砂页岩互层隧道开挖爆破后隐藏式气雾降尘施工技术

砂页岩互层隧道爆破施工时产生大量粉尘,常规施工通风无法有效降低工作面粉尘含量。通过在贾沙田隧道开展隐藏式气雾降尘应用研究,发现喷雾降尘对快速降尘具有较好效果,喷雾压力和喷嘴直径是降尘效果的关键影响因素。喷嘴直径一定时,增大喷雾压力能提高降尘效果,当试验喷嘴压力从1MPa提高到5MPa时,降尘效率提高20%以上;喷雾压力一定时,喷嘴直径越小降尘效果越好,当喷嘴直径从2mm减小到1mm时,降尘效率提高10%左右。但喷嘴直径过小会导致喷雾流量过小,降尘率降低。贾沙田隧道在主洞四个掌子面均安装了隐藏式喷雾降尘装置,选取喷嘴直径为1.5mm,喷雾压力为5MPa,总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别为91.3%和84.0%,降尘效果较好。     

水压爆破在软岩隧道开挖中的实践应用

水压爆破施工工法可极大提高爆破能量利用率,降低围岩爆炸炸药单耗量,提高围岩破碎效果,同时还可以起到雾化降尘的作用,改善施工环境。结合宝兰客专古城岭隧道4#斜井正洞采用水压爆破工法施工的实践及数据分析,文章总结了水压爆破的优点、效益等,为广泛推广采用水压爆破提供借鉴。     

隧道粉尘颗粒物的危害及控制措施分析

目前我国隧道大规模快速的发展,而钻爆法以其高效、经济的特点在隧道建设过程中起着至关重要的作用。然而,施工期隧道钻孔、爆破、喷射混凝土、出渣等施工工艺都会扬起大量粉尘颗粒物,严重危害现场人员的身体健康,降低施工现场的能见度影响施工效率和安全,同时大量颗粒物加剧机械设备磨损,在一定程度上影响了设备的使用寿命。结合隧道开挖过程,根据粉尘在隧道内分布规律,粉尘产生因素及运移机理,通过比较隧道减尘、降尘、排尘、除尘、阻尘五种控制措施的特点,提出与现场相适应的粉尘颗粒物综合防治措施,从而减小粉尘的危害,提高现场施工环境质量。     

压出式空气幕通风技术在隧道施工中的应用

对目前国内施工隧道的主要通风方式进行分析,通过实测数据阐述了爆破后通风过程粉尘运移规律,指出了隧道施工过程中主要污染源以及空气净化技术存在的问题.在此基础上.提出了压出式空气幕通风技术.通过数值模拟方法,比较了压入式隧道通风与压出式空气幕隧道通风效果.结果表明,压出式空气幕通风技术可以降低隧道施工中的粉尘和烟尘,改善隧道作业空气环境,其通风效果更优越.     

城市公路隧道射流式泡沫除尘技术研究

隧道施工过程中产生的粉尘及行走设备排放碳颗粒会对洞内人员的身体健康产生较大影响。表面活性剂水溶液的润湿性能好,可使粉尘充分润湿;表面活性剂的吸附性能好,可增大对尘的吸附作用。并以此为原理开发出了泡沫除尘设备。为了验证泡沫除尘,在隧道施工时的效果,首先需要了解隧道内粉尘的分布及走向,从而完成设备的安装和调试,已经使用前后的效果对比。根据泡沫在除尘方面的各种优势和特点,使用泡沫除尘设备喷洒十分钟后可以使PM2.5、PM10下降原有的50%~60%,可以有效减少粉尘,持续喷洒能对隧道内的粉尘进行更加有效地抑制,在很多方面可以超过现有的隧道除尘方式。     

隧道楔形分段掏槽爆破减震机理及试验研究

为合理解决邻近既有建(构)筑物隧道爆破开挖中降低爆破振动强度与确保施工效率之间的矛盾,基于隧道开挖时常用的楔形掏槽方式,文章优化提出了适用于中软岩隧道开挖的减震爆破技术——楔形分段毫秒延迟掏槽爆破技术。此技术借助掏槽炮孔内实行间隔分段装药结构及毫秒延迟起爆技术,确保掏槽腔体由外及内分次分层形成,以达到有效减震和获取良好爆破进尺的目的。文章在详细分析楔形分段掏槽爆破中岩体破碎和减震机理的基础上,基于微差爆破和应力波传播理论提出了影响楔形分段掏槽爆破减震和掏槽效果的掏槽深度比、段间装药分配比、炮孔倾角和段间延迟时间等关键技术参数的确定方法,并应用于指导开展现场隧道爆破试验的参数设计。现场爆破试验结果表明:楔形分段毫秒延迟掏槽爆破技术是一种既能有效降低爆破振动强度又能确保隧道施工速率的技术措施;与常规楔形掏槽爆破技术相比,此技术可将掏槽爆破产生的振动强度降低30%以上,并可获得良好的爆破进尺与效果。     

泡沫除尘技术在隧道施工中的应用研究

本文介绍了隧道施工过程中粉尘的来源,并探究了采用泡沫对钻爆法施工过程中钻孔、爆破、出渣运输和喷射混凝土等产生大量高浓度粉尘以及其他污染物,及各种重型机械尾气产生的碳颗粒进行除尘的可行性。文章从隧道内粉尘的来源着手,大体可以将其来源主要有钻孔产尘、爆破过程中产生的粉尘、装渣和运输过程、喷混凝土过程中产生的粉尘。并且分析了泡沫的除尘机理。利用泡沫的截留效应、惯性碰撞、扩散效应、黏附效应可以针对隧道内的粉尘颗粒进行有效捕捉。根据李龙等人的研究可以看出泡沫除尘对人体基本无害,泡沫除尘对环境的影响也可以忽略不计,周长根等人通过试验发现,对于易燃易爆类粉尘,采用泡沫除尘既可以保证安全性又具有良好的除尘效果,故采用泡沫除尘的优势性很大。     

山岭隧道爆破效果神经网络评价模型及爆破参数优化决策方法研究

针对山岭隧道爆破开挖普遍存在的超欠挖过大、渣体块度不适等问题，分析了造成这些问题的主要因素，确定了隧道爆破开挖效果评价指标体系，建立了以爆破块度和超欠挖量为预测目标的隧道爆破效果神经网络评价模型，提出了基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法，形成了山岭隧道爆破参数优化决策方法，进而开展了工程应用与验证。结果表明：（1）基于深度学习的隧道爆破渣体块度实例分割算法检测出的块体大小与真实值误差小于6.9%（置信度为95%），实现了隧道渣体块度样本数据的快速获取；（2）经148组工程实践样本数据训练后的隧道爆破效果神经网络评价模型能够较为准确地预测出爆破渣体块度与超挖量；（3）爆破参数优化后试验断面的平均线超挖量均在10%左右，较原方案降低了50%以上；实测得到的渣体块度与超挖值与模型预测结果一致性良好，偏差小于20%。     

长大隧道施工中干式除尘机理及应用

长大隧道施工过程中产生大量的粉尘,严重威胁着洞内工作人员的身体健康。文章在调研国内外隧道施工除尘技术的基础上,分析了干式除尘机的除尘机理,探讨了干式除尘机的除尘工艺和除尘效果;并指出施工中通过在隧道内掌子面前方30 m粉尘浓度较高部位设置干式除尘机,针对爆破、喷射混凝土等工序进行集中除尘,效果明显。研究结果表明,增设通风系统不仅可以将隧道内CO等有害气体排出洞外,同时除尘机开机运行2 min后,粉尘浓度由75 mg/m3下降至3 mg/m3,即采用联合干式除尘机和射流通风机除尘,可以成功解决长大隧道施工中粉尘浓度超标的问题。     

基于洞内空气质量测试的长大隧道施工通风优化

在隧道施工过程中,有毒气体及粉尘的产生对施工人员的健康会构成威胁,因此降低粉尘浓度成为隧道施工的一个重要环节。文章基于油竹山隧道各施工阶段隧道内的空气质量现场测试数据,分析了长大隧道的施工通风效果。结果显示,第一、二阶段隧道施工通风具有良好效果,而第三阶段粉尘浓度超标。根据现场测试发现的问题,提出了隧道内干式除尘机与压入式通风、巷道式通风相结合的通风措施,此措施可有效降低粉尘含量,保证隧道内的空气质量。     

盾构隧道大修施工分级除尘技术及工艺研究

盾构隧道为超长线状封闭空间,在进行隧道维护和大修作业过程中会引起的大量扬尘,对施工人员的身心健康及隧道外环境影响极为不利。采用常规除尘工艺线状空间通风效果难以保障,直接影响施工安全和大修工期。因此,文章以上海某越江隧道大修为背景,结合流体动力学(CFD)模拟、装置优化及工艺组合,提出隧道施工扬尘三级降尘标准化工艺:即在作业点采取水炮喷雾,将扬尘控制在源头(一级保护),同时在隧道内安装静电除尘和水过滤除尘设备(二级保护),在两个隧道出口同时安装两套水帘喷雾装置(三级保护)防止扬尘扩散到大气中。最后探讨了采用不同降尘措施及布置工艺的实际降尘效果,为绿色高效降尘奠定了技术基础。     

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。     

歌乐山隧道施工与环境保护

文章根据歌乐山隧道特殊地理位置条件下的环保要求,介绍了施工中在爆破降噪、施工通风、粉尘控制、污水净化方面采取的环境保护措施,研究了隧道超前地质预报和环保注浆堵水技术的成功运用对保护隧道施工区域的生态环境所做出的贡献.     

层状围岩隧道施工爆破数值模拟分析

针对层状围岩条件下隧道爆破拱部很难成型、超欠挖较大这一难题,以朔黄铁路长梁山隧道为依托,通过爆破数值模拟,结合爆破作用的理论分析,经过现场试验,提出了在层状围岩中进行爆破施工的技术措施,有效减少了爆破对周围岩体强度的消弱作用,控制了拱部超挖,保证了施工安全和经济效益.     

预留光爆层爆破技术在长大隧道全断面施工中的应用

在大断面隧道采用传统光爆法施工中,很难保证所有周边孔同时起爆,存在隧道轮廓平整度低、超欠挖量大、炮孔留痕率低、成形质量不好等一系列问题。文章以东天山长大隧道工程为背景,采用预留光爆层爆破技术进行全断面一次施工,通过优化起爆顺序、起爆网络及爆破参数,取得了良好的光面爆破效果。现场试验结果表明:采用预留光爆层爆破技术,平均线性超挖量控制在15～25 cm以内,比传统光面爆破方法减少80%;初期支护混凝土用量降低了2.63 m3/m,大大减少了混凝土用量,经济效益明显;另外,采用预留光爆层爆破技术,实际循环进尺、炮孔残留率、炮孔利用率、炸药单耗等指标均有明显改善,隧道整体成形质量良好。     

光面爆破技术在山尾旗隧道中的应用

山尾旗隧道施工应用光面爆破技术,在Ⅲ级围岩地段进行全断面光面爆破,有效控制了隧道超欠挖,减少了爆破对围岩的扰动,加快了掘进速度,取得了较理想的效果.文章着重介绍该隧道光爆参数选定、光爆施工工艺及其体会.     

水下隧道复合式衬砌水压特征研究

水下隧道无论在施工期还是运营期,时刻都处于有无限水源补给且水头恒定的水体下,因此水压是水下隧道衬砌结构设计的主要荷载之一。文章通过理论分析、模型试验和对厦门海底隧道现场实测数据的分析,研究了水下隧道复合式衬砌的水压特征。研究表明:(1)仅在考虑隧道排水时,注浆圈才能发挥减小对衬砌水压的作用。随注浆厚度增加,衬砌水压减少,且注浆效果越好,衬砌水压降低越明显,而相应注浆圈分担的水压也就越高,但是注浆圈厚度的无限增大对减少衬砌水压作用甚微,合理的注浆厚度在3~8 m范围内;(2)随着初期支护抗渗性的加强,衬砌水压明显增加。设计时必须考虑初期支护承受一定的水压。初期支护水压主要取决于注浆层与初期支护渗透系数的比值;(3)不论注浆水平如何,不论初期支护、二次衬砌渗透系数如何,二次衬砌水压折减系数的大小关键取决于进入初期支护的水量能被多大程度地排出,即取决于隧道排水量与进入初期支护水量的比值。在确定二次衬砌水压时,还应考虑初始渗流场的影响。研究可为水下隧道和高水压山岭隧道的结构设计提供参考。     

高水压单线铁路隧道二次衬砌水压设计限值研究

随着我国高速铁路建设的快速发展,深埋长大山岭隧道的修建数量明显增加,隧道遭遇高水压的问题也更为突出。如何合理地进行高水压隧道的衬砌设计,是目前隧道工程界重点关注的问题之一,其中二次衬砌水压预测及设防等级的确定是制约设计的关键环节。文章通过对已建典型高水压隧道的分析及理论计算,研究了高水压隧道二次衬砌水压设计的限值。研究表明:(1)高水压隧道衬砌的设防等级应有一个上限;(2)二次衬砌厚度取值以不超过1 m为宜,继续增大厚度对提高结构安全性效果不明显;(3)单纯通过提高混凝土强度来达到提高二次衬砌结构承载力的目的并不是很理想,高水压隧道二次衬砌合理强度等级以取C40~C50为宜;(4)从衬砌安全性综合考虑,高水压隧道抗水压的最大限值以取1.2 MPa为宜,不宜过大。当实际预测水压超过此值时,应采取综合措施将衬砌水压调整在合理范围内。     

提高公路隧道开挖光面爆破效果的方法探讨

文章根据马山至平果高速公路板可隧道光面爆破研究成果,介绍了在处于喀斯特地貌地质围岩分布区的公路隧道建设中,提高现场施工光面爆破效果的方法,为今后类似工程地质情况的隧道光面爆破施工提供参考。     

隧道超欠挖检测信息系统设计与实现

针对隧道超欠挖控制的关键因素检测及爆破后效果评价需求,研制了炮眼钻孔检测杆,开发了隧道超欠挖检测手机APP和B/S版隧道超欠挖检测信息化管理平台。利用手机APP连接钻孔检测杆及全站仪,对炮眼钻孔三维角度信息、位置信息及爆破后隧道断面进行检测、计算及传输,实现了隧道爆破过程检测及爆破断面效果评价,为后续动态调整爆破参数及超欠挖控制研究提供有效辅助。