大跨度洞室拱顶衬砌拱脚爆破开挖施工技术的研究

文章主要是针对由锐角、钝角与直角结构组成的复杂洞室断面,其特殊部位的控制爆破开挖方案的设计、试验与施工技术进行的分析研究.在某水电站主机洞室的钻爆法施工中,通过利用岩体钻孔线状装药爆破的特点,设计出的多向布孔、分步爆破的施工方案,有效地实施了洞室小角度复杂结构断面特殊部位的爆破开挖,解决了采用爆破技术实施复杂结构断面地下洞室爆破开挖质量难以保证的难题.     

地下大型洞库群通风网络建立及竖井通风效应研究

大型地下洞库(群)施工通常采取分层开挖方式,其上层施工多采取压入式通风方式;进入中下层开挖后,因其污染源一般要大于上层开挖,必须加大风管与供风量,才能继续维持压入式通风,但受施工通道尺寸限制无法增大或增加风管供风量,导致通风状况恶化。文章依托锦州地下储油洞库的施工通风实例,采用Fluent计算软件并结合现场实况针对竖井通风效应进行研究,并对竖井的直径、位置、深度对通风效果的影响进行深入分析。研究结果表明:竖井直径对洞库的通风有一定的影响,但是通过改变竖井的直径来加强通风的作用是有限的;通风效果与竖井的深度有密切的关系,竖井的最优深度会直接影响到洞库的通风效果,本工程中最佳的竖井深度为70 m;采用竖井口布置轴流风机压入新鲜空气,施工通道(从地面进入洞库的施工运输通道)进口作为污浊空气排出口,能够有序形成良性的大循环通风网络。     

大埋深、高地应力地下洞室群围岩破坏机理及应对措施研究

地下洞室开挖过程中,脆性围岩应力释放型破坏(岩爆、片帮掉块等)和结构面—应力型破坏(围岩松弛、喷层开裂、顶拱坍塌等)是洞室群围岩破坏常见的主要形式。文章以白鹤滩水电站左岸尾水连接管洞室群为研究对象,结合现场踏勘统计分析,基于500μm显微镜观察、室内岩石力学单轴压缩试验对围岩应力释放型破坏机理进行了研究,基于数值模拟、孔内摄像技术对围岩结构面—应力型破坏机理进行了研究,并分别提出了相应的应对措施。研究表明,完整性较好的脆性围岩(Ⅱ类)具有一定的塑性性能,洞室开挖卸荷后岩体易发生压剪破坏,产生与受力方向呈小夹角的破坏面,塑性势能沿破裂面释放,进而引起薄层掉块或岩爆现象;对于完整性较差的围岩(Ⅲ类),由于节理、错动带等裂隙的存在,多表现为岩性强度高、岩体强度低的性状。围岩微裂纹在高地应力作用下逐渐扩展连通,形成相互切割的结构面,并逐步向岩体深部不断发展,直至应力完全释放,受周边洞室爆破振动影响时易发生坍塌现象,破坏过程在宏观上表现为由表及里并具时效性的特点。     

宝塔山隧道地下风机房设计与调整

在特长隧道修建中,地下风机房洞室群是整个隧道施工中的难点.文章通过宝塔山隧道地下通风系统洞室群的布置设计、风机房洞室群施工时面临的问题,在满足了通风需要的断面净空要求的前提条件下,并考虑施工方便性,对地下通风系统洞室群布置和洞室断面进行了调整,分析了各方案的优缺点,以及隧道洞室群的设计及洞室的施工方便性相结合的重要性.     

高速公路隧道地下风机房施工技术

高速公路隧道辅助通风巷道的地下风机房具有断面多、跨度大、结构复杂、洞室交叉多、群洞效应明显等特点,若再遇到水文工程地质条件差等不良影响因素,将进一步增加工程施工难度。文章以石忠高速公路方斗山隧道专用通风斜井井底地下风机房为例,介绍了该类型地下风机房的施工技术方案和关键施工技术,以期给类似条件下的地下工程设计和施工提供可借鉴的经验和参考。     

锦屏TBM组装洞特大断面空间交错施工技术

锦屏二级水电站3~#引水隧洞TBM组装洞,是作为直径12.4 m的TBM进行洞内组装而设计施工的、特大断面地下洞室。为克服断面特大、工期紧张等压力,研究了TBM组装洞特大断面分四层共十步的空间交错开挖方法及顺序,确定了适合于上述条件的各层间施工"顶层先行,导洞并举,多层平行,立体交叉"以及同层"部分前行,余部跟进,支护紧随"的方法和作业顺序。文章简述了特大断面空间交错施工技术在锦屏特大断面TBM组装洞的技术应用。     

乌池坝特长公路隧道通风方案设计

文章简要介绍了乌池坝特长公路隧道的工程概况,对目前最为常用的全射流通风以及斜、竖井加射流风机组合的分段纵向通风方式进行了对比、分析和研究,并充分考虑了正常运营、交通阻塞、火灾和换气四种不同工况下隧道内气流组织、通风及其控制等要求,提出了推荐方案:右线采用斜井集中排出式 竖井送排式 射流风机纵向通风,左线采用斜井集中排出式 射流风机纵向通风。本通风方案采用了一井两用的设计思路,即左线斜井同时对左线隧道和右线隧道进行集中排风;此外,考虑左线入口段火灾时的排烟,从右线竖井处设置了专用排烟通道连接左线。在满足通风要求的基础上,重点研究了通风运营成本及运营安全、火灾排烟及火灾通风控制等关键问题。     

雪峰山隧道3#竖井施工安全保障措施

雪峰山隧道为上下行分离的长达7 000 m 的高速公路特长隧道,共设置了两处斜井和一处竖井对左右线隧道进行送排风.文章主要根据该隧道通风竖井的施工方法,介绍了施工中的难点,对如何保证竖井开挖施工和衬砌施工的安全生产以及主要设备的安全管理作出了分析,对今后类似工程的建设有一定参考价值.     

小断面长陡斜坡隧道短导洞光面爆破技术研究

在工业及矿业工程施工中,矿山隧道因其断面形式非标化,断面尺寸较小,操作空间受限导致其机械化施工程度低,且隧道长陡斜坡的存在使其在"钻爆法"施工过程中极易出现爆破塌孔及冒顶现象,以致增加施工成本,拖延施工工期.为此基于"钻爆法"施工原理,采用隧道掌子面短导洞掏槽爆破技术,并结合掌子面爆破参数及炮眼布设的优化设计,通过电力...     

双线铁路瓦斯长隧道快速施工设备配套及防爆改装探索

兰渝铁路肖家梁隧道为双线铁路瓦斯隧道,进出口同时掘进,采用台阶法和光面爆破法开挖、装载机配合自卸汽车出碴运输、以压人式通风为主并辅以竖井和斜井射流通风的施工方案.文章以该隧道为例,主要介绍了采用无轨运输的瓦斯隧道快速施工设备配套以及施工机械的防爆改装技术.     

公路隧道竖井送排式通风排风口角度优化模型试验研究

文章应用模型试验于公路隧道竖井送排式纵向通风中,并对排风口与隧道轴向夹角对排风段隧道平均风速的影响进行了测试,研究不同排风口角度和不同风速下的变化规律.结果表明,排风口与隧道轴向夹角对排风动力有较大影响,且随着排风段隧道平均风速增大,排风口角度的影响越大.因此排风口与隧道轴向夹角宜取隧道结构和安全性允许条件下的最小值.     

某地下洞室群分步开挖支护的非连续变形分析

文章分别从岩体的分步支护以及相应的收敛准则两方面对已有的非连续变形分析程序进行了改进,并应用改进的程序分析了含有随机节理的某大型水电站地下洞室群的围岩稳定问题,着重研究了施工因素的影响,突出了对分步开挖支护过程的模拟计算分析,并且通过与实际工程监测值的比较,验证了该方法的有效性。通过围岩破坏区深度和关键点的位移比较了三大洞室(主厂房,主变室,尾调室)不同的开挖顺序对围岩稳定性的影响和重点支护的关键部位,并对支护方案进行了优化。研究结果表明,此工程中先开挖主厂房与尾调室,再开挖主变室为最优开挖顺序,并且尾水调压室为洞室群支护的关键部位,可以通过在关键位置增加锚索支护的方式改善其围岩的应力状态。     

瀑布沟水电站地下厂房顶拱层开挖与爆破震动控制

特大型地下厂房顶拱层开挖和爆破震动控制,涉及整个工程项目的工期、成本及施工安全,所以一直是施工中的最关键工序。文章介绍了瀑布沟水电站在高地应力复杂地质条件下,特大型地下厂房顶拱层开挖与爆破震动控制的施工经验,可供同类工程借鉴。     

铁路小间距隧道洞口段爆破施工震动响应研究

以重庆至怀化线增建工程中的复线隧道为研究对象,对小间距铁路隧道复线洞口段爆破开挖产生的动力效应进行了数值模拟,给出了爆破开挖在既有洞室洞口周边产生的动力效应的一般规律.研究结果表明:加强对敏感部位监控、采用合理爆破参数可有效减轻爆破应力波对既有隧道洞口段的不利影响.     

红层软岩无中导洞连拱隧道爆破振动控制技术研究

无中导洞连拱隧道是一种新型的连拱隧道施工工法,而后行洞的爆破开挖将对先行洞衬砌结构产生振动影响。文章以云南楚姚高速陈家冲隧道为工程实例,开展红层软岩无中导洞连拱隧道的爆破振动控制技术研究。首先通过现场对比试验分析了连拱隧道爆破的三个主要影响因素:爆心距、装药量和应力释放。随后针对后行洞的三台阶开挖和两台阶开挖方式分别在先行洞对应区域进行自动化振动监测,并对监测数据进行回归分析,得到红层软岩V级围岩的爆破振动规律,通过反分析得出控制爆破振动的掏槽眼药量、导爆管雷管段数、经济合理的卸能孔个数及孔眼间距等,再结合现场工程状况,制定出符合现场需求的炮眼布置图和爆破方案。现场监测数据表明,修订后的振速临界值及优化的爆破方案符合安全要求,保证了无中导洞连拱隧道后行洞的顺利掘进以及先行洞的二次衬砌混凝土不被震裂。     

大型地下车站洞室结构设计施工技术

红旗河沟车站是重庆轻轨3号线与地铁6号线的地下换乘车站,也是当前全亚洲建设规模最大的地下暗挖车站.依托该工程,介绍了大型浅埋暗挖洞室主体结构设计方法、支护衬砌设计与施工技术,包括洞群组成、主洞与附属洞的衔接方式、埋置深度确定、主洞断面设计、高边墙式大断面主洞开挖工法、支护类型等;着重研究了十字交叉节点的结构设计方法,并采用有限元方法进行了结构受力特征分析与开挖过程施工力学计算.通过施工过程的力学分析与精细化设计,红旗河沟车站成功建成,相关设计施工方法对今后类似超大型地下洞室工程具有一定参考价值.     

溪洛渡水电站左岸特大断面导流洞开挖技术

溪落渡水电站左岸导流洞洞身为城门洞型的特大型断面,其断面尺寸、开挖强度、施工难度都很少见。施工中精心组织,精心管理,广泛应用了各种新材料、新工艺、新技术、新设备。顶拱采用先中导洞,跟进两侧扩挖与支护；中层采用两侧预裂、中间垂直深孔梯段爆破；下层采用水平光面爆破。安全、优质、高效地完成了导流洞的开挖,对今后类似工程的施工有一定的借鉴作用。     

宜万铁路齐岳山隧道629高压充水溶腔处理技术

在齐岳山隧道正洞DK363+629掌子面进行超前水平钻探时,揭示出前方存在一个大型腔体,随后实施超前探测,初步判断了腔体形状,对腔体进行了处理。首先对溶腔进行注浆试验,总计注浆1 613 m3,注浆效果不明显,掌子面停止注浆试验;注浆试验失败后,对DK363+629溶腔进行放水试验,放水量为3 000 m3/h,持续放水共计144 h,水量约43万m3,水压持续在0.2 MPa左右,由于受到外界降雨的影响水压持续上扬,证明腔体具有良好的地表联通性和水量补给持续性,为了保证施工安全停止了放水试验。平导贯通后可采用自然流出法排水,并对腔体采取"释能降压"施工。本次泄水总量约63万m3,水压自0.4 MPa降至0.0 MPa,水量稳定在约1 000 m3/h;随后对腔体实施爆破施工,爆破后采用管道引排的方法在不改变原有水流方向和不影响整体地下水系的情况下顺利通过。     

深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析

文章依托浏阳河隧道工程2号深大竖井施工实例,结合工程地质情况及施工中遇到的问题,提出了竖井施工技术及竖井转正洞的施工方案,即竖井采用明挖逆筑法施工,围护桩及喷锚支护与衬砌共同构成刚度较大的封闭式环状水平受力结构,竖井转正洞与竖井落底同步进行的施工方法,有利地解决了正洞开挖存在作业平台过高的问题。文章针对具体的施工过程建立了仿真模型,结合现场监测情况,分析了该施工方法的安全性。实施效果表明:地层位移、竖井的初期支护、竖井的二次衬砌、隧道正洞的初期支护受力均满足安全要求。竖井转正洞施工过程中,隧道正洞初期支护的较大弯矩集中在拱脚附近,最大弯矩随着开挖而增大。     

穿风化槽水底隧道施工中围岩变形行为分析

对穿越风化槽和一般岩层的水底隧道分别进行实体建模,应用有限元程序对其施工全过程进行弹塑性数值模拟,得出施工过程中两种工况下目标断面地表、拱顶、仰拱、边墙和目标掌子面处围岩的变形行为及位移分布规律。结果表明,地表沉降主要发生在上台阶的开挖过程中;地质条件越差,目标断面之前的岩体开挖产生的地表沉降占总沉降量的比重越大,更应注意加强超前预支护;地层隆起显著区域集中在距洞壁4 m范围内;水平位移则集中在距洞壁6～8 m的范围内;目标断面最大Z向位移点位于掌子面中心下方。