岩爆隧道施工工艺工法
山区公路隧道软弱围岩段光爆开挖施工工法(2)
山区公路隧道软弱围岩段光爆开挖施工工法山区公路隧道软弱围岩段光爆开挖施工工法一、前言随着山区公路的建设发展,越来越多的隧道需要在软弱围岩段进行开挖施工。
在软弱围岩段进行隧道工程施工,可能会遇到围岩的光爆现象,给施工带来一定的风险和困难。
因此,本文将介绍一种适用于山区公路隧道软弱围岩段光爆开挖施工的工法。
二、工法特点该工法采用了一系列的技术措施来应对围岩光爆问题:1. 预应力锚杆:在围岩段进行开挖前,采用预应力锚杆进行支护,增加围岩的稳定性。
2. 高效导爆:通过在围岩中预埋导爆管,控制光爆的发生和传播,降低影响范围。
3. 适当的爆破参数:根据围岩的条件和实际情况,合理选择爆破参数,降低光爆的危险性。
4. 光爆监测系统:通过安装光爆监测仪器,实时监测隧道施工过程中的围岩变化,及时预警。
三、适应范围该工法适用于软弱围岩段光爆问题比较严重的山区公路隧道工程,可以有效地解决围岩光爆带来的安全隐患,并提高施工效率。
四、工艺原理该工法的实际工程应用与施工工法之间存在着密切的联系。
通过采取预应力锚杆支护、高效导爆、合理的爆破参数选择和光爆监测系统,能够有效控制围岩的光爆现象。
预应力锚杆支护可以提高围岩的稳定性,减少光爆的可能性;高效导爆和合理的爆破参数选择可以控制和减轻光爆的影响;而光爆监测系统能够及时监测围岩的变化,提供及时的预警和应对措施。
五、施工工艺1. 预应力锚杆支护:根据隧道的设计要求和围岩的情况,确定预应力锚杆的类型、数量和布置方式。
2. 导爆管预埋:在围岩中预埋导爆管,控制光爆的发生和传播路径。
3. 爆破参数选择:根据围岩的条件和实际情况,选择合适的爆破参数,控制光爆的风险。
4. 光爆监测:安装光爆监测仪器,实时监测隧道施工过程中围岩的变化,提供及时预警和应对措施。
六、劳动组织在施工过程中,需要安排专业的工程队伍,并确保工人具备相关的技术和安全培训。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括预应力锚杆设备、导爆管安装工具、爆破参数测量仪器和光爆监测仪器等。
隧道岩爆区施工方案
隧道岩爆区施工方案一、前言隧道施工中遇到岩爆是一种常见现象,给工程建设带来一定的影响。
岩爆区施工方案的制定和执行对于保障施工安全和工程质量具有重要意义。
本文将探讨隧道岩爆区的施工方案。
二、岩爆区分析岩爆是指由岩石中的应力引起的破裂和碎裂现象,通常发生在地下岩石较硬和应力较大的区域。
岩爆会导致岩石飞形状成碎片,给隧道施工带来极大的危害。
三、施工方案制定3.1 前期调查在隧道岩爆区施工之前,需要进行充分的前期调查,包括地质勘探、岩石力学性质等方面的调查,以了解岩层的情况,为后续施工提供参考。
3.2 防护措施针对岩爆区域,需要采取有效的防护措施,包括加固措施、隔离带设置等,以减少岩爆造成的危害。
同时,要做好现场监测,一旦发生岩爆,能及时采取应急措施。
四、施工实践4.1 钻孔爆破在岩爆区施工过程中,常常采用钻孔爆破的方式来处理较硬的岩石。
在进行钻孔爆破前,需要根据不同岩石的特性设计合适的爆破方案,以确保爆破效果。
4.2 工艺改进在施工过程中,可以通过工艺改进来减少对岩石的损伤,减少岩爆的发生。
比如,采用先进的爆破技术、控制爆破参数等。
五、总结与展望隧道岩爆区施工方案的制定和实施是一个复杂的工程问题,需要综合考虑地质、力学等多方面因素。
通过合理的防护措施和施工工艺,可以减少岩爆造成的危害,保障施工安全和工程质量。
未来,随着科技的发展,相信在这方面会有更多的创新和突破。
希望通过本文对隧道岩爆区施工方案的讨论能够引起更多从业者的关注和思考,共同努力提升施工质量,保障工程安全。
以上是本文的全部内容,谢谢阅读!。
隧道岩爆施工方案
隧道岩爆施工方案一、前言隧道岩爆作为一种常见的施工方法,在岩石固体岩石中开挖隧道时起着至关重要的作用。
岩爆技术的合理应用不仅可以提高隧道的开挖效率,还可以有效保障施工人员的安全。
本文将就隧道岩爆施工方案进行详细阐述。
二、隧道岩爆施工方案的主要内容2.1 岩层勘察在确定具体岩爆方案前,必须进行详细的岩层勘察。
通过地质勘探,了解隧道穿越的岩层情况,确定岩石的地质构造、力学性质、岩层的断裂构造、岩石的强度和稳定性等参数。
2.2 爆破设计根据岩层勘察结果,结合实际施工条件,制定爆破设计方案。
确定爆破的孔径、孔距、装药量、起爆顺序等参数,确保爆破效果在岩层中得到最佳体现。
2.3 安全保障在进行岩爆施工时,安全是首要考虑的因素。
必须确保爆破作业现场的安全,设置严格的安全防护措施,规范作业流程,做好作业人员的安全培训和技能提升。
2.4 施工过程控制施工过程中,需要严格控制各项参数,根据实际情况及时调整方案。
定期检查施工质量,及时发现问题并处理,确保隧道岩爆施工的顺利进行。
三、总结隧道岩爆施工方案是隧道开挖过程中至关重要的一环,在实际的工程中必须注重细节,严格遵守操作规程,确保安全生产。
只有科学合理地制定施工方案,结合岩层情况和实际条件,才能取得预期的效果,顺利完成隧道开挖施工任务。
四、参考文献•XX, XX, XX.(XXXX). 岩爆施工在隧道工程中的应用。
《隧道工程学报》, 12(1):XX-XX.•XX, XX, XX.(XXXX). 岩层勘察及爆破设计在隧道工程中的应用。
《岩石力学与工程学报》, 25(3): XX-XX.以上内容总结了隧道岩爆施工方案的主要内容,希望对读者有所帮助。
隧道岩爆段施工措施
某隧道岩爆段施工措施岩爆是岩体中积聚的高弹性应变能一种具有代表性的释放象,岩爆是突发性的,岩体急剧破坏,岩片由岩体表面上突然飞出,而且大部分发生在掌子面附近和边墙上。
因此,在该段施工过程中,必须引起高度注意,避免不必要的损失。
一、工程概况:某隧道隧道最大埋深550米,工程地质复杂,分别有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类围岩,并有突水、滑坡、煤巷采空区、瓦斯、膏岩、岩爆以及大变形等不良工程地质现象。
本隧道内须砂岩岩石饱和抗压强度多在45~64Mpa间,岩体完整系数多在0.65~0.85间,RQA多在0.75~0.95间,岩体纵波波速多在3500~4500m/s,故可能产生弱岩爆。
二、技术措施:(1)设计措施:隧道开挖78.22m2/m;全断面设置φ22药卷系统锚杆,间距1.2×1.5m,长度2.5m;铺挂φ6.5钢筋网,钢筋网间距15×15cm;C25混凝土厚30cm。
(2)严格按规范和设计施工,满足设计要求。
(3)采用光面控制爆破施工,减少围岩扰动。
(见附页钻爆设计)(4)开挖后对岩面洒水,释放围岩应力。
(5)施工工艺流程:找顶初喷混凝土安装锚杆安装钢筋网喷混凝土打钻放炮洞壁喷水找顶出碴下一循环三、岩爆预防措施:1.围岩加固措施:(1)喷射混凝土在清除拱顶部位由于岩爆产生的松动石块之后,出碴前先施作喷射混凝土覆盖岩爆坑。
喷射混凝土具有减弱岩爆效果,用来保护施工人员和设备的安全,以防止锚杆之间的岩石碎片飞出,将未清除干净的小块石粘结在一起,以免落下伤人。
另外还可观察岩爆是否继续发展。
(2)系统锚杆隧道开挖完毕后,及时施作系统药卷锚杆,锚杆间距1.2×1.5米,长度2.5米;特别是在当掌子面发生岩爆时,必须向掘进前方打超前锚杆对掌子面进行加固,锚杆长度是爆破进尺深度的两倍。
(3)钢筋网在药卷锚杆安装完毕后,及时安装钢筋网,并且把混凝土补喷到设计厚度10厘米。
2.改善围岩应力条件措施:(1)施工中,采用光面控制爆破,利用“短进尺,多循环”的方法施工。
隧道岩爆施工方案
隧道岩爆施工方案隧道岩爆施工方案一、施工目标本次施工旨在安全、快速、高效地进行隧道岩爆施工,确保施工质量和进度。
二、施工方案1. 岩体勘察在施工前,进行必要的岩体勘察,了解隧道岩体的结构、稳定性和强度等参数,为后期的施工方案制定提供依据。
2. 施工准备组织施工队伍,合理分配人员和设备,做好施工材料的准备。
确保施工的顺利进行。
3. 安全措施在施工期间,要严格遵守安全操作规程,设置安全警示标志和安全防护设施。
同时,施工人员必须穿戴好防护装备,确保安全操作。
4. 爆破设计根据岩体的特点,制定合理的爆破方案。
考虑到隧道的尺寸和地质条件,采取合适的爆破参数和爆破方式。
同时,要确保岩石的破碎度和均匀性。
5. 周边环境保护在施工期间,要严格控制振动、噪音和粉尘的扩散。
合理布局挡墙和喷洒水雾等设施,降低对周边环境的影响。
6. 施工进度控制合理安排施工工序,进行科学的施工进度控制。
确保施工进度的紧凑性和连贯性,减少施工中的停工和闲置。
7. 施工质量检测进行岩石的断面质量检测,确保岩体的稳定性和强度。
同时,进行爆破效果的检测,保证爆破施工的质量。
三、施工风险控制1. 爆破安全风险采取合适的爆破参数和方案,控制爆炸能量的释放范围,避免引起不必要的安全事故。
2. 岩石坍塌风险根据岩体的情况,采取合适的支护措施,防止岩石的坍塌,确保施工人员的安全。
3. 粉尘、噪音污染风险设置挡墙和喷洒水雾等设施,有效控制粉尘和噪音的扩散,降低对周边环境和施工人员的影响。
四、施工效果评估在施工结束后,对施工效果进行评估。
检查岩石的断面质量和爆破效果,评估施工的质量和进度是否符合要求,并提出改进意见和建议。
五、施工安全注意事项1. 施工人员必须按照相关规定进行培训和考核,熟悉施工操作规程和安全措施。
2. 施工现场必须脱离外界人员和交通,设置警示标志和安全防护设施。
3. 施工期间必须严格遵守施工计划和操作规程,不得擅自改变施工方案。
4. 在进行爆破作业时,必须确保爆破点周围的区域安全,防止伤害和事故发生。
岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法
岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法一、前言岩溶地区是指由溶蚀作用形成的地下溶蚀洞穴、石灰岩溶洞、喀斯特地貌等地质特征所组成的地区。
在这种地形条件下进行隧道工程施工,由于岩体结构疏松、强度低等特点,传统的爆破施工工法往往会导致岩体塌方、坍塌、扩大等问题。
因此,为了提高隧道施工的效率和安全性,岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法应运而生。
二、工法特点岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法具有以下几个特点:1. 聚能效果显著。
该工法通过在岩石表面注水,利用水压将能量集中在岩石的特定区域,形成高压水力聚能光面,并利用水压破坏岩石结构,实现爆破效果。
2. 施工安全可靠。
由于聚能光面处于实体内部,避免了传统工法中容易造成岩体坍塌和塌方的问题,提高了施工的安全性。
3. 施工效率高。
聚能水压光面爆破工法可实现大规模的爆破,减少了灾害防治时间和工程施工周期,提高了施工的效率。
4. 环保节能。
与传统爆破工法相比,该工法使用水压能够减少爆破炸药的使用量,减少了对环境的污染,也减少了能源的消耗。
三、适应范围岩溶地区隧道聚能水压光面爆破施工工法适用于以下场景:1. 岩溶地区隧道的施工,包括石灰岩、大理岩等岩石的爆破工程。
2. 隧道长度较长、断面较大的工程,能够满足大规模爆破的需要。
3. 对爆破噪声和振动限制较为严格的工程,聚能水压光面爆破可以有效降低对周边环境和建筑物的影响。
四、工艺原理岩溶地区隧道聚能水压光面爆破工法的工艺原理是通过注水使岩体内部形成一定压力,并在岩石结构的薄弱部位形成聚能光面。
然后利用聚能光面破坏岩体,实现爆破效果。
具体工艺原理分析如下:1. 岩体探测:通过地质勘探、钻孔和声波检测等手段,确定岩体内部的结构和强度,为后续施工提供数据支持。
2. 注水:在岩体表面或预制孔中注入水,形成高压水力聚能光面,使岩壁周围的岩石被水分环绕,从而产生压力。
3. 岩石光面爆破:利用聚能光面对岩体进行爆破,减少了炸药的使用量,同时聚能作用可以将爆破能量集中在局部区域,实现爆破效果。
隧道爆破施工方案及技术措施
隧道爆破施工方案及技术措施1.1总体施工方案隧道暗洞均采用新奥法施工,洞口V级围岩采用超前管棚作为预支护,加固地层确保安全进洞,初期支护以锚网喷支护为主,辅以钢拱架。
洞身V级围岩采用注浆小导管超前支护,初期支护以锚网喷支护为主,辅以钢拱架,该段模注混凝土及仰拱需及早施做。
隧道开挖采用CD法、分部开挖法和台阶法开挖。
隧道V级围岩采用环形开挖留核心土法,上部留核心土支挡开挖工作面,有利于及时施做拱部初期支护以加强开挖工作面的稳定性,核心土以及下部开挖在初期支护啊的保护下进行,V a型衬砌每循环开挖进尺<0.75m,V b型衬砌每循环开挖进尺<1.0m,初期支护应紧跟开挖掌子面;隧道IV级围岩采用上下台阶法开挖施工,IV b型衬砌每循环开挖进尺<2.0m,初期支护应紧跟开挖掌子面。
为避免初期支护拱脚下沉,每榀拱架设置拱脚锁脚锚杆,长度与相应围岩级别匹配。
隧道在开挖时,V级围岩段采用机械开挖或预裂爆破,严禁大强度爆破。
在施做初期支护时,根据洞室软弱围岩稳定时间较短的特点,必须及时施做初期支护等,锚杆需做拔拉试验,V级围岩抗拔力不小于50KN,IV级围岩抗拔力不小于70KN,并根据围岩监控测量的结果以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况,若变形速率值突然增大,除加强初期支护外,必须立即封闭仰拱。
所有围岩段系统锚杆均采用有压注浆锚杆,通过压力注浆使未胶结的围岩形成整体和一定厚度的承载圈以提高自身承载力,最终根据围岩监控测量结果,在初期支护趋于稳定的条件下,全断面模筑二次混凝土衬砌。
隧道初期支护由上而下,采用先拱后墙法施工,隧道二次衬砌施工,采取在施工边墙、拱顶前先施做仰拱。
隧道的开挖、支护、衬砌及监控测量等,严格按照《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道施工技术细则》要求执行,并参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》。
隧道施工开挖时应少扰动岩体,严格控制超、欠挖,钢筋网和钢支撑必须紧贴围岩面,支撑紧密,再加以混凝土预制块垫、“楔”紧,使初期支护及时可靠。
隧道岩爆段施工技术
隧道岩爆处理技术埋藏较深的隧道工程,在高应力、脆性岩体中,由于施工爆破扰动原岩,岩体受到破坏,使掌子面附近的岩体突然释放出潜能,产生脆性破坏,这时围岩表面发生爆裂声,随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来,这种现象称之岩爆。
岩爆有时频繁出现,有时甚至会延续一段时间后才逐渐消失。
岩爆不仅直接威胁作业人员与施工设备的安全,而且严重地影响施工进度,增加工程造价。
一、隧道内岩爆的特点(1)岩爆在未发生前并无明显的预兆(虽然经过仔细找顶并无空响声)。
一般认为不会掉落石块的地方,也会突然发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠落。
这与塌顶和侧壁坍塌现象有明显的区别。
(2)岩爆时,岩块自洞壁围岩母体弹射出来,一般呈中厚边薄的不规则片状,块度大小多呈几厘米长宽的薄片,个别达几十厘米长宽。
严重时,上吨重的岩石从拱部弹落,造成岩爆性坍方。
(3)岩爆发生的地点,多在新开挖工作面及其附近,个别的也有距新开挖工作面较远处。
岩爆发生的频率随暴露后的时间延长而降低。
一般岩爆发生在天之内,但是也有滞后一个月甚至数月还有发生岩爆。
二、岩爆产生的主要条件国内外的专家研究结果表明,地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。
从能量的观点来看,岩爆的形成过程是岩体中的能量从储存到释放直至最终使岩体破坏而脱离母岩的过程。
因此,岩爆是否发生及其表现形式就主要取决于岩体中是否储存了足够的能量,是否具有释放能量的条件及能量释放的方式等。
三、岩爆的防治措施岩爆产生的前提条件取决于围岩的应力状态与围岩的岩性条件。
在施工中控制和改变这两个因素就可能防止或延缓岩爆的发生。
因此,防治岩爆发生的措施主要有二:一是强化围岩,二是弱化围岩。
强化围岩的措施很多,如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、锚喷支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合,紧跟混凝土衬砌等。
这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束,使围岩的应力状态较快地从平面转向三维应力状态,以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。
隧道钻爆施工工艺
第一章 隧道钻爆施工工艺 11.1.钻孔机械及各部位钻孔安排根据本隧道围岩级别和拟采用的施工方法,本工程拟以掘进台车并利用风动钻岩机钻孔为主,钻孔台车辅助钻孔的方式配置钻孔机械。
具体安排:Ⅴ级围岩CD 法开挖地带,由于各分部开挖断面较小,拟主要采用风动凿岩机钻孔。
Ⅳ级围岩采用短台阶法地段,上台阶采用风动凿岩机钻孔, 下台阶尽量采用钻孔台车钻孔。
Ⅲ级围岩地段采用台阶法地段,由于上下台阶较短,尽量采用钻孔台车钻孔,以缩短钻孔时间,加快施工进度。
钻孔台车不能钻到位的地段,则改为风动凿岩机钻孔。
11.2.钻爆施工程序 钻爆程序详见图3.3.-08图3.3.-08 隧道钻爆施工程序图 11.3.各工序施工说明 11.3.1.放样布眼钻眼前,用激光指向仪精确定向,经纬仪、水平仪、钢尺相配合,测量人员用红油漆准确给出开差挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不超过5cm(距开挖面每50 米埋设一个中线桩,每100 米设一个临时水准点)。
11.3.2.定位开眼采用钻孔台车或风动凿岩机钻眼,其轴线与隧道轴线要保持平行。
就位后按炮眼布置图正对钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差控制在5cm 以内。
11.3.3.钻眼按照不同孔位,将钻工定点定位。
钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练的操作凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由有丰富经验的老钻工司钻,有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角(眼深3m 时,外插角<3 度;眼深5m 时,外插角2 度),使两茬炮交界处台阶不大于15cm。
同时,根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度,保证炮眼底在同一平面上。
11.3.4.清孔装药前,用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。
11.3.5.装药装药需分片分组,按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。
所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。
11.3.6.联结起爆网路按设计的联接网络实施。
隧道岩爆的防治技术和施工措施
隧道岩爆的防治技术和施工措施定义:岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后,围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
现场岩爆照片岩爆引起的初喷砼脱落岩爆的防治技术主动方法1、改变围岩性质(1)向工作面及洞壁喷高压水;(2)超前钻孔高压注水使围岩软化。
2、改善围岩应力条件(1)短进尺、多步开挖,控制光面爆破减少应力集中;(2)钻爆法施工,释放岩体内应力;(3)纵向切槽法;(4)洞壁钻孔和超前钻孔应力解除法;(5)超前钻孔松动爆破应力解除法。
被动方法围岩加固措施,及时支护(1)及时支护,减少岩体暴露时间和面积;(2)喷锚+钢筋网、必要时加钢支撑支护,喷钢纤维混凝土,可屈服膨胀锚杆(3)掌子面施设膨胀锚杆以防止坍塌。
利用可屈服型膨胀锚杆和喷钢纤维混泥土稳定掌子面左掌子面钻孔应力解除法右采用曲面掌子面改善围岩受力状态超前钻孔松动爆破应力解除法岩爆地段施工措施1、在可能发生岩爆的隧道中施工,应遵守“短进尺,多循环”的原则,具体应符合下列要求:(1)采用短进尺,一般情况下,每循环进尺宜控制在1.0~1.5m,最大不得大于2.0m;(2)采用光面爆破技术,使隧道周边圆顺,降低岩爆发强度;(3)采用网喷钢纤维混凝土;(4)施作超前锚杆,对于岩爆强烈的开挖面,可采用超前锚杆,对开挖面前方的围岩进行锁定;(5)在拱部及两侧边墙布置预防岩爆的短锚杆,该锚杆长度宜为2m左右,间距宜为0.5~1.0m,并宜与钢纤维喷射混凝土联合使用,形成喷锚加固作用。
2、隧道施工中,一旦发生岩爆,应立即采取下列处理措施:(1)彻底停机待避,同时进行工作面的观察记录,如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等;(2)在工作面、边墙和拱部,每一循环内进行2~3次找顶;(3)采用能及时受力的摩擦型锚杆(水胀式锚杆);(4)采用喷射钢纤维混凝土,厚度宜为5~8mm;(5)当用台车钻眼,岩爆的强度在中等以下时,可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板,避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。
隧道岩爆防治措施及施工工艺控制指导意见2 (修复的)
隧道岩爆防治措施及施工工艺控制指导意见岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后,围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。
它直接威胁人员、设备安全,影响工程进度,是世界性的地下工程难题之一。
集团公司在建隧道311座,全长314km,分布全国21个省区,范围广,规模大。
目前,***标***隧道施工已进入易发中等强度岩爆的区段,且有小规模的岩爆现象和坍塌,集团公司在整理现有技术资料的基础上,结合在建隧道岩爆防治的实际情况,下发《隧道岩爆防治措施及施工工艺控制指导意见》,供现场技术人员参考学习。
请现场技术人员稳妥有序开展隧道岩爆防治措施及工艺控制,总结完善隧道岩爆防治措施与施工工艺工法。
在实施过程中,有新的岩爆防治工艺与措施请及时与集团公司技术部联系。
附:隧道岩爆防治措施及施工工艺控制指导意见二〇一一年五月二十八日隧道岩爆防治措施及施工工艺控制指导意见一、岩爆产生条件与岩爆强度分级1、岩爆产生条件隧道产生岩爆的条件是多方面的,大量的隧道工程实践表明,岩爆的发生主要有5个方面的条件:(1) 岩石的强度Rb≥80Mpa;(2) 围岩初始应力σ0≥(0.15~0.2)Rb;(3) 围岩的级别:Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ级;(4) 隧道的埋深H≥50m;(5) 岩石干燥无水,呈脆性,节理基本不发育。
一般来说,发生岩爆的隧道基本上能同时满足这5个条件,但是,也有极少数隧道在并未完全满足这5个条件的情况下,也出现了岩爆。
因此,为了更具普遍性,只要满足其中任意三项指标时,即可判定岩爆的存在。
2、岩爆强度分级关于对岩爆强度进行分级,目前国内尚无统一标准,为有效指导施工,按《客运专线隧道施工技术指南》(TZ214-2005)有关规定,将岩爆分级如下:岩爆强度大小分级表3、施工期岩爆预测预报(1)初步判定法:利用现场的地质调研综合超前地质预报,结合发生岩爆的条件,作出该地段发生岩爆情况的初步判定。
隧道各种施工方案方法(岩爆地质隧道施工)
岩爆地质隧道施工 岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。
发生的地点,多在新开挖工作面及其它附近,个别的也有距新开挖工作面较远;发生的时间,多在爆破后2-3h(或更长时间)。
在溶孔较多的岩层里,则不发生岩爆。
1.施工方法 1.1爆破后通风排烟,立即向工作面及附近洞壁岩体喷洒高压水,以降低岩体强度,增强塑性,减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧烈程度,同时可以起到降温除尘的作用。
也可以利用炮孔和锚杆孔向岩体深处注水,以取得更佳效果。
1.2喷钢纤维混凝土(处理轻微岩爆),由于钢纤维砼具有较大的柔性和抗剪能力,因此,能够承受较大的变形而不使表层开裂。
1.3及时施作锚杆(加固和治理中等岩爆)加固岩体,改变洞壁岩体的应力状态,改变岩爆的触发条件,控制岩爆发生的前两个阶段的发展,从而达到防止岩爆发生的目的。
锚杆应环向施作或超前施作,锚杆的长度应大于2.5m,间距视现场情况而定,选用机械式锚杆,摩擦锚杆或膨胀锚杆。
1.4采用锚网喷联合支护,在中等和强烈岩爆区,除了安装系统锚杆外,还可配合挂钢筋网和喷砼,也可用喷钢纤维砼代替挂网喷护。
1.5改善钻爆施工方法 1.5.1将深孔爆破改为浅孔爆破,减少一次装药量,拉大不同部位炮眼的雷管段位间隔,从而延长爆破时间,减轻爆破对围岩的影响,减小爆破应力场的叠加,降低岩爆频率和强度。
1.5.2改变洞室的开挖断面形状,把洞室直接或近似开挖成相应于岩爆后围岩稳定的洞室形状,如“A“字形,不规则的梯形等,从而减小岩爆的程度。
1.5.3在强烈岩爆区用台车打应力释放孔。
1.6超前应力解除:台车在工作面钻眼时,在掌子面周边拱线处钻两排4.5-5.0m深的炮眼(间距40-50cm,外插角250-350),炮眼间隔装药,每个装药的炮眼装500-750g,Φ40mm的4#抗水铵梯岩石炸药,并与掌子面同时起爆,这样,可以在拱部2-3m以上的岩体内部形成一个爆破松动圈,截断面体内部应力的集中,从而减小洞室岩体的切线应力,借助岩体本身可形成一种支护层(见图) 2.施工工艺流程图 3.劳动力组织及进度指标 与常规隧道施工一样,只增设临时防护设施,给主要的施工设备下一个循环安装防护网和防护棚架。
深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法
深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法一、前言随着交通和城市发展的需求,越来越多的隧道项目需要在高地应力地段进行施工。
然而,高地应力地段常常存在岩石破裂和岩爆等问题,给施工带来了极大的挑战。
为了解决这些问题,深埋隧道高(极高)地应力地段岩爆施工工法应运而生。
二、工法特点该工法的特点是在施工过程中充分考虑了岩层应力状态和环境条件,并通过一系列技术措施降低了岩爆风险。
主要包括预防性措施、保护性措施和治理性措施。
三、适应范围该工法适用于高地应力地段的深埋隧道工程,特别是在岩石容易破裂和岩爆风险较高的情况下。
它能够减少事故发生风险,提高施工的安全性和效率。
四、工艺原理该工法的核心原理是通过合理的施工工艺和技术措施,提前预判和控制岩爆风险。
首先,通过地质勘察和地应力测试等手段,获取地下岩层的应力状态和裂隙特征。
然后,在施工工法中采取钻孔放炮、切割爆破、装药密度控制等方式,进行施工过程中的岩爆控制。
最后,在开挖和支护过程中,采取合理的支护结构和材料,确保隧道的稳定性和安全性。
五、施工工艺施工工艺可以分为预处理、钻孔放炮、爆破、开挖和支护等阶段。
在预处理阶段,根据地质条件和隧道要求,进行地质勘察和地应力测试,并制定施工方案。
在钻孔放炮和爆破阶段,根据地下岩层的应力和裂隙情况,进行合理的钻孔和装药设计,并控制爆破过程中的能量释放。
在开挖阶段,根据隧道断面的要求,采用适当的机械设备进行开挖。
在支护阶段,根据地下岩层的稳定性和工程要求,选择合适的支护结构和材料进行施工。
六、劳动组织施工期间,需要合理组织劳动力,根据施工进度和任务量,制定合理的人员配置和工作计划,确保施工的连贯性和高效性。
同时,需要加强对施工人员的技术培训和安全教育,提高他们的技能水平和安全意识。
七、机具设备为了实施该工法,需要使用一系列的机具设备。
包括钻孔机、装载机、爆破器材、隧道切割机等。
这些设备应具备高效、安全、稳定的性能,以满足施工的要求。
岩爆隧道施工工艺工法
岩爆隧道施工工艺工法1 前言1.1工艺工法概况岩爆,也称冲击地压,它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象,也是隧道施工中一种较常见的现象,岩爆多发生在埋藏大、整体性好、石质干燥、坚硬、强度高的岩层中。
岩爆发生的地点多在新开挖的掌子面及距离掌子面1~3倍洞径范围内,个别也有距新开挖面较远。
发生的时间,多在爆破后0~3小时(或更长时间)。
根据工程岩体分级标准判别法、Russenes岩爆判别法、Turchaninov岩爆判别法及Hock 岩爆判别法等四种方法综合评定:埋深在240m~368m范围,有岩爆发生的可能或产生轻微岩爆;埋深在368m~650m范围,可能会发生中等规模的岩爆;埋深在650m以上时,可能会发生较强岩爆。
隧道爆破开挖后,采用给作业面喷洒高压水、打设应力释放孔、岩壁切槽等方法达到对岩体降温和对集中应力释放的效果,以降低岩爆发生强度;其次向作业面拱部及侧壁喷射纤维混凝土,再加设锚杆及钢筋网,以尽可能减少岩层暴露时间,增强岩体自身稳定性,减少岩爆发生几率同时确保人身安全。
1.2工艺原理岩爆地质隧道施工按照“新奥法”原理,提高光面爆破效果,以减少围岩应力集中;开挖后立即对开挖面及周围岩壁进行洒水降温、打设释放孔、岩壁切槽以达到应力分散效果;及时施作初期支护,保证在最短时间封闭围岩,及时完成仰拱,使初支成环;根据量测数据确定最佳二衬施工时间,尽早完成二衬施工。
2 工艺工法特点2.1根据岩爆地质设计资料、开挖工法、地质预报和监控量测资料,并结合目前国内隧道施工水平,具体分轻微岩爆、中度岩爆、强烈岩爆三个强度等级采取了不同措施分别对施工地段岩爆进行预防及处理。
2.2岩爆多发生地段围岩均存在节理裂隙不发育、硬度大、整体性好、埋设大等特点制定了给开挖工作面喷洒高压水、喷射纤维砼、打设超前应力释放孔、及时疏散人员、机械设备防护、设置专职安全人员警戒、局部挂网等措施。
131张林华浅谈岩爆地质隧道施工技术
浅谈岩爆地质隧道施工技术(隧道工)论文姓名:张林华单位:中铁隧道集团二处有限公司浅谈岩爆地质隧道施工技术张林华中铁隧道集团二处有限公司摘要:岩爆是在地应力高的岩体中开挖硐室,围岩应力突然释放,岩块破裂并抛出的动力现象,极大地威胁着现场施工人员和设备的安全。
本文通过对重庆渝怀铁路某隧道断面开挖时发生岩爆现象的观测,分析其特征和规律,从实践中总结出了一套预防和治理岩爆的方法。
关健词:隧道岩爆施工技术0引言北京地铁6号线一期三标工程项目中,测量作业的任务主要分为两大部分:土建车站主体工程施工放样和区间正线施工测量。
1 工程及地质概况重庆渝怀铁路某隧道全长20424米,设计为双线车道,开挖断面宽8.5米,高7.5米。
地质结构复杂,有断层、煤线、特大涌水,80%都属于Ⅱ、Ⅲ类软弱破碎围岩,覆盖层最薄处仅28米。
岩爆段长度约750米,岩性为砂岩,围岩类别为Ⅳ、Ⅴ类。
2 岩爆的产生岩爆的发生主要由地应力和岩性两个因素决定,岩性条件要求岩石具有良好储能性能的弹脆性岩体,隧道初始应力条件要求达到高应力水平。
隧道在穿越坚硬围岩且处于高应力地区时,常常由于围岩的应力超过围岩的强度而使围岩发生突然破坏,并伴随产生块体的弹射、抛掷、震动、声响等释放内部较大的弹性应变能的现象称为岩爆。
3 岩爆的现象、特征和规律3.1 岩爆的发生条件该隧道的岩爆主要发生在砂岩岩段,其弹性能量指数(Wet)和脆性指数(Kr)都高。
且围岩埋深大,岩体完整性好,受构造影响轻微,围岩初始地应力及隧道开挖后形成的最大切向应力都较高,最大主应力σ1=34.05Mpa,属于高地应力水平,满足发生岩爆的条件。
根据隧道施工实际调查和岩爆课题组的研究成果,得出铁山坪隧隧道岩爆发生的临界条件为:Rc≥15Rt (1)Wet≥2.0 (2)σθ≥0.3 Rc (3)Kv≥0.55 (4)其中:Rc—岩石的单轴抗压强度,在实验室实测。
Rt—岩石的单轴抗拉强度,在实验室实测。
隧道岩爆施工方案
隧道岩爆施工方案1. 引言隧道岩爆施工是在隧道工程中常见的一种爆破方式。
本文档将介绍隧道岩爆施工的方案,包括施工准备、爆破设计、爆破材料与设备、安全措施等内容。
2. 施工准备在进行隧道岩爆施工前,需要进行以下准备工作:2.1 勘察与设计在施工前,需要进行岩体勘察与设计。
通过对岩体进行钻探、采样和实验分析,了解岩体特性,包括强度、稳定性等,并进行合理的施工设计。
2.2 施工计划制定详细的施工计划,包括施工进度、作业方法、设备需求、工期等,确保施工的顺利进行。
2.3 人员组织对施工人员进行培训,确保他们了解爆破作业的安全规范和操作要点,并分配合适的人员组合,包括爆破工、监理人员、岩体工程师等。
2.4 材料与设备准备准备所需的爆破材料与设备,包括炸药、导爆索、起爆器等,确保其质量合格,并进行安全储存与运输。
3. 爆破设计隧道岩爆施工的关键是合理的爆破设计,通过控制爆炸能量和爆破参数,实现岩石的有效破碎与控制。
爆破设计主要包括以下几个方面:3.1 爆破能量计算根据勘察结果,计算爆破所需的能量。
考虑岩体的强度、硬度、裂隙情况等因素,选择适当的爆破能量。
3.2 炸药选型根据岩体的特性和爆破设计要求,选择适合的炸药。
考虑炸药的爆速、爆能、爆热和安全性能等因素,确保爆破效果和安全性。
3.3 孔径和孔距设计根据爆破设计要求和勘察结果,设计合理的孔径和孔距。
孔径和孔距的选择直接影响到岩石的破碎效果和施工效率。
3.4 起爆顺序设计根据施工现场的实际情况,设计合理的起爆顺序。
考虑岩体的稳定性和安全性,避免产生过大的振动和冲击。
4. 爆破材料与设备隧道岩爆施工需要使用各种爆破材料与设备,包括炸药、导爆索、起爆器等。
4.1 炸药在隧道岩爆施工中常用的炸药有黑火药、硝化甘油炸药、硝酸铵炸药等。
选择炸药时需要考虑爆炸能量、安全性、稳定性等因素。
4.2 导爆索导爆索是将导火线与炸药连接起来的重要材料。
导爆索的选用应符合国家标准,并在施工现场进行检测,确保其质量合格。
岩爆隧道工程施工方案
岩爆隧道工程施工方案一、前期工作准备1.1 工程概况岩爆隧道工程为地下挖掘隧道,地处山区,地质条件复杂,主要为坚硬岩石层,局部存在断层、脆性岩层等地质异常情况,隧道工程全长约3000米,设计断面为标准双线车行道,其中包括进出口及连接线施工。
1.2 施工条件1.2.1 地质情况工程地质为坚硬岩石,存在断层、脆性岩层等地质异常情况,地质条件复杂,需要多次岩爆作业。
1.2.2 气候条件工程地处山区,气候多变,夏季气温较高,冬季气温较低,需根据气候特点合理安排作业计划。
1.2.3 环境保护工程施工对周边环境影响较大,需要做好环境保护工作,减少扬尘和噪音污染。
1.3 施工准备工作1.3.1 人员组织成立专门的施工组织机构,明确各岗位职责,配备专业技术人员、工程管理人员、安全监测人员等。
1.3.2 设备准备准备岩爆作业所需的爆破设备、钻探设备、挖掘机械等施工设备,确保设备完好,满足施工需要。
1.3.3 材料采购采购岩爆作业所需的爆破药剂、钢材、混凝土等施工材料,确保施工材料质量。
1.3.4 安全保障编制安全施工方案和应急预案,明确施工安全措施,配备必要的安全设施和救援装备,确保施工期间人员和设备安全。
二、隧道进洞段施工方案2.1 预制顶板支护隧道进洞段采用顶板预制支护方式,先进行局部岩爆作业,然后浇筑顶板混凝土,以保证进洞段的稳定性。
2.2 锚杆加固在进洞段进行岩爆作业时,设置锚杆加固支护,以增强岩体的稳定性,减少岩石飞石的风险。
2.3 岩爆作业采用钻孔爆破的方式进行岩爆作业,根据地质勘察资料确定钻孔布置方案,严格控制爆破参数,确保作业安全和效率。
2.4 空气质量监测在岩爆作业过程中,设置空气质量监测设备,实时监测施工环境中的有害气体浓度和粉尘浓度,确保施工环境的安全。
2.5 潮湿处理若进洞段的岩体存在潮湿情况,需采取相应的潮湿处理措施,减少爆破作业对岩体的影响。
2.6 施工安全在岩爆作业过程中,设置警戒线,限制作业区域,确保施工人员安全。
膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法
膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法一、前言随着城市化进程的不断推进和交通建设的加快,隧道施工作为一项重要的基础设施建设工作,具有巨大的发展潜力和市场需求。
而膨胀性泥岩是一种常见的复杂地质条件,对于传统的钻爆法施工来说,施工周期长,成本高,效率低。
因此,膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法的出现,填补了这一领域的空白,为工程的快速施工提供了可行的解决方案。
二、工法特点膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法的特点主要体现在以下几个方面:1. 施工周期短:相比传统的钻爆法施工,膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采取了先遣队和爆破队同时施工的方式,大大减少了施工时间,提高了施工效率。
2. 成本低:膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采用了以水泥糊化泥浆作为填充材料的方法,减少了对辅助材料的依赖,降低了施工成本。
3. 安全可靠:膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法采用了多级爆破的方式,能够有效控制施工中的爆破能量,降低事故的发生概率,提高施工的安全性和可靠性。
三、适应范围膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法适用于膨胀性泥岩地层的隧道施工,特别适用于中型和大型隧道的施工。
该工法能够适应地质条件复杂、水文条件高、悬浮泥浆泵送距离长的隧道工程。
四、工艺原理膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法主要依靠可控爆破技术和膨胀性泥岩的特性来实现施工目标。
首先,通过钻探和勘探,获得隧道的地质信息和泥岩的物理力学性质等重要参数。
然后,根据地质情况和隧道设计要求,制定合理的爆破设计方案,并根据实际情况进行调整和优化。
在施工过程中,采用分级爆破技术,控制爆破能量,减少地下水的灌入,稳定泥岩,保障施工的安全和快速进行。
五、施工工艺膨胀性泥岩隧道钻爆法快速施工工法主要分为以下几个施工阶段:1. 前期准备:包括钻探勘探、地质调查和爆破设计等工作,为后续的施工打下基础。
2. 钻眼布置:根据设计要求,在隧道的掌子和空洞段等位置布置钻眼,为后续的爆破作准备。
隧道岩爆区施工方案
隧道岩爆区施工方案1.工程概况根据地质勘测资料显明,××隧道岩爆区分布在以下地段:左洞:K80+955—K81+281、K81+431-K81+516、K81+643—K81+987、K82+000—K82+278、K82+301-K82+522、K82+559-K82+900、K82+961—K83+040段,共计1674米.右洞:K81+025-K81+580、K81+624-K81+910、K81+923—K82+365、K82+388-K82+470、K82+506-K82+855、K82+909-K83+040段,共计1845米.2. 隧道内岩爆特点岩爆是在隧道开挖后,将在较短的时间内岩体产生脆性破坏,岩体内残留的弹性应变能突然释放,发生高速崩溃、弹射、甚至抛掷的一种局部失稳现象.隧道内岩爆有以下特点:(1)岩爆在未发生前,无明显预兆,虽然经过仔细找顶,并无空响声,一般认为不会掉块落石的地方,也会突然发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下,有时暂不坠下。
在没有支撑的情况下,对施工安全威胁甚大。
它与隧道施工中的一般掉块落石现象有明显的不同;(2)岩爆时,石块由母岩弹出,常呈中间厚、周边薄、不规则的片状;(3)岩爆发生的地点,多在新开挖工作面及其附近,个别的也有距新开挖工作面较远;岩爆发生的时间多在爆破后2—3h,但也有的较迟缓;岩爆易发生在顶部或拱腰部位为多,如图所示;(4)岩爆是由人工开挖诱导产生的,它与开挖方式及支护措施有直接相关。
(5)岩爆主要发生在埋深较大,所处岩层性状较单一,弹性模量等物理力学性能较高,能储存一定的应变能量。
根据以上工程概况及岩爆自身的一些特点,本隧道岩爆洞段施工的主要问题是怎样有效的对岩爆进行预防,从而将岩爆可能造成的危害降到最低.3.组织机构为了确保祝愿隧道顺利通过岩爆地段,根据隧道内岩爆特点,特成立“祝源隧道岩爆区施工领导小组”,负责岩爆区施工管理、现场协调和指挥,负责岩爆区隧道施工方案的实施,领导小组名单如下:组长:××副组长:××成员:××××××××××4.施工预案加强超前地质预报,对岩爆出现的可能性与等级进行预测,以便施工时提前采取相关措施防范。
隧道岩爆施工方案
目录1 编制说明 (3)1.1编制依据 (3)1.2编制原则 (3)1.3编制范围 (4)2 工程概况 (4)2.1线路概况 (4)2.2隧道主要工程量 (4)3 岩爆的特点及辨识 (4)3.1岩爆的基本特征 (5)3.2岩爆产生的条件 (5)3.3判断岩爆发生的应力条件 (6)3.4地应力计算与隧道岩爆预测 (6)3.4.1XX (6)3.4.2XX (7)3.4.3XX (7)3.4.4XX (8)4、岩爆的预防及处理方案 (11)4.1总体施工方案 (11)4.2超前地质预报 (12)4.2.1超前探孔 (13)4.2.2地质素描 (13)4.3加强光面爆破控制,提高爆破效果 (13)4.4加强初期支护 (13)4.4.1轻微岩爆区 (13)4.4.2中等岩爆区 (14)4.5超前应力释放 (14)4.6加强高压水冲洗 (14)4.7加强效果检测 (15)4.8岩爆发生时的处理措施 (15)4.9、岩爆防护开挖台架 (16)5、安全防护措施 (17)5.1成立岩爆预防及救援小组 (17)5.2安全防护措施 (18)5.3洞内作业安全技术措施 (18)5.3.1钻爆作业安全措施 (18)5.3.2人员及机械防护措施 (20)5.3.3洞内作业救援逃生措施 (20)隧道岩爆防治专项施工方案1 编制说明1.1 编制依据⑴、《XXXXX标招标图》;《XXXXX两阶段施工图》;⑵、国家和交通部现行有关工程的设计规范、施工指南、工程质量检验评定标准及安全技术规程;⑶、国家和四川省政府的有关法律、法规和条例、规定;⑷、现场详细的施工技术调查资料;⑸、施工单位资源状况、施工技术水平及管理水平;1.2 编制原则⑴、贯彻执行国家、交通部、当地政府制定的有关政策。
⑵、按照公路工程施工程序,合理安排施工进度,保证质量,确保按期完工,节约资源,保护环境,取得社会和建设单位信誉。
⑶、坚持科学性、先进性、经济性与合理性、实用性相结合的原则,采用先进的施工技术、科学的组织方法,合理安排施工。
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岩爆隧道施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0508-2011第五工程有限公司刘富强李敬伟1 前言1.1工艺工法概况岩爆,也称冲击地压,它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象,也是隧道施工中一种较常见的现象,岩爆多发生在埋藏大、整体性好、石质干燥、坚硬、强度高的岩层中。
岩爆发生的地点多在新开挖的掌子面及距离掌子面1~3倍洞径范围内,个别也有距新开挖面较远。
发生的时间,多在爆破后0~3小时(或更长时间)。
根据工程岩体分级标准判别法、Russenes岩爆判别法、Turchaninov岩爆判别法及Hock 岩爆判别法等四种方法综合评定:埋深在240m~368m范围,有岩爆发生的可能或产生轻微岩爆;埋深在368m~650m范围,可能会发生中等规模的岩爆;埋深在650m以上时,可能会发生较强岩爆。
隧道爆破开挖后,采用给作业面喷洒高压水、打设应力释放孔、岩壁切槽等方法达到对岩体降温和对集中应力释放的效果,以降低岩爆发生强度;其次向作业面拱部及侧壁喷射纤维混凝土,再加设锚杆及钢筋网,以尽可能减少岩层暴露时间,增强岩体自身稳定性,减少岩爆发生几率同时确保人身安全。
1.2工艺原理岩爆地质隧道施工按照“新奥法”原理,提高光面爆破效果,以减少围岩应力集中;开挖后立即对开挖面及周围岩壁进行洒水降温、打设释放孔、岩壁切槽以达到应力分散效果;及时施作初期支护,保证在最短时间封闭围岩,及时完成仰拱,使初支成环;根据量测数据确定最佳二衬施工时间,尽早完成二衬施工。
2 工艺工法特点2.1根据岩爆地质设计资料、开挖工法、地质预报和监控量测资料,并结合目前国内隧道施工水平,具体分轻微岩爆、中度岩爆、强烈岩爆三个强度等级采取了不同措施分别对施工地段岩爆进行预防及处理。
2.2岩爆多发生地段围岩均存在节理裂隙不发育、硬度大、整体性好、埋设大等特点制定了给开挖工作面喷洒高压水、喷射纤维砼、打设超前应力释放孔、及时疏散人员、机械设备防护、设置专职安全人员警戒、局部挂网等措施。
3 适用范围本工艺工法适用于存在埋深大、岩性好的高地应力铁路、公路及水工山岭隧道。
4主要引用标准《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214)、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)、《铁路隧道施工规范》(TB10204)、《新建铁路铁路工程测量规范》(TB 10101)、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设[2007]189号。
5施工方法5.1光面爆破:控制开挖周边眼间距,提高残眼保存率,降低石质应力集中几率。
5.2保持工作面湿润:开挖面爆破开挖前,准备好装水罐车或移动水箱,待爆破后立即用高压喷头向工作面及四周岩壁喷洒水以达到给围岩降温效果,对轻、中、重度岩爆均适用。
5.3喷射纤维混凝土并局部挂设钢筋网片:洒水完成后,待工作面无应力释放响动后,及时对工作面及四周岩壁喷射纤维混凝土,对中、重度岩爆地段可挂设钢筋网片给以加强。
5.4开挖工作面打设超前应力释放孔:针对已发生岩爆地段或设计资料有高应力地段,采取给工作面打设应力释放孔,以释放岩层内部应力。
5.5人员疏散、机械设备防护:开挖工作面出现明显的岩爆响动时,由专职安全员及时疏散工作面施工人员,并及时对工作面50米范围内机械设备加盖防护罩或防护板。
5.6开挖工作面专人警戒:对开挖工作面24小时派专职安全员进行巡视,做好作业人员安全防护用品检查监督,发生岩爆后及时疏散人员。
6 工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程图图1 施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1开挖司钻过程中周边眼间距控制在45~50cm ,钻眼平行无交叉,眼底平齐。
6.2.2对岩爆地段保证对应人员、物资、设备到场。
6.2.3喷射纤维混凝土中纤维可采用塑料及钢纤维,掺量为0.5~1.0kg/m 3。
钢筋网片采用φ6~φ10钢筋制作,网格间距15~25cm 。
必要时加设锚杆及钢筋下一循环网。
衬砌工作要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层暴露的时间,减少岩爆的发生和确保人身安全,必要时可采取跳段衬砌。
在岩爆发生时,人员应撤离岩爆区,基本稳定后立即采取相应的措施,以防发生事故。
6.2.4打设超前钻孔释放隧道掌子面的高地应力或注水降低围岩表面张力,超前钻孔可以利用钻探孔,在掌子面上利用地质钻机或液压钻孔台车打设超前钻孔,钻孔直径45~108mm,深度5~20m,对轻度岩爆每循环掌子面打设1~3孔;中度岩爆每循环掌子面打设4~6孔;强烈岩爆每循环掌子面打设6~8孔,对掌子面拱顶及两侧起拱线位置要优先布孔,其余孔位可作为加密孔。
必要时也可以打设部分径向应力释放孔,钻孔方向应垂直岩面,轻度岩爆每循环打孔孔眼间距1.5m~2.0m,深度0.5m~1.5m;中度岩爆间距1.0m~1.5m,深度1.5m~2.5m;强烈岩爆间距0.5m~1.0m,深度2.5m~3.5m。
同时对于强烈岩爆地段可在超前探孔中进行松动爆破或将完整岩体用小炮震裂,或向孔内压水,以避免应力集中现象的出现。
6.2.5在施工中应加强监测工作,通过对围岩和支护结构的现场观察、通过对辅助洞拱顶下沉、两维收敛以及锚杆测力计、多点位移计读数的变化,可以定量化地预测滞后发生的深部冲击型岩爆,用于指导开挖和支护的施工,以确保安全。
表1 监控量测项目表注:B—隧道开挖宽度,υ—变形速速6.2.6制定严格的安全巡视制度,强化工作面安全巡查警戒力度。
7 劳动力组织按照一般常规隧道施工配置相同,下表为设计Ⅰ级电气化单线铁路隧道全断面施工配置,可供参考。
表2 单工作面作业劳动组织表8主要机具设备按照一般常规隧道施工配置相同,下表为设计Ⅰ级电气化单线铁路隧道全断面施工配置,可供参考。
表3 单个开挖面机械设备配备表9质量控制9.1易出现的质量问题9.1.1岩爆地质隧道高应力强岩爆地段容易发生掉块,变形加速。
9.1.2开挖时,周边眼眼距过大或不均匀,装药量过大影响隧道光面爆破效果。
9.1.3开挖进尺不当,措施不及时,造成局部坍塌。
9.2保证措施9.2.1 根据设计资料及超前地质预报分析判断存在高应力地段,提前组织人员、储备物资,根据不同岩爆等级制定相应的措施:轻微岩爆地段:给工作面喷射高压水给岩层降温,喷钢纤维混凝土,增强岩壁柔性和抗剪能力。
中度岩爆地段:除给工作面洒水降温外,给岩爆段岩壁挂设钢筋网再喷射纤维混凝土,以增强初期支护强度。
强岩爆地段:除给工作面洒水降温、挂网、喷纤维混凝土外,还需对工作面打设应力释放孔或对岩壁进行切槽以减少应力集中,降低岩爆造成的危害。
9.2.2及时做好拱顶沉降及周边收敛测量观测并及时分析数据,以便及时的调整施工工法。
9.2.3严格落实技术交底制度,并派质检工程师现场控制开挖周边眼间距及每循环开挖进尺,制定相应的奖罚措施,岩爆地段周边眼间距控制在45~50cm,每循环开挖进尺控制在2.5m以内。
10安全措施10.1主要安全风险分析岩爆地质隧道开挖要注重岩爆飞石及工作面坍塌对人员、设备伤害,提出相应的风险处理措施,编制施工应急预案。
10.2保证措施10.2.1进洞人员必须正确佩戴安全防护用品,特殊工种应持证上岗。
10.2.2增设临时防护设施,给主要的施工设备安装防护网和防护棚架,给施工人员配发钢盔、防弹背心等,掌子面加挂钢丝网。
10.2.3配备专职安全员对作业面24小时轮流值班,有岩爆发生时及时警报,并做好现场人员按既定的逃生路线疏散及设备防护。
11环保措施11.1避免炸药爆炸产生的有害气体和粉尘含量,减少对空气的污染,节约炸药等能源的消耗。
11.2对于岩爆地质隧道中加强施工用水的管理,防止水土流失。
隧道施工中采用防水板和止水带等综合防排水措施,减少水的流失,做到环保和节约水资源要求。
11.3优化岩爆地质隧道的设计支护参数。
12 应用实例12.1工程概况由中铁一局集团第五工程有限公司承建的向塘至莆田铁路高盖山隧道,设计为双洞单线隧道,左线隧道全长17594m,右线隧道全长17612m,隧道最大埋深723m。
开挖宽度9m,开挖高度9m,开挖面积75.43㎡,隧道洞身围岩大部分为流纹岩、英安质晶屑熔结凝灰岩、碎斑熔岩及晶洞碱长花岗岩等硬质脆性岩。
隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工。
初期支护采用喷锚支护,Ⅴ级围岩段钢架采用Ⅰ18型钢,间距为0.8m,Ⅳ级围岩段钢架采用150mm格栅钢架,间距为1.0m, C25微纤维混凝土喷护,锚杆长2.5m、3.5m,二次衬砌采用模筑混凝土施工,混凝土采用高性能C30混凝土12.2施工情况高盖山隧道设计DK478+315~DK478+475段(160m)、DK479+775~DK479+915段(140m)埋深240m~368m,为轻微岩爆地段。
DK475+545~DK478+315段(2770m)、DK475+075~DK478+215段(140m)、DK473+300~DK473+970段(670m)埋深在368m~650m,为中等岩爆地段;DK475+215~DK475+545段(330m)、DK473+970~DK475+075段(1105m)、DK472+865~DK473+300段(435m)埋深均大于650m,为强岩爆地段。
2008年10月开工,2011年1月岩爆段开挖支护全部施工完成。
首先在隧道开挖过程中采用光面爆破、严格控制周边眼间距及开挖进尺,提高炮眼残留率以减少岩石应力集中,控制开挖进尺以减少爆破药量以减少爆破对岩体的扰动。
其次在爆破开挖及时通风排烟,针对轻度岩爆,开挖掌子面及周围岩壁喷洒高压水,以降低岩体温度,增强塑性,减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧烈程度;针对中度岩爆采取喷射纤维砼,局部地段挂设钢筋网增强支护能力;对重度岩爆除对工作面洒水降温、喷射网片纤维砼外,还应对开挖作业面打设应力释放孔或岩壁切槽以更好的降低岩爆强度。
12.3工程结果评价施工中通过对岩爆地质隧道的研究,基本掌握了岩爆地质隧道的岩爆发生的规律、不同地质条件下的多种岩爆处理工法。
确保了岩爆地质隧道施工的快速、安全,各项指标均符合设计和规范要求。
高盖山隧道通过对不同地质条件下岩性分析、岩爆发生规律及不同的处理方法施工技术获得成功,保证了施工工期和质量,取得了较好的社会经济效益。
12.4建设效果及施工图片图2 隧道光面爆破图3 喷射混凝土图4 掌子面喷洒高压水图5 地质超前预报图6 打设应力释放孔图7 隧道监控量测。