青春风采钢琴比赛

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  • 时间:2019-03-12 02:22
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本文通过锦屏二级引水隧洞岩爆施工经验,主要通过岩爆发生特征、条件、防治思想以及预测预报技术应用,管理流程等,以期为高埋深条件下隧洞开挖提供经验借鉴。 关键词岩爆;防治思想;预测预报 工程概况 锦屏二级水电站采用洞机布置形式,条引水隧洞平均洞线长度,中心距,洞主轴线方位角为°,坡度‰,沿线覆盖岩体一般埋深~,最大埋深,岩性为大理岩,具有岩石坚硬、埋深大、地应力高的特点。 在条引水隧洞中,#、#引水隧洞采用钻爆法施工,开挖断面尺寸~,为马蹄形断面。沿隧道线高程的最大、最小主应力分别为、,以自重应力为主,轻微、中等岩爆为主,局部洞段为强岩爆、极强岩爆。 岩爆特征 岩爆是指隧洞在掘进施工过程中由于强烈的应力释放导致围岩破裂、弹射或塌方的现象,同时伴有震动和响声。 岩爆发生随机性强,可瞬间发生,也可持续几天或几个月。根据现场统计,岩爆高发部位距开挖掌子面~的范围内,高发期是爆破开挖后~,小时内最为明显。少数洞段在持续数月甚至年多仍有发生,事前一般无明显征兆。 岩爆发生一般条件 通过隧道的实际埋深、围岩性质、地质构造和地形条件等均有较大关系,但围岩性质主要由以下几方面 )岩石坚硬、脆性大,多发生在如大理岩、闪长岩、花岗岩、石英岩等岩体中,岩石单轴抗压强度较大,一般在以上; )岩体完整,是岩爆的必要条件,因岩体完整可积蓄较大的弹性应变能量; )根据拉森斯判别系数σ/σ>,强、极强岩爆;≤σ/σ≤,中等岩爆;σ/σ<,无或轻微岩爆。其中σ为三维应力中的最大地应力,σ为岩石单轴抗压强度; )开挖面平整度差,造成局部应力集中,诱发岩爆。 岩爆等级划分及特点 根据锦屏二级水电站引水隧洞工程设计岩爆等级划分,共分级,即轻微岩爆(Ⅱ级)、中等岩爆(Ⅲ级)、强烈岩爆(Ⅳ级)、极强岩爆(Ⅴ级),基本特点如下 )Ⅱ级围岩表层有爆裂脱落、剥离现象,内部有清脆的噼啪声响,零星间断发生,围岩影响深度小于; )Ⅲ级围岩爆裂脱落、剥离现象较严重,有少量弹射并伴有雷管爆破的清脆爆裂声,有一定的持续时间,围岩影响深度~; )Ⅳ级围岩有大片爆裂脱落、出现崩塌,伴有爆破的声响,持续时间较长,围岩影响深度~; )Ⅴ级围岩大片严重爆裂,大块岩片出现崩塌,震动剧烈,有闷雷般声响,持续时间长,围岩开裂、影响深度大于,犹如地震。 岩爆的防治思想 一是破除“幻想论”,幻想找到一种彻底的岩爆预防方法是不可能的;二是破除“悲观论”,尽管岩爆在不断发生,只要给予充分重视,不断研究措施,就会大大降低其灾害程度。岩爆预防工作指导思想采用多种手段进行综合预防。应采取主动预防、被动治理相结合的方式,即按照“先预防、早支护、强支护”的总体施工原则,方能最大程度上避免岩爆发生或降低岩爆发生等级。 岩爆的主动预防 必须坚持预防为先的原则,否则,一旦发生较高等级的岩爆,将对现场人身、设备安全带来较大的威胁,大大提高了岩爆后期处理难度,极大地增加处理费用,并会产生较为严重的工期延误。 预防主要有如下几方面方案 )光面爆破控制必须做好光面爆破施工技术,尽可能使开挖面平顺,否则因开挖面不平顺,会引起围岩局部应力高度集中,导致岩爆发生; )短进尺开挖宜采用短进尺掘进,尽量减小发生岩爆的尺寸效应; )高压喷水或注水爆破后立即向开挖面喷射高压水,以达到软化围岩、增加岩体塑性、降低岩体脆性的,必要时利用爆破孔(锚杆孔、应力释放孔)向孔内进行高压注水,以获得更好的效果; )施工应力释放孔在掌子面布置施工一定数量的应力释放孔,至少倍循环进尺以上,提前对围岩应力进行调整,释放围岩积蓄的弹性应变能量。本工程掌子面系统布置了间排距,孔深的应力释放孔; )应力解除爆破法解除或降低高地应力集中区域的高地应力,应力解除孔孔深至少保证在倍循环进尺以上,根据实际使用效果,达到倍以上应力解除效果更好,钻孔以°~°的角度向外成扇形分布,孔底接近但不超过开挖边界,以爆破后不对开挖边界造成破坏为宜。本工程掌子面布置了个应力解除爆破孔,孔径φ、孔深(循环进尺)、孔底连续装药。通过工程现场实践,该方法在强岩爆、极强岩爆洞段使用有着较为明显的效果; )导洞开挖在方便现场施工的基础上,选择合适尺寸的导洞开挖,可有效减小岩爆发生的尺寸效应,降低岩爆发生概率和等级。 上述几种方案,主要是改善围岩应力和性质,对预防岩爆、降低岩爆发生概率和等级有着一定的积极作用,在工程实施过程中,应根据不同围岩岩爆等级(预测预报)选择不同的方案或组合预防方案。 岩爆的被动支护 岩爆治理主要采取“早支护、强支护”的方式,本工程不同岩爆等级段的支护实施参数主要如下 )Ⅱ洞段在爆破撬危后立即初喷厚的纳米钢纤维混凝土(纳米混凝土)封闭围岩,纳米具有加快喷混凝土凝结速度的作用,钢纤维具有增加喷混凝土的抗剪和抗折能力的作用,纳米钢纤维喷混凝土能够承受围岩较大的变形而不致破坏; )Ⅲ洞段初喷厚的纳米钢纤维混凝土(纳米混凝土)封闭围岩,并采用水胀式锚杆进行随机支护,因水胀式锚杆施工具有“杆体轻便、操作灵活、安装时间短、发挥作用及时”的特点,对Ⅲ岩爆治理具有很好的效果,但水胀式锚杆因薄壳结构,存在抗剪能力差的缺点; )Ⅳ洞段在开挖后立即进行初期支护,初喷纳米钢纤维混凝土对开挖面和掌子面进行全面的初期封闭,后随机施工φ、=、=涨壳式预应力中空注浆锚杆,预应力锚杆在施加应力后就能发挥作用,同时比水胀式锚杆具有更好的抗拉和抗剪能力,对Ⅳ以上岩爆治理具有较好的效果。在初期支护得到相对安全后,紧跟进行系统支护,施工φ、=、=@×涨壳式预应力中空注浆锚杆(涨壳式预应力注浆锚杆),并根据现场实际需要,确定是否安装格栅拱架或钢筋拱肋,最后复喷纳米钢纤维混凝土; )Ⅴ洞段在开挖后立即初喷纳米钢纤维混凝土对围岩和掌子面进行初期封闭,后施工φ、=、=@×涨壳式预应力中空注浆锚杆(涨壳式预应力注浆锚杆),并安装间距的钢拱架,最后复喷纳米钢纤维混凝土。 岩爆段安全施工基本要求 在岩爆洞段施工,安全问题显得尤为突出,各参建人员思想必须高度警惕,岩爆段防治是否到位直接关系到工程安全,更关系到人身安全。一旦发生较高等级的岩爆,不但会造成工程较大程度的破坏,而且也会导致掌子面直接停工数天到数月不等,严重影响工程进度;同时,也将造成一定的人员伤亡和机械设备损坏。因此,在工程实施过程中,需注意如下几方面的问题 )不断加强对一线人员的岩爆知识宣贯工作,提高其对岩爆的认知程度,避免思想麻痹,出现无知无畏的情况; )切实做好个人自身防护工作,所有一线人员必须佩带钢盔、穿防弹背心;制定详细的应急预案,组织所有一线人员进行安全应急演练工作,在工作面万一发生岩爆后,应做到有序撤离和自发抢救工作,尽量减少人身伤亡; )爆破、支护钻孔设备应采用机械造孔,如三臂钻,在Ⅳ、Ⅴ段必须采用机械造孔,严禁采用人工手风钻造孔; )特别在Ⅳ、Ⅴ洞段施工,必须严格遵循“短进尺、强支护”的施工原则,系统支护必须紧跟掌子面,支护强度应遵循“宁强勿弱”的原则; )高度重视潜在强岩爆段的岩爆预测预报工作,这是潜在强岩爆洞段施工的工作重点,以便更好地指导现场施工。 岩爆等级预测预报 本工程使用了较多的预测预报方法,如表面雷达预报、预报、微震监测预报等,根据现场实际使用效果比较,其中微震监测方案不失为一种较好的预测方法,但也只能提供一定的指导性意见,不能准确地进行岩爆预测,截至目前,在世界范围内还没有找到准确预测岩爆发生部位和发生等级的方法。在工程实施过程中,应采用微震监测预测、表面雷达预报、预报和一线人员长期积累经验相结合的方式,进行岩爆发生等级可能性的判别,岩爆等级的判别应遵循“宁高勿低”的原则,从而采取合适的防治应对方案。 岩爆段施工管理流程 在Ⅱ~Ⅴ等级岩爆段,其中Ⅳ、Ⅴ岩爆一旦发生,破坏性较大,对工程影响较大,是岩爆段掘进施工防治的重点监控点。 为保证安全渡过Ⅳ、Ⅴ段掘进施工,在工程实施过程中,制定了Ⅳ、Ⅴ岩爆段安全施工管理流程,见下表。现场施工必须按照表中的工序顺序开展,上道工序未经承包商自检和现场监理工程师验收签字确认,不得进入下道工序施工(表中承建单位自检和监理工程师检查栏中填写具体的参数),保证工序环环紧扣。 按上述管理流程实施后,通过现场监测,在Ⅳ、Ⅴ段爆破后至支护完成前时间段内,基本未出现过大的岩爆,仅出现了剥离现象;同时,在系统支护后,虽然在围岩深处有很大的应力释放声响、甚至伴随地面轻微震动,造成系统支护体有一定的变形或破坏,但没有发生围岩大面积的崩塌现象,最大程度上降低了岩爆危害,保证了工程安全和现场施工安全。 结论 锦屏二级引水隧洞作为在强岩爆条件下施工长埋深隧洞,为国内岩爆条件下施工积累丰富施工经验。综上所述,在隧洞岩爆段掘进施工,必须高度重视岩爆的施工防治工作,切勿盲目冒进,只要采用适当的防治措施,可最大程度上保证工程的顺利进行和现场施工人员的人身安全。 注本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以格式阅读原文