全方位綜合超前探測(cè)技術(shù)在隧洞開(kāi)挖中的安全預(yù)警應(yīng)用研究

楔形掏槽和光面爆破技術(shù)在 隧洞開(kāi)挖中的應(yīng)用 張衛(wèi)華 (武警水電第六支隊(duì),湖北宜昌　443133) 關(guān)鍵詞　隧洞開(kāi)挖;楔形掏槽;光面爆破;爆破技術(shù);溪洛渡水電站 中圖分類號(hào):u45514　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b　　　　文章編號(hào):100020860(2004)0720063202 　　　　　　　　　　 收稿日期:2004205208 作者簡(jiǎn)介:張衛(wèi)華(1977—),男,助理工程師. 1　工程概況 溪洛渡溝溝水處理工程排水洞全長(zhǎng)14671386m, 底坡i=010499,采用圓拱直墻斷面,寬510m,高610m. 隧洞所處地區(qū)為玄武巖地層,總體產(chǎn)狀n40°～50°e/se ∠12°～15°.合同要求2003年9月5日開(kāi)工,2004年5 月1日必須具備過(guò)水條件,因此在開(kāi)挖階段不

在地質(zhì)條件較差的巖層進(jìn)行隧洞開(kāi)挖時(shí),施工過(guò)程中往往要進(jìn)行臨時(shí)支護(hù),采用常規(guī)的鋼拱架支護(hù)成本較高,施工進(jìn)度慢。針對(duì)隧洞開(kāi)挖施工臨時(shí)支護(hù)問(wèn)題,采用鋼格柵加噴錨支護(hù),施工工藝簡(jiǎn)單,且施工成本相對(duì)較低。

四川瀑布溝水電站隧洞掘進(jìn)生產(chǎn)性試驗(yàn)爆破過(guò)程中,通過(guò)爆破震動(dòng)觀測(cè),全面了解與分析了各種爆破方法和施工部位的爆破震動(dòng)形成機(jī)理、傳播規(guī)律及響應(yīng)特性。探討開(kāi)挖爆破對(duì)隧洞本身及相鄰隧洞的震動(dòng)影響,據(jù)此提出能夠有效實(shí)施的洞室控制爆破方法。

甘肅湟水白川水電站引水隧洞工程,主要是ⅴ類圍巖,巖性軟弱,裂隙發(fā)育,風(fēng)化程度嚴(yán)重,穩(wěn)定性差,其施工根據(jù)地質(zhì)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采取洞口大管棚施工、超前支護(hù)技術(shù)。本隧洞工程施工技術(shù)具有其特點(diǎn)和先進(jìn)性,消除安全隱患,確保圍巖成洞穩(wěn)定及施工安全,為同類工程的施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

管棚法超前支護(hù)技術(shù)在破碎圍巖隧洞開(kāi)挖中的應(yīng)用

在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖施工時(shí),為了保證隧洞開(kāi)挖施工效果,確保隧洞斷面開(kāi)挖質(zhì)量,必須選擇合理的開(kāi)挖方式。文章以實(shí)際工程為例,針對(duì)開(kāi)挖中存在的問(wèn)題,對(duì)小斷面隧洞開(kāi)挖施工技術(shù)進(jìn)行了分析,最后提出了施工中的注意要點(diǎn),保證了供水工程小斷面隧洞開(kāi)挖質(zhì)量。

在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖施工時(shí)，為了保證隧洞開(kāi)挖施工效果，確保隧洞斷面開(kāi)挖質(zhì)量，必須選擇合理的開(kāi)挖方式。文章以實(shí)際工程為例，針對(duì)開(kāi)挖中存在的問(wèn)題，對(duì)小斷面隧洞開(kāi)挖施工技術(shù)進(jìn)行了分析，最后提出了施工中的注意要點(diǎn)，保證了供水工程小斷面隧洞開(kāi)挖質(zhì)量。

在地下洞室施工中預(yù)知未來(lái)開(kāi)挖地段的圍巖實(shí)際狀況對(duì)施工安全、施工組織非常必要,東部供水網(wǎng)絡(luò)干線工程隧洞開(kāi)挖中運(yùn)用了先進(jìn)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng),可以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)掌子面前方100～350m范圍的地質(zhì)狀況,為后續(xù)施工提供了便利條件

隨著交通建設(shè)的不斷發(fā)展,高速鐵路、公路等都進(jìn)入了新的建設(shè)時(shí)期,隧道的建設(shè)和使用也日漸增多.由于地質(zhì)條件復(fù)雜性等因素的影響,隧道的開(kāi)挖進(jìn)洞經(jīng)常會(huì)遇到特殊的地質(zhì)問(wèn)題,給后期的工程建設(shè)帶來(lái)一定的困難.隧道的超前探測(cè)工作可以提前對(duì)隧道地質(zhì)情況進(jìn)行分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,避免了隧道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)損失.地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)在隧道超前探測(cè)應(yīng)用中是比較理想的探測(cè)技術(shù),能夠結(jié)合地形、地貌對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行分析,給隧道的安全建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù).

對(duì)地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用于隧道施工超前探測(cè)的工作原理進(jìn)行介紹,以皇后嶺隧道進(jìn)口段超前探測(cè)應(yīng)用為例,采用美國(guó)gssi-3000型地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè),結(jié)合對(duì)地形、地貌及掌子面的觀察、分析,綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)段洞室開(kāi)挖的巖土工程地質(zhì)條件,并以此為依據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),為隧道安全施工提供科學(xué)依據(jù)。

對(duì)地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用于隧道施工超前探測(cè)的工作原理進(jìn)行介紹，以皇后嶺隧道進(jìn)口段超前探測(cè)應(yīng)用為例，采用美國(guó)gssi-3000型地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，結(jié)合對(duì)地形、地貌及掌子面的觀察、分析，綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)段洞室開(kāi)挖的巖土工程地質(zhì)條件，并以此為依據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，為隧道安全施工提供科學(xué)依據(jù)。

隧洞施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)系到工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度；trt7000超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)采用三維空間觀測(cè)方式、錘擊震源、無(wú)線連接方式；是一種tbm施工工況下隧道施工長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的優(yōu)選方法；在trt7000超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中；直達(dá)波的選取、濾波器設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵；并且應(yīng)進(jìn)行多參數(shù)分析；最終成果解釋?xiě)?yīng)結(jié)合各參數(shù)的結(jié)果及工程地質(zhì)情況進(jìn)行綜合解釋；闡述trt7000超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的基本原理、數(shù)據(jù)處理過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的選取方法及成果解釋的方法；通過(guò)某隧道工程實(shí)例；驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)用性；

光面爆破的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是爆破參數(shù)設(shè)計(jì)。本工程參數(shù)設(shè)計(jì)采用工程類比法,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最終確定參數(shù)。

在工程項(xiàng)目建設(shè)中，進(jìn)度是其“三大控制”（投資、進(jìn)度和質(zhì)量控制）目標(biāo)之一，特別是在水利水電工程施工中，常將“工程進(jìn)度”作為首要的控制目標(biāo)。論文以吉牛水電站引水隧洞襯砌支護(hù)為背景，介紹了水電工程中的快速施工和并行施工的概念和內(nèi)涵，并將其應(yīng)用到該工程中．解決了按照傳統(tǒng)施工組織方案無(wú)法按時(shí)完工的難題．保證了整個(gè)工程的按時(shí)發(fā)電。

紅衛(wèi)橋水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州金川縣境內(nèi)俄日河上,為引水式發(fā)電站,由引水隧洞工程、調(diào)壓室及壓力管道工程、地下廠房工程和尾水隧洞工程組成。隧洞斷面類型多樣,地質(zhì)條件復(fù)雜。如何安全、快速、經(jīng)濟(jì)的掘進(jìn)各類隧洞,是該水電站施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。文章以調(diào)壓室及壓力管道工程中的蝶閥交通洞為例,通過(guò)多次試驗(yàn),在傳統(tǒng)的楔形掏槽技術(shù)基礎(chǔ)上,采用大面積深孔楔形掏槽技術(shù),炮眼利用率達(dá)到95%以上,光面爆破效果達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

為了準(zhǔn)確探測(cè)礦山地質(zhì)構(gòu)造信息,采用瑞利波探測(cè)技術(shù),基于瑞利波探測(cè)原理及施工方法,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及其反演,探測(cè)出礦山地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育位置、類型,進(jìn)而作為礦山安全生產(chǎn)的依據(jù).以國(guó)內(nèi)某礦山為例驗(yàn)證了該技術(shù)在探測(cè)礦山地質(zhì)構(gòu)造方面的可行性.結(jié)果表明:該技術(shù)所探測(cè)的斷層位置與原有地質(zhì)資料吻合程度好,為地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的礦井提供了一種快捷、簡(jiǎn)單且有效的方法.

引水隧洞開(kāi)挖及支護(hù)工程施工階段技術(shù)措施方案 景谷威遠(yuǎn)江水電站項(xiàng)目經(jīng)理部1 引水隧洞開(kāi)挖及支護(hù)工程施工階段技術(shù)措施方案 景谷威遠(yuǎn)江水電站項(xiàng)目經(jīng)理部1 一、工程概況 1.1工程特性 引水隧洞布置于左岸，屬引水發(fā)電建筑物的一個(gè)重要組成部分。引水隧洞采用三機(jī)一洞（管），采 用高、低壓平洞和斜井，主洞全長(zhǎng)289.346m，均為地下式，主洞上平洞段長(zhǎng)110.819m，內(nèi)徑6.5m， 鋼筋混凝土襯砌，斜井及下平洞段因內(nèi)壓較高發(fā)，且圍巖大多屬泥質(zhì)巖層，故以鋼板內(nèi)襯，鋼襯內(nèi) 徑為5.8m,三條交管內(nèi)徑均為3.6m.引水隧洞平面布置特性參數(shù)見(jiàn)表1；引水隧洞典型斷面特性參 數(shù)及

某工程穿山隧洞為城門洞型斷面，隧洞尺寸大，地質(zhì)條件復(fù)雜，并有軟弱巖脈貫穿隧洞，導(dǎo)致該隧洞施工過(guò)程存在重大安全隱患。為評(píng)價(jià)該隧洞施工過(guò)程穩(wěn)定性，采用有限元方法對(duì)隧洞開(kāi)挖支護(hù)施工過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值仿真，對(duì)無(wú)支護(hù)方案和有支護(hù)方案的結(jié)算結(jié)果進(jìn)行分析。仿真計(jì)算結(jié)果表明，貫穿性巖脈的存在使得隧洞在無(wú)支護(hù)措施下施工時(shí)存在穩(wěn)定性問(wèn)題，而噴錨支護(hù)能夠明顯改善隧洞變形、應(yīng)力狀態(tài)以及穩(wěn)定性，因此建議該隧洞施工時(shí)應(yīng)盡早支護(hù)，并對(duì)局部軟弱巖脈進(jìn)行處理，以確保工程安全。

某引水隧洞寬×高為45m×4m,開(kāi)挖斷面163m2,最大單頭掘進(jìn)長(zhǎng)度為2880m,采用超前導(dǎo)洞、光面爆破、全斷面跟進(jìn)方法掘進(jìn)施工,p—60b電動(dòng)扒碴機(jī)裝碴,采用k8—6電平車牽引stb—8梭式礦車出碴,效率甚高,對(duì)該隧洞開(kāi)挖及出碴方法作了詳細(xì)論述。

光面爆破的良好效果不僅提高了開(kāi)挖質(zhì)量,保證了防水板的掛設(shè),而且提高了襯砌混凝土的質(zhì)量,做到了不滲不漏.本文以小浪底西溝水電站為例,來(lái)說(shuō)明光面爆破技術(shù)在水電站引水隧道開(kāi)挖中的應(yīng)用.雖然地質(zhì)條件較差,圍巖復(fù)雜多變,但大部分圍巖巖層整體性尚可,具備實(shí)施光面爆破的先決地質(zhì)條件

在各類隧道施工過(guò)程中,隧道周圍及工作面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況對(duì)隧道施工的質(zhì)量和安全關(guān)系重大,不良地質(zhì)條件極容易引起隧道坍方、突泥涌水,不僅在技術(shù)上給隧道施工帶來(lái)極大的困難,也常常因突發(fā)事故導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損失、工期延誤,從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文介紹了地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用成果。

瑞利波探測(cè)是一種原位測(cè)試的工程地震探測(cè)技術(shù),其頻散曲線的變化與地質(zhì)條件變化存在聯(lián)系,通過(guò)頻散曲線的特征識(shí)別,可得到探測(cè)方向上一定范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況;瑞利波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的工程物理特性有關(guān),據(jù)此可對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)做出評(píng)價(jià),從而為隧道掌子面前方圍巖狀況提供一定的超前預(yù)報(bào)及施工指導(dǎo)作用。