铁路隧道关门坍塌应急救援实践

铁路隧道关门坍塌应急救援实践2014年7月14日16时，云南省文山州富宁县境内云桂铁路富宁隧道内，作业人员在掌子面附近安装支撑拱架时,隧道顶部突然发生垮塌，塌方段约20m，造成正在作业的15名工人被封堵在约25m已开挖完成的隧道空间内。该隧道全长13625m，已经施工完成的隧道横洞与正洞交叉点距离塌方段约1388m，该隧道围岩等级为Ⅴ级，安装拱架支护段为Ⅴ级A型复合式衬砌，现场采用大拱脚三台阶法施工。坍塌段隧道穿越地层岩性为棕黄色泥质粉砂岩与灰黑色硅质岩互层，属硬岩夹软岩体、薄层状，层厚在1～3cm不等，以强风化为主，整体岩层破碎，呈碎石状～碎石角砾状结构，层间结合差，节理裂隙发育，存在地质接触带和软弱夹层，围岩整体自稳性差。从坍塌体位置出露有泥质灰岩与泥质粉砂岩，为可溶岩与非可溶岩接触带，接触带附近曾经地下水活动强烈，岩溶较为发育，形成有地质空腔体（注：空腔体对隧道支护结构的稳定产生影响较大）。同时，经过地表雨水逐步渗透作用，会改变隧道周围已有溶洞（空腔体）充填物的属性，充填物静态结构发生变化后会突然下坠，冲击荷载加上隧道顶部的松散荷载，使隧道支护结构遭受破坏，从而发生基本没有征兆情况下的突然坍方。隧道内关门坍塌现场救援组织事故发生后，国务院领导做出重要批示，要求“全力搜救被困人员，防止次生灾害”。国家安全监管总局、国资委、中国铁路总公司、云南省政府、建设单位等立即启动应急程序，各部委领导带领相关单位人员立即赶到现场，成立了现场救援指挥部，指挥部下设了应急救援组，下设综合协调组、抢险救援组、技术方案组、配合调查组、公安保卫组、后勤保障组、媒体联络组、善后处理组，并界定了各组的职责和具体任务。同时，救援指挥部与当地政府按照应急预案，立即通知了铁路、消防、武警、医疗等救援队赶赴现场，救援工作随后有序展开。救援方案根据现场技术方案组及专家的分析讨论，救援指挥部确定了3种救援方案。钻机救援方案利用C6或180钻机打设105mm钻孔以形成生命通道，利用通讯设备与被困人员联络，了解身体状况，输送食品等。随后，撤出180大功率钻机，改用FS-120CZ大管径钻机，在坍塌体上施作620cm的钻孔，钻通救援通道后将被困人员从大管径中救出；正向导洞方案通过在隧道右侧利用稳定的边墙，以方木作材料，结构尺寸1.5m×1.5m的等边三角型，在坍塌体上开挖导洞，同时，对洞内右侧开裂段进行加固，人工开挖至坍塌体另一侧后形成救援通道，从导洞中救出被困人员。迂回导洞方案在隧道内坍塌体左侧，以方木、型钢和钢管等作材料，梯形结构尺寸2m×2m，人工开挖迂回导洞，导洞绕过坍塌体至另一侧，从迂回导洞中解救出被困人员。保障救援的其他措施在隧道口及现场设置警戒线，安全员坚持3班值守；监控量测2人负责，连续监测坍塌体稳定情况及隧道开裂段变形情况，每小时报告至救援指挥部；隧道坍塌体顶部地表设置观测人员，对坍体和地表的空间关系进行确定，做出标记进行异常情况排查，并施作山盖、截水等措施；专业医疗救援队做好准备，随时进行脱困人员医疗救护；安排人员间隔2h定期与地方气象部门联系，及时预报气象，为现场施救提供气象依据。现场救援工作中救援过程7月15日3种救援方案先后启动。钻机打通生命生命通道7月15日4时50分，C6钻机以65mm孔径钻进22m坍体，经敲击钻杆确认，被困人员有生命迹象，但因遇到钢结构障碍物钻进困难而停滞。16时，C6钻机在坍体另行钻孔，钻进13m后卡钻，打通生命通道受阻。7月15日10时，经中铁调派专业应急救援队用生命探测仪探测后，发现存活人员较多。17时，采用180大功率钻机经过3次试钻后最终就位开钻，19时15分，在钻进19.3m后打通生命通道，14名被困人员与前方救援人员取得联系，再次确认被困人员安全，生存空间较大，无二次坍塌风险，现场组织输送营养液及食品，随后专业救援队为被困人员建立了视频通话系统。当日21时，中央电视台通过生命通道喊话询问了被困人员情况，被困人员状况较为良好。180大功率钻机作业中启动正向导洞方案7月15日8时，现场确定了救生通道孔的位置及正向导洞的位置，导洞结构尺寸为1.5m×1.5m的等边三角型，同时，对洞内右侧开裂段进行加固。12时，开挖到6m时右侧坍塌体不断向导洞内涌入坍体土，给救援人员带来危险，导洞开挖被迫暂停。7月16日7时开始，现场救援指挥部通过技术研究确定，再次采用水泥水玻璃双液注浆加固正向导洞。14时，注浆加固后坍塌体还存在不稳定状况，为保障救援人员安全停止施工，并终止执行正向导洞救援方案。启动迂回导洞方案该方案对救援技术要求较高，经现场指挥部分析后确定，迂回导坑断面0.8m×1.2m×1.2m的梯形形式，立柱间距30～50cm，破碎地段不超过30cm，采用马钉连接，盖梁切口2cm，立柱后背板用木楔子紧贴，迂回导坑与正洞边墙不少于2.0m，施工人员每班6h救援作业。7月15日14时，导洞破除初支面，开始人工作业开挖。7月17日9时30分，因钻机和正向导洞救援方案进展不理想，救援指挥部现场确定迂回导洞为主攻方案，要求掘进速度在0.3～0.4m/h。22时，迂回导洞开挖至17.2m后由于掌子面围岩破碎、右侧拱顶部位脱空，采取了对松散掉块部位加固和脱空部位喷浆回填。7月18日11时，救援指挥部修订了方案，为保障救援人员安全，增大迂回导洞半径，改变开挖总长29.42m，迂回导洞在开挖了16.7m处退回至16.4m处左侧进行再迂回开挖。7月18日17时，新开口开挖1.7m后因围岩石质坚硬无法掘进，暂时停止再迂回方案。18时30分，救援指挥部决定恢复原迂回导洞方案，因围岩较差和局部坍塌，开始施作注浆小导管加固，随后继续开挖并进展较顺利。迂回导洞与隧道关系示意图迂回导洞施工中620大口径钻机救援7月15日17时10分，专业应急救援队在现场人员的配合下，克服了大型救援装备施工便道运输困难等问题，将620大口径套管钻机运送到达救援现场。随后，完成了支座就位、安装龙门吊，填石渣后铺设龙门吊轨道，挖掉石渣安装传送带等准备工作，由于龙门吊立柱顶至隧道拱顶，吊装设备无法使用，自重6t龙门吊完全改由人工组装，经过救援队伍一夜艰苦努力，620大口径套管钻机于7月16日7时30分调整就位开钻，16时外套管进入坍体16m后卡钻，经救援队多次尝试排除故障未果，救援遇到极大困难，钻机掘进被迫暂停。7月18日18时30分，因迂回导洞方案由人工开挖，开挖小导坑每小时进度仅能以厘米计，进展速度缓慢，救援指挥部决定恢复钻机救援方案，继续排除620大口径套管钻机故障，由于钻机在拉断两根钢丝绳也未将钻头取出情况下。7月19日0时，钻机被迫退出原初始位置，开始施工填高钻机平台基础。14时20分，钻机调整就位进行施工新孔准备后，再次开钻。22时15分，钻机内钻头卡钻，再次遇到故障进行修复。620大口径套管钻机正在工作中成功救援2014年7月20日凌晨2点20分，在各级领导的现场指挥和全体参加抢险救援人员的共同努力下，各方救援队伍争分夺秒、不辞辛劳，经过6天6夜130个小时的艰苦努力，迂回导洞打通，同时，专业救援队的620套管钻孔也打通，7月20日2时58分，14名被困人员相继被顺利救出，生命体征良好，1人失踪。第一名被困人员被救出救援资源本次参加抢险救援人员，有各方专家领导、专业救援队、新闻媒体、施工单位、建设和设计单位，以及地方政府组织的军队、武警、公安、消防、通讯、电力、医疗等，共计1348人，救援过程中使用的专业救援设备及其辅助设备129台/套，实施救援投入的物资261种约274786.15元。经验总结各级领导重视、支持、科学组织和指挥，是这次救援成功的重要原因。整个救援处置工作目标明确，方案科学，组织有力，措施得当，是救援成功的重要保障。参加抢险救援全体人员昼夜奋战，不畏困难和挫折，围绕救人的目标，争分夺秒、团结协作的工作，是抢险成功的基础。在此次事故救援中发挥重要作用的专业应急救援设备和工具，设计理念先进、设备技术成熟、质量精良，为成功救援做出了突出贡献。但是，在隧道救援中，专业设备外形的现场适应性、满足运输条件方面及地质困难条件下的设备能力体现、专业化程度，都有待进一步改进和完善。尤其是比较先进的大口径救援钻机的使用，目前还缺乏先进的运输手段，受救援现场条件制约其能力发挥。在救援中移动通讯车、对讲机中继等通讯联络系统适用性较差，移动餐饮车、多功能工具车等野外救援生活配套装备存在多功能性和集成式相对较弱，隧道救援适应性较差等不足。近年来，国内隧道建设过程中出现隧道险情和坍方事故较多，更新专业化的救援装备和建立专业化的救援队伍是大势所趋。在党中央、国务院的关心和财政部、国家安全监管总局的支持指导下，依据地区产业规模、企业数量、事故风险、全国救援力量分布以及建设基础等因素，国家已经支持了20多家企业所属的47支专业救援队伍的设备能力建设，这些队伍涵盖了山岭隧道施工等多个高危行业领域，并能保障专业的救援装备在12h内到达事故现场，这为今后类似的隧道事故救援提供了根本保障。（中铁隧道集团有限公司雷宏亮供稿，选自《现代职业安全》）