由于原来的衬砌部分设定为岩石材料，因此需要改变衬砌单元材料属性为混凝土属性，具体为：选定衬砌单元，Solution>Load step opts>Other>Change mat props>Change mat num/弹出菜单，材料编号改为2：
图4-67 衬砌材料性质的改变
D.选择全部元素：Utilities Menu>Select>everthing;并显示右键>Replot; E.进行衬砌支护后的求解Solve>Current Ls，点击OK，开始求解，当出现下列界面时，证明求解成功，点击Close，完成求解。
图4-68 求解成功
显示为单元Utilities Menu>Plot>Elements，点击2.3.4 计算结果查看及处理
通过以上分析，对水工隧洞施工期围岩及衬砌结构的应力、变形规律进行了简单的数值模拟，下面就数值模拟的结果进行简单的查看与处理。首先通过以下过程进入通用后处理模块：Main Menu>General Postproc。所有的后处理操作都必须在后处理状态中。
1.计算结果的读取
首先查看计算荷载步的情况：General PostPro>Results Summary，弹出对
或
进行保存。 话框。
读取方式
图4-69 计算结果汇总
图4-69 结果计算结果的读取可以通过多种方式，以By Pick为例：
点击Read Results>By Pick，弹出菜单后，选择某荷载步，点击Read(读取)→Close即可。
图4-70 通过By Pick读取结果
2.计算结果的查看
在读取某荷载步的结果后，就可以对某荷载步下的结果进行绘图或文本列表。计算结果分两种：节点解和单元解。
节点解： Plot Results>Coutour Plot(绘制等值线)>Nodal Solu(节点解) 解)
List Results>Nodal Solution(列表结果)
单元解： Plot Results>Coutour Plot(绘制等值线)>Element Solu(单元 List Results>Element Solution(列表结果)
以荷载步2(毛洞开挖工况)的结果为例：
(首先对开挖掉的单元不选择显示，先选择组件，然后选择附着在上面的单元，开挖掉的单元就不显示了)
A.绘制节点位移UY 点击Plot Results>Coutour Plot>Nodal Solu，弹出的对话框中，选择Dof Solution→Y-Component of Displacement，并作相应设置后，绘出UY等值线图(如图4-71)。
图4-71 绘制UY位移分量等值线图
同理可以绘制UX和合位移。 B.绘制节点应力向量
点击Plot Results>Coutour Plot>Nodal Solu，弹出的对话框中，选择Stress→Y-Component of Stress，并作相应设置后，绘出SY等值线图(如图4-72)，可看到两侧洞壁出现最大的竖直方向压应力。
图4-72 绘制SY位移分量等值线图
同理可以绘制其它应力分量，包括第1主应力(1st Pricinpal Stress)和第3主应力(3st Pricinpal Stress)
注意：ANSYS的应力大小与方向规定和材料力学规定相同，与我们工程上的规定刚好相反，也就是说ANSYS中第1主应力实际为工程上应用的最小主应力，第3主应力实际为工程上应用的最大主应力。
若要绘制某些特定部位的计算结果，则只需选定关注区域的单元进行绘制即可。
若要对比开挖前后的变形图，则在对话框中选择变形后图形同时显示变形前边界。
图4-73 绘制变形前后对比图
3.荷载工况组合
在前面的分析中，隧洞的开挖经历了3个步骤，在每一步的分析中均包含了自重应力和自重位移，对于应力而言，我们不仅关注自重应力，同时关注开挖后的附加应力和二次应力;而对于位移，自重位移实际是不存在的(经过几百万年的稳定后，位移基本消失)，因此对于开挖而言，我们更关注于附加位移，这就涉及到荷载工况之间的逻辑运算(加或减)的问题，也就是荷载工况组合。在本问题中，评价开挖引起的位移或应力时，就必须“减掉”自重位移或位移，即荷载步2要减去荷载步1;而在评价衬砌施作引起的附加应力或位移时，则必须减去开挖和自重引起的位移或应力，即荷载步3要减去荷载步2。荷载工况的定义和运算做法为：
A.定义荷载工况：General Postproc>Load Case>Creat Load Case…，弹出对话框中，选择从结果文件Results Files创建荷载工况，
图4-74 定义荷载步1为荷载工况1 同理分别定义荷载步2为荷载工况2(图4-75)，荷载步3为荷载工况3(图4-76)。
图4-75 定义荷载步2为荷载工况2
图4-76 定义荷载步3为荷载工况3 当要分析开挖引起的附加位移和应力或其它参量时，则要减去初始状况的位移和应力，即用荷载工况2“减去”荷载工况1，做法为：
A.读取荷载工况2(图4-77)
Load Case>Read Load Case…，在弹出的对话框中，输入2，点击OK;
图4-77 读取荷载工况
B.减去荷载工况1(图4-78) Load Case>Subtract…，
图4-78 减去荷载工况
重新绘制UY方向的附加位移，则图形变为图4-79，隧洞顶部发生向下位移，而隧洞底部发生向上的回弹位移。附加的最大压应力变为图4-80，隧洞底部和顶部发生拉应力，两侧发生最大压应力。 图4-79 附加竖直UY位移
4.路径操作
图4-80 附加最大主应力
对于实际工程而言，我们可能关注于应力或位移在某些区域或范围内的变化趋势，这就需要用到ANSYS的路径操作。以本问题为例，如果我们需要知道应力或围岩沿径向的变化趋势，则可按下面步骤进行操作：
A.定义路径
General Postproc>Path Operations>Define Path>By nodes(通过节点定义)…，弹出节点选择对话框，依次选择路径上的节点(图4-81)，点击OK，弹出对话框(图4-81)，定义路径的名称为XX，
图4-81 路径的定义
B.映射数据到指定路径
Path Operations>Map Onto Path…，弹出对话框，指定需要映射的参量，如UX，UY，SX，SY，S1，S3等，如图4-82。
第三篇：引水隧洞超前支护的设计与施工论文
超前支护方案设计
1设计思想
从工程地质条件可以看出，隧洞进出口地质条件差，覆盖层破碎，上覆岩体厚度较薄，溶蚀裂隙发育，丰水季节地下水位高于隧洞顶5～10m。因此，超前支护设计主要针对隧洞进出口段[1]。主要设计思想:①在隧洞开挖前，沿隧洞开挖外轮廓的顶部拱圈范围，以一定的间隔，沿洞轴线方向设置大管棚(当围岩较完整时，也可采用超前锁口锚杆)，并通过管棚对岩体灌浆，从而在拱部预先形成加固的保护环。同时，环形固结层与管棚还可作为纵向支撑，与横向环形钢拱架共同作用，组成纵、横向刚度较大的整体受力结构，有效阻止和限制围岩变形;②由于大管棚的施工难度和成本随管长的增加而增加，同时作用效果降低，因此管长较长时可采用小管棚超前支护法，即在大管棚的前方，沿隧洞开挖断面外轮廓的顶部拱圈范围，以一定的纵向间隔，在隧洞开挖的前进方向上超前钻进小倾角钻孔，并插入钢管，再向插入的钢管内压注水泥浆或砂浆，以提高钢管周边围岩的整体性和弹性模量，并使钢管与围岩形成整体，构成棚架体系，以防止围岩的松弛和崩塌;③当围岩较完整时，可采用超前锚杆，沿隧洞开挖断面外轮廓，以一定间隔打入掌子面前方的岩体，将岩层锚固，对隧洞外轮廓围岩起到悬吊、组合、固结的加固作用，增加围岩的整体性和稳定性;④在隧洞进出口的洞脸边坡上，采用锚杆将岩层锚固，并挂网喷射混凝土支护，同时设置排水沟和排水管排水，提高边坡稳定性[2-3]。
2超前支护总体方案
隧洞进出口段超前支护采用在洞口平行洞轴线方向上布置直径89mm、环向间距300mm、壁厚6mm、长20m的超前大管棚，管棚钢管均匀布设在拱部，节长为4、6m。在管壁上按梅花形间距30mm×30mm交错钻出浆孔，出浆孔直径为12mm。钢管采用丝扣连接，连接长度为15cm，隧道纵向同一断面处接头数不大于总管数的50%，相邻钢管的接头至少错开1m。为稳定仰坡及保证管棚钢管外插角，在洞口前设置1.8m导向墙。导向墙采用C25混凝土，厚度为65cm，导向墙内设间距为60cm的I20工字钢拱架，工字钢拱架外围安装直径108mm、环向间距300mm、壁厚6mm、长2m的热轧无缝钢管，作为管棚钢管的孔口套管(导向管)。为避免钻杆太长，钻头因自重而下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上挑角度应控制在3°～5°，并随时用测斜仪量测角度和钻进方向。大管棚再往里布置直径42mm、环向间距300mm、排间距2m、壁厚3.5mm、长3.5m的超前小导管(小管棚)，小管棚搭接长度为1m，小管棚沿洞轴线方向布置，与洞轴线夹角一般为10°～20°。初期在顶拱和边墙布置25@1m×1.5m、长4m的锚杆，并设Ⅰ20@60cm的钢拱架，在顶拱及边墙挂8@200mm×200mm的钢筋网，喷250mm厚混凝土(兼做止浆墙)，底板不作初期支护;二期全断面现浇60cm厚混凝土衬砌，并在底板布置20@1m×1.5m、长1m的锚筋。各类断面均需在顶拱布置50@3m×3m、长3m的排水孔。隧洞进出口段超前支护设计见图1。
隧洞超前支护施工
1大管棚施工
大管棚超前施工工艺流程见图2。(1)施工准备工作。完成洞顶截水沟、进出口洞脸仰坡开挖及防护的施工，即在隧洞进出口洞脸边坡上布置锚杆、挂钢筋网、喷混凝土、布置直径50mm的排水孔;并按要求制作套拱(导向墙)钢拱架及导向管;同时配备测斜仪、2～3台油压钻机及注浆泵等施工设备。(2)套拱(导向墙)施工。当隧洞进出口开挖至成洞面后，先按间距60cm在成洞面前架设I20工字钢拱架，然后按设计要求的间距及外插角在工字钢外缘用直径12mm的钢筋焊接固定直径108mm的孔口导向管。导向管安设的精度直接影响管棚的质量，因此其检验合格后，方可支模浇筑套拱混凝土。(3)采用水平地质钻机钻孔并顶进管棚钢管。管棚钻机就位后，安装内钻杆及套管(为便于安装钢管，钻头直径应大于管棚钢管的直径)，水平地质钻机采用顶驱双作用进行钻孔;第一节钻孔结束后，钻机退回原位，接长钻杆及套管继续钻进;钻至设计长度后取出钻杆，套管内注水清洗，取出套管分节装入钢花管(为便于钢花管顶进，钢花管前端焊成圆锥形);继续进行下一根管棚钻进，直至钻进工作结束。钻孔时，钻机速度应保持均匀，特别是当钻头遇到夹泥、砂层时，应控制钻进速度，避免发生夹钻现象。如发生塌孔或卡钻，需先对该段注浆后再继续钻进。(4)采用KBY-50/70双液注浆机注浆。注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后作现场压浆试验，以便确定合理的注浆参数。注浆浆液采用水泥浆加水玻璃双浆液。水泥浆水灰比为1∶1～0.5∶1，水玻璃的模数以2.8左右为宜，水泥浆与水玻璃的体积比为1∶1～0.5∶1。施工时可通过调整配合比控制初凝时间。长管棚采用分段注浆，浆液扩散半径不小于0.3m。注浆过程中应随时检查孔口、邻孔及覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发现串浆现象，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口。在规定的压力下，灌浆孔段注入率小于设计值时，延续30min注浆即可结束。注浆结束后，应及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚刚度和强度。
2超前小导管(小管棚)施工
用油漆将超前支护孔位进行标志，采用YT-28凿岩机、直径50mm的大钻头钻孔，外插角为10°～20°。然后将用无缝钢管加工而成的、端部为尖锥状、直径42mm、壁厚3.5mm、长3.5m的超前小导管插入孔内，导管外露20cm，外露端与钢拱架焊接。在管壁上按梅花形布置小孔，间距20cm，孔眼直径为8mm。钢管安装完毕后，应及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实，在钢管外露端焊上法兰盘、止浆阀。注浆浆液采用水泥、水玻璃双浆液，并用双液注浆机注浆。注浆前，先对开挖面5m范围内围岩喷25cm厚C20素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。注浆压力及浆液配合比等灌浆参数根据施工现场试验确定。注浆时先注无地下水的孔，再注有地下水的孔，如遇冒浆或串浆，则间隔一孔或几孔分序注浆。
3超前锚杆施工
对于整体性较好的围岩，开挖前首先对已形成的掌子面、边墙及顶拱进行喷混凝土支护，掌子面喷5cm厚混凝土，两侧边墙喷25cm厚混凝土。然后再对围岩顶拱及开挖面周边采用直径25mm、长4.5m、环向间距为30cm、排间距为1m的锚杆进行超前支护，锚杆沿洞轴线方向布置，与洞轴线夹角为5°～15°，锚杆端部与钢拱架采用焊接加固。锚杆施工顺序为:风钻钻孔—高压风清孔—插入杆体—安设止浆塞、垫板—注浆。注浆用注浆机进行，注浆压力控制在0.5～1.0MPa，并注意随时排除孔中空气。
4进出口洞脸边坡支护
隧洞进出口洞脸边坡为弱风化灰岩，永久开挖边坡采用1∶0.5，临时开挖边坡采用1∶0.35，为保证洞顶有足够的围岩厚度，进出口边坡分别在洞顶设置3.59m和3.27m高的直立边坡;进、出口洞脸边坡均设置有2m宽的马道，马道内侧设M7.5浆砌石排水沟。为确保洞脸边坡稳定，对坡面采用喷锚支护，具体措施为:布置25@1.5m×1.5m、长4m的锚杆，挂8@20cm×20cm的钢筋网，喷厚100mm的C25混凝土，按3m×3m的间距布置直径50mm的排水孔，排水孔孔深2.5m。
超前地质预报及现场监控量测
1超前地质预报
超前地质预报由超前地质预报组来完成，超前地质预报工作的主要内容包括:对照勘测资料，预测、预报地质条件变化对施工的影响;断层或不稳定岩层预测、预报。在隧道掘进施工时，每个作业面派有经验的技术人员值班，技术人员对工作面进行地质素描，并绘制地质素描图，根据地质素描图的内容，作出开挖面前方较短距离内的岩体稳定性分板，通过综合分析判断，提出地质预测报告。采用TSP202地质超前预报仪，对围岩地质情况进行超前探测。
2现场监控量测
现场监控量测是检验设计与施工是否正确合理和安全的重要手段。量测信息反馈到设计、施工中，可以及时对初期支护、二次衬砌及施工方法作出修正，确保结构的稳定及施工安全。该工程主要对地质和支护状况、周边位移、拱顶下沉和锚杆抗拔力进行了监测。施工期间，每次监测后应及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平收敛、地表下沉等随时间及工作面距离而变化的时态曲线(散点图)，并根据开挖面的状况，综合判断围岩和初期支护结构的稳定性，及时反馈给设计与施工单位。根据周边位移量测的情况来看，观测初期位移增长较缓，在开挖下断面时位移量急剧增大，然后趋于平稳，最终位移速率小于0.2mm/d，满足规范和设计要求，充分说明了所采用的超前支护方案对防止围岩恶化、控制隧道变形作用很明显。(本文作者：吴伟民 单位：福建水利电力职业技术学院)
第四篇：隧洞施工安全管理制度
批 准：
审 核：
编 制：
XXXXXXXXXXX公司 XXXXXXXXXXXXXX项目部
X年X月X日
1、总则
为规范XXXXXXXXX项目隧洞施工的安全管理工作，满足业主、监理对隧洞施工安全管理要求，减少和避免发生安全事故，保障隧洞内施工安全。根据我项目部隧洞施工特点，特制定本制度。
2、职责
1)安全环保办：负责隧洞施工安全管理的监督工作;
2)技术质量办：负责隧洞施工安全技术措施和作业指导书的制定，并实施交底及安全技术措施的检查指导工作;
3)工程管理办：科学合理编排隧洞掘进计划，落实隧洞内施工安全标准化工作及文明施工管理工作;
4)土建工区、TBM工区：负责落实隧洞施工安全技术措施及现场的施工安全的具体管理、协调、监护工作。
3、隧洞安全检查
一、隧洞安全检查的重点
1、光面爆破控制和监控量测、初期支护(包括二次衬砌)跟进进度和施工质量、地质情况(是否与设计相符);
2、施工用电、火工品管理、应急预案及演练、应急物资装备保障情况;
3、安全员履行职责及特殊工种持证上岗情况等;
4、隧洞内有毒有害气体检测、通风情况检查和排水设施的检查。
二、检查要求
1、安全总监每周检查不少于一次，项目经理每月检查不少于2次，安全员每日对洞内进行巡查;
2、检查人员每次检查均应做好检查记录，对发现的问题提出口头或书面整改措施，安全人员跟踪落实。
4、隧洞施工安全管理要求
4.1 基本要求
1、所有进、出洞人员必须实施登记、刷卡或翻牌，洞口值班人员做好记录工作，违反规定的遵照项目部安全奖惩制度进行处罚;外来参观人员进行进洞安全告知后，由项目部专人引导和监护安全。
2、进入施工区域，所有人员遵照项目部规定佩戴好劳动防护用品(如安全帽、防尘口罩、耳塞)，进洞人员穿戴有明亮反光条的工作服或反光马甲;
3、隧洞内照明线路敷设严格遵照《水利水电施工标准化图册》布设为的三相五线制，照明灯使用LED节能灯，6-10m一盏，保证照明充足，并在弯道、洞口处安设一定数量的应急照明灯。
4、隧洞洞施工用电遵照临时用电规范进行，机具设备用电严格遵照”一机、一闸、一漏、一箱“安装。所有用电设备供电、接线必须有持证上岗的电工进行，且禁止带电接线作业。电工作业安排两人进行或挂牌”有人检修、禁止合闸”。
5、隧洞内排水沟渠设置符合地质勘探资料的涌水水量，排水沟渠沿隧洞方向依次顺延。在洞口位置开挖有符合涌水水量收集的集水井，并定期对强排水设备设施检查，确保性能良好，以使突发涌水时能及时抽排。
6、冬季进入洞口的路面要经常性清扫，防止结冰，车辆下坡打滑。并在下坡段50m位置一次设置2个以上的尺寸规格为2*3m的防撞沙堆。冬季路面结冰后，对进入洞内的车辆实行管制，人行车停，车行，人停，确保安全。
7、所有隧洞的洞顶有安全防护栏杆及底部至少20cm高的挡石板，必须对洞顶及两侧边坡的浮石处理，必须时对其进行喷护处理，确保隧洞临边无松土、无危石。同时安全人员要经常性巡视，保证隧洞上方安全。
8、所有隧洞洞顶设置有截、排水系统，保证雨水或雪融水不冲刷边坡坡面。
9、隧洞内的供、排水管线有明显的供排水标记，且水管的外侧粘贴有反光贴的警示标签。
10、隧洞作业人员必须经三级安全教育培训，经考核合格后，方可上岗作业。
11、隧洞内有粉尘、噪音、高温，进入隧洞作业人员不得有心脏病、高血压、癫痫等不适宜在洞内作业人员。
12、进入隧洞工作前，作业班组长必须在洞口前开展班前预知危险活动告知，全体人员参加，无故未参加的，遵照项目部奖惩制度实施处罚。 4.2 钻爆法隧洞开挖安全管理要求 4.2.1 基本规定
1、 隧洞开挖前，技术办编制开挖专项技术方案，按照三级安全技术交底要求，安全部门与技术部门共同组织，依次开展项目级、工区级和班组级的安全技术交底。
2、钻爆开挖应根据围岩类别确定是否采用光面爆破或预裂爆破技术，并控制循环进尺。在IV、V类围岩，除控制循环进尺外，喷锚、立拱、挂网支护应及时跟上，严格遵照“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”进行，保证隧洞施工质量，进度，确保安全。
3、使用钻爆法开挖必须进行钻爆设计，钻爆设计应考虑隧洞洞顶覆盖物深度、洞顶上部的建筑物，考虑爆破振动和噪声对周围环境的影响，应采取减小振动和降低噪声的技术措施。
4、隧洞双向开挖接近贯通面时，两端施工应加强联系与统一指挥，当隧洞两个开挖工作面距离接近15m时，必须采取一端掘进另一端停止作业并撤走人员和机具的措施，同时在安全距离处设置禁止入内的警示标志。
5、严禁装载机铲斗、自卸车、轻卡车和皮客车货箱内载人进、出洞或上、下班，违者按项目部奖惩制度处罚， 4.2.2 钻孔、爆破
1、隧洞使用YT-28凿岩机须使用湿式作业，降低粉尘，喷混必须使用湿喷设备，减少扬尘。
2、隧洞内爆破严格遵守《爆破安全规程》，民爆公司安全员和项目部安全员共同在现场检查、监督爆破员安全作业。安全警戒控制在作业半径250m距离外，在爆破警戒未解除前，严防外人进入，并监督剩余火工品的销毁，杜绝火工品的流失。每次爆破结束后，监督爆破员排炮必须等炮烟散尽后进行，并随时与排炮员保持沟通、联系，预防炮烟中毒事故。
3、钻爆作业台车结构件焊接牢固可靠，前、后侧临边位置必须加装防护栏杆，防止人员高空坠落;且安放在台车上的机具设备必须固定牢靠，防止脱落伤人。
4、装载机拖动台车移动时，应有专人指挥，台车的前、后、左、右区域严禁站人。特别下坡路段，预防台车脱溜伤人事故。
5、台车上部的喷混水泥结块应经常清扫，防止因拖拉振动导致结块落下，损伤设备或人员。任何人在台车上作业，严禁抛掷物件，预防物体打击事故。
6、台车的两侧须安装安全警示标志和周边安装带警示的LED灯带或粘贴反光贴。
7、台车上用电安全遵照临时用电规范飞“一机、一箱、一闸、一漏保”进行设置，并保证足够的照明度。台车上照明灯和用电设备接地性能良好，漏保动作电流不高于15mA。
8、爆破作业结束后，必须等炮烟完全散尽后，经安全员对洞内有毒有害气体进行检测，确认安全后，方可通知出渣设备及人员入内。
9、每项作业完毕后应及时清理作业场地、消除安全隐患，保持作业场地清爽、通行无碍。 4.2.3 装渣与运输
1、装碴作业期间应在洞口处安全警戒，未经许可，严禁非作业人员进入。
2、装碴与卸碴作业应有专人指挥，作业场地的照明应满足作业人员安全操作的需要。
3、工区应根据施工安排编制运输计划，制定运输管理规定，加强运输调度，确保工程运输安全。
4、隧洞施工运输路线的空间必须满足最小行车限界要求，并根据不同的运输方式，在洞口、台架、设备、设施等位置设置信号和标志予以警示。
5、运输车辆不准超载、超宽和超高运输，不得人货混装。车辆行驶中应随时观察线路有无障碍和洞内其它设施、设备、临时支撑等有无侵入限界情况。
6、进出隧洞人员必须走人行道，不得与机械抢道，严禁扒车、追车或强行搭车。
7、运输线路或道路应保持平整、畅通，并设专人按标准规定的要求进行维修和养护。线路或道路两侧的废碴和杂物应随时清除。
8、运输车辆严格按照洞内限速要求行车，不得超速行车。
9、隧洞内运输车辆车况须保持良好，特别是刹车、转向和灯光等安全装置，工区和项目部每周进行设备安全检查，禁止设备带“病”入洞。 4.2.4 测量与施钻作业
1、测量人员、钻工操作手到洞内作业前，应先对爆破区域进行经验排查，并“敲顶问邦”，确认无塌方和危石落下危险后，方可作业。
2、台车上、下实施钻孔交叉作业时，必须有可靠安全措施，并保持沟通良好。 4.2.5 支护与加固
1、隧洞支护必须按初喷--立拱→架设钢架(钢筋网)、锚杆→复喷的程序施工。在爆破、找顶后，应立即初喷混凝土封闭围岩。
2、隧洞支护施工质量必须达到有关标准规定的要求。超前支护应在完成开挖工作面的加固后进行，每循环之间应有足够的搭接长度与初期支护有效连接。
3、特殊地质条件的隧洞，应根据具体地质情况采取超前支护、预加固处理方案和安全保障措施。 4.2.6 衬砌
1、衬砌施工作业面用电应符合临时用电的要求，其照明应满足安全作业的需要。
2、一般地段隧洞内施作衬砌应在围岩和初期支护变形稳定后进行;在浅埋、偏压、围岩松散破碎等特殊地段的隧洞和洞口段应尽早施作衬砌。
3、在软弱、破碎、高地应力、大变形的围岩地段，仰拱应随开挖及时施作，尽快形成封闭环，并超前于墙拱衬砌。同时应合理确定与开挖和衬砌作业面的距离。
4、衬砌作业台架下预留通行作业人员、施工车辆以及安设风、水、电线路或管道的净空，应满足洞内车辆和人员安全通行的要求。
5、衬砌作业台架应有足够的强度、刚度和稳定性，衬砌台车、台架组装调试完成应经验收合格方可投入使用。
6、衬砌作业台架、仰拱施工栈桥的移动，应有专人指挥，慢速移位，工作区严禁非作业人员和车辆通行、停留;非作业人员、设备、材料、工器具等应撤离到安全地点。
7、衬砌作业台架、作业平台四周应设置安全栏杆、密闭式安全网、人员上下工作梯，衬砌台车及防水板施工作业台架还应配置灭火器，经验收合格方可投入使用。
8、衬砌作业台架、作业平台上的各类用电设备应有绝缘保护装置，电线路还应符合洞内临时用电要求。
9、运输机械应按规定线路及限行速度行驶，过往台架、栈桥时应加强瞭望，倒车作业应有专人指挥，驻停时应有制动措施及安全警示标志。 4.2.7 施工排水
1、隧洞施工应做好排水工作，防止涌水淹没洞室，危及人员、设备和环境安全，影响施工质量和进度。
2、洞内施工排水沟应经常清理，保持畅通，防止淤塞。
3、洞内内排水应采用机械排水，并应符合下列规定：
1)配备抽水机的功率应大于排水量的20%以上，并应有备用台数。
2)对富水软弱破碎围岩、岩溶等有突涌水风险的隧洞，必须进行防突涌水专项设计，编制专项安全技术方案。
4、隧洞内有水地段的高压电线必须有及防水灯头和灯罩。施工现场电线、电缆使
用过程中应经常检查，确保绝缘良好。 4.2.8 通风、防尘、与风水电供应
(一)通风与防尘
1、隧洞施工独头掘进长度超过150m时，必须采用机械通风。
2、隧洞施工通风应纳入工序管理，由专人负责管理，并定期对通风量检测，做好记录，同时根据需要适当加大通风。隧洞内通风的技术参数如下：
(1)、隧洞施工应保证对每一作业人员供应新鲜空气不小于3m³/min，采用内燃机械作业时，供风量不应小于3m³/(min.kw)。
(2)、隧洞施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不应小于0.25m/s。
3、隧洞施工有毒有害气体必须符合国家有关规定，并应满足下列卫生及安全标准的要求：
(1) 空气中氧气含量按体积计不得低于20%。
(2) 一氧化碳容许浓度不得大于30mg/m3。在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min;
4、长及特长隧洞施工应有备用通风机和备用电源，保证应急通风的需要。
5、通风机、通风管安装与使用应符合下列要求：
(1)通风机控制系统应装有保险装置，当发生故障时应自动停机。 (2)人员严禁在风管的进出口停留。 (3)通风管安装地点应稳定牢固。
(二)隧洞内空压机站供风
1、空压机站应有防水、降温和保温设施，并按规定配备消防器材;
2、空压机的储气罐、安全阀、压力表应按规定进行检验;
3、使用前应检查空压机的安全状况，确认完好后方可投入使用;使用过程中应经常检查维护，确保安全运转;
4、空压机定人操作，并遵守安全操作规程;
5、必须执行交接班制度，并作好交接班记录，值班人员不得随意离岗;
6、运转过程中不得随意松动、拆卸任何管路附件和接头，防止设备内部带压的气液混合体溢出伤人;
7、 检修或维护时必须停机、切断电源并排尽压缩空气，同时将配电箱锁闭并悬挂“有人作业、严禁合闸”警示牌，防止意外启动导致人员及设备的损伤。
8、 供风管安装应符合下列规定：
1) 供风管的材质及耐风压等级应满足相应要求，不得采用伪劣或不合格管材; 2) 供风管安装前应进行检查，当有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得使用，管内不得留有残余物和其它脏物;
3) 洞内供风管应敷设在电缆、电线路的相对一侧，不得妨碍运输和影响侧沟施工。风管网路中应分段设控制闸阀，以利于控制和检修;
4) 供风管应敷设平顺，接头严密，不漏风。软管与钢风管的连接必须牢固可靠，风管拆卸必须在空压机停机或关闭闸阀后进行。
4、 供风系统使用过程中应设专人负责检查和维护，对漏风管路及闸阀等应及时进行修复或更换。
(三)供水
1、 蓄水池基础应置于坚实地基上，有明显的安全警示标志。
2、 机械抽水应有专人负责，蓄水池水满后，及时关闭抽水水泵。
3、 抽水机电机的绝缘阻值应符合要求，机体应有可靠的接地接零保护。
4、 供水管道在安装前应进行检查，有裂纹、创伤等现象时不得使用，管内不得留有残余物。
5、供水管道布置应符合下列规定：
(1) 供水管路应敷设平顺，接头严密，不漏水;
(2) 洞内管道应铺设在电缆、电线路的下方，不得妨碍运输和通行;
(3) 寒冷地区冬期施工时，洞口处的水管应采取防冻措施，防止供水管道冻裂。
6、 供水系统应设专人负责检查维护，对漏水管路及闸阀应及时修复或更换，对水源含泥沙较多的高压水池应定期清洗。
(四)、供电
1、隧洞供电线路应采用380V/220V三相五线系统。
2、 隧洞内的照明和动力电线路安装在同一侧时，必须分层架设。电线悬挂高度应为：电压380V时不小于2.5m。
3、 洞内主要交通道路、抽水机站等重要场所，应有安全照明;
4.3 TBM施工隧洞安全管理要求 4.3.1 洞内人员安全规定
1、TBM掘进至2Km后，所有进、出洞人员必须乘坐机车载人车。乘坐载人车规定如下：
(1)乘坐载人车进、出洞途中，严禁身体任何部位越过车厢，谨防车辆伤害。 (2)载人车未停稳的情况下，禁止攀跳机车，违者遵照项目部安全奖惩制度处罚。 (3)载人车停稳后，听到机车信号工发出停车指令后方可下车。上、下载人车严禁推搡或拥挤。
2、未经许可，任何人不得步行出洞，出洞要向队长报告，经批准后，方可出洞。
3、所有进、出洞的施工人员能辨识洞内的各种危险警示信号，特别是安全避让机车。
4、进入TBM机后，非指定人员严禁触碰TBM机上布置的控制按钮或设备。除紧急情况下，按下急停开关。
5、所有人员看到或听到机车灯光或喇叭警示信号后，要立即撤离工作区域，并确保机车行走轨道无杂物，安全避让。
6、TBM隧洞区间内作业，要在作业前后50m处设立安全警示灯或警示标志。
7、禁止触碰和跨越运行中的皮带，禁止使用皮带传输物件或人员，任何人不得将铁丝、水泥结块、编织袋、废铁等损伤皮带的物件扔在传输皮带上。严禁通过皮带传输工器具。
8、安全人员每天对洞内的通风量、风速，有毒有害气体进行检测，并做好记录。发现异常检测及时通知掘进队队长和技术办，下达停产撤人指令。
9、项目部每周对TBM洞内情况进行一次周安全检查，检查内容包括用电设备设施、起吊设备、拖车上的安全防护装置、安全警示标识、洞内风速、温度、照明度、有毒有害气体检测和消防器材性能的安全检查。 4.3.2 TBM掘进
1、TBM机上各工种操作手必须经培训后才能上岗，且操作手熟悉和掌握本岗位的安全操作规程。
2、TBM掘进班所有人员服从队长的统一协调和指挥。
3、TBM掘进警报响起后，所有人员撤离出工作区域，如有特殊情况，请提前告知
TBM操作手，暂缓启机。
4、TBM掘进中禁止任何人进入刀盘运转区域。
5、TBM机操作定人定机进行，非项目部指定人员禁止操作。TBM操作手严格按照既定启机顺序依次操作，操作过程中注意观察各种压力检测数据变化，根据导向系统合理调整盾体姿态。
6、TBM机启机前，TBM操作手要确认所有检修工作完毕，刀盘内无人员，拖车轨道延伸区域正常以及风水电管路延伸到位，混凝土泵车卸料完毕，等一切准备就绪后，才能发出启机指令。
7、TBM步进时，要与主机架前部人员用对讲机保持沟通，确认安全后才能实施。
8、TBM在不良地质段掘进，要注意观察皮带机压力变化和出渣岩石情况，并将不良地质信息及时反馈至项目部技术部。在突发异常停机时，必须查清停机原因后，才能再次掘进。
9、TBM掘进中轨道延伸，作业人员正确使用手拉链条葫芦(1-3T的手拉链条葫芦)，并对手拉链条葫芦经常性检查，发现损坏及时维修或更换。
10、TBM掘进中注意对风筒、高压电缆、供水水管和出渣皮带延伸的检查，发现距离不足时，及时通知TBM操作手，停机续接。
11、TBM掘进期间，洞内、外的通讯保持畅通，在突发异常情况时，洞内和洞外人员的能及时联系，且对讲通讯系统有应急电源。正常检修需断开信号装置时，应提前告知队长和洞外调度，提前做好应对。
12、TBM掘进中，通风必须保证，在无通风的情况下，禁止掘进。洞外的应急供电、通风风、排水系统每周检查一次，确保正常。
13、TBM钢拱架安装、挂网遵照技术办提供图纸进行，操作人员和作业人员须配合默契，螺栓对孔用工器具，禁止直接用手操作。操作完毕后应及时关闭遥控器。若因掘进速度过快支护、挂网困难要告知操作手。对挂网后的拱架进行喷护作业，喷射管口不能对人，并注意加强对管路的检查，预防爆管伤人。在发送爆管或泄漏的情况下，应立即按下急停按钮，关闭一切工作。需要拆卸管接头时，要卸压后才能进行。
14、空压机的开启、关闭必须经培训合格的专人负责。
15、TBM掘进期间，电工、机修工应定时对机上各类电气设备、皮带和管路进行巡检，并做好记录。
16、TBM掘进中突发停电，第一时间与洞外调度取得联系，确认停电原因。然后启动TBM机上应急发电机和洞外的紧急供风系统，确保洞内照明和排水以及通风。若停电超过1小时，在妥善安排好洞内事宜后，通知洞内人员撤离。
17、TBM检修过程中，听到任何人发出的求救指令，需立即按下急停开关。
18、TBM掘进检刀期间，每班对除尘滤芯进行一次清扫，保障TBM机除尘能力。
19、TBM机掘进后，立即开启刀盘喷水，给刀盘降温和降低掌子面扬尘。在裂隙水或涌水区间段，应关闭刀盘喷水开关。 4.3.3 TBM检修
1、TBM检修分工种进行，除队长指派外，禁止触碰或中途插手他人检修作业。
2、皮带检修时，必须拉下安全急停控制按钮，除皮带检修工，任何人禁止合闸，检修结束后，及时告知TBM机操作手。
3、TBM电气设备检修由持证上岗的电工进行，电气设备检修实施挂牌或两人作业制(1人作业，1人监护)。电工穿戴绝缘鞋和佩戴绝缘手套。
4、TBM机上用电检修或接线必须有专业电工进行，且检修前，必须断电作业。
5、检修人员听到TBM启机的异常警报后，要立即撤离作业区域，待查明原因后，方可继续作业。
6、TBM刀盘检修和TBM操作只能单方面一项，刀盘检修工和TBM操作手要事先沟通好，严禁将钥匙随意交与他人。且TBM操作室启动刀盘时，刀盘内检修人员必须撤离。
7、刀具检查、检修时，刀盘内、外人员要良好沟通，且进入刀盘区域检修人员使用36V以下安全电压。刀盘转动时，必须躲在刀盘后方，以防落石伤人。
8、进入刀盘掌子面检修作业必须在岩层较好的情况下进行，刀盘退后至少50cm，并旋转刀盘将周边浮渣挂掉后才能进行，穿戴好个人劳动防护用品。
9、更换刀具使用的手拉葫芦应经常性检查，选用的手拉葫芦应有足够的安全系数，并注意对刀具的螺栓吊耳，网兜检查，发现有断裂或断股的及时更换。
10、TBM机上空压机每班进行例保，排水，并按照设备保养周期进行维保。安全人员半个月对机上的压力容器安全阀和压力表进行一次检查，并做好记录。
11、TBM检修期间，在电缆、油管附近进行电焊或氧割的动火作业，必须有安全防护措施，现场有专人安全监护，预防火灾。
12、TBM机上动火使用的氧气、乙炔瓶须保持5m的安全距离，使用结束后及时关闭
气阀。
13、TBM隧洞内和机上的各类配电箱和电气设备必须有可靠接地，电工每月对其绝缘电阻值进行检测，并做好记录。
14、TBM检修过程中，听到任何人发出的求救指令，需立即按下急停开关。
15、TBM检修结束后，工完场清，对自己的工器具及时清理。
16、TBM通风风带修补，必须待风力全部关停后进行，通风前必须确认风带附近无人员。
17、TBM掘进中遭遇涌水，开启强排水系统抽水，并及时堵水，输水。若涌水量过大超过机上的排水能力，则立即停机、撤人。
18、TBM在不良地质段、涌水、塌方区域段掘进，遵照相应的应急预案要求处置。 4.3.4 TBM后配套及附属设备安全
1、TBM机车驾驶员和信号工定人、定机、定职责，未经培训考核合格的，禁止操作机车。
2、机车行驶途中，驾驶员与信号工保持经常性联系，且驾驶员有一台备用与洞外调度联系的对讲机，驾驶员和信号工原则上仅服从洞外调度指挥。
3、当班驾驶员、信号工上班前应掌握中途下车的人员位置，行车途中时刻注意观察车辆100m前、后地点。
4、驾驶员、信号工应熟知洞内弯道位置、错车平台或作业平台放置地点，按规定的限速规定行车，禁止违章超速行车。
5、TBM洞外调度指定专人，洞外调度室至少配备两台与洞内通讯的座机电话。
6、安全员每周至少对错车平台结构件进行一次安全检查，特殊是爬坡节，若发现隐患及时通知整改。
7、后配套拖车牵引时，统一信号指挥，及时清除沿线的障碍物，在牵引平台上指挥人员应站稳。
8、轨道吊机必须定人操作，在吊卸轨道、物资等材料，吊机运行区域所有人员及时避让。队长和安全员要对吊卸区域经常性检查，纠正和制作习惯性违章。 4.4 不良地质和特殊岩土地段隧洞施工安全
1、隧洞施工前必须根据设计提供的工程地质及水文地质资料，结合现场实际情况进行分析研究，制定专项施工技术方案。
2、隧洞施工前必须针对不同风险源制订完善的应急预案，并定期组织演练, 施工中应有足够的抢险、急救物资储备。
3、隧洞施工时，应根据具体情况制定与实施地质预测、预报方案，并按根据地质预测、预报的结果及时调整隧洞施工方案。
4、隧洞施工时，应按监控量测方案实施。当发现围岩和支护体系变形速率异常时，应立即采取有效措施，情况严重时应将全部人员撤离危险区域。
5、每道施工工序作业前，应由当班安全员用班前安全讲话的形式，将作业风险和安全措施告知所有作业人员，并按安全措施执行。 4.5 逃生及救援
1、 隧洞施工前，对下列可能发生重大安全事故的风险，必须进行危险源辨识和安全风险评估，并制定针对性的措施或应急预案。
1)对有突涌水风险的隧洞，必须进行防突及防突涌水的专项设计，制定专项施工安全技术方案及应急救援预案;
2)对隧洞内火灾、坍塌等风险，应制定应急救援预案;
3)对其他自然灾害(大雨、强风、雪、雷、地震)可能造成安全事故的风险,应制定应急处理措施。
2、 应与附近医院、消防队，临近施工队伍及其他救援组织建立正式的互助协议，并做好相应的安排，确保在应急救援中及时得到外部救援力量和资源的援助。
3、 隧洞施工中必须配备必要的救援物资和设备器材，并设专人管理，对配备的应急救援机械设备、监测仪器、堵漏和清洗消毒材料、交通工具、个体防护设备、医疗设备和药品、生活保障物资等，应进行定期检查、维护和更新，确保应急救援物资和设备能随时投入使用。
4、 隧洞施工必须事先规划逃生路线，并在隧洞适当位置设置避难、急救场所，避难处应准备足够数量的逃生设备、救护器械和生活保障品等。
5、 隧洞内交通道路及开挖作业等重要场所必须设置安全应急照明和应急逃生标志，应急照明应有备用电源并保证光照度符合要求。
6、隧洞施工期间通信系统必须保证畅通，及时掌握现场情况。同时应满足下列要求：
1)必须在现场各应急组织相关部门、洞口值班室、开挖工作面及其它必要的地方
设置通信设备;
2) 使用带电源的通话装置应配备备用电源，保证停电时不影响使用; 3) 通信设备应采用洞内有线电话，并保证其性能可靠。
7、根据现场实际情况，必须定期组织应急预案的桌面演练或模拟演练。演练前应结合施工环境改变和以往演练的情况制定计划，演练后应及时评审，并不断改进和完善应急救援体系。
8、隧洞内所有施工作业人员必须经过应急救援培训。应急救援培训应包括下列内容：
1)了解潜在危险的性质和对健康的危害; 2) 熟悉应急救援程序; 3) 掌握必要的自救及互救知识;
4) 了解预先指定的主要及备用逃生路线、集合地点及各种避难急救场所位置; 5) 了解各种通信装置、避难器具等的使用方法。
9、当隧洞施工中发生险情时，应迅速作出判断，确定相应的响应级别，并按响应级别启动应急救援程序，同时根据下列各项要求，迅速开展事故的侦测、警戒、疏散、人员救助、工程抢险等有关应急救援工作。
1)值班人员和安全负责人应立即通知隧洞内所有作业人员紧急撤离;
2)现场最高管理者应负责指挥疏散撤离，各级调度人员应坚守岗位，保持通信畅通，及时反馈人员撤离及险情出现情况等信息;
3) 应及时上报地方政府或相关救助部门，请求紧急救援，做好相关配合工作; 4)现场应采取安全警戒线或隔离措施，防止其他人员进入危险区域，避免灾害损失的扩大;
5) 进行事故原因分析，收集事故物证，调查引发事故的具体原因和相关责任人; 6) 制定相应的预防措施和工程处理措施，上报建设、设计、监理和相关单位，按批复的方案对事故进行处理。
10、 隧洞灾害事故处理和救援应按下图所示的工作程序进行。
图： 隧洞灾害事故处理和救援工作程序
11、隧洞内发生中毒、爆炸险情后，应采取下列措施：
1) 立即停止施工，作业人员全部撤出，同时清点施工人数，确认人员伤亡情况; 2) 立即报告应急抢险领导小组，并及时上报相关单位; 3) 派专人封锁现场，防止无关人员进入危险区域;
4) 应急抢险救援指挥组织人员现场勘察，立即对遇险、受伤人员组织急救; 5) 非救护队成员不得进洞抢救。救护队在执行任务前，必须了解事故性质。救护队必须在统一指挥下开展抢救工作，严禁个人单独行动;
6) 可供临时处置的清洗器具、急救箱、担架等医药卫生设备及时到位; 7) 救助受困人员至安全地带、撤离施工设备;
8) 事故处理救护应设在安全区附近新鲜风流中的安全地带，对受伤的人员进行临时处治，防止伤势恶化;
9) 应立即与当地医疗单位联系，将受伤人员就近转送医院治疗; 10) 事故调查及处理。
12、隧洞内发生突涌水险情后应采取下列措施：
1) 突然遇到大面积渗漏水时，应即令工人停止工作，撤至安全地点。同时应对出水部位、水量大小、变化规律、水的浑浊程度等进行观测记录，采取必要的防护措施,并上报监理;
2) 在爆破作业后突然发生特大涌水，作业人员应立即撤离，按既定的逃生路线进行洞内人员和机械设备的撤离，同时启动应急预案，迅速切断电源，启动应急照明，当涌水量较大时，人员可利用事先准备的救生圈、皮划艇等进行逃生;
3) 在开挖作业过程中发生特大突涌水，开挖工作面人员应立即沿逃生路线迅速向洞外或避难所撤离，同时启动应急预案，迅速切断电源，启动应急照明，当涌水量较大时，人员可利用事先准备的救生圈、皮划艇等进行逃生;
4) 及时上报;
5) 对遇险、受伤人员组织急救; 6)利用大功率抽水设备进行排水;
7) 在涌水量及水压降低后进行机械设备的急救; 8) 采取必要的措施对突涌水进行封堵及事故处理。
13、当隧洞发生塌方时应采取下列措施：
1) 立即停止施工，作业人员全部撤出，同时清点施工人数;
2) 必须按事故分级规定迅速向上级有关单位报告，并立即启动应急预案实施救援; 3) 组织无关人员撤离事故现场;
4) 当隧洞塌方造成人员被困时，必须在调查清楚塌方发生的部位、规模、被困人员避难位置等具体情况基础上，制定科学合理的救援方案，防止二次灾害发生。可选择从联络通道、隧洞另一端、隧洞侧面、洞顶等处快速开挖一个断面合适的小导洞，将被困人员尽快救出;
5) 在开挖救援小导洞的同时，应利用高压风管等现有条件继续与洞内被困人员保持联系，并向洞内供风、供氧、供应食物及药品等;
6) 被困人员救出后应由专业医护人员进行救治; 7) 事故调查及处理。
14、当隧洞内发生火灾时应采取下列措施： 1) 及时迅速启动报警系统;
2) 起火初期，当火势不大，未对人与环境造成较大威胁时，应运用平时培训演练
的技能，就近采用灭火器、水管等消防器材，尽可能地在第一时间将火扑灭;
3) 当火势失去控制时，应判明方向，迅速判断危险地点和安全地点，组织作业人员按逃生路线向洞外或附近避难所撤离;
4) 及时上报相关单位; 5) 对遇险、受伤人员组织急救; 6) 事故调查及处理。 4.6 责任追究制度
实行问责制，严格责任追究制度。对出现以下安全问题之一的要追究责任： 1.没有建立安全责任体系;
2.对问题处理不及时，造成危险、危害的; 3.管理不力、措施不落实造成损失的; 4.工作不到位、不作为造成损失的; 5.发生一般及以上隧洞安全事故。
第五篇：隧洞施工应急预案1.0
锦屏县孟佰水库供水工程
隧洞施工
应 急 预 案
贵州恒禹顺建设有限公司 锦屏县孟佰水库供水工程项目经理部
一 编制依据
依据《中华人民共和国安全生产法》、《国家突发公共事件总体应急预案》、《国家安全生产事故灾难应急预案》、《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》、《建设工程重大质量安全事故应急预案》、国家有关法律法规、规范规定和我公司有关规定，特制定本预案。 二 编制目的：
隧洞施工中可能发生的坍塌、突泥突水等灾害提前做出安排，明确应急职责，识别紧急需求，降低和减少对环境和员工的危害，编制本预案。 三 适用范围
本预案适用于我单位承建的隧洞工程。 四 工作原则
⑴ 坚持“以人为本、安全第一”的原则
一切行动都要把保障职工的生命安全和身体健康、最大程度地减少安全生产事故造成的人员伤亡作为首要任务。切实加强应急救援人员的安全防护。充分发挥各个职工的主观能动性，充分发挥专业救援力量的骨干作用和广大职工的基础作用。 ⑵ 统一领导，各负其责。
在项目部统一领导和项目部安全领导小组的组织协调下，工区各部门和各施工队及其各部门切实履行各自职责，负责有关安全生产事故的应急管理、救援、处置工作。各施工队要认真履行安全生产责任，建立健全安全生产应急预案和应急机制。 ⑶ 纵横结合，以项目部为主。
项目部各个部门和各施工队及其各部门要相互配合，相互支援，相互协调。实行项目部经理安全生产责任制，发生安全生产事故各施工队要第一时间启动应急预案进行处理并同时上报项目部，项目部启动同级应急预案进行处理。 ⑷ 依靠科学，依法规范。
采用先进的科学技术，充分发挥经验人员作用，实行科学民主决策。采用切实可行的救援装备和技术，增强应急救援能力。依法规范应急救援工作，确保应急救援预案的科学性、权威性和可操作性。 ⑸ 预防为主，言行结合。
切实贯彻落实“安全第
一、预防为主”的安全生产方针，坚持安全生产事故应急与预防工作相结合。做好预防、预测、预警和预报工作，做好常态下的风险评估、物资储备、队伍建设、完善装备、预案演练等工作。
五 应急领导机构和职责 1 应急领导机构
项目部成立应急抢险救援指挥领导小组： 安全管理领导小组： 组 长：王伟能 副组长：肖雨生 组 员：欧阳安初、曾东权、吴前、欧阳建红、李荣林、李睿、欧阳文华、及现场施工班组人员
1、现场负责人
隧洞发生坍塌、突泥突水，施工现场负责人立即将人员撤离至安全地段。现场负责人应立即电话通知应急领导小组组长。
2、应急救援指挥小组组长
组长接到险情后，分析紧急状态确定相应报警级别，启动应急预案程序、应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场所，相关人员到位，组织实施抢险工作。必要时采取措施防止坍塌、突泥突水等将人员和机械迅速撤出危险区。
3、应急救援指挥小组副组长
协助组长组织应急所需资源满足现场应急需求，与企业外应急响应人员、部门、组织和机构进行联络。组织本单位的相关管理人员对危险源进行风险评估，定期检查日常工作和应急响应准备状态
4、危险源风险评估组
由项目经理、总工负责，相关部门人员参加;评估施工现场以及生产过程的危险源的风险， 指导安全部门对安全措施落实和监控、减少和避免危险源的事故发生、完善危险源的风险评估资料信息、为应急响应的评估提供科学、合理、准确的依据;为应急响应提供及时的应急响应支援措施。
5、现场抢救组
由项目部经理负责，相关部门人员参加，根据伤员情况，制定抢救方案，联系就近医疗单位设备、医务人员会同项目抢救人员，进行现场抢救处置工作。
6、技术处理组
由总工程师负责相关人员参加，工程部协助提供技术支持，制订其可操作性的施工应急响应方案，为事故现场提供有效的技术储备、图纸。应急预案启动后，根据事故现场的特点，及时向应急总指挥部提供科学的工程技术方案和技术支持文件。
7、伤员营救组
由副经理负责，相关部门人员参加，根据伤员情况，制定伤员营救方案、进行事故现场伤员的营救、转运等工作，联系就近医疗单位进行妥善的营救治疗工作。
8、后勤供应组
后勤供应组负责，财务、物资设备管理部门负责人配合，制订物资计划，检查、监督落实物资的储备情况。应急预案启动后，按应急总指挥的部署，有效地组织应急响应物资资源到施工现场。
9、善后工作组
组长由项目经理负责，项目部相关部门人员参加。主要做好伤亡人员及家属的抚恤工作，确保事故发生后伤亡人员及家属思想能够稳定。做好受伤人员医疗救护的跟踪工作，协调处理医疗救护单位的相关矛盾。与保险单位一起做好伤亡人员及财产损失的理赔工作。慰问伤员及家属。
10、事故调查组 事故调查项目副经理担任，相关部门人员参加，主要保护事故现场、对现场的有关实物资料进行取样封存、调查了解事故发生的主要原因及相关人员的责任、按“四不放过”的原则对相关人员进行处罚、教育，总结。
六 隧洞灾害的预测及特点
隧洞施工前，详细了解施工图纸，针对施工图纸中标明的地质灾害：突泥突水进行详尽的了解，并在施工中采用超前钻孔和超前地质预报等技术措施对隧洞施工中可能出现的灾害进行预测。 七 报警和监控报告程序 1 事故控制与信息报告
项目部要加强对各种危险源的监控，对可能引发特别事故的险情，或者其它灾害可能引发安全生产事故灾难的重要信息应及时上报。 发生安全生产事故后，事故现场有关人员要第一时间上报项目部应急救援领导小组，并立即启动相关的应急预案。 2 事故分级与预警行动机制
按事故灾难的可控性、严重程度及影响范围，安全生产事故分为一般(Ⅴ级)、较大(IV级)、重大(Ⅲ级)、特大(Ⅱ级)、特别重大(Ⅰ)五个等级。
一般(Ⅴ级)：各类轻伤事故、一次重伤3人以下，一次急性职业中毒5人以下、一次直接经济损失30万元以下，或产生较大社会影响的突发性安全生产事故灾难。
较大(IV级)：造成3人以下死亡(含失踪)，或危及3人以下生命安全，或30人以下中毒(重伤)，或直接经济损失在100万元以下，或产生重大社会影响的突发性安全生产事故灾难。 重大(Ⅲ级)：造成3人以上、10人以下死亡(含失踪)，或危及3人以上、10人以下生命安全，或30以上、50人以下中毒(重伤)，或直接经济损失100万元以上、5000万元以下，或产生重大社会影响的突发性安全生产事故灾难。
特大(Ⅱ级)：造成10人以上、30人以下死亡(含失踪)，或危及10人以上、30人以下生命安全，或50人以上、100人以下中毒(重伤)，或直接经济损失5000万元以上、1亿元以下，或产生重大社会影响的突发性安全生产事故灾难。
特别重大(I级)：造成30人以上死亡(含失踪)，或危及30人以上生命安全，或100人以上中毒(重伤)，或直接经济损失超过1亿元，或需要紧急转移安置10万人以上的安全生产事故灾难。
本预案有关数量的表述中，“以上”含本数，“以下”不含本数。
根据有关因素分析和趋势预测，有可能发生Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级安全生产事故，应及时进行预警并依次用浅蓝色、蓝色、黄色、橙色和红色表示。预警信息发布需经授权部门批准。
项目部针对工程生产中可能发生的环境、安全事故和突发紧急事件，结合项目部的实际情况，进行分析和安全评估，完善预测预警监控系统和信息传递通道，做到早发现、早报告、早预防、早处理，尽量把安全生产事故消灭在萌芽状态。 ⑷其它安全事故预测预警。 项目部应急救援领导小组、项目部各部门、各施工队应急救援领导小组及各应急机构接到可能导致安全生产事故的预警信息后，按照应急救援预案及时研究确定应对方案，并采取相应行动预防事故发生。
八 灾害的预防及应急措施 ㈠ 应急物资：
1、3-5m长,直径大于25cm圆木6根;6-8m长，2根工14工字钢;厚5cm的木板;3根填塞短木2m;
2、格栅钢架、锚杆、钢筋网;
3、应急灯、扒钉、木工锯、大锤、撬棍等。
4、消防器材; ㈡ 应急设备：
1、临时发电机、空压机、电焊机、气焊设备，喷射混凝土设备、移动电话、担架;
2、挖掘机、装载机、运输车;
3、值班应急车;
4、指挥车。
㈢ 应急队伍(编制、培训)：
组织20人的应急队伍，并由项目部组织提前进行培训。 ㈣ 应急救治(药品、器具、设备)：
1、可供临时处置的医药卫生设备即氧气呼吸机、清洗器具、急救箱、担架等;
2、立即与就近医院联系，将受伤人员转移救治。 ㈤ 预防措施：
为确保隧洞施工的安全在施工过程中必须采取以下预防措施：
1、确保隧洞通风：
⑴隧洞内作业用通风管必须连接到掌子面，并备用一节通风管;随着风管道前移，一旦发生塌方堵住出口，马上将风管接上，确保掌子面的作业人员能有氧气，争取抢救时间;
⑵隧洞内的通风管道必须采用防火材料制品，遇到火灾，确保通风的畅通;
⑶对隧洞内通风管每隔500m，必须设置一处硬连接装置，在通风管遇到被刮或损坏时能得到及时的更换;
⑷必须有确保供风的备用风机和发电机，一旦发生事故，电源中断时，备用设备必须立即启动供风;
⑸动力和照明线路必须分层架设。高压在上，低压在下;干线在上，支线在下;动力线在上，照明线在下。电线距离人行地面高度不得小于2m;
⑹禁止将通电的多余电缆盘绕堆放，防止一起电缆热燃烧引起火灾;
⑺隧洞内供电应有两套电源，一套电源出现故障时，另外一套电源负责救援、抽水、照明用电;
(8)在离掌子面5m处设置20m直径1米的辟险铸铁管，发生岩石坠落时迅速钻入;
2、设置消防器材：
a.隧洞内每个避车洞处必须配备消防器材(干粉灭火器、灭火沙、水、铁锹或其他消防器材);
b.隧洞内所有易燃易爆品(旧胶管、塑料品、废旧轮胎、木料、外加剂、油料等)，必须清除洞外; 隧洞内的电路和通风管路必须分设;
d.隧洞内水管到掌子面的距离不得超过10m，使用软管时不得超过3m，保证作业和消防用水。给水管道与支撑点之间应加垫木。
3、配备抢救器材：
a.隧洞内施工必须安装应急灯;
b.隧洞口的应急物资必须地点固定，数量固定，不得随意挪用。
(六)隧洞坍塌、突泥突水等事故应急预案：
1、隧洞突泥突水应急预案
⑴当隧洞内发生突水、突泥事故时，必须马上切断电源，立即撤离人员和机械设备，来不及撤离机械设备时，应首先将人员撤出;
⑵组织调查突水、突泥的原因，与水库，蓄水池、裂隙外来水源的情况，制定救援方案;
⑶当水流位置高于隧洞时，应在适当距离外，开凿引水斜洞或水槽，将水位降低到隧洞底部位置以下，再进行处理;
⑷利用排水设备进行排水，机械挖泥;
⑸当水流能控制时，采取注浆的方法进行封堵裂隙、隔离水源、堵塞水点，根据围岩地质条件，设置截水沟和排水沟，设置的水沟与隧洞的主水沟相连;
⑹冬季隧洞排水沟的出口应设置防寒措施，防治冰塞;
⑺事故发生后，用地表注浆、洞内工作面注浆、小导管注浆的方法进行封堵，清理工作面，达到标准后方可继续施工。
七、 信息发布
在项目部领导小组指导下，根据授权，现场应急救援小组会同有关部门负责事故信息对外发布工作。
八、 培训宣传和演练 ⑴ 职工信息交流
项目部要广泛开展应急法律法规和事故预防、避险、避灾、自救、互救常识的宣传工作，提高广大职工安全生产和应急避险意识。 ⑵ 培训
项目部安质部负责组织、指导，具体实施对应急救援人员的岗前培训和业务培训，提高救援人员的业务水平和专业能力。 ⑶ 演习
项目部安质部负责监督指导安全生产应急救援演习、演练工作。应根据实际情况每年至少组织一次安全生产事故应急救援演习。
九、 应急结束
现场应急救援小组确认事故灾难得到有效控制、危害已经消除后，向批准应急预案启动的项目部安全领导小组提出结束现场应急的报告，经批准后，宣布应急结束。
十、 后期处置 1善后处置
项目部负责组织善后处置工作，包括人员安置、补偿，征用物资补偿，灾后重建，污染物收集、清理与处理等事项。尽快消除事故后果和影响，安抚受害和受影响人员，保证施工人员情绪稳定，恢复正常生产秩序。 2 保险
安全生产事故发生后，项目部综合办公室负责督促各类保险经办机构积极履行保险责任，迅速开展保险理赔工作。 3 事故调查与应急救援工作总结
应急救援结束后，现场应急小组应总结分析经验教训，提出改进救援工作的意见和建议，并形成报告，报送项目部安全领导小组。事故调查处理工作，按照国家有关规定组织进行。