大亚湾应急供水管道工程小断面引水隧洞的施工技术探讨 李丽燕
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基于GSI分级的小断面引水隧洞超欠挖预测与钻爆参数优化研究目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外的研究现状与发展趋势 (4)1.3 研究内容与研究方法 (6)2. 引水隧洞超欠挖现状分析 (7)2.1 引水隧洞项目概况 (8)2.2 超欠挖现状与影响因素分析 (9)2.3 GSI分级方法介绍 (11)3. GSI分级方法在隧洞工程中的应用 (11)3.1 GSI分级标准与评价方法 (12)3.2 GSI分级与超欠挖预测的关系 (14)3.3 GSI分级法的应用案例分析 (15)4. 超欠挖预测模型建立 (16)4.1 预测模型理论基础 (17)4.2 预测模型参数选择与确定 (18)4.3 预测模型的验证与优化 (19)5. 钻爆参数优化研究 (20)5.1 钻爆参数简介 (22)5.2 钻爆参数优化目标 (23)5.3 钻爆参数影响因素分析 (23)5.4 钻爆参数优化策略 (25)6. 实例分析 (26)6.1 研究案例介绍 (27)6.2 超欠挖预测与钻爆参数优化应用实例 (28)6.3 实例分析结果与评价 (29)7. 结论与展望 (30)7.1 研究总结 (31)7.2 存在的问题与不足 (32)7.3 未来研究方向与展望 (33)1. 内容综述本研究旨在基于GSI分级的小断面引水隧洞超欠挖预测与钻爆参数优化,为工程实践提供有针对性的指导。
随着经济的发展和城市化进程的加快,水资源的需求日益增长,小断面引水隧洞在水利工程中的地位日益重要。
由于地质条件、施工技术等因素的影响,小断面引水隧洞的施工过程中容易出现超欠挖现象,严重影响工程质量和安全。
对小断面引水隧洞超欠挖的预测和钻爆参数的优化具有重要的现实意义。
本研究首先对小断面引水隧洞超欠挖现象进行了深入的分析,从地质、水文、力学等多个角度探讨了其成因。
在此基础上,结合GSI 分级理论,提出了一套适用于小断面引水隧洞的超欠挖预测方法。
水利工程中小型断面输水隧洞施工技术探析摘要:随着我国水利工程建设的发展,中小型断面长距离输水隧洞逐渐增多,在整个水利工程施工中占有越来越重要的地位。
本文以中小型断面输水隧洞施工为对象,分析水利工程输水隧洞施工工法和施工技术,对隧洞的开挖爆破、初期支护、衬砌等环节的施工措施提出建议,为水利工程建设提供借鉴与参考。
关键词:水利工程;中小型断面;隧洞;施工技术水利工程建设对我国经济发展具有重要的意义,输水隧洞施工是水利工程中非常重要的一个环节,现今中小型断面长距离输水隧洞比比皆是,由于施工空间狭窄受限,施工组织布置较为困难,加之隧洞施工受周围的地质环境等多种因素影响,施工工序复杂、施工难度大,施工中需根据实际情况、综合因素选择合理、安全可行的施工方案,严格监控施工质量,以保证施工的质量和工程的顺利、安全实施。
最后,要结合实际分析工程中发生塌方等危险的几率,做好预防和应对措施,以保证工程的安全。
1.中小型断面输水隧洞施工难点分析1.1断面小、空间窄爆破难度大钻爆法施工是隧洞掘进的常用传统方案,尤其是在中小型断面隧洞爆破开挖时,爆破施工难度比较大,隧洞内空间本身较为狭窄,加之受掌子面钻孔操作平台占位影响,钻孔操作空间有限,钻孔角度、深度控制困难,导致爆破循环进尺变小,爆破质量不高,技术不娴熟会造成严重超欠挖现象。
施工中受隧洞特殊地质条件影响,还会发生坍塌等现象,影响工程正常施工,同时也威胁到工作人员的人身安全。
因此,选择合理的爆破方案爆破工艺极为重要。
1.2隧洞内空间受限出渣困难中小型断面隧洞工作面狭小,施工操作空间有限,大型机械设备无法进入,小型机械在隧洞内无法掉头,全程只能以退进的方式进入出渣点,出渣车辆行走慢、效率低、出渣困难,经常会影响下一道施工工序正常作业。
因此,合理配置机械设备、提高出渣效率尤为关键。
1.3开挖与衬砌工序受到干扰中小型断面输水隧道施工时空间受限,洞内开挖后出渣车辆行走缓慢导致出渣工序占用时间较长,采用传统爆破施工工艺为边开挖边衬砌,由于掌子面开挖出渣工序占用时间长,衬砌施工时因洞内道路被衬砌混凝土车辆占用,掌子面施工人员、材料、设备等无法进入,实际施工中导致掌子面开挖作业与衬砌作业前后干扰,无法进行同步平行施工,隧洞施工严重降效。
惠州市大亚湾引水工程管道水压试验方法张建平;肖家勇【摘要】本文介绍了大口径压力管水压试验方法、技巧及注意事项.【期刊名称】《水利建设与管理》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】3页(P84-86)【关键词】大口径压力管;水压试验;闷头;技术技巧【作者】张建平;肖家勇【作者单位】惠州市水电建筑工程有限公司,516001;惠州市水电建筑工程有限公司,516001【正文语种】中文1 工程概况大亚湾引水工程是向中海壳牌石化项目以及大亚湾(国家级)经济技术开发区提供II类地表原水的跨流域调水重点工程。
工程取水流量为4.8m3/s,年平均取水量1.445亿m3。
输水线路从东江下源泵站起至中海壳牌石化项目止,总长约为54km。
管道为并排两条预应力混凝土管,由2×4307.585m管道(2×D2000)一个单项组成。
管道主要采用沟埋式安装。
管道设计工作压力为0.40MPa,执行规范标准为《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268—2008)、《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》(DL/T5017—2007)。
2 水压试验大口径预应力钢筋混凝土管安装后,做整体或分段功能性试验。
压力管道水压试验分预试验和主试验阶段。
试验压力为1.5p=1.5×0.40MPa=0.6MPa=600kN/m2。
试验段为桩号S3+910~S4+900,试验段长900m。
2.1 预试验阶段将管道内水压缓缓升至试验压力,稳压30min,期间如有压力下降可注水补压,但不得高于试验压力;试验过程中以管道接口、配件等处无漏水、损坏及其他异常情况为合格。
2.2 主试验阶段停止注水补压,稳压15min,当15min后压力下降不超过允许压力降数值时,将试验压力降至工作压力并保持恒压30min,进行外观检查,若无漏水现象,则水压试验合格。
压力管道允许渗水量执行现行规范标准。
在水压试验过程中,应设置应变计,以记录变形之读数。
小断面引水隧洞施工分析摘要:引水隧洞是输水工程的主要组成项目之一,特别是小断面引隧洞更是常常成为项目方案比选的重点,也是输水工程施工的控制点。
小断面引水隧道,顾名思义就是其断面小,通风出碴困难,往往会给施工造成一定的困难,因此本文提出工程实例,从多方面对此类隧洞施工中的技术方案选择以及施工的关键技术进行详细探讨。
关键词:小断面;引水隧洞;施工技术引言本文主要概括的是一项小断面、长距离的引水隧洞施工工程,这项工程由引水的路线(主要包括管道和隧洞)、曲水枢纽以及调节水库所组成,主要是解决一部分地区的饮水资源严重缺乏的引水工程。
该工程的关键控制工程为引水隧洞,此引水隧洞工程全长约10km,断面为2.5m×2.5m,该隧洞身段为完整的花岗岩体,需要采用钻爆法对隧洞进行施工,根据对施工地点的考察情况再投入相应的设备进行作业,以实现小断面引水隧洞施工的完成。
1 施工工期与工程特点本工程施工工期由于距离较长,施工时间定为30个月,工程比较紧,任务也很重。
此工程施工有多个特点需要注意,由于距离较长,断面较小,使得通风比较困难,机械化作业的程度变低。
因为施工距离较长,施工时间相对较短,施工干扰严重,很难形成干扰作业,又由于施工地段地下有丰富的地下水而导致在施工作业时难度较大。
2 确立本工程施工隧洞的施工改进2.1基础的隧洞施工设计在各种类隧洞当中,施工难度比较大的一种施工隧洞就是本工程的小断面长距离隧洞,机械化程度比较高的施工机械并不能对小断面隧洞进行洞内作业,只能够由人工开采的方式为主,小机械为辅进行洞内作业,较长的距离对排水、通风、运输、供电等多个方面都会造成一定的困难,这样会给作业带来特别大的困难,对于隧洞的设计同样也会带来一定的难度。
在小断面的引水隧洞中,在2m×2m以下的开挖断面并没有任何实例,距离是10km以上的也比较少,所以就要求对这种工程设计出合理又科学的施工方案,以满足小断面引水隧洞的施工方案。
小断面输水隧洞在软弱地层中的施工方法发表时间:2016-06-30T16:36:01.423Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:李银刚[导读] 在地质条件较复杂的干热河谷区进行水利水电工程建设及病害整治.四川省汉源建筑总公司四川省雅安市汉源县 625300摘要:在地质条件较复杂的干热河谷区进行水利水电工程建设及病害整治,使用隧洞工程在软弱地层中施工,总结了二十余年的成功施工方法和经验教训,对今后在同类地层中施工有普遍的参考意义。
关键词:小断面输水输洞;软弱地层;水利水电工程;施工方法与经验水利水电工程受暴雨、泥石流、滑破袭击,病害较严重。
近年来,对一些滑坡地段,多采用隧洞方案进行整治。
根据笔者二十余年参加勘察设计并参与施工大小隧洞十多个,累计长度一万多米,有三分之一的隧洞进、出口在软弱的第四系古岸坡山麓坡积层或河湖相地层中(Q1)通过,有少量在强风化地层中,这些隧洞95%均取得了成功。
总结其经验,关键是在软弱地层及破碎岩层中施工方法正确与否。
施工方法正确将大大缩短工期,降低成本,否则半成数倍增加投资,甚至改变批准施工轴线方案,导致失败。
现将在软弱地层中的施工方法与经验教训作一简要小结行成本文,供读者参考。
1.适用施工地层条件和隧洞规格本文所述的施工地层条件是专门指经初步设计地质勘察确定能成洞的软弱地层,指第四系下更新统(Q1)、中更新统(Q2)山麓坡积块、碎石亚粘土,粘土或河湖相半固结厚层砂岩,粉砂岩、粘土岩韵律层,个别有中更新统阶地堆咱们砂卵石层。
岩土呈密实状,颗粒骨架结构或层状构造,fk值在2.5-4之间。
水文地质条件简单,易于傍山排泄。
一般单掌子面掘进稳定流,在3升/秒内(上部稻田或其它人为因素除外),局部滞流潜水带初次切穿可涌水在15升/秒。
但经一段时间导流后会减小稳定下来。
隧洞设计断面小于10平米,用常规风钻凿岩爆破,人工或小型机械出碴,轨道运输。
2.施工方法2.1 全断面开挖1)边开挖边衬砌该方法适用于所处位置在地下潜水位以上,地层干燥或稍湿,无地下滞留水渗滴。
小断面水工隧洞施工排水条件的改善发布时间:2022-12-30T01:23:00.590Z 来源:《工程建设标准化》2022年9月17期作者:吴为强[导读] 以华坪县务坪水库-石龙坝片区连通工程项目为例,吴为强云南建投第一水利水电建设有限公司摘要:以华坪县务坪水库-石龙坝片区连通工程项目为例,探讨了渠道工程小断面水工隧洞施工过程中洞内地下水的处理方法。
研究表明:采取合理的措施引排地下水,不仅能够降低洞内施工、临电等安全风险,还能够提高出渣效率,地下水沉淀处理后可满足小断面隧洞施工期的供水要求,降低施工成本。
排水作为隧洞施工的一项基本性能,对水工隧洞设计施工具有重要意义。
本文对华坪县渠道工程某一小断面水工隧洞洞身开挖和初期支护过程的施工排水进行了分析和讨论,提出了改善小断面水工隧洞地表排水条件的科学建议。
关键词:小断面水工隧洞;施工排水;地下水引言:水工隧洞断面形式一般采用城门洞型,开挖采用全断面钻孔光面爆破法施工。
施工过程主要由隧洞进出口明挖段开挖支护、锁口、洞身开挖支护、隧洞混凝土衬砌和止水、排水施工等组成。
在进行隧洞开挖之前必须做好洞口边坡的支护及排水工程,施工期隧洞排水可根据水量,在底板设置排水管或排水沟,隧洞顶拱、边墙或掌子面有流水、涌水的,可根据水量大小,设置孔、管集中引排,雨季施工应采取措施防止边坡汇水流入洞内。
洞内水量较大时,可采取抽排水措施。
但是,因地下工程地质条件的复杂性和不可预见性,在不良地质条件洞段开挖,特别是在岩溶发育地段和地下水丰富地段,如何快速排水不让水长时间浸泡掌子面和基础,是水工隧洞施工排水的重点和难点,小断面水工隧洞因其断面较小、施工作业面狭窄,针对小断面水工隧洞的施工排水条件改善显得极为重要。
一、工程概况本工程共布置有两条输水隧洞,输水隧洞采用城门洞型断面,Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖断面为2.58m*2.74m, Ⅲ类围岩开挖断面为2.4m*2.65m,采用C25钢筋混凝土衬砌,衬砌尺寸为40cm,衬砌后断面尺寸均为1.5m*1.8m;设计水深0.69m,引水流量0.84m3/s。
浅谈小断面长距离输水隧洞工程施工地质编录李斌发布时间:2021-09-07T03:48:58.632Z 来源:《中国科技人才》2021年第17期作者:李斌[导读] 隧洞地质编录是隧洞施工地质工作主要的方法之一,在一定程度上能保证隧洞安全、顺利的施工。
通过地质编录了解掌子面围岩的工程地质、水文地质状况,校核前期勘测成果,当差别明显时给出相应处理意见,根据已揭露的围岩地质情况,推断出掌子面前方的施工地质条件,保证隧洞施工的安全性,为后续施工提供合适的施工方案。
中国水利水电第五工程局有限公司辽西北供水施工二标辽宁铁岭 112600摘要:隧洞地质编录是隧洞施工地质工作主要的方法之一,在一定程度上能保证隧洞安全、顺利的施工。
通过地质编录了解掌子面围岩的工程地质、水文地质状况,校核前期勘测成果,当差别明显时给出相应处理意见,根据已揭露的围岩地质情况,推断出掌子面前方的施工地质条件,保证隧洞施工的安全性,为后续施工提供合适的施工方案。
本文根据水利水电工程输水隧洞的工程地质编录实例,以及相关的规范、法规进行了简要分析,总结。
关键词:水利水电工程;地质编录;安全施工1 工程概况辽西北供水二期工程柴河水库供水施工二标位于辽宁省铁岭市李千户乡境内,合同主体工程为输水隧洞。
隧洞全长12080m,控制桩号为S9+470~S21+550,纵坡i=3.217‰/i=0.021‰。
隧洞为有压隧洞,采用钻爆法开挖,开挖断面为圆拱斜墙形,成洞断面为圆形D=3.9m。
本标段共布置4条施工支洞,分别为1-4#、1-5#、1-7#、1-8#施工支洞,支洞投影长度分别为507.81m、400.44m、435.81m、688.41m,支洞断面均为圆拱直墙型,成洞断面尺寸均为5.0m×5.0m(宽×高)。
输水线路受到地形限制,地质情况较为复杂,为确保隧洞施工的安全顺利进行,进行地质编录是必要的。
2 编录对象和内容输水隧洞地质编录主要对象为每个开挖循环的岩面,包括前方掌子面、边墙、顶拱。
浅析小断面水工隧洞施工排水条件的改善【摘要】在山区引水工程中小断面隧洞的应用越来越广,施工过程中地下水处理量大,从设计环节优化方案,可降低安全风险,提高施工效率,节约成本。
本文结合隧洞施工和现场试验主要针对施工排水存在的问题,提出解决思路,可为今后类似工程提供有价值的参考。
【关键词】水工隧洞;施工排水1.问题的提出伴随着社会的向前不断发展,人们对生活用水、农田灌溉、城市用水等需求的提高,山区水利工程也从过去以小型水利建设模式逐步向规模化迈进,跨中小流域跨地区引(输)水设施越来越多,其中采取直穿大山的引(输)水隧洞方式,正在以现有施工技术的支持下,大量取代传统的长距离绕山修渠之法,因此如何合理优化设计以降低安全风险,提高施工效率,降低施工成本,缩短工期,对水利工程引(输)水隧洞具有一定的现实意义。
2.影响水工隧洞施工的主要因素山区水工隧洞多数穿越小流域间山体,一般途径山脉中部,埋深较大,洞身较长,建设期间隧洞中间经常难以开设施工支洞,多为进出口掘进,作业面少;即使有开设支洞的条件,受地形影响支洞多为反坡,且支洞长度出现数百米乃至上千米的情况。
施工时除可能发生洞壁(顶)塌陷、出现有害气体外,一般均有地下水出露,当隧洞周围岩体遭遇溶洞、溶腔时,受到极为发育的裂隙影响,隧洞内涌水骤增,安全风险较大,且处理难度较大,尤其是反坡隧洞发生洞内涌水时,处理不好时,经常淹没工作面,严重影响施工进度,甚至造成工程停工。
以黔中水利枢纽一期工程桂松干渠大山哨隧洞2#支洞为例,该支洞的洞脸上方一条断面1.5x1.5米灌溉水渠横跨隧洞,渠底至洞顶埋深9米,在当地农田进行灌溉时,水渠内水流高度约1米,因洞脸周围岩体裂隙极为发育,因此水渠多处渗漏的水流通过岩层裂隙往隧洞内汇流,由隧洞内一小型溶洞处骤然喷涌而出,因支洞为反坡隧洞,导致近300米支洞数小时内全面淹没,且水渠持续放水灌溉及受到雨季降雨影响,造成该支洞发生数次积水排除后未及增强排水设施又被淹没的情况,导致近两个月未能复工。
图1 新奥法施工流程图49 /保障施工的顺利进行。
需要对该施工环节进行严格的质量监督,为后续的施工建设奠定良好的基础。
3.2.2隧洞超挖、欠挖的控制隧洞在掘进的过程中严禁出现欠挖的工作问题,径向的超开挖值要小于150mm,因此在实际的隧洞土层开挖的过程中,要控制开挖的各项参数,严格按照技术要求标准进行掘进。
施工保证施工质量符合标准要求。
另外在实际的生活过程中还需要重视以下几点内容:①首先在开挖工作进行之前,需要根据现场实际施工情况地质情况进行具体的分析,合理的控制开挖工作的各项参数,选择合适的开挖仪器设备,提高土层开挖的工作质量。
②其次需要对过往的隧洞掘进工作经验进行总结,对目前的工作进行不断的调整,以此来获取最佳的开挖效果。
③第三,需要提高打眼的精确度,尤其是周边打眼的精确度,这会对超挖值产生直接的影响。
④对各施工段面进行及时的检查,并形成信息反馈给管理人员,这样能够及时了解施工后断面的情况,分析各项原因,以此来修正后续的施工参数。
3.2.3特殊地质的处理该隧洞在施工的过程中存在一定的断层和复杂的地层,为了防止不良地质影响到隧洞的施工,避免出现沉陷变形等问题,对于不同的地质土层,需要利用不同的支护手段来提高该处的施工质量。
①对于淋水地段来讲,为了避免在施工过程中出现涌水问题,在施工之前,先让裂隙当中的水得到释放,之后利用拱形钢架在钢架外部铺设塑料布,在底板设置水井,这样淋水能够从塑料布进入到底板中的水景,再利用抽水泵浇水排到洞外,就能够保证工程的顺利进行,提高隧洞开挖的质量。
该方法也被称作拱架支护,主要利用型钢、钢管等将其加工成施工建设所需的形状以此来控制隧洞的变形,保证隧洞掘进工作的顺利进行,提高施工的安全。
②在实际的掘进过程中可能会出现塌方问题,针对不同类型的塌方需要制定有针对性的解决措施。
如裂隙扩张出现的小塌方问题,可以利用加强锚喷网法来解决,既能解决塌方问题,又能够保证施工的顺利进行。
第1期2023年1月江苏科技信息Jiangsu Science &Technology InformationNo.1January,2023作者简介:郑伟(1986 ),男,甘肃平凉人,助理工程师,学士;研究方向:水利水电工程水工隧洞开挖及混凝土浇筑㊂水工长隧洞小断面开挖爆破施工技术研究郑㊀伟(甘肃省水利水电工程局有限责任公司,甘肃兰州730030)摘要:对于高流速的水工长隧道来说,为了减小隧道环境内滤气与冲击波的不良影响,隧道洞身后续必须通过修建衬砌的方式来承受围岩压力以及内水压力,因此隧道小断面施工必须采用一种 光面爆破 技术,以确保隧道洞身岩体的平整性要求㊂文章以某地引水隧道工程的施工项目为例,对小断面开挖的光面爆破方案设计㊁爆破施工技术中洞内炮眼布置㊁装药量控制㊁排气通风以及排水布置等重要工序的施工要点进行了分析解读㊂关键词:水工长隧道;小断面开挖;爆破施工;技术研究中图分类号:TU74㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀水工长隧道是指在自然山体以及地下部位开凿形成的大型隧道工程,它在农业灌溉㊁水利工程㊁水上交通通航以及特殊工程施工导流等情景中被广泛采用,是水利枢纽系统的重要组成部分之一㊂如今的水工长隧道在小断面部位的施工过程中,必须使用一种爆破开挖技术,出于施工成本㊁施工进度㊁施工质量以及安全生产等方面的目标效益追求,需要根据隧道工程的地质情况㊁水文条件以及地形条件来合理控制爆破施工的参数精度与工序,以此确保水工长隧道工程项目得以圆满完工㊂1㊀水工长隧道小断面爆破施工的问题汇总1.1㊀光面爆破的参数设计问题㊀㊀在水工长隧道进行小断面爆破施工时,必须考虑到为后续衬砌施工提供良好作业场地的问题,即对破壁面的平整度以及坚固度有着较为苛刻的要求,因此通常会选择光面爆破技术来开挖形成隧道结构㊂然而在光面爆破作业的过程中,最重要的就是爆破参数的选择,合理设置爆破参数的目的是确保爆破作业实施时不产生爆破裂隙,不出现超挖欠挖问题㊂爆破参数取值过大或过小,将会导致爆破后的壁面出现巨坑或岩梗,导致最终光面层厚度与水工长隧道工程的设计内容存在较大差距,影响隧道施工质量㊂实际采用光面爆破技术时,与开挖质量相关的爆破参数有很多,例如炮眼深度㊁循环进尺等㊂1.2㊀炮眼布置的问题㊀㊀采用光面爆破技术开挖水工长隧道时需要在掘进工作面形成安放炸药的炮眼,在爆破施工中根据围岩结构的硬度分布㊁整体性以及岩性不同,各个点位的起爆顺序与爆破能量均不相同,因此炮眼在起爆作业中的布置作用与布置位置也各有不同㊂从水工长隧道小断面的施工实际来看,主要存在如下3类炮眼需要进行规划设计:一是掏槽眼,它的作用是将工作面上的部分围岩破碎抛出,对于爆破施工来说,掏槽眼对于循环进尺质量起到了决定性的作用;二是辅助眼,又叫做崩落眼,它的作用是限制或放大围岩结构崩落作用的炮眼,只有合理布置辅助眼,才能让围岩结构形成理想的光爆层;三是周边眼,分为帮眼㊁底眼与顶眼,它的作用是使围岩结构形成设计轮廓线㊂而在炮眼布置时不光要考虑到隧道破壁面的成型质量问题,更要考虑到炮眼铺轨作业的有利条件,若炮眼倾角或高度条件不理想,就会因炮眼积水的问题而导致隧道开挖质量受到影响㊂1.3㊀爆破施工的装药问题㊀㊀光面爆破施工的装药作业需要考虑如下两个问题:第一是装药方式的选择㊂如今爆破作业仍然需要人工传递堆码作业,在使用集中药室或条形药包进行孔内填药时,需要根据爆破振动力需求来着重考虑装药引信的起爆方向;第二是药包量㊂孔内填药数量将直接影响爆破点位的爆炸动能,对围岩结构的破碎数量起到绝对性作用,所以爆炸振动范围与宽度㊁爆破振动力的大小都是通过调节填药完成的㊂一旦填药数目过大,出现超爆目问题,将会导致出现飞石过远㊁边坡坍塌等施工事故问题,严重影响现场作业安全与隧道施工质量㊂1.4㊀爆破施工的通风设计问题㊀㊀爆破作业的通风就是指将地面空气以新风的形式送往隧道中㊂在水工长隧道贯通结构完全形成前,57 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.由于污浊空气的单位质量始终高于空气,会在隧道内沉积,因此隧道断面内难以通过自然排风完成换气㊂在爆破施工完成后半封闭的隧道腔室内会在短时间里产生大量的炮烟㊁粉尘,导致隧道内空气质量严重下降,若不及时将其排出,空气中带有化学毒性的气体与可吸入粉尘将会给施工作业人员的人身安全带来严重威胁,所以在爆破施工作业前必须要做好隧道内的通风作业,为井下作业人员提供良好的劳动环境㊂2㊀水工长隧道小断面爆破施工项目概述㊀㊀某地经济技术开发区内建设有一供水规模为10万吨以上的大型水库工程,为了将附近一自然湖泊的清洁水源引流至当地自来水厂,规划建设一带有引水隧道的工程枢纽系统㊂整个隧道全线共设有两个支洞结构,全长共计12025m,隧道开挖断面采用210mˑ213m的 马蹄形 以及213mˑ216m的 城门形 两种结构,开挖断面积为414~516m2㊂为了便于整个引水隧道结构的施工任务进行,本次施工共分为5个施工标段,其中每个施工标段的开挖长度控制在1500~2700m㊂工程地质条件勘察结果表明,该水工长隧道工程所处位置的沿线地貌主要以构造侵蚀的中低山丘陵为主,洞室内的围岩岩性为晚期弱风化与微风化的晶洞花岗岩,这种围岩结构具有质地致密坚硬的特点,在工程C1标段主要是采用反坡出渣,洞内坡度约为2411%,无论是洞内排渣还是排气通风均存在一定的阻力障碍[1]㊂3㊀爆破施工技术在水工长隧道小断面开挖作业中的实际应用要点3.1㊀光面爆破的参数设计㊀㊀为了避免光爆孔起爆后隧道出现 超挖欠爆 的问题,需要采用不耦合填药或其他特殊装药结构,当开挖主体的全部开爆作业准备完成后,所有光爆孔内会同时起爆,在爆破开挖的工作面上形成数个贯穿光爆炮孔且表面平整的开挖断面㊂本次隧道光面爆破的设计方案部分参数,如表1所示㊂在开挖断面选择上则需要根据不同工程标段的具体需求来选择,其中C3工程标段全长1297m,断面尺寸为231mˑ216m,由于洞线延伸较长,因此断面采用马蹄形结构[2]㊂整个标段的隧道开挖主要采用了 中心掏槽+洞口周边布设光爆孔 的爆破开挖方式,在此基础上以明挖法㊁全断面法与台阶法加临时横撑法形成隧道衬砌的围岩支撑面㊂为了便于为隧道开挖作业的后续出渣㊁通风㊁排水等工序的机械效能得以最大程度发挥,本次光面爆破作业的开挖循环进尺控制在210~215m,爆破方量控制在10~15m3㊂表1㊀某地水工长隧道光面爆破开挖工程量汇总序号隧道标段长度/m围岩长度/mV IV III II主要施工方法1C12508977551210400明挖法㊁全断面法㊁大拱脚台阶法2C21420152320745160明挖法㊁台阶加临时仰拱法3C3-17902826445104C3-226992916005C3-323828611150明挖法㊁全断面法㊁台阶法加临时横撑法6C470034180310150明挖法㊁全断面法㊁台阶法3.2㊀光爆炮孔的布置设计㊀㊀为了使长隧道工程的光面爆破达到设计预期标准,在炮孔布设上主要是采用了如图1所示的 环形掏眼法 ,先在断面基准点开凿用于断面限位控制的空眼,而后以此为基准严格控制光爆孔眼的平行间距,使整个断面的孔眼沿着隧道周边的轮廓线进行分布,两个相邻炮孔的间距应当为50~60cm㊂本次光爆炮孔的开凿数量,主要是通过如下公式计算求出:N=qSηTμ(1)㊀㊀式中:N为炮孔数量,个;q为单位体积的炸药消耗量,即装药集中量,硬岩环境的低压水工隧道取值应在0.15~0.25kg/m3范围内;η为炮眼利用率,在C3标段的隧道开挖施工中取值为96%;S为隧道断面面积,m2;T为炮眼装药系数,即装药长度与炮孔深的比值,本次工程取值为0.18;μ为每单位药卷炸药的装药质量,kg,本次隧道开挖施工选择乳化炸药,取值为0.0178kg㊂图1㊀II级围岩光面爆破炮眼布置示意图3.3㊀爆破器材的选用以及装药作业㊀㊀施工主要采用2号硝胺炸药作为起爆药,药卷标 67Copyright©博看网. All Rights Reserved.准规格为32mmˑ200mm,单位质量为0.0178kg㊂在隧道小断面四周光爆炮孔部位,则需要将该药卷自行加工成22mmˑ200mm规格的药卷,以满足各个炮孔的不同装药量需求㊂考虑到光面爆破的炮孔起爆时延问题,爆破施工采用非塑料导爆管进行起爆,该导爆器材可将不同炮孔的起爆时延控制在1ms以内㊂其中整个C3标段的炸药单耗量为316kg/m3,每延米共消耗181.58个导爆管㊂出于提高炮眼利用率㊁节省装药量的目的,本次施工主要是选择反向分节装药法,即起爆管尽可能地靠近炮眼底部,使引药与起爆药卷的聚能穴均指向孔底相反的方向,这样爆炸波能够沿着炮眼开凿方向向围岩深处传播[3],使应力波的动作用与爆炸产生气体的静作用效果得到最大程度发挥㊂而在实际爆破施工前,炮眼装药量的精确计算也十分重要,采用反向分节装药技术时,单个炮孔的装药量需要用如下公式进行计算:Q=LTμ(2)㊀㊀式中:Q为每个炮眼的装药量总和,单位为kg,计算出结果后还需要根据起爆药的单位质量计算出药卷长度;L为炮眼深度,本次隧道开挖施工在断面轮廓部位的炮眼深度为215m;T为炮眼装药系数,仍然取0.18;μ为每单位药卷炸药的装药质量,本次爆破施工使用的乳化硝胺炸药取值为0.0178kg㊂3.4㊀爆破施工的通风排气布置㊀㊀本次C3标段的隧道开挖主要是采用支洞分段开挖作业,且洞线全长超过1200m,必须采用双管排气法确保隧道洞线内的新鲜空气补充流入㊂在隧道开挖洞口部位应当布设两根并行的PVC排气管,每根单管的管径以350mm为宜㊂洞口每向内深进900m 还需要单独设置一台轴流通风机,其中一个管线过泵㊀㊀通组提供的吹送动力来为整个洞内空间补充清新空气,而另一个管线则依靠吸出式风机将洞内的有毒有害废气㊁爆破起尘等一同排出隧道,使洞内气流可以达到人员安全作业的要求水平㊂本次隧道爆破开挖作业前,需要采用 机械抽排 的技术方案,为小断面爆破作业提供理想场地㊂结合C3-2隧道标段的空间地形环境,本次隧道排水规划在支洞洞口处人工开挖一个容积为8m3的蓄水池,而后在隧道排水口部位设置一条30cmˑ40cm排水沟渠,再通过一个180W功率的离心泵机将洞内的渗水引流至排水沟渠,在坡沟的重力作用下流入隧道外水系㊂4 结语㊀㊀综上所述,爆破施工技术工艺与参数应用的合理与否,将会直接影响整个隧道工程的施工质量㊂因此需要施工建设单位切实做好光面爆破施工方案的设计工作,严密有序地组织布孔㊁钻孔㊁装药㊁起爆等工序,并要注意加强隧道断面的通风排水工作,在保障爆破施工安全要求的前提下提高隧道工程的开挖质量,为后续工程建设内容提供稳定的环境基础㊂参考文献[1]贾玉霞.黑龙江省幸福沟水库隧洞开挖爆破设计技术探讨[J].水科学与工程技术,2021(3):94-96. [2]张逵.考虑频率影响的隧洞开挖爆破振动效应研究[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2019(3): 48-53.[3]钟权,冷振东,彭峥,等.节理岩体隧洞开挖爆破损伤特性及爆破方案研究[J].长江科学院院报,2018 (2):89-94.(编辑㊀李春燕)Research on small section excavation blasting construction technology of hydraulic long tunnelZheng WeiGansu Provincial Water Resources and Hydropower Engineering Bureau Co. Ltd. Lanzhou730030 ChinaAbstract For long hydraulic tunnel with high flow velocity in order to reduce the adverse effects of air filtration and shock wave in tunnel environment the tunnel must be built by lining to bear the surrounding rock pressure and internal water pressure therefore it is necessary to adopt a Smooth blasting technique in the construction of tunnel with small cross-section to ensure the smoothness of the rock mass of tunnel body.Therefore taking the construction project of a water diversion tunnel as an example the smooth blasting scheme design of small-section excavation blasting construction technology in the hole layout charge control exhaust ventilation and drainage layout and so on important working procedure construction main point has carried on the analysis explanation.Key words hydraulic long tunnel small section excavation blasting construction technical research77Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
浅析小断面长距离引水隧洞施工与技术分析发布时间:2021-09-15T01:50:04.521Z 来源:《建筑实践》2021年5月13期作者:孙建敏[导读] 隧洞施工是水利水电工程一项基础的工程,是为工程中各项任务而设置、建设的隧洞,用以配合溢洪道宣泄洪水,或引水发电,或为灌溉、排放水库泥沙、供水和航运输水等基础任务。
孙建敏中国葛洲坝集团国际工程有限公司北京100020摘要:隧洞施工是水利水电工程一项基础的工程,是为工程中各项任务而设置、建设的隧洞,用以配合溢洪道宣泄洪水,或引水发电,或为灌溉、排放水库泥沙、供水和航运输水等基础任务。
在水工隧洞施工中,经常出现塌方现象,特别是在一些地质条件较差的地方更是容易发生。
一旦水工隧洞出现塌方现象,不但会影响施工的顺利进行,造成经济损失,还会威胁到施工人员的生命财产安全。
因此,在水工隧洞施工中,施工企业必须采取有效措施预防塌方现象的出现,如果出现塌方,需细致分析出现塌方的原因,并及时制定有效的处理方案,以减少塌方现象带来的各种损失。
关键词:小断面水工;隧洞工程;塌方分析;处理措施引言长距离引水隧洞具有线路长、深埋较大等特点,因此往往伴随着地质条件复杂(褶皱、断层的异常发育),在施工过程中可能会遇到断层破碎带塌方或涌水、围岩大变形、岩爆、膨胀岩等诱发的工程地质灾害,限于现在的技术水平和各方面条件限制,这些问题在前期勘察阶段无法完全查明。
通过超前地质预报,可以及时发现异常情况,探测掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩的完整性与含水的可能性,及时预报隧洞涌水、突泥等突发性地质灾害。
根据预报结果,可以及时采取措施,提前做好超前加固及其它跟进施工措施,做到科学、安全、高效掘进,预防各种工程地质灾害造成姿态失调、卡机、埋机等事件的发生。
1小断面水工隧洞工程概述水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航,是水利工程施工建设重要的组成部分。
所谓的水工隧洞,是指在山体中或者在地下开凿的过水洞。
小断面引水隧洞钻爆法施工关键技术摘要:本文以目前在建的某工程引水隧洞施工为研究对象,从爆破方案选择,爆破参数确定,钻爆施工控制要点三方面,通过对施工经验的总结来探索小断面隧洞钻爆法施工的关键技术,为今后类似工程施工方案的制定提供参考。
关键词:小断面长距离隧洞;钻爆法施工;爆破参数;关键技术1 引言引水隧洞因其功能多设计为小断面长隧洞。
同为地下工程,小断面长隧洞的施工又区别于常见的公路、铁路隧洞施工。
它断面小,带来通风、排烟、出碴等一系列困难。
单循环工程量小,生产效率低使成本控制难度加大。
长期以来,施工单位普遍采用以新奥法为主的钻爆施工方案。
在隧洞施工中,开挖工程所占比重达到总投资的30%以上。
开挖质量的好坏又对初支和永久衬砌施工产生直接或间接地影响。
可以这么说,小断面隧洞的施工成败,很大程度上取决于地下开挖工程的施工水平。
因此,如何有效的对隧洞钻爆法施工进行关键点进行控制,通过系统化的管理来提高施工水平是值得探究的。
本文从爆破方案选择,钻爆施工控制要点等方面,通过对施工经验的分析总结来探索小断面隧洞钻爆法施工的关键技术,为今后类似工程施工方案的制定提供参考。
2 爆破方案选择2.1 小断面隧洞常用爆破方法根据新奥法施工原理,结合小断面隧洞的施工特点,要形成平整光滑的开挖面,并达到开挖面一次成型的效果,主要依靠预裂爆破和光面爆破来实现。
预裂爆破和光面爆破为新奥法施工的“三大支柱“之一,这两种爆破方法原理相似,但施工工艺和效果却存在一定差异。
究竟哪种方法更加适合,各自有什么特点,下面来通过工程案例进行分析。
隧道光面爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一,优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用,从而减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,充分发挥围岩的自承作用,同时又能减少超欠挖,提高工程质量和效率,节约成本。
本隧洞施工中,主要采用全断面控制网光面爆破技术。
从爆破效果来看,Ⅳ类及以上围岩光面效果较好,残孔率可达到80%以上,Ⅴ类及不良地质洞段效果较差,残孔率不足30%,超欠挖现象较为严重。
小断面长距离水利引水隧洞施工技术作者:李文林来源:《中国科技博览》2014年第15期[摘要]小断面长距离隧洞,因其断面小,距离长,通风出碴困难给施工造成了很大的难度。
本文结合工程实例,重点介绍适宜此类隧洞施工的通风、爆破、锚杆、二次衬砌等主要施工技术。
[关键词]小断面长距离引水施工技术中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0017-021 工程概况山西省晋中东山供水工程主要位于山西省晋中市,是一项跨流域引调水工程,实现了省内汾河流域中游与漳河流域上游连通,是山西省大水网规划体系中的重要组成部分,为“山西大水网”第五横晋中~长治线的规划工程,也是山西省“十二五”期间重点建设互连互通工程之一。
本标段标段分界点为8#隧洞进口(桩号YD2+676),下接9#隧洞的土洞段,标段分界点为9#隧洞进口(桩号YD7+205.92),本标段主洞段约4.5km(含过云竹河段393.76m),施工布置3条支洞(长度分别为:8-1#支洞长74.77m;8-2#支洞长151.55m;8-3#支洞长198m,断面形式均为城门洞型3.3m×3.66m)。
主要作业地点为山西省长治市武乡县境内。
2 施工工期东山供水8#洞隧洞计划工期为2012年4月1日开工,2014年3月31日竣工验收,计划施工工期为24个月,工期紧,任务重。
3 工程特点及施工方案选定⑴、本工程主要特点:①、断面小、长度大、通风困难、机械化作业程度底;②、围岩地质条件差,地下水丰富;③、工期短,施工干扰严重,难以平行作业。
⑵、施工方案选定:①、根据隧洞断面小,长度大,支洞坡度陡的特点,采用轴流风机接力式通风;②、为减少隧洞开挖对围岩的扰动和合理控制超欠挖,采用光面爆破技术,微震动和分段分次爆破技术。
③、根据断面小和排烟困难的实际情况,为减少内燃机具洞内的排烟量,出碴选用南昌产312挖装机装碴(电力驱动),采用东风小金刚自卸汽车运输。
浅谈小断面隧洞工程施工安全管理发布时间:2022-09-25T06:36:42.267Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷5月10期作者:刘福伟[导读] 近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,在水利工程中刘福伟楚雄欣源水利电力勘察设计有限责任公司云南楚雄 675000摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,在水利工程中,隧洞工程是非常重要的一项内容。
隧洞作为水利工程的重要组成部分,由于水利工程所处的施工位置环境通常比较复杂,所以隧洞施工也要面临较多的困难。
小断面输水隧洞工程施工地质条件复杂,突泥、涌水、坍塌风险高;其次,输水隧洞里程长,导致现场涉及有限空间安全风险高,且隧洞空间狭窄,投入施工机械设备多,机械伤害风险大,临时用电负荷重,用电安全风险高。
本文首先分析了水工隧洞的类型,其次探讨了小断面隧洞工程施工安全管理,以供参考。
关键词:小断面隧洞;施工;安全管理引言现阶段,我国水利工程建设处于关键的发展阶段,通过观察分析以往水工隧洞实际施工情况可以发现,无论是钢筋制安,还是混凝土施工环节,均容易出现质量隐患问题,对工程建设质量带来不利影响。
要确保隧洞施工完成质量得到有力保障,还需结合项目作业的实际情况,分析存在的主要质量隐患问题,采取针对性的监督与管理措施。
1水工隧洞的类型(1)按照用途进行分类,水工隧洞可分为:①泄洪洞。
该隧洞主要用于配合溢洪道,完成洪水的排泄,防止农田、村庄遭受洪水侵袭。
②引水洞。
江河湖泊的水资源通过引水洞流入目标区域,提供发电、灌溉等用水。
③排沙洞。
包括水库在内的很多水工设施在经过长时间的使用后,水面下方会积累大量的泥沙,如果不能及时排除,就会导致这些水工设施的性能及使用寿命下降。
因此,经由排沙洞,通过适量放水,有计划地将泥沙排出水库,保证水工设施正常运行。
④放空洞。
在特定情况下,放空洞迅速将水库中存水排出的专用水工隧洞。
例如,洪涝灾害出现之后,当水库内积水达到危险临界高度时,放空洞可根据指令启动。
大亚湾应急供水管道工程小断面引水隧洞的施工技术探讨李丽燕
发表时间:2017-11-10T17:06:43.457Z 来源:《基层建设》2017年第23期作者:李丽燕
[导读] 摘要:大亚湾应急供水管道工程引水隧洞是一条断面小,支洞较长的小断面隧洞,本文着重就此类小断面引水隧洞的钻爆、通风方面的施工技术进行探讨。
惠州市水电建筑工程有限公司广东惠州 516001
摘要:大亚湾应急供水管道工程引水隧洞是一条断面小,支洞较长的小断面隧洞,本文着重就此类小断面引水隧洞的钻爆、通风方面的施工技术进行探讨。
关键词:引水隧洞;小断面;火工品;掏槽眼;钻爆;通风
1、工程概况
大亚湾应急供水管道工程引水隧洞位于大亚湾风田水库,隧洞开挖断面为城门洞型、无压,隧洞长约2km,其断面尺寸高1.95m,宽1.5m,断面为2.655m2,隧洞全线一字纵坡,坡度1:1100。
隧洞所在地山体雄厚,隧洞全线最大埋深130m,最小埋深20m。
岩性为Ⅲ类岩石,断裂构造不发育,工程地质良好,岩石的饱和抗压强度均为64mpa以上,除隧洞的进口和出口围岩是Ⅲ~Ⅳ类围岩,成洞条件较差外,绝大部分为Ⅰ类围岩,成洞条件好。
大亚湾应急供水管道工程引水隧洞采用双向掘进,两端出渣的施工方案。
2、火工品和炮眼成孔工具的选用
经调查,市场适合隧洞用的炸药有普通硝酸铵炸药和防水炸药,药径Φ32mm,线密度为0.75㎏/m;引爆雷管用电雷管。
为利于运输和减少仓库的储存量,降低这种危险品的储存风险和仓库的建造成本,决定每次只采购三天左右的炸药用量。
在遇到地下水较为丰沛爆破段时,经多次试验,采取塑胶套住普通炸药代替防水炸药的方法,取得成效。
炮眼成孔采用气腿式风钻机。
钻头为合金钻头、直径Φ42mm。
钻杆为直径22㎜、长2.5m,另配备少量0.5m、1.0m及1.5m的钻杆以利补炮时用。
3、隧洞掏槽眼的布设
一般而言,大断面隧洞掏槽孔面积常为1.5㎡左右,以达到大的临空面,掏槽孔的炸药用量为7~8㎏/ m3。
但对于小断面隧洞,槽孔如按此法布置,不仅会增加单位耗药量、而且还会对围岩产生破坏。
大断面的隧洞掏槽孔,掏槽眼一般处于断面的中部靠下方,为了避免掏槽眼打眼困难及前后两茬炮掏槽后对掌子面的影响,多采用相邻两茬炮间左、右布置掏槽眼,如上茬炮在左边,那么本茬炮掏槽眼布置在右边;大亚湾应急供水管道工程引水隧洞的掏槽眼的布置,因断面尺寸所限,决定选在拱底下,即在断面的中部靠上方、最高点离洞底也有1.45m,不增加钻眼的难度。
同时亦利周边炮孔的布置。
大亚湾应急供水管道工程引水隧洞掏槽孔是二个正四方形布置,面积为0.18㎡,中间点和外四角点共装药5个,另4个空孔组成的四方形在中间,这种布置能增加爆破临空面,掏槽眼深度取2.2m,角度取87º,掏槽眼线装药系数取0.818,掏槽眼单孔装药量为1.35㎏,掏槽眼总装药量为6.2㎏;爆破顺序分为1和2-3-4-5,其中2-3-4-5为同时起爆。
掏槽眼方向不得与层理或节理平行,必需时可适当调整掏槽位置。
如图1示。
5、隧洞的施工通风采用方法
小断面隧洞的施工通风是个施工难点。
大亚湾应急供水管道工程引水隧洞的独头掘进为550m。
按安全控制工况(按爆破工作或出渣工况,取大值)确定通风量,计算确定的通风机电动功率达204 kw,所需通风管的直径在50㎝以上,因隧洞的断面尺寸小,如使用此种通风就无法运碴,不适用。
为此,采用洞口集中送风(压入式)和中间接力加压的串联送风方式。
洞口选用3kw的压风机。
通风管采用直径16㎝壁厚3㎜的PVC胶管(即给排水用的PVC管),通风管全线密封,管接口是用透明胶纸封口加胶水粘接,进行双重密封,防止出现漏风现象。
关于中间接力加压的串联送风方式,就是在在掘进到350m处,加装上第二台2.2 kw抽风机后、在480m处再加装第三台1.0 kw抽风机后组成的送风系统。
经实践证明,这种通风方法能满足通风的安全施工要求。
同时具有小管径节省空间优势,克服了采用帆布风管的表面糙率大,阻力大、使用中破烂后修补难等缺点,而且因为是硬质管,使中间接力加压的串联送风方式能得以采用。
6、结语
在小断面引水隧洞的施工中,掏槽眼的布设、钻爆及通风技术的采用,是工程成败的关键。
施工中需建立钻爆施工的跟踪调整制度,从掌子面安全作业工况、残孔与孔窝状况、孔底残药、块度均匀与否等方面进行分析,判断孔向、孔距、炸药传爆性能和装药工艺、装药量(系数)等是否符合要求或与之适应,再作适当的参数调整。
参考文献:
[1]《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-1994)
[2]《工程爆破理论与技术》(中国爆破协会)
[3]《爆破工程》[M]中国力学学会工程爆破专业委员会编冶金工业出版社 1996
[4]《爆破安全规程》gb6722-2011
[5]《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院第466号令)。