頁巖氣地段隧道施工技術(shù)論文

時間:2022-03-28 09:55:25

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頁巖氣地段隧道施工技術(shù)論文

1頁巖地段隧道施工工法技術(shù)要點(diǎn)

1.1頁巖氣隧道施工工藝流程

頁巖氣隧道施工管理的重點(diǎn)是防止甲烷燃燒和爆炸的災(zāi)害性事故的發(fā)生,頁巖氣地段隧道的防治手段主要從4個方面考慮,即:隧道頁巖氣的超前預(yù)測、通風(fēng)設(shè)備的選定及管理、確定檢測和監(jiān)控系統(tǒng)、施工用機(jī)械和電氣設(shè)備的選用和管理。施工中采取超前鉆孔探測預(yù)測隧道前方頁巖氣的發(fā)育情況,通過加強(qiáng)通風(fēng)降低頁巖氣的濃度,采用有效的頁巖氣檢測監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控頁巖氣的濃度,控制隧道各個不同作業(yè)面內(nèi)的頁巖氣濃度在安全作業(yè)許可條件內(nèi),選用防爆的電氣設(shè)備控制火源等手段,確保了隧道的安全施工。

1.2隧道開挖

1.2.1洞身開挖頁巖氣地段隧道施工根據(jù)地質(zhì)情況選擇施工工藝。

1.2.2鉆爆設(shè)計(jì)

根據(jù)隧道地質(zhì)條件,Ⅲ級圍巖段可采用中深孔光面爆破,Ⅳ、Ⅴ級圍巖段可采用淺孔微振動控制爆破。根據(jù)圍巖條件選用不同的炸藥,頁巖氣隧道爆破作業(yè)必須采用煤礦許用炸藥。

1.2.3出渣運(yùn)輸

出渣采用無軌運(yùn)輸方式,在出碴過程中必須加強(qiáng)頁巖氣濃度檢測,當(dāng)頁巖氣濃度超過規(guī)定值時停止出碴作業(yè)。隧道出渣棄于指定棄土場。

1.2.4不良地質(zhì)段防坍塌措施

根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的反饋情況,對有可能發(fā)生塌方的地段的施工遵循:“管超前、短開挖、弱爆破、快襯砌、勤檢查、勤量測”的原則施工。

1.3隧道支護(hù)

1.3.1噴射混凝土支護(hù)

掌子面開挖后,為減少工作面頁巖氣溢出,必須立即進(jìn)行噴射混凝土支護(hù),及時封閉頁巖氣。噴射采用濕噴施工,分初噴、復(fù)噴和終噴(保護(hù)層)三階段進(jìn)行,噴射機(jī)選用濕噴機(jī)。

1.3.2小導(dǎo)管徑向注漿支護(hù)

在圍巖較破碎,頁巖氣溢出較多,易風(fēng)化段落,為防止圍巖坍塌,提高圍巖密實(shí)性,減少頁巖氣排放,采用小導(dǎo)管徑向注漿。

1.3.3氣密性混凝土襯砌支護(hù)

頁巖氣地段襯砌采用C35氣密性混凝土,混凝土摻加氣密劑,其氣密性混凝土透氣系數(shù)不應(yīng)大于10-11cm/s,氣密劑摻量為水泥用量的10%,氣密性混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)取樣化驗(yàn)結(jié)果和采用外加劑的技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整配置。低頁巖氣地段采用C35普通砼進(jìn)行襯砌施工。

①頁巖氣隧道結(jié)構(gòu)襯砌復(fù)合防水施工要點(diǎn)。

②頁巖氣施工縫施工要點(diǎn)。由于頁巖氣工區(qū)頁巖氣濃度大,施工縫是襯砌滲漏的關(guān)鍵,施工縫必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工,施工完成必須對施工縫進(jìn)行氣密處理。

③隧道洞內(nèi)頁巖氣排放施工要點(diǎn)。在排水管終點(diǎn)處設(shè)置氣水分離裝置-窨井,井身和井蓋采用氣密性混凝土,井蓋周圍縫隙采用玻璃膠密封,分離出的頁巖氣氣體用金屬管道引出洞外在山坡高處放散。

④氣密性混凝土施工。

⑤隧道空隙回填施工方法。頁巖氣工區(qū)頁巖氣段均采用復(fù)合式襯砌,在二次襯砌拱頂剎尖部位常有大量空隙,為防止頁巖氣聚積,確保拱頂密實(shí),在二次襯砌需預(yù)埋注漿管,待二次襯砌混凝土施工完畢后,用壓注水泥漿充填拱頂板后的空隙。

⑥隧道仰拱氣密性混凝土施工方法。仰拱氣密性混凝土原材料要求與二襯氣密性混凝土原材料相同,仰拱必須盡早開挖,盡量確保邊墻與仰拱能同步施工防止底部頁巖氣溢出。

⑦材料與設(shè)備。頁巖氣隧道頁巖氣溢出濃度較大,且頁巖氣需向洞外排放,電氣設(shè)備和作業(yè)機(jī)械以及固定設(shè)備和照明也必須采用防爆型。

⑧質(zhì)量控制。頁巖氣隧道施工的防爆通風(fēng)和氣密性質(zhì)量是關(guān)鍵。頁巖氣隧道施工通風(fēng)采用材料的品種、規(guī)格、性能和等級,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。防水板、施工縫、氣密性混凝土施工質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。

1.4其他施工要點(diǎn)

1.4.1防排水施工頁巖氣工區(qū)鋪設(shè)全封閉防水板,低頁巖氣工區(qū)鋪設(shè)防水板。防水板在具備條件時均采用熱熔焊接工藝。

1.4.2施工用電

頁巖氣地段隧道施工可采用雙路供電:其一洞內(nèi)洞外用電相分離;其二洞內(nèi)施工用電與照明用電相分離。洞內(nèi)洞外相分離可保證任何一處有問題不影響其他電路,洞內(nèi)施工用電與照明用電相分離有利于洞內(nèi)電路標(biāo)準(zhǔn)化管理。在使用過程中可按照頁巖氣濃度<0.4%時,正常供電;頁巖氣濃度≥0.4%且<0.5%時,通過加強(qiáng)通風(fēng)降低頁巖氣濃度;頁巖氣濃度≥0.5%時,停止施工供電,關(guān)閉機(jī)械,撤離人員,查找隱患,加強(qiáng)通風(fēng)。

1.4.3施工防火

①頁巖氣隧道洞內(nèi)施工中可能產(chǎn)生高溫、明火的電氣焊、防水板焊接等工序界定為特殊工序,實(shí)行動火管理制度。其它特殊工序的界定由項(xiàng)目分部總工程師根據(jù)施工具體情況組織相關(guān)部門予以確定。

②特殊工序施工確定后,由項(xiàng)目分部工程部編制特殊工序的作業(yè)指導(dǎo)書,制定出切實(shí)可行的安全保證措施及操作細(xì)則,經(jīng)項(xiàng)目分部總工程師批準(zhǔn)后實(shí)施。

③特殊工序施工前,首先由技術(shù)主管根據(jù)施工計(jì)劃提前一天提出計(jì)劃,經(jīng)架子隊(duì)隊(duì)長審核后,報項(xiàng)目分部總工程師審批,并由分部項(xiàng)目副經(jīng)理下達(dá)操作指令,架子隊(duì)隊(duì)長監(jiān)督按計(jì)劃實(shí)施,實(shí)施過程中必須嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行。

④特殊工序施工時,瓦檢員必須全過程監(jiān)測頁巖氣濃度,同時作業(yè)地點(diǎn)采用局部通風(fēng)措施,保證該范圍內(nèi)頁巖氣濃度不超標(biāo)。

⑤特種工序施工現(xiàn)場無專職瓦檢員監(jiān)控和消防設(shè)施不齊不得實(shí)施作業(yè)。

2頁巖氣地段隧道施工工法效益分析

①本工法在頁巖氣地段頁巖氣隧道施工可進(jìn)行推廣和運(yùn)用,可為以后在頁巖氣隧道施工中積累了經(jīng)驗(yàn),具有指導(dǎo)意義。

②在施工過程采用的頁巖氣隧道綜合施工技術(shù)很好地規(guī)避了頁巖氣突出、爆炸造成的人財(cái)損失。

③施工過程鍛煉了施工隊(duì)伍,培養(yǎng)了一批頁巖氣隧道施工的技術(shù)人才。

3小結(jié)

本文淺析了頁巖氣隧道施工工法,總結(jié)如下:

①分析了頁巖氣地段隧道快速施工的總體技術(shù)思路,把握好洞口施工、洞身施工、監(jiān)測、通風(fēng)、運(yùn)輸、防排水、支護(hù)等各個隧道施工的流程關(guān)鍵技術(shù),為施工安全、穩(wěn)定、快速地進(jìn)行打下了基礎(chǔ)。

②綜合經(jīng)濟(jì)、安全、工期等多角度的對比,頁巖氣地段頁巖氣隧道宜采用加強(qiáng)通風(fēng)型工法,不配置防爆型設(shè)備,在保證隧道頁巖氣施工安全、質(zhì)量的前提下,更能實(shí)現(xiàn)資源合理的配置,用最少的資源投入,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

作者:李艷玲盧文武單位:陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木學(xué)院西安鐵一院工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司