預裂爆破技術論文范文
時間:2023-04-11 04:56:49
導語:如何才能寫好一篇預裂爆破技術論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
關鍵詞:預裂爆破,提高可放性,提高回收率
∏型鋼梁放頂煤采煤方法是近十幾年來在全國逐步應用的一種采煤新工藝,它具有高產高效等優點,受到越來越多的煤礦企業的重視。但在生產過程中,仍有許多礦井沒能達到預期效果。遇到的最突出的問題有瓦斯、煤塵、自然發火及頂煤回收率低等問題。其中,頂煤回收率低是大多數礦井普遍存在的問題。在煤體強度大、節理裂隙不發育、含有較厚夾矸層、韌性較大的褐煤、已經卸壓的下分層等情況下,頂煤冒放性不好,容易造成頂煤滯后冒落和產生大塊。使工作面單產大大降低,造成投入多、產出少的不合理的局面。
1.深孔控制預裂爆破技術
深孔控制預裂爆破是在工作面頂板輔助巷道或工作面上下順槽向頂煤打鉆孔,鉆孔布置可根據頂煤厚度設計成單排或雙排;孔間距根據煤層硬度適當調整,一般在5~10米之間;排距一般在2~5米之間。每一排中的鉆孔為平行布置,爆破孔和控制孔間隔布置;爆破孔直徑選擇50~75mm,控制孔直徑選擇90~150 mm比較合理。裝藥采用裝藥器進行連續裝藥,采用合理的裝藥結構,以保證安全起爆并取得良好的預裂效果。
2.深孔控制預裂爆破效果考察
深孔控制預裂爆破提高∏型鋼梁放頂煤工作面頂煤回收率試驗是在我礦二水平四石門22層工作面回風巷一側進行的。考察的指標有“頂煤運移量”、“頂煤破碎塊度”、“工作面回采率”。
2.1頂煤運移量考察分析
考察頂煤運移量是采用“深基點”法進行的。在“未爆破區段”和“爆破區段”分別安設3個基點,基點位置分別距底板5米、7米、11米。其中5米和7米兩個基點在頂煤中,11米基點位于頂板中。觀測的運移情況見表1。
表1頂煤綜合運移量觀測數據表
篇2
關鍵字:高速鐵路 隧道 爆破 參數 監測技術
中圖分類號:U45文獻標識碼: 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
西南地區處于多山地區,高鐵的修建需要修建大量隧道,因此,隧道建設對于高速鐵路的成功建成將至關重要。文中某高速鐵路隧道全長7369米,該隧道的地質情況復雜,存在的不良地質依次為巖溶體、古崩塌堆積體、斷層夾層破碎帶等,洞身巖性主要為灰巖及白云巖,該類性質的巖體形成的溶蝕發育程度強烈,節理及裂隙發育程度較高,另外巖溶內含水量豐富,涌水量大,風險較高。爆破作為該隧道建設極其重要的工序,在隧道開挖中起著至關重要的作用。文章依托該隧道,從爆破施工,爆破參數和爆破監測工作對隧道爆破施工進行了較深入的研究。
2爆破施工
2.1 爆破工藝流程
隧道爆破施工工藝流程:施工準備測量鉆孔孔洞清孔連線及裝藥實施爆破通風處理危石處理出渣
(1)測量鉆孔
按照中線、拱頂、起拱線和仰拱底線標高劃出開挖輪廓線和爆破的空位。對于光面爆破,預留600mm光爆層,把掏槽眼的位置按爆破設計炮眼位置畫到掌子面上。
(2)孔洞清洗
①掏槽眼:該孔深度較周邊眼及輔助眼要深100mm。孔位角度垂直掌子面,保持孔位平行于中線水平方向進行的鉆孔,眼底誤差和眼口間距誤差不大于50mm;②輔助眼:眼孔深度為1.1m,角度要垂直掌子面,平行于中線水平方向鉆孔;③二圈眼與光面爆破眼平行,都向輪廓線外插;④光面爆破眼:此組眼在爆破中占有較重要的左右,其開眼位置要保持在開挖輪廓線上,眼間距a=400~500mm。眼底、眼口誤差在30mm內,炮眼方向可向輪廓線外有2~3%外斜率,眼底不超過開挖輪廓線的70mm;⑤清洗鉆孔,保證孔內無泥漿。
(3)裝藥及起爆網絡連線
①裝藥為兩種裝藥類型,一種為光爆孔內裝Φ20的小藥卷,另一種為內裝Φ32的大藥卷,裝藥后需要保證裝藥炮孔均被堵塞炮泥,堵塞長度宜為150~200mm,現場爆破裝藥如圖2所示;②起爆網絡的連接:孔內采用7m毫秒非電導爆管雷管,每15~18根導爆管合并成一簇,每簇再用雙發非電導爆管雷管傳爆雷管連接處,最后將傳爆雷管的導爆管并為一簇,其中有1發火雷管作為起爆管引爆整個爆破網路;③裝藥及起爆網絡連線時一定要按設計孔眼裝藥,雷管段數數量上要保證足夠,并且雷管間的起爆網絡連線要正確,從而達到良好的爆破效果。
(4)爆破、通風和危石處理
待爆破、通風后,由有經驗、動作敏捷的人員進入爆破工作面對頂部危石處理,頂部圍巖穩定后再進行下道工序作業。現場爆破如圖1所示。
圖1 現場爆破
2.2 爆破方式的選擇
根據設計要求,隧道鉆爆法施工,在巖質為硬巖的區域采用光面爆破,在巖質較軟的區域采用預裂爆破。選擇爆破參數必須經過現場試爆后最終確定。隧道爆破應采用微差控制爆破,爆破的時間嚴格安排在政府相關部門批準的時間段內,隧道洞破設置防護網,爆被等,嚴格控制爆破震動,避免對周圍環境的干擾。根據上述要求,設計中Ⅲ,Ⅳ級較硬圍巖段采用鉆爆法施工。并且根據不同的圍巖級別,采用不同的施工方法。其中,Ⅲ級中風化較硬圍巖段采用全斷面法,Ⅳ級強、全風化圍巖段采用臺階法,并根據不同工法對布設方式及線路進行微調。
根據現有爆破技術及通用做法,山嶺隧道爆破方法為毫秒微差爆破+光面爆破法。毫秒爆破原理是用毫秒雷管嚴格按照一定的爆破順序連接后起爆炸藥包組,爆破前后階段的時間間隔極其短暫。根據爆破原理,由初始爆破產生應力波使巖石破壞碎裂,應力波通過巖石間的裂隙擴散,并且相互疊加干擾,使巖石被一次或多次粉碎。所以在爆破前計算好裝藥量和做好裝藥連線,計算開孔位置,對爆破的效果都會起到重要作用。
3爆破參數設計
3.1 爆破控制參數的選擇
在進行布眼鉆孔前,宜先進行爆破計算,并且在試驗段進行試爆,結合爆破監測不斷改進、調整爆破參數,從而確定合適的爆破方式。
爆破參數:①炮眼直徑:D=42mm;②孔距:光爆眼E=400mm,預裂眼F=400mm,二圈眼a=900mm,光爆眼與二圈眼之間光爆層厚W=600mm,輔助孔水平間距a=600mm。
為控制爆破形成有利于后期爆破的臨空面,達到最佳爆破效果,必須采用微差控制爆破,爆破參數可根據現場試驗,或按經驗值取大于200~300ms。震動速度根據其衰減規律,采用以下規范公式進行預估算:
(1)
式中 v―質點震動速度,單位cm/s;
K―與爆破場地有關的系數,取值見表;
Q―總裝藥量(齊發時為總藥量,延發時為最大一段裝藥量,kg);
R―測點到爆破中心的最小距離,單位m;
a―地質條件;
相關的參數如表1所示。
表1 不同地質條件爆破震動參數
爆破時間間隔計算是通過記錄爆破震動持續時間確定的,也可以按下式計算爆破時間間隔:
(2)
式中 Ri、Ri+1―第i、i+1段爆破中心距控制震動點的距離;Vs―巖石中波速;Tyi―第i段爆破震動持續時間。
本工程掘進區間分為Ⅲ級和Ⅳ級圍巖,對于圍巖較好的Ⅲ級以上圍巖地段,提前采用“預裂爆破”,對于圍巖差的Ⅳ級以下圍巖地段,爆破方式采用“光面爆破”。
在兩種工法選擇爆破參數時,應按照工程類比經驗或施工規范,合理選擇周邊眼、掏槽眼、輔助眼間距,最小抵抗線等參數。周邊眼沿設計開挖輪廓線布置,采用φ20mm小直徑藥卷,并采用不耦合方式填塞炮孔,以到達控制爆破震動影響目的;其次藥量沿炮眼合理布置,保證周邊爆破時產生臨空面;掏槽炮眼布置宜根據隧道開挖斷面位于隧道面重心下,并加大裝藥量,形成初始臨空面,以利于后面爆破。輔助炮眼應按一定規律地布置在隧道面周圍,輔助炮眼布置距離應根據規范及經驗確定,這樣可以使爆破的石渣塊體大小達到出渣及運輸要求。起爆方式采用毫秒雷管微差起爆來控制爆破震動,保證中間巖柱的穩定。爆破中應及時監測中間巖柱的破壞程度,以確定是否重新調整爆破參數。
施工時應根據爆破作業點和保護物之間的距離,調整微差爆破的段數并控制單響裝藥量,達到控制爆破各要素的目的。
3.2 炮眼布置方式
①光面爆破眼和周邊眼均朝向輪廓線外斜角打眼,外斜角度1.7~2.5°,外斜率為3%~6%;②二圈眼應與光爆眼平行,外斜率均為3%~6%;③掘進眼均平行與導洞的中線;④掏槽眼采用直眼掏槽,比其它布設的炮眼加深200~300mm。
3.3 炸藥,雷管的選擇
(1)炸藥為2號乳化炸藥,藥卷尺寸分別為Φ32mm和φ20mm,φ20mm小藥卷用于光面爆破。裝藥結構為:①周邊眼與光爆眼采用直徑為φ20的小藥卷,為不耦合裝藥結構,采用竹片進行不耦合裝藥。②其余炮眼采用Φ32藥卷,為底部連續結構,炮泥僅填塞炮口處。
本工程采用非電毫秒雷管和導爆管相結合的方式進行爆破,導爆管、非電毫秒分別用于炮眼內連接和起爆。
3.4 起爆順序
起爆順序的控制對爆破效果至關重要。其中,光面爆破起爆順序:掏槽眼裝藥點燃初爆周邊眼爆破;預裂爆破與上相反。根據爆破學原理,前一段爆破應為后一段創造良好的臨空面,且爆破過程要有時間間隔。所以,爆破參數在設計時就應嚴格按照這些思路,在爆破時序及爆破用量上加以控制,達到對爆破效果的優化。
4爆破監測及設計
在本工程爆破過程中,進行了相關監測工作,用于保障施工安全,并將爆破信息反饋給施工方,得以提高爆破工作質量。監測儀器采用TC-3850振動記錄儀。監測儀器如圖2所示,高速公路測點布置如圖3所示。
圖 2TC-3850振動記錄儀圖
圖 3高速公路測點布置圖
爆破產生的實際波形如圖4、圖5所示。
圖4垂直振動速度示意圖
圖5水平振動速度示意圖
結合爆破監測結果,對產生波峰加速度較高的測點進行分析,發現垂直振動效應對結構物的影響較大,故隧道開挖過程中應考慮加大建構筑物垂向抗震等保護措施。
另外,我們根據采集的樣本點進行了數值擬合及相關爆破數值模擬。測點樣本數值震速曲線擬合按“薩道夫斯基經驗公式"進行,圖6、圖7是擬合曲線。由于篇幅有限,問中僅給出采集測點1、測點2樣本點擬合曲線及實測公式,爆破數值模擬不再給出。
圖6測點1樣本擬合曲線
圖7測點2樣本擬合曲線
測點1擬合公式:;
測點2擬合公式為:
從擬合曲線可以看出,震速的控制因子主要為爆破裝藥量、震源與測點距離,由于震動速度呈現離散性分布態勢,所以除了以上兩個因素外,還有其余因素控制了震動的速度,比如巖石的性質、孔隙水對應力波的消散作用、裂隙及鉆孔布置等。但通過試驗和模擬過程,能夠有效分析及控制爆破中的裝藥量和距離,提供了數量級別上的定量分析,也為炮眼裝藥,炮眼布孔距離等參數優化提供了數據分析支持。由此可見,施工中結合信息化、監測數據反饋是隧道開挖中不可或缺的一部分。
5結語
爆破是隧道開挖中一項重要的環節,當前高速鐵路正快速的修建,更多隧道正在開挖,這也對工程爆破提出了更高要求,文章主要從爆破施工、監測及信息反饋簡明扼要的分析了高速鐵路隧道爆破的主要思路,提出了相關建議,突出了信息化施工在隧道建設過程中的重要性,對以后的工程提供了一定參考價值。
參考文獻
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[2]王夢恕. 21 世紀山嶺隧道修建的趨勢[ J ]. 鐵道標準設計, 2004, (9) : 38 - 40.
篇3
為了更快地實現我國交通運輸的高速化和重載化,就必須首先要加快基礎設施建設的步伐,然后對隧道的建設采用正確的開挖方法,最后要在隧道施工的過程中把握好施工技術的要點。只要做到了以上幾點就一定能實現我國交通運輸的高速化和重載化。本文首先介紹了幾種常見的隧道開挖方法,接著闡述了如何確定隧道工程實施前的準備工作以及工程實施的技術方案,最后從工程在我們建設當中的施工技術處理方面的情況進行了比較透徹的剖析。希望對相關人士能夠有所幫助。
【關鍵詞】隧道開挖、工程施工方案、工程施工技術
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
1、前言
隧道施工中,開挖方法是影響圍巖穩定的重要因素之一。隧道開挖常用的方法有全斷面法、環形開挖留核心土法、臺階法、交叉中隔墻法和雙側壁導坑工法。從工程造價和施工速度考慮,施工方法選擇順序應為:全斷面法正臺階法交叉中隔墻法雙側壁導坑法。本文主要介紹了全斷面法、環形開挖留核心土法和雙側壁導坑工法這三種開挖方法。
2、隧道施工的基本技術原則 因為圍巖是隧道的主要承載單元,所以要在施工中充分保護和愛護圍巖。避免過度破壞和損傷遺留圍巖的強度,使暴露的圍巖盡量保留既有的質量,是最重要最基本的原則。 為了充分發揮圍巖的結構作用,應容許圍巖有可控制的變形。變形的控制主要是通過支護阻力(即各種支護結構)的效應達到的。
3、隧道開挖的三種方法
1、全斷面開挖法 全斷面開挖法就是按照設計輪廓一次爆破成形,然后修建襯砌的施工方法。全面開挖法適用于以下施工條件:一是I~IV級圍巖,在用于Ⅳ級圍巖時,圍巖應具備從全斷面開挖到初期支護前這段時間內,保持其自身穩定的條件。二是有鉆孔臺車或自制作業臺架及高效率裝運機械設備。三是隧道長度或施工區段長度不宜太短,根據經驗一般不應小于1km,否則采用大型機械化施工,其經濟性較差。
2、環形開挖留核心土法環形開挖留核心土開挖法適用于以下施工條件:一是環形開挖進尺宜為0.5-1.0m,核心土面積應不小于整個斷面面積的50%;二是圍巖地質條件差,自穩時間短時,開挖前應按設計要求進行超前支護;三是核心土與下臺階開挖應再上臺階支護完成后、噴射混凝土達到設計強度的70%。
3、雙側壁導坑法 雙側壁導坑法開挖施工應注意以下幾點:一是側壁導坑開挖后方可進行下一步開挖。地質條件差時,每個臺階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱。二是各部開挖時,周邊輪廓應盡量圓順。三是應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求后在進行另一側開挖。四是左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15米。
4、確定公路隧道工程實施的準備工作和施工的技術方案
我們在對公路的穿山隧道的建設中,各種管道的布置非常的多,而且在施工中很容易受到現場實際情況的局限,因此,我們在施工中時,必須要遵循相關的規定同時符合相關標準,從而,我們要制定最為合理的管道安裝方案,保證我國公路交通隧道建設的安全健康發展。 1、如何安排施工的作業線。通常情況下,公路交通隧道是利用導洞先行的方式的,澆筑中墻的深度一般是掘進45米,這種方式的依據是公路隧道設計的結構和工程施工現場的地質情況,在這里值得強調的是,在中墻的混凝土必須要大于百分之七十的時候才能夠進入左洞,而對于右洞來說,它的掘進面必須要晚于左洞十米才可以。我們必須要在周圍的巖石變形已經基本穩定后在進行左洞或右洞的第二次模筑襯砌,一旦出現早期我們的支撐強度小或者是周圍巖層變化過大時,則我們必須要首先增強早期的支撐強度,而且還要對二次襯砌設計的參數進行修改。我們一般把掘進面和左洞及右洞的間距控制在25-35m范圍內。因為,這樣我們就可以在進口和出口處就建立了中墻、中導洞、右洞開挖、左洞開挖以及第二次模筑襯砌五道并行的作業流水線,這樣既增加了隧道的施工工作面,這樣同樣可以剪短我們的工程時間。 2、如何做好我們施工當中的通風和防塵工作。一旦在隧道內需要進行爆破,我們則一定要使用濕式鑿巖的工程施工辦法,我們在工程建設時尤其是爆破后必須要進行灑水,目的是盡可能的降低施工環境內的粉塵數量。對于洞內的通風方式我們一般采用壓入式,我們必須同時向左右洞以及中導洞內送風,所以建議使用三臺軸流風機,軸流風機的送風口與工作面的距離不能大于15米。
5、應對公路隧道建設時期的技術處理 1、超前小導管在隧道建設中的技術
(1)制作管道。超前小導管必須使用管道壁厚為5毫米,管道外徑為50毫米的熱軋無縫鋼制作,小導管長度一般我們設計5米。我們一般是把無縫鋼管的一頭上焊上鋼箍,然后把另外一頭壓制成鍛頭,應留400mm作為止漿段,之后再鉆四排注漿孔,注意應沿管壁的四周鉆孔,并且排孔位是要相互錯開的。
(2)鉆孔。確定孔眼的位置時應嚴格的遵照設計的環向間距并以臨近開挖面的鋼支撐作為支點。外插腳應沿鋼支撐的外側進行鉆孔,孔深約為500cm,左洞和右洞約為250cm,中導洞約為320cm。
(3)導管注漿的安裝。鉆孔完成后,應用高壓風進行清孔,安裝完小導管之后應使用牛角泵壓注30號的水泥漿,注漿的壓力應在0.7到1.0MPa的范圍內,當達到壓力時應繼續工作15分鐘再停止注漿。 2、爆破技術。工藝質量是影響隧道施工的關鍵因素,而防排水質量以及開挖和初期的防護又影響著工藝質量,這其中最重要的影響因素就是開挖的質量,開挖的質量取決于鉆爆的質量,因此鉆爆的質量就是影響隧道質量的最重要的因素了。進行石方的開挖作業時,應先在主爆區爆破前爆破出一條貫穿裂縫,并且此裂縫應具有一定的寬度,從而控制爆破對巖體的破壞影響,并且緩沖因爆破所引起的振動波,這樣就能獲得最為憑證的開挖輪廓,這種技術就是預裂爆破技術。 3、特殊地質條件的技術處理
(1)塌方的處理。治理隧道塌方時,應堅持防治結合的方針,預防為主,及時的預報施工現場的地質情況,施工時嚴格的按照設計規范要求進行施工,確保各道工序的施工質量,應根據圍巖的實際情況,控制各道工序間的步序拉開長度,對于地質條件不佳的邊仰坡地段,必須及時的進行量測監控并采取相應的防護措施。
(2)涌水和滲水的處理。洞內治水最重要的原則應是防水和排水相結合。首先應將涌出的水排除處洞外,但是不能影響正常的施工環境,一般反坡的排水方式主要是采用挖積水以及排水泵等機械排水管路排水的方式,而順坡的排水方式則是采用挖臨時排水溝自然排水的方式,其中圍巖處涌水和滲水的治理應是最關鍵的治理步驟。
(3)環境的影響。當前,國家日益重視環境保護與環保,對于我們的公路建設來說,也要順應這個時展的趨勢與潮流,在過程中注重環境問題,在工程設計與方案確定的時候,必須注重對環境的維護與保護工作。 4、設置止水帶并采取相應的控制措施。對于襯砌防水混凝土空隙進行灌注施工的時候,一般會預留防水混凝土的施工縫,這個施工縫要有相應的防排水措施。對于在復合式襯砌中,常用的止水措施就是使用塑料或者橡膠性質的止水帶。在后續的二次澆筑之前,對于上層澆筑的混凝土應該用鋼絲刷進行刷毛處理,或者可以在上層混凝土澆筑后4- 12小時內,使用高壓水把混凝土表面沖擊干凈平整,在過程中必須保證止水帶的接頭處理良好,在混凝土的澆筑施工中要避免對止水帶找出破壞,時刻檢查是否造成止水帶的位置變化,一旦發生接頭不緊密、割破或者位置變化等,一定的及時處理與調整,盡量保證止水帶作用的最良好的發揮。要保證止水帶有專業的固定和防止位移的措施或者設備,同時接頭的大小也要符合相關標準要求同時要保證止水帶有專業卡環固定并延伸到兩端混凝土中去,在施工檢查過程中要做好詳細的記錄,對于存在和發現的問題,要及時處理與補救 。
【結束語】在公路工程建設中,隧道工程是公路工程中最關鍵且難度最大的建筑部分,尤其是近些年來,隨著西部的不斷開發與發展,堅持國家西部開發的戰略,順應著這種趨勢與潮流,高等公路工程不斷從沿海地區向西南西北山嶺地帶延伸與發展,我國的公路總量不斷增加,涉及的廣度與范圍越來越大,相應的,這對于公路隧道的建設有了新的更高的要求與標準。論文主要就公路隧道開挖方法,施工的準備工作以及技術方面的進行詳細的探討與論述,并對相應的現實的施工技術狀況進行分析與闡述。希望對相關人士能夠有所幫助 。
篇4
關鍵詞:公路隧道施工安全風險管理風險監控 應對策略
中圖分類號:U45文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
近年來,公路工程建設取得了快速的發展,它在加強地區之間的聯系,方便人們的生活等方面發揮巨大的作用。隧道施工是公路工程建設的重要組成部分,由于隧道施工是一項系統和復雜的工作,再加上受到地形地質條件、氣候、水文等條件的制約,這就使得公路隧道施工存在著較大的風險。在施工過程中,由于施工安全風險管理不到位而引發的公路隧道施工事故屢見不鮮。因此,必須引入安全風險管理理念,加強對風險的預防和控制,預防地質災害的發生,保障公路隧道施工的安全。
二、公路隧道施工風險的特征
公路隧道施工是公路工程建設不可缺少的組成部分,由于受到多方面因素的影響,往往存在著較大的風險。與一般工程施工風險不同的是,公路隧道施工風險具有自己鮮明的特征,具體來說表現在以下幾個方面。公路隧道施工風險與工程地質條件和水文條件有著緊密的聯系,地質條件較差,水文條件不適宜,往往增大施工的風險;公路隧道施工風險具有隱蔽性的特征,常常隱藏于施工過程中,不容易被發現;公路隧道施工風險具有隨機性的特征,它的發生是隨機的,由于安全風險管理不到位,或者受到地質、水文條件的影響,從而導致安全事故的發生;公路隧道施工風險的后果嚴重性,一旦發生事故,往往導致人員傷亡,影響工程的進度,給公路工程建設帶來巨大的影響;公路隧道施工風險與現場施工條件有著緊密的聯系,如果現場管理不到位,材料、機械設備、人員沒有得到合理的安排,往往導致安全事故的發生。因此,為了預防隧道施工安全事故的發生,必須加強對施工現場的管理工作,保證施工材料、人員、機械設備得到合理的安排,促進施工的順利進行,預防安全事故的發生。
三、公路隧道施工安全風險管理的步驟
由于公路隧道施工存在著較大的風險,而為了預防和應對這些風險,有必要引入安全風險管理理念,對風險進行識別和預防,進而采取相應的風險控制措施,提高公路隧道的風險預防能力,保證公路隧道施工的順利進行。一般來說,公路隧道施工安全風險管理包括以下幾個步驟。
1、風險識別。風險識別是指,找出影響公路隧道施工目標順利實現的主要風險因素,并識別出這些風險究竟有哪些基本特征、可能會對哪些方面產生影響。風險識別是公路隧道施工安全風險管理的不可缺少的重要環節,在整個公路隧道施工安全風險管理中有著重要的現實意義。它是進行風險評估和風險管理的前提與基礎,在實際工作中具有重要的現實意義。如果不能準確地識別施工面臨的潛在風險,就會失去處理這些風險的最佳時機,因此,必須高度重視公路隧道施工的風險識別工作。
2、風險評估。風險評價是指在整個公路隧道施工過程中,對存在的風險進行連續的辨識和分析,為有效地控制風險提供依據。風險評價通常也分為兩個步驟:第一,風險辨識;第二,風險分析。對隧道施工風險因素進行全面分析,估算出風險發生的概率大小和可能造成的損失的大小,找出其中的關鍵風險,確定公路隧道施工的整體風險,為如何處置這些風險提供科學合理的依據。風險評價是公路隧道施工安全風險管理和控制風險的前提,在實踐中必須高度重視。
3、風險應對。它是指當公路隧道施工風險發生的時候,采取相應的措施對風險進行處理和應對。主要包括兩個方面的應對措施:一種是在風險發生之前,針對風險因素采取控制措施,以達到消除或者減緩風險的目的,包括風險規避、風險緩解、風險分散等措施;另一類是在風險發生之前,通過財務安排來減緩風險對隧道施工目標實現的影響程度,包括風險自留、風險轉移等措施。
4、風險監控。風險監控是指在公路隧道施工過程中,對可能存在的風險以及風險的處理效果進行監視和控制,風險監控應該貫穿于公路隧道施工的全過程,并且需要連續進行,全面跟蹤并評價風險處理活動的執行情況。
四、公路隧道施工安全風險管理的策略
為了應對公路隧道施工中可能存在的風險,結合施工的實際情況,筆者認為可以采取以下安全風險管理策略。
1、塌方或崩塌的應對策略。隧道開挖過程中,地質條件、地下水、設計不當、施工作業方法不當都可能導致塌方,其應對策略包括:運用圍巖預加固技術,打超前管棚,通過預注漿以加固圍巖,提高圍巖的性能指標。或者運用旋噴拱、預切槽,減少圍巖的變形。施工之前采取適當的排水措施,引排地表水,避免排入隧道。采取正確的方法開挖隧道,比如臺階法、短臺階法、中壁法等等,加強初期支護。做好圍巖量測工作,發現圍巖變形和異常情況及時采取措施處理和應對,例如,進行永久性混凝土襯砌支護、采用鋼筋混凝土襯砌,增加襯砌混凝土厚度等等。
2、巖爆的應對策略。如果巖爆發生在埋藏較深、干燥和堅硬的巖層中,設計文件中有這類地質的時候,應該提前防衛;如果巖爆發生在新開挖工作面及其附近的時候,應該重點防止巖爆對人員造成傷害。具體的措施包括以下幾點:在掌子面自拱部至邊墻打超前釋放孔,周邊預裂爆破松弛,運用松動爆破、超前鉆孔預爆法,先釋放巖層的原始應力,減少巖爆造成的危害。向巖面噴水或者灑水進行濕潤,及時清撬,施工人員需要佩戴鋼盔和防彈背心,在強烈巖爆發生的時候,機械設備和施工人員要撤出巖爆區。
3、涌水的應對策略。第一、引排水,查明水源流向及其與隧道的位置關系,采用涵洞、暗管、暗溝、泄水洞、引水槽、排水溝進行排水。第二、堵水,如果溶洞或者暗河水流不大的時候,采用注漿堵水的方式進行處理。第三、隧道反坡排水,利用抽水機配以管道排水,分段設置固定泵站和集水井,固定泵站和開挖面之間設置臨時移動泵站,用潛水泵抽水至固定泵站的集水井。
4、瓦斯的應對策略。對于隧道內的設備、開關、照明裝置等都采用防爆型,瓦斯隧道內禁止明火作業,嚴禁吸煙。封堵瓦斯,注入水泥漿或者其它材料,堵塞巖層,防止瓦斯滲入。在掘進工作面距煤層適當距離,打兩個預測孔,預測有無瓦斯突出的危險。瓦斯排放之后,打兩個檢驗孔,檢驗瓦斯的排放情況。揭煤之后,及時做骨架支護,防止冒頂,并做好通風和瓦斯檢測工作。
5、巖溶的應對策略。對于小型溶洞可以采用堵塞的方式進行處理,隧道底部的小溶洞用換填片石、干砌片石、漿砌片石回填壓實。對于隧道邊墻的小溶洞,運用漿砌片石進行封堵。對于規模較大的溶洞,采用跨越或者支承墻加固的方式進行處理。在巖溶隧道施工的時候,管棚注漿綜合預加固,微震爆破,做好初期支護工作。
五、結束語
總之,在公路隧道施工過程中,引入安全風險管理理念具有重要的現實意義。它不僅對施工組織具有重要的指導作用,還有利于在設計和施工之前對公路隧道施工可能存在的風險進行全面的分析,有利于預防不良地質災害的發生,有利于保障隧道施工的安全。因此,今后在公路隧道施工過程中,施工單位應該對此進一步重視。
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