预裂爆破技术论文范文
时间:2023-04-11 04:56:49
导语:如何才能写好一篇预裂爆破技术论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:预裂爆破,提高可放性,提高回收率
∏型钢梁放顶煤采煤方法是近十几年来在全国逐步应用的一种采煤新工艺,它具有高产高效等优点,受到越来越多的煤矿企业的重视。但在生产过程中,仍有许多矿井没能达到预期效果。遇到的最突出的问题有瓦斯、煤尘、自然发火及顶煤回收率低等问题。其中,顶煤回收率低是大多数矿井普遍存在的问题。在煤体强度大、节理裂隙不发育、含有较厚夹矸层、韧性较大的褐煤、已经卸压的下分层等情况下,顶煤冒放性不好,容易造成顶煤滞后冒落和产生大块。使工作面单产大大降低,造成投入多、产出少的不合理的局面。
1.深孔控制预裂爆破技术
深孔控制预裂爆破是在工作面顶板辅助巷道或工作面上下顺槽向顶煤打钻孔,钻孔布置可根据顶煤厚度设计成单排或双排;孔间距根据煤层硬度适当调整,一般在5~10米之间;排距一般在2~5米之间。每一排中的钻孔为平行布置,爆破孔和控制孔间隔布置;爆破孔直径选择50~75mm,控制孔直径选择90~150 mm比较合理。装药采用装药器进行连续装药,采用合理的装药结构,以保证安全起爆并取得良好的预裂效果。
2.深孔控制预裂爆破效果考察
深孔控制预裂爆破提高∏型钢梁放顶煤工作面顶煤回收率试验是在我矿二水平四石门22层工作面回风巷一侧进行的。考察的指标有“顶煤运移量”、“顶煤破碎块度”、“工作面回采率”。
2.1顶煤运移量考察分析
考察顶煤运移量是采用“深基点”法进行的。在“未爆破区段”和“爆破区段”分别安设3个基点,基点位置分别距底板5米、7米、11米。其中5米和7米两个基点在顶煤中,11米基点位于顶板中。观测的运移情况见表1。
表1顶煤综合运移量观测数据表
篇2
关键字:高速铁路 隧道 爆破 参数 监测技术
中图分类号:U45文献标识码: A
High-speed Rail Tunnel Blasting Technology Research
FENG YI
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd, Xi’an 710043)
Abstract: With the domestic high-speed railway construction developing, blast tunneling technology as an important part, as the focus of research in the field outside the civil engineering. Article depending specific project,makes appropriate discussion in the current high-speed railway tunnel blasting working , from blasting, blasting parameters and blasting monitoring work .hoping playing a reference role in the future similar projects
Words: high-speed railway; tunnel; blasting ;parameter; monitoring technology
1.引言
西南地区处于多山地区,高铁的修建需要修建大量隧道,因此,隧道建设对于高速铁路的成功建成将至关重要。文中某高速铁路隧道全长7369米,该隧道的地质情况复杂,存在的不良地质依次为岩溶体、古崩塌堆积体、断层夹层破碎带等,洞身岩性主要为灰岩及白云岩,该类性质的岩体形成的溶蚀发育程度强烈,节理及裂隙发育程度较高,另外岩溶内含水量丰富,涌水量大,风险较高。爆破作为该隧道建设极其重要的工序,在隧道开挖中起着至关重要的作用。文章依托该隧道,从爆破施工,爆破参数和爆破监测工作对隧道爆破施工进行了较深入的研究。
2爆破施工
2.1 爆破工艺流程
隧道爆破施工工艺流程:施工准备测量钻孔孔洞清孔连线及装药实施爆破通风处理危石处理出渣
(1)测量钻孔
按照中线、拱顶、起拱线和仰拱底线标高划出开挖轮廓线和爆破的空位。对于光面爆破,预留600mm光爆层,把掏槽眼的位置按爆破设计炮眼位置画到掌子面上。
(2)孔洞清洗
①掏槽眼:该孔深度较周边眼及辅助眼要深100mm。孔位角度垂直掌子面,保持孔位平行于中线水平方向进行的钻孔,眼底误差和眼口间距误差不大于50mm;②辅助眼:眼孔深度为1.1m,角度要垂直掌子面,平行于中线水平方向钻孔;③二圈眼与光面爆破眼平行,都向轮廓线外插;④光面爆破眼:此组眼在爆破中占有较重要的左右,其开眼位置要保持在开挖轮廓线上,眼间距a=400~500mm。眼底、眼口误差在30mm内,炮眼方向可向轮廓线外有2~3%外斜率,眼底不超过开挖轮廓线的70mm;⑤清洗钻孔,保证孔内无泥浆。
(3)装药及起爆网络连线
①装药为两种装药类型,一种为光爆孔内装Φ20的小药卷,另一种为内装Φ32的大药卷,装药后需要保证装药炮孔均被堵塞炮泥,堵塞长度宜为150~200mm,现场爆破装药如图2所示;②起爆网络的连接:孔内采用7m毫秒非电导爆管雷管,每15~18根导爆管合并成一簇,每簇再用双发非电导爆管雷管传爆雷管连接处,最后将传爆雷管的导爆管并为一簇,其中有1发火雷管作为起爆管引爆整个爆破网路;③装药及起爆网络连线时一定要按设计孔眼装药,雷管段数数量上要保证足够,并且雷管间的起爆网络连线要正确,从而达到良好的爆破效果。
(4)爆破、通风和危石处理
待爆破、通风后,由有经验、动作敏捷的人员进入爆破工作面对顶部危石处理,顶部围岩稳定后再进行下道工序作业。现场爆破如图1所示。
图1 现场爆破
2.2 爆破方式的选择
根据设计要求,隧道钻爆法施工,在岩质为硬岩的区域采用光面爆破,在岩质较软的区域采用预裂爆破。选择爆破参数必须经过现场试爆后最终确定。隧道爆破应采用微差控制爆破,爆破的时间严格安排在政府相关部门批准的时间段内,隧道洞破设置防护网,爆被等,严格控制爆破震动,避免对周围环境的干扰。根据上述要求,设计中Ⅲ,Ⅳ级较硬围岩段采用钻爆法施工。并且根据不同的围岩级别,采用不同的施工方法。其中,Ⅲ级中风化较硬围岩段采用全断面法,Ⅳ级强、全风化围岩段采用台阶法,并根据不同工法对布设方式及线路进行微调。
根据现有爆破技术及通用做法,山岭隧道爆破方法为毫秒微差爆破+光面爆破法。毫秒爆破原理是用毫秒雷管严格按照一定的爆破顺序连接后起爆炸药包组,爆破前后阶段的时间间隔极其短暂。根据爆破原理,由初始爆破产生应力波使岩石破坏碎裂,应力波通过岩石间的裂隙扩散,并且相互叠加干扰,使岩石被一次或多次粉碎。所以在爆破前计算好装药量和做好装药连线,计算开孔位置,对爆破的效果都会起到重要作用。
3爆破参数设计
3.1 爆破控制参数的选择
在进行布眼钻孔前,宜先进行爆破计算,并且在试验段进行试爆,结合爆破监测不断改进、调整爆破参数,从而确定合适的爆破方式。
爆破参数:①炮眼直径:D=42mm;②孔距:光爆眼E=400mm,预裂眼F=400mm,二圈眼a=900mm,光爆眼与二圈眼之间光爆层厚W=600mm,辅助孔水平间距a=600mm。
为控制爆破形成有利于后期爆破的临空面,达到最佳爆破效果,必须采用微差控制爆破,爆破参数可根据现场试验,或按经验值取大于200~300ms。震动速度根据其衰减规律,采用以下规范公式进行预估算:
(1)
式中 v―质点震动速度,单位cm/s;
K―与爆破场地有关的系数,取值见表;
Q―总装药量(齐发时为总药量,延发时为最大一段装药量,kg);
R―测点到爆破中心的最小距离,单位m;
a―地质条件;
相关的参数如表1所示。
表1 不同地质条件爆破震动参数
爆破时间间隔计算是通过记录爆破震动持续时间确定的,也可以按下式计算爆破时间间隔:
(2)
式中 Ri、Ri+1―第i、i+1段爆破中心距控制震动点的距离;Vs―岩石中波速;Tyi―第i段爆破震动持续时间。
本工程掘进区间分为Ⅲ级和Ⅳ级围岩,对于围岩较好的Ⅲ级以上围岩地段,提前采用“预裂爆破”,对于围岩差的Ⅳ级以下围岩地段,爆破方式采用“光面爆破”。
在两种工法选择爆破参数时,应按照工程类比经验或施工规范,合理选择周边眼、掏槽眼、辅助眼间距,最小抵抗线等参数。周边眼沿设计开挖轮廓线布置,采用φ20mm小直径药卷,并采用不耦合方式填塞炮孔,以到达控制爆破震动影响目的;其次药量沿炮眼合理布置,保证周边爆破时产生临空面;掏槽炮眼布置宜根据隧道开挖断面位于隧道面重心下,并加大装药量,形成初始临空面,以利于后面爆破。辅助炮眼应按一定规律地布置在隧道面周围,辅助炮眼布置距离应根据规范及经验确定,这样可以使爆破的石渣块体大小达到出渣及运输要求。起爆方式采用毫秒雷管微差起爆来控制爆破震动,保证中间岩柱的稳定。爆破中应及时监测中间岩柱的破坏程度,以确定是否重新调整爆破参数。
施工时应根据爆破作业点和保护物之间的距离,调整微差爆破的段数并控制单响装药量,达到控制爆破各要素的目的。
3.2 炮眼布置方式
①光面爆破眼和周边眼均朝向轮廓线外斜角打眼,外斜角度1.7~2.5°,外斜率为3%~6%;②二圈眼应与光爆眼平行,外斜率均为3%~6%;③掘进眼均平行与导洞的中线;④掏槽眼采用直眼掏槽,比其它布设的炮眼加深200~300mm。
3.3 炸药,雷管的选择
(1)炸药为2号乳化炸药,药卷尺寸分别为Φ32mm和φ20mm,φ20mm小药卷用于光面爆破。装药结构为:①周边眼与光爆眼采用直径为φ20的小药卷,为不耦合装药结构,采用竹片进行不耦合装药。②其余炮眼采用Φ32药卷,为底部连续结构,炮泥仅填塞炮口处。
本工程采用非电毫秒雷管和导爆管相结合的方式进行爆破,导爆管、非电毫秒分别用于炮眼内连接和起爆。
3.4 起爆顺序
起爆顺序的控制对爆破效果至关重要。其中,光面爆破起爆顺序:掏槽眼装药点燃初爆周边眼爆破;预裂爆破与上相反。根据爆破学原理,前一段爆破应为后一段创造良好的临空面,且爆破过程要有时间间隔。所以,爆破参数在设计时就应严格按照这些思路,在爆破时序及爆破用量上加以控制,达到对爆破效果的优化。
4爆破监测及设计
在本工程爆破过程中,进行了相关监测工作,用于保障施工安全,并将爆破信息反馈给施工方,得以提高爆破工作质量。监测仪器采用TC-3850振动记录仪。监测仪器如图2所示,高速公路测点布置如图3所示。
图 2TC-3850振动记录仪图
图 3高速公路测点布置图
爆破产生的实际波形如图4、图5所示。
图4垂直振动速度示意图
图5水平振动速度示意图
结合爆破监测结果,对产生波峰加速度较高的测点进行分析,发现垂直振动效应对结构物的影响较大,故隧道开挖过程中应考虑加大建构筑物垂向抗震等保护措施。
另外,我们根据采集的样本点进行了数值拟合及相关爆破数值模拟。测点样本数值震速曲线拟合按“萨道夫斯基经验公式"进行,图6、图7是拟合曲线。由于篇幅有限,问中仅给出采集测点1、测点2样本点拟合曲线及实测公式,爆破数值模拟不再给出。
图6测点1样本拟合曲线
图7测点2样本拟合曲线
测点1拟合公式:;
测点2拟合公式为:
从拟合曲线可以看出,震速的控制因子主要为爆破装药量、震源与测点距离,由于震动速度呈现离散性分布态势,所以除了以上两个因素外,还有其余因素控制了震动的速度,比如岩石的性质、孔隙水对应力波的消散作用、裂隙及钻孔布置等。但通过试验和模拟过程,能够有效分析及控制爆破中的装药量和距离,提供了数量级别上的定量分析,也为炮眼装药,炮眼布孔距离等参数优化提供了数据分析支持。由此可见,施工中结合信息化、监测数据反馈是隧道开挖中不可或缺的一部分。
5结语
爆破是隧道开挖中一项重要的环节,当前高速铁路正快速的修建,更多隧道正在开挖,这也对工程爆破提出了更高要求,文章主要从爆破施工、监测及信息反馈简明扼要的分析了高速铁路隧道爆破的主要思路,提出了相关建议,突出了信息化施工在隧道建设过程中的重要性,对以后的工程提供了一定参考价值。
参考文献
[1]中国工程爆破协会. 爆破安全规程GB 6722-2003[S].北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫局,2003
[2]王梦恕. 21 世纪山岭隧道修建的趋势[ J ]. 铁道标准设计, 2004, (9) : 38 - 40.
篇3
为了更快地实现我国交通运输的高速化和重载化,就必须首先要加快基础设施建设的步伐,然后对隧道的建设采用正确的开挖方法,最后要在隧道施工的过程中把握好施工技术的要点。只要做到了以上几点就一定能实现我国交通运输的高速化和重载化。本文首先介绍了几种常见的隧道开挖方法,接着阐述了如何确定隧道工程实施前的准备工作以及工程实施的技术方案,最后从工程在我们建设当中的施工技术处理方面的情况进行了比较透彻的剖析。希望对相关人士能够有所帮助。
【关键词】隧道开挖、工程施工方案、工程施工技术
中图分类号:U45 文献标识码:A
1、前言
隧道施工中,开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。隧道开挖常用的方法有全断面法、环形开挖留核心土法、台阶法、交叉中隔墙法和双侧壁导坑工法。从工程造价和施工速度考虑,施工方法选择顺序应为:全断面法正台阶法交叉中隔墙法双侧壁导坑法。本文主要介绍了全断面法、环形开挖留核心土法和双侧壁导坑工法这三种开挖方法。
2、隧道施工的基本技术原则 因为围岩是隧道的主要承载单元,所以要在施工中充分保护和爱护围岩。避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度,使暴露的围岩尽量保留既有的质量,是最重要最基本的原则。 为了充分发挥围岩的结构作用,应容许围岩有可控制的变形。变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。
3、隧道开挖的三种方法
1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。全面开挖法适用于以下施工条件:一是I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。二是有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。三是隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于1km,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。
2、环形开挖留核心土法环形开挖留核心土开挖法适用于以下施工条件:一是环形开挖进尺宜为0.5-1.0m,核心土面积应不小于整个断面面积的50%;二是围岩地质条件差,自稳时间短时,开挖前应按设计要求进行超前支护;三是核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。
3、双侧壁导坑法 双侧壁导坑法开挖施工应注意以下几点:一是侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。二是各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺。三是应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。四是左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。
4、确定公路隧道工程实施的准备工作和施工的技术方案
我们在对公路的穿山隧道的建设中,各种管道的布置非常的多,而且在施工中很容易受到现场实际情况的局限,因此,我们在施工中时,必须要遵循相关的规定同时符合相关标准,从而,我们要制定最为合理的管道安装方案,保证我国公路交通隧道建设的安全健康发展。 1、如何安排施工的作业线。通常情况下,公路交通隧道是利用导洞先行的方式的,浇筑中墙的深度一般是掘进45米,这种方式的依据是公路隧道设计的结构和工程施工现场的地质情况,在这里值得强调的是,在中墙的混凝土必须要大于百分之七十的时候才能够进入左洞,而对于右洞来说,它的掘进面必须要晚于左洞十米才可以。我们必须要在周围的岩石变形已经基本稳定后在进行左洞或右洞的第二次模筑衬砌,一旦出现早期我们的支撑强度小或者是周围岩层变化过大时,则我们必须要首先增强早期的支撑强度,而且还要对二次衬砌设计的参数进行修改。我们一般把掘进面和左洞及右洞的间距控制在25-35m范围内。因为,这样我们就可以在进口和出口处就建立了中墙、中导洞、右洞开挖、左洞开挖以及第二次模筑衬砌五道并行的作业流水线,这样既增加了隧道的施工工作面,这样同样可以剪短我们的工程时间。 2、如何做好我们施工当中的通风和防尘工作。一旦在隧道内需要进行爆破,我们则一定要使用湿式凿岩的工程施工办法,我们在工程建设时尤其是爆破后必须要进行洒水,目的是尽可能的降低施工环境内的粉尘数量。对于洞内的通风方式我们一般采用压入式,我们必须同时向左右洞以及中导洞内送风,所以建议使用三台轴流风机,轴流风机的送风口与工作面的距离不能大于15米。
5、应对公路隧道建设时期的技术处理 1、超前小导管在隧道建设中的技术
(1)制作管道。超前小导管必须使用管道壁厚为5毫米,管道外径为50毫米的热轧无缝钢制作,小导管长度一般我们设计5米。我们一般是把无缝钢管的一头上焊上钢箍,然后把另外一头压制成锻头,应留400mm作为止浆段,之后再钻四排注浆孔,注意应沿管壁的四周钻孔,并且排孔位是要相互错开的。
(2)钻孔。确定孔眼的位置时应严格的遵照设计的环向间距并以临近开挖面的钢支撑作为支点。外插脚应沿钢支撑的外侧进行钻孔,孔深约为500cm,左洞和右洞约为250cm,中导洞约为320cm。
(3)导管注浆的安装。钻孔完成后,应用高压风进行清孔,安装完小导管之后应使用牛角泵压注30号的水泥浆,注浆的压力应在0.7到1.0MPa的范围内,当达到压力时应继续工作15分钟再停止注浆。 2、爆破技术。工艺质量是影响隧道施工的关键因素,而防排水质量以及开挖和初期的防护又影响着工艺质量,这其中最重要的影响因素就是开挖的质量,开挖的质量取决于钻爆的质量,因此钻爆的质量就是影响隧道质量的最重要的因素了。进行石方的开挖作业时,应先在主爆区爆破前爆破出一条贯穿裂缝,并且此裂缝应具有一定的宽度,从而控制爆破对岩体的破坏影响,并且缓冲因爆破所引起的振动波,这样就能获得最为凭证的开挖轮廓,这种技术就是预裂爆破技术。 3、特殊地质条件的技术处理
(1)塌方的处理。治理隧道塌方时,应坚持防治结合的方针,预防为主,及时的预报施工现场的地质情况,施工时严格的按照设计规范要求进行施工,确保各道工序的施工质量,应根据围岩的实际情况,控制各道工序间的步序拉开长度,对于地质条件不佳的边仰坡地段,必须及时的进行量测监控并采取相应的防护措施。
(2)涌水和渗水的处理。洞内治水最重要的原则应是防水和排水相结合。首先应将涌出的水排除处洞外,但是不能影响正常的施工环境,一般反坡的排水方式主要是采用挖积水以及排水泵等机械排水管路排水的方式,而顺坡的排水方式则是采用挖临时排水沟自然排水的方式,其中围岩处涌水和渗水的治理应是最关键的治理步骤。
(3)环境的影响。当前,国家日益重视环境保护与环保,对于我们的公路建设来说,也要顺应这个时展的趋势与潮流,在过程中注重环境问题,在工程设计与方案确定的时候,必须注重对环境的维护与保护工作。 4、设置止水带并采取相应的控制措施。对于衬砌防水混凝土空隙进行灌注施工的时候,一般会预留防水混凝土的施工缝,这个施工缝要有相应的防排水措施。对于在复合式衬砌中,常用的止水措施就是使用塑料或者橡胶性质的止水带。在后续的二次浇筑之前,对于上层浇筑的混凝土应该用钢丝刷进行刷毛处理,或者可以在上层混凝土浇筑后4- 12小时内,使用高压水把混凝土表面冲击干净平整,在过程中必须保证止水带的接头处理良好,在混凝土的浇筑施工中要避免对止水带找出破坏,时刻检查是否造成止水带的位置变化,一旦发生接头不紧密、割破或者位置变化等,一定的及时处理与调整,尽量保证止水带作用的最良好的发挥。要保证止水带有专业的固定和防止位移的措施或者设备,同时接头的大小也要符合相关标准要求同时要保证止水带有专业卡环固定并延伸到两端混凝土中去,在施工检查过程中要做好详细的记录,对于存在和发现的问题,要及时处理与补救 。
【结束语】在公路工程建设中,隧道工程是公路工程中最关键且难度最大的建筑部分,尤其是近些年来,随着西部的不断开发与发展,坚持国家西部开发的战略,顺应着这种趋势与潮流,高等公路工程不断从沿海地区向西南西北山岭地带延伸与发展,我国的公路总量不断增加,涉及的广度与范围越来越大,相应的,这对于公路隧道的建设有了新的更高的要求与标准。论文主要就公路隧道开挖方法,施工的准备工作以及技术方面的进行详细的探讨与论述,并对相应的现实的施工技术状况进行分析与阐述。希望对相关人士能够有所帮助 。
篇4
关键词:公路隧道施工安全风险管理风险监控 应对策略
中图分类号:U45文献标识码:A 文章编号:
一、引言
近年来,公路工程建设取得了快速的发展,它在加强地区之间的联系,方便人们的生活等方面发挥巨大的作用。隧道施工是公路工程建设的重要组成部分,由于隧道施工是一项系统和复杂的工作,再加上受到地形地质条件、气候、水文等条件的制约,这就使得公路隧道施工存在着较大的风险。在施工过程中,由于施工安全风险管理不到位而引发的公路隧道施工事故屡见不鲜。因此,必须引入安全风险管理理念,加强对风险的预防和控制,预防地质灾害的发生,保障公路隧道施工的安全。
二、公路隧道施工风险的特征
公路隧道施工是公路工程建设不可缺少的组成部分,由于受到多方面因素的影响,往往存在着较大的风险。与一般工程施工风险不同的是,公路隧道施工风险具有自己鲜明的特征,具体来说表现在以下几个方面。公路隧道施工风险与工程地质条件和水文条件有着紧密的联系,地质条件较差,水文条件不适宜,往往增大施工的风险;公路隧道施工风险具有隐蔽性的特征,常常隐藏于施工过程中,不容易被发现;公路隧道施工风险具有随机性的特征,它的发生是随机的,由于安全风险管理不到位,或者受到地质、水文条件的影响,从而导致安全事故的发生;公路隧道施工风险的后果严重性,一旦发生事故,往往导致人员伤亡,影响工程的进度,给公路工程建设带来巨大的影响;公路隧道施工风险与现场施工条件有着紧密的联系,如果现场管理不到位,材料、机械设备、人员没有得到合理的安排,往往导致安全事故的发生。因此,为了预防隧道施工安全事故的发生,必须加强对施工现场的管理工作,保证施工材料、人员、机械设备得到合理的安排,促进施工的顺利进行,预防安全事故的发生。
三、公路隧道施工安全风险管理的步骤
由于公路隧道施工存在着较大的风险,而为了预防和应对这些风险,有必要引入安全风险管理理念,对风险进行识别和预防,进而采取相应的风险控制措施,提高公路隧道的风险预防能力,保证公路隧道施工的顺利进行。一般来说,公路隧道施工安全风险管理包括以下几个步骤。
1、风险识别。风险识别是指,找出影响公路隧道施工目标顺利实现的主要风险因素,并识别出这些风险究竟有哪些基本特征、可能会对哪些方面产生影响。风险识别是公路隧道施工安全风险管理的不可缺少的重要环节,在整个公路隧道施工安全风险管理中有着重要的现实意义。它是进行风险评估和风险管理的前提与基础,在实际工作中具有重要的现实意义。如果不能准确地识别施工面临的潜在风险,就会失去处理这些风险的最佳时机,因此,必须高度重视公路隧道施工的风险识别工作。
2、风险评估。风险评价是指在整个公路隧道施工过程中,对存在的风险进行连续的辨识和分析,为有效地控制风险提供依据。风险评价通常也分为两个步骤:第一,风险辨识;第二,风险分析。对隧道施工风险因素进行全面分析,估算出风险发生的概率大小和可能造成的损失的大小,找出其中的关键风险,确定公路隧道施工的整体风险,为如何处置这些风险提供科学合理的依据。风险评价是公路隧道施工安全风险管理和控制风险的前提,在实践中必须高度重视。
3、风险应对。它是指当公路隧道施工风险发生的时候,采取相应的措施对风险进行处理和应对。主要包括两个方面的应对措施:一种是在风险发生之前,针对风险因素采取控制措施,以达到消除或者减缓风险的目的,包括风险规避、风险缓解、风险分散等措施;另一类是在风险发生之前,通过财务安排来减缓风险对隧道施工目标实现的影响程度,包括风险自留、风险转移等措施。
4、风险监控。风险监控是指在公路隧道施工过程中,对可能存在的风险以及风险的处理效果进行监视和控制,风险监控应该贯穿于公路隧道施工的全过程,并且需要连续进行,全面跟踪并评价风险处理活动的执行情况。
四、公路隧道施工安全风险管理的策略
为了应对公路隧道施工中可能存在的风险,结合施工的实际情况,笔者认为可以采取以下安全风险管理策略。
1、塌方或崩塌的应对策略。隧道开挖过程中,地质条件、地下水、设计不当、施工作业方法不当都可能导致塌方,其应对策略包括:运用围岩预加固技术,打超前管棚,通过预注浆以加固围岩,提高围岩的性能指标。或者运用旋喷拱、预切槽,减少围岩的变形。施工之前采取适当的排水措施,引排地表水,避免排入隧道。采取正确的方法开挖隧道,比如台阶法、短台阶法、中壁法等等,加强初期支护。做好围岩量测工作,发现围岩变形和异常情况及时采取措施处理和应对,例如,进行永久性混凝土衬砌支护、采用钢筋混凝土衬砌,增加衬砌混凝土厚度等等。
2、岩爆的应对策略。如果岩爆发生在埋藏较深、干燥和坚硬的岩层中,设计文件中有这类地质的时候,应该提前防卫;如果岩爆发生在新开挖工作面及其附近的时候,应该重点防止岩爆对人员造成伤害。具体的措施包括以下几点:在掌子面自拱部至边墙打超前释放孔,周边预裂爆破松弛,运用松动爆破、超前钻孔预爆法,先释放岩层的原始应力,减少岩爆造成的危害。向岩面喷水或者洒水进行湿润,及时清撬,施工人员需要佩戴钢盔和防弹背心,在强烈岩爆发生的时候,机械设备和施工人员要撤出岩爆区。
3、涌水的应对策略。第一、引排水,查明水源流向及其与隧道的位置关系,采用涵洞、暗管、暗沟、泄水洞、引水槽、排水沟进行排水。第二、堵水,如果溶洞或者暗河水流不大的时候,采用注浆堵水的方式进行处理。第三、隧道反坡排水,利用抽水机配以管道排水,分段设置固定泵站和集水井,固定泵站和开挖面之间设置临时移动泵站,用潜水泵抽水至固定泵站的集水井。
4、瓦斯的应对策略。对于隧道内的设备、开关、照明装置等都采用防爆型,瓦斯隧道内禁止明火作业,严禁吸烟。封堵瓦斯,注入水泥浆或者其它材料,堵塞岩层,防止瓦斯渗入。在掘进工作面距煤层适当距离,打两个预测孔,预测有无瓦斯突出的危险。瓦斯排放之后,打两个检验孔,检验瓦斯的排放情况。揭煤之后,及时做骨架支护,防止冒顶,并做好通风和瓦斯检测工作。
5、岩溶的应对策略。对于小型溶洞可以采用堵塞的方式进行处理,隧道底部的小溶洞用换填片石、干砌片石、浆砌片石回填压实。对于隧道边墙的小溶洞,运用浆砌片石进行封堵。对于规模较大的溶洞,采用跨越或者支承墙加固的方式进行处理。在岩溶隧道施工的时候,管棚注浆综合预加固,微震爆破,做好初期支护工作。
五、结束语
总之,在公路隧道施工过程中,引入安全风险管理理念具有重要的现实意义。它不仅对施工组织具有重要的指导作用,还有利于在设计和施工之前对公路隧道施工可能存在的风险进行全面的分析,有利于预防不良地质灾害的发生,有利于保障隧道施工的安全。因此,今后在公路隧道施工过程中,施工单位应该对此进一步重视。
参考文献:
[1]牛柏川.公路长大山岭隧道施工安全风险评估与管理研究[D].西南交通大学硕士学位论文,2011
[2]仇.小净距大跨度公路隧道安全风险管理与施工技术[J].现代隧道技术,2011(5)
[3]由广明.公路隧道施工安全风险管理[J].山西建筑,2010(3)