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预裂爆破技术论文精品(七篇)

时间:2023-03-16 15:59:30

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇预裂爆破技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

预裂爆破技术论文

篇(1)

关键词:预裂爆破;高边坡;爆破震动;稳定

Abstract: through the engineering practice in high side slope excavation of pre split blasting Wangkuai reservoir, from construction technology, the blasting parameters, blasting effect aspects of the pre-splitting blasting technology to ensure the stability of slope, the excavation of high slope in as far as possible to reduce the damage of blasting vibration on the slope of the role, to ensure the smooth and slope stability keep the slope.

Keywords: presplitting blasting; high slope;blasting vibration; stability;

中图分类号:TB41文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

1 引言

露天深孔爆破由于施工进度快,一次爆破工程量大,施工成本低而在石方开挖工程中得到了广泛应用,近年来随着水利水电建设步伐的加快,露天深孔爆破在石方开挖中的应用也越来越广,但如何保证开挖边坡的稳定、如何减少露天深孔爆破对边坡稳定的危害,是爆破施工必须要面对的课题。本文根据爆破施工的理论和实践经验,结合边坡稳定,论证了预裂爆破技术在高边坡开挖中的作用。

2 工程概况

王快水库溢洪道石方扩挖96.2万m3,最大开挖深度75m ,每10m预留1.5m宽马道,爆破施工工期18个月,工程量大,施工强度高。但溢洪道边坡下游段表层为全风化花岗片麻岩外,下部呈弱风化,岩石节理、裂隙、断层及软弱结构面发育,岩层和断层的走向对边坡稳定极为不利。

3 高边坡预裂爆破设计与施工

3.1 预裂爆破概述

炸药在炮孔内爆炸时,产生强大的冲击波和高压气体并猛烈冲击炮孔四周的岩体,使得周围的岩体破碎或开裂,为了使爆破开挖的边界尽量与设计的轮廓线相符合,不出现超挖和欠挖现象,同时也使开挖边界上的岩体能尽量保持完整无损,保持其强度和稳定性,降低爆破震动的危害范围和破坏程度,在爆破施工中,常采用预裂爆破的方法保护边坡,有的还在主炮孔和预裂孔之间布设缓冲孔。

所谓预裂爆破就是沿开挖边线布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区爆破之前,预先沿着设计轮廓线爆破出一条具有一定宽度的裂缝,以减弱主爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。进行预裂爆破时,为使岩体开裂而又不致使岩壁遭受破坏,希望爆炸冲击波作用于孔壁上的径向压力要低于岩体的极限抗压强度,而由此派生的切向拉应力则要超过岩体的抗拉强度,而岩石的抗拉强度比抗压强度要低得多,这就为实施预裂爆破提供了有利条件。实践表明,预裂爆破具有明显的降震作用,是减小露天深孔爆破对边坡稳定性影响的最有效措施之一。

3.2 预裂爆破参数设计

3.2.1钻孔孔径

预裂爆破的钻孔直径与台阶高度有关,一般3~5m的台阶,可选择40~50mm的孔径;6~15m的台阶,可选择70~100mm的孔径;15~30m的台阶,可选择100~150mm的孔径;超过30m的台阶,可根据具体钻孔设备采用大孔径预裂孔。钻孔直径与台阶高度基本成正比关系,即台阶越高,孔径越大,但过大的孔径是不经济的。通过大量的工程实践总结和分析,有如下经验公式:D=30+4H

式中:D为钻孔直径(mm);H为台阶高度(m)。

施工中所选钻孔直径与计算值越接近,经济性越佳,技术性越合理。本工程根据上式、台阶高度及现有设备选用的孔径为90mm。

3.2.2 钻孔间距

钻孔间距与钻孔直径的比值称为孔径比E,E值是一个重要的技术经济指标,它的大小决定了钻孔数量和预裂爆破的质量。从施工经济指标出发,E值取大一些好,E值越大钻孔数越少;从技术质量指标出发,E值小一些好。E值取的大一些,钻孔虽然少了,但边坡坡面质量和平整度降低了。爆破理论证明,分散装药远比集中装药爆破对边坡的破坏小,E值小时,炮孔数多,药量相对分散,预裂爆破形成的坡面质量和平整度好。一般E值在8~12之间选取,岩石坚硬,完整性好,E值可取大一些;岩石风化,节理裂隙发育,E值应取小一些。本工程E值取10,即钻孔间距a为90cm。

3.2.3 钻孔深度

炮孔深度根据台阶高度及设计坡比加超深确定,本工程台阶高度H为10m,设计坡比为1:0.3,超深取0.3m。则孔深为:

L=(H+h)/sina=(10+0.3)/sin74°=10.75m

式中:L为孔深,H为台阶高度,h为超深。

3.2.4 预裂孔与缓冲孔排距

为获得良好的开挖边坡,在紧邻预裂孔外侧布置一排缓冲孔,采用不耦合装药结构,爆破时在主爆孔后隔一定时间间隔起爆,以减轻爆破时对预留边坡的冲击作用,达到保护边坡的目的。预裂孔与缓冲孔之间的距离一般为正常炮孔的一半,主要是控制空地距离不得大于1.5~2.5m,本工程取排距为1.8m。

3.2.5 炸药

炸药采用2#岩石硝铵炸药,若孔内有积水,则采用乳化炸药,药卷直径32mm。

3.2.6 不耦合系数

经工程实践证明,不耦合系数η=D/D0(D为炮孔直径;D0为药卷直径)在满足η=2~5时,才能形成质量良好的预裂缝。当D>100mm时,η取3~5;当D<100mm时,η取2~3。本工程采用药卷直径为32mm,不耦合系数η=90/32=2.8。

3.2.7 装药结构与线装药密度

预裂爆破既要保证预裂缝的贯通,又要保护炮孔孔壁不受破坏,尽可能提高半孔率,达到坡面平整,边坡稳定要求。在装药结构上尽可能使药卷和炸药能量得到均匀分布。采用不耦合装药结构。按照设计的药卷直径、数量和间隔距离连同单根导爆索一起绑扎在竹片上,构成药串,然后将加工好的炸药串送入炮孔内,使竹片贴在保留边坡侧。

预裂孔的线装药密度一般为0.1~1.5kg/m,由于孔底岩石夹制作用,为确保裂缝贯通到孔底,在孔底1~2m范围内增加2~3倍药量。本工程采用武汉水利水电学院经验公式计算。

q线=0.127*[σ压]0.5*[a]0.84*[D/2]0.24

式中:q线为线装药密度(kg/m);σ压为岩石的极限抗压强度(MPa),根据地质资料70 MPa;a为炮孔间距(m);D为炮孔直径(m)。经计算本工程线装药密度q线为0.46kg/m。

3.2.8 堵塞

孔口堵塞时,先用炸药的包装袋或草把团成一团送入炮孔,并于炸药最上端接触,然后用略微潮湿的粘土分段夯实堵塞。堵塞长度为1.5m。

3.2.9 起爆网络

起爆网络采用导爆索起爆网络,用1根主导爆索将各预裂孔的导爆索串联起来,然后在主导爆索上绑扎2发非电毫秒导爆雷管实现微差间隔起爆。边坡预裂孔应先于其它炮孔75ms以上起爆,以便首先形成连续贯通的预裂缝,以阻隔后续爆破时对保留边坡的扰动破坏。

当预裂爆破规模较大时,为减轻预裂爆破过程中对保留岩体的影响,可分段进行微差爆破,每段之间连接2发2段非电毫秒导爆雷管起爆。

3.3 爆破效果

石渣清理后,经过现场察看,边坡超欠挖基本控制在15cm之内,平整度符合规范要求,坡面岩石无扰动现象,预裂炮孔半孔率在80%以上。说明以上爆破参数是比较合适的,保证了边坡的稳定。

4 预裂爆破施工中应注意事项

(1)钻孔时应经常检查钻孔的倾角和方位角,钻孔偏斜误差应控制在1°之内,确保预裂孔在同一个平面上。

(2)为了克服炮孔底部岩石的夹制作用,炮孔底部应适当增加装药量,当孔深为3~5m时,线装药密度增大为2~3倍;孔深超过10m时,线装药密度增大为3~5倍;底部增加药量的范围为孔底起约0.5~1.5m。

(3)预裂孔在同一平面时,宜采用导爆索连接并同时起爆。

(4)预裂爆破分段起爆长度不宜小于10m,这是因为长度过短,会使预裂线两端所受夹制作用过大,影响预裂爆破效果。

(5)预裂炮孔和主炮孔之间应布置一排缓冲孔,以减少预裂线附近大块石集中现象,保证爆破效果。

5预裂爆破的特点

(1)预裂边坡平整,稳定性好,利于施工期及水库运行后永久边坡安全。

(2)开挖时不用预留保护层,预裂缝之外都可以采用深孔爆破,简化了施工程序,加快了施工进度。

(3)所形成的预裂缝能有效削减爆破应力波对永久边坡的危害。

(4)减少了边坡整修工程量和超欠挖现象,节省了混凝土的回填工作量。

(5)减少了岩基固结灌浆处理工程量。

6结语

边坡的稳定性既受地质地形条件、气候条件的影响,又受爆破方法、爆破技术的制约,所以,在爆破施工中如何保护边坡稳定是一个较为关键的问题。本工程采用预裂爆破技术取得了较好的效果,可以说预裂爆破技术是解决高边坡开挖稳定问题的有力措施之一。

参考文献:

[1]李彬峰.预裂爆破技术在大连港矿石专用码头中的应用.北京.第三届北京工程爆破学术会议论文集.2003.

[2]刘卫东,于亚伦,王德胜等.高台阶靠帮预裂减震爆破的实验研究.工程爆破,1997,1:18~23.

[3]周志刚.预裂爆破在实际施工中的几大问题分析.四川水力发电.2003(9):77~78.

[4]冯叔瑜,顾毅成.路堑爆破边坡质量控制技术的发展与分析.北京.第三届北京工程爆破学术会议论文集.2003.

篇(2)

关键词:地铁风井;爆破开挖;控制技术

1地铁风井爆破开挖中震动控制

1.1具体原理

当前,国内外降低爆破震动、控制爆破震动影响范围的方法主要包括以下两种Ⅲ:

(1)控制单响药量。单响药量的大小直接决定了爆破震源的能量大小,通过对单响药量的控制,能够减弱爆破震源的爆炸能量,是降低爆破震动效应的最佳途径。

(2)阻断爆破震动波的传播,将爆破与被保护的建筑物形成隔离,通过天然原有的破碎层或者通过预裂爆破形成预裂缝,又或者通过挖减震沟槽的方式对爆破地震波形成阻隔,避免地震波向被保护的建筑物传播。

1.2地铁风井爆破开挖减震控制技术

下面以广州地铁某线为例进行研究,广州地铁某线中间风井位于楼群与学校等重要设施之间,风井开挖面积1630m?,开挖深度18m,距离地表24m,开挖区周围环境非常复杂,需要进行爆破开挖施工,不仅要求保证施工进度和爆破效果,同时还需要保证爆破安全,尤其是需要将爆破振速控制在2.5cm/s以内,施工难度长大。

(1)爆破质点震动速度控制

在爆破设计中,无论是施工方案的选择,还是爆破参数的设计,都采用了微震动方法目,采用质点震动速度标准为:

施工方案:首先通过手风钻钻孔,浅孔台阶爆破,小型挖掘机挖装,吊车垂直运输到井外。利用分层分布开挖的方法,首先在风井中选择距离火车东站站房c地铁一号线相对较远的地方进行掏槽爆破,然后沿掏槽四周进行浅孔台阶爆破,最后进行光面爆破。该施工方案实际上是通过对每次爆破的药量进行控制,从而实现降震的效果。

爆破参数设计:本工程的爆破参数设计均以前面确定的质点震动速度标准作为依据进行设计,具体如表1所示。

(2)爆破施工过程中的震动控制

首先,采用微差起爆网路对单响药量进行严格的控制,根据爆破点与建筑物之间的距离确定最大单响药量。在进行起爆网路设计时,通过微差网路,对爆破孔进行合理的组合,有目的的降低单响药量,从而使其控制在设计要求之内,实现减震的效果。

其次,在确保爆破效果的前提下,选择合理的微差间隔时间,将爆破分为若干段,确保周围建筑物的安全。微差间隔时间的选择需要考虑岩石性质、孔网参数、装药量、爆破目的以及爆破网路的安全性。在本工程中,爆破孔中装有13段雷管,微差间隔时间设置为50ms,最终取得了较好的减震效果。

另外,注意爆破的顺序和方式,避免形成闷炮,减少震动带来的影响,一般可以通过掏槽首先创造良好的自有空间,然后沿着自由面顺序起爆,能够减少对后排炮孔产生的阻挡。

2爆破安全与环境保护

2.1飞石防护

地铁中间风井爆破产生的飞石对外部环境产生的影响主要由爆破点在井内深度以及防护工作质量决定。为了保证爆破安全,应该采取严密的防护措施,常用的措施主要有以下几种:

(1)井边遮棚式防护。在井壁边缘,尤其是临建筑物一侧,搭设用脚手架作支架的防护棚架,片面利用建筑尼龙网以及双层竹芭进行搭接,不留空档。

(2)井口钢筋网盖板防护。通过钢筋网制作井口盖板,在爆破前将钢筋网吊放到井口上,然后在其上面铺设竹排。

(3)井内爆破防护。在风井内所有爆破孔装填完炸药之后,首先在爆破岩石面铺设一层砂包,然后再砂包顶面通过钢筋网交错密铺,最后再铺设一层砂包。

2.2爆破安全警戒距离

风井爆破经过防护之后,爆破飞石的警戒距离应该设置在50m以上,爆破过程中,应该暂时周边交通,并让行人退到安全警戒范围之外。

2.3爆破管理

首先,在进行强噪声作业时,应该对作业时间进行严格的控制,在每天22:00至第二天7:00之间应该停止强噪声作业。如果有特殊情况需要在夜间施工,应该尽量降低噪声,并与建设单位沟共同到建委审批,经批准之后才能进行施工,同时需要找到当地居民协调,求得群众谅解。

其次,在进行地铁风井爆破施工的过程中,如果发生安全事故,应该立即启动相应的应急处置方案。

第三,在进行爆破施工的过程中,如果炸药与雷管出现哑炮的情况,并且没有专业的爆破人员进行处理时,其它所有人绝对禁止进入到危险区内进行救援活动,避免发生二次爆炸伤害事故。在爆破施工现场,必须有爆破专家指挥,首先需要排除爆炸危险可能性,保证救援工作的安全性。

篇(3)

关键字:收敛量测隧道施工新奥法应用

中图分类号:U45文献标识码: A

随着新奥法(NATM)在隧道施工中的广泛运用,作为新奥法的灵魂,现场监控量测也越来越得到了广泛的重视。如何加强监控量测技术在隧道施工中的应用是隧道施工的关键。现以洞塘隧道为例对监控量测技术在隧道施工中作用进行阐述。

1、工程概况

渝湘高速公路洞塘隧道位于重庆市黔江区,为上下分离的四车道高速公路隧道,隧道全长1709m。隧道处于低山区,洞口山体表层覆盖残坡积土层,洞口谷底有薄层冲洪积亚粘土,地下水主要为风化层裂隙水且多处于隧道拱顶之上,地下水较贫乏,受降水影响。隧道进口属浅埋段,并承受偏压。设计采用复合衬砌,在进口、出口段均设仰拱衬砌,初期支护为l榀/0.5m工字钢型钢拱架+智能中空注浆锚杆+喷射钢纤维砼。根据地质情况和施工经验,经认真研究确定以下施工方法:Ⅲ、Ⅳ类围岩段均采用全断面法开挖,其中Ⅳ类围岩可视具体情况预留核心土,Ⅴ类围岩采用台阶法或分部法开挖。开挖采用光面爆破或预裂爆破技术。初期支护紧跟工作面,实施监控量测稳定后,进行二次衬砌施工。

2.监控量测的目的

(1)及时掌握、反馈围岩应力状态及围岩的位移和支护、衬砌的可靠性等信息,预测可能出现的施工隐患,防患于未然,保障围岩稳定和施工安全;

(2)根据“新奥法”原理,通过围岩量测,确定初期支护和二次衬砌的合理施作时间;

(3)通过对围岩和支护结构的变形、应力量测,了解支护构件的作用与效果,及时修改支护参数,优化施工方案;

(4)积累第一手资料,为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计、变更施工方法、为今后的设计和施工提供参考依据。

(5)对隧道围岩和衬砌应力场异常状态进行及时的预测预报。

总之,对隧道施工进行监控量测使隧道的设计和施工运作纳入科学的动态的管理中,使隧道工程始终处于良好的运行状态,实现安全、合理和经济性等目标。

3、监控量测流程如下图

量测及信息反馈框图

4.量测项目选定及布设、安装

(1) 量测项目选定

根据有关规范和设计施工图的要求和洞塘隧道施工的需要,将本次监控量测内容分为常规量测和地质预报两部分内容。

表1 洞塘隧道常规监控量测项目表

(2) 量测仪器设备

位移收敛采用JSS30A型数显式收敛计,拱顶下沉及地表沉降采用水准仪、塔尺、钢尺,地质素描采用地质罗盘、钢尺。

(3) 量测人员组成

量测人员由项目技术负责人(1人)主管,技术员2人负责周边收敛量测,精测队3人负责拱顶下沉、地表沉降,地质预报员1人负责地质素描。

(4) 量测点布设及安装

周边收敛位移及拱顶下沉量测断面布设测点应在避免爆破作业破坏的前提下,距开挖面2m范围内安设。周边收敛、拱顶下沉在开挖后马上埋设,并且在24小时内和下次爆破前读得初读数,地表下沉在开挖前埋设并读得初读数。量测点安设要及时牢固,同时拱顶下沉测点与周边收敛测点必须是在一个断面上。

监控量测点布置图

5. 量测数据收集及量测数据分析处理

(1) 量测数据收集

量测数据的收集要及时,并要保证原始数据的真实性,同时采集数据要保证仪器的精确性。收集数据应该在施工过程中,准确记录量测断面的地质情况、量测数据以及工程日志,使复杂的数据收集简单化、规范化,防止遗漏,减少错误。以JSS30A型收敛计为例,在收敛量测读数时,要观测三次取中值,三次读数之间的允许误差为0.30。若三次观测值超过允许范围应松弛后,重新观测保证三次读数在允许范围内。在拱顶下沉的读数过程中,由于钢尺精确度影响,在读数时量测人员要进行换读取中值,以免由于读数误差影响准确性。在进行数据收集时,量测人员应责任心强、细心,要紧跟工作面,详细记录爆破后开挖面围岩以及喷层面的变化情况。在数据收集后,要对各种数据整理分类,以备分析时使用。同时,量测人员要详细读图,将施工图纸读透,熟悉施工方法,只有这样才能将量测技术运用得当。

(2) 量测数据分析处理

数据分析处理时要求得最终收敛值,必须在得到大量量测数据的基础上才能进行回归分析,即只有在量测的后期方可进行回归分析,但是这样就无法满足工程施工的需要。故在量测的同时必须要及时整理出从现场获取的数据,绘制时间的变化曲线,观察变化趋势,确定判断施工安全性,借此来指导施工。这就要求当天的数据不能积压,必须当天整理处理,防止因偶然因素而导致判断错误影响施工。量测人员在分析数据时,要经过详细汇总计算,结合收集的各种数据、记录确保最终结果的正确。

(3) 量测数据分析计算

量测收敛值计算:Y=R0+R差R差=R修i-R修(i-1)R修=R均+R温

R温=t×A×0.000012

收敛位移速率: Vj=[R(i+1)-Ri]/T差

Y:收敛值,V:收敛位移速率,R0:初次观测值,R差:收敛差值。R修:收敛修正值,R均:量测平均值,R温:温度修正值,t:温差,

A:钢尺孔位读数。

现以洞塘隧道左线ZK38+470断面为例进行对原始收敛值进行回归分析处理计算,收敛位移、拱顶下沉位移采用以下函数作为回归函数:

y=A+Bln(x)、y=Ae-B/x、y=x/(A+Bx)、y=A(e-Bx0- e-Bx)、y=Alg{(x+B)/ (x0+B)}

式中y―变形值(mm);A,B―回归系数;x―量测时间(d);x0―测点初读数时距开挖时的时间(d);预测可能出现的最大值和变化速度。本工程经过对比试验采用y=A+Bln(x)。

6. 量测数据反馈

在对数据分析处理后,要及时反馈到工程施工当中,以确定先行的施工方法、支护参数是否满足施工需要。一般情况下,围岩失稳的表观与信息特征:围岩不收敛或变形有加大趋势,喷层开裂有发展趋势;围岩稳定特征是:周边收敛小于0.2mm/d,拱顶下沉位移小于0.15mm/d;变化趋势逐渐平缓;相对位移值达到计算总位移的80% 。在洞塘隧道施工中,我们对监控量测的数据进行回归分析后,作出如下结论:

(1) 在施工过程中的前7d,收敛曲线随时间增大很快,说明围岩在开挖后变形很大,很不稳定,这要求施工时要及时支护,及时将岩面封闭,并且减小开挖进尺,做到短进尺、及时支护,以约束围岩变形。

(2) 在以后12d内变形量依然增大较快,没有稳定趋势,说明围岩有一定时间依赖性。在曲线的变形增大较快时间内,应尽快控制开挖的进尺,并保证及时支护,而且尽量减小因爆破而造成对围岩的扰动。

(3) 在开挖后20d,收敛变形曲线已变缓,变形渐趋稳定。

(4) 通过数据反馈、分析结果表明,施工中采用的方案是可行的,支护参数合理,能够满足施工需要。

(5) 曲线中拱顶下沉曲线与水平收敛曲线是成正比的,未出现突升或突降,说明隧道变形是均匀同步的。

(6) 下台阶施工过程中曲线未出现折线或突变曲线,说明下台阶施工跳马口长度及支护是合理的。

7. 超前地质预报

(1)洞塘隧道我们委托重庆市交通规划设计院进行超前地质预报,当开挖至里程ZK38+420处围岩地质状况发生变化,左侧拱腰处出现围岩变差。当开挖至里程为ZK38+400,围岩地质逐渐由页岩钙质胶结转变为泥质胶结,同时围岩强度变弱,掌子面节理裂隙发育,有滴状渗水。针对该围岩地质状况,我们邀请了重庆市交通规划设计院采用地质雷达对掌子面作地质超前预报工作。

(2)通过现场的测试得到原始数据。经过专用软件的数据处理并结合地质资料得到如下结论:

1)洞塘隧道ZK38+400-ZK38+370段围岩整体性较差,层间错动带或裂隙发育带,横波反射较强,推断该段具有含泥化夹层和含裂隙水的可能,属于不良地质地带,围岩类别为Ⅴ类。

2) ZK38+370-ZK38+350段围岩有所好转,围岩类别为Ⅳ类偏弱。

3)ZK38+350-ZK38+200段岩体新鲜,且相对完整,围岩类别为Ⅳ类。

4)建议在对ZK38+400-ZK38+370段施工时,注意洞顶和洞壁局部坍塌,掉块和构造裂隙水,注意安全,应采取必要的安全措施及时支护。

结论

(1)在比较危险的隧道入口处的周边位移.拱顶及地表下沉量已成收敛趋势,日变形率

(2)在里程为ZK38+400处的地质情况突变地段。采用地质雷达进行的超前地质预报说明下一步施工提出的开挖方案和支护措施是合理的,这一点在其后的施工中得到了验证。

(3)监控量测结果必须及时提供,滞后的监控量测资料对于指导施工是无用的。

总之,监控量测在隧道新奥法施工中是必不可少的监控措施,给新奥法施工提供了变形资料,对评定支护方式,提出设计变更提供了依据。

参考文献:

[1]渝湘高速公路洞塘隧道图纸

[2] 中华人民共和国交通部. 公路隧道设计规范.人民交通出版社.

[3] 中华人民共和国交通部.公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.

[4] 王建宇.隧道工程监测和信息化设计原理[M].北京:中国铁道出版社。

篇(4)

【关键词】隧洞掘进施工;不良地质段

在现阶段的隧洞掘进施工中,为保证隧洞施工的安全性与稳定性,需要做好地质勘查工作,保证能在较短时间内发现影响安全施工的线管因素,切实保护施工人员的安全。但从现阶段我国隧洞掘进施工的实际情况来看,其中存在许多亟需解决的问题,而不良地质段就是其中的代表。为能正确认识到不良地质段的处理方法,本文以实际案例入手,分析该案例的处理方式,以求为其他工程施工提供理论支撑。

1.工程概况

1.1基本资料

该工程位于我国南方某地区,属于改造综合项目的库坝工程。在整个工程项目中,所涉及的施工项目主要包括回水坝、排水库坝体、回水池等。按照施工要求,将整个工程项目划分为3个阶段,分别为:第1阶段重点处理尾矿库库内的排水问题,以及元尾矿库加固处理;第2阶段施工主要为库坝体加固;第3阶段施工核心是公路改到、运矿公路处理等。从施工流程来看,不良地质段对整个工程质量产生重要影响,并得到相关技术人员的高度重视。

1.2不良地质段主要表现

在该工程中发现,不良地质段所对应的围岩结构主要集中在Ⅳ-Ⅴ阶段,并发现,该区域在围岩结构稳定性、岩体结构特征等方面具有特殊性,统计该项目不良地址段的基本数据,具体资料见表1。

表1 施工地区不良地质段基本数据

围岩类别 围岩稳定性 岩体结构特征 结构面组合形式 基本力学参数

f(MPa) K(MPa)

Ⅳ-Ⅴ 整体结构不稳定 呈现出散体、碎裂的特点 层状结构具有危害性 3.0±1.0 300.0-100.0

2.不良地质段处理思路与措施

2.1不良地质段基本处理思路

为保证处理方法具有良好的操作性,在隧洞掘进施工中,需要考虑隧洞掘进线路长与跨度较大等问题,通过采取积极有效的防治措施,避免塔防等不良地质显现发生。因此,在施工过程中,需要做好不良地质段的综合分析工作,通过明确不同的施工内容,保证处理措施具有良好的实用性。

而在该工程项目中,相关人员结合自身工作经验,由塌方预防为主,明确了几种具有针对性的处理思路,主要表现为以下几点:

(1)针对出现塌方概率较小的地段,考虑到该区域两侧岩体结构十分稳定,且断层破碎带较为狭窄。一般在处理过程中可采取挑梁施工法,对于上述区域安装高质量钢支撑结构,并对涉及到锚喷作业区域,通过将木垛架设于挑梁区段的作业下,可实现对塌方洞穴的可靠填塞。

(2)对于出现中等塌方显现的区域,考虑到该区域的塌方范围主要集中在10.0O,并且常见于倾向断层区的区域内。由于该区域顶板结构十分稳固,因此在施工过程中可综合利用锚喷法、护顶法、管棚法等措施,就能有效控制塌方现象发生。

(3)对于大塌方地区,由于该塌方的范围较大,并且面积主要集中在100.0O以上。考虑洞顶岩层厚度较低,在施工中出现冒顶事故的概率较高,因此在施工中需要针对不同不良地质段条件采取具有针对性的处理措施。例如,在水文条件较为复杂的区域,可采取灌浆法、导洞法等,通过建立综合处理模块,来有效解决塌方现象;对于水文条件较为简单的区域,在处理中采取管棚法、锚喷法等,即可有效避免塌方发生。

总体而言,在该项目施工中,相关工作人员仔细分析了项目的质量控制要求,并提出具有针对性的处理措施。从该工程的后期实践情况来看,相关措施具有良好的操作性。

2.2不良地质段处理方法

结合该项目中隧洞施工的基本情况,分析不良地质段处理思路,相关工作人员认为,为保证隧洞掘进施工的有效性,保证不良地址段安全,在做好掘进改进作业的同时,还要做好必要的防护措施,其基本措施主要分为:

(1)在隧洞掘进施工中,需要根据塌方区的水文条件及其所对应的工程地质,在实施掘进作业的同时采取木构架方式,对掘进隧洞区进行临时性支护,以切实保护施工人员安全。

(2)针对工程中出现塌方现象概率较大的区段(主要指该项目中的0+413~0+452区域),在处理过程中,需要结合施工现场与延伸段情况,合理改变洞线,实现施工中的平面调整,保证在施工过程中能有效避开不良地质段。

(3)在工程地质较为稳定的前提下, 保持最大角度方式,对目标地区进行掘进施工,并绕过不良地质段,并最终与原洞线重合。

(4)为保证在改线之后,隧洞掘进施工作业具有安全性,需要在特定的位置采取钢筋混凝土挡墙方式,保证能对施工地区进行有效的封堵。同时在该项目中,为保证围岩结构与支护区段的完整性,保证该区域的防渗漏处理措施的可靠性,在施工结束之前,需要对其进行二次灌浆处理,以提高隧洞整体结构的稳定性。

2.3改线施工分析

改线施工时隧洞掘进施工中处理不良地质段的主要方法,一般在隧洞施工前期,主要根据塌方段的工程地质条件,采取边挖掘、边支护的方式。其中,当掘进到断层延伸带时,需要仔细分析延伸带与隧洞的稳定性,考虑眼原洞线施工可能造成的不良影响,并分析原洞线施工中支护设施对总造价的影响,需要采取改线施工方法。在确定改线线路时,需要积极避开不良地质路段,并选择工程地质条件良好的地段,保证两者之间位置差最小。在改线起点处顺弧线方向采用钢筋混凝土挡墙封堵塌方段,挡墙两端深嵌围岩内;为提高支护部位与围岩的完整性和防渗效果,支护后进行了回填灌浆和固结灌浆处理。

结论:

(1)不良地质路段是影响隧洞掘进施工质量的主要危险因素,加强对其处理措施的讨论,在提高施工效果中句由重要意义;(2)从实际工程案例可知,在不良地质路段处理中,需要重视原始数据的积累,积极分析影响施工效果的相关因素,并结合本工程中升实际情况,确定改线处理方案;(3)改线处理方法属于一种具有较高实用性的不良地质段处理方法, 通过开展改线施工,能有效避开不良地质段,能降低工程难度,避免不良事故发生。

对相关工作人员而言,除常规的处理方法外,新奥法施工理论等一大批优秀理论可以被应用在不良地质段处理中,通过不断改善隧洞结构质量,也可有效避免塌方发生,应该在施工处理中得到更多技术员工的重视。

参考文献:

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