秦岭终南山隧道岩爆施工方法_pdf
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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!。
第30卷第6期 岩 土 力 学 V ol.30 No. 6 2009年6月 Rock and Soil Mechanics Jun. 2009收稿日期:2008-08-05第一作者简介:徐士良,男,1972年生,博士研究生,讲师,主要从事岩土工程方面的教学和研究工作。
E-mail: slxubest@文章编号:1000-7598 (2009) 06-1759-05秦岭公路隧道通风竖井岩爆预测和防治措施徐士良1, 2,朱合华1,丁文其1,刘宝许3(1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,地下建筑与工程系,上海 200092; 2. 安徽建筑工业学院 岩土工程系,合肥 230022;3. 中交隧道工程局有限公司,北京 100011)摘 要:秦岭公路隧道2号通风竖井,为国内乃至世界公路隧道规模最大的竖井工程。
根据工程地质资料分析,岩爆是该竖井施工过程中的主要难题。
为了从岩性角度评价竖井围岩的岩爆倾向性,开展了室内岩石单轴压缩变形试验和物理模型试验,根据改进脆性指数指标和模型试验的结果,表明竖井围岩有岩爆倾向性,必须加强岩爆预测和防治。
根据水压致裂法的地应力测试结果和地应力分布特点,采用三维有限元回归分析反演了竖井工程区域的初始应力场。
根据竖井围岩地应力场和Kirsch 解得到的围岩二次应力场,结合Russenes 和陶振宇岩爆判据,进行了竖井岩爆综合预测和分析,得出竖井有轻微和中等岩爆发生的结论,并提出岩爆防治措施。
关 键 词:隧道工程;通风竖井;岩爆预测;地应力;有限元 中图分类号:U 459.2 文献标识码:ARock burst prediction for ventilation shaft of Qinling highwaytunnel and its countermeasuresXU Shi-liang 1, 2,ZHU He-hua 1,DING Wen-qi 1,LIU Bao-xu 3(1. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Department of Geotechnical Engineering, Tongji University,Shanghai 200092,China ;2. Department of Geotechnical Engineering ,Anhui Institute of Architecture and Industry ,Hefei 230022, China;3. CCCC Tunnel Construction Engineering Co., Ltd., Beijing 100011, China)Abstract: No.2 ventilation shaft of Qinling highway tunnel is one of the largest ventilation shafts in the highway tunnel field at home and abroad. Rock burst is a serious problem during the shaft excavation according to the analysis of in-situ engineering geological data. For evaluating rock burst tendency from the perspective of lithological character, the uniaxial compression deformation test and physical model test are carried out. There is a high tendency of rock burst in surrounding rock by analyzing the modified brittleness index and model test result, so it is essential to strengthen rock burst prediction and control. The initial stress field of surrounding rocks of shaft is regressively analyzed by 3D finite element method according to in-situ measured data by hydro-fracturing and distribution properties of in-situ stress. Then the comprehensive rock burst prediction and analysis based on Russenes and Tao criteria are made according to the induced stress field obtained by Kirsch solutions and in-situ stress distribution of surrounding rock of shaft respectively. The result shows that the weak and moderate rock burst will occur during shaft excavation. Finally, some countermeasures to rock burst are proposed. It provides valuable references for other projects.Key words: tunnel engineering; ventilation shaft; rock burst prediction; in-situ stress; finite element method1 前 言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。
目录第一章安全保证体系及措施 (2)第二章主要施工机械设备配备 (21)第三章主要材料供应计划 (29)第四章编制依据 (42)第五章编制原则 (42)第六章编制范围 (43)第七章工程概况 (43)第八章总体施工组织布置及规划 (46)第九章施工进度安排及保证工期措施 (52)第十章施工方案、施工方法、施工工艺和施工技术措施 (61)第十一章质量保证体系及质量保证措施 1、质量保证体系及管理组织 (133)1第一章安全保证体系及措施2、安全保证体系2.1、安全方针安全第一,预防为主。
2.2、安全管理体系2.2.1、安全管理组织机构1)建立健全安全生产管理机构,在指挥部成立以指挥长为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作,主管安全生产的副指挥长为安全生产的直接责任人,项目总工程师为安全生产的技术负责人。
2)机构配置指挥部设安全质量监察部,安全质量监察部下设安全组,下设专职安全员。
施工作业队设安全室,配置专职安全员。
2.2.2、落实安全生产责任制1)本项目实行安全生产三级管理,即:一级管理由指挥长负责,二级管理由专职安全员负责,三级管理由班组长负责,各作业点设共青团安全监督岗。
2)完善各项安全生产管理制度,针对各工序及各工种的特点制定相应的安全管理制度,并由各级安2全组织检查落实。
3)建立安全生产责任制,落实各级管理人员和操作人员的安全职责,做到纵向到底,横向到边,各自作好本岗位的安全工作。
4)项目开工前,由指挥部编制实施性安全技术措施,对隧道开挖、爆破、初期支护、二次衬砌、运输及通风防尘等作业要编制专项安全技术措施,领导小组同意后实施。
5)严格执行逐级安全技术交底制度,施工前由项目经理部组织有关人员进行详细的技术安全交底。
项目施工队对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。
各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
6)加强施工现场安全教育(1)针对工程特点,定期进行安全生产教育,重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的起重工、爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核,学习安全生产必备的基本知识和技能,提高安全意识。
秦岭终南山特长公路隧道安全快速施工技术探析一、工程概况秦岭终南山特长公路隧道位于陕西省长安市县与柞水县之间的秦岭山区,秦岭铁路二号线隧道的右侧。
全长为18.02公里,隧道内路面设人字坡,变坡点为K79+370,隧道的最大埋深为1.64公里。
秦岭终南山特长公路隧道的东线出口段,全长3公里,除了洞口具有缓和曲线以外,其余都是呈直线。
隧道穿越了8条大小断层,围岩类型变化频繁。
地下水的结构为裂隙水,呈现出网状分布结构。
其中地下水基本没有侵蚀性,只有极少部分含硫酸钙的地下水呈现出弱酸性。
隧道工期为13个月。
二、施工技术要点在进行秦岭终南山特长公路隧道施工时,针对其隧道长度长,且地质条件较为复杂这一特点,主要采用了光面爆破技术,以确保在进行隧道的开挖施工时不会对岩体造成过大的损害,从而导致隧道岩体坍塌事故。
开挖施工时主要采用了滑轮式移动作业平台,先对横通道以及正洞进行施工,施工完毕后对其进行了初期的支护。
在对隧道进行爆破开挖以及正洞施工以后,对隧道内的通风方案进行了试验,以确保其可行性。
隧道内试验通风布置如下图所示。
同时在进行施工时,该工程使用了大量的先进设备和仪器,比如激光断面仪、地质雷达、铰接自卸车等。
三、爆破技术施工本工程在进行隧道的开挖时主要应用了光面爆破技术,其技术特征和预裂爆破技术相似,在进行爆破开挖以后对岩体内部的损害较小,且爆破后边坡比较平整、好看,主要是进行周边眼的爆破工作。
其他还应用了炸药和雷管进行爆破。
(一)爆破参数确定炮眼的直径大小在38~42毫米范围内,采用人工手风钻进行打眼。
炮眼装药系数为:(二)爆破技术的改进工程使用光面爆破技术进行开挖爆破具有许多的好处。
因为光爆药卷的不耦合系数比较大,所以在进行填装是相对容易,能提高施工效率。
同时它对岩体内壁面的冲击系数很小,能有效的保护岩体结构,防止岩体的坍塌。
并且光面爆破的可操作性很强,在针对不同地质岩体爆破需求时可以及时对炸药量进行更改。
秦岭终南山公路隧道施工方法秦岭终南山公路隧道的施工方法可不是一般的工程,听起来有点“高大上”,但其实一切都跟我们的生活息息相关。
这条公路隧道横跨了山脉,直接在地下挖了个大洞,能让大家不再绕山走,节省了时间,也让我们更容易通行。
不过,光是想想就知道,这项工程可得费劲了。
毕竟,秦岭的山可是挺高挺险的,你想想,在那样的山里打隧道,得有多少难度?不过,施工的方式很特别,我们一起来看看。
最关键的一步就是要确保“地基稳”。
说白了,就是要搞清楚这个隧道能不能在山里开挖而不塌方。
要是山里面一不小心出了点儿问题,那可就麻烦大了。
施工前,得进行大量的勘探工作,像个“侦探”一样,了解山体的情况。
别小看这个,山体的土质、岩层的分布,甚至是地下水的情况,都得一一搞明白。
你想想,要是在山里打个洞,土层没稳住,一不小心发生塌方,后果可就不堪设想了。
得先把这些“潜在危机”都排除在外,才能放心开工。
开挖隧道的方式也很讲究。
一般来说,隧道施工有几种方法,比如“分段爆破法”和“盾构法”这些。
说到爆破法,大家应该不陌生吧。
就像在电影里,炸药一爆,山就“开花”了。
但现实中的爆破可没那么简单。
每一颗炸药都得精确到位,确保既能炸出想要的岩洞,又不会引发山体的不稳定。
换句话说,打隧道就像是跟山脉玩“捉迷藏”,每一步都得小心翼翼。
不过,有时候爆破不适用,怎么办?没关系,咱们还可以用“盾构机”。
这种机器厉害了,就像是给隧道装上了个超级大“钻头”,在地下慢慢转动,把岩石都搅碎,自己一边转一边把碎石清理掉。
这个方法可以说是稳妥得很,适合那些土质较软、岩层比较松散的地方。
用盾构机开挖,隧道的壁面还特别平整,后期施工也更省力。
在隧道打好后,还得进行支护。
没有支护,山体的压力一大,隧道可能就会变形,甚至垮塌。
所以,隧道壁上得加装一些支撑结构。
常见的支护方法有喷射混凝土、钢拱架等等。
喷射混凝土就像是给隧道披上一层坚硬的“外衣”,让隧道更加牢固。
至于钢拱架,则是通过钢材的支撑力,让隧道在施工过程中更加稳定,减少变形的风险。
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。
·91·NO.18 2019( Cumulativety NO.54 )中国高新科技China High-tech 2019年第18期(总第54期)1 工程概况秦岭天华山特长隧道位于陕西安康市宁陕县境内,全长15988.6m,地处秦岭主脉南侧高中山区,所在区域地形高低起伏,海拔平均为1300~2400m,海拔最高2420m,地面坡度在40º~70º之间。
隧道沿线通过处多为V字型侵蚀沟谷,其中较大沟谷有小板房沟、南沟、七里沟等,沟内地形复杂,有常年溪流,存在大量冲、洪积块石。
隧道整体埋深较大,一般埋深300~500m,最大埋深约1151m,DgK114+350~DgK119+060段埋深绝大部分超过800m。
隧道通过地层主要岩性为燕山期花岗岩和闪长岩。
2 岩爆预测2.1 地应力测试现场地应力测试经比选后采用水压致裂法进行。
在隧道主洞内布设测试钻孔均,在位于南沟的2#斜井主洞段DgK117+545处布设测试钻孔ZK1、ZK2、ZK3,为三维水压致裂法的3个交汇钻孔;在位于小板房沟的1#斜井主洞段DgK113+041处布置钻孔ZK4。
钻孔及测试情况如表1所示。
2.2 测试结果分析根据南沟2#斜井主洞及小板房沟1#斜井主洞内所进行的传统水压致裂法地应力测试结果,并在此基础上进行隧道围岩应力场计算和评价。
经对测试数据分析,小板房沟1#斜井主洞测点隧道埋深约430m,该处岩体应力场以水平应力为主,处于高应力状态;南沟2#斜井主洞的测点处隧道埋深约为815m,该处岩体应力场以铅直应力为主,处于极高应力状态。
在水平构造为主的应力场中,隧道轴线最好平行最大水平主应力方向布设,否则边墙将产生严重破坏和变形。
根据地应力测试分析,深相对较小1#斜井主洞段应力场以水平构造为主,最大水平主应力方向与隧道轴线方向(约NE51º)的夹角较大(约85º),不利于隧道围岩的稳定;埋深较大的南沟2#斜井主洞段应力场以铅直应力为主,最大水秦岭山区高铁隧道岩爆预测分析及防治措施陈晓军(西成铁路客运专线陕西有限责任公司,陕西 西安 710043)摘要:以秦岭天华山隧道为例,介绍了秦岭山区高铁隧道岩爆特点和规律、所采取的岩爆预测分析方法和相应的安全防护、开挖及支护等岩爆防治系列措施,控制了后续岩爆的发生,使施工安全度过岩爆段,为岩爆隧道的安全施工提供了保障,为类似秦岭高铁隧道的岩爆预测、防治提供借鉴。
秦岭终南山特长公路隧道岩爆特征与施工对策
郭志强
【期刊名称】《现代隧道技术》
【年(卷),期】2003(040)006
【摘要】秦岭终南山隧道是目前国内第一长大公路隧道,施工中曾遇到强烈的岩爆灾害,一度对施工安全和快速掘进构成严重威胁,通过采取相应对策才确保了施工的顺利进行.文章介绍了隧道岩爆的发生情况,防治措施及取得的效果.
【总页数】5页(P58-62)
【作者】郭志强
【作者单位】中铁十八局集团公司秦岭指挥部,陕西,柞水,711406
【正文语种】中文
【中图分类】U458.3
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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。
蓝田至商州高速公路LS-C1合同段秦岭隧道施工方案蓝商高速公路LS-C1标项目部二OO六年四月三日目录第一章:编制说明第二章:工程概述第三章:施工进度计划及主要技术指标第四章:施工机械配备第五章:主要工程项目的施工方案和施工方法第六章:施工组织及劳动力安排第七章:施工平面布置图第八章:确保工程质量的技术组织措施第九章:确保安全生产的技术组织措施第十章:确保文明施工的技术组织措施第十一章 :确保环境保护的技术组织措施第一章:编制说明1.1 编制依据1.1.1 蓝商高速公路施工图纸;1.1.2 现行的设计、施工、验收的规范、标准及有关文件;1.1.3 对施工现场的调查资料。
1.2 编制范围1.2.1 本工程为陕西蓝商高速公路线最长的隧道,秦岭隧道左线长4692M,我方施工长度2595M;右线长度4779M,我方施工长度2590M。
1.3 编制原则1.3.1 安全第一的原则按照技术可靠、措施得力,确保按施工方案组织进行安全施工。
1.3.2 优质高效的原则加强领导、强化管理、优质高效、使用“四新技术”确保创优目标的实现。
1.3.3 方案优化的原则科学组织、合理安排,对关键工序综合比选,在技术可行的前提下择优选择最佳方案。
1.3.4 确保工期的原则编制科学的、合理的、周密的施工方案,安排好工程进度,搞好工序衔接,确保工期目标,满足业主要求。
1.3.5 科学配置的原则根据本工程属特长隧道的特点,选派有隧道施工管理经验的管理人员,选择专业化施工队伍,投入先进的施工设备,确保人、财、物、设备的合理配置。
1.3.6 合理布局的原则合理安排生产及生活场地、节约临时用地、搞好环保、认真实施文明施工。
第二章:工程概述2.1 工程简介本工程属西部大通道陕西蓝田~商州高速公路的一个标段。
本标段全长2.7KM,其中隧道单线长5185M,路基110M,4*3m盖板涵一道;隧道单面纵坡2.055%,最大埋深386M,隧道穿大断面裂带左线105M,右线120M,可能产生二级岩爆区,单线长度2880M,Ⅱ类围岩415m,Ⅲ类围岩1725m,Ⅳ类围岩3045m。