隧道施工排险范文

时间:2023-12-15 17:28:14

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隧道施工排险

篇1

关键词:隧道;防排水;施工;技术

Abstract: the tunnel waterproof and drainage tunnel not seep is to ensure that the design of the tunnel not leak and construction quality of important factor. Waterproof and drainage is perfect, the direct relationship to whether can be the extent of damage control surrounding rock loose to smaller range, related to whether can realize flexible support. This article from the tunnel waterproof and drainage of the setting, and the setting of the drainage system of mainly introduced the tunnel waterproof and drainage of the construction of the control points.

Keywords: tunnel; Waterproof and drainage; The construction; technology

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

1.工程概况

某隧道工程全长1648m,隧道宽度为13.3m,存在着较为丰富的断层带水以及围岩裂隙水,全隧衬砌混凝土抗渗等级要求不低于P10。施工设计中要求在暗洞初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板及无纺布(分离式)防水。采用的原材料可以是EVA、ECB等。EVA这种材料可进行大幅的拼接,并且抗撕裂的性能也很好。施工中为了防止出现防水板被喷层的突起挤破的问题,首先进行基面处理,再铺设一层缓冲层与基面密贴, 利用构成的复合防水板保证防水的高效性;同时施工中使用无钉敷设,接缝均采用了热焊接方式;其次要在防排水板的后面设置环状的盲沟以及纵向的盲沟,积水通过环向和纵向盲管汇集后引入侧沟,侧沟汇集的水通过横向导水管引入中心沟,由中心沟排出洞外。

2.材料的性能

2.1复合防水板

施工中所用到的EVA防水板的主要的物理机械性能参数如下:其厚度为1.5mm,宽4m;拉伸强度为不小于18MPa,撕裂的纵横强度为不小于100Kn/m;具有无毒性和不渗水性。复合式防水板无纺布和防水板在一起,无纺布纵横拉伸强度不小于12.5KN/m;撕裂的纵横强度为不小于330N;纵横的延伸率为20%~100%;拉破强度为不小于2100N。

2.2纵、环向盲沟及横向排水管

环向盲沟采用ф50mm单壁打孔波纹管(外裹无纺布);纵向盲沟采用ф80mm单壁打孔波纹管(外裹无纺布);横向排水管采用ф100mmPVC硬塑料管。

3.排水盲管的施工

3.1环向排水盲管施工

⑴环向排水盲管沿隧道法线断面布置,纵向5~10m安装一环,并应在隧道内渗水、漏水地段加密布置,并采用三通与纵向盲管相连。

⑵盲管在初期支护施作完成之后,防水板铺设之前,紧贴初支面渗水岩壁并圆顺安设,以减少地下水由围岩进入排水盲管的阻力。

⑶盲管安装应牢固,可用U型卡固定于初支面,并应采取保护措施(土工布包裹),防止水泥浆窜入、堵塞排水盲管。

⑷盲管下端进行圆弯接入隧道侧沟。引出衬砌长度不小于1.5米。

3.2纵向排水盲管施工

⑴纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方,为两条直径为80~100mm的软式透水管(土工布包裹)盲沟,纵向排水管采用膨胀螺栓钻孔定位。

⑵排水管安装严格按照隧道纵坡安装,每段排水管安装顺直;每隔8~10m用135°弯管接头引出衬砌,长度不小于1.5米,以便于引入水沟(或引出衬砌表面,待水电槽施工时用接头引入水沟)。

⑶排水管出口设置宜避开隧道施工缝设置,避免在止水带上打孔影响施工缝防水效果。

4.复合防水板的铺设

隧道的防排水施工之前要对施工操作人员进行岗前培训,并对施工用到的各种机具进行调试,保证各种所需机具的重组。为了加快施工的进度以及不破坏防水板,要及时的检查初期支护净空,提前的处理岩面的欠瓦问题,否则在衬砌台车就位后再实施就加大了难度。然后进行岩面的平整度检查,对于明显突出的喷射混凝土要及时的凿除,并用砂浆填平,以面防水板被破坏。

4.1缓冲层的铺设

⑴铺设缓冲层时先在隧道拱顶部位标出纵向中线,并根据基面凹凸情况留足富余量,宜由拱部向两侧边墙铺设。

⑵用射钉将热塑性垫圈和缓冲层平顺的固定在基面上(示意见右图),固定点间距宜为拱部0.5~0.8m、边墙0.8~1.0m,底部1.0~1.5m,呈梅花形排列,基面凹凸较大处应增加固定点,使缓冲层与基面密贴。

⑶缓冲层接缝搭接宽度不得小于5cm,一般仅设环向接缝,当长度不够时,设轴向接缝应确保上部(靠近拱部的一张)应用下部(靠近底部的一张)缓冲层压紧,并使缓冲层与基面密贴,铺设的缓冲层应平顺,无隆起,无皱褶。

4.2防水板的铺设

⑴防水板的铺设应采用专用台车从拱部向两侧边墙悬挂进行,下部防水板必须压住上部防水板,铺设松紧应适度并留有余量。实铺长度与初期支护基面弧长的比值为10:8,以确保混凝土浇筑后防水板表面与基面密贴。

⑵防水板的固定应采用电热压焊器热熔缓冲层塑性垫圈,使防水板与热塑性垫圈融化粘接为一体;加固后的防水板用手上托或挤压,防水板不会产生绷紧或破损现象,以保证混凝土浇筑后与初期支护表面密贴。

⑶防水板的搭接应符合下列要求:两幅防水板的搭接宽度不应小于15cm,分段铺设的防水板的边缘部位应预留至少60cm的搭接余量,并对预留边缘部位进行有效的保护;热合机不易焊接的部位可采用手持焊枪焊接,并确保搭接质量;防水板的接缝应与衬砌施工缝错开1.0~2.0m。

⑷防水板铺设应超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度,并与开挖工作面保持一定的安全距离。

⑸防水板铺设可以使用液压防水板台车,该台车由行走、液压、提升三大系统组成,客专隧道实践证明液压防水板台车可大大缩短作业铺设循环时间。

5.防水板的焊接及焊缝质量检测

5.1防水板的焊接

⑴防水板焊接质量是影响施工质量的重要环节。焊接时,接缝处必须擦洗干净,且焊缝接头应平整,不得有气泡褶皱及空隙。

⑵应由经过专业培训的专业人员负责防水板的焊接以保证焊缝质量。

⑶防水板的焊接应采用双焊缝,以调温、调速热楔式自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补可采用手持焊枪焊接;自动爬行式热合机有“温度”和“速度”两个控制因素,焊楔温度高时,焊机行走速度应快;焊楔温度低时,焊机行走速度应慢。

⑷单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm,焊接严密,不得焊焦焊穿。

⑸洞内焊接时,应先将两幅防水板铺挂定位,端头各预留20cm,由一人在焊机前方约50cm处将两端防水板扶正,另一人手握焊机,将焊机保持在离基面5~10cm的空中,以调试好的恒定的速度向前行走,中途不能停顿,整条焊缝的焊接应一气呵成。

⑹对因其他施工导致焊好的防水板出现破损时,要及时进行修复。修复时先取一小块防水板,洁净两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔接器熔接。熔接质量用真空检测器检测,若不合格必须重新修补。

5.2焊缝质量的检测

防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查,将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;如压力下降过快,说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上,有气泡的地方应重新补焊,直到不漏气为止。检查采取随机抽样方法,环向焊缝每衬砌循环抽试2条,纵向焊缝每衬砌循环抽试1条。现场检测时,可根据需要抽取完整的环向或纵向焊缝进行检测,充气检测的长度不宜大于40m。

6.施工中应注意事项

⑴防水板的搭接必须大于15cm,防水板纵向安设应超出模筑混凝土长度1~1.5m,以利于下一次施工连接;⑵在衬砌钢筋安装、开挖爆破、预埋件设置及衬砌混凝土施工过程中,要重点保护防水板不被破损;⑶严禁在防水板出现破损的情况下进行下一工序施工,并及时修补;⑷确保纵、环向盲沟及横向排水管等立体排水系统发挥正常作用,增强防水效果;⑸土工布EVA/ECB板皆为易燃材料,必须采取可靠的防火措施,消除火灾隐患。

结束语:

隧道工程渗漏水几乎是工程界的通病,隧道的防排水施工质量是保证施工质量以及决定工程运营使用是否顺畅的关键。随着现代化建设步伐的加快,高速铁路及客运专线事业大量的涉及到隧道的建设,并且对其要求也越来越高。不仅设计时要多设几道防线,隧道的防排水工程施工是关系到隧道质量的重点环节,在施工中一定要高标准、严要求,将严密检查与层层把关贯彻到隧道施工的始终。同时要对可能发生的意外事故考虑周全,如防水板施工中的火灾隐患等要制定相应的应急预案,避免发生不必要的经济损失。

参考文献:

[1] 李先镇编著.水利水电工程质量控制要点.北京:中国水利水电出版社,2005.10.

[2] 周厚贵等编著.水工混凝土施工规范.北京:中国电力出版社,2007.2.

篇2

关键词:竖井;挖掘机;装岩;效率。

【分类号】:U455.3

0、引言

随着竖井施工技术的不断发展与应用,施工速度得到了明显提高.但竖井施工的装岩环节却始终未能取得重大突破,至今仍停留在使用中心回转式抓岩机等传统设备的水平。这些装岩设备除了受自身特点制约外,还存在以下问题:一是装岩效率低;二是故障率高、维修量大;三是配合工人较多,这在很大程度上限制了竖井的施工速度。利用传统的装岩设备施工时,大直径竖井装岩环节耗时为整个循环时间的60%~70%。因此,如何缩短装岩时间已成为大直径竖井快速施工的关键。

1、工程概况

云山隧道位于山西省左权县境内,横穿太行山脉西翼的阳曲山东南延,设计为分离式隧道。右线全长11377m,左线全长11408m,左右线均为特长隧道,间距30~35m。为缓解云山隧道施工及运营通风压力,于右线右侧设置1#竖井。竖井采用厚30cmC30钢筋混凝土中隔板将送、排风道分隔,竖井内径φ=8.2m,最大开挖外径φ=9.78m,井深h=220.4m。

竖井通过的地层主要为石灰岩、白云岩,部分地段夹泥岩。地下水主要为基岩裂隙水。开挖采用由上往下单行作业法,全断面正向爆破掘进,1#竖井复合式衬砌,初支采用锚、网、喷、钢架联合支护形式,随挖随护,紧跟工作面;二次衬砌采用自下而上的施工顺序,井壁二次衬砌与中隔板采用滑模工艺由下而上整体浇筑成井。

2、装岩方案比选及配套设备定型

2.1、装岩方案比选

目前竖井施工中大多采用HJ-6型中心回转式抓岩机装岩。在本竖井前30m的施工过程中,同样采用中心回转式抓岩机进行装岩,发现此种方式无法实现快速施工。考虑到1号竖井工程的特点及工期要求。决定采用小型挖掘机代替中心回转抓岩机进行装岩.并对这2种装岩设备的各项指标进行了比较,见表1。由表l可知:采用挖掘机装岩,无论是装岩效率还是使用成本等都远远优于中心回转式抓岩机。

井筒开挖断面面积为71.48m2,平均每炮进尺2.5m.岩石膨胀系数取1.8。每循环总出岩量为322m3。按8h完成一茬炮的出渣任务考虑,则所需出岩能力为40m3/h。CT45-7A挖掘机(斗容量为0.17m3)的装岩效率可达48m3/h,而主、副提升绞车综合提升能力为45m3/h。采用CT45-7A挖掘机,实现了装岩与提升的最佳匹配。

2.3、锁口盘与吊盘的加工改造

锁口盘及双层吊盘直径为9.1 m.其盘面设置2个提升口,并相对盘中心对称布置。鉴于盘的加工难度、提升稳定性、挖掘机在井底的工作区域及吊桶的提升等要求,所选用的挖掘机长度不可超过6m,挖掘半径不得小于5m。

经综合比较,决定采用CT45-7A挖掘机。挖掘机的外形尺寸参数如表2。

表2 CT45-7A挖掘机外形尺寸参数

3、工程应用

3.1、显著缩短装岩时间

采用挖掘机装岩后.装岩每循环耗时从最初的19h缩短至8h内。将其装岩效率(选取2012年6月1-6日挖掘机装岩速度)与采用中心回转式抓岩机的效率(选取2012年4月25~30日采用HZ-6型中心回转式抓岩机的装岩速度)作了简单的比较,见表3、表4。

通过比较可以看出:采用挖掘机装岩效果远优于采用中心回转式抓岩机等传统的装岩设备。

3.2、清底时间大为减少,可兼危石排险

为了保证爆破钻孔质量,并方便后续初期支护的施工,每一循环后必须将井底及井壁清理干净。竖井施工中,清底工作是一项费时费力的工作。受井底条件限制,一般使用人工配合抓岩机清底,需安排最少6人,最短4 h才能完成。使用挖掘机后,清底工作只需安排2人辅助小型挖掘机装岩,1h即可完成。

挖掘机还能担负清理井壁浮石、危石工作,排除安全隐患,保证井筒施工安全,较人工排险快捷又安全。

3.3、经济效益显著

除去燃油费.使用挖掘机不仅每月可节省近2万元的司机工资,而且减少了人员投入、提高了施工进度、缩短了竖井整套设备租赁时间,每月至少可创20万元的经济效益。随着挖掘机在云山隧道1#竖井施工中的应用日臻成熟。在2012年6~8月中云山隧道1#竖井分别取得了月进尺58m、53 m、61m的好成绩。

4、存在的问题与改进

4.1、通风问题

施工期间利用局扇风机进行压入式通风.若采用中心回转式抓岩机装岩,工作面需用的风量只需考虑井底施工人员之用和爆破后的炮烟排放。通过计算风机的工作风量以及风压,选用2×11kW对旋风机。井筒内悬挂1列φ800 mm强力胶质风筒,风筒出口距工作面不超过20 m。但采用内燃机式挖掘机装岩会产生大量尾气。并且原设计风机无法满足需用风量。为此,采用2×18.5kW对旋风机取代2×11kW对旋风机,基本解决了工作面的通风问题。

4.2、挖掘机的保养与维修

云山隧道1#竖井通过的岩层为石灰岩与白云岩,石质较坚硬,挖掘机在装岩过程中磨损严重,使用频率高、连续工作时间长,因此必须定期检查履带、挖斗并及时做好维修工作,以维持机械的最佳工作状态,尽可能地将挖掘机的故障率降至最低。

4.3、挖掘机的悬吊与提升

CT45-7A型挖掘机的整机质置为3900kg.在地面设2台16t稳车即可完成挖掘机的悬吊工作,悬吊简便、安全性高。在打眼爆破的过程中,不用将挖掘机提升至地面(维修保养除外),可直接将其悬吊在双层吊盘下,与工作面保持一定的安全距离即可。这样有利于爆破结束后挖掘机立即下井进行装岩作业,尽可能地减少作业循环时间。

篇3

(中铁二十五局集团第四工程有限公司,柳州 545000)

(China Railway 25th Bureau Group Fourth Engineering Co.,Ltd.,Liuzhou 545000,China)

摘要:本文介绍云桂铁路营盘山隧道溶洞施工通过提升式棚架进行安全防护,为今后隧道穿越溶洞施工安全防护技术,提供可参考的成熟经验。

Abstract: This paper introduces the security protection technology of elevating scaffolding in the Yungui railway tunnel cave construction, to provide mature experience for the security protection technology in the construction of tunnel crossing the cave.

关键词 :隧道工程;巨型溶洞;安全防护

Key words: tunnel project;giant cave;security protection

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)18-0129-02

作者简介:顾伟(1983-),男,甘肃庆阳人,毕业于重庆交通大学,研究方向为施工技术。

0 引言

隧道穿越岩溶发育地段,围岩的自稳力极差。溶洞内施工顶部极易出现掉块或坍塌。洞壁不稳定给施工和日后运营常带来巨大的安全风险的同时,对施工成本也产生影响。隧道穿越巨型溶洞安全防护技术难题目前国内未有成熟性成型经验可以借鉴。中铁二十五局四公司在云桂铁路营盘山隧道溶洞施工中,组织有关人员进行了科技攻关,在溶洞底部开始全面设置棚架防护并能提升使施工人员得到了安全保障;采用微震爆破、围岩干扰小,能保持溶洞壁原有的稳定。总结出防护棚架施工工艺、被动防护网施工工艺、局部锚网喷+主动防护网施工工艺。

1 工程概况展示

1.1 工程概况

营盘山隧道溶洞位于DK396+440左侧23m至DK396+700右6m之间,长度260m,宽度10-40m不等,溶洞呈“梨”状,向上收窄变小,高约10-94米不等。最大高差为115.5m,隧道从溶洞中上部穿过,溶洞顶最高处超过拱顶以上35m,轨面以下深度76m,溶洞体积约20万m3。

1.2 溶洞形态展示

2 溶洞防护设计工艺原理

①洞壁排险,防止易掉块石对防护棚架冲击;②通道固定防护棚架搭设;③对溶洞底块石分解(用小棚架进行防护)整平;④对局部进行锚网喷;⑤底部注浆开始,溶洞底部用棚架铺满并在棚架上方设置被动网防护;⑥浇筑第二层砼时棚架利用机械千斤顶上移并收窄至砼宽度防护;⑦浇筑第三、四层砼时棚架上移;⑧施工明洞护拱砼时用棚架防护。

3 施工工艺

施工工艺流程:溶洞底部便道填筑便道部分棚架防护注浆棚架防护大体积砼回填提升式棚架防护明洞正洞施工棚架防护护拱施工棚架防护。

3.1 洞壁排险

对DK396+540~+640段大块石打眼装炸药解剖,同时震动洞顶、洞壁危石,通过观察若未起到良好效果,则在洞壁选择几个较凸出的部位,贴洞壁在每个部位捆绑2kg炸药,震动爆破,间隔两天再将炸药减半爆破一次,两天后进行便道及平台修筑。

3.2 溶洞内施工通道防护棚架

施工通道防护棚架设置范围为DK396+480~+540段,长60m,进入导洞填筑好施工平台后开始搭设该段棚架,采用型钢搭建,宽6m,高6m。立柱采用Φ300钢管,顶棚采用I18型钢做纵横梁,纵向间距6m一榀,纵向立柱之间设置角钢斜撑,其上铺设钢板,基础设置1.5m宽*1.5m深的C20砼基础。其构造形式详见图2。

3.3 提升式防护棚架

在溶洞内的主要作业区范围设置提升式防护棚架,布置范围为DK396+540~+655段,根据溶洞形态,将提升式棚架用5*5m的小单元进行布置,从+540~+600段先进行搭设布满,用自卸车倾填+600~+655段时棚架以纵向5m的长度逐步搭设,直至+655位置(见图3)。

该提升式防护棚架采用钢管及型钢搭建,由立柱、纵、横梁、顶棚、斜撑、被动网等组成。在每层混凝土浇筑完成,需要进行下层混凝土浇筑时,钢柱高度每25cm呈对角钻四个直径2cm的孔,利用浇筑完砼面和插销接触,采用四台机械千斤顶呈对角形式同时顶起四个脚的方式逐段抬高防护棚架,抬高的同时砼面下预留25cm的钢柱埋深以确保棚架的稳定性,并按每层砼宽度布满设置,达到分层设置防护棚架的目的。

棚架布置时,按纵向5m,横向5m设置立柱,底层立柱高6~8m,每次浇筑砼厚度2米,逐级提升时每次提升立柱2m。立柱为套筒活动式,在混凝土浇筑过程中套筒可浇筑于混凝土中,立柱间斜撑、立柱上方纵横梁、顶棚钢板采用厚12mm人字型铺设,高度80cm,伸出立柱外30cm。被动网等构建采用连接钢板、活动螺栓连接,在逐级浇筑完混凝土后进行提升时可进行拆卸并用于下循环防护使用。

移动式棚架各构件具体施工图详见图4。

3.3.1 荷载分析

①偶然荷载:考虑危石突然下落到防护棚架上,分布面积1m2的荷载考虑。取0.5t重物体在高46m下落产生的撞击力计算。

②截面验算:

1)弯曲强度验算:

以均布荷载按简支梁计算,考虑受压面积25m2,约6根工字钢,分配到每根工字钢的均布荷载为:

q=719.3/6=119.9kN/m

M=0.1×ql2=0.1×119.9×1.7×1.7=34.65kN·m

σ=M/W=34.65/185=187N/mm2≤210MPa,满足规范要求。

2)挠度验算:

ω=0.677×ql4÷100EI=0.677×119.9×1.74/100×2.1×105×1660=1.9<[ω]=1700/400=4.25mm

满足要求!

采用I18工字钢,间距1.0m,工字钢采用门字型斜撑。

3.4 锚网喷

危岩落石清除后对溶洞壁相对不稳定的部位采用锚网喷防护,锚网喷参数为:喷C20砼15cm,钢筋网采用Φ6钢筋网,网格间距25cm×25cm,锚杆采用Φ22砂浆锚杆(设垫板),每根长4m,间距1.2m×1.2m。

3.5 主动防护网

主动防护网是近年兴起的柔性防护技术,其原理是锚杆与稳定岩层相连接,钢丝绳与锚杆相连接,然后拉紧钢丝绳网,使得钢丝网、锚固系统对不稳定危岩块体提供支持力。营盘山隧道溶洞洞壁无大型危岩落石,从施工时间、经济性、环境影响考虑溶洞壁部分位置设置主动防护网较合理。

3.6 被动防护网

在每个单元的防护棚架上部2米处挂设被动防护网,来缓冲有可能掉落的拱部块石。

4 防护安全措施

①加强进洞人员的管理,进洞必须戴安全帽。②施工现场管区要有防火设施,加强用电管理,以防触电。③加强是对重点部位和材料、机械的管理,特别是火工品的管理。④搞好爆破作业安全。爆破作业前认真制定爆破方案,爆破人员必须持证上岗,对火工品的使用均由专业爆破人员负责,并在爆破时作好警戒工作。

5 结束语

通过对各溶洞方案研究,为以后的隧道穿越巨型溶洞提供了可循的施工安全防护方法,为以后铁路及公路施工解决溶洞施工安全问题创造了前所未有的安全防护的施工方法。溶洞安全防护技术采用主动+被动相结合的原则,主要部位锚网喷+主动网的主动防护和提升式防护棚架+被动网相结合从而确保施工的安全性。

参考文献:

[1]铁道建筑技术.中国铁道建筑总公司,2014.

[2]朱永全.隧道工程[M].中国铁道出版社,2008.

篇4

关键词:瓦斯突出;隧道;揭煤门;安全;管理

DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2016.05.42 中图分类号:TD26 文献标识码:B

1工程简介

新凉风垭隧道为渝黔铁路控制性工程,位于贵州省桐梓县境内。起止里程为DK149+846~DK157+464,全长7618m,为铁路双线隧道,隧道最大埋深560m。该隧道出口工区(DK155+413~+588)通过二叠系龙潭组页岩、砂岩夹煤层,共9层煤,总长度175m,该段埋深350~400m。其中可采煤层5层,分别为K2,K4,K5,K8,K9,特别是K5煤层的原始瓦斯含量高达15.01m3/t,瓦斯压力高达1.327MPa,远远超出瓦斯含量8m3/t和瓦斯压力0.75MPa的瓦斯突出临界值。

2揭煤门施工前工作

瓦斯突出隧道揭煤门施工前必须严格按照《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)、《防治煤与瓦斯突出规定》及《煤矿安全规程》等相关规定,制定出完善的瓦斯突出隧道施工方案,并通过国内外煤矿及隧道瓦斯治理相关专家的评审。同时,揭煤门施工前必须严格按照经评审后的方案组织施工,揭煤门之前必须完成距煤层2m垂距防突措施及效果验证,防突效果验证后必须经过专家组论证,经论证无突出风险后,方可实施揭煤门施工。

3成立施工组,明确各自责任

3.1成立揭煤门施工工作组

为确保新凉风垭隧道揭煤门施工安全,成立揭煤门施工工作组,揭煤门施工工作组由项目负责人任组长,揭煤门工作组包括专家组、开挖支护组、后勤保障组、应急救援组、技术保障组、地质预报组、安全质量组、隧道通风组、瓦斯监测组及机械设备组,煤系地层揭煤门施工组织机构,如图1。

3.2工作组职责

揭煤门施工为煤系地层施工风险性最高,难度最大和最重要的施工工作。因此,揭煤门施工前,各工作组必须明确责任,确保揭煤门施工组织合理和进展顺畅。其中,揭煤门施工工作组人员职责,见表1。

4揭煤门施工安全措施

(1)施工揭煤炮眼前的初期支护必须跟拢掌子面,不得有空顶与假顶情况出现。(2)施工揭煤炮眼过程中需有防突员全程跟班,现场取钻眼煤碴样,采用钻屑指标法测K1值,确保K1值不超标并无动力现象,施工完炮眼后按设计要求装药,采用串、并联进行连线。(3)隧道揭煤门施工布置揭煤层炮眼时,现场需有爆破员、防突员及技术员在现场指挥,严格按煤系地层爆破设计施工炮眼。(4)施工揭煤炮眼当班负责人必须携带便携式瓦斯报警仪,将其吊挂在距掌子面<5m的回风流中,且挂于风筒对帮,当瓦斯浓度达到0.5%时,必须立即停止施工炮眼。当瓦斯浓度达到1%时,必须立即停止作业,切断电源,撤出人员至新鲜风流中的安全地点,并向值班室和揭煤门工作组组长汇报。(5)施工炮眼过程中,若出现喷孔、瓦斯涌出异常,瓦斯持续上升,瓦斯忽大忽小等明显突出预兆时,必须立即停止施工揭煤炮眼,撤出人员至新鲜风流中的安全地点,并向值班室和揭煤门工作组组长汇报和请示处理意见。(6)救护队在施工揭煤门施工期间安排人员在避难硐室待机值班;放揭煤炮及过煤门期间爆破时,救护队安排人员在洞外新鲜风流中待机值班。(7)装药前和爆破前,瓦斯检查员必须按规定认真检查掌子面及爆破点附近20m范围内的瓦斯浓度,若发现瓦斯浓度达到0.5%时,严禁装药爆破。(8)做引药时,放炮员必须在顶板支护完好,无电器设备,无淋水的安全地点进行。(9)做引药前,现场爆破员必须测试电雷管的电阻值,每个电雷管的电阻值<±0.1Ω时方可做药;装药必须使用药签,装药前再对电雷管进行一次检测;装药后需再次检查电雷管的导通情况,只有当所有炮眼的电雷管全部导通时,方可对炮眼进行封堵。封堵炮眼时不得损伤电雷管脚线。(10)掌子面的电雷管脚线必须扭结,用黑胶布包扎后按炮眼联线图进行联线。(11)严格执行“一炮三检制”、“三人连锁放炮制”和“放炮汇报请示制度”。(12)放炮员必须亲自按设计要求联线,待装药完毕后认真检查联线情况,并且最后离开掌子面。(13)揭煤炮眼在装药时必须全部采取正向装药,严禁反向装药;装药人员必须严格按照装药规定和填堵炮眼要求进行操作。(14)掌子面所有不装药的眼、孔,必须用不燃性材料进行填堵严实,填堵深度应大于炮眼深度。(15)揭煤炮的放炮母线随用随铺,放炮母线与电缆间隔>0.3m时,不得相互交岔和扭结。(16)隧道揭煤门装药前,所需炸药、电雷管必须派专人护运至掌子面;起爆药箱和掌子面端的放炮母线接头,必须有专人看守。(17)揭煤炮网路接头和母线接头需用黑胶布包扎好,母线按照规定挂设好,装药前后用电桥(电雷管导通测试仪)对电雷管进行测试,并作好记录。掌子面联好线后,用电桥检查网路是否导通,并导通检查母线电阻。掌子面网路电阻测定后,由通风组指定专人向揭煤门工作组组长汇报。(18)揭煤层放炮前,揭煤门施工小组需对放炮影响区域的电器设备进行全面检查,严禁因电器设备引起失爆等情况的发生,并作好相关记录。(19)揭煤层放揭煤炮当班及过煤门期间,采取区域撤人、断电放炮的安全措施。例如,启爆位置需设在距洞口>20m的新鲜风流中;站岗警戒位置,正洞洞外和平导洞外应在>20m范围分别进行站岗,并拉好警戒绳,挂好警示语,揭示“正在放炮、严禁入内”;撤人范围是,在放揭煤炮时,由安全质量组组织,采取分组搜索式撤出新凉风垭隧道正洞放揭煤炮的当班人员,以及过煤门期间影响区域(正洞和平导)的所有作业人员等,全部撤至站岗位置以外的安全地点。(20)待所有应撤出的人员均被安全的撤至规定地点后,各组搜索撤人负责人及时向值班室汇报撤人、站岗情况;值班室核实无误后方可请示揭煤门施工组组长是否放炮。(21)放揭煤炮及过煤门期间装药联线结束后,放炮员必须最后撤离掌子面,并将防突反向风门关闭好。(22)所有站岗人员必须随身携带压缩氧自救器,每个自救器的压力应>18MPa,并会正确使用。(23)放揭煤炮时及过煤门期间,必须切断撤人范围内的一切动力电源(除局部通风机以外)。(24)避灾路线,主要是掌子面———正洞———13#横通道———平导———洞外地面。(25)新凉风垭隧道正洞放炮30min后,至少由两名救护队员带机进入掌子面检查爆破情况,并将检查情况及实向值班室和揭煤门工作组组长汇报。(26)放炮后经检查无异常情况,新凉风垭隧道正洞必须停头>8h后,并经相关部门现场验收符合要求后,方可由揭煤门工作组组长决定是否恢复生产。恢复生产后,必须立即对掌子面进行永久性支护。(27)揭开煤层后,根据现场实际情况另行编制过煤门的防突技术措施。(28)凡本措施未涉及的,应严格按《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》及《瓦斯隧道规范》等相关规定执行。

5揭煤效果评判及下一步工作安排

(1)爆破后,需通风30min,观察瓦斯传感器显示的洞内回风巷瓦斯浓度,若<0.5%,由遵义市救援大队队员进洞排险检查;若瓦斯浓度>0.5%,则加强通风,待瓦斯浓度<0.5%后再进行排查。(2)救援大队排险检查确认安全后,瓦检员由正洞进入检查回风巷道至开挖工作面的瓦斯浓度。当回风流中瓦斯浓度至开挖掌子面瓦斯浓度<0.5%时,用电话通知揭煤门施工组组长进洞进行揭煤效果评判。(3)根据专家组评判结果,揭煤门施工组组长下达下一步施工命令。

6结论

新凉风垭隧道为瓦斯突出隧道,隧道穿越煤系地层施工段安全管理极为严格。特别是揭煤门施工时,必须严格按照上述安全管理流程组织施工,均有效控制了揭煤门施工安全,该隧道揭煤门施工过程中,其中4次为瓦斯突出煤层揭煤门施工,在通过不断完善施工管理,以及强化流程管理后,未出现瓦斯突出及瓦斯事故等。因此,上述流程可以极大地避免瓦斯隧道揭煤门施工出现瓦斯安全灾害事件,为将来煤层瓦斯隧道揭煤门施工提供可靠参考。

参考文献

[1]雷升祥.瓦斯隧道施工技术与管理[M].中国铁道出版社,2011.

[2]GB50581—2010铁路瓦斯隧道技术规范[S].

篇5

一、指导思想

为认真贯彻关于“从根本上消除事故隐患”的重要指示精神,落实中央、省、州、县关于安全生产工作决策部署,深刻汲取事故教训,切实加强安全生产工作,打好安全生产专项整治三年行动“开局之战”。

二、排查情况

(一)危险化学品整治情况。一是重点整治了危险化学品企业风险隐患排查“两个导则”不落实,安全防护距离不符合标准要求、未做安全风险评估,且企业主要负责人和安全管理人员未依法经安全生产知识和管理能力考核合格和未持证上岗等问题,经排查并未发现此类问题。二是重点整治危险化学品储存、使用、经营、运输和废弃处置各环节的情况,水利行业涉及危险品为汽油,需要使用汽油需局办公室开办证明汽油用途并交送公安局确认方允许采购汽油使用。

(二)消防安全整治情况。对局内消防安全进行检查,张贴了消防安全公告,提醒局内工作人员做到人走关火,截至目前,局内共有逃生梯两处,灭火器六罐,张贴消防安全宣传公告1份。

(三)建筑施工整治情况。盯牢水利、基层基础设施等重点工程项目,重点整治施工企业无相关资质证书或超越资质范围承揽工程及违法分包、转包工程,盲目赶工期、抢进度和冬季恶劣天气强行组织施工,特别是防滑、防冻、防火、防中毒窒息工作措施不到位等问题,起重机械、深基坑、高支模、脚手架等危险性较大的分部分项工程和复杂地质条件下隧道工程、桥梁工程存在的安全隐患,局内组织进行检查并未发现该类问题。

(四)特种设备整治情况。以重点工程施工起重机械等特种设备使用单位为重点,严查使用未取得许可生产,未经检验或检验不合格等违法违规行为,整治未建立并有效实施特种设备安全管理制度,未按规定配备特种设备安全管理人员、作业人员或作业人员无证上岗,未办理使用登记,未按规定开展特种设备安全隐患排查整治等问题,严查施工队对特种设备管理使用情况,未发现该类问题。

(五)水利行业整治情况。重点整治大中型和重点在建水利工程项目安全技术措施和专项施工方案、现场管理、安全防护情况;水库、堤防、水闸等水利工程运行安全管理情况,严厉打击非法采砂、非法取用水、河道控制范围内的非法搭建、在河道非法倾倒泥土或建筑垃圾等行为,在9月2日发现四公里河道存在垃圾点,要求负责单位清扫垃圾,目前已整改完成,在11月8日发现森林草原防灭火安全隐患1处,目前已整改完成。

篇6

【关键词】山岭隧道;自稳时间;施工流程;支护时间;分析

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于20世纪50年代提出的。引入我国后在铁路隧道得到广泛应用,也积累了大量成功经验。一般的设计规程是:洞室开挖成型后,及时初喷混凝土,封闭围岩表面,防止风化掉块,然后再支护钢架施工锚杆,复喷混凝土至设计厚度,控制围岩进一步变形,防止失稳,造成坍塌,至此初期支护完成,按照《铁路隧道监控量测技术规程》的要求,进行监控量测,沉降及收敛变形符合规程要求后即认为围岩基本稳定,施工二次衬砌,符合新奥法理念。但现场实际施工大多与上述不符,普遍存在如下几方面通病。

一、施工流程。

对于山岭隧道,以Ⅳ~Ⅴ级围岩为例,洞室开挖完成后,若为石质地段,受钻爆技术以及围岩本身软硬不均、整体性差等条件限制,洞室表面里出外进,很难达到《铁路隧道工程施工质量验收标准》关于洞身开挖的要求,尽管已进行了排险作业,但现场施工人员普遍认为:立即施作钢支撑(型钢)强支护,才能阻止围岩的变形,保证安全的后续作业空间,这也是现场施工人员乃至技术人员认为格栅钢架(现场加工质量往往也不尽如人意)无法起到支撑作用的原因。若先按设计要求进行初喷作业,以单线铁路隧道Ⅴ级围岩上台阶开挖进尺1m为例,至少需要1小时左右的时间,在这一时间段围岩变形可能加大,造成掉块,甚至坍塌。基于此种观念,施工人员很少按设计流程支护,开挖后先支护钢架,当钢架支护施作完成,即认为已经提供了相对安全的作业空间,再进行锚杆喷混凝土支护。

由上表可看出除Ⅴ级围岩外,围岩自稳时间都充分满足按设计要求支护一循环的时间,按设计流程施工能够保证施工安全,对于Ⅴ级围岩地段,就需要根据现场实际情况分析,最主要的是进行围岩稳定性评价,必要时可缩短开挖进尺,以达到及时支护目的。其次需要注意的问题是避免一次掘进尺度过大,一般情况下,设计文件都有要求,应按设计施工。

二、钢架施工。

对于钢架与围岩充分接触,现场很少按要求作,特别是拱部;钢架落底不稳,清除虚渣后,钢架下沉,如果下沉过于明显现场做法是用石块支垫,然后沿钢架施作锚杆,将钢架与锚杆焊接,不施作混凝土垫块,造成钢架与围岩之间存在明显间隙。对于软弱围岩,洞室开挖后,围岩应力重分布,洞室周边形成塑性区,伴随着围岩向坑道内位移,塑性区进一步扩大最终产生破坏。开挖后及时施作锚杆、喷混凝土、钢支撑初期支护,能有效控制围岩的继续变形,防止坍塌。对于拱部而言,在钢架与喷混凝同形成柔性支护前,钢架在一定程度上起到了部分支撑的作用,若拱部钢架与围岩间隙过大,造成围岩变形过程中没有得到及时阻挡,随着变形增大,围岩自身承载能力减小,围岩荷载增大,钢架很难支撑,极易造成坍塌,或者留下安全隐患。

根据上表以Ⅴ级围岩,泥岩夹砂岩地层,埋深50~100m单线铁路隧道(设计时速120km/h)为例,设计预留变形量为70mm,理想状态下可视为围岩与支护共同受力变形,达到70mm后,支护发挥最大作用,同时很好的利用围岩自身强度,开挖后若钢架拱部与围岩间隙为30mm,即可视为在没有支撑的条件下,围岩变形已达到弹塑性变形的下限,钢架支护随后受力与围岩一起变形,在此过程中钢架有个自身调整稳定的过程,由此看来当钢架最终起到支撑作用时,围岩变形或许已超出塑性变形极限,接近破坏状态,甚至出现坍塌,这也是很多已支护段发生坍塌的原因之一,即使不发生坍塌,围岩的过度松弛也不利于围岩自支护能力的利用。

由此可看出钢架施工质量是保证施工安全、提高围岩自身支护能力的保证。应严格控制钢架施工质量,落底牢固,与围岩密贴,按设计要求设置垫块,并根据开挖情况适当加密。

三、砂浆锚杆。

锚杆施作质量差是隧道施工中普遍存在的问题,主要是锚杆数量、长度达不到设计要求,锚杆钻孔施工费时费力是客观原因,施工人员轻视锚杆作用是主要原因。特别是土质地段,施工认为砂浆中的水会软化围岩,或者采用树脂锚杆代替全长粘结砂浆锚杆。隧道开挖后,洞身周边形成松弛区,锚杆的施工能有效控制松弛区扩大,起到悬吊、挤压、组合梁或锁脚的作用,有助于围岩自身支护能力的发挥,前提条件是锚杆施工有足够长度,能穿透应力松弛区,并且有足够的密度。

树脂锚杆施工方便,抗拔力较高,但是对于土质隧道或软弱破碎石质隧道,由于围岩自身强度较低,树脂锚杆锚固点有限,很难提供足够的抗拔力,全长粘结砂浆锚杆可以通过相对较大的摩擦面提供足够的抗拔力。宝中线大寨岭隧道是我国第最早按新奥法原理设计、施工的土质山岭隧道。根据现场对36根砂浆锚杆抗拔试验,平均锚固力为67KN,说明锚杆与砂浆、砂浆与土体有着良好的粘着力。测定的11个断面隧道周边围岩平均松弛厚度:拱顶1.63m,拱脚1.69m,边墙中部1.75m,轨顶面处2.05m。与有限元分析及变形收敛值进行的分析是一致的。设计采用的2.5m长砂浆锚杆也是满足要求的。

由此可见设计要求的全长粘结砂浆锚杆是十分必要的,可以提高围岩自身支护能力,保证施工安全。施工中减少锚杆数量、减短锚杆长度的做法增大了施工安全风险,降低了工程质量,必须杜绝。

四、结束语

通过上述分析可看出,目前我国山岭隧道施工中普遍存在的几个问题,是影响质量安全的重要因素,应加强现场管理,保证施工质量,确保安全。

参考文献:

[1]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.12.

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法,对比分析了同条件下常规光爆与水压光爆的效果及经济效益。结果表明,水压光爆能提高隧道单循环掘进进尺,改善断面开挖质量,降低掘进爆破粉尘浓度,创造可观的经济效益,对山岭隧道工程具有一定的借鉴作用。

【关键词】水压光面爆破,山岭隧道,粉尘浓度,炸药单耗

1. 引言

目前,国内山岭隧道多采用常规光面钻爆开挖,存在爆破炸药能量利用率低,施工环境污染较严重,不利于洞内作业人员身心健康等问题。水压光面爆破能够改善隧道施工环境,降低工程造价,提高经济效益。

2. 水压光面爆破原理

水压爆破是在常规爆破的基础上进行装药结构的创新和改革,即采用与光面爆破相同的设计、药量计算、起爆方法和起爆技术,仅在装药结构、孔口封堵环节有所区别。

水压光面爆破机理是向炮眼中一定位置注入一定量的水,经炮口位置的炮泥回填堵塞,利用水的不可压缩性无损失的传递爆炸应力波,将炸药爆炸产生的高温、高压气团充分传递到炮眼周边围岩,借助水与炮泥复合堵塞作用抑制爆炸膨胀气体的外泄,瞬间延长爆炸压力作用时间,更利于发挥炸药的爆力和猛度等爆炸性能,提高炸药的能量利用率,使岩石破碎。同时爆破产生的高压气体冲破水袋将水变成水雾,能降低空气冲击波强度及爆破噪声,降低空气中有害气体和烟尘含量。这种爆破对周边围岩破坏较小,使爆破的岩石表面能按设计轮廓线成型,表面较平顺,超欠挖很少。

水压光面爆破的作用机理是一个十分复杂的过程,一般认为,炸药起爆时,对岩体产生两种效应,一是药包爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应,二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。水压光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波借助水袋向其四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生应力波叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中线连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中线连线上形成裂缝,随后,爆炸气体的膨胀使裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。

水压光面爆破装药结构一般是周边眼采用孔径不耦合装药法,利用水介质代替空气介质,并且间隔装药,确保周边眼炸药起爆后衍生的切线方向的拉应力大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度,使光爆层内岩石被拉断形成贯穿裂缝及光爆面。掏槽眼及辅助眼内采用孔底和靠近孔口堵水,连续装药,孔口堵塞回填。

水压光面爆破效果要求炮眼利用率大于90%;半眼痕保存率大于80%(整体性良好的坚硬岩石);破后围岩面应圆顺平整,无欠挖,平均线性超挖面不超过20cm,且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙。

3. 水压光面爆破施工关键技术

3.1工艺流程

水压光面爆破主要工序为5个,17个作业项目,详细见表1。

3.1.1放样布眼

钻眼前,由测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,误差不超过5 cm。

3.1.2定位开眼

采用钻孔台车、风动凿岩机钻眼,轴线与隧道轴线保持平行,台车就位后按炮眼布置图正确钻孔,先用短钻杆定位,再用长钻杆加深,掏槽眼和周边眼的钻眼精度控制在5 cm以内。

3.1.3钻眼

施钻工人要熟悉炮眼布置图,能够熟练操作凿岩机械,特别是周边眼,一是要由经验丰富的老钻工施钻,二是准确控制周边眼外插角,眼深3m时外插角小于3°,眼深5m 时外插角小于2°,尽可能使两茬炮交界处台阶小于15 cm;三是根据眼口位置岩石的凸凹程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。

3.1.4清孔

装药前,用炮钩和高压风将炮眼内石屑清理干净,以免影响爆破效果。

3.1.5装药联线、回填堵塞

该工序为隧道掘进爆破的重要工序,也是控制水压爆破成败的关键工序,其内涵是往炮眼中放入水袋,采取特制的炮泥回填堵塞,以提高炸药能量利用率,从而达到提高爆破效果的目的,其装药结构是先往炮眼底部装入一个水袋,然后装药,接着装入3个水袋,最后炮泥回填堵塞。

(1)炮泥制作:炮泥采用专用机械制作,原材料采用砂黏性土或黄土,含水率控制在12% ~20%,使其有一定的塑性和强度,便于回填堵塞。制作好的炮泥用湿润的纸箱或棉布覆盖,避免风干硬化。

(2)水袋制作:采用专用机械自动注水封口加工生产,水袋采用聚乙烯塑料袋,水采用洁净无油污的施工用水。

(3)装药、装水袋:按照设计装药结构依次装入水袋、炸药、水袋、封堵炮泥,周边眼堵塞长度不少于35 cm,其他眼堵塞长度不少于30 cm。

(4) 联结起爆网络:常用控制微差爆破,若一次爆破孔眼数量较多,而雷管段数不够用时,可采用孔内、孔外混合及串联、并联混合网络实现其微差爆破,充分保证起爆的可靠性和准确性。

3.1.6除尘排险

炮后采用往碴堆上喷高压水或喷雾降尘,采用压入式或巷道式通风降尘,随后进行瞎炮处理、拱部凿顶,边墙刷帮排险,排除松石和危石,出碴、支护。

3.2水压光面爆破的关键技术

3.2.1爆破的设计

水压爆破是在常规爆破的基础上发展而形成的,合理可行的常规爆破钻爆设计是保证水压爆破效果的前提,设计必须满足以下技术要求:一是根据围岩特点选择合理的掏槽眼形式,辅助眼角度、间距,周边眼间距及周边眼的最小抵抗线;二是严格控制周边眼的装药量,并使炸药沿炮眼全长合理分布;三是周边眼采用小直径药卷和低爆速炸药,借助传爆线以实现空气间隔装药;四是采用毫秒雷管微差顺序起爆,使周边爆破时产生临空面,周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小;五是爆破参数采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定。

3.2.2周边眼间距及最小抵抗线

周边眼的间距是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素,要根据现场地质条件和岩性,视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定,当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形较困难,周边眼间距宜取较小值;最小抵抗线应大于周边眼间距,软岩在取较小周边眼间距的同时,抵抗线要适当增大,以便形成平顺的开挖轮廓线。一般情况下E=(8~12)d(d为炮眼直径);抵抗线W=(1.0~1.5)E。

3.2.3控制药量

(1)周边眼适合采用小直径炸药,药量按照常规光面爆破进行设计,并使炸药沿炮眼全长合理分布。

(2) 掏槽眼采用大直径药卷,连续装药;辅助眼及内圈眼采用大直径药卷,连续装药,以提高岩石的破碎程度和抛掷效果,后续周边眼爆破提供临空面。

3.2.4控制周边眼外插角度

(1) 控制周边眼的外插角方法是采用长短两种型号钻杆,开钻时首先用短钻杆定位,再用长钻杆加深。为保证隧道开挖后符合设计轮廓线,周边眼不能偏离设计轮廓线,周边眼间距误差小于5 cm,爆破效果最佳。因凿岩机外形尺寸的限制,钻孔时要有一个向外倾斜的角度,一般外斜角控制在2°~ 3°。

(2)施钻人员和打炮眼时位置要相对固定,分片包干作业,由于人们的视觉和习惯性动作,经常调换不利于控制周边眼的外插角,影响爆破效果。

3.2.5装药结构

水压光面爆破技术关键在于装药结构,在隧道起初爆破时,针对不同的岩层结构和岩性进行爆破实验,确定最佳装药结构,提高爆破效果。一般在掏槽眼、底眼、辅助炮眼底部只装1个水袋,眼口装3个水袋。周边眼采用光面爆破设计,采用空气间隔装药,底眼放1个水袋,眼口放1个水袋。

3.2.6堵水工艺

水压光面爆破是利用水传递爆破能量,如果堵塞不好,水介质的传递效果不佳,形同常规爆破,但装药量不及常规爆破,在隧道爆破时,有时出现隧道进尺较低,爆破效果不佳,甚至爆破失败。因此水压光面爆破堵塞尤为重要。往炮眼中堵水,采取普通塑料袋灌注水,所用的塑料装直径略小于炮孔直径,利用自动灌水、自动封口的水袋加工机现场加工水袋,长度20cm/个。封口温度以130~150℃为宜。要求水袋封口后不泄不漏,灌填饱满。

3.2.7炮眼堵塞

堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸,提高能量利用率。堵塞长度因炮眼名称不同而不同。最小堵塞长度不小于20cm。采用炮泥机现场加工炮泥,炮泥组成比例为土∶沙∶水=1∶0.15∶0.2,要求堵塞密实,不能有空隙或间断。

3.2.8爆破器材

爆破器材:炸药、非电塑料导爆系统、毫秒雷管和导爆索等。

周边眼炸药:选择低爆速、低密度、低猛度、高爆力、小直径、传爆性能良好的炸药。

周边眼使用的雷管主要选择分段多、起爆同时性好的毫秒雷管,能获得减少爆破振动的作用。

3.2.9起爆顺序

(1)辅助眼由里向外逐层起爆,爆破时内圈炮眼必须先起爆而外圈炮眼后起爆,起爆顺序不能颠倒,否则爆破效果不佳,甚至失败。为使水压光面爆破产生良好的效果,一是辅助眼起爆后尽量靠近开挖轮廓形状,使水压光面爆破层厚度尽可能一致,二是要注意将掏槽炮与辅助炮之间的时差稍加大,保证掏槽炮在此时差内将石碴抛出槽口,防止爆炸落下的碴堵死周边眼的临空面,影响爆破效果;三是内外圈中的同圈炮必须同时起爆,尤其是掏槽眼和周边眼,以保证同圈炮的共同作用的爆破效果。

(2)周边眼同时起爆。采用毫秒雷管微差顺序起爆,同段的周边眼雷管起爆时差尽可能小,同时使用导爆索或高精度系列迟发电雷管起爆效果最好。因为同时起爆,使炮眼间爆炸力起共同作用,容易炸成平面。对石质稍差的岩石,采用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼,即具有同时起爆的爆破威力,又可以减少对轮廓线以岩的扰动。

3.3施工注意事项及要求

(1)水袋安装要检查水袋封口有无漏气、漏水现场,水袋的水量要达到设计装水量的90%以上,手捏水袋不易凹陷,装水袋时将水袋封口折叠上去轻推入孔内。

(2)安装水袋采用木质炮棍推送入孔内,炮棍端头制作成圆端形,避免尖锐端头刺破水袋,切勿用力过猛。

(3)为避免瞎炮影响爆破效果,周边眼采用非电导爆管引爆,同时串连导爆索形成双保险。

(4)严格按照钻爆设计施工,掏槽眼眼口间距误差不大于5cm,辅助眼口、孔底排距、行距不大于10cm,周边眼眼口误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖轮廓线15cm。

(5)当开挖面凹凸较大时,可根据实际情况调整炮眼深度,使周边眼与辅助眼底在同一垂直面上,掏槽眼比其他眼深20~ 30 cm。

4. 水压光面爆破应用实例

某单线隧道为了提高隧道光面爆破效果,减少隧道超欠挖,选取了相同围岩级别条件的两段分别进行全断面常规光面爆破和全断面水压光面爆破,炮眼布置见图1,并对爆破效果和效益进行了对比分析,见表2。

可以看出,水压光面爆破技术在实际进尺由2.8m提高到3.15m,炸药单耗量由1.12 kg/m3降到0.92 kg/m3,节省炸药18%,炮眼利用率及炮痕保存率上均高于常规光面爆破。从现场观测效果,水压光面爆破的超欠挖情况也优于常规光爆。

为了监测水压爆破与常规爆破后隧道掌子面粉尘含量变化情况,采用恒流粉尘采样仪器在爆破后10min之内未通风排烟的情况下,对起爆中心范围内粉尘进行连续探测。结果表明,水压光面爆破后的粉尘浓度较常规光爆有了明显降低。这将可以缩短排烟时间,改善洞内施工环境,有利于作业人员的健康。

5. 结语

实践证明,水压光面爆破是值得推广的爆破技术,在国内外一些隧道爆破施工过程中,采用该技术取得了较好的效果,一是开挖岩面上无粉碎岩石和明显的爆震裂缝;二是节约炸药,起到减少振动的效果,对围岩的震动破坏较小;三是获得良好的爆破效果;四是提高掘进速度,有利于安全施工;五是岩面平整,为锚喷、衬砌等工序创造有利条件,同时还可以减少超挖和回填混凝土的数量。根据以往的现场施工情况和研究结果,水压光面爆破有以下经验可供参考:

(1)水压爆破参数的选定应根据围岩特点进行爆破试验后确定,合理选择炮眼间距及装药量。

(2)周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药,装药量应具有破岩所需的应力能量,又不致造成对围岩的严重破坏,借助导爆索实现空气间隔装药,使炸药均匀的分布在整个炮眼内,有利于形成光面。

(3)为使水压爆破产生良好的效果,一是要注意将掏槽炮与辅助炮之间的起爆时差稍加大,保证掏槽区石渣能全部抛出槽口,利于后续辅助眼爆破,二是辅助眼爆破后坑洞形状尽量接近开挖轮廓形状,让爆破层厚度尽可能一致,利于光面爆破。

(4)采用毫秒雷管微差起爆系统,为了使周边爆破时产生临空面,分段的辅助眼雷管起爆时差尽可能小,周边眼采用导爆索或高精度系列迟发电雷管起爆效果更好,因为采用该系统起爆周边炮眼,即具有同时起爆的爆破威力,容易成型,又可以减少对轮廓线以岩的扰动。

(5)严格执行钻眼工艺,使炮眼的位置及方向误差较小,能提高隧洞爆破质量。

(6)在隧洞施工过程中,采用水压爆破技术,即掏槽眼、辅助、底板眼采用水压爆破,周边眼仍采用光面爆破,不但可以提高炸药利用率、提高施工效率,提高经济效益,而且可以降低粉尘,减少环境污染,保护环境和施工人员的身心健康。

参考文献:

1. 刘殿中. 工程爆破实用手册[M ]. 北京:冶金工业出版社, 1999

篇8

关键词:高速公路;隧道施工;施工管理

中图分类号: U455 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)06-62-2

引言

高速公路一直都起着纽带性的作用,将全国各地紧紧联系在一起,促使我国经济不断发展。高速公路是一项长期且投资较大的工程,其社会效益和经济效益都相对较高,其施工质量也将会影响到整个国家的经济发展。隧道工程作为高速公路建设中最为重要的一个环节,加强其施工管理可谓是极其重要的。

1 高速公路隧道工程施工管理的优化措施

1.1 施工要素要做到最优化配置

要想保证高速公路隧道工程的质量达到相关标准,就必须要实现施工要素的最优化配置,施工要素主要包括施工人员、施工机械以及施工材料等。对于优化施工,就必须要考虑到施工环境以及隧道工程的具体施工要求,并要遵循“提高质量、缩短进度、降低成本”的基本原则,制定科学、合理、有效的对策与措施。首先,施工材料方面,在施工材料进场之前,需要相关技术人员检查施工材料是否具有生产许可证和出厂合格证,还需要对施工材料进行取样、试验,保证该施工材料各项指标都符合隧道工程的施工标准。此外,在施工材料进入施工现场后,还要做到妥善保管,避免因处理不当导致材料的性能发生变化或损坏;其次,在施工机械方面,需要施工人员对其进行定期或不定期的维修与保养,保证其能够安全操作,不发生大型故障,从而耽误施工;最后,在施工人员方面,施工企业需要落实工作绩效制,同时还要明确施工人员的岗位责任,督促、监督施工人员的日常生产活动,制定奖惩制度,根据施工人员的工作情况对其进行惩罚或者奖励,提高施工人员的创造性以及能动性,还可以避免因施工人员的工作积极性不高而导致工期延长[1]。

1.2 强化安全管理工作

施工企业需要严格按照新《安全生产法》的规定来强化安全管理工作。第一,施工企业需要组织或者参与拟订本单位安全生产规章制度、操作过程和生产安全事故应急救援预案;第二,积极组织或者参与本单位安全生产教育和培训,并且在完成教育和培训工作后,需要如实记录安全生产教育和培训情况;第三,督促落实本单位重大危险源的安全管理措施;第四,定期或不定期组织或者参与本单位应急救援演练;第五,按时检查本单位的安全生产状况,及时排查生产安全事故隐患,针对出现的问题提出改进安全生产管理的建议。

1.3 优化监督管理系统

在隧道工程进行施工前,根据高速公路的隧道施工质量要求,建立监督管理系统是极其必要和重要的[2]。施工企业需要在实际的施工过程中,全面了解当前的施工现状,根据施工现状以及相关规定制定适合该工程的防范措施,并需要重视监督管理的重要性,对施工过程中的各个环节都加以监督与管理,从而保证施工质量、降低施工成本。高速公路隧道施工监督管理系统具有一定的强制性、特殊性以及有效性,可以促使公路工程的施工质量达到合理的施工效果。

1.4 强化资料审核工作

施工图纸是高路公路进行施工的主要依据,施工企业必须要加大对施工图纸的审核,且需要明确资料审核形式具有特殊性,制定审核资料的相关要求跟标准,全面、综合分析施工资料。此外,在施工单位进行施工的过程中,同样需要审核相关资料跟图纸,保证施工的顺利开展。

1.5 确定施工的关键点

首先,施工企业需要明确施工管理的各个细节问题,确保施工管理贯穿于高速公路隧道施工的全过程;其次,施工企业需要明确施工管理的关键点,全面掌握关键点的信息,根据其制定有效的监督管理措施。

2 高速公路隧道施工中的具体管理分析

2.1 隧道开挖

高速公路的隧道开挖是极其重要的。隧道的开挖主要包括两部分,一是明洞的开挖,二是暗洞的开挖。明洞的开挖主要采用的都是明挖施工法,即人工开挖为主、以机械设备为辅的开挖方式,根据规定与要求从山体开挖出切入口,将山体上的浅部危岩、松散的杂石以及山体表面的浮土等去除,在开挖到一定的距离后,根据山体岩层的结构以及性质决定是否进行暗洞的开挖[3]。

在进行明洞开挖的过程中,需要注意以下几点:第一,需要严格制定控制点,并在规定的开挖范围内进行开挖工作,去除掉山体表面的松散岩石以及浮土,按照从上到下的顺序进行施工,此外,还需要的是,在隧道洞口周围一旦发现不稳定岩石的存在,需要采取措施,进行排险处理;第二,在采取明洞开挖法时,禁止采取拱上明挖、拱下暗挖的方式进行隧道的开挖施工,此外,施工企业还需要合理安排运输车辆进行土方的清除工作;第三,施工企业需要保证开挖的进度以及支护的处理能够做到相互配合,长距离开挖、长距离支护的方式是严令禁止采用的;第四,在明挖进展到可以见到暗拱部时,可以停止使用明挖施工法,并且需要立刻进行拱顶混凝土的浇筑,浇筑完成方可进行下一道工序。

2.2 洞身掘进

在高路工程进行洞身掘进时,通常采取钻孔、光面爆破法,在洞口开挖到暗洞处时,便需要转为人工钻孔施工,并采取爆破措施。

@孔的施工通常采用的都是手持式的钻机,在进行钻孔时,需要注意以下几点:第一,在进行钻孔前,需要严格按照相关规定制定爆破的施工设计,并且根据爆破设计确定钻孔位置,孔距以及排距的密度需要合理控制;第二,钻孔的施工角度必须要垂直于隧道的垂直截面,同时,还需要控制好挖槽孔施工中的孔角,并且要合理分布掏槽孔,保持孔底尽可能相连;第三,为避免因爆破导致顶板在施工后失去稳定性,需要在进行施工时提高钻孔密度,在进行爆破时采用松动爆破法;第四,钻孔施工完成后,施工人员需要按照顺序对钻孔内进行清理,确保钻孔内无任何杂物,同时还需要立即组织技术人员对钻孔进行勘察,在确定无任何问题后方可进行爆破阶段。

由于爆破的危险较大,需要在进行爆破时遵循以下规定:第一,施工企业需要审核爆破人员是否具有爆破资格证;第二,施工企业需要登记好爆破物品的数量;同时还需要在施工现场拉好警戒线,防止无关人员进入;第三,爆破网络的连接需要根据施工现场的岩体性质以及炮眼的质量决定,同时在装药时要控制药量,不可过多也不可过少;第四,爆破人员需要用非带电塑料棒或者木棒将炸药装入到钻孔内,并且注意充实,保证装药密度最大化;第五,在炸药离孔口还有20-30cm时需要停止装药,同时要插入秒管、封死孔口;第六,爆破前需撤离施工现场的人员以及设备,确认周围无人的情况后方可实行爆破;第七,完成爆破后半小时才可进入施工现场,同时需要技术人员仔细检查爆破现场,清除残炮、盲炮。

2.3 顶板边邦支护及混凝土浇筑

完成爆破后,施工企业需要组织人员、运输车辆以及机械设备等清理施工现场出现的废渣,同时,顶板、松动浮石都需要专门的安全技术员进行检查与处理。支护施工需要遵循以下几点要求:第一,钢管的布设必须要遵循支护设计的相关强度以及参数要求,并时刻检查钢管的连接固件是否拧紧,钢性拱架要垂直于隧道初支面,偏差必须要低于5cm,偏差夹角必须要小于2°;第二,在进行混凝土的浇筑时,模板的拼接必须要保证密实、良好,尽可能减少裂缝的出现,钢性模板的线性需要与隧道的弧度相同,脱膜涂刷工作也许做到位;第三,必须要保证混凝土的质量,混凝土要均匀、不存在杂质;第四,混凝土在浇筑后必须要避免出现气孔或产生裂缝。

2.4 洞身防排水施工

第一,根据隧道的情况设计防排水系统,必须要做到排水顺畅、量体裁衣、因地制宜、综合治理;第二,根据施工现场的降雨量进行排水槽的设计,设计基准需以当地最大降雨量为准;第三,塑料盲沟可以有效避免路面出现渗漏或者积水的情况。

3 结束语

总而言之,施工企业需要完善施工管理体系,明确施工人员的责任,不断提高施工人员的专业素养和施工水平,加强对施工各个环节的研究力度,不断提高高路公路隧道工程的整体质量,为祖国的发展贡献力量。

参 考 文 献

[1] 马明.高速公路施工中的工程质量管理措施分析[J].住宅与房地产,2016(27):190.

篇9

【关键词】拼宽;桥台;锥坡;防护;

(一)工程概况

杭金衢高速公路新岭隧道段拓宽工程,起点位于诸暨与萧山交界处,桩号K35+950(即现有里程桩号K203+747),沿线经次坞互通、新岭隧道;终点接直埠枢纽杭州方向出入口预留位置,桩号K49+600(即现有里程桩号K217+397), 路线全长13.653km(里程长度以新建右线计算)。

本合同段主要工程内容为:路基、路面、桥涵、隧道、交安、绿化工程等,其中路基挖方44.77万m3,路基填方61.59万m3,沥青混凝土路面196.96 千m2,主线大桥拼宽300.08m/2座,主线中小桥84.19m/1座,主线上跨分离立交202.62/3座,天桥80.58m/2座,通道21道、涵洞35道、隧道1414.5m/1座,互通立交1处等,其中次坞互通A匝道桥(2号桥)和彩印厂分离桥右幅为拆除新建。

拓宽施工部分桥梁两侧加宽需整体拼接,桥台施工时需开挖旧桥(涵)的锥坡及相应的路基。本项目大部分桥涵填土都在2.5m以上。个别通道桥填中土高度达7.8m,涉及桩基110根,桥台处安全运营防护难度较大。在实际施工中发现,桩基及下部结构施工时锥坡开挖深度及面积均较大,加之诸暨地区雨水较多,导致桥台搭板失稳,路基存在塌方的危险,使得旧路的通行存在较大的安全隐患。

(二)施工方案的确定

一、选择施工方案的因素

选择何种施工方案才能保证桥台锥坡拆除后的防护质量和安全,加快施工进度,节约成本是文章主要考虑内容。

1、填土较高的桥台开挖极易造成锥体塌方,台身和耳背墙发生裂缝或断裂,桥头搭板沉陷、路基脱空,破坏路基的稳定性、桥头跳车;

2、原有的锥坡挖除后,原有的防护方案成本较高,施工周期较长,造成施工进度滞后;

3、锥体防护怎样确保在狭小的场地内开展以及施工后的路基稳定;

4、何种工艺能够加快工程进度,减少锥体暴露时间,及时进行桩基和承台的施工。

二、施工方案的对比

三、施工方案的选择分析

四、施工方案的确定

对以上四种方案进行了集体讨论,反复比较各自的优缺点,从确保工程质量、控制施工成本、加快施工进度、安全等各方面进行考虑,确定按方案四实施。

其他注意事项

(1)雨天采用彩条布覆盖外露面防止雨水冲刷;雨后及时检查地基以及支护主体,发现问题及时处理;

(2)尽量减少对防护区域的扰动,避免二次开挖;

(3)由于施工周期较长,需边施工边观察防护区域动态,如出现塌方迹象及时加强维护;

(4)配合交通部门做好交通疏导工作,并在对应位置老路硬路肩前后设置警示标志及水马,禁止老路施工危险区域内的车辆行驶或停靠行为。

(三)施工安全安全技术措施

在边坡开挖前均要对所防护的坡面松动石块和浮土进行清理,同时在保证安全的前提下,还要保证防护支架线形顺直、美观。在施工过程中为了保持道路安全畅通还需要悬挂明显的安全标志牌,即“前方施工”“道路施工”“安全警戒灯”“限速标志”等安全标志。

a、为了保证高速公路行驶车辆在施工段落内的行车安全以及提高行驶车辆驾驶员的警惕性,在边坡开挖施工段落内紧靠护栏设置水马及标牌。在施工区域布置安全标志标牌、隔离设施和警示灯等,保证涉路施工的安全。

b、在施工过程中要维护车辆的正常行驶,每个施工作业点、面安排专人做好现场交通维护工作,发现标志标牌倾倒的及时维护,确保施工安全;在施工中要有专职安全员指挥、输导、提示,危险区要有专人警戒。

c、在施工期间,设专人对天气情况进行及时查看,如遇到特殊情况,没开工的部位则严禁开挖,已开挖的部位需加快进度,在恶劣天气来临前完成施工。

d、切实加强工程进度的管理,防止出现停工待料等现象的发生,在工程实施期间,综合考虑每天的交通流量因素,做好必要的错峰流量作业计划,并做好施工期间道路的畅通工作。

1、高速公路旁施工具体规定

1.1施工生产区域应实行封闭管理,主要进出口处、临边、危险区域、变压器周围应设置安全警示牌或围栏,与施工无关的人员、设备不得进入施工区。

1.2作业人员应严格遵守劳动纪律,服从领导和安全检查人员的指挥,工作时思想集中,坚守岗位,未经许可不得从事本工种之外的工作。严禁酒后上班,不得在禁止烟火的地方吸烟、动火。

1.3在施工现场行走应注意安全,不得在边坡下方休息或停留。

1.4作业所用材料要堆放平稳,工具应随手放入工具袋内,上下传递物件不得抛掷。

1.5遇有影响施工安全的恶劣气候时,禁止进行高边坡作业。

1.6在做好现场调查后,应根据设计要求、合同和现场的实际情况,编制对应的施工方案,并按规定进行报批,批准后,方可开始进行施工。

2、坡面修整

清理坡面,清理范围为自截水沟以内的整个边坡,采用人工撬动清理。清理坡面施工人员,须戴保险带,顺安全绳顺坡而下,用工具撬除坡面的浮石及松动块石。

3、基坑开挖

开挖基坑应预留刷坡宽度,防止基坑坍塌。对于高边坡应逐层开挖防护。施工应避开雨天,基底验收合格后,及时浇筑混凝土。基坑周围设置防护,禁止堆放施工材料等杂物,防止坠物

伤人。

4、施工工艺安全

(1) 每天开挖后,次日再次开挖前由安全人员对已开挖坡体与即将开挖坡体地表进行观察,检查有无坡体开裂失稳迹象,确保施工时人员机械安全。

(2)每次大雨或暴雨过程时与过程后,派专职安全人员对坡体安全进行监控并进行地表全面查看。

(3) 对开挖深度较深的基坑,在坡体周围设固定测量观测点,每日检查各测量观察点的位置变化,若发生较大变化,则暂停施工,立即采取措施。

篇10

一谱能分析法

(1)定义

不同介质的反射波信号具有独特的频率响应特征。通过计算获得某特定介质的谱能强度或主频谱能比,根据谱能强度分布图或主频谱能比变化曲线分析物性特征的方法,称为谱能分析法。

(2)介质频响特征

采用雷达法,在频率域内通过计算不同介质电磁频响的谱能强度,研究物质构成的某一介质成分比例。

(3)索状材料赋存状态

采用声波反射法,在时间域内通过计算索状材料振动主频的谱能比,研究其赋存状态。

二声波法

1、波纹管孔道注浆质量检测

预应力桥梁在交通建设领域被广泛使用,而梁板预应力钢束波纹管孔道注浆质量对预应力桥梁的使用寿命至关重要。因孔道注浆不密实而造成的预应力筋锈蚀、断面锐减、断丝及内力损失严重等严重质量问题,从而为桥梁安全运营埋下了隐患。

在建期间的波纹管孔道压浆质量检测,现在也有很多方法在用,比如雷达法,但雷达波无法穿透金属材质的波纹管,具有一定的局限性,而我们采用声波谱能比分析法进行检测,不受波纹管材料的限制,已在多个工程项目中使用并验证,取得了较好的效果。

同时,在已知预应力筋长度准确计算声波波速时,采用弦振波动法也可反推钢绞线有效预应力值。

检测内容 误差 分析方法 检测依据

孔道压浆缺陷位置 8 % 谱能分析法 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

孔道压浆饱和度 5 % 《声波散射法检测桥梁预应力管道注浆质量技术指南》云南省公路开发投资有限公司

钢绞线有效预应力 8 % 弦振波动法 《桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程》(CQJTG/T F81-2009)

验证结果:

2、桥梁基桩钢筋笼长度检测

随着我国工程建设事业的蓬勃发展,灌注桩基础在桥梁、高架桥等工程中大量采用,成为我国工程建设中最重要的一种基础形式。灌注桩钢筋笼的长度是按照有关规范,根据水平静载、弯矩的大小、桩周土情况,抗震设防烈度以及是否属于抗拔桩和端承桩等计算确定的。如果钢筋笼长度不能满足设计要求,将会影响灌注桩基础的稳定性和抗震性能,构成建筑物的安全隐患。因此,检测灌注桩中钢筋笼长度业已成为质量监督管理部门最为棘手的紧迫问题。

我们采用声波反射谱能分析法,通过谱能比曲线图,可清晰分辨出钢筋笼的长度。

检测内容 误差 分析方法 检测依据

桥梁基桩钢筋笼长度 8 % 谱能分析法 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

基桩钢筋笼长度检测实例

3、边坡锚索长度检测

预应力锚索是指在一组钢束上施加拉伸“外力”,对锚索钢束施以拉力作用后,钢束材料内部产生与之相平衡的抵抗力,也称“拉应力”,而形成得预应力锚索。预应力锚索由两部分构成:自由段+锚固段。

目前锚索施做工艺:自由段一般是在钢束上套装塑料管实现的;而锚索锚固段是的钢束段通过压注水泥浆与岩体密贴锚固实现的。

采用声波反射谱能比分析法,通过谱能比变化曲线可直观地反映出锚索在不同工况状态下的振动特征,从而达到检测锚索各段长度尺寸的目的。通过弦振频率法计算锚下有效预应力值,并修正锚索自由段长度值,特别为监测高边坡固坡锚索预应力损失变化提供了有效的快速普查手段。

检测内容 误差 分析方法 检测依据

自由段长度 3 % 谱能分析法

《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

锚索总长度 8 %

锚固段压浆饱和度 5 % 《声波散射法检测桥梁预应力管道注浆质量技术指南》云南省公路开发投资有限公司

锚索有效张拉应力 10 % 弦振频率法 《桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程》(CQJTG/T F81-2009)

三雷达法―工程检测

1、隧道仰拱施工质量检测

(1)钢支撑检测

仰拱钢支撑对隧道质量安全非常重要,由于隧道仰拱大多埋深较大,钢支撑雷达反射信号在雷达图像上不易识别,所以钢支撑检测一直是无损检测的一个难题。

我们通过雷达波谱能分析技术,对金属在雷达反射波中频响谱能强度进行分析,解决了大探深弱信号的特定介质识别,获得混凝土构筑物内部金属构件的层析影像图,对钢支撑施作疏密分布(普查)作出量化判定。

检测内容 误差 分析方法 检测依据

闭合成环 5 % 谱能分析法

三维成像法 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

空间位置 8 %

平均间距 5 %

榀数 5 %

(2)隧道仰拱充填质量检测

隧道仰拱充填质量是确保道路运营畅通安全的重要指标。通过对仰拱填充材料的雷达波频响谱能强度分析,可直观反映仰拱填充材料的均匀性和结构尺寸,同时对可能存在的质量缺陷空间位置、大小规模、材料物性均有所反映。

隧道仰拱充填质量雷达检测三维成像效果图

2、隧道围岩单位面积支护锚杆密度(数量)检测

在隧道施工过程中,为确保开挖安全及围岩稳定,常采取锚杆技术对围岩进行加固处理,对于施工质量主要侧重于锚杆的长度、锚固度和抗拔力等常规检测项,而对于锚杆施做密度(数量)主要还是凭借施工旁站监理的人为监控,尚无有效的无损检测方法为评估锚杆施做密度提供计算依据。

为此,我们尝试采用谱能分析法,采取在单位面积范围内呈网格布置雷达测线,通过分析单位面积内金属对雷达波频响谱强分布形态,识别一定深度下的金属频响聚能团,来确定单位面积的金属构件分布密度,进而达到检测锚杆密度(数量)的目的。

3、钢筋混凝土钢筋网分布探测

钢筋排布质量是钢筋混凝土构件中的重要指标,它直接关系到结构的抗压、抗剪、抗冲击等使用功能。因此在质量检测中往往是较关键的实测项。

我们采用的高频雷达探测谱能成像技术,效果显著。

4、混凝土构件浇筑质量检测

梁板浇注质量直接影响桥梁的使用安全。对梁板整体浇注质量检测显得尤为重要,传统桥梁梁板检测方法(如回弹法、钻芯法)均存在不全面、不直观或有破损等缺点。我们通过大量的对比实践,采用声波CT或者雷达CT法对混凝土构件进行综合检测。声波CT反映波速变化,可与混凝土强度存在相关性,可用于详细探查;雷达CT反映混凝土内部浇注的密实均匀性,可用于快速普查。

检测内容 误差 分析方法 检测依据

混凝土浇筑缺陷定位 8 % 谱能分析法

二维CT透视 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

构件自由水分布 10 %

混凝土浇筑密实均匀性 5 %

浇筑质量评价 质量等级

预应力梁板雷达CT检测实例

5桥墩接缝浇注质量检测

桥墩施工常遇到的表面质量缺陷,通过雷达探测,可掌握表面缺陷对构件的影响程度,为判定构件的使用安全和设计处置提供验算依据。

6混凝土浇筑质量三维成像技术

大型浇筑混凝土构件表面出现较明显的缺陷时,其影响程度是评价施工质量的关键因素。我们通过对某连续刚构桥现浇混凝土构件的检测实践,很好表现了构件内部质量情况。对施工质量的评价提供了直观可靠的依据,效果十分突出。

7现浇梁波纹管精确定位雷达探测层析成像

大型预应力构件波纹管在浇注过程中出现移位,是影响构件工况的重要因素。通过雷达层析成像进行精确定位,为验算设计参数提供准确数据。

8隧道衬砌结构不同介质雷达波频响谱能强度反演技术

采用谱能分析法对常规雷达数据进行精细化分析解译。主要是根据雷达波对不同材料介质频响谱能强度建立模型,通过反演构建三维效果图,达到对施工质量的量化评定和病害隐患性质的判定及空间位置的定位。

四雷达法―地质探测

三维成像技术是目前物探的主要发展方向。我们将其引入到雷达、声波等场地勘察、隧道地质超前预报、运营隧道病害探查等领域,其技术的先进性居国内领先水平。

1路基溶洞及采空区勘察

岩溶发育地区的溶洞是路基基础的极大隐患,他直接影响公路使用的承载力和运营安全,通过物探方法快速探明并加以处置十分必要。通过雷达波谱能分析,可提供地层结构,溶蚀发育情况,溶洞的规模、形态、空间分布等参数。

路基岩溶探测效果图

2桥桩基础溶蚀发育探测

不受桩底雷达探测范围狭小的约束,可在成孔施工任意阶段在桩位地表进行,可探测溶蚀、溶洞的发育情况、规模、形态和分布范围等影响基桩安全的参数,为指导施工、优化设计提供可靠依据。

3隧道地质超前预报

在隧道开挖过程中,三维超前地质预报可以全方位多视角地了解掌子面前方及周边围岩的岩性变化、构造分布及水文地质等信息,是为施工方案确定的有效手段。

地质雷达超前预报三维成像实例

地震反射超前预报三维成像实例

4运营隧道病害成因探查

运营隧道养护期间常遇到一些病害如滴渗漏水,衬砌结构变形开裂、掉块,大多是由于隧道围岩地质环境的应力和水系重新平衡分配引发的隐患表象化,治理加固必须在全面了解造成病害成因的基础上有的放矢地加以处置。地质雷达CT层析成像就是有针对性地解决这一详细探查问题。根据处治设计需要,可对隧道围岩周边一定范围内的岩体完整性、地质构造、衬砌结构质量缺陷、地下水分布等进行探查。

5大尺度探深地质勘察

常规地质雷达法探深一般只能达到15-30m,为加大探深能力,我们采用了雷达波谱能分析后处理技术,对地层深部无法直观识别的微弱信号进行提取分析,取得了80m探深的效果,在同其他物探方法勘察结果对比,有较高的吻合度,且具有快速高效、识别精度高、信息丰富的优势。

某隧道施工坍塌冒顶围岩扰动影响地表雷达勘察效果

五基于谱能分析法对物探信号后处理技术在工程物探领域的探索前景

(1)预埋金属构件锈蚀状况雷达法检测技术

(2)混凝土结构构件微裂缝深度探测

(3)小型浅埋(<50m)边坡滑动面雷达法探查

(4)桥梁钢管拱肋混凝土灌筑质量无损检测技术思路

(5)水库帷幕灌浆质量探测(>100m的大尺度探深)

(6)隐蔽生命体探测

(7)井下稀有矿矿脉探查