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【关键词】招投标;进度;施工方案;绳锯;防水
[Abstract] This paper is based on the wall of the red sandstone from the bidding began, in the end it used external wall on the process that used in the bidding, exploration, construction plan review, the budget audit, visa. Through the example analysis, the students learn the project management knowledge in practical engineering.
[keyword] bidding; progress; construction project; wire saw; waterproof
中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:
引言
广州白云国际会议于2005年开始建设,其建成后获得了国家优质工程建设银质奖、智能建筑优质工程奖、詹天佑奖、鲁班奖等多个国内外大奖,在2008年巴塞罗那世界建筑节(WAF)上,白云国际会议中心力压“水立方”等国内40个知名参评建筑,荣获世界建筑节公共建筑类最高奖项。 它采用“山中之城”设计方案,而外景使用的是岭南特色的红砂岩则凸显了浓郁的地方文化特色,其采用的红纱岩采自于四川宜宾及云南禄劝县海拔3500米以上高山地区,作为监理工程师,本人参与了云南开采的全过程,现将此过程中用到的法律、法规及进度、质量控制按顺序讲解。
1.招投标法律规定、勘探
白云国际会议中心幕墙的最大特点是大面积使用红砂岩,面积超过10万平方米,是当时世界范围内单体工程使用红砂岩作为装饰面板面积最大的工程,当时进口石材价格许多在1000元/平方以上,按国产300元/平方计算,其红纱岩材料造价在3000万以上,按国家招标法律规定,材料、设备超过50万需要公开招标。
当会议中心设计招标确定采用红纱岩方案后,幕墙工程将材料采购和幕墙施工工程分开招标,幕墙材料投标单位远赴四川、云南、贵州寻找红纱岩矿,要将各地的取样石材从颜色、硬度进行分析,最后确定了材料供应商。材料供应商除了要确保材料可用外,还要保证可供开采的数量要满足要求,如果仅仅采1万平方米矿山就没有了,那材料供应商显然要亏损,所以材料供应商除采集样品外,还通过钻探确定矿山有多少石材可采,深层质量如何等。
2.进度控制
白云会议中心由于事先要满足2007年人大、政协两会如期召开,这是一个很重要的进度控制节点,所有工程都要满足这个节点,红纱岩也不例外,其后还将有幕墙施工工程,材料供应日期很重要。
道路通畅—关键工程
云南的红纱岩在禄劝县3500米以上的高山上,气候多变,经常暴雨倾盆,经常道路泥泞,运输的汽车难以通行,为保证进度,将路通作为一个首要任务。2.2 粗加工能力—关键节点工程
从矿山采下的石头,在加工中要产生许多废料,运回广州,将产生许多额外费用,材料供应商确定在武定县加工,武定县的石材加工厂一般都很小,一般都是一、两台单片锯或多片锯,要靠一、两家加工是很难完成的,采用多家小加工点同时加工,保证工期进度。
临时用电、临舍工程—关键工程
临时变压器安装、临时办公及住宿如果不能到位,工作将不能开展,是关键线路上靠前的工程。
从云南到广州的运输—关键工程
云南到广州距离遥远,采用铁路运输成本低,但手续麻烦,要汽车转火车,到广州后再转汽车,汽车运输方便,但价格要高,我们采用两种方式并举,最后选择火车运输多一些。
3.合同控制(投资控制)、签证、索赔
业主同红纱岩材料供应商的合同、红纱岩供应商的投标文件均为造价控制的依据,对需现场签证的内容详细记录:道路修补前后,所用车吨位、土方数,均有照片记录;临时用变压器型号、规格、10kv电缆规格及长度、电气安装图纸;临时用电图纸;临时排水泵功率、型号,使用电缆规格、数量;为开采红纱岩,需砍伐树木,树木直径、大小均留下照片,同材料供应商均双方签名确认,以备签证时使用。
(1)劳动力方面:每天清点工人人数,一方面可以上报给业主及监理公司,另一方面,在进度产生索赔时作为依据,红砂岩的开采,在一个比较狭小的空间作业,工人人数过多也是一种浪费,过少,将不能完成进度,在开采现场一般保持40人左右即能满足开采需要。
(2)施工机具:每天清点正在施工的机具数量,督促施工单位检查施工机具完好程度,机具一旦故障马上督促开采单位维修,有些难以买到的配件,要求施工单位马上派车去昆明购买,在开采过程中用到的主要机具有:挖土机、空压机(给风炮提供动力)、柴油发电机、潜水泵等。
施工方案审核、安全控制
作业现场在海拔比较高的地方,坡陡路滑,要求施工单位事前一定做好施工方案,本次开采主要用到临时用电方案、爆破方案、开采方案。
临时用电方案
需用到《施工现场临时用电安全技术规范》,由于没有施工图纸,计算容量时要考虑周全,除临时住宿所需用电外,要考虑风炮、绳锯、水泵等负荷,为保证夜间施工,要考虑夜间照明需要的负荷(需要较大负荷),由于施工环境潮湿,配电箱的设计要考虑漏电,电缆、电线的选取要考虑保护,过主要机械,如吊车、挖土机经过的地方一般不容许电缆通过,电缆、电线要穿铁管保护,为确保安全,主电缆采用铠装,由于在野外施工。总配电箱安装的地方是没有房子的,所以我要求施工单位要搭棚,主配电箱防护等级要满足室外需要,防护等级在IP56以上,配电严格采用三级供电,分箱要采用隔离开关,以保证一旦出事时能尽快切断电源。
爆破方案
在红纱岩开采中爆破主要针对一些没有作用的废料的爆破,要求施工单位爆破要到当地公安机关备案,按公安机关要求做好炸药采购、保管等工作,在爆破施工中,采用何种炮眼能取得较好爆破效果,炮眼朝向(主要是爆破后飞石方向),鸣哨,人工喊话,对途经施工现场的人,要实行临时封堵,现场人员疏散等。由于事前做好各种准备,在整个开采过程中未出现一点小事故。
开采方案、应急预案
开采方案要保证可行,挖土机在本次开采中最重要一点是起吊车作用,挖土机司机经验能力极为重要,要选择熟练操作的,每一台挖土机配备指挥人员,因为司机视野局限,容易发生撞人,在后退过程中容易滑倒深坑等,配备指挥人员极为重要。做好应急预案,事先找好附近医院、派出所,确定好路线,一旦真有事故不至于手忙脚乱。
开采中的新技术、新工艺
白云会议中心红纱岩开采能按时完成,最重要一点是采大小由人工打眼,再炸开,这样开采下来,不仅不能整齐、完整开采,炸药爆炸产生力将未开采的矿山开裂,进度及其慢。
在开采之前考虑过用开山锯等大型锯,因难以施工被否决,最后采用绳锯,具体操作步骤为:
(1)根据幕墙施工图确定每一块石材大小;
(2)根据石材大小,预留一定余量确定石方大小;
(3)根据石方大小,在矿山上钻孔,钻孔后穿精钢石的绳索;
(4)穿好绳索后,用机器拉绳子锯石头;
(5)重复此办法,锯下整个石方;
经过以上步骤,开采石材,同项目使用的完全吻合,很少废料,对矿山没有造成一点损害,大大提升了开采进度。用了新技术及新工艺,在我们去开采之前,石场已在开采,他们采用的是爆破方式,根据需要石材
粗加工及精加工
开采完的石方,在武定县就地加工成4mm后石板,加工过程中,注意石材堆放,以免造成石材损坏,加工过程中,注意机械使用,单片锯和多片锯同时使用,多片锯虽然效率多,但对材料要求高,单片锯能将所有石材锯完,提高了石材利用率,装车及运输过程中注意碰撞。
运回广州石材进行防水浸泡,经过防水浸泡的石材,污水等不易渗进石材,对强度也有一定帮助,板材最后要加工成一块一块幕墙砖,安装挂上幕墙的背栓,安装上幕墙。
白云会议中心红砂岩是本工程的一个亮点,因此而获得了许多国内外大奖,但背后包含了许多施工人员、工程管理人员辛勤的汗水。
[参考文献]
[1]《白云国际会议中心设计导则》2005年
关键词 露天矿山;中深孔爆破;应用
中图分类号 TD74 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)061-0187-01
随着我国安全生产形势的逐渐好转,人们对安全的认识和期望也越来越高,特别是随着近年来采矿业的持续快速发展,矿山从业人员也具有了相当规模,国家对矿山安全生产也极为重视。露天矿山的开采作业方式以爆破开采为主,该方式具有高效、准确、快捷的生产优势,可为矿山企业带来可观的经济效益。随着生产的不断发展,对于露天爆破工作的难度,也在逐渐的加大,危险性并没有实质的降低。我们也应当看到,矿山的爆破安全问题仍然是矿山开采过程中的主要隐患,其产生的爆破公害也是现实存在的,会对人们赖以生存的生态环境造成严重的破坏,安全事故也仍然时有发生。因此,应当在加强矿山生产的同时,加强对其爆破安全工作的有效管理,以控制爆破振动强度、有效抑制爆破产生的飞石为目标,合理的选择爆破参数,切实降低爆破振动对周围环境的破坏性影响。
1 露天矿山爆破的分类及方法
矿山爆破来源于爆破的发展与延伸,其定义为:利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用,达到预期目的的一门技术。
1)露天矿山爆破分类:台阶的深孔爆破,大块、根底的二次爆破,临近边坡的控制爆破等。
2)爆破方法:微差爆破,挤压爆破,控制爆破,浅眼爆破和药包等二次爆破。
2 露天矿爆破危险范围的确定
2.1 精确掌握爆破区域的原始状况
在爆破之前,对爆破区的地形、地质条件、周围的建筑物及人员流动情况等,都需要做到详细的了解,并且针对存在的问题采取有效的防范措施。
2.2 精确确定爆破区的危险范围
根据爆破计算公式进行计算,但同时要满足通常情况下的危险半径范围200 m~250 m之间的条件;当进行爆破时,其危险半径的范围应该在350 m~400 m之间。在确定深孔爆破的危险范围时,应当考虑到地震波以及冲击波的影响,同时对飞石的安全距离也需要进行测算。无论是深层爆破还是浅孔爆破,都应当对其危险范围进行详细的确定。
2.3 爆破施工质量的影响
本人在工作实践中,除极少数地质原因外,绝大多数爆破事故的产生都是由于爆破施工的质量不合格所引起的。比如网络连接不当、填塞不合格,或者是炮孔的孔口有异物等,这些都会造成爆破事故的发生。另外,在爆破现场设置的警戒也十分重要,应当考虑到发生突然事件时的人员安全问题,简言之就是要有应急预案。
3 露天矿山爆破安全事故的防治措施
3.1 确定爆破危害范围并指定安全距离
1)矿山爆破地震安全距离。这时候要考虑到周围的建筑物情况,根据建筑物所能承受的震感选择合适的爆破距离。科学研究发现,不同的建筑物能够承受的安全震动速度是不同的,水工隧洞可承受的安全距离为8 cm/s;交通隧洞则比水工隧洞更具稳定性,可以能够承受每秒14cm的震动速度;矿山巷道的稳定性普遍较高,其中对于围护结构设计的比较合理且稳定较好的巷道,可以承受高达28 cm/s的震动速度。这些项目若在施工附近存在,则必须校核。
2)爆破空气冲击波的安全距离。主要依据对地面建筑物的安全距离,空气冲击波超压值计算和控制标准,爆破噪声,空气冲击波的方向效应与大气效应来确定。
3)个别碎石飞散的安全距离,露天爆破时,有些岩石飞散很远,危及周围人员、牲畜和建筑物,因此在爆破时必须着重考虑。
3.2 合理确定爆破参数
1)要判明矿区的地质构造,水文地质、岩性、特殊地质。再进行综合分析研究。
2)必要时利用各种方式,辅之以必要的人工智能设备,如卫星拍照、遥感技术等,获得关于爆破地区的精确地质结构信息,以便于分析该地的矿产分布结构,确定合理的爆破方式。
3)对于地质结构比较特殊且周围的建筑比较脆弱的矿区进行爆破时,要慎重的选择施工方案,并且要采取措施实地验证爆破产生的影响,综合讨论,利用最优方案,保障当地的建筑及周围的地质特征的稳定性。
3.3 施工过程规范化
施工时,严格按照爆破操作规程进行施工、爆破作业人员必须由经过爆破专业培训并取得爆破从业资格的人员实施。在爆破工程师的指导下完成布孔、钻孔、验收、装药、连线及起爆。对施工中出现的新情况、新问题、及时调整修改设计、确保最终实现设计要求,只有这样才能获得良好的爆破与安全效果。
3.4 爆后检查、总结经验
爆后检查的主要内容有:有无盲炮、有无残药、有无危坡、危石、爆堆是否稳定等现象。并及时总结经验,评价爆破效果。检查人员应经验丰富的爆破人员或工程技术人员担任。
3.5 加强对爆破事故的防范
1)要加强对爆破设计人员能力的培训,加强班组长的安全管理能力的建设,使他们的专业素质得到提高。
2)加强对爆破施工人员的安全教育工作,重视班组的日常安全教育工作,提高他们的安全意识,增强其自觉遵守各项安全制度的主动性,进而提高爆破施工质量。
3)对于存在隐患的行为,要严格的查处,充分落实各项安全生产责任制和措施。
4)依靠科技的不断进步,不断探讨使用可靠的爆破器材,采用先进的爆破方法来提高爆破工作的安全性。
3.6 实施安全目标管理
1)设定安全目标:①爆破施工项目创建优质安全文明工程;②爆破施工无人身死亡事故和重大设备损失事故等。
2)分解安全目标:根据已确立的安全目标把实施划分为几个阶段,一般一年为一个考核期。对设定的安全目标,以安全责任书的形式进行分解,层层签订责任书,直至到人。
另外,应当不断加强安全责任追究制度,在生产实践中严格执行,对于违犯者进行严肃的处理,使每个人心中都建立起较强的安全责任意识。
4 结束语
总之,爆破工作的安全是整个采矿工作的重中之重,也是目前以人为本在此工作中的具体体现,由于爆破环境及作业条件的复杂性,对露天爆破安全问题难以求得一个固定的模式,在具体情况下还需根据特定条件进行确定。因此、我们必须加强爆破施工的安全管理、增强对安全生产工作的主动性和预见性。将爆破施工安全事故消灭在萌芽状态。
参考文献
[1]于阳宇.最新矿山矿井工程工艺技术实务全书[M].北京:中国矿业出版社,2009.
关键词:爆破振动;原理;危害;措施
【文章编号】1627-6868(2016)01-0010-02
在工程爆破中,利用炸药可达到各种工程目的,如矿山开采、土石方爆破开挖、控制爆破、定向爆破等。随着爆破工程技术的广泛应用,人们越来越多地关注爆破振动对爆区周边环境及建筑物造成的不利影响,矛盾越发突出。长期以来,国内外研究人员对爆破振动的相关问题进行了大量的实践的研究。
1.爆破振动的破坏途径与方式
1)振动破坏:振动破坏取决于爆破振动的特性和建筑物的抗震性能,建筑物受到振动的影响主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础变形或下沉倒塌。
2)非振动破坏:主要是指与地基状况相关的建筑物的破坏,由于爆破振动的影响,在一定的场地条件下,可能会导致地基土液化,承载力大幅下降,使软弱地基下的基础发生不均匀沉降和开裂。
2.爆破振动危害机制分析
爆破地震波包括体积波和表面波,其中体积波由纵波和横波组成,表面波主要是瑞利波(R波),爆破过程中造成振动破坏的主要原因是面波的作用。大量资料表明,爆破振动的强度与质点振速大小相关,且振速与岩土性质有较稳定的关系,质点振动速度和振动波所携带的能量及所产生的地应力相关联并和结构物的内应力建立关系,所以一般采用质点振动速度峰值作为衡量爆破振动强度的大小指标。
1)如果把介质质点振动看作是简谐运动,其振动速度为:
V=2PAf
式中:V-质点振动速度m/s;
A-质点振动幅值m;
f-质点振动频率HZ;
2)极限条件下应力与质点振动速度的关系为:
Rn=EV1/C
式中:Rn-爆破振动在结构体上产生的最大应力MPa;
V1-质点峰值振动速度m/s;
E-结构体产生的应变;
C-爆破振动波的传播速度m/s;
3.爆破振动的安全判据
按照爆破安全规程(GB6722-2003)规定:评价各种爆破对不同类型建(构)筑屋和其他保护对象的振动影响,应采用不同的安全判据和标准。地面建筑物的爆破振动判据,采用保护对象所在地质点峰值振动速度安全允许标准,在选取建筑物安全允许振速时,应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
4.爆破振动监测
利用爆破振动监测仪,对爆区周边建筑物进行爆破振动监测,估算开挖爆破最大允许装药量与安全距离,为确定爆破施工方案与爆破参数提供依据。
5.爆破振动危害的预防措施
1)采用微差爆破,确定最大一段装药量;
2)选取合理的爆破参数;
3)选取恰当的装药结构;
4)调整爆破的传爆方向;
5)充分利用地形地质条件,如深沟、断层、河流等,形成隔震带;
6.工程实例
由成都中材建设工程公司承担的遵义恒聚水泥有限公司大坡矿区石灰石开采工程,矿区地层为二叠系中统茅口组(P2m)、上统龙潭组+长兴组(P3l+c),三叠系下统夜郎组(T1y)、茅草铺组(T1m)及零星分布的第四系(Q)。
由于历史原因,矿区爆破作业范围内不足200m有70多户村民及原废旧水泥厂未搬迁,每次爆破,个别村民到爆破区域阻扰施工,给生产爆破带来很大隐患。
为防止爆破振动民房,针对矿山现有状况,项目部对爆破区域周围村庄民房进行检测评估,该村最差民房为旧砖瓦房,测得建筑物地基质点振动速度为0.56(cm/s)。
根据爆破振动安全标准,对房屋结构进行地震危害估算最大一段装药量:
V=K(Q1/3/R)a
Q=((V/K)1/aR)3=((0.56/150)1/2.98)3=215kg
v---建筑物地基质点振动速度(cm/s)
K---与地质有关介质系数(岩石中为30---70、土壤中为200),取150。
Q---炸药量‘齐发爆破为总药量,延时爆破为最大一段药量(kg)
R---爆点至被保护物的距离98(m)
a---爆破振动衰减指数(近距离为2,较远为1.5,远距离为1)
确定好安全距离及最大一段装药量后,进行孔网参数及孔深设计,根据矿山实际情况,采用中深孔爆破多排孔微差爆破:
(1)爆破参数:采用台阶爆破,台阶高度10m,炮孔直径110mm,炮孔倾角850,孔深12m,主炮孔孔距4m,排距3m,单孔装药量45-60kg(散装炸药),堵塞长度3.5-4.5m。
(2)起爆网络:爆破采用导爆管非电毫秒起爆网络,孔外微差,每三个孔一组,5段导爆管雷管起爆,每段微差时间为110mm,最大单响药量为180kg。爆破网络见图。
爆破前,我们邀请了部分村民一起见证爆破振动影响,测点布置在距离爆破区最近的建筑物和村民反映较大的区域,由近至远呈一条直线布设,利用爆破振动仪在村民的民房墙壁上、基础等部位布设测点。在爆破过程中,对爆破周围民房进行了爆破振动监测,监测平均值为0,32m/s。其振动影响相当于汽车从村民房屋前经过所产生的影响,保证了爆破振动对周边环境影响最小。
7.结语
通过对遵义恒聚水泥有限公司矿山爆破振动监测,实施的爆破方案对爆破振动安全控制是可行的。露天矿山虽具有开采工艺简单,开采成本低等优点,但由于矿区周边环境复杂,不同矿山有其不同的特点,企业在追求经济效益的同时,必须牢牢把握安全这一红线,建立完善的露天采石场安全生产长效机制,认真对待每一次爆破,优化爆破参数,达到安全生产和经济效益双赢的目的。
参考文献
图1为石灰石矿山露天开采的工艺流程,在实际开采中基本不釆取任何生态保护措施,因此会对周围的生态环境造成严重的影响。
1.1土地资源的占用和破坏
无论是采用凹陷露天开釆还是山坡露天开釆,石灰石矿山露天开采都会占用和破杯周围的土地资源,具体说来:⑴在施工期,露天采场釆准工作面、排土场拦挡坝及截排水设施、矿区专用道路、工业场地的建设都会造成土地地貌的改变和土地资源的破坏(此种破杯持续时间一般为1~2年,破坏面积约为矿山开采总占地面积的10°/。);(2)在运营期,露天开采剥离矿体覆盖层时会彻底清除地表植被和土壤,完全破坏露天采场的土地资源。剥离的废土石外运至排土场堆存,又会压占大量土地资源而使其丧失原有土地功能(此种破坏持续时间一般超过30年,破坏面积大且生态恢复难度大),(3)采终期,排土场的稳定性和废石淋溶液也会对废石场周围的土壤产生污染。
1.2爆破赝动和噪声的影响
石灰石矿山开采过程中最大的震动源为矿山爆破,矿山爆破引发的地展波会造成周围地区的籐动,距爆破中心点200m时,其地震烈度约为5度(距爆破中心点4_时,其地麓烈度约为3~4度。爆破震动带来的危害相当大,能够毁坏周围的构建物,爆破时的飞石还会对人员和构建物带来危害,造成人员伤亡和构建物损坏。爆破时出现飞石乱溅的原因有很多,主要包括炮孔填塞质量不好和填塞长度不够、岩体结构不均匀、药包最小抵抗线不准及单耗和单孔药量过髙罾。
1.3地质灾害的频发
石灰石矿山建设是一项系统而复杂的工程,涉及诸多建设内容(如道路修筑、开挖回填、机械碾压等),上述施工将会对原有地彤、地貌以及地表植被造成极大的不利影响。另外,在矿山开釆环节,将伴有一定的废石以及废渣,若不制定并釆取科学合理的水土保持办法,那么将会埋下水土流失隐患,进而诱发一系列地质灾害(最常见的有滑坡及泥石流)。
地质灾害在某种程度上巳经成为影响石灰石矿山建设和露天开釆的公害,例如龙门山石灰石矿,建矿初期的云中寺排土场由于建矿初期岩土分开排弃困难,运距远且管理不善,导致未能按设计受纳岩石,因而形成了岩土混排的状况。此后,曾受暴雨袭击而发生大面积滑坡,并在排土场下部沟内产生泥石流,冲垮了石灰石矿细碎车间5#皮带廊,毁损下方村庄道路及部分民房,造成了巨大的经济损失。
1.4水资源量的减少和水质污染
石灰石矿露天开釆过程中,矿坑疏干排水会导致周边一定范围内的地下水位下降,形成地下水水位下降漏斗。随着开釆面积和深度的增加,地下水水位漏斗半径和深度会逐步变大,周边一定范围内的地下水资源损失量也越来越多。直到矿山开采结束、停止矿坑疏干排水后,地下水水位漏斗才会逐渐变小。此外,矿坑疏干排水和废石场淋溶水中一般含有较髙的悬浮物,还可能含有重金属等其他污染物,直接排人地表水系会增加地表水的浑浊度,影响地表水水质。
2.石灰石矿山靄天开采中的生态环境保护对策
2.1规划与制定正确、规范的施工方案
在石灰石矿露天开采基建施工时,首先应依照事先已经制定的土壤挖、填方法来确定挖、填方量,并第一时间将挖方量运输到填方地点,将卸下的土壤铺平压实,防止作业场所受到风蚀和水蚀的不良影响。石灰石矿露天开采还应避开雨季施工,作业中需要取土时要及时铺平压实;排土场或废石场的沙石应堆V积好,作业施工中和施工后应尽量恢复该场所的植被状况,多种植草种树,避免水土流失、泥石流等自然灾害的出现。
此外,在石灰石矿露天开釆时应始终坚持“采剥并举、剥离先行、贫富兼采、自上而下分阶段分层开釆”的釆矿原则。石灰石开采过程中的管线施工尽可能一次性做好,管线覆土时还需将地表土壤铺平压实,部分暂时派不上用场的土石方,统一堆放至排土场或废石场,禁止将其随意乱堆乱放的行为。
2.2采取相关的水环境保护措施
进一步确定早期钻孔的位置、封孔情况和当前状态,对封孔差的钻孔采取注浆封堵措施将其封闭以减少其对采矿安全的威胁以及保护地下水资源,矿区外围设置截洪沟或挡水堤,减少区域水资源量损失,建立地下水动态监测系统,在矿区周围布置地下水水位观测井,监测水位的变化,制定供水应急预案,一旦发现因矿山开釆影响周边居民饮用水的情况,立即启动预案。
2.3加强废弃物综合利用
要积极探索和开展石灰石矿山露天开釆中固体废弃物的综合利用,力求做到无固体废弃物排放。根据石灰石矿山产生的固体废弃物的特点,再结合水泥生产的特点和对原料的需求,其固体废弃物做水泥生产中的混合材或用做其它建筑材料是可行的(如通过对不少石灰石矿山废石质量特征的分析,发现以白云质花斑状灰岩、隧石条带花斑状灰岩为主,废石组分以CaO、MgO和Si02为主,具有一定的硬度和耐磨度,大部分可满足不同质量要求的建筑材料),这样既节约了矿产资源,又减少了废石堆场占地带来的一系列生态环境和环境风险影响。
2.4进行生态补偿
生态补偿是当生态破坏K域无法及时进行生态恢复时,为了保护区域生态环境而采取的异地生态保护措施。生态补偿的原则为"谁开发谁保护,谁破坏谁恢复,谁受益谁补偿,谁污染谁付费”,其本质内涵是生态服务功能受益者对生态服务功能提供者付费的行为。对于石灰石矿山露天开采项目来说,矿山企业作为直接受益者应当是付费主体、当地政府应担当监管主体,监督企业完成生态补偿措施。目前较可行的生态补偿措施为:利用周边历史遗留矿山迹地进行植树造林、种草,对周边生长状况差的林地、草地补植,加强管护,使生态系统更快地恢复其功能和生物多样性。
2.5认真执行环境管理及监控
在石灰石矿山企业内还应成立特有的环境保护机构,对作业人员进行生态环境保护的知识培训,在作业过程意规划出来的为动物提供的生态区域,应写明“作业人员禁止人内”,在规划和设计时尽可能采用对生态环境影响最4、的方案。环境保护机构应在作业过程中严格监督作业人员的施工,密切观测作业中的生态环境保护情况,对于违反相关规定的作业人员,给予严厉处分或教育。
3.结语
长期以来,我国大量石灰石资源的需求加上粗放的露天开釆方式,导致开釆过程中排放大量粉尘和颗粒物,并对地表植物带来毁灭性损毁,从而造成生物多样性锐臧、水土流失、地质灾害频发等生态环境问题。为此,我们需要从技术、法律法规及资金支持等多个角度出发,切实强化石灰石矿山露天开采的生态环境管理,才能切实解决目前石灰石矿山露天开釆带来的生态环境破坏问.题,实现可持续发展。
关键词:基坑开挖;岩土爆破;爆破参数;安全防护
1工程概况
某地水厂取水工程建设中,水泵房基础开挖、拦河坝基础平整和开挖、沉砂井和汲水井开挖等遇岩石需进行爆破施工。待爆破水泵房基础坑开挖规格及工作量为:长*宽*深=29*15.3*3m=1331.1m3;拦河坝:长*宽*深=170*2.2*0.5m=187m3;沉砂井:长*宽*深=13*4.6*3m=179.4m3;则爆破的净工程量为:1697.5m3,总工程量约为:1870m3。待爆破岩石主要为粉砂岩,上部强风化,下部中等风化;志留系霞乡组,沉积砂岩;上部为灰黄色,下部为灰~灰黑色,石英、岩屑组成。岩石硬度:上部=3~7,下部=8~10;岩层中主要为裂隙水,工程地质、水文地质和环境地质相对简单。待爆破点东偏南距约50m为新建体育馆;南侧为河床或河道;西侧为河道,在此方向上将建拦河(溢流)坝;北及西北侧距离约15m为施工配电简易房和输电线路。
2爆破施工方案
根据爆破区的环境和待爆破岩石的赋存条件,确定采用浅孔控制爆破法进行施工。控制的内容为:爆破飞石和爆破震动。本工程中,水泵房基础、拦河坝清挖的爆破,都可以一次爆全深;沉沙井的爆破可以采用分台阶施工。原因是该沉沙井开挖断面太小,一次爆全深岩石的夹制作用太大,难以取得较好的爆破效果,而且在安全上不易控制。
3爆破技术及参数设计
3.1钻孔直径
D根据岩层的赋存条件和基坑挖深不大的实际情况,确定选用YT24或ZY24型气腿式凿岩机进行穿孔,钻孔直径选择为:D=38~42mm。
3.2台阶高度
H根据实际的挖深确定爆破的台阶高度,这里最大为3m(水泵房基坑)。沉沙井分台阶爆破,则分台阶高度为1.5m。溢流坝0.5m。
3.3底盘抵抗线
W1浅孔爆破的底盘抵抗线W1经常采用如下的经验公式计算,即:按台阶高度计算,即:W1=(0.4~1.0)H分别计算为:H1=3.0m,W1=1.2m(系数取0.4)H2=1.5m,W2=0.9m(系数取0.6)H3=0.5m,W3=0.5m(系数取1.0)综合考虑该工程的实际情况并按照工程类比的方法,初步选择上述最小抵抗线数值,必要时还可在施工中进行调整。
3.4钻孔深度
L和角度β一般情况下钻孔深度L等于台阶高度H加上超深h,即:L=H+h。正常情况下,钻孔超深值h按如下方法计算,即:根据抵抗线计算超深:h=(0.15~0.35)W1根据台阶高度计算超深:h=(0.05~0.25)H这里参考h=0.15H取值,则h=0.15~0.5m;则相对于不同的台阶高度,钻孔深度依次为:L=3.5m、1.8m、0.65m。钻孔角度为:β=85°~90°。
3.5炮孔间距
a和炮孔排距b根据公式:炮孔间距a=mW1;式中:m—钻孔密集系数,一般取0.8~1.4,这里取1.2;则依次得:a=1.5m、1.1m、0.6m。炮孔排距b:根据公式:炮孔排距b=0.866a并本着“大孔距、小排距”的原则,依次得:b=1.0m、0.8m、0.5m。
3.6单位炸药消耗量
q参照经验数据和工程类比,并考虑岩石硬度差别较大的实际情况,选取的单位炸药消耗量q值为:对于松动爆破:q=0.42kg∕m3。
3.7单孔装药量
Q根据装药量计算公式,即:第一排孔:Q1=q*a*W1*H;第二排及以后各孔:Q2=q*a*b*H。以3.0m挖深代入数据计算得:Q1=0.42*1.5*1.2*3.0=2.3kg∕孔。考虑边坡岩石塌落量为:Q1=1.92kg∕孔;Q2=0.42*1.5*1.0*3.0=1.89kg∕孔。同理,以1.5m和0.5m挖深代入数据计算得:Q1=0.58kg∕孔、0.063kg∕孔;Q2=0.56kg∕孔、0.06kg∕孔。
3.8装药长度
L1和堵塞长度L2使用炸药卷规格:直径Ф32mm,卷长180mm,重量150g∕卷;则对应的装药长度和堵塞长度为:挖深为3.0m∶L1=2.3m、2.27m;L2=1.2m、1.23m;挖深为1.5m∶L1=0.7m、0.68m;L2=1.1m、1.12m;挖深为0.5m∶L1=0.08m、0.07m;L2=0.57m、0.58m。合理的堵塞长度应该为0.66~1.4W1根据工程类比的经验可知,这里的装药长度和堵塞长度设计基本上是合理的。堵塞材料:炮孔的堵塞材料为粘土、沙石粉或沙黏土混合物,但严禁堵塞物中混入或掺杂小石块(最大边长≥2cm)。
3.9起爆方法及其网路(1)起爆方法:
由于待爆破区域紧邻施工变配电房和中低压输电线路,所以这里爆破不宜采用电爆网路。炮孔内采用非电导爆ms雷管微差起爆,使用雷管段数为1~5段;分区接力起爆网路,孔内、孔外共同延期。(2)起爆规模:同段雷管可同时起爆2个炮孔;每次可同时起爆3~4排炮孔,炮孔数为40~50个/次,最大段装药量≤4.6kg。(3)网路连接:采用先簇联后串联的连接方法;或采用“四通连接元件”连网,“并—串联”起爆网路。(4)网路激发:采用:“非电导爆管网路导爆管激发针发爆器”的纯非电起爆网路。
3.10爆破器材爆破器材:
(1)炸药:采用Φ32mm卷装乳化炸药;(2)雷管:采用非电导爆ms雷管1~5段;雷管脚线长3m或5m。
4爆破安全设计
4.1地震效应
根据公式:V=K(Q1/3∕R)α;式中:V—地震波的传播速度,cm∕s;根据《爆破安全规程》的规定和实际情况,这里关键的是要保护东侧的体育场馆,该体育场馆为钢筋砼框架结构,所允许的爆破震动速度为:5.0cm∕s;K•α—衰减系数,这里根据《爆破安全规程》的相关规定以及岩石软硬程度和振动频率综合考虑,取K=150;α=1.67;Q—最大段装药量,kg;这里为4.6kg;R—爆破中心至建筑物之间的距离,这里爆破区边缘至东侧体育场馆的最近距离约为50m;将以上数据分别代入计算得:V=0.51cm∕s<<5.0cm∕s;参考这些数据可以看出,爆破震动是不会对东侧的体育场馆及其辅助设施造成破坏和影响。
4.2爆破飞石深孔台阶爆破个别飞石安全距离的计算,《爆破安全规程》尚无给定的计算公式,现借鉴经验公式:R飞=20Kn2W来计算;式中:R飞—爆破时个别飞石的最大飞散距离,m;K—与爆破区地形和风向有关的系数,一般取1.0~1.5,这里取1.5;n2—爆破作用指数,松动爆破时为0.75;W—底盘抵抗线,m;这里为1.2m。将以上数据代入计算得:R飞=20.25m。参考该数据可以看出,爆破飞石不会对周围造成多大的影响。但为安全起见,当爆破点推至距离体育场馆和配电房时进行适当的防护,即采用竹笆片会废旧胶皮输送带进行覆盖防护。爆破对人员的警戒距离为:200m。
5爆破效果
该爆破项目共进行6次爆破,爆破振动和爆破飞石及边坡质量都得到了有效控制,爆破效果良好。为此认为深孔“孔内外微差,一孔多响,在复杂环境下,配合现代化机械设备,能有效减少爆破振动及爆破飞石的危害。
参考文献
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关键词:隧道施工 光面爆破技术 应用
中图分类号:[F530.36] 文献标识码:A
世界铁路在其180多年的发展进程中饱经和低谷,早在1852年,英国首先建成世界上第一条铁路,中国第一座铁路隧道台湾狮球岭隧道建成于1890年,近年来铁路又进入一个高速发展的时期,以其运能大能耗低、污染小、占地少、效率高、安全等特性被誉为“绿色交通工具”。光面爆破作为铁路隧道施工中的重要手段,其技术应用在保证施工安全的同时,创造了良好的经济效益和社会效益。本文通过湖北长阳县堡镇隧道施工实例,对光面爆破施工技术应用及其价值进行总结。
1.国内外铁路隧道施工技术的发展现状
(1)国外铁路隧道施工技术的发展
在第二次世界大战后,工业技术的进步,使地下建筑突飞猛进的发展,建筑规模和施工技术及机械化水平都不断提高,早在1970年,包括澳大利亚、英国、比利时、意大利、加拿大、美国、法国、西德、瑞典和日本等19个资本主义国家就召开过一次隧道工程咨询会议,在这次会议的资料中显示:1960年——1969年间共建成包括铁路、公路和地铁在内的交通隧道2293公里,共计投资52.19亿美元,1970年——1979年相比较上一阶段在数量上增长了123%,投资也要增加265%。光面爆破技术约在1950年发源于瑞典,1952年在加拿大首次应用。
(2)国内铁路隧道施工技术的发展
中国铁路隧道工程建设有着悠久的历史,在之前,隧道工程的技术应用仍处于相对落后的阶段,随着建国后各方面建设事业的蓬勃发展,隧道施工技术已经被广泛应用于铁路、公路、矿山、电力等工程建设中,在铁路工程施工方面,最早是在京张铁路的八达岭隧道施工中得到成功应用。矿山法、新奥法、钻爆掘进法、浅埋明挖法、盾构法等都陆续引进并达到较高的技术水平。在现代机械技术的支持下,施工技术也在不断的跟进,随着钻孔爆破法、水底沉埋施工技术的出现,隧道施工已经能完成河道和海峡穿越工程,标志着铁路隧道施工技术发展到了一个新阶段。
据数字统计:我国拥有的铁路隧道总长度数量上位居世界第一,已超过4000km,在地质条件和自然环境都较为复杂的状况下施工规模不断扩大,先进施工技术的应用也大大提高。到20世纪后半期,随着隧道施工技术与现代化管理方法的结合运用,为未来中国修建长大隧道及客服各种困难条件的隧道工程奠定了坚实的基础。
2.光面爆破技术及在隧道工程实例中的应用
(1)光面爆破技术概论
光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,是通过一系列措施对开挖工程周边部位实施正确的钻孔和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破技术,预裂爆破就是由光面爆破演变出来的,但它仍属于光面爆破技术的范畴。基本实现开挖轮廓成型,不存在明显的爆破缝隙,岩面平整,超挖和欠挖符合规定,无危险落石,围岩壁上留下50%以上的均匀半面炮眼痕迹。
(2)光面爆破技术的工程实例应用
堡镇隧道施工工程位于湖北省长阳县,地处构造剥蚀、侵蚀中山区,穿越地层大部分为砂质页岩、粉砂质页岩等软岩地质,且隧道沿线兼有多种不良地质。属新建I级铁路隧道,采用左、右双单线方案,两线的间距为30m。其中左线隧道是宜万铁路第二长大隧道,全长11563m,是该线上四大重点控制工程之一。
①施工方案的选择。根据堡镇隧道进口段的围岩特点和施工方的机械设备、施工人员技术、工期等的要求,对左线进口段V级围岩进行台阶开挖法,IV级围岩采用全断面开挖方案,全断面一次开挖法施工中用光面爆破技术,减少超欠挖量,保证施工安全的同时,有效控制二次衬砌的超挖回填。
②爆破方案的选择。光面爆破受多种因素的影响,堡镇隧道施工中,要先确定炸药的选择和装药结构:左线进口段为软岩地质,施工的中采用乳化炸药,周边眼用空气间隔、不耦合装药,其他眼采用连续柱状装药。在隧道左线进口段IV级围岩在爆破设计中选取周边眼艰巨E=40cm,最小抵抗线W=50cm,炮眼密集系数K=E/W=0.80,装药密度q=0.07Kg/m。以达到合理控制掏槽眼、炮眼的布置和装药量,保证爆破效果。
③光面爆破施工工艺。在钻眼前,要严格控制开挖方向和轮廓线,可用激光照准仪进行控制,然后用红油漆准确绘出,需要特别注意的是,炮眼的位置不能超过5cm,同时还要准确调整钻孔台车与隧道轴线之间的平行位置,开眼误差不能超过3cm。此外,炮眼内装药的细节也要注意,用小直径高压风管吹干净炮眼内的石屑,然后按钻爆设计图进行分片、分组、自上而下、反向装药结构的方式对号安装,安装完毕后将所有炮孔用炮泥堵塞,炮孔间距保持在20cm以上。
此外,为确保起爆网络连接的准确和安全,起爆雷管应在离一根导爆管自由端15cm的位置,选用绝缘胶布包扎,经专门的安检人员检查通过后再起爆,操作过程中要注意起爆顺序排列。
3.光面爆破技术的现实应用价值
(1)降低干扰震动,提高施工安全
光面爆破技术在实际施工过程中降低了围岩的干扰震动,爆破后轮廓线圆顺、平整,对因爆破实施中的应力集中和局部落石现象大大缓解,提高了施工安全性。
(2)降低施工成本,提高经济效益
由于光面爆破技术有其自身特有的优越性质,施工中隧道成型规整,掘进速度加快,减少了掘进超挖数量和出碴量,极大的降低了施工成本,提高了经济效益,主要表现在:
①在实施光面爆破后,火工品消耗量相比较之前的额定数量有所降低,炸药的消耗量从额定的0.67m³/kg降低到了0.651m³/kg,导爆索的消耗量从额定的1.106m³/kg降低到了0.918m³/kg,非电毫秒雷管的消耗量从额定的1.366m³/kg降低到了1.2m³/kg,在价格成本总价核算中节约了0.82元。
②经过激光断面仪测试结果显示,平均线形超挖5cm,拱部最大超挖12cm,隧道欠挖现象控制效果明显。而在没有实施光面曝光技术的隧道施工地段,喷射混凝土方量相比较实施光面爆破的地段,能节约1m³/延米。通过数字对比可见,初期支护喷射混凝土工程数量节约明显。
(3)保证施工质量,提高社会效益
IV级围岩光面爆破的炮眼保存率拱部在95%以上,边墙为75%~~80%、减少了爆破对围岩的干扰震动,对围岩干扰震动深度仅为0.4~~0.6m,隧道围岩不会产生或者极少产生炮震裂缝,保存围岩的完整性,使其自身原有的承载能力最大限度的被保存下来,大大改善了衬砌的受力能力,为采用锚喷支护奠定基础,尤其在堡镇这类松软岩层施工中优势更为明显。在一定程度上提高了施工质量安全保障,从而产生了较好的社会效益。
(4)增强围岩稳定性,便于快速施工
采用光面爆破技术,在裂隙发育的地层中,围岩的稳定性增强,对控制裂隙扩大或产生新裂隙有很好的作用,基本杜绝了落石伤人的情况发生,在保障施工安全的同时,为快速施工提供了进一步保障。
(5)加快经济建设,促进科技进步
虽然光面爆破技术在铁路隧道施工中已被广泛应用,在定性分析方面已经在行业内达成认知共识,但光面爆破的破岩机理是一个较为复杂的问题,理论上还不够成熟,目前仍处于不断的探索阶段,这种技术的应用,一方面在加快经济建设的同时,也为科技进步的发展起到积极的促进作用。
4.结束语:
总而言之,在铁路隧道施工中,光面爆破技术的合理应用,在保证工程质量和施工安全的同时,对加快施工进度产生了积极的影响,从而产生了良好的经济效益和社会效益,尽管光面爆破技术的应用价值极高,但这种技术也不可避免的存在一些缺点,比如炮眼多、需要特殊器材等,会给部分项目的施工带来一定难度。因此,施工方要综合考虑具体工程项目的地质状况和本单位的技术人员素质、现有机械设备等诸多因素,因地制宜的灵活选择合适的爆破方法,以确保铁路隧道施工任务安全、顺利的如期完成。
参考文献:
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【2】吴超;;光面爆破技术在铁路小断面隧道施工中的应用[J];科技创新与应用;2013年第7期
随着科学技术与经济的发展,对隧道施工工程提出了更高的要求。目前,国内在隧道工程施工过程中,普遍采用矿山法、新奥法;在岩土隧道施工中,主要采用钻爆法掘进,以及掘进机施工,对于城市地下等浅埋隧道,在施工过程中,盖挖法施工 采用明挖或盖挖法进行施工,同时使用地下连续墙,暗挖时采用盾构法和浅埋暗挖法等较高技术含量的施工法。浅埋偏压铁路隧道在隧道施工中是难度较大的一种隧道。
1 工程概况
白塔寺隧道位于重庆市万盛区境内,穿越一脊状山梁,进口里程D1K24+690,出口里程为D1K27+547,中心里程D1K26+118.5,全长2857m,最大埋深206m。本部负责施工白塔寺隧道出口段,里程为D1K26+160至D1K27+547。其中包括车站大断面Ⅴ级围岩152m,Ⅳ级围岩75m,Ⅲ级围岩320m,明洞5m,共552m;单线小断面Ⅴ级围岩30m,Ⅳ级围岩400m,Ⅲ级围岩405m,共835m。
隧道出口端浅埋段穿越突出山脊,属于地形偏压,出口覆盖2~6m碎石层,下伏基岩为三叠系中统雷口坡组中厚层状泥灰岩夹页岩,岩层倾角50~60°,岩层走向与线路走向一致。D1K27+390~D1K27+542段属于浅埋、地形严重偏压地段。
2 隧道偏压原因及判断方法
2.1 隧道偏压的起因 对于偏压隧道,通常情况下,受各种原因的影响和制约,进而在一定程度上导致围岩压力出现不均匀性,从而使隧道支护受偏压荷载的作用。主要原因包括:
2.1.1 施工原因 在施工过程中,因施工方法选择不当,进而在一定程度上导致开挖断面发生局部的坍塌,从而影响围岩压力的稳定性,使得应力过于集中,进一步造成隧道偏压。如果对其进行正确的处理,正常施工一般不会受到影响。
2.1.2 地质原因 围岩形状发生倾斜,节理发育,其间存在软弱结构面,以及滑动面等,在一定程度上弱化了自稳能力,在施工过程中一旦受到扰动,将会导致岩体沿着层理面发生滑动。
2.1.3 地形原因 隧道盖挖法施工 依傍山体,地面明显倾斜,进一步增加了侧压力,并且隧道埋深比较浅。
2.2 判断偏压隧道 在判别隧道偏压方面,由地形引起的偏压围岩类别、地面坡度以及覆盖层厚度是3个重要的因素。当隧道外侧拱肩至地表面的垂直距离t值等于或小于规范规定数值时,应视为偏压隧道。
3 施工方法及顺序
3.1 上半部分的断面施工 埋深大于3m段,设置108mm×6mm的大管棚。管棚长度为40m,角度控制为2°,环向间距为40cm。与一般隧道设计的大管棚相比,盖挖法施工 由于40m大管棚比较长,在施作大管棚前,首先设置导向管。采用长为2m、?准140mm的钢管对导向管进行处理,通过全站仪进行精确定位,在钢护拱上焊牢。导向管的间距控制在40cm,仰角为2°。然后进行超前预注浆,浆液采用1:1水泥砂浆,水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.2 开挖及加固边坡 在开挖严重偏压、浅埋隧道的过程中,容易扰动围岩,进而在一定程度上直接威胁到施工的安全性。在开挖的过程中,尽量减少开挖的规模,并及时做好加固、防护工作,进一步降低围岩扰动造成的自重应力和施工时引起的偏压影响。开挖后,在坡面上需要立即施作?准25中空注浆锚杆,锚杆长度为4m,间距为1.0m,并按照梅花形进行布置,增强开挖山体边坡的稳定性。打入新鲜岩体的锚杆应不小于3m,同时需要挂设20cm×20cm、?准6钢筋网,并喷射C25混凝土进行防护处理。
3.3 加固围岩及反压回填 在施工过程中,针对隧道存在的严重偏压、浅埋特点,通过反压回填的方式对偏压侧地质较软的位置进行相应的处理,同时用打夯机进行分层夯实,并对空洞进行填充处理。地表经过夯实处理后,需要进行深孔预注浆,注浆孔间距控制在3m,并按梅花形进行布置,通过地质钻进行成孔,孔径为?准90mm。采用 75mm×5mm塑料管进行注浆,在注浆深度方面不超过半断面的开挖线,宽度超过隧道开挖轮廓线3-4m。
3.4 隧道下半部分断面施工 完成上半断面施工后,采用拉中槽、跳马口开挖的方案对下半断面进行开挖处理。如果采用弱爆破或者下爆破,需要采用挖掘机同时配合人工进行修整成形。在开挖过程中,需要对循环进尺进行严格的控制。开挖成形后,立即用C25混凝土对开挖面初喷4cm,架设钢拱架,打锚杆、并对混凝土进行多次复喷,复喷厚度达到25cm,开花超过30m即开始仰拱旋工,使支护结构闭合成环。
3.5 支护施工 在施工过程中,通过联合锚杆、网喷、钢拱架等,采用?准25中空锚杆注浆支护对围岩进行加固。锚扦长度控制在4.0m,间距控制在1.0m×0.6m,在钢拱架上,焊牢拱墙处锚杆的尾端。拱架采用I20a工宇钢进行现场加工,间距控制在60cm,用中?准20mm钢筋沿环向按间距1.0m进行联合构成整体。架设过程中,需要将10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块铺设在钢拱底部,进而在一定程度上防止钢拱架出现下沉,同时将两排?准20锁脚锚杆设置在钢拱架的两恻,其长度为4m。C25混凝土的喷射厚度控制在25cm,确保喷射混凝土的密实性。
3.6 仰拱施工 在开挖作业后,进行仰拱施工,对于仰拱部分的围岩,如果采用弱爆破,在这种情况下需要借助挖掘机,同时配合人工进行修整。
3.7 衬砌施工 在对隧道进行施工的过程中,对于严重偏压、浅埋隧道来说,其围岩特点表现为:内应力高、变形量大等,在衬砌施工时间方面有着严格的要求。如果衬砌施工时间过早,容易破坏衬砌结构;如果衬砌施工时间过晚,可能导致结构失稳。
3.8 监控测量 在隧道施工过程中,通过监控测量工作,可以进一步了解围岩的变形情况,以及山体的位移情况,进而在一定程度上分析围岩变形,进而对最终的变形量、初砌施作最佳时间进行确定。
3.9 施工管理 在施工过程中,需要做好工序间的衔接工作。完成开挖后,需要及时处理欠挖、危石等,同时架设钢拱架、挂网等,进而在一定程度上避免变形过大,造成隧道发生坍塌。
【关键词】巷道掘进; 速度; 有效对策
中图分类号:X752文献标识码: A
前言
要满足日益攀升的资源需求,提高矿井的产量也已经成为我们面临的新问题,怎样有效地提高我国矿井施工中巷道掘进速度也成为煤矿管理人员以及煤矿施工技术探索研究的新课题。那么,目前制约我国想到掘进速度的因素有哪些?提高掘进速度的办法又有哪些呢?
一、煤矿巷道掘进效率的主要影响因素
1、煤矿巷道掘进区域地质构造
对于煤矿巷道掘进而言,地质构造是最重要的影响因素。通常来讲影响巷道掘进效率的地质因素主要包括煤岩硬度、褶曲、围岩节理以及层理发育情况等。稳定的地质构造可以为巷道掘进的快速实施提供前提保证,而复杂的地质构造将直接影响整个巷道掘进工艺。煤岩的硬度过高,巷道掘进的难度就增大,但是这种地质构造可以为巷道提供一种稳定的顶板条件,从而为巷道的支护创造了有利条件,巷道的支护工艺相对简单,从而有效地提升了掘进效率。地质构造中的褶曲、断层、节理等构造直接导致了煤层及围岩的破碎性大,在掘进过程中易引起各种冒顶、垮落事故,同时增加支护难度,导致巷道掘进效率的下降。此外,煤矿巷道掘进过程中当进入到煤层或特殊地质构造时,巷道中的瓦斯涌出量可能会随之增加,为了保证巷道掘进施工的安全顺利进行,就必须采取各种方法来降低巷道以及工作面中瓦斯的含量,这将会导致煤矿建设成本的提高,而且还直接影响了巷道掘进的效率。
2、巷道掘进设备的水平
我国当前大多数设备的性能以及自动化水平仍然不高,与国外先进设备相比仍有很大的差距。比方说巷道综掘机已经在世界很多煤矿巷道掘进施工中得到应用,这一设备帮助很多的煤矿实现了巷道掘进的快速施工,在掘进效率方面取得了较好的效果。但是,我国煤矿所使用的巷道掘进机性能却达不到相应的标准,设备经常出现故障,整体的工作效率一般,这也直接影响了我国煤矿生产的高效,提升相关机械设备的性能,不仅可以有效地提升巷道掘进效率,还可以提高煤矿生产的总体效益。
3、煤矿巷道掘进施工工艺
在我国,由于煤矿巷道掘进设备的质量和性能存在明显的差距,使得相应的巷道施工工艺也处于一种比较落后的状态。比方说当前我国与巷道掘进设备相配套的支护设备主要是单机锚杆钻机,这种设备在进行锚杆的安装时,需要人为进行,这直接导致了施工效率的下降。在巷道掘进施工过程中,采用这种方式施工支护需要花费整个施工时间的70% ,由于巷道支护需要大量的时间,所以巷道掘进施工时不得不采用掘进与支护相分离的施工工艺,这种工艺直接导致了巷道掘进效率的偏低。
二、提升煤矿巷道掘进效率的有效对策
1、加强煤矿地质勘探及预测工作在进行巷道掘进施工前,应该充分利用三维物探、钻探等技术来对相关区域进行充分的勘察,并在掘进施工中采取动态的跟踪分析预测方法,为巷道掘进效率的提升打下良好的前期技术基础。
2、采用中深孔爆破技术
2.1岩巷条件下的爆破技术。在进行岩巷的掘进时,应该利用风钻钻爆破孔的方法,在每个掘进头处保证有5―6台的风钻进行钻孔,而且每个钻孔的深度要保持在2.0―2.2m之间。同时在施工过程中应该确保完成以下几点:第一,操作人员必须严格按照相关的操作规范进行施工;第二,在进行钻孔前首先要确认好中腰线的位置,并明确钻孔位置以及周边的实际情况;第三,不同的钻孔应该尽量保持在同一水平线上,做到钻孔的整齐排列,保证最后爆破后工作面成型统一整齐;第四,针对不同钻孔位置岩石的硬度不同,适当调整钻孔内的用药量以及周边钻孔的用药量,从而在满足爆破效果的前提下,尽量减少用药量;第五,在进行爆破前应该制定周详的施工计划和工序,并对爆破过程中可能出现的问题以及爆破效果进行有效地预判,并制定出针对性的施工方案。此外,在巷道掘进排班时,应该采用班组多次循环的方式来进行掘进,每一次循环应该保证掘进2m的施工进度,在正常的工作时间内,保证每个班组可以进行三次循环,这样每个班组的掘进进度就为6m,如果持续一个月的时间,那么掘进的进度就可以达到370m,这相当于标准岩巷的520m。
2.2煤巷条件下的爆破技术。在进行煤巷掘进时,因为爆破孔深度以及循环掘进施工的影响,要想大幅度的提升煤巷的掘进速度有一定的难度,为了保证掘进的速度以及掘进过程的安全,对于迎头爆破孔的深度要进行较为精细的设计,底部、掏槽、边帮以及中不爆破孔的深度都应该控制在2m,上部的炮眼深度只需要达到0.7m即可。当爆破完成后,应该马上在0.7m的位置及时施工第一排支护。在爆破完成后,煤巷顶部的煤层已经较为松散,这时需要对这些松散的煤层进行处理,待完全处理后,再进行接下来第二、第三排的支护工作。利用这种循环掘进的方式,每茬炮的进度应该达到1.8m,如果每个工作日内每班完成三次循环,那么每天的掘进进度就可以达到16.2m,一个月的掘进进度就可以达到490m。
3、合理安排施工工序
为了保证掘进设备的正常使用,煤矿施工单位应该设立专人来进行设备管理。首先,充分重视煤矿巷道掘进设备的维护和保养工作,安排专门人员对巷道掘进设备进行管理和维修,保证每一台设备都有相应的专人进行管理。通过这种方式来不断提升相关人员的责任心以及工作积极性,保证掘进设备可以正常顺利的为巷道掘进施工服务;其次,对于各种可能遇到的突发事件做好相应的预案,并储备一些经常损坏或磨损的部件,保证设备的正常使用;最后,煤矿相关的领导应该注重施工的协调工作,并经常到巷道掘进施工现场进行问题的处理和解决工作。
4、掘进推广使用光爆锚喷支护的技术
使用光爆锚喷支护技术的巷道有着明显的优势。不但成型好,而且岩面平整。在采用这项技术以后,眼痕率达到75% 以上,超欠挖则降低至15%。我们按照不同岩巷的岩性来对支护参数修改以及优化。在以往,锚喷巷道支护全部是使用2.4米的锚杆来支户,而不去考虑顶板的情况。经过现场跟班以及对比实践,在顶板情况良好的地段可以适当缩减锚杆的长度,同时可以适当加大间排距。经过对支护参数的调整,不但缩减了锚杆眼施工的数量,而且打眼所要花费的时间明显缩短。这样节省了成本并且提升了工作效率。
总结
煤矿企业的巷道掘进生产是一项复杂的系统工程,其掘进速度与矿区地质构造、掘进设备、施工工艺、施工组织管理以及员工的整体素质有关,煤矿企业要想提高巷道的掘进速度,必须大力应用超前地质探测技术、不断对掘进设备进行革新、大力优化施工方法和施工工艺,同时加强劳动组织管理与施工组织管理,充分调动职工的工作热情,才能使岩巷的快速掘进水平不断推进,解决我国经济的快速增长对煤炭大力需求。
参考文献
[1]何满潮,袁和生,靖洪文等.中国煤矿锚杆支护理论与实践.北京:科学出版社,2010-04.
关键词:浅埋暗挖,建筑物,城市地铁,洞室群
1 工程概况
南京地铁南北线一期工程鼓楼站—玄武门站区间为矿山法施工双洞单线隧道,左线全长1063.6m,右线全长1064.094m,起止里程K10+337.7~K11+401.3,由于区间多功能的需要,在鼓楼站北端设有333.586m停车线,停车线段三线大跨度结构尺寸为17.32m×11.53m(跨度×高度),洞顶覆土厚度8.0m。相邻隧道的最小间距只有28.0cm。大跨度渡线段地表建筑物、地下管线较密集且安全度较低。地表有4层建筑物5幢,5层2幢及众多安全度低的平房,建筑物最早年代为1947年;部分建筑已有多条裂缝。停车线段地表环境苛刻,围岩自稳能力差,施工工序多且干扰大,开挖易坍塌,地面沉降较难控制。
该区间停车线段洞室群由左右线单线隧道、正线与停车线及正线与渡线的双线隧道、正线与左右线渡线的三线隧道组成。断面大小变换频繁,断面宽度由6.138m到17.32m,左右线断面变换次数总计多达17次,施工方法也随之变换,台阶法CRD法三线眼镜法CRD法台阶法。而且工序复杂,施工较为困难。
隧道围岩为Ⅱ类,承载力200kPa~240kPa,节理较发育,地下水位埋深1.2m~4.5m,区间地下水主要为松散层的孔隙潜水和基岩裂隙水,水量较大。
2 总体设计情况
区间隧道以喷、锚、网、拱架等作为初期支护,初期支护承受主要荷载,同时作为永久结构的一部分。停车线断面支护参数:按不同断面宽度分别为250mm,300mm,350mmC20网喷混凝土(内埋钢格栅),二次模筑为350mm,450mm,550mm,600mm厚C30钢筋混凝土,抗渗标号为S8,具体初期支护参数见表1。
停车渡线段采用拱部小导管劈裂注浆进行超前支护,边墙设中空锚杆。施工方法按不同断面采用台阶法、CRD法、眼镜法施工;施工工法转变时,导洞纵向顺接,导洞开挖采用预留核心土的台阶法开挖,对局部掌子面不稳地段采用网喷混凝土封闭。
3 施工方案
停车线段相邻洞室多且间距小,相邻洞室间相互影响大,不仅存在施工上的干扰,也存在对地层扰动的相互影响和叠加,因此依据隧道断面尺寸、围岩地质情况及地面建筑、构筑物管线等情况,确定科学的开挖方法,合理安排各工序,控制地面沉降,确保地表建筑物、构筑物管线等不受较大的影响是施工的关键。
根据停车渡线断面尺寸、围岩地质情况及地表环境的实际情况,结合广州地铁公—纪区间大跨施工经验,参照理论分析和模型试验成果,确定总体施工方案为:左线从大断面隧道向小断面隧道施工,右线从小断面向大断面隧道施工,施工过程中工法转换采用封端封闭、分步封闭。断面过渡由小到大采用渐变扩挖,由大到小采用错台突变,总体遵循:“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、速反馈”的原则。
施工顺序为:先施工大断面隧道后施工小断面隧道,先左线后右线,采用工法依次为:台阶工法、CRD工法、眼镜工法,辅助工法为小导管超前注浆加固、大管棚加小导管超前注浆加固,加固范围拱部150°。
4 施工实况