预裂爆破技术论文范文15篇

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预裂爆破技术论文

第1篇

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

第2篇

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.

第3篇

【关键词】爆破；爆破施工；应用

中图分类号：O643文献标识码： A

在我国是很少见到水电站高边坡开挖技术的。本论文主要全面的阐述了某水电站工程高边坡的开挖技术，这也是开挖技术在我国又一成功的例子。这也在另一个方面揭示了我国高边坡开挖技术在逐渐走向成熟。

1.石方预裂爆破施工相关概述与发展历程

1.1石方预裂爆破的施工相关技术原理

在挖石方的时候，我们要在爆破前，要先沿着设计的边界线描出条一定宽度的裂缝。这条裂缝可以缓冲其中爆破对岩石的破坏，从而获得比较规整的外观。这种爆破技术称为欲裂爆破。欲裂爆破不仅在垂直开挖上，而且在倾斜开挖上，都得到了广泛的应用。即使是在规则的曲面以及水平面上，我们也可以采取欲裂爆破的方式。

1.2国内针对石方预裂爆破的施工技术要求

（1）欲裂缝要连通，而且在地表需要一定的开裂宽度。岩石如果是中等硬度的话，缝宽度要大于1.0cm。岩石的缝宽度应该达到0.5cm左右。最好多做一些现场试验，得出经验教训。

（2）在欲裂面开挖以后，不平整度要小于15cm。想要衡量钻孔和爆破参数是否合理，也要参照欲裂面的不平整度。根据这个指标来调整合理的数值。

（3）对于欲裂面上的炮孔痕迹来说，保留率要高于80%，而且炮孔附近的岩石不可以显示出严重的爆破缝。

1.3相关技术措施要求

（1）炮孔的直径一般为50~200mm,但是深孔常常采用大的直径。

（2）炮孔的间距一般为400~1600mm或者600~2400mm，对于比较坚硬的岩石来说，常常取比较小的值。

（3）线装药密度一般在250g/m到400g/m之间。

（4）对于药包的结构形式，一般来说，市面上是将药卷分散的捆绑在导引索上面。对于分散的药卷来说，相邻间距要小于50cm，而且要小于药卷的爆炸间距。鉴于孔底岩石的威慑力比较大，应当加固底部药包。

（5）在装药的时候，深度距离孔口1m左右是不可以装药的，但是我们可以使用砂土将其填实。填塞的长度应该合适，如果填塞的长度太短，容易形成爆破漏斗或者因为爆破漏气影响爆破的效果，填塞太长可能导致不能出现裂缝。

2.某水电站高边坡开挖预裂爆破施工技术特点

某水电站位于大理白族和凤庆县交界的地方，是目前世界上建造最高的混凝土拱坝。该水电站工程的规模是比较大的，因此也是云南的标志性工程。建造在地震比较强的区域。无论是大跨度下的洞室群，还是大容量的水轮发电机，它的技术都领先于世界。

该水电站的区位山高谷深，两岸的谷坡也呈现陡峭的走势，该地形的地质条件十分恶劣，边坡的岩石也风化严重。它的左岸坝肩边坡开挖工程是1600m左右，大坝的基础高程也在1000m左右，该水电站的高部位质量技术指标要求比较高。该水电站的高边坡开挖部分，常常出玄武花岗岩，泥质的页岩等等。因此，该水电站高边坡的开挖难度大，工程量大，地形条件复杂，工程品质要求也高。所以，需要结合高边坡开挖的特点以及地质条件，采取合适的施工技术措施，这也是保证开挖质量达到设计要求的十分关键的一点。

3.相关爆破参数

3.1钻孔直径

该水电站高边坡开挖高度约700m左右。工程量也是十分巨大的，总的开挖量也在1600万立方米以上。根据工程标书要求，工程要在2002年下半年开工，2010年年底第一台机组发电。因此，要求坝基槽的开挖必须保证在2004年八月底完成，边坡的实际开挖工期大约为三年。因此，工期的要求十分紧张，实际施工的时候，要考虑工程进度的原因，尽量采取比较大的钻孔直径。根据其他的工程经验，采用351钻机，因为其高风压，进尺快，操作也方便，移动起来也比较灵活，适合在各种场地的条件下进行作业，因此该水电站所使用的钻机设备全部为该类型。该种类型的钻机采用的转杆直接为50~80mm，配合钻头，实际的钻孔直径可以达到100mm。为了节省施工的成本和满足施工进度，该水电站的边坡开挖预裂孔的钻孔直径就采用110mm。

3.2相关优化措施以及参数调整

3.2.1爆破参数的改进和调整

爆破试验的重点研究是对参数调整之后的爆破进行了六次试验，主要根据岩石的特性，调整线装药密度以及装药的结构，线装药密度在500g/m到380g/m里面，以20为一个差值，总共选择了五种，底部加强的药卷分为10ф32mm连续药卷，12ф32mm连续药卷，6x2ф32mm连续药卷和4x2ф32mm连续药卷等布置，孔口部位的3m范围内线装药密度都采用正常的装药密度的三分之二。其次就是对预裂孔距进行调整，孔距分别采用1.2m，1.1m，1.0m，0.9m四种。通过对比试验观察可以发现，预裂孔的线装药密度采用480g/m，底部6x2ф32mm的连续加强药卷的爆破效果最好。半孔率比较高，孔底欲裂也是到位的，欲裂面没有明显的裂纹。但是在局部岩体脆弱的部位，例如夹层，破碎的裂隙部位和岩体的特性有着明显的变化带。欲裂效果显著降低，孔痕的可见性也差，欲裂面有一定的损伤。

3.2.2优化爆破方式

（1）保留开挖的部分；

（2）采用施工欲裂技术；

（3）加强对周边加密孔的使用。

3.2.3安全保障工作

为了使得爆破的效果更好，要对爆破装药的过程加以控制，我们可以做好以下方面。炮孔需要全部检查验收通过以后才能装药，装药之前要检查炮孔的深度以及孔壁的质量，才能保证炮孔正常装药，预裂孔的装药要严格按照爆破设计的装药结构进行装药，预裂孔钻到坝基建基面或者马路或者边坡面以下的时候，要从0.6m以上开始装药。堵塞的长度也要符合爆破规范，检察员要跟踪全过程，逐步进行检查。

因为该水电站受特殊地形的影响，开挖的边坡比较高，开挖的坡度也陡，边坡的稳定程度受影响大，为了保证施工安全，要加强对边坡稳定程度的监测。一般是要测定爆破对边坡产生爆破的水平震速，垂直震速，震动频率，震动时间的四个数值。该工程主要采取不知震动测点和布置声波测试孔的方法来进行爆破，以此来影响观测。声波测试一般有两种，一种是在欲裂线两边布置缝隙孔，一种是在上层坡面，按照三角形布置的原则，布置声波测试孔。后面对比出爆破前后的波速差值，从而反映出爆破队岩体的破坏程度。

4.结束语

针对开挖质量和开挖稳定性要求比较高的特点，在实际施工过程当中，结合爆破试验的研究成果，在欲裂爆破当中采用合理的控制爆破技术以及优化后的爆破参数，有效保证在爆破开挖当中满足质量和高边坡稳定的要求。该水电站边坡开挖的成功，标志着我国欲裂爆破技术在高边坡石方开挖领域技术成熟的体现。

【参考文献】

[1]王应周. 小湾水电站高边坡开挖预裂爆破施工[J]. 水利水电施工,2008,04:6-9.

[2]闫建文. 拉西瓦水电站高边坡开挖爆破技术研究[D].西安理工大学,2005.

第4篇

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；

第5篇

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。

第6篇

【关键词】爆破技术方案安全防范扰民预案

1爆破技术方案设计

1.1工程概况

1.11工程地理位置、周围环境、周边状况：广晟数码城项目业主为广州万舜投资管理有限公司，项目位于广州市番禺区南村镇里仁洞村，迎宾路东侧、汉溪大道南侧，基坑面积约42000m2。本土石方爆破、挖运工程场地已平整到广州市绝对高程24.5m。设计基底绝对高程为7m，基坑最深处达到17.5m。项目南侧靠近华南碧桂园大型住宅小区。

1.12工程地质：广晟数码城项目区域属于微丘陵地形，场地地表可见大量强、中风化岩石出露，根据相邻工程的地质报告，本项目的岩石主要为粉砂岩，按风化程度分：全风化、中风化、微风化泥质粉砂岩。

1.13爆破性分析：根据相邻土方工程地质报告，泥质粉砂岩，时有砾岩，该岩种的物理、力学性质为“朔性”微强，可爆性好，所用炸药单耗偏大，炸药在岩石中的分布、爆破网络、爆破微差时间要合理、根据岩性、地质情况调整。

1.14水文地质：场地地下水主要赋存于基岩风化裂隙中，为基岩裂隙水，含水层主要由强、中、微风化岩组成。

1.2爆破方案选择

爆区东侧、南侧有别墅区、高层住宅：鉴于爆破区周边有别墅、居民区、吉盛伟邦家城、在建工地等设施，属于复杂环境爆破，必需严格控制爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波、爆破噪声，确保周围设施环境安全。因此采用微差控制爆破方案，即采用中深孔爆破结合微差控制爆破技术，同时达到爆破产量要求又满足爆破安全。

1.3爆破规模及爆破产量

根据业主进度要求，结合场平爆破、挖运施工的特点，爆破、运输等各工序协调进行，互相配合，总方量约65万立方米，在6个月完成，则每月约110000立方米爆破、挖运量，考虑不可预见的天气影响，每天安排10000～12000立方米爆破、挖运量，按这一产量安排人员、设备。

若每天完成的爆破量大于10000m3，必须确保有超过1000m2的工作面，或超过80米长的工作线。

1.4爆破参数选择与装药量计算

1.41深孔爆破参数确定

爆破推进方向及台阶松动爆破的炮孔布置见下图

1.411深孔爆破（直径φ=76mm）

中深孔的炸药单耗、单孔药量、填塞高度等参数，通过试炮调整，达到更优。

1.412深孔爆破（φ=115mm）

深孔的炸药单耗、单孔药量、填塞高度等参数，通过试炮调整，达到更优。炮孔深度应根据振动控制指标、振动测试结果进行调整，确保爆破振动安全。

1.42 浅孔爆破

前后排采用梅花布孔，改善爆破效果；爆破距碧桂园超过200米的石方采用深孔爆破，不足200米的石方爆破采用弱松动、孔内微差爆破，减少爆破总药量，结合爆破振动监测确保建筑爆破振动小于2.0cm/s。必要时采用浅孔爆破。最小抵抗线方向背向碧桂园建筑物。

1.5装药、填塞和起爆网路设计及防护

1.51 爆破采用Φ32mm、Φ60mm、Φ90mm乳化炸药，爆破采用连续装药结构，填塞用岩粉或黄泥，当计算单孔装药量导致填塞减少时，优先满足填塞长度。

装药、填塞结构见下图

1.52起爆网路采用非电导爆管起爆网路或毫秒电雷管起爆网路。雷雨天或工作面可能有杂散电流等情况，采用非电导爆管起爆网路，浅孔爆破每孔一发雷管，深孔每个孔敷设1～2发雷管，确保准爆，同时选择合理的毫秒微差时间。

浅孔爆破非电导爆管雷管的连接方式见下图

深孔爆破单孔起爆非电-电混合起爆网络下图

浅孔爆破串联电雷管起爆系统连接方式见下图

1.53防护

平面覆盖防护：在爆岩体上面进行严密防护，减少飞石飞散距离，炮孔覆盖铁板，铁板上再压砂包。

岩石爆破爆区防护图如下

1.54 起爆

起爆非电导爆管起爆网路时，采用YJGN-1000高能起爆器起爆电雷管，由电雷管起爆导爆管雷管；起爆毫秒电雷管起爆网路时，认真核算流经每个电雷管的起爆电流应满足爆破安全规程规定的安全准爆电流，超过2.5A。

1.6分层爆破和分层开挖

本设计按挖深12米设计爆破，拟分一层或两层爆破并开挖，每层挖深约为12米或6米；爆破主导方向的选择，因为本爆破工程，主要选择φ140钻机，爆破的主导方向朝向空旷一侧，确保安全。

分层台阶爆破，台阶开挖剖面图如下

1.7爆破安全距离计算

1.71爆破振动

1.72 爆破个别飞石计算

1.73 爆破噪声

在市内爆破作业，噪声是不可忽视的，本爆破工程我们将采取如下技术降低噪声：严格按设计控制炸药单耗、单孔药量、一次起爆药量；保证填塞质量和填塞长度，防止冲炮；选择合适的微差时间，避免噪声叠加。

1.74 爆破冲击波

爆破冲击波衰减快；对人和建筑物产生危害的空气冲击波超压值，与距爆区距离的立方成反比，因此爆破冲击波的影响主要在场平范围内。

1.75 爆破安全距离

综合考虑爆破振动、个别飞石、爆破噪声、爆破冲击波等因素，确定本爆破工程，人员及车辆的警戒距离为距爆区最近边线200米。

2 安全防范措施

2.1 爆破网路

敷设严格按设计要求敷设爆破网路；采用导爆管微差起爆网路时，要考虑岩石移动方向和微差间隔时间对网路的影响，合理安排起爆段别。敷设爆破网路过程中禁止拔出或硬拉起爆药包、药包中的导爆管或电雷管脚线。

2.2设置爆破警戒

2.21根据设计确定爆破警戒范围，警戒范围内所有人员撤离或到室内安全避炮；北侧、南侧马路附近爆破时尽量选在马路信号灯显示红灯且近爆区一侧没有车辆时迅速起爆。

2.22每次爆破应依次发出预告信号、起爆信号和解除警戒信号。第一次信号，预告信号，警戒人员从爆区由里向外清场，所有与爆破无关人员、机械设备撤到安全区域。第二次信号，起爆信号，确认人员、设备全部撤离危险区、具备安全起爆条件时，爆破工程师才能发出起爆信号。第三次信号，解除警戒信号，未发出解除警戒信号前，警戒人员应坚守岗位，不准任何人进入危险区。

3 减小扰民预案-制定针对性的措施

3.1及时向居民宣传爆破振动安全常识，清除心里负担；请广东省地震工程勘测中心监测爆破振动情况，并进行爆破振动安全评估，并出具具有法律效力的安全评估报告。

3.2避开居民休息的时间作业，减少噪音扰民；

3.3控制爆破振动速度，降低地震波的强度：采用预裂爆破和开挖减震沟槽。限制一次爆破最大用药量，多布孔、多分段爆破。设置缓冲层。

4 结束语

总之，通过采取以上措施，振动明显减少，粉尘得到了有效控制，噪音明显减小，居民对我公司爆破施工管理的投诉明显减少，取得了明显的综合治理效果。

参考文献

[1]《爆破安全规程》（GB6722-2003）

第7篇

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。

第8篇

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。

第9篇

【关键词】公路交通隧道；工程施工方案；工程施工技术

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。

第一，我们首先要把对于公路隧道工程实施的准备工作和施工的技术方案加以确定

（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。

（3）如何保障隧道施工的用水。我们一般的做法是进入现场后在距离公路隧道拱顶大于30米的地方修建一座高山水池，对于水源来说，一个来源就是如果就近有水电站可从水电站的水道中把水抽到我们建好的高山水池中，然后再从水池中抽到用水处，这些水既可以用用工程用水也可以用作施工人员的生活用水；再有就是，我们可以在公路隧道的出口右边建造一个蓄水池，我们可以把山上的山泉进到高山水池，然后再引导出口右边的蓄水池中，这个水源主要是人的生活用水。对于我们所引来的水必须要经过水质化验，一旦我们所利用的水源的ph值小于4或者是含有对水泥硬化有害的物质，还有如果含有氯化物和硫酸盐，且其含量不符合国家标准的不能使用。

（4）如何保证隧道建设用电要求。我们必须要在公路隧道施工的进出口上均设立变压器，这样做的目的就是我们可以利用当地的电网来保证我们工程的顺利进行，再就是我们还必须要准备一台发电机以防万一。我们施工时的照明应该使用220伏的电压，我们在施工工的机械设备要使用380的电压，再就是我们必须要安装漏电保护以防万一，我们在进行安装各种用电器时必需按照《公路隧道施工技术规范》要求，以此来保证使用安全。

（5）如何处理建设时的排水问题。这里的排水主要是指我们的施工中的废水排放和施工中地下水的排放。通常我们所说的上坡是指从隧道出口到隧道进口为1.54%处，隧道进口的建设通常是指反坡施工，因此，速到进口处的排水必须利用在开挖地段挖集水坑的办法，我们可以利用抽水机来排水；相反，隧道出口的建设通常是指顺坡施工，所以隧道出口处的建设排水必须利用在自然坡的地方利用管道将水排除出洞外的办法。

第二，如何应对公路隧道建设时期的技术处理

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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

第三、结语

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。

参考文献：

[1]尹明.《关于公路隧道施工技术控制分析》.城市建设理论研究，2012

第10篇

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)

第11篇

【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：

[1]王治明，樊君梅，章跃林等.大坂隧洞工程线路优化及施工方法论证[C].中国水利水电勘测设计协会调水工程应用技术交流会论文集.2009：230-238.

[2]高晓东.敞开式全断面隧道掘进机通过不良地质地段的措施和施工方法[J].铁道工程学报，2006，（06）：59-63.

[3]刘大军，张益忠.TBM在不良地质洞条件下的施工技术[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2008（10）：60-65.

[4]陈安平.不良地质隧道快速施工研究――以克林隧洞工程为例[D].广西大学工程硕士学位论文，2005.

第12篇

[论文关键词]危险性评价煤与瓦斯突出瓦斯抽放灾害治理新技术

[论文摘要]在分析煤矿安全科技工作现状和趋势基础上，介绍了近年来我国瓦斯灾害防治技术研究取得的进展和新成果。通过“十五”科技攻关项目的研究，提出了瓦斯煤尘爆炸危险性评价方法，研究出了基于瓦斯地质、地质动力区划、电磁波探测方法的煤与瓦斯突出区域预测技术和基于AE声发射、电磁辐射和瓦斯涌出等原理的煤与瓦斯突出非接触连续预测技术，实验成功了高瓦斯煤层群开采保护层瓦斯灾害综合防治及顺煤层强化抽放等技术，开发了矿井通风系统监测、可靠性评价分析及决策控制技术。另外还分析了我国煤矿安全所面临的挑战和急需开展的科技研究工作。

1概述

瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害严重威胁着我国煤矿的安全生产。由于灾害因素多、治理难度大，矿井瓦斯一直是我国煤矿安全工作的重点和难点。目前，我国所有煤矿均为瓦斯矿井，据统计，在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中，高瓦斯矿井占26．8％，煤与瓦斯突出矿井占17．6％，低瓦斯矿井占55．6％。国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15％左右。部分局矿的情况更为严重，如淮南矿业集团所属11对矿井均为突出矿井，平顶山煤业集团所属的13对矿井也全部为高瓦斯或突出矿井。

瓦斯灾害已成为制约煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，为此，国家煤矿安全监察局实施了“科技兴安”战略，并提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理“十二字方针”，与此同时，我国的各类科技计划也逐步加强了瓦斯灾害治理技术研究开发的支持力度。“十五”以来，科研院所、高等院校及企业以产学研结合方式开展了攻关研究，在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出预测、保护层开采、顺煤层瓦斯抽放及矿井通风系统监测、评价与决策控制等方面取得了重大进展，并获得了一批重要的科技成果。

2瓦斯治理技术研究的新成果

2．1瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术

瓦斯煤尘爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大灾害之一。近年来，我国在煤尘着火机理及瓦斯煤尘爆炸机理研究方面，建立了粉尘云着火及燃烧过程简化模型，得出了粉尘空气混合物点火过程中慢速导热燃料模式到快速辐射燃烧模式的转变具有爆炸特征，试验系统中点火诱导期与高温固体颗粒燃料产物的质量分数和燃烧阵面中的热辐射有关，在爆炸极限范围内颗粒相浓度与颗粒点立温度越低火焰加速效果越明显，辐射热损失可能导致燃烧区域的重构，粉尘空气混合物火焰稳态结构发生明显变化等重要结论；通过研究得出了瓦斯煤尘共存条件下煤尘云着火特征参数计算方法，揭示了瓦斯爆炸过程中爆炸波和火焰的变化特征。

在取得上述成果的基础上，建立了矿井瓦斯煤尘爆炸危险性评价模型，用事故树方法分析了掘进、采煤工作面瓦斯煤尘爆炸发生的影响因素扩权重、可能发生事故的模式和避免爆炸事故发生所要采取的途径。确立了矿井采煤工作面、掘进工作面瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价指标体系，并将指标分为爆炸易发性指标和爆炸后果严重性指标。前者包括自然因素、技术因素、管理因素和经济因素四方面指标，后者包括煤尘爆炸指数、沉积煤状况、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作业人员、以往事故损失及矿山救护能力等。开发出了瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术和专家系统软件，并建立了瓦斯煤尘爆炸的危险性评价和防治专家系统。

2．2煤与瓦斯突出区域预测技术

采用瓦斯地质理论与物探技术相结合的方法进行突出区域预测，一直是国内外的研究方向。“十五”计划以来，我国煤与瓦斯突出区域预测技术取得重要成果：

(1)我国采用瓦斯地质方法，建立了瓦斯地质理论与物探技术相结合的多技术(数字地震勘探、无线电波透视和构造软煤测井曲线识别)集成的多尺度(矿井突出区和工作面突出带)瓦斯突出区域预测瓦斯地质新方法；提出了以瓦斯地质单元基础的由构造软煤厚度(H)和煤层瓦斯压力(P)相配套的突出区域预测瓦斯地质指标，初步确定构造软煤厚度的突出临界值为0．90m；

(2)开发了具有信息输入、动态管理和空间分析功能的瓦斯突出区域预测WebGIS信息平台，实现了瓦斯突出区域瓦斯地质方法的自动化和可视化；

采用地球物理探测技术，形成了一套矿井瓦斯富集部位地震探测技术与方法，建立了由3D3C地震技术、AVO技术、地震反演技术、地震属性分析技术、地震波形分类技术、瓦斯地质技术等构成的瓦斯富集部位地质—地震预测模式，形成了瓦斯富集部位探测的核心技术；

(3)采用地质动力区划的方法，确定了活动构造和岩体应力状态对突出的影响，并划分出应力升高区、应力降低区和应力梯度。为此开发了突出多因素模式识别概率预测计算机软件，确定了活动断裂、最大主应力、应力梯度等8个主要影响因素，并可方便地划分突出的危险区、威胁区和安全区，开发出了突出区域预测决策分析系统软件，实现了图、文、声和像的可视化；

(4)采用电磁波透视技术，成功研制出了探测煤层瓦斯灾害易发区的技术和装备，建立了电磁波反射和吸收特征数据库和地质异常体的识别系统，得出了瓦斯灾害易发区分布规律，提出了判定瓦斯灾害易发区的敏感指标和临界值，形成一套适于瓦斯灾害易发区的判识方法。

这些技术成果的研究和应用，完善并发展了我国煤矿瓦斯突出区域预测技术体系，提高了突出预测的准确性，非突出危险区预测准确性达到100％，突出危险区预测准确性超过70％，最大限度地降低了掘进和回采过程中的瓦斯影响，显著提高掘进速度和提高回采工作面产量。

2．3煤与瓦斯突出动态预测技术

煤与瓦斯突出的非接触式预测是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。这种方法具有测试简单、不与生产发生冲突、实时连续监测等优点。因此，非接触式连续预测是目前突出预测的主要研究方向。在“九五”攻关成果的基础上，针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要，分别研究出了基于动态瓦斯涌出规律原理、AE声发射原理和电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与装备。

通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标，建立了煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，研究确定了这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值，以此综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性，实现了炮掘工作面瓦斯动态涌出预测，为我国煤矿提供了一种新的瓦斯涌出量预测方法和煤与瓦斯突出预测工艺技术；

开发出了一套AE声发射监测煤与瓦斯突出的技术装备，提出了AE声发射滤噪综合处理技术和方法，通过阻噪、隔噪、抑噪、滤噪和有效AE信号提取等途径，实现了有效滤噪的目的，取得了历年来滤噪研究中最有突破性进展的研究成果，研究出了包括传感器在内的AE声发射预测工艺技术，分析和总结了煤岩破坏AE声发射规律、AE声发射与瓦斯动力灾害的关系；

通过连续监测含瓦斯煤岩流变破坏过程中产生的电磁辐射信号强度和脉冲数及其变化的研究，实现了对煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害现象的预测预报，研究并揭示了电磁辐射与煤与瓦斯突出影响因素间的关系，提出了临界值法与动态趋势法相结合的煤岩动力灾害预警方法，开发成功了煤岩动力灾害非接触电磁辐射连续监测仪，实现了煤岩动力灾害的非接触、连续动态监测及煤与瓦斯突出预警。

2．4高产高效矿井瓦斯灾害综合治理技术

加强瓦斯灾害的治理是防止煤矿重特大事故发生的重要保证。高瓦斯煤层群保护层开采、低透气性煤层瓦斯强化抽放、巷道边掘边抽等技术是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤矿瓦斯治理的重点和难点。在煤层群保护层开采方面，通过开展了保护层作用机理的研究，利用三维离散单元法对淮南矿区保护层开采后，采空区顶、底板煤岩体应力重新分布的规律、顶底板变形和破坏特征进行了数值模拟研究，从理论上计算了保护层开采后卸压范围向顶、底板方向发展的深度，为确定被保护层的保护效果和卸压范围提供了可靠的理论依据。

针对首采保护层开采时，上下高瓦斯突出煤层的瓦斯集中向首采工作面涌出的特点，并考虑到确保和提高防突效果的要求，试验成功了多种首采层瓦斯综合治理技术措施：

保护层底板巷道+上向穿层钻孔抽放瓦斯技术、被保护层顶板煤(岩)巷道+下向穿层钻孔抽放技术、首采层(保护层)顶板巷道抽放技术、首采层(保护层)顶板走向钻孔抽放技术、首采层(保护层)工作面采空区埋管抽放技术、首采层(保护层)掘进工作面边掘边抽技术。在试验研究中还在实际层间距70m(相对层间距35倍)近水平煤层群的下保护层开采和80-90~急倾斜近距离煤层群的下保护层开采上取得了重大进展；转在顺煤层强化抽放方面上，通过试验和理论研究，形成了一套在顺煤层钻孔中运用高压水射流扩孔和钻扩一体化技术提高瓦斯抽放效果的成套技术和装备，以及对石门揭煤抽、排瓦斯钻孔扩孔的工艺技术和方法。扩孔后钻孔直径达到200-300mm，为扩孔前的4．5倍，最大扩孔直径达619．9mm。扩一个钻孔的时间相当于施工一个钻孔时间的1／6，而一个扩孔钻孔的抽排放瓦斯及防突效果相当于2个以上的钻孔，明显提高了瓦斯抽放的效果；

在瓦斯抽放效果评价方面，研究了根据煤层的最小突出瓦斯压力、瓦斯含量为依据，合理确定评价预抽防突措施有效性的预抽率指标和临界值的方法。下向钻孔及深孔预裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技术途径。通过试验研究，解决了下向钻孔施工中的排渣、排水等技术难题，取得了下向孔钻探长度达到70．1m的良好效果。研究中完善了适合于高瓦斯低透气性、有突出危险煤层深孔控制预裂爆破强化抽放瓦斯技术和石门快速揭煤技术；

对于单一低透气性突出煤层巷道掘进的瓦斯抽放技术难题，通过理论分析和试验研究，发现煤层巷道掘进工作面和巷道两帮的煤体在松动和原始煤体之间存在的随巷道向前掘进而向前移动的蠕变“u”形圈，在“u”形圈内煤层的透气系数成百倍地增加；

分析了煤层赋存参数、瓦斯抽放参数对抽放钻孔抽放瓦斯效果的影响，确定了有效抽放半径与抽放时间的关系、抽放负压和抽放量的关系，并据此合理布置边抽边掘钻孔，其截流抽放瓦斯率可达到30％以上，并且煤体的强度有较大增加。

2．5矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术

矿井通风是保障煤矿安全生产的关键性环节，合理的通风是防止瓦斯积聚、抑制煤炭自燃和火灾蔓延扩大的重要手段，通风系统布置不合理或管理不当，则是导致瓦斯积聚和自然发火及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。集约化生产的大型矿井实行一矿一面已成趋势，要求通风系统具有更强的稳定性、可靠性和合理性，具有较强的抗灾能力。

我国开展了矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术的研究，建立了基于评价指标体系和网络仿真技术的两种矿井通风系统可靠性评价理论体系、评价方法和数学模型，开发了智能化、可视化通风系统可靠性评价和决策支持系统软件。

在灾变风流动态模拟及虚拟现实技术方面，研究并完善了一维动态模拟技术，开发了矿井灾害风流流动模拟的GIS显示系统，实现矿井灾变动态模拟结果在矿井通风系统图各巷道通风参数的动态显示，提高模拟结果与各巷道的对应性，减少矿井灾害防治及救灾决策中应用灾变状态各参数的失误率，提高决策效率。研究出了矿井火灾区域内烟流流动的三维数值模拟研究和矿井巷道中火灾烟流流动的虚拟现实技术。

在通风系统自动调控方面，研究成功了井下自动控制风门及远程控制技术，研制出了带有卸压窗和撞杆自动开启装置的远程自控风门，实现了井下人、车信号分离，采用控制命令分级管理的方法，彻底贯彻了“生产服从救灾，行人服从行车”的风门管理理念，有效地提高了通风系统的稳定性和安全可靠性。

作为配套技术研究，将矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术、矿井灾变风流动态模拟及虚拟现实技术和井下风门远程控制技术等有机整合成一体，开发了软件平台，初步实现了矿井通风系统从监测、分析、决策到控制等各环节的闭环运行。

3存在的问题和急需开展的研究

煤炭是我国国民经济发展的基础能源，煤矿安全是煤炭工业走新型工业化道路、可持续发展的前提和保证。瓦斯灾害治理是煤矿安全工作的重点。对煤矿瓦斯灾害进行监测监控、预警防治等瓦斯综合治理技术措施，是减少煤矿伤亡事故，提高安全生产水平的重要手段。目前，煤矿安全工作面临两大的挑战：

一是产业结构的调整，生产高效集约化程度的提高，瓦斯涌出量倍增，产尘强度大幅度上升，通风压力增大，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害事故的预防难度增大；

二是矿井生产水平的逐年延伸，地应力增大，瓦斯涌出量也增大、煤与瓦斯突出和冲击地压危险性增加，恶化了煤矿生产条件，增大了生产中的不安全性。为此，煤矿安全技术也需从两个方面开展攻关研究：

(1)根据矿区煤层条件不同、瓦斯赋特征不同、生产条件的变化，采用新的科技手段进一步完善提高现有瓦斯灾害治理技术体系并进行适应性研究，如采用现代通讯技术、自控技术、计算机技术和传感技术，解决我国现有煤矿安全监测系统相互不兼容、无法互联互通的技术难题；

(2)不断解决瓦斯治理技术研究中出现的新问题，如伴随我国东部深井开采带来了“三高”和深部矿井的延期突出问题，松软低透气性煤层长钻孔瓦斯抽放技术难题。这些问题急需开展科技攻关加以解决。

4结论

瓦斯灾害治理新技术在淮南矿区进行了试验和应用，取得了经济、社会、安全环境的多重效益。这些研究成果对我国煤矿生产条件和瓦斯灾害特点具有很强的针对性和适应性，具体成果表现为：

(1)瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术在淮南潘三矿、张集矿应用表明，评价结果准确可靠，具有很强的操作性和实用性，为预防煤矿瓦斯煤尘爆炸提供了重要技术支撑。

(2)瓦斯地质、动力区划和地球物理探测方法的煤与瓦斯突出预测技术是经实践证明是有效的，是减小防突工程量、提高防突效果的保障技术措施。

(3)AE声发射、电磁辐射等非接触连续监测技术取得了突破性进展，并进入实用化和产业化阶段。

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