隧道岩爆段施工技术
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Value Engineering1工程概况某高原铁路隧道,起止里程DK261+268~DK268+420,全长7278.322m ,隧道位于四川盆地与青藏高原过渡的西南缘。
所经处地势陡峻,地表高程2710~4120m 。
隧道最大埋深1185m ,地质作用强烈,地震活动频繁,地区应力高,根据地应力合公式推测,最大埋深处最大水平主应力量值可达91MPa ,隧道深埋段岩性为粗粒二长花岗岩,构造应力突出。
通过采用强度应力比法、地质综合法进行综合预测,本隧道存在岩爆长度为825m ,占比11.3%。
以轻微、中等岩爆为主,部分段落为强烈岩爆。
因高地应力引发的岩爆成为本隧道施工中的重要工程技术难题。
2岩爆情况及原因分析2.1岩爆发生状况当隧道出口工区施工至DK267+190~+260段时,在隧洞掘进过程中,洞身拱部、顶部连续出现清脆的爆裂声,并伴有小片状岩块崩落,可初步认可为轻微岩爆现象。
当隧道出口工区施工至DK267+260~+310段时,在隧洞掘进过程中,洞身拱部、顶部连续出现轻微、中等岩爆。
随着掘进长度的增加,岩爆的频率及烈度呈不断加强的整体趋势。
2.2原因分析及后续施工隧道段落的岩爆评估本隧道出现轻微、中等岩爆处的洞身埋深均超过600m ,该段围岩以粗粒二长花岗岩为主,该区域地质作用强烈,地震活动频繁,围岩构造应力突出,且该段基本无地下水活动,隧洞岩体干燥。
经对围岩岩体抗压试验强度在80~120MPa 范围内。
在爆破掘进开挖围岩后,围岩的高应力处于重新分布及平衡过程中,因围岩整体性好且强度、硬度大,应力无法通过自身变形、压缩,或是通过节理、裂缝进行调整及释放[1]。
由于爆破后岩面不规则,出现应力集中处,当应力集中力超过岩体所能承受的应力值后,产生不同程度的岩块崩裂(岩爆)现象。
由于隧道埋深随着掘进长度的加大而加深,故上述隧道岩爆的频率及烈度呈不断加强的整体趋势。
DK267+310段的隧道洞埋深约为750m ,尚距本隧道的最大埋深1185m 还有相当大的差距,预计随着隧道的掘进,以中等岩爆为主,出现强烈岩爆也为大概率事件。
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!。
官田隧道岩爆地段施工技术一、工程概况官田隧道位于福建省海西高速公路网漳州至永安联络线高速公路龙岩境内,起讫里程K50+544~K56+695,全长6151m,为高速公路分离式双向四车道特长隧道,净空半径R=546m,单洞当量面积63.70m2。
隧址区属低山地貌,地形起伏较大,隧道最大埋深达695m,隧道洞身范围围岩主要为全风化~微风化砂岩、粉砂岩,以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主。
隧道中部K52+900~K55+620,埋深370m~695m,洞身围岩主要为Ⅲ级微风化砂岩、粉砂岩,设计地勘数据显示为高地应力-极高地应力区,施工过程中遇到轻微-较强烈程度岩爆,岩爆是此隧道施工主要的地质灾害之一。
二、岩爆的分类及特点1、岩爆的分类岩爆是深埋地下工程在施工过程中,当岩体中聚积的高弹性应变能大于岩石破坏所消耗的能量时,破坏了岩体结构的平衡,多余的能量导致岩石爆裂,使岩石碎片从岩体中剥离、崩出的现象,具有突发性和危害性。
按破裂程度大小及其破坏的特征,可分为弹射型岩爆、爆炸抛射型岩爆、破裂剥落型岩爆、冲击地压型岩爆。
按规模和烈度分为:轻微岩爆、中等岩爆、强烈岩爆三种类型。
轻微岩爆规模小,一般多为弹射型、冲击地压型岩爆。
岩爆坑较浅,厚度一般小于10 cm,岩爆坑沿隧道纵向长度小于1倍洞径,呈零星分布。
中等岩爆多为爆炸抛射型和破裂剥落型岩爆,岩爆坑多呈三角形、弧形及梯形,连续分布,规模较大,岩爆坑一般几十厘米深,最大达150 cm,沿隧道纵向1~2倍洞径,成片分布。
强烈岩爆多为破裂剥落型岩爆,岩爆坑连续分布,深度超过150cm,沿隧道纵向长超过2倍洞泾。
破裂剥落型岩爆剥落的岩块尺寸大,数量多,造成大量超挖,洞形不规则,对正常施工及洞室稳定有较大影响。
2、官田隧道岩爆特点在官田隧道中,岩爆的分布有以下几个特点:(1)岩爆大多发生在干燥无水的微风化砂岩、粉砂岩,地质构造为褶皱的围岩地段,这类地段集聚了高水平的地应力,岩质较坚硬,干燥,脆性高。
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。
目录1 编制说明21。
1编制依据21。
2编制原则31。
3编制范围32 工程概况42。
1线路概况42。
2隧道主要工程量43 岩爆的特点及辨识43。
1岩爆的基本特征43.2岩爆产生的条件53.3判断岩爆发生的应力条件63.4地应力计算与隧道岩爆预测63。
4。
1XX63。
4.2XX63。
4。
3XX73.4.4XX74、岩爆的预防及处理方案94.1总体施工方案94.2超前地质预报104。
2。
1超前探孔104.2。
2地质素描104。
3加强光面爆破控制,提高爆破效果104.4加强初期支护114。
4.1轻微岩爆区114.4.2中等岩爆区114.5超前应力释放124.6加强高压水冲洗124。
7加强效果检测124。
8岩爆发生时的处理措施124。
9、岩爆防护开挖台架135、安全防护措施145.1成立岩爆预防及救援小组145.2安全防护措施145.3洞内作业安全技术措施155。
3.1钻爆作业安全措施155。
3。
2人员及机械防护措施165。
3.3洞内作业救援逃生措施17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。
⑷、坚持高起点规划、高标准要求、高质量落实,全面实现质量目标的原则.积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料、新测试方法,采用国内外先进、成熟、可靠的方法和工艺,优化施工方案,实现安全、质量目标。
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。
弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法、切缝法等。
注水的目的是改变岩石的物理力学性质,降低岩石的脆性和储存能量的能力。
后三者的目的是解除能量,使能量向有利的方向转化和释放。
据文献介绍,切缝法和排孔法能将能量向深层转移。
围岩内的应力,特别是在切缝或排孔附近周边的切向应力显著降低。
同时,围岩内所积蓄的弹性应变能也得以大幅度地释放,因而,可有效地防治岩爆。
四、岩爆地段隧道施工的注意事项
(1)如设有平行导坑,则平导应掘进超前正洞一定距离,以了解地质,分析可能发生岩爆的地段,为正洞施工达到相应地段时加强防治,采取必要措施。
(2)爆破应选用预先释放部分能量的方法,如超前预裂爆破法、切缝法和排孔法等,先期将岩层的原始应力释放一些,以减少岩爆的发生。
爆破应严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响。
(3)根据岩爆发生的频率和规模情况,必要时应考虑缩短爆破循环进尺。
初期支护和衬砌要紧跟开挖面,以尽可能减少岩层的暴露面和暴露时间,防止岩爆的发生。
(4)岩爆引起坍方时,应迅速将人员和机械撤到安全地段;采用摩擦型锚杆进行支护,增大初锚固力;采用钢纤维喷射混凝土,抑制开挖面围岩的剥落;采取挂钢筋网或用钢支撑加固;充分作好岩爆现象观察记录;采用声波探测预报岩爆工作。