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目前国内高速铁路飞速发展,隧道比例大、断面大、地质结构复杂;本文以隧道施工组织与管理为根本出发点,从开挖爆破设计、施工通风、支护方案等方面论述了隧道施工技术,将施工各要素进行科学、合理地安排,在一定的时间和空间内有组织、有计划、有秩序地开展施工,有利于指导隧道工程的施工管理.

现代铁路隧道必须加强施工管理,强化资源配置,坚决贯彻“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的施工原则,统筹安排、科学施工.高度重视爆破方案与施工通风方案设计、加强支护、进行地质分析与监控量测工作,做好各项施工预案,正确选择施工方法,为安全、优质、快速施工创造条件.

针对不同围岩的地质特性,设计不同的爆破方案,合理布置炮眼,严格控制炮眼间距与装药量,在减小围岩扰动的同时,确保设计轮廓尺寸,减小施工成本.隧道开挖施工爆破直接影响隧道的稳定性,爆破方案必须考虑最大限度减少对围岩的扰动,减少应力集中,有利于形成自然拱,以最大限度保护周边岩体的稳定性,发挥围岩的自身承载能力,针对现场围岩岩性进行优化爆破设计,不断调整爆破设计参数,制定相应的爆破方案是隧道开挖控制的关键.

在钻爆设计时要充分考虑爆破对地质条件的影响:岩体层厚<0.5m,节理裂隙极为发育的岩体,爆破易引起垂直层理方向的掉块或坍方,在易坍塌之处均采用密钻眼,少装药的爆破技术.破碎岩体,层破碎带的岩体破碎,有时软硬间隔,处理不当会引起严重坍方,除采用隧道减轻振动控制爆破技术外,还应采取台阶法或分部法开挖,并严格控制循环进尺在0.5~1.0m内.非均质岩体对爆破作用的影响十分明显,分部开挖时应将石质差的一侧先开挖或掏槽区设在该侧;爆破参数应根据两种岩体的特性分别采用;为防止掉块,坍塌,开挖后及时支护.人字形节理发育成人字形,隧道拱部易出现坍塌,爆破时应控制药量,加密炮眼.

一般双线隧道采用台阶法分次松动爆破开挖,宜采用楔形陶槽,在对称的陶槽眼中间加一排预裂空眼,先起爆预裂孔,预裂孔装药量少,可有效降低震速;爆破雷管跳段时差控制100ms左右,避免爆破地震叠加;为了减少上半断面掏槽爆破对拱部围岩的影响,拱部周边布置密空眼,将上半断面掏槽区尽量放在底部,减小主掏槽眼之间的间距,同时对上半断面周边炮眼采用密孔布置,隔孔装药的技术措施,以减轻爆破振动对围岩的扰动.对下半断面爆破,重视底板眼外插角、间距及装药量的控制,将地板眼分成3~4个段位起爆,减小爆破效应对底板围岩的扰动,严格控制底板的超挖,边墙周边密空眼布置,可以靠改变炮眼的起爆顺序来提高侧边墙的爆破效果,达到设计轮廓与减小砼回填量.

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爆破施工技术要点:对隧道现场光面爆破进行试验,根据不同围岩岩性进行优化爆破设计,不断调整爆破设计参数,使光面爆破设计更符合实际情况,施工过程中要严格操作规程.严控周边眼的间距,控制在35~40cm,并采用空气间隔装药,提高光爆效果.现场工程技术人员负责指导监督钻眼质量,确保钻眼的深度、方向、角度、间距按光面爆破设计的要求实施,特别对周边眼应严格控制.出碴时,准确控制好开挖底部标高,使下一循环放样、钻孔准确无误.严格控制装药量,并用炮泥堵塞严密,封堵长度不得小30cm.发现瞎炮,应首先查明原因,如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼,如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照《爆破安全规程》有关条款处理.目前双线铁路长大隧道均采用双风机单风管压入式通风.依据相关规范要求及结合实际情况,采取压入通风为主,辅以辅助坑道通风.一般结合辅助坑道的具体位置,将分为三个通风阶段,即两掌子面未过竖井前的压入通风阶段、掌子面过竖井后的通风阶段,隧道贯通后的通风阶段.本文以有斜井的的无瓦斯隧道(独头掘进2600m)为例介绍施工通风.

通风计算:依据规范及相关通风质量的要求,对瓦斯的绝对涌出量(有瓦期涌出的隧道)、同时作业的最大人数需要量、内燃作业所需要的风量、爆破排烟需风量、巷道回风量等进行计算,五者取大.在采取无轨运输时,内燃设备+作业人员与瓦斯涌出量及回风要求三者取大即可满足要求.

内燃设备+作业人员需要风量计算:洞内同时工作的内燃设备是在上部装运与二次衬砌时需风量最大,因此主要设备为装载机、运输车辆及砼运输车辆.由于独头最长仅2600m,同时在洞内工作的运输重车最多仅3台(15Km/h)、二次衬砌运输罐车考虑1台,装载机1台,其功率累计为:∑N1等于3?25+1?62+1?25等于962(KW).同时工作的人员只有司机、二次衬砼的工人、其它人员,按30人考虑为保守计算,两者需要风量为Q1等于3?62+3?0等于2976m3/min.(隧道施工规范规定每人、每KW均为3m3/min.)


隧道施工学术论文的撰写
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按允许的回风速度计算风量:《铁路隧道施工规范》规定按最低允许风速计算的需风量为Q3等于120?.5?0等于3600m3/min.

计算风速确定:通过计算比较,计算风量3600m3/min.

百米漏风量计算:加强管理可将百米漏风控制在1%以内,最大独头距离约2600m,则漏风量约26%.

通风机选型与布置.送入到最大通风位置的实际风量估算:到最大通风位置的实际风量仅为:3600祝?-26%)等于2664m3/min.通风机选择:轴流风机选择:根据计算需要风量3600m3/min,而计入漏风后实际风机的供风量应该达到3600/0.74等于4864m3/min.根据这一通风量要求,可选择2?20KW风机或选择2台2?

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;35KW风机.前者供风量可达到5000m3/min,后者单台约2600~3000m3/min,两台合计约5200~6000m3/min;射流风机选择:由于通风量满足要求,但要满足回风巷速度,故在洞内适当位置布置射流风机,依靠其升压将洞内平均风速提高到0.5m/s的要求.由于边界条件复杂,计算比较困难,依据经验单口可选择2~3台75kw射流风机能满足要求.是否能满足要求可依据实际通风质量检测情况调整.

通风管选择与管理.轴流风机选择风螺旋风管,管径不小于1.8m,拉链连接靠连接.设置专门班组进行通风管理负责通风机、通风管安装,维护,以及通风方式变换,承担通风效果的责任.针对不同的围岩级别,特别是软弱围岩地段,根据设计文件与现场地质情况制定正确详实的支护方案,对洞口存在堆积体,滑坡体,浅埋及软弱地层等不良地质隧道,可采用大管棚、小导管注浆超前支护,地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施;部分洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定,进洞后尽快施做洞门.洞内爆破作业后,先进行初喷,封闭开挖岩面后开始出碴,软弱地层段采用加强格栅钢架、锚杆、钢筋网、喷射砼为主要支护手段,必要时强化支护措施,同时减少对岩体的扰动,抑制围岩过渡松弛变形,加强施工组织指挥,要争分夺秒以最短的时间进行初期支护,严格把好初期支护的施工工艺质量关.在初期支护基本稳定后及时施工防水板与二衬砼,在二衬迅速形成闭合环,防止围岩松弛变形,确保隧道施工安全.为加快隧道施工进度与确保施工质量,仰拱采用定型钢模与2组15m工字钢栈桥施工(仰拱砼施工与养护不影响其他工序作业),二衬台车长度一般采用12m,砼采用输送泵入模,附着式振捣器与人工相结合进行捣固,保证砼密实与质量.


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