超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术
铁路高原岩爆隧道施工技术研究

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。
隧道施工中的岩爆与地应力控制

隧道施工中的岩爆与地应力控制隧道施工是现代城市建设和交通基础设施建设中不可或缺的一环。
然而,在隧道施工过程中,岩爆和地应力成为工程师们头疼的问题。
本文将从岩爆和地应力两个方面探讨隧道施工中的挑战和解决之道。
一、岩爆岩爆是隧道施工中最为常见的一种岩石突然破裂和炸裂的现象。
它具有突发性和破坏性,给隧道工程带来巨大的安全隐患。
岩爆的产生原因有多种,其中最主要的是地应力的集中和岩体结构的不稳定。
为了预防和控制岩爆,工程师们采取了一系列的技术措施。
1. 地质勘探在隧道施工前,对地质情况进行详细的勘探是非常重要的。
通过地质勘探可以获取隧道所经过的地层、断层和岩体的性质,为后续的施工提供科学依据。
2. 支护措施针对岩爆易发区域,工程师们采取了一系列的支护措施,如预应力锚杆、钢筋网、喷射混凝土等。
这些措施可以增强岩壁的稳定性,减少岩爆的产生风险。
3. 岩层加固对于易岩爆的岩层,工程师们常常采取加固措施,包括加固注浆、钻孔爆破等。
这些措施可以改变岩层的物理性质,提高其抗爆能力。
二、地应力地应力是指地下岩石或土体由于地球重力的作用而产生的力。
在隧道施工中,合理控制地应力对保证工程安全和施工质量至关重要。
1. 地下水位控制地下水的存在会对地应力产生一定的影响。
在隧道施工中,合理控制地下水位是减小地应力的一种有效方法。
通过排水井、拦水帷幕等措施,工程师们可以控制地下水位,降低地应力的作用。
2. 预支护在施工过程中,工程师们通过提前施工固结区域、加固矿体等方式进行预支护。
这样可以改变地应力的分布,减少施工过程中的变形和破裂。
3. 地下爆破技术地下爆破技术是减小地应力的另一种方法。
通过地下爆破可以改变地应力的分布,减少地应力对围岩的影响,并提高隧道开挖的效率。
结语隧道施工中的岩爆和地应力是一项复杂的问题,需要工程师们综合考虑地质、水文、力学等多个因素,采取合理的控制措施。
只有科学规划、认真实施,才能保证施工的顺利进行,确保工程的安全和质量。
隧道工程岩爆地段施工技术措施

隧道工程岩爆地段施工技术措施邢又家【摘要】This paper mainly described the causes, categories and characteristics of rock bust. Through the analysis of Huaiyushan tunnelrock burst engineering, summarized that this tunnel in the rock belongs to the ejection type rock burst type. According to the characteristics of the ejection of rock burst based on the construction experience, the papertried to formulate relevant technical measures, to realize the safety, effectiveness, successful completion of rock burst construction.%本文简要介绍岩爆产生的原因,岩爆分类及特征。
通过怀玉山隧道岩爆段的工程实例的分析,得出该隧道所遇岩爆类型为弹射型岩爆。
根据弹射岩爆的特点结合施工经验,制定相关技术措施,安全、有效、顺利完成岩爆段的施工。
【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】2页(P133-133,134)【关键词】隧道;岩爆;施工;技术措施【作者】邢又家【作者单位】中铁二十三局集团第一工程有限公司,日照276826【正文语种】中文【中图分类】TU740 引言岩爆是岩体中聚积的弹性变形能在地下工程开挖过程中突然猛烈释放,使岩石爆裂并弹射出来的现象。
岩爆具有突发性强、破坏性大等特点。
岩片由岩体表面上突然飞出,多发生在掌子面及周边洞壁附近新鲜出露岩石表面。
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。
强岩爆隧道施工技术

与 1 #引水 隧 洞 交 于 引 ( ) 4 2 4 6 8m。根 据 设 1 6 - 4 . 8 计 资料 , 水 隧 洞 ( 洞 ) K + 0 0 O ~ KI + 引 主 在 7 0.0 O 0 00 0 . 0桩 号 范 围 为最 大 埋 深 洞 段 , 深超 过 22 0 埋 0 r, n 地应 力极 高 , 均属 于强 岩爆 洞 段 。辅 引 3号 洞施 工 中岩 爆频 发 , 对工 程 的施 工进 度 、 全 都造成 严重 安 影响 , 对于 岩爆 采取 预 防和 针 对性 的施 工 措施 是保 证 工程顺 利 施工 的关 键 。
索 中进 步 , 具体 见表 1 。从 表 1中可 以看 出 , 喷结 锚
合 技术是 现 阶段岩 爆隧洞 施工 所采 用 的主要技 术 。 针对 锦屏 辅 引 3 #隧 洞 岩 爆 的 特 点 , 鉴 国 内 借
外 岩爆 隧道 的施工 技 术 , 用 微震 监 测 方 法 进行 岩 采
( ) 次高 : 4频 仅辅 引 3号洞施 工期 间共 发生 岩爆
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收 稿 日期 : 0 1 1 - 1 2 1 - 2 2
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高速公路特长隧道施工岩爆的防治技术
涌水问题在高速公路的特长隧道当中也属于一种比较常见的问题,这种现象会对施工人员的具体人身安全造成比较严重的影响。
出现这种情况主要是由于在施工的过程当中对隧道的含水层进行了破坏,最终会使得水动力条件以及围岩力学等情况出现了一定的变化,这种动力破坏会使得水涌现象出现,最终涌水问题会对隧道内部的相关结构造成比较严重的影响。
2.3塌方现象如果在特长隧道当中存在冲沟、水库以及水塘等,或者存在一定的溶洞以及裂缝等,就会非常容易出现塌方的情况,面对这种问题,在处理的过程中会实施支护设计以及管线布置,但是,施工难度是比较大的。
42|CHINA HOUSING FACILITIES432020.12|溶蚀的现象,这些现象一般出现于喀斯特地貌当中,如果在施工的过程中,遇到这些这样以来,就会对防水效果造成比较严重的影响,与此同时岩溶也会对钢筋起到溶蚀工条件施工环境以及地质构造的勘察,并做好准备工作是后续隧道施工活动可以顺利之前勘察工作的重视,明确岩爆事故发生的主要原因以及诱导因素,并采取针对性的型的应力强度笔法、弹性应变能指数法等相关预测方法对岩爆发生情况进行预测,利度的比值,确定岩爆发生的力度。
比值小于0.15时通常不会发生岩爆,二者比值如度的岩爆。
当二者比值大于0.25时,通常会发生比较强烈的岩爆。
工作人员可以根可能的避免岩爆所造成的大规模事故和人员伤害。
必须要严格按照施工图纸规划以及施工方案开展施工,相关现场管理人员要做好施工24小时在掌子面值班,并建立起系统完善的安全监控部门,做好施工人员的安全教育体施工过程中,工作人员需要利用潜孔钻机钻出长度和直径一定的超前钻孔,从而能施工进入到较强围岩爆段后,工作人员需要组织及时调整开挖方法,先可以在断面下逐渐扩大断面,使得围岩中的高地应力可以提前释放出来,避免施工过程中高地应力过上述方式处理和预防之后施工过程中基本不会发生较强烈的岩爆问题。
在开挖施工,还需要提前做好护顶工作。
白云隧道深埋高应力段施工技术
软 岩 地段 本 文 通 过 白云 隧 道 施 工 的具 体 事 例 剖 析 深 埋 高 应
素 的 诱 发 下 . 岩便 以岩 爆 的 形 式 失稳 。 可 以 被 总结 为岩 爆 围 这 形 成 机 理 的静 荷 载 ( 力 学 ) 论 , 广 泛 采 用 的 岩 爆 预 测 依 静 理 是 据— U S C 的理 论 依据 ,其 主 要 表 现在 地 下 工程 开 挖 过 程
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1 白云 隧 道 高 应 力 段 落 岩 爆 和 软 弱 围岩
变 形 简 述
白云 隧 道 全 长 7 2 m , 大 埋 深8 0 。 工 程 地 质 和 水 10 最 0m 其 文 地 质 条 件 非 常 复 杂 , 高水 压 、 溶 及 地 下 涌 突水 ( ) 高 集 岩 泥 、 地 应 力 ( 爆 与软 弱 围岩 变 形) 断层 破 碎 带 、 害 气 体 等 于 一 岩 、 有 体 。 白云 隧 道 左 线Z 4 + 5 ~ K 8 3 O 右 线 K 8 4 4 K8 4 0 Z4 + 3 、 4 +2~ K 8 3 0 , 岩 为 薄 层 状 硬 质 灰 岩 , 工 过 程 中发 生岩 爆 , 4+6段 围 施
岩爆专项施工方案
目录一、工程概况 (2)1、工程简介 (2)2、隧道地质 (2)二、施工流程 (6)三、岩爆类型 (6)1、弹射型岩爆 (7)2、爆炸抛射型岩爆 (7)3、破裂剥落型岩爆 (7)4、冲击地压型岩爆 (8)四、岩爆地段施工技术处理措施: (8)1、岩爆地段的防护措施 (8)2、开挖措施 (9)3、支护措施 (9)五、岩爆地段施工注意事项: (10)高地应力(岩爆)地段专项施工方案一、工程概况1、工程简介中缅油气管道隧道及跨越工程第一合同段第一合同项一分部包含8座隧道,总长约8231.58m,伴行道路总长约19690m。
各隧道及伴行道路情况如下:表1-1 隧道情况一览表2、隧道地质(1)回龙山隧道场区地层主要为碎石、强风化砂岩及灰岩、褐煤、中风化灰岩及砂岩等,围岩级别Ⅴ~Ⅵ级。
场区无大的构造形迹,无活动断裂、断层等地质构造,新构造运动无差异性升、降。
场区属于低地应力区,无岩溶、崩塌、滑坡及泥石流等不良地质作用。
(2)雷震山隧道场区地层主要为含砾石粉质粘土、强风化砂质泥岩及泥质砂岩、中风化泥质砂岩及灰岩等,围岩级别Ⅴ~Ⅵ级。
龙陵—瑞丽大断裂(F1)距雷震山隧道出口桩约81m,与线路走向夹角约20°,受其影响,隧道穿越地段岩石节理、裂隙发育,岩体破碎。
其影响区域约295m,分别为K0+679.6~K0+759.6段、K1+237.7~K1+354.0段和K1+545.0~K1+643.0段。
场区属于高地应力区。
隧道进口地段发育小型崩塌体。
坡脚分布崩塌堆积物,长约41m,高约24m,厚度约2~5m,呈倒石堆状分布,主要由强风化砂岩、砂质泥岩夹板岩碎块组成,松散;(3)老团坡隧道场区地层主要为坡积碎石、灰岩、断层角砾及断层碎裂岩等,围岩级别Ⅲ~Ⅴ级。
隧址区发育3条断层,且层间破碎带在整个隧道都有所发育,因此,地层产状在整个隧道都有所变化。
场区属于低地应力区。
老团坡隧道距龙陵—瑞丽断裂带南支(AF3)断裂带及影响带较近,AF3断裂为晚更新世以来至全新世活动断裂。
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。
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超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术
摘要:总结泥巴山特长公路隧道岩爆段施工经验,介绍了在隧道高地应力地段的岩爆处治施工技术,通过对岩爆发生和发展规律的分析,对岩爆烈度进行预测,并从“防”岩爆及“治”岩爆的角度,确定合理的“防”、“治”措施。
将岩爆对施工生产所带来的损害降至最低,解决了深埋特长公路隧道高地应力岩爆应对难题,扩展、丰富了隧道施工领域,为今后类似工程提供参考。
关键词:深埋高地应力隧道岩爆施工技术
1 概述
国际社会对岩爆的研究由来已久,各国在岩爆的类型、产生原因、烈度等级、岩爆的工程问题的预测及治理等方面的研究屡创新高。
复杂多变的岩体性质和工程地质条件,为岩爆研究带来了诸多不变,对岩爆的预测预防方法还很不完善。
岩爆问题是一种具有实际工程背景的岩石力学问题,因此可以说,岩爆工程的研究是岩爆研究的另一个主要方面。
在工程建设中,工程研究方法主要集中在岩爆类型及烈度等级研究、岩爆的预报预测研究和岩爆防治的工程措施等几个方面。
2 工程概况
新建雅泸高速公路为国高网北京至昆明高速公路(g5)在四川省境内的重要路段,雅泸路全线控制性泥巴山特长隧道位于四川省汉源县境内,为双线分离式隧道,设计车速80km/h。
隧道左线全长9962m,右线全长10007m,单口掘进5130m,为目前国内单口掘进
长度最长的隧道,隧道最大埋深1648m,为国内之最。
隧道地质情况极其复杂多变,隧道深埋段极易产生高(极高)地应力,继而引发岩爆地质灾害,对施工人员及生产带来极大的安全隐患。
文章中介绍的岩爆段施工技术,有效加快了施工进度,减少了资源浪费,降低了安全隐患。
3 施工技术
3.1 技术原理。
现阶段,大部分施工单位主要通过弱化围岩或改善围岩应力条件来防治岩爆。
本文将借助医学理论具体探析“防、治”岩爆的方法。
“防”岩爆的方法主要有:采用短台阶、超前小导洞开挖法;施工爆破中优化爆破设计;隧道掌子面和洞壁喷水或钻孔注水;提前释放高地应力;喷射钢纤维混凝土等施工方法。
“治”岩爆的方法主要有:采用新型退火钢丝网;边墙应力释放;局部打设胀壳式锚杆等施工方法。
3.2 技术方案。
施工中通过对高地应力环境下围岩的地应力及岩体强度检测,对不同埋深条件下地应力分布进行统计分析,对岩爆烈度进行预测。
实际操作中采用胀壳式锚杆支护,使锚杆与不规则钻孔面密贴,可以彻底锁定围岩。
在喷射混凝土中外掺超细沸石粉,使混凝土在快速终凝,起到早强支护效果。
同时将岩爆地段划分为四个时间区段,针对不同时间区段采取有效防治措施。
具体如下:
施工中对岩爆认真研究,分析其发生和发展的规律,确定合理的
“防”、“治”措施。
3.2.1 施工中所采取“防”岩爆的方法
①对岩爆的“防”:目前,大部分施工单位均通过台阶法或超前导洞法来防止岩爆现象产生。
按弹性理论计算,因开挖引起的高应力不会过度扰动围岩。
围岩中应力最集中的区域是r/ro≈1.5,其中ro代表隧道。
分步开挖时,如果严格控制开挖半径ro,就能有效缩减影响区域,进而围岩中释放弹性能的区域也会随之缩减,这对防止岩爆或控制岩爆程度非常有利。
分部开挖和超前导洞法能够有效防止严重程度较低的岩爆问题发生,而且大量工程实践证明,该方法对轻微岩爆具有良好的防治作用。
②光面爆破技术中的“防”:按工程要求设计爆破方案,缩短孔间距,将炮眼间距控制在50cm以内,使用φ20小药卷不偶合装药,起爆雷管数量可适当增多,但要严格控制同段起爆药量,提高光爆效果,实施爆破的过程中,不宜过度扰动围岩。
组织参见人员参与事前培训活动,并进行安全技术交底,确保隧道开挖四周圆顺,避免应力高度集中。
施工中要注意一点,我国现阶段的生产力水平低,人工费低廉,大部分隧道钻眼和爆破均通过人力完成,其职业素质将直接影响光面爆破效果,由此加强隧道施工工人的作业素质是十分必要的。
③在隧道掌子面及洞壁钻孔注水或直接喷水:掌子面、顶拱、边墙开挖成型后尽快对其喷水养护,既能除掉构件表面的灰尘,也可以降低构件的脆性,提高构件抵御应力变形的能力,防止岩爆。
大
量节理的非连续介质共同作用才能形成整块岩体,节理面是结构弱面,顺着这些节理钻孔高压注水便能渗进岩体内部,使岩体内部的弹性应力释放出来,同时使洞壁围岩最大切向应力逐步移向岩体深处。
劈裂注水可产生新的张裂隙并促使原有裂隙持续向岩体内部延伸,从而对岩体中储存的弹性应变能的总量进行严格的控制。
④超前应力解除爆破:通过采取应力释放来应对烈度较大岩爆问题。
应力释放就是在工程建设过程中,在解除应力的同时持续掘进,施工前提前释放岩体中存在的应力能,从而避免施工中岩体内部产生较高的应力,以期在开挖后对围岩应力进行严格的控制。
工艺流程是:从掌子面开始向前沿拱部四周打设超前斜孔,实施孔底爆破,使岩体形成人工破碎带,洞壁要保持厚度一定的完整岩层作为安全距离。
在一些岩爆烈度较大施工段,可钻孔注水或直接喷水以加速围岩软化,由此控制围岩应力,对岩爆的危险程度实施控制。
⑤喷射混凝土或喷射纤维混凝土:该操作主要是对围岩实施径向约束,使洞室四周的围岩状态由平面应力加速转为三维应力状态,从而有效防止岩爆问题出现。
⑥待避:之前采取一系列防止岩爆发生的施工措施未起到良好的预防作用,一旦有岩爆现象产生,施工人员必须立即执行停机、待避等安全操作,严密监控工作面,同时全面记录岩爆频次等相关情况,认真排查对边墙、拱顶和掌子面的质量问题,并适当加固。
⑦工作面内所有参建人员的安全防护措施:危险期所有参建人员一律穿戴防砸鞋、防砸背心和安全帽,以免被小石块击伤,施工部
门要指派现场经验丰富的技术员全程监督施工过程,一旦发现异常情况组织人员撤离工作面。
3.2.2 施工中所采取“治”岩爆的方法。
①新型退火钢丝网:在一定条件下,新型退火钢丝网可以代替“防”的办法,进而达到预期的效果,通过悬挂新型退火钢丝网结合喷射超细沸石粉混凝土的方式对岩爆影响的深度较深的情况进行处理。
②边墙应力释放孔:通过采用在边墙打设应力释放孔的方法,解决其他岩爆防治手段不能满足岩爆防治的要求,边墙打设应力释放孔的方法能够有效的治理岩爆,在理论和实践中都得到验证。
③局部打设胀壳式锚杆:对于危石部位存在的岩爆
段,为了防止岩爆产生振动进而造成危石的掉落,加固方式通过采用胀壳式锚杆对围岩进行膨胀锁定,使岩爆产生的附属影响降到最低。
4 施工注意事项
4.1 认真观测并详尽记录每次的岩爆情况,事后进行汇总分析,以准确把握岩爆规律,为其它施工段防治岩爆问题提供参考依据。
4.2 基于岩爆产生的规律,实施爆破后必须在岩爆现象相对稳定后再继续施工。
若施工时突发岩爆问题,及时撤离作业人员至安全地段待避,岩爆稳定后,方可进行作业。
4.3 为保护现场施工人员和机械设备,提高隧道作业的安全系数,施工中可将铁丝帷幕挂设在掌子面及其周围的岩爆地段。
4.4 基于安全因素的考虑,现场的机具设备必须安装防护顶棚。
4.5 如果在隧洞内开展施工活动,必须指派专人值班警戒,对人员密集地段或易爆地段实施重点监测,并在岩爆危险地段设立警告牌。
4.6 为准确判断岩爆发生的可能性及其危险程度,放炮时工程人员可在掌子面对岩爆发生前的声响实施监听。
4.7 宜在岩爆危害程度小的地段布设人行道和管线设备。
4.8 施工前,对所有参建人员进行安全技术交底,明确安全操作规程和安全注意事项,确保人员安全。
5 结论及体会
本文结合对泥巴山特长公路隧道高地应力岩爆段的施工处治,证实了本施工技术的可行性,对隧道岩爆易发生段,能有效地避免工序返工的发生,降低安全隐患,提高隧道施工进度,降低施工成本,实现了安全、快速施工。
对今后类似工程的处治施工提供参考。
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