預(yù)裂爆破技術(shù)論文精品(七篇)

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篇(1)

關(guān)鍵詞:預(yù)裂爆破；高邊坡；爆破震動(dòng)；穩(wěn)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;

中圖分類(lèi)號(hào)：TB41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）

1 引言

露天深孔爆破由于施工進(jìn)度快，一次爆破工程量大，施工成本低而在石方開(kāi)挖工程中得到了廣泛應(yīng)用，近年來(lái)隨著水利水電建設(shè)步伐的加快，露天深孔爆破在石方開(kāi)挖中的應(yīng)用也越來(lái)越廣，但如何保證開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定、如何減少露天深孔爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定的危害，是爆破施工必須要面對(duì)的課題。本文根據(jù)爆破施工的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合邊坡穩(wěn)定，論證了預(yù)裂爆破技術(shù)在高邊坡開(kāi)挖中的作用。

2 工程概況

王快水庫(kù)溢洪道石方擴(kuò)挖96.2萬(wàn)m3，最大開(kāi)挖深度75m ,每10m預(yù)留1.5m寬?cǎi)R道，爆破施工工期18個(gè)月，工程量大，施工強(qiáng)度高。但溢洪道邊坡下游段表層為全風(fēng)化花崗片麻巖外，下部呈弱風(fēng)化，巖石節(jié)理、裂隙、斷層及軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖層和斷層的走向?qū)吰路€(wěn)定極為不利。

3 高邊坡預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)與施工

3.1 預(yù)裂爆破概述

炸藥在炮孔內(nèi)爆炸時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和高壓氣體并猛烈沖擊炮孔四周的巖體，使得周?chē)膸r體破碎或開(kāi)裂，為了使爆破開(kāi)挖的邊界盡量與設(shè)計(jì)的輪廓線相符合，不出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象，同時(shí)也使開(kāi)挖邊界上的巖體能盡量保持完整無(wú)損，保持其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低爆破震動(dòng)的危害范圍和破壞程度，在爆破施工中，常采用預(yù)裂爆破的方法保護(hù)邊坡，有的還在主炮孔和預(yù)裂孔之間布設(shè)緩沖孔。

所謂預(yù)裂爆破就是沿開(kāi)挖邊線布置密集炮孔，采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區(qū)爆破之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)輪廓線爆破出一條具有一定寬度的裂縫，以減弱主爆破對(duì)保留巖體的破壞并形成平整輪廓面的爆破作業(yè)。進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，為使巖體開(kāi)裂而又不致使巖壁遭受破壞，希望爆炸沖擊波作用于孔壁上的徑向壓力要低于巖體的極限抗壓強(qiáng)度，而由此派生的切向拉應(yīng)力則要超過(guò)巖體的抗拉強(qiáng)度，而巖石的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要低得多，這就為實(shí)施預(yù)裂爆破提供了有利條件。實(shí)踐表明，預(yù)裂爆破具有明顯的降震作用，是減小露天深孔爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的最有效措施之一。

3.2 預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

3.2.1鉆孔孔徑

預(yù)裂爆破的鉆孔直徑與臺(tái)階高度有關(guān)，一般3~5m的臺(tái)階，可選擇40~50mm的孔徑；6~15m的臺(tái)階，可選擇70~100mm的孔徑；15~30m的臺(tái)階，可選擇100~150mm的孔徑；超過(guò)30m的臺(tái)階，可根據(jù)具體鉆孔設(shè)備采用大孔徑預(yù)裂孔。鉆孔直徑與臺(tái)階高度基本成正比關(guān)系，即臺(tái)階越高，孔徑越大，但過(guò)大的孔徑是不經(jīng)濟(jì)的。通過(guò)大量的工程實(shí)踐總結(jié)和分析，有如下經(jīng)驗(yàn)公式：D=30+4H

式中：D為鉆孔直徑（mm）；H為臺(tái)階高度（m）。

施工中所選鉆孔直徑與計(jì)算值越接近，經(jīng)濟(jì)性越佳，技術(shù)性越合理。本工程根據(jù)上式、臺(tái)階高度及現(xiàn)有設(shè)備選用的孔徑為90mm。

3.2.2 鉆孔間距

鉆孔間距與鉆孔直徑的比值稱(chēng)為孔徑比E，E值是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它的大小決定了鉆孔數(shù)量和預(yù)裂爆破的質(zhì)量。從施工經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，E值取大一些好，E值越大鉆孔數(shù)越少；從技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)出發(fā)，E值小一些好。E值取的大一些，鉆孔雖然少了，但邊坡坡面質(zhì)量和平整度降低了。爆破理論證明，分散裝藥遠(yuǎn)比集中裝藥爆破對(duì)邊坡的破壞小，E值小時(shí)，炮孔數(shù)多，藥量相對(duì)分散，預(yù)裂爆破形成的坡面質(zhì)量和平整度好。一般E值在8~12之間選取，巖石堅(jiān)硬，完整性好，E值可取大一些；巖石風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，E值應(yīng)取小一些。本工程E值取10，即鉆孔間距a為90cm。

3.2.3 鉆孔深度

炮孔深度根據(jù)臺(tái)階高度及設(shè)計(jì)坡比加超深確定，本工程臺(tái)階高度H為10m，設(shè)計(jì)坡比為1:0.3，超深取0.3m。則孔深為：

L=（H+h）/sina=（10+0.3）/sin74°=10.75m

式中：L為孔深，H為臺(tái)階高度，h為超深。

3.2.4 預(yù)裂孔與緩沖孔排距

為獲得良好的開(kāi)挖邊坡，在緊鄰預(yù)裂孔外側(cè)布置一排緩沖孔，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，爆破時(shí)在主爆孔后隔一定時(shí)間間隔起爆，以減輕爆破時(shí)對(duì)預(yù)留邊坡的沖擊作用，達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。預(yù)裂孔與緩沖孔之間的距離一般為正常炮孔的一半，主要是控制空地距離不得大于1.5~2.5m，本工程取排距為1.8m。

3.2.5 炸藥

炸藥采用2#巖石硝銨炸藥，若孔內(nèi)有積水，則采用乳化炸藥，藥卷直徑32mm。

3.2.6 不耦合系數(shù)

經(jīng)工程實(shí)踐證明，不耦合系數(shù)η=D/D0（D為炮孔直徑；D0為藥卷直徑）在滿足η=2~5時(shí)，才能形成質(zhì)量良好的預(yù)裂縫。當(dāng)D＞100mm時(shí)，η取3~5；當(dāng)D＜100mm時(shí)，η取2~3。本工程采用藥卷直徑為32mm，不耦合系數(shù)η=90/32=2.8。

3.2.7 裝藥結(jié)構(gòu)與線裝藥密度

預(yù)裂爆破既要保證預(yù)裂縫的貫通，又要保護(hù)炮孔孔壁不受破壞，盡可能提高半孔率，達(dá)到坡面平整，邊坡穩(wěn)定要求。在裝藥結(jié)構(gòu)上盡可能使藥卷和炸藥能量得到均勻分布。采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。按照設(shè)計(jì)的藥卷直徑、數(shù)量和間隔距離連同單根導(dǎo)爆索一起綁扎在竹片上，構(gòu)成藥串，然后將加工好的炸藥串送入炮孔內(nèi)，使竹片貼在保留邊坡側(cè)。

預(yù)裂孔的線裝藥密度一般為0.1~1.5kg/m，由于孔底巖石夾制作用，為確保裂縫貫通到孔底，在孔底1~2m范圍內(nèi)增加2~3倍藥量。本工程采用武漢水利水電學(xué)院經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

q線=0.127*[σ壓]0.5*[a]0.84*[D/2]0.24

式中：q線為線裝藥密度（kg/m）；σ壓為巖石的極限抗壓強(qiáng)度(MPa),根據(jù)地質(zhì)資料70 MPa；a為炮孔間距（m）；D為炮孔直徑(m)。經(jīng)計(jì)算本工程線裝藥密度q線為0.46kg/m。

3.2.8 堵塞

孔口堵塞時(shí)，先用炸藥的包裝袋或草把團(tuán)成一團(tuán)送入炮孔，并于炸藥最上端接觸，然后用略微潮濕的粘土分段夯實(shí)堵塞。堵塞長(zhǎng)度為1.5m。

3.2.9 起爆網(wǎng)絡(luò)

起爆網(wǎng)絡(luò)采用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)絡(luò)，用1根主導(dǎo)爆索將各預(yù)裂孔的導(dǎo)爆索串聯(lián)起來(lái)，然后在主導(dǎo)爆索上綁扎2發(fā)非電毫秒導(dǎo)爆雷管實(shí)現(xiàn)微差間隔起爆。邊坡預(yù)裂孔應(yīng)先于其它炮孔75ms以上起爆，以便首先形成連續(xù)貫通的預(yù)裂縫，以阻隔后續(xù)爆破時(shí)對(duì)保留邊坡的擾動(dòng)破壞。

當(dāng)預(yù)裂爆破規(guī)模較大時(shí)，為減輕預(yù)裂爆破過(guò)程中對(duì)保留巖體的影響，可分段進(jìn)行微差爆破，每段之間連接2發(fā)2段非電毫秒導(dǎo)爆雷管起爆。

3.3 爆破效果

石渣清理后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)察看，邊坡超欠挖基本控制在15cm之內(nèi)，平整度符合規(guī)范要求，坡面巖石無(wú)擾動(dòng)現(xiàn)象，預(yù)裂炮孔半孔率在80%以上。說(shuō)明以上爆破參數(shù)是比較合適的，保證了邊坡的穩(wěn)定。

4 預(yù)裂爆破施工中應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）鉆孔時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查鉆孔的傾角和方位角，鉆孔偏斜誤差應(yīng)控制在1°之內(nèi)，確保預(yù)裂孔在同一個(gè)平面上。

（2）為了克服炮孔底部巖石的夾制作用，炮孔底部應(yīng)適當(dāng)增加裝藥量，當(dāng)孔深為3~5m時(shí)，線裝藥密度增大為2~3倍；孔深超過(guò)10m時(shí)，線裝藥密度增大為3~5倍；底部增加藥量的范圍為孔底起約0.5~1.5m。

（3）預(yù)裂孔在同一平面時(shí)，宜采用導(dǎo)爆索連接并同時(shí)起爆。

（4）預(yù)裂爆破分段起爆長(zhǎng)度不宜小于10m，這是因?yàn)殚L(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)使預(yù)裂線兩端所受夾制作用過(guò)大，影響預(yù)裂爆破效果。

（5）預(yù)裂炮孔和主炮孔之間應(yīng)布置一排緩沖孔，以減少預(yù)裂線附近大塊石集中現(xiàn)象，保證爆破效果。

5預(yù)裂爆破的特點(diǎn)

（1）預(yù)裂邊坡平整，穩(wěn)定性好，利于施工期及水庫(kù)運(yùn)行后永久邊坡安全。

（2）開(kāi)挖時(shí)不用預(yù)留保護(hù)層，預(yù)裂縫之外都可以采用深孔爆破，簡(jiǎn)化了施工程序，加快了施工進(jìn)度。

（3）所形成的預(yù)裂縫能有效削減爆破應(yīng)力波對(duì)永久邊坡的危害。

（4）減少了邊坡整修工程量和超欠挖現(xiàn)象，節(jié)省了混凝土的回填工作量。

（5）減少了巖基固結(jié)灌漿處理工程量。

6結(jié)語(yǔ)

邊坡的穩(wěn)定性既受地質(zhì)地形條件、氣候條件的影響，又受爆破方法、爆破技術(shù)的制約，所以，在爆破施工中如何保護(hù)邊坡穩(wěn)定是一個(gè)較為關(guān)鍵的問(wèn)題。本工程采用預(yù)裂爆破技術(shù)取得了較好的效果，可以說(shuō)預(yù)裂爆破技術(shù)是解決高邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定問(wèn)題的有力措施之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]李彬峰.預(yù)裂爆破技術(shù)在大連港礦石專(zhuān)用碼頭中的應(yīng)用.北京.第三屆北京工程爆破學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2003.

[2]劉衛(wèi)東，于亞倫，王德勝等.高臺(tái)階靠幫預(yù)裂減震爆破的實(shí)驗(yàn)研究.工程爆破，1997，1：18~23.

[3]周志剛.預(yù)裂爆破在實(shí)際施工中的幾大問(wèn)題分析.四川水力發(fā)電.2003（9）：77~78.

[4]馮叔瑜，顧毅成.路塹爆破邊坡質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展與分析.北京.第三屆北京工程爆破學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2003.

篇(2)

關(guān)鍵詞：地鐵風(fēng)井；爆破開(kāi)挖；控制技術(shù)

1地鐵風(fēng)井爆破開(kāi)挖中震動(dòng)控制

1.1具體原理

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外降低爆破震動(dòng)、控制爆破震動(dòng)影響范圍的方法主要包括以下兩種Ⅲ：

（1）控制單響藥量。單響藥量的大小直接決定了爆破震源的能量大小，通過(guò)對(duì)單響藥量的控制，能夠減弱爆破震源的爆炸能量，是降低爆破震動(dòng)效應(yīng)的最佳途徑。

（2）阻斷爆破震動(dòng)波的傳播，將爆破與被保護(hù)的建筑物形成隔離，通過(guò)天然原有的破碎層或者通過(guò)預(yù)裂爆破形成預(yù)裂縫，又或者通過(guò)挖減震溝槽的方式對(duì)爆破地震波形成阻隔，避免地震波向被保護(hù)的建筑物傳播。

1.2地鐵風(fēng)井爆破開(kāi)挖減震控制技術(shù)

下面以廣州地鐵某線為例進(jìn)行研究，廣州地鐵某線中間風(fēng)井位于樓群與學(xué)校等重要設(shè)施之間，風(fēng)井開(kāi)挖面積1630m？，開(kāi)挖深度18m，距離地表24m，開(kāi)挖區(qū)周?chē)h(huán)境非常復(fù)雜，需要進(jìn)行爆破開(kāi)挖施工，不僅要求保證施工進(jìn)度和爆破效果，同時(shí)還需要保證爆破安全，尤其是需要將爆破振速控制在2.5cm/s以?xún)?nèi)，施工難度長(zhǎng)大。

（1）爆破質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度控制

在爆破設(shè)計(jì)中，無(wú)論是施工方案的選擇，還是爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)，都采用了微震動(dòng)方法目，采用質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)為：

施工方案：首先通過(guò)手風(fēng)鉆鉆孔，淺孔臺(tái)階爆破，小型挖掘機(jī)挖裝，吊車(chē)垂直運(yùn)輸?shù)骄?。利用分層分布開(kāi)挖的方法，首先在風(fēng)井中選擇距離火車(chē)東站站房c地鐵一號(hào)線相對(duì)較遠(yuǎn)的地方進(jìn)行掏槽爆破，然后沿掏槽四周進(jìn)行淺孔臺(tái)階爆破，最后進(jìn)行光面爆破。該施工方案實(shí)際上是通過(guò)對(duì)每次爆破的藥量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)降震的效果。

爆破參數(shù)設(shè)計(jì)：本工程的爆破參數(shù)設(shè)計(jì)均以前面確定的質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體如表1所示。

（2）爆破施工過(guò)程中的震動(dòng)控制

首先，采用微差起爆網(wǎng)路對(duì)單響藥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，根據(jù)爆破點(diǎn)與建筑物之間的距離確定最大單響藥量。在進(jìn)行起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)微差網(wǎng)路，對(duì)爆破孔進(jìn)行合理的組合，有目的的降低單響藥量，從而使其控制在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)減震的效果。

其次，在確保爆破效果的前提下，選擇合理的微差間隔時(shí)間，將爆破分為若干段，確保周?chē)ㄖ锏陌踩Ｎ⒉铋g隔時(shí)間的選擇需要考慮巖石性質(zhì)、孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥量、爆破目的以及爆破網(wǎng)路的安全性。在本工程中，爆破孔中裝有13段雷管，微差間隔時(shí)間設(shè)置為50ms，最終取得了較好的減震效果。

另外，注意爆破的順序和方式，避免形成悶炮，減少震動(dòng)帶來(lái)的影響，一般可以通過(guò)掏槽首先創(chuàng)造良好的自有空間，然后沿著自由面順序起爆，能夠減少對(duì)后排炮孔產(chǎn)生的阻擋。

2爆破安全與環(huán)境保護(hù)

2.1飛石防護(hù)

地鐵中間風(fēng)井爆破產(chǎn)生的飛石對(duì)外部環(huán)境產(chǎn)生的影響主要由爆破點(diǎn)在井內(nèi)深度以及防護(hù)工作質(zhì)量決定。為了保證爆破安全，應(yīng)該采取嚴(yán)密的防護(hù)措施，常用的措施主要有以下幾種：

（1）井邊遮棚式防護(hù)。在井壁邊緣，尤其是臨建筑物一側(cè)，搭設(shè)用腳手架作支架的防護(hù)棚架，片面利用建筑尼龍網(wǎng)以及雙層竹芭進(jìn)行搭接，不留空檔。

（2）井口鋼筋網(wǎng)蓋板防護(hù)。通過(guò)鋼筋網(wǎng)制作井口蓋板，在爆破前將鋼筋網(wǎng)吊放到井口上，然后在其上面鋪設(shè)竹排。

（3）井內(nèi)爆破防護(hù)。在風(fēng)井內(nèi)所有爆破孔裝填完炸藥之后，首先在爆破巖石面鋪設(shè)一層砂包，然后再砂包頂面通過(guò)鋼筋網(wǎng)交錯(cuò)密鋪，最后再鋪設(shè)一層砂包。

2.2爆破安全警戒距離

風(fēng)井爆破經(jīng)過(guò)防護(hù)之后，爆破飛石的警戒距離應(yīng)該設(shè)置在50m以上，爆破過(guò)程中，應(yīng)該暫時(shí)周邊交通，并讓行人退到安全警戒范圍之外。

2.3爆破管理

首先，在進(jìn)行強(qiáng)噪聲作業(yè)時(shí)，應(yīng)該對(duì)作業(yè)時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在每天22：00至第二天7：00之間應(yīng)該停止強(qiáng)噪聲作業(yè)。如果有特殊情況需要在夜間施工，應(yīng)該盡量降低噪聲，并與建設(shè)單位溝共同到建委審批，經(jīng)批準(zhǔn)之后才能進(jìn)行施工，同時(shí)需要找到當(dāng)?shù)鼐用駞f(xié)調(diào)，求得群眾諒解。

其次，在進(jìn)行地鐵風(fēng)井爆破施工的過(guò)程中，如果發(fā)生安全事故，應(yīng)該立即啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急處置方案。

第三，在進(jìn)行爆破施工的過(guò)程中，如果炸藥與雷管出現(xiàn)啞炮的情況，并且沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的爆破人員進(jìn)行處理時(shí)，其它所有人絕對(duì)禁止進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行救援活動(dòng)，避免發(fā)生二次爆炸傷害事故。在爆破施工現(xiàn)場(chǎng)，必須有爆破專(zhuān)家指揮，首先需要排除爆炸危險(xiǎn)可能性，保證救援工作的安全性。

篇(3)

關(guān)鍵字：收斂量測(cè)隧道施工新奧法應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著新奧法(NATM)在隧道施工中的廣泛運(yùn)用，作為新奧法的靈魂，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)也越來(lái)越得到了廣泛的重視。如何加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用是隧道施工的關(guān)鍵?，F(xiàn)以洞塘隧道為例對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道施工中作用進(jìn)行闡述。

1、工程概況

渝湘高速公路洞塘隧道位于重慶市黔江區(qū)，為上下分離的四車(chē)道高速公路隧道，隧道全長(zhǎng)1709m。隧道處于低山區(qū)，洞口山體表層覆蓋殘坡積土層，洞口谷底有薄層沖洪積亞粘土，地下水主要為風(fēng)化層裂隙水且多處于隧道拱頂之上，地下水較貧乏，受降水影響。隧道進(jìn)口屬淺埋段，并承受偏壓。設(shè)計(jì)采用復(fù)合襯砌，在進(jìn)口、出口段均設(shè)仰拱襯砌，初期支護(hù)為l榀／0．5m工字鋼型鋼拱架+智能中空注漿錨桿+噴射鋼纖維砼。根據(jù)地質(zhì)情況和施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)認(rèn)真研究確定以下施工方法：Ⅲ、Ⅳ類(lèi)圍巖段均采用全斷面法開(kāi)挖，其中Ⅳ類(lèi)圍巖可視具體情況預(yù)留核心土，Ⅴ類(lèi)圍巖采用臺(tái)階法或分部法開(kāi)挖。開(kāi)挖采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)。初期支護(hù)緊跟工作面，實(shí)施監(jiān)控量測(cè)穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌施工。

2.監(jiān)控量測(cè)的目的

（1）及時(shí)掌握、反饋圍巖應(yīng)力狀態(tài)及圍巖的位移和支護(hù)、襯砌的可靠性等信息，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的施工隱患，防患于未然，保障圍巖穩(wěn)定和施工安全；

（2）根據(jù)“新奧法”原理，通過(guò)圍巖量測(cè)，確定初期支護(hù)和二次襯砌的合理施作時(shí)間；

（3）通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力量測(cè),了解支護(hù)構(gòu)件的作用與效果，及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)，優(yōu)化施工方案；

（4）積累第一手資料，為施工中調(diào)整圍巖級(jí)別、修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變更施工方法、為今后的設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)。

（5）對(duì)隧道圍巖和襯砌應(yīng)力場(chǎng)異常狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

總之，對(duì)隧道施工進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)使隧道的設(shè)計(jì)和施工運(yùn)作納入科學(xué)的動(dòng)態(tài)的管理中，使隧道工程始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全、合理和經(jīng)濟(jì)性等目標(biāo)。

3、監(jiān)控量測(cè)流程如下圖

量測(cè)及信息反饋框圖

4．量測(cè)項(xiàng)目選定及布設(shè)、安裝

（1） 量測(cè)項(xiàng)目選定

根據(jù)有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)施工圖的要求和洞塘隧道施工的需要，將本次監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容分為常規(guī)量測(cè)和地質(zhì)預(yù)報(bào)兩部分內(nèi)容。

表1 洞塘隧道常規(guī)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目表

（2） 量測(cè)儀器設(shè)備

位移收斂采用JSS30A型數(shù)顯式收斂計(jì)，拱頂下沉及地表沉降采用水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼尺，地質(zhì)素描采用地質(zhì)羅盤(pán)、鋼尺。

（3） 量測(cè)人員組成

量測(cè)人員由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人(1人)主管，技術(shù)員2人負(fù)責(zé)周邊收斂量測(cè)，精測(cè)隊(duì)3人負(fù)責(zé)拱頂下沉、地表沉降，地質(zhì)預(yù)報(bào)員1人負(fù)責(zé)地質(zhì)素描。

（4） 量測(cè)點(diǎn)布設(shè)及安裝

周邊收斂位移及拱頂下沉量測(cè)斷面布設(shè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在避免爆破作業(yè)破壞的前提下，距開(kāi)挖面2m范圍內(nèi)安設(shè)。周邊收斂、拱頂下沉在開(kāi)挖后馬上埋設(shè)，并且在24小時(shí)內(nèi)和下次爆破前讀得初讀數(shù)，地表下沉在開(kāi)挖前埋設(shè)并讀得初讀數(shù)。量測(cè)點(diǎn)安設(shè)要及時(shí)牢固，同時(shí)拱頂下沉測(cè)點(diǎn)與周邊收斂測(cè)點(diǎn)必須是在一個(gè)斷面上。

監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置圖

5． 量測(cè)數(shù)據(jù)收集及量測(cè)數(shù)據(jù)分析處理

（1） 量測(cè)數(shù)據(jù)收集

量測(cè)數(shù)據(jù)的收集要及時(shí)，并要保證原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性，同時(shí)采集數(shù)據(jù)要保證儀器的精確性。收集數(shù)據(jù)應(yīng)該在施工過(guò)程中，準(zhǔn)確記錄量測(cè)斷面的地質(zhì)情況、量測(cè)數(shù)據(jù)以及工程日志，使復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集簡(jiǎn)單化、規(guī)范化，防止遺漏，減少錯(cuò)誤。以JSS30A型收斂計(jì)為例，在收斂量測(cè)讀數(shù)時(shí)，要觀測(cè)三次取中值，三次讀數(shù)之間的允許誤差為0．30。若三次觀測(cè)值超過(guò)允許范圍應(yīng)松弛后，重新觀測(cè)保證三次讀數(shù)在允許范圍內(nèi)。在拱頂下沉的讀數(shù)過(guò)程中，由于鋼尺精確度影響，在讀數(shù)時(shí)量測(cè)人員要進(jìn)行換讀取中值，以免由于讀數(shù)誤差影響準(zhǔn)確性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)，量測(cè)人員應(yīng)責(zé)任心強(qiáng)、細(xì)心，要緊跟工作面，詳細(xì)記錄爆破后開(kāi)挖面圍巖以及噴層面的變化情況。在數(shù)據(jù)收集后，要對(duì)各種數(shù)據(jù)整理分類(lèi)，以備分析時(shí)使用。同時(shí)，量測(cè)人員要詳細(xì)讀圖，將施工圖紙讀透，熟悉施工方法，只有這樣才能將量測(cè)技術(shù)運(yùn)用得當(dāng)。

（2） 量測(cè)數(shù)據(jù)分析處理

數(shù)據(jù)分析處理時(shí)要求得最終收斂值，必須在得到大量量測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行回歸分析，即只有在量測(cè)的后期方可進(jìn)行回歸分析，但是這樣就無(wú)法滿足工程施工的需要。故在量測(cè)的同時(shí)必須要及時(shí)整理出從現(xiàn)場(chǎng)獲取的數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間的變化曲線，觀察變化趨勢(shì)，確定判斷施工安全性，借此來(lái)指導(dǎo)施工。這就要求當(dāng)天的數(shù)據(jù)不能積壓，必須當(dāng)天整理處理，防止因偶然因素而導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤影響施工。量測(cè)人員在分析數(shù)據(jù)時(shí)，要經(jīng)過(guò)詳細(xì)匯總計(jì)算，結(jié)合收集的各種數(shù)據(jù)、記錄確保最終結(jié)果的正確。

（3） 量測(cè)數(shù)據(jù)分析計(jì)算

量測(cè)收斂值計(jì)算：Y=R0+R差R差＝R修i－R修（i－1）R修＝R均＋R溫

R溫＝t×A×0.000012

收斂位移速率： Vj=［R（i＋1）－Ri］／T差

Y：收斂值，V：收斂位移速率，R0：初次觀測(cè)值，R差：收斂差值。R修：收斂修正值，R均：量測(cè)平均值，R溫：溫度修正值，t：溫差，

A：鋼尺孔位讀數(shù)。

現(xiàn)以洞塘隧道左線ZK38+470斷面為例進(jìn)行對(duì)原始收斂值進(jìn)行回歸分析處理計(jì)算，收斂位移、拱頂下沉位移采用以下函數(shù)作為回歸函數(shù)：

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―變形值（mm）；A,B―回歸系數(shù)；x―量測(cè)時(shí)間（d）；x0―測(cè)點(diǎn)初讀數(shù)時(shí)距開(kāi)挖時(shí)的時(shí)間（d）；預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。本工程經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)采用y=A+Bln(x)。

6． 量測(cè)數(shù)據(jù)反饋

在對(duì)數(shù)據(jù)分析處理后，要及時(shí)反饋到工程施工當(dāng)中，以確定先行的施工方法、支護(hù)參數(shù)是否滿足施工需要。一般情況下，圍巖失穩(wěn)的表觀與信息特征：圍巖不收斂或變形有加大趨勢(shì)，噴層開(kāi)裂有發(fā)展趨勢(shì)；圍巖穩(wěn)定特征是：周邊收斂小于0．2mm／d，拱頂下沉位移小于0．15mm／d；變化趨勢(shì)逐漸平緩；相對(duì)位移值達(dá)到計(jì)算總位移的80％ 。在洞塘隧道施工中，我們對(duì)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析后，作出如下結(jié)論：

（1） 在施工過(guò)程中的前7d，收斂曲線隨時(shí)間增大很快，說(shuō)明圍巖在開(kāi)挖后變形很大，很不穩(wěn)定，這要求施工時(shí)要及時(shí)支護(hù)，及時(shí)將巖面封閉，并且減小開(kāi)挖進(jìn)尺，做到短進(jìn)尺、及時(shí)支護(hù)，以約束圍巖變形。

（2） 在以后12d內(nèi)變形量依然增大較快，沒(méi)有穩(wěn)定趨勢(shì)，說(shuō)明圍巖有一定時(shí)間依賴(lài)性。在曲線的變形增大較快時(shí)間內(nèi)，應(yīng)盡快控制開(kāi)挖的進(jìn)尺，并保證及時(shí)支護(hù)，而且盡量減小因爆破而造成對(duì)圍巖的擾動(dòng)。

（3） 在開(kāi)挖后20d，收斂變形曲線已變緩，變形漸趨穩(wěn)定。

（4） 通過(guò)數(shù)據(jù)反饋、分析結(jié)果表明，施工中采用的方案是可行的，支護(hù)參數(shù)合理，能夠滿足施工需要。

（5） 曲線中拱頂下沉曲線與水平收斂曲線是成正比的，未出現(xiàn)突升或突降，說(shuō)明隧道變形是均勻同步的。

（6） 下臺(tái)階施工過(guò)程中曲線未出現(xiàn)折線或突變曲線，說(shuō)明下臺(tái)階施工跳馬口長(zhǎng)度及支護(hù)是合理的。

7． 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

（1）洞塘隧道我們委托重慶市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，當(dāng)開(kāi)挖至里程ZK38+420處圍巖地質(zhì)狀況發(fā)生變化，左側(cè)拱腰處出現(xiàn)圍巖變差。當(dāng)開(kāi)挖至里程為ZK38+400，圍巖地質(zhì)逐漸由頁(yè)巖鈣質(zhì)膠結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)槟噘|(zhì)膠結(jié)，同時(shí)圍巖強(qiáng)度變?nèi)?，掌子面?jié)理裂隙發(fā)育，有滴狀滲水。針對(duì)該圍巖地質(zhì)狀況，我們邀請(qǐng)了重慶市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面作地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作。

（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試得到原始數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)專(zhuān)用軟件的數(shù)據(jù)處理并結(jié)合地質(zhì)資料得到如下結(jié)論：

1)洞塘隧道ZK38+400－ZK38+370段圍巖整體性較差，層間錯(cuò)動(dòng)帶或裂隙發(fā)育帶，橫波反射較強(qiáng)，推斷該段具有含泥化夾層和含裂隙水的可能，屬于不良地質(zhì)地帶，圍巖類(lèi)別為Ⅴ類(lèi)。

2) ZK38+370－ZK38+350段圍巖有所好轉(zhuǎn)，圍巖類(lèi)別為Ⅳ類(lèi)偏弱。

3）ZK38+350－ZK38+200段巖體新鮮，且相對(duì)完整，圍巖類(lèi)別為Ⅳ類(lèi)。

4)建議在對(duì)ZK38+400－ZK38+370段施工時(shí)，注意洞頂和洞壁局部坍塌，掉塊和構(gòu)造裂隙水，注意安全，應(yīng)采取必要的安全措施及時(shí)支護(hù)。

結(jié)論

（1）在比較危險(xiǎn)的隧道入口處的周邊位移．拱頂及地表下沉量已成收斂趨勢(shì)，日變形率

（2）在里程為ZK38+400處的地質(zhì)情況突變地段。采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)說(shuō)明下一步施工提出的開(kāi)挖方案和支護(hù)措施是合理的，這一點(diǎn)在其后的施工中得到了驗(yàn)證。

（3）監(jiān)控量測(cè)結(jié)果必須及時(shí)提供，滯后的監(jiān)控量測(cè)資料對(duì)于指導(dǎo)施工是無(wú)用的。

總之，監(jiān)控量測(cè)在隧道新奧法施工中是必不可少的監(jiān)控措施，給新奧法施工提供了變形資料，對(duì)評(píng)定支護(hù)方式，提出設(shè)計(jì)變更提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

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篇(4)

【關(guān)鍵詞】隧洞掘進(jìn)施工；不良地質(zhì)段

在現(xiàn)階段的隧洞掘進(jìn)施工中，為保證隧洞施工的安全性與穩(wěn)定性，需要做好地質(zhì)勘查工作，保證能在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)影響安全施工的線管因素，切實(shí)保護(hù)施工人員的安全。但從現(xiàn)階段我國(guó)隧洞掘進(jìn)施工的實(shí)際情況來(lái)看，其中存在許多亟需解決的問(wèn)題，而不良地質(zhì)段就是其中的代表。為能正確認(rèn)識(shí)到不良地質(zhì)段的處理方法，本文以實(shí)際案例入手，分析該案例的處理方式，以求為其他工程施工提供理論支撐。

1.工程概況

1.1基本資料

該工程位于我國(guó)南方某地區(qū)，屬于改造綜合項(xiàng)目的庫(kù)壩工程。在整個(gè)工程項(xiàng)目中，所涉及的施工項(xiàng)目主要包括回水壩、排水庫(kù)壩體、回水池等。按照施工要求，將整個(gè)工程項(xiàng)目劃分為3個(gè)階段，分別為：第1階段重點(diǎn)處理尾礦庫(kù)庫(kù)內(nèi)的排水問(wèn)題，以及元尾礦庫(kù)加固處理；第2階段施工主要為庫(kù)壩體加固；第3階段施工核心是公路改到、運(yùn)礦公路處理等。從施工流程來(lái)看，不良地質(zhì)段對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，并得到相關(guān)技術(shù)人員的高度重視。

1.2不良地質(zhì)段主要表現(xiàn)

在該工程中發(fā)現(xiàn)，不良地質(zhì)段所對(duì)應(yīng)的圍巖結(jié)構(gòu)主要集中在Ⅳ-Ⅴ階段，并發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域在圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、巖體結(jié)構(gòu)特征等方面具有特殊性，統(tǒng)計(jì)該項(xiàng)目不良地址段的基本數(shù)據(jù)，具體資料見(jiàn)表1。

表1 施工地區(qū)不良地質(zhì)段基本數(shù)據(jù)

圍巖類(lèi)別 圍巖穩(wěn)定性 巖體結(jié)構(gòu)特征 結(jié)構(gòu)面組合形式 基本力學(xué)參數(shù)

f（MPa） K（MPa）

Ⅳ-Ⅴ 整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定 呈現(xiàn)出散體、碎裂的特點(diǎn) 層狀結(jié)構(gòu)具有危害性 3.0±1.0 300.0-100.0

2.不良地質(zhì)段處理思路與措施

2.1不良地質(zhì)段基本處理思路

為保證處理方法具有良好的操作性，在隧洞掘進(jìn)施工中，需要考慮隧洞掘進(jìn)線路長(zhǎng)與跨度較大等問(wèn)題，通過(guò)采取積極有效的防治措施，避免塔防等不良地質(zhì)顯現(xiàn)發(fā)生。因此，在施工過(guò)程中，需要做好不良地質(zhì)段的綜合分析工作，通過(guò)明確不同的施工內(nèi)容，保證處理措施具有良好的實(shí)用性。

而在該工程項(xiàng)目中，相關(guān)人員結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，由塌方預(yù)防為主，明確了幾種具有針對(duì)性的處理思路，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）針對(duì)出現(xiàn)塌方概率較小的地段，考慮到該區(qū)域兩側(cè)巖體結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，且斷層破碎帶較為狹窄。一般在處理過(guò)程中可采取挑梁施工法，對(duì)于上述區(qū)域安裝高質(zhì)量鋼支撐結(jié)構(gòu)，并對(duì)涉及到錨噴作業(yè)區(qū)域，通過(guò)將木垛架設(shè)于挑梁區(qū)段的作業(yè)下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)塌方洞穴的可靠填塞。

（2）對(duì)于出現(xiàn)中等塌方顯現(xiàn)的區(qū)域，考慮到該區(qū)域的塌方范圍主要集中在10.0O，并且常見(jiàn)于傾向斷層區(qū)的區(qū)域內(nèi)。由于該區(qū)域頂板結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固，因此在施工過(guò)程中可綜合利用錨噴法、護(hù)頂法、管棚法等措施，就能有效控制塌方現(xiàn)象發(fā)生。

（3）對(duì)于大塌方地區(qū)，由于該塌方的范圍較大，并且面積主要集中在100.0O以上?？紤]洞頂巖層厚度較低，在施工中出現(xiàn)冒頂事故的概率較高，因此在施工中需要針對(duì)不同不良地質(zhì)段條件采取具有針對(duì)性的處理措施。例如，在水文條件較為復(fù)雜的區(qū)域，可采取灌漿法、導(dǎo)洞法等，通過(guò)建立綜合處理模塊，來(lái)有效解決塌方現(xiàn)象；對(duì)于水文條件較為簡(jiǎn)單的區(qū)域，在處理中采取管棚法、錨噴法等，即可有效避免塌方發(fā)生。

總體而言，在該項(xiàng)目施工中，相關(guān)工作人員仔細(xì)分析了項(xiàng)目的質(zhì)量控制要求，并提出具有針對(duì)性的處理措施。從該工程的后期實(shí)踐情況來(lái)看，相關(guān)措施具有良好的操作性。

2.2不良地質(zhì)段處理方法

結(jié)合該項(xiàng)目中隧洞施工的基本情況，分析不良地質(zhì)段處理思路，相關(guān)工作人員認(rèn)為，為保證隧洞掘進(jìn)施工的有效性，保證不良地址段安全，在做好掘進(jìn)改進(jìn)作業(yè)的同時(shí)，還要做好必要的防護(hù)措施，其基本措施主要分為：

（1）在隧洞掘進(jìn)施工中，需要根據(jù)塌方區(qū)的水文條件及其所對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)，在實(shí)施掘進(jìn)作業(yè)的同時(shí)采取木構(gòu)架方式，對(duì)掘進(jìn)隧洞區(qū)進(jìn)行臨時(shí)性支護(hù)，以切實(shí)保護(hù)施工人員安全。

（2）針對(duì)工程中出現(xiàn)塌方現(xiàn)象概率較大的區(qū)段（主要指該項(xiàng)目中的0+413～0+452區(qū)域），在處理過(guò)程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)與延伸段情況，合理改變洞線，實(shí)現(xiàn)施工中的平面調(diào)整，保證在施工過(guò)程中能有效避開(kāi)不良地質(zhì)段。

（3）在工程地質(zhì)較為穩(wěn)定的前提下， 保持最大角度方式，對(duì)目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行掘進(jìn)施工，并繞過(guò)不良地質(zhì)段，并最終與原洞線重合。

（4）為保證在改線之后，隧洞掘進(jìn)施工作業(yè)具有安全性，需要在特定的位置采取鋼筋混凝土擋墻方式，保證能對(duì)施工地區(qū)進(jìn)行有效的封堵。同時(shí)在該項(xiàng)目中，為保證圍巖結(jié)構(gòu)與支護(hù)區(qū)段的完整性，保證該區(qū)域的防滲漏處理措施的可靠性，在施工結(jié)束之前，需要對(duì)其進(jìn)行二次灌漿處理，以提高隧洞整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3改線施工分析

改線施工時(shí)隧洞掘進(jìn)施工中處理不良地質(zhì)段的主要方法，一般在隧洞施工前期，主要根據(jù)塌方段的工程地質(zhì)條件，采取邊挖掘、邊支護(hù)的方式。其中，當(dāng)掘進(jìn)到斷層延伸帶時(shí)，需要仔細(xì)分析延伸帶與隧洞的穩(wěn)定性，考慮眼原洞線施工可能造成的不良影響，并分析原洞線施工中支護(hù)設(shè)施對(duì)總造價(jià)的影響，需要采取改線施工方法。在確定改線線路時(shí)，需要積極避開(kāi)不良地質(zhì)路段，并選擇工程地質(zhì)條件良好的地段，保證兩者之間位置差最小。在改線起點(diǎn)處順弧線方向采用鋼筋混凝土擋墻封堵塌方段，擋墻兩端深嵌圍巖內(nèi)；為提高支護(hù)部位與圍巖的完整性和防滲效果，支護(hù)后進(jìn)行了回填灌漿和固結(jié)灌漿處理。

結(jié)論：

（1）不良地質(zhì)路段是影響隧洞掘進(jìn)施工質(zhì)量的主要危險(xiǎn)因素，加強(qiáng)對(duì)其處理措施的討論，在提高施工效果中句由重要意義；（2）從實(shí)際工程案例可知，在不良地質(zhì)路段處理中，需要重視原始數(shù)據(jù)的積累，積極分析影響施工效果的相關(guān)因素，并結(jié)合本工程中升實(shí)際情況，確定改線處理方案；（3）改線處理方法屬于一種具有較高實(shí)用性的不良地質(zhì)段處理方法， 通過(guò)開(kāi)展改線施工，能有效避開(kāi)不良地質(zhì)段，能降低工程難度，避免不良事故發(fā)生。

對(duì)相關(guān)工作人員而言，除常規(guī)的處理方法外，新奧法施工理論等一大批優(yōu)秀理論可以被應(yīng)用在不良地質(zhì)段處理中，通過(guò)不斷改善隧洞結(jié)構(gòu)質(zhì)量，也可有效避免塌方發(fā)生，應(yīng)該在施工處理中得到更多技術(shù)員工的重視。

參考文獻(xiàn)：

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