CN102042786B - 浅埋大断面隧道控制***施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅埋大断面隧道控制***施工方法,包括以下步骤:试爆,确定最大装药量;控制***方案制定,根据试爆结果每延期***最大装药量、隧道断面大小、岩石特性及火工品特性,综合分析,拟定***方案,将全断面分成A、B、C三个区域,每个区域设置一个起爆***,其中B区相对A区延期12.5ms,C区相对A区延期(800+12.5)ms,采用瞬发电***起爆方式***,通过电子延期***及延期***实现全断面***;实施***;***效果及监测结果分析;通风、出碴、支护;测量放样,进行下一循环。本发明具有速度快、结果可靠的优点并解决了***振动超标问题。
Description
技术领域
本发明涉及控制***开挖法,具体是一种浅埋大断面隧道控制***施工方法。适用于地质较好(II~III级围岩)位于市区内或建筑物对***振动有特殊要求的隧道施工,开挖断面在(70~120)m2,隧道埋深(15~100)m。
背景技术
隧道穿越繁华都市,且隧道埋深较浅,地表建筑物林立,采用***法开挖的隧道在确保高质量的开挖断面和进尺的同时,必须将***振动控制在允许的范围内,以保证地表及建筑物的安全,同时降低***振动对周围人群的影响。***振动过大会对建筑物的结构造成危害,甚至威胁到人的生命安全。
现有技术中采用的是普通控制***开挖法,运用普通控制***开挖法在施工中存在以下问题:
1、普通控制***开挖法存在掏槽区空间狭小,开挖循环进尺小等问题;
2、普通控制***开挖法由于受非电毫秒延期***段数限制,同一断面必须分几个区域单独***,工序时间长,进度慢;
3、普通控制***开挖法由于缺少必要的***前试爆和***振动监测,只是通过理论上的计算,对***振动没有实时采集数据,在某种意义上讲计算结果是不可靠的;
4、普通控制***开挖法往往由于钻孔、装药及连线等工序质量控制得不到位的原因,经常造成***振动超标,甚至造成较大经济损失。
发明内容
本发明的目的是针对在浅埋大断面隧道方式过程中,现有***方法存在的进度慢、结果不可靠以及经常出现的***振动超标问题,提供一种浅埋大断面隧道控制施工方法。
解决上述问题,本发明采用的一种浅埋大断面隧道控制***施工方法,包括以下施工步骤:
(1)施工准备;
(2)试爆,确定最大装药量;
(3)控制***方案制定,根据试爆结果每延期***最大装药量、隧道断面大小、岩石特性及火工品特性,综合分析,拟定***方案,将全断面分成A、B、C三个区域,每个区域设置一个起爆***,其中B区相对A区延期12.5ms,C区相对A区延期(800+12.5)ms。采用瞬发电***起爆方式***,通过电子延期***及延期***实现全断面***;
(4)实施***;
(5)***效果及监测结果分析,如果***效果理想、监测结果在允许范围内,进行下一步骤,如果***效果不理想或监测结果超标,返回步骤(3);
(6)通风、出碴、支护;
(7)测量放样,进行下一循环。
本发明是在***施工过程中经过认真研究、试验及长期的施工积累、总结而成的。与现有技术相比,本发明具有的有益效果包括:
(1)通过对控制***施工过程的严格工序质量及实时监控,从根本上解决了控制***振动超标问题,取得了较好的社会效益;
(2)通过试爆方式确定隧道控制***每延期***最大装药量,并在实施***中通过***监测结果复核、修正,是做好控制***的一种非常行之有效的方法;
(3)在每延期最大装药量4kg条件下实现了II~III级围岩大断面隧道全断面***开挖,且循环进尺在3m以上,减少了工序时间,加快了施工进度;
(4)通过实施有效隧道控制***技术,隧道的***开挖质量、掘进速度、整体结构安全及材料消耗等方面都得到了根本性改变,为隧道施工管理带来了较高的经济效益。
附图说明
图1为隧道控制***施工流程图。
图2为全断面控制***炮孔布置图。
图3为掏槽孔示意图。
图4为全断面控制***网络图。
图5为装药结构图(a为周边炮孔装药示意图,b为其它炮孔装药示意图)。
图中,1-非电毫秒延期***;2-瞬时电***;3-导爆索;4-电子延期***;5-炮泥;6-炮孔;7-***。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
本发明所述的一种浅埋大断面隧道控制***施工方法,如图1所示,包括以下步骤:
1.施工准备
主要是简易钻孔台车的加工。根据隧道开挖断面尺寸及施工习惯现场加工全断面简易钻孔台车。要求将高压风管、高压水管安装到台车上,便于直接通过闸阀、连接软管与风枪连接;台车上配置配电箱及照明灯具等设备,方便施工时使用。
2.试爆
试爆的最终目的是确定不同区域内的每延期***最大装药量,为***设计提供依据。试爆由有资质的***公司组织实施,根据现场及隧道附近相关建筑物结构及人等因素,确定最小***振动频率。通过在现场的***试验获取相关数据,经计算分析,最终确定每延期***最大装药量。
试爆频率:根据围岩变化情况、地表建筑物、岩石走向及隧道埋深等多方面因素,一般情况下隧道每200m需做一次试爆,之间的数据由试爆试验通过计算获得,并由每次***监测结果复核、修正。
试爆程序:试爆准备→制定试爆方案→现场实施→收集数据→计算分析→确定每延期***最大装药量。
3.控制***方案制定
(1)设计依据:根据试爆结果每延期***最大装药量、隧道断面大小、岩石特性及火工品特性,综合分析,拟定***方案。以基于德国地面振动控制标准DIN4150,用于住宅及相关目的的建筑物最高层水平板所有频率振动的速度参数v1=5mm/s及***振动对人的影响,及一定的安全系数的试爆结果,以每延期雷 管最大装药量4.0kg为例,进行全断面控制***设计。
(2)设计原理
全断面控制***设计,将全断面分成A、B、C三个区域,每个区域设置一个起爆***,其中B区相对A区延期12.5ms,C区相对A区延期(800+12.5)ms。采用瞬发电***起爆方式***,通过电子延期***及延期***实现全断面***。将非电毫秒延期***的段数由原来的26段增加到78段,实现了增加非电毫秒延期***段数的目的,从而满足了控制***对***段数的需求。通过5km隧道1500余次***,实践证明12.5ms微差***的振动波不相互叠加。
掏槽方式采用大断面楔形掏槽,掏槽面积15m2,掏槽孔数量16个,掏槽孔倾角60°,掏槽孔净深3.2m,循环进尺3.0m,掏槽体积45m3左右(图3)。采用大断面楔形掏槽的优点是掏槽面积大,夹制力小,成功率高。
(3)设计相关图表:全断面控制***炮孔布置见图2,全断面控制***网络见图4,装药结构见图5,全断面控制***炮孔药量分配见表1,全断面控制***经济技术指标见表2。
表1:全断面控制***炮孔药量分配表
注:非电毫秒***延期时间参照德国ORICA厂家生产的非电毫秒延期***。
表2:全断面控制***经济技术指标表
序号 | 项目 | 单位 | 数量 |
1 | 开挖断面积 | m2 | 90.7 |
2 | 平均循环进尺 | m | 3.0 |
3 | 每循环***石方(实方) | m3 | 272.1 |
4 | 炮孔总数 | 个 | 128 |
5 | 钻孔总长 | m | 418.4 |
6 | ***用量(包括电***) | 发 | 106 |
7 | ***用量 | kg | 194.75 |
8 | 比钻孔数 | 个/m2 | 1.41 |
9 | 比钻孔量 | m/m3 | 1.53 |
10 | 比装药量 | kg/m3 | 0.72 |
11 | 单位体积岩体耗***量 | 发/m3 | 0.39 |
12 | 预计炮孔利用率 | % | 95.0 |
(4)***器材
①***:采用硝酸铵***(32mm*200mm*200g、27mm*225mm*150g),周边孔采用Φ27mm小药卷,其它炮孔采用Φ32mm标准药卷。
②***:分非电毫秒延期***1和瞬发电***2,非电毫秒延期***1延期采用25ms~800ms不等,共26个段别,瞬发电***2零延期。
③导爆索3:周边炮孔采用间隔装药,由导爆索(Riocord 10)传爆。
④电子延期***4:能够实现任意毫秒级延期***的一种***起爆装置。
4.实施***
(1)钻孔
钻孔用YT-28风动凿岩机,Φ40钻头。风***要求按照***炮孔布置图中的要求定岗定位,责任明确。掏槽孔、底板孔、辅助孔、周边孔都需专人负责。严格控制钻孔位置、间距及角度。禁止将相邻孔“打通”,如出现偏差,由现场技术人员确定取舍,必要时应弃孔重钻。
(2)装药
装药前应将炮孔内的岩屑、积水等杂物用高压风清理干净,并仔细检查炮孔的位置、深度、角度是否满足设计要求,装药时应严格按照设计装药量及装药方式进行,严格装药质量,把装药作为一道关键工序来控制。各孔位的装药结构参照图4,周边孔采用反向空气间隔装药结构,其它炮孔采用反向连续装药结构,以上两种装药方式均为不偶合装药。
每个炮孔装药结束后需用炮泥堵塞炮孔,炮孔堵塞的作用是使***在受约束条件下能充分***以提高能量利用率,一般堵塞长度不小于30cm,要求堵塞密实,不能有空隙。
(3)起爆网络连线
***网络是隧道控制***成败的关键,它直接影响***效果和***质量,***网络必须保证每个药卷按设计的起爆顺序和起爆时间起爆。按图3***网络图进行***网络连线,在所有线连接好起爆之前用***欧姆表检查起爆网络,确定起爆网络完好。
(4)起爆
人员撤到安全区域,关闭***区域所有电源,连线电子延期***,充电后起爆。
5.***效果及监测结果分析
成立专门的***监测机构,该机构需被国家相关部门认证授权,并受业主、市政等有关部门的监督。根据现场及隧道***点附近相关建筑物结构及人等因素,设置监测站,***监测机构成员到***现场实时监督钻孔、装药及连线等工序,有权对其质量存在问题的环节提出停工整改。每次***前通知监测站做好***监测,监测站及时将监测结果出具报告,发给业主、市政、施爆现场等单位。对于超出振动允许范围的***,责令施爆单位立即停止***,待***方案调整经论证合理后方可进行再次***。
(1)***效果分析
隧道***质量直接影响隧道的施工安全、掘进速度及经济效益。一般情况下***结束后按照隧道***质量检验标准进行***效果检查,检查内容主要包括:隧道平均线性超挖、最大超挖、两炮衔接错台尺寸、局部欠挖、炮眼残痕率、炮眼利用率等。对超标的项目根据岩性、施钻质量、***方案等多方面原因综合分析,找到根源,提高***效果。
(2)监测结果分析
根据实时监测报告分析监测结果,如果每延期***均在***振动允许范围内,说明***钻孔、装药、连线等工序质量控制得到位。如果某段或某些延期***引爆的******振动超标,需立即停止再次***,认真分析超标原因并提出科学合理整改方案,然后落实实施。
6.通风、出碴、支护。
7.测量放样,进行下一循环。
施工过程中涉及的其它问题:
(一)施工过程中要点控制
1、隧道全断面控制***施工必须从布孔、钻孔、装药到***网路连接等工序层层把关,责任到人,并根据***效果进行考核等一系列措施入手,才能确保控制***效果。
2、过程控制:(1)孔深:根据总体***设计,钻孔深度及角度严格按照设计进行施钻。(2)装药连线:按照图2所示方法进行分部装药及起爆网路连接,由专人负责。(3)***:装药及连线结束,经技术人员检查合格后,人员、机械、物资等撤离到安全距离,最后引爆。
3、作业环境控制:抓好通风***方案设计及通风管理。
(二)劳力组织
所有施工人员经培训合格后持证上岗,单口作业面施工需要59人。单口作业面施工作业人员配备见表3,可根据现场实际情况调整。
表3单口作业面施工作业人员配备表
(三)机具设备配备
施工中所使用的主要施工机具名称、型号、性能、能耗及数量见表4单作业面施工机具配备,可根据施工现场情况酌情调整。
表4单作业面施工机具配备
Claims (1)
1.一种浅埋大断面隧道控制***施工方法,其特征在于包括以下施工步骤:
(1)施工准备;
(2)试爆,确定最大装药量;
(3)控制***方案制定,根据试爆结果每延期***最大装药量、隧道断面大小、岩石特性及火工品特性,综合分析,拟定***方案,将全断面分成A、B、C三个区域,每个区域设置一个起爆***,其中B区相对A区延期12.5ms,C区相对A区延期(800+12.5)ms,采用瞬发电***起爆方式***,通过电子延期***及延期***实现全断面***;
(4)实施***,包括钻孔、装药、起爆网络连线和起爆;
(5)***效果及监测结果分析,如果***效果理想、监测结果在允许范围内,进行下一步骤,如果***效果不理想或监测结果超标,返回步骤(3);
(6)通风、出碴、支护;
(7)测量放样,进行下一循环。
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