高地温地质地段隧道开挖施工方案.ppt

'高地温地质地段隧道开挖施工方案 首先了解工程中高地温地段隧道施工的措施一.高热地段介绍隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难。一般在火山地带的地区修建隧道或地下工程会遇到比较高温高热的情况，如日本某地的发电厂工程的隧道，其围岩温度高达。更甚者，在高温隧道中发生过施工人员由于地层喷出热水或硫化氢等有害气体，而烫伤或中毒。一、高地温的热源地热的形成按热源分类，可分为三大类：即地球的地幔对流；火山岩浆集中处的热及放射性元素的裂变热成为热源。其中，对隧道工程造成施工影响的，主要是火山的热源和放射性元素的裂变热源。 其中常见的地热来源：主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。地热在地球上有不同的呈现形式。按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100℃～140℃。 地热引起高热施工地段 火山内部的熔岩，是已经熔化的岩石，以高温液体呈现，常见于火山出口或地壳裂缝，一般温度介于摄氏700度至1200度之间但熔岩附近的温度则由岩石性质决定，温度降低快慢不一，有时即使远离10公里土地依旧可达40度的高温。 熔岩引起的高地温地段 （1）火山热的热源：由于火山供给的热是地下的岩浆集中处的热能而产生热水，这种热水（泉水）成为热源又将热供给周围的岩层。当隧道或地下工程穿过这种岩层，就有发生高温、高热的现象。（2）放射性元素的裂变热的热源：根据日本文献介绍，由于地壳内岩石中含有放射性物质，其裂变热产生地温，地下增温率以所处的深度不同而异，其平均值为30℃/100m。东京大学院内测定的实例表明，该处地下增温率为2.2℃/100m。假定地表温度为15℃，地下增温率以3℃/100m计，覆盖层厚1000m深处的地温而成为45℃。日本某地质调查所对30处深层热水地区调查的结果，在平原地区认为不受火山热源的影响，其地下2000m深处的地下温度为67℃~136℃。这说明如果覆盖层很厚即使没有火山热源供给也有发生高温、高热问题的可能性。 二、高地温地段隧道施工的措施（1）为保证隧道施工人员进行正常的安全生产，我国有关部对隧道施工作业环境的卫生标准都有规定。如铁道部规定，隧道内气温不得超过28℃；交通部规定，隧道内气温不宜高于30℃。国外的资料介绍，日本规定隧道内温度低于37℃。（2）为达到规定的标准，在施工中一般采取通风和洒水及通风与洒水相结合的措施。地温较高时，可采用大型通风设备予以降温。地温很高时，在正洞开挖工作面前方的一段距离，利用平导超前钻探，如有热水涌出，可在平导内增建降水、排水设施和排水钻孔，以降低正洞的水位。如正洞施工中仍有热水涌出时，可采用水玻璃水泥系药液注浆，以发挥截水及稳定围岩的作用。 （3）高温地段的衬砌混凝土：在高温（如70高温）的岩体及喷混凝土上浇筑二次衬砌混凝土时，即使厚度再薄，水化热也不易逸出。由于混凝土里面和表面的温差，在早龄期有可能存在裂缝。因此，对二次混凝土衬砌防止裂缝，应采取下述措施：①为了防止高温时的强度降低，应选定合适的水灰比，并考虑到对温泉水的耐久性，宜采用高炉矿渣水泥（分离粉碎型水泥）。混凝土配合比和掺合剂应作试验优选。②在防水板和混凝土衬砌之间设置隔热材料，可隔断从岩体传播来的热量，使混凝土内的温度应力降低。③把一般衬砌混凝土的浇筑长度适当缩短。④用防水板和无纺布组合成缓冲材料，由于与喷混凝土隔离，因此，混凝土衬砌的收缩可不受到约束。⑤适当设置裂缝诱发缝，一般在两拱角延长方向设置。 （4）中暑症的防治措施：在高温条件下施工除采用降温措施外，还应注意中暑症的防治工作。中暑症可分为热痉挛症、热虚脱症和热射症三种类型，其症状及处置如下：①热痉挛：由于出汗过多，体内的水分、盐类丧失而引起。其症状为在作业中和作业后，发作性肌肉痉挛和疼痛。对此症应采取充分地摄取水和盐类予以缓解症状。②热虚脱：由于循环系统失调而引起。其主要症状为血压降低、速脉、水脉、头晕、头痛、呕吐、皮肤苍白、体温轻度上升。采取的措施是，循环器官有异常的人员严禁参加施工。对有症状者增加补水次数，并在阴凉处静卧休息。 ③热射症：由于体温调节中枢失调，体温上升。症状为：体温高、兴奋、乏力和皮肤干燥等。采取的措施，对高温不适应者应避免在洞内作重体力劳动。在高温施工地段采用冷水喷雾等方法降温，必要时对患者可采取医疗急救处置。（5）合理安排高温作业时间：根据坑道内的高温程度、劳动强度和劳动效率，确定劳动工时，以策施工人员的健康和安全。（6）加强健康管理：有高血压、心脏病的患者，由于高温作业有引起症状恶化之虞；疲劳、空腹、睡眠不足、酒醉等容易诱发中暑症，对此类人员应禁止参加劳动。在高温作业时，易发生维生素、水分、盐类的不足，对此需进行充分的补充。为恢复疲劳，在适温适湿的环境下休息，或充分地进行卧床休息。 由上面知识可知道：对于高地温地段，必须采取先降温，后施工的方案。否则对于人员安全，设施正常工作都有极大影响。下面是武隆某隧道施工DK192+330～DK194+850段高地温地段施工 根据设计资料预测，武隆某隧道可能有高地温。DK192+330～DK194+850段，应注意高地温根据洞内开挖后实测温度，如果存在高地温地段，则采取以下措施：1、加强通风。增加通风时间，必要时设双机双管路通风。2、掌子面处设局扇以加强空气流动，增加通风效果。3、洒水降温。经常向掌子面或岩面洒水，爆破后及时向洞室四周、碴堆洒水，以降低温度。4、对衬砌砼加强洒水养护，还可以起到降低砼水化热所产生的热量。 （一）隧道施工总工艺流程 1.施工前准备准备事项：1.通风设施2.水源3.交通运输4.电力5.建筑材料6.场地整理 通风设施的准备及工艺流程了解 ①开挖进洞 洞口超前支护完成后，非爆破人工开挖进洞。人工开挖进洞施工工艺流程如上图。施工要点：（1）挖进洞时，先用挖掘机进行初挖，再辅以人工用风镐和铁锹等工具将开挖轮廓线附近的围岩挖除。（2）施工过程中要随挖随护。（3）上台阶格栅拱架立好后，为防止拱顶下沉，除施加锁脚锚杆外，在两拱脚间焊连一钢横梁，并在拱顶与钢横梁中点间连一竖向中支撑。钢横梁、中支撑、钢拱架之间一定要焊接牢固。（4）底注浆与下台阶初期支护可同时进行。（5）初期支护与基底注浆完成后，要及时施作仰拱。（6）仰拱施工完毕且砼达到一定强度后，方可拆除钢横梁和中支撑。 （二）隧道开挖1、开挖作业工序流程（钻爆法） 施工要求（1）放样布眼。隧道开挖每一个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过5厘米。（2）定位钻孔。钻眼按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5厘米，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在2度到3度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其他炮眼深20厘米。（3）清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装好药后用炮泥堵塞。（4）网络连接。起爆网采用复式网络，联接时每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人负责检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。（5）调整控制。开挖过程中经常观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。严格控制周边眼的装药量，减少对围岩的扰动，控制超欠挖。（6）排水。控制隧底超欠挖，保证底面平整。保持临时排水系统畅通不积水，防止浸泡围岩。 （三）采用到的施工支护工艺1、砂浆锚杆（1）砂浆锚杆施工工艺流程、注浆完成，卸下注浆管和锚杆接头，转入下一孔注浆。 （2）原材料及配合比a、锚杆杆体采用直径22毫米的螺纹钢，使用前调直、除油，砂浆采用中砂和425号水泥拌制，砂最大粒径不大于2.5毫米，使用前过筛清洗。b、砂浆配合比控制在（水泥：砂子）1：1～1：0.5之间，水灰比控制在0.45～0.5之间。c、砂浆拌合均匀，随拌随用，在砂浆初凝前使用完毕。（3）钻孔a、采用手持凿岩机、锚杆台车钻孔。b、钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工。c、孔深误差不超过5厘米，孔径大于杆体直径15毫米。d、钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。（4）注浆a、采用牛角泵注浆。灌浆开始或中途停止超过30分钟，用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。b、注浆时注浆管插入距孔底5-10厘米处，随砂浆的注入缓慢均匀拔出，灌浆压力不大于0.4MPa。避免孔中砂浆漏灌，保证锚杆全长锚固。c、锚杆的插入长度不小于设计长度的95%，锚杆安装后不得随意敲击。 2.中空注浆锚杆 3、钢筋网钢筋网在洞外预先按设计焊接绑扎成片，运至洞内随围岩起伏铺设，并与锚杆、钢支撑焊牢，钢筋网与围岩间距3-4cm，喷砼后钢筋网片不外露，最小保护层厚度2cm。4、格栅钢架支撑（1）钢架加工：按照设计尺寸在平面上放出1：1大样，并把整个钢架分成若干个单元，并焊好连接法兰，法兰的焊接准确周正，孔眼对应。（2）钢架架立：首先要测量准确，架立后并复核，钢架尽可能与围岩贴靠紧密，两侧底脚使用垫块支垫牢固。（3）连接：法兰之间对正，用螺栓连接牢固，钢架与锚杆焊牢，钢架与钢架之间用φ22螺纹钢焊接连成整体，起到整体支护效果。 5、喷射砼（或钢纤维砼）采用TK-961型喷射砼机湿喷作业 喷砼作业a、喷射前，先用高压风、水清洗岩面，清除浮石，检查机具设备和管路。b、送风前先打开计量泵，以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风之后调整风压，使之控制在0.45-0.70MPa之间。c、喷嘴与岩面距离为60-100厘米，喷射方向尽量与受喷面垂直。d、一次喷射厚度不超过10厘米，两次喷射时间间隔为15-20mim。e、喷射作业分段、分片进行，每段长度不超过6米。喷射顺序按先边墙后拱脚，最后拱顶施喷。喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30厘米。注意事项a、开机先开主机，再按依次开震动棒、计量泵、风阀的顺序进行。b、喷射完成先关主机，再依次关风风阀、计量泵和振动棒，然后用清水将机内、输送管路内残物清理干净。c、严格控制拌合物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问题及时处d、如有堵管情况，则必须先关闭主机，然后才能进行处理。 （四）出碴运输隧道分别采用有轨和无轨运输。有轨为电瓶车牵引梭式矿车出碴。1、钢轨及道岔：洞内铺设单线43Kg/m的钢轨，轨距900毫米,6＃道岔。2、运输线路：正洞内铺设“四轨两线”，平导铺设单线轨道，每600m设一会车线。洞外铺一条运料岔线，该岔线经过充电平台，另铺一条至修配车间兼停车岔线。3、武隆出口、横洞临时弃碴须经汽车二次倒运至指定弃碴场。详见“八、主要工序施工工艺 （五）砼衬砌1、衬砌工艺流程如下图: 2、衬砌施工要求a、衬砌台车就位时进行测量控制，灌注前进行复核。台车下部支垫稳固，上部及两侧面用短撑支撑牢固，防止晃动。b、对模板进行测量控制，保证模板缝成直线。c、灌筑砼两侧对称同时进行，注意控制两侧泵送砼的均匀性，两侧灌注砼高差不得超过50厘米。d、每循衬砌前，对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗，并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好。e、砼灌注连续一次灌筑完毕，如发生停电等意外事故必须停工时，将灌注面整平、振捣好。停工2小时以上，要等24小时后才能接灌。f、拱部封顶时，必须填满捣实，不得有空隙。g、根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。拆模在拱部砼达到设计强度的75%以上时进行，拆模时注意砼模角及表面的保护。h、耐腐蚀砼，按耐腐蚀外加剂掺量要求准确计量拌合均匀，灌注中分层振捣密实。 注意以上施工中：粉尘的清除（1）针对钻爆粉尘主要采取如下措施①钻孔时采用湿式凿岩，加强局扇通风。②在掌子面30m、50m、100m处边墙及拱部安装水幕降尘器，水充分雾化后，迫使粉尘迅速降落。③在距掌子面120m以外安装隧道集尘器：天津产GC500型，处理风量500m3/min，捕集粒径≥3.11um，除尘效率98.5%，耗风量0.67m3/min。（2）采用砼湿喷工艺降低喷锚粉尘。（3）在岩碴上洒水湿润以压制粉尘，派人清扫保持路面清洁，洒水湿润防止路面干燥起尘。（4）采用低污染内燃设备，或在内燃设备上安装净化装置，以降低尾气固体粉尘排放量。（5）将通风管安装于拱顶部，加强风管维护，防止漏风，洞内最高风速≤6m/s。 施工质量保证及安全措施一.质量保证①钻孔爆破的质量保证措施1.严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。2.周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其它炮孔孔位偏差不大于10cm。3.炮孔的孔底落在爆破图规定的平面上。4.炮孔经检查合格后，方可装药爆破。5.炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经过考核合格并持有上岗证的炮工负责施工，严格按爆破图的规定和要求进行作业。6.每次爆破后，对岩石爆破的效果进行现场实地调查并作出评价，通过仪器测定爆破对岩体完整性的影响，对爆破参数进行适当调整。7.炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%。8.相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆震裂隙。9.相邻两茬炮之间的台阶或最大外斜值小于10cm。 ②锚喷支护质量保证措施1.材料控制：锚杆、水泥、外加剂等产品有生产厂的质量证明书，并按图纸要求或监理工程师要求进行试验。2.锚杆的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差不大于10cm。3.锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，施工图未作规定时，其系统锚杆的孔轴线垂直于开挖面。4.按照有关规定进行喷射混凝土施工质量抽样试验，抽样试验报告报送监理工程师。5.检查喷层厚度，对不合格的，进行补喷。6.按监理工程师的指示钻取直径100mm的芯样作抗拉试验，成果资料报送监理工程师，钻取试件的钻孔，用干硬性水泥砂浆回填。7.对检查发现喷射混凝土中的鼓皮、剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位，及时予以清理和修补，并经监理工程师检查签认。 安全保证措施1.爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理，严格遵守有关规定。2.进行爆破时，人员应撤至安全距离之外。3.每道工序施工完成，经过检查合格后，才能进入下一道工序的施工。4.定期进行围岩变形观测，如发现异常情况及时报告有关人员。5.严格按照监理工程师批准的施工开挖程序和技术措施进行施工。6.设专职的安全监察员，定期检查施工现场。 文明施工1、工程概况牌应有工程名称、工程规模、施工里程、建设单位、监理单位、施工单位、开竣工日期、项目技术、质量、安全、环保负责人员，创优级别、举报电话等。2、安全生产措施牌包括安全职责、安全纪律、安全禁令、安全技术措施、安全保证措施。3、职工守则包括职工道德、准则、以及劳动纪律等。4、环境保护措施应针对施工对象制定切实可行的环保措施。5、施工平面图应参照设计平面图，结合工程特点和施工实际需要，对施工进场的道路、材料堆码、机具设置、水电布设、房屋布置等进行科学、合理安排和统筹规划，并严格按图布置 谢谢观看！！！'