徐佐
深圳粤港工程技术服务有限公司 518021
摘要:为满足复杂地质条件下,对小断面隧洞施工技术的要求,本文结合小断面隧洞施工特点、重点及难点,并针对其质量隐患、安全隐患全面识别,安全施工能力以及安全施工管控力进行分析,提出需要做好施工技术的管控、做好爆破施工准备、设置爆破参数、安全规范的作业,以更好地做好施工后处理,完成施工目标,达到施工要求。
关键词:引韩济饶工程;小断面;隧洞施工
1工程概况
本工程在韩江潮州枢纽库区左岸意东堤新建取水口,通过自流引水方式,采用一根长2.35km,直径为DN2200的PCCP埋地输水管线,将原水引至意溪泵站前池,意溪泵站厂区布置于意溪河堤内,通过该加压泵站将原水送至无压隧洞进口的高位水池,无压输水隧洞长19.725km,隧洞出口采用重力有压流输水方式,经由一根长2.883km,直径为DN2200的PCCP埋地输水管线,沿X086县道将原水送至钱东镇,至此主管线全长约24.958km。后分两支线分别输水至饶平第二水厂和钱东拟建水厂。
2小断面隧洞施工特点及重点、难点分析
2.1小断面隧洞施工特点
①断面小,施工空间狭窄,对于机械使用限制大,特别是石碴的装车和外运限制,故要根据隧洞的尺寸合理选择出碴设备,根据进尺深度设置避车洞的最优距离。本工程试验后选择采用5t自卸汽车运碴,2m3侧卸式装载机装车,避车洞的设计距离,进尺1000m以内的每180m设置一个避车洞,进尺1000m以后每120~150m设置一个避车洞;②单头进尺长,对通风排烟和施工供电保障影响大,对隧洞的贯通测量精度要求高,故在施工管理中,需做好隧洞通风排烟措施、施工供电保障措施,要有较高水平的测量控制技能,准确指导隧洞开挖;③安全隐患多,故在施工过程中,要抓好安全管理,特别是要可靠处理各种围岩失稳隐患,做好必要的加固施工,加强安全监控,提高复杂施工环境的处理能力。隧洞开挖后,应避免基岩长时间暴露在外,增加安全风险。要做好隧洞通风排烟、供电管理和安全检查工作,消除各种施工安全隐患[1]。
2.2施工重点、难点分析
本工程引水隧洞洞线较长、断面小、隧洞单头进尺长度较长,不利于通风排烟,故洞内通风排烟和保证施工安全是本工程的重点和难点之一;由于隧洞洞线长,洞内施工用电降损大,如何保证洞内施工用电负荷也是本工程的重点和难点之一;工程隧洞施工工期紧、难度大,有约63%的围岩为Ⅳ、Ⅴ类围岩,围岩大部分较破碎,且部分隧洞埋深较深,如何保证隧洞施工如期完工,保证施工过程的安全也是本工程重点和难点之一[2]。
2.3项目重点、难点对应措施
(1)隧洞线路长,隧洞内通风排烟难度大。应采取以下施工措施:隧洞内通风排烟采用正压通风,在隧洞起拱线附近布置一条准1000柔性风管,正压向工作面输送新鲜空气,为隧洞内施工人员创造良好的通风环境,保证施工安全。在超过1000m后的隧洞内,每500m增加1台750m3/min轴流风机。随着隧洞开挖,接长柔性风管,前后风机用风管串联。(2)隧洞内单头施工线路长,电压降损大。应采取以下施工措施:由于常规的低压进洞,在开挖工作面离洞外变压器超过500m后输电线路压降开始变大,超过1000m后压降急剧增大,基本无法满足施工需要。为此,拟采用高压绝缘进洞,并在适当位置安装调压变压器进行升压,以保证长隧洞施工用电需求。(3)隧洞洞线长,应采取以下措施保证洞轴线偏差小,保证与其他标段隧洞的顺利贯通:①为保证隧洞施工的准确性,应选择有足够经验的施工测量员进行工程测量;②采用激光全站仪、剖面仪等先进测量仪器,准确、快速地测量开挖剖面;③加强开挖前放样,开挖后复测,确保隧洞轴线精度;④加强与其他标段施工单位测量员的沟通,及时纠正隧洞轴线偏差,确保与其他标段隧洞的顺利贯通。
(4)隧洞工期紧、难施工的施工措施:①调动具有丰富隧洞施工经验的管理和技术人员,形成高效的项目管理组织,按项目法组织项目施工;②配备先进高效的配套施工设备,设备数量充足,性能优良,满足施工高峰强度,保证隧洞快速开挖和快速支护;③对Ⅳ类、Ⅴ类围岩构造面,岩溶涌水、蚀变岩体等不利地质区域的施工,严格遵循“新奥法”原则,根据不同地质条件和部位,采取“超前预测,超前支护、短进尺、弱爆破、少扰动、早封闭、强支护、勤测量”等措施,确保围岩稳定。配备具有丰富地下工程经验的地质工程师,及时预测预报工程地质;④对隧洞埋深较深,可能存在岩爆及高地温的不良地质洞段的施工,应加强观测,施工中降低一次爆破用药量,短进尺、多循环,实行光面爆破。严格按照设计进行临时支护,临时支护紧跟开挖,并适当加强。施工过程中采用声发射法进行监测预报岩爆,进行地应力测试,预测岩爆等级,掌握其爆发规律。对掌子面喷洒高压水,通过降低岩体温度使岩体中积聚的能量得以释放,以降低地应力强度[3]。
3引水隧洞工程主要施工技术
3.1施工准备
施工准备工作需要对项目进行全面考察,有效分析施工技术方案,确保技术方案能够发挥良好的实施效果,在质量安全方面发挥更大的作用。综合分析现场人员、设备、材料、组织管理模式,确保施工顺利、科学。在施工过程中,做好测量放样控制,有效考核测量人员的测量水平,做好技术培训,确保技术人员在上岗前完成技术测试。
3.2钻孔、清孔和爆破的准备工作
确定开挖断面的中心线、腰线、轮廓线和孔位布置。每排孔按“平、直、齐”的要求进行检查。单循环进尺控制在1.0~3.0m,具体进尺深度根据围岩类型控制,严格控制装药量。周边孔及掏槽孔偏差不大于5cm,辅助孔偏差不大于10cm。为了获得完整、光滑的开挖剖面,减少波浪扰动,减少围岩开挖量,周边孔采用光面爆破,孔位均匀分布,外推等角,孔深均匀且相互平行,沿壁每侧横向钻孔角度为2°~3°,孔内采用低爆速炸药,导爆索串联,耦合系数不小于1.3。设置各种安全防护设施,做好清孔工作,检查合格后保护爆破位置[4]。
3.3装药爆破
为获得最优、最安全的爆破效果,得到最佳的爆破参数与装药结构,在施工前必须先进行爆破试验,根据爆破效果优化调整爆破参数。装药完成并封孔后,对每个爆破隔板进行综合检查,特别是安全检查,清除安全隐患。在非电毫秒雷管爆破中,一般采用完全耦合装药,周边孔应采用非耦合装药,如边墙、隧洞拱等,炸材选用乳化炸药。结合隧洞特点、施工方案和采用的施工手段,初步设计钻孔深度(循环进尺)、切割方式、孔位布置、光爆参数、装药量、爆破管网等,根据实际情况进行调整。不同隧洞的不同地段之围岩性质有差别,以隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩为基础进行初步的爆破设计,实际施工时根据围岩性质和情况做出调整。。
3.4爆破后处理
爆破后应保证足够的通风时间和必要的除尘浇水。为清除爆破后的碎石,应控制设备的性能。相关经营者应当按照规定和要求进行施工,对存在的安全隐患进行可靠控制,确保施工过程中具有良好的安全保障。开展施工监测技术的必要应用,做好监测项目的可靠设置,为施工工作提供可靠的监测数据指导,及时报告安全风险。
4结论
隧洞建设需要提高技术水平和管理水平。在安全施工过程中,可以发挥良好的施工水平,突出安全施工控制的价值,做好质量控制,科学应用各种技术手段,提出相应的对策。在开挖施工中,要注意安全监测,加强隧洞地表水的引排水,实现施工质量的有效控制。同时,在施工中,应结合工程实际情况、注浆效果、地质条件等先进的检测手段,为施工的稳定性和安全性提供保障。
参考文献
[1]张彦.小断面隧洞衬砌裂缝成因及施工处理措施[J].四川建材,2021,47(01):127-128.
[2]陈翔.小断面隧洞施工通风技术探讨[J].建筑技术开发,2020,47(23):42-44.
[3]朱堂明,罗成虎,乔秀笙.如何有效提高小型断面隧洞二衬施工效率[J].四川水利,2020,41(05):60-63.
[4]万佳俊.浅析小断面隧洞开挖单价的编制要点[J].水电与新能源,2020,34(09):74-78.