顶管施工坚硬岩层非爆破破岩掘进技术应用

针对复杂地质条件下,顶管施工在遇到岩石、硬土等坚固物块时采用何种方式破岩掘进这一问题,为合理选择破岩方式,根据滇池外海北部水体置换通道改造工程的实际施工情况,分析非爆破掘进技术在小断面水文与工程地质特殊以及周边环境复杂、施工减振(噪)要求高等条件下的适用性。经过对比,最终确定了在无水施工段和有水工作段分别采用静态破碎法、劈裂法作为顶管施工坚硬岩层的非爆破破岩方法。无水段采用采用静态破碎法破岩施工时,根据断面情况提出水平布孔和环形布孔两种方式,相邻孔距为40 cm,排(环)距为50 cm,孔径42 mm;含水段采用劈裂法施工时,全断面采用同静态破碎法工艺相同的环形布孔方式,若断面为复合断面,则应在断面正底部150°范围内钻孔取临空面后,沿临空面向上逐排布孔,孔径100 mm。工程实践表明:静态破碎法在无水工作面岩石掘进效果较好,掘进速率为8.5 m/d;在有水工作面因破碎剂失效,应采用劈裂法破岩,劈裂法破岩速率为10.5 m/d;静态破碎法有利于掘进断面控制,而与静态破碎法相比,劈裂法具有适应性强、掘进速度快等优点。该工程的顺利实施为今后类似条件下小断面顶管硬岩非爆破破岩掘进施工提供了有益的借鉴。     

构皮滩水电站场内1号公路交通洞开挖与支护

构皮滩水电站场内1号公路交通洞长385.0 m,主要洞段为马蹄形断面,最大开挖断面高8.57 m,宽11.16 m,设计坡降为0.5%.隧洞围岩主要为Ⅲ～Ⅳ类,部分洞段断层错动发育,并伴有溶洞.进口工作面采用多臂凿岩台车按全断面钻爆法施工,遇不良地质岩层和断层发育地带采用先导洞开挖,后实施全断面开挖的方法施工,开挖面支护及时跟进.全断面掘进采用钻爆法施工,顶拱周边采用光面爆破,边墙、底板周边采用预裂爆破,中间采用楔形孔掏槽. 对整个施工过程作了详细介绍.     

溪洛渡水电站右岸泄洪洞光面爆破技术

溪洛渡水电站右岸泄洪洞无压段断面尺寸为14 m×19 m(宽×高）,围岩主要为Ⅱ、Ⅲ类玄武岩,质地新鲜。在无压段上层中导洞及两侧扩挖采用了光面爆破施工技术。根据洞身围岩的岩石性质,对光面爆破施工的技术参数进行了认真的设计,确定了合理的爆孔布置方式,并在施工中根据实际情况及时调整爆孔数量、爆孔孔深、孔径、孔距、装药量等参数。由于精心设计、严密组织施工,除地质原因外,光面爆破施工取得了非常令人满意的成功。     

深埋水工隧洞水平冻结施工关键技术研究

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞中下游两段总长78.65 m、埋深135.0～206.0 m洞段穿越新近系含水疏松粉(细)砂极软岩地层,采用"洞内水平冻结法"掘进。为掌握深埋地层冻结设计与施工技术,结合工程实践,对极软岩工程地质特性,以及"水平冻结法"设计、温度场、制冷系统与施工等关键技术进行了研究。冻结壁厚不小于2.0 m,均温-10℃,冻结孔35～40 d交圈,积极冻结时间40～50 d,循环盐水温度-28℃。圆形断面双圈发散布设冻结孔,类马蹄形断面洞段三循环冻结,掌子面及后方加强2个冻结孔布孔断面,掌子面双圈孔,内圈类马蹄形水平布孔,外圈及单圈加强断面发散布孔,圆形开孔,前方远端类马蹄形,总孔数229个,冻结管总长5.02 km。"水平冻结法"掘进全面成功,安全通过极软岩地层,取得重大技术突破与创新,填补了国内200.0 m以上深埋隧洞(隧道与巷道)洞内"水平冻结"工法技术的空白,开创了国内深埋水工隧洞"冻结法"施工技术的先导开端,标志着我国地下工程建设"冻结法"设计与施工技术全面跃上新台阶。     

盾构机脱困施工技术研究

盾构法施工隧道中,在全断面硬岩地层中经常会发生卡盾现象,盾构不能顺利掘进,工期及施工成本将大大增加。结合福州220 kV东台-盖山线路缆化工程电力盾构隧道施工案例,介绍卡盾的几种情况,分析卡盾原因,采取加装撕裂刀破岩、岩石热破碎及人工破岩3种盾构脱困技术,成功实现盾构脱困,并制定防卡盾措施。通过施工实践,总结盾构机脱困施工技术。     

美国岩石隧洞施工

岩石隧洞施工的基本内容包括钻爆法或机械方法开挖、围岩初期支护和最终支护.钻爆法开挖按开挖循环进行,采用全断面或部分断面掘进.须做好爆破循环设计,采用控制爆破技术,限制爆破振动峰值,合理安排除渣和撬石.     

三空孔矩形直眼掏槽爆破试验研究

大伙房输水工程引水隧洞采用TBM(全断面硬岩掘进机)掘进为主,钻爆法为辅的联合施工方案。文中结合大伙房水库输水工程引水隧洞钻爆法开挖施工,简要介绍三空孔矩形直眼掏槽爆破设计相关试验研究,概述其优缺点,旨在提高单循环开挖进尺,保证开挖进度,同时为类似工程施工提供借鉴经验。     

溶洞对岩质边坡爆破开挖的影响研究

为探究岩质边坡溶洞对爆破开挖施工的影响,以六盘水—黄果树高速公路一标段岩质高边坡开挖为例,整个边坡开挖工程中综合采用了浅孔控制爆破、深孔控制爆破和静态破碎剂综合施工,同时采用静态预裂和阻抗消能的方法,降低了边坡开挖施工风险。使用有限元对岩质边坡斜孔爆破进行数值模拟,研究结果表明:爆破对岩体边坡中溶洞外侧岩体动应力较小,外侧岩体不易破碎;若溶洞外侧岩体破碎,可以在溶洞区域减小药量进行爆破,避免产生大量飞石。     

观景口水利枢纽输水隧洞长距离硬岩顶管施工工艺

硬岩顶管在市政、公路中发展较为成熟,顶管工程以短距离、小直径为主,工程性质主要以埋设线路或雨污水管路,开挖方式大多为人工开挖。但对于水利工程中小断面长距离施工,采用传统的爆钻法,施工进度慢,安全风险高,为解决水利工程长距离隧洞的施工,重庆市观景口水利枢纽输水隧洞施工中探索改进顶管施工工艺,形成了较为成熟的长距离硬岩顶管施工工艺。     

水下岩塞爆破技术及在塘寨电厂取水工程中的应用

 水下岩塞爆破技术包括硐室爆破、钻孔爆破以及这 2 种技术的组合,分析了各自的优缺点和适用条件 : 硐室爆破威力大,适用于大断面、大厚度岩塞;钻孔爆破能量分布均匀,适用于中小规模岩塞;而这 2 种技术的相互组合和内部组合则更能适用于不同的工程环境。以贵州塘寨电厂取水工程为例,分析了平行小断面双岩塞的结构特点,设计了大孔径深孔和浅孔组合的爆破方案,总结了其施工技术,可供类似工程参考。     

TBM滚刀破岩机理与影响因素数值模拟研究

为研究全断面岩石掘进机(TBM)滚刀破岩机理与破岩效果影响因素,采用颗粒流程序(PFC)建立滚刀破岩模型,通过单轴压缩与巴西劈裂试验结果,标定PFC程序参数,模拟滚刀破岩过程并对岩石强度、围压等破岩效果影响进行研究分析。结果表明:滚刀破岩历经前期压密、中期挤压剪切、后期挤压张拉破坏的组合破岩模式,整个破岩过程中滚刀出现反复加-卸荷交替及跃进破岩现象。岩石强度过高难以产生径向裂纹、强度过低侧向裂纹扩展不明显,破岩效果均不佳,TBM滚刀只对于中等强度范围内岩石较为合适。围压影响裂纹生成与扩展,较高时将抑制径向裂纹发育,降低破岩整体效果。研究成果可为TBM选型及滚刀设计提供一定参考。     

观景口水利枢纽岩石顶管隧洞关键技术问题及处理措施

重庆市观景口水利枢纽输水隧洞工程施工中创新性使用了岩石顶管掘进机,提高了施工效率,为复杂地质条件下长距离、小洞径隧洞提供了施工方法。针对顶管掘进机掘进过程中遇到的预制顶管与岩壁连为一体而抱死卡管、三叠系须家河组砂岩地层中涌突水、F17断层破碎带卡刀盘、灰岩洞段岩溶等关键技术问题,结合现场施工情况,提出了针对性的处理措施,可为类似工程技术问题提供有益的参考。     

美国岩石隧洞钻爆法开挖施工介绍

本文节选自美国现行标准《EM1110-2-2910 Tunnels and Shafts in Rick》中隧洞工程钻爆法开挖施工部分的内容。岩石隧洞施工的基本内容包括钻爆法或机械方法开挖、围岩初期支护和最终支护。钻爆法开挖按开挖循环进行,采用全断面或部分断面掘进。须做好爆破循环设计,采用控制爆破技术,限制爆破振动峰值,合理安排除渣和撬石。本文主要介绍该标准中隧洞工程钻爆法开挖施工部分的内容,仅供业界同仁参考。     

静态破碎剂在特殊路段路基岩石开挖中的应用

引洮供水一期工程柳林沟临建道路部分路段紧邻民房，岩石开挖中不宜采用炸药爆破方式进行施工。为保证安全和加快施工进度，采用了静态破碎方法，通过现场试验和应用，取得了良好效果。     

深埋隧洞超前应力释放爆破方式优化研究

岩爆已成为岩石地下工程和岩石力学领域的难题,对围岩进行超前处理,能够改善围岩内部应力,降低岩爆发生的频率和等级。通过对引汉济渭工程秦岭隧洞岩爆段进行超前应力释放爆破研究,采用掌子面周边布孔与中部布孔两种爆破方式,通过微震监测系统测定能量释放量,对比两种爆破方式对围岩内部应力的降低程度。结果表明:采用超前应力释放爆破对围岩内部应力进行释放是行之有效的,能够降低岩爆带来的安全风险;爆破孔位布置、孔深、孔径、炸药选择、装药方式、装药量等应根据围岩情况进行实时调整,采用掌子面周边位置布孔实施超前应力释放爆破效果优于在掌子面中部布孔实施超前应力释放爆破。     

静态爆破施工技术研究

静态破碎剂爆破具有无声、无振动、无飞石、无冲击波、无毒气、无公害等特点,已被广泛应用于室内混凝土、重要设备基础拆除、孤石解破、贵金属岩石开采等,已取得了良好效果。通过现场试验,获得了静态破碎合理的关键参数(如孔距、排距、抵抗线、药剂等)。     

紧邻建筑物的控制爆破施工防护

某人防工程在洞口部爆破施工设计中,由于紧邻周边建筑物和重要军事设施,边坡爆破施工和坑道进口施工均对周边建筑物和军事设施的安全构成威胁.由于爆破时间长,防护工作量大,为此,在进行施工组织设计时,针对爆破防护措施进行了专项设计.为达到良好的边坡开挖效果和控制飞石距离的目的,边坡明挖部分采用小孔径、高密孔、低药量、分段起爆的光面控制爆破.洞口段采用全断面光面爆破一次成型,以减少爆破防护工作量.     

钻爆法施工在斯里兰卡KMTC输水隧洞项目中的运用

钻爆法施工,是指通过钻孔、装炸药、爆破岩石开挖出洞室的一种施工方法,简称钻爆法,全称"钻眼爆破法施工"。该方法可以由人工手持手风钻钻孔,或是由多臂凿岩台车钻孔,采用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术进行施工。施工前,承包人要根据项目断面大小、工期要求、现有的资源及成熟的施工工艺等综合因素考虑具体的施工方式。通过对斯里兰卡KMTC输水隧洞项目钻爆法施工工艺流程的探讨,总结出隧洞钻爆法施工过程中积累的一些经验。     

鲅鱼圈输水管道顶管法施工地表变形及管道受力分析

依托鲅鱼圈输水管工程,分析了浅地表城区顶管法施工对地表的影响以及管道受力情况。首先通过理论公式计算顶管法施工顶力合理值,并采用ANSYS数值软件模拟顶管法施工对地表的影响,得出结论:顶推过程中沿顶管纵向6 m即4D范围为变形发育区,从起始顶进断面算起顶推5 m范围内变形速率最大,因此建议在此范围段内进行重点监测。更多还原     

观景口水利枢纽输水线路岩石顶管设计与实践

重庆市观景口水利枢纽输水隧洞施工中,首次采用了岩石顶管施工技术,解决了钻爆法无法穿越的浅埋段。施工方法由钻爆法变更为岩石顶管后,对输水线路进行了优化布置,并对隧洞顶管、中继间等进行了设计,确保了顶管施工顺利进行。该工程创造了单头最大顶进长度1.7km的世界纪录,岩石顶管施工技术的应用填补了在水利行业施工的空白,具有较好的推广前景。