本标段隧道在埋深大于500米的地段存在岩爆及大变形的可能性,另本隧道穿过煤层地段为低瓦斯隧道,进入上述地段施工时,要特别注意。
1.岩爆地段施工
⑴、岩爆特点:
岩爆在未发生前,并无明显的预兆,虽然经过仔细找顶,并无空响声,一般认为不会掉落石块的地方,也会发生岩石爆裂声响,石块有时应声而下。在没有支撑的情况下,对施工安全威胁甚大;
岩爆发生的地点,多在新开挖工作面及其附近,个别的也有距新开挖工作面较远;
岩爆发生的时间,多在爆破后2~3小时;
⑵、岩爆地段隧道施工注意事项:
进入岩爆地段,开挖前加强地质超前探测,分析可能发生岩爆的地段,以便施工达到相应地段时加强防卫,采取必要措施;
使用光面爆破,并严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响;
对开挖面用喷射高压水冲洗,先期将岩层的原始应力释放一些,以减少岩爆的发生;
加强支护工作,支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射钢纤维混凝土,再施作锚杆及钢丝网复喷混凝土。衬砌工作要紧跟开挖工序进行,以尽可能减少岩层暴露时间,减少岩爆发生和确保人身安全。
2.大变形地段施工
加强支护工作,支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射钢纤维混凝土,再加设可缩式钢架、锚杆及钢丝网复喷混凝土。衬砌工作要紧跟开挖工序进行。
3.瓦斯地段
⑴.隧道区煤层瓦斯属无突出危险,全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min,为低瓦斯工区。
隧道施工采用"新奥法",超前探测瓦斯,全断面、全封闭复合式衬砌。Ⅲ类围岩地段采用正台阶法开挖,锚杆、钢筋网、喷混凝土联合作为初期支护,在轻微大变形地段增加U25型钢钢架支护。Ⅳ类围岩采用全断面开挖,锚杆、喷钢纤维混凝土联合作为初期支护。瓦斯段施工过程中应严格按照《瓦斯隧道施工技术暂行规定》及《煤矿安全规程》进行施工,加强通风,定时检测瓦斯及有害气体含量,确保施工安全。正洞开挖前,可通过水平地质钻机超前钻孔,进行瓦斯含量及浓度的探测。开挖后及时进行初期支护封闭。
⑵.隧道瓦斯排放
排放瓦斯的途径为:环向软式盲管→纵向波纹管→中心排水管→通风道→排放进入大气。
⑶.瓦斯地段施工通风:
①采用的通风系统,采用混合式通风;当正洞之间横通道连通后,再利用巷道式通风系统。根据需要在各工作面设局扇通风。
②轴流式通风机采用Φ1200mm双抗风筒,局扇采用Φ800mm双抗风筒。
⑷.瓦斯地段通风管理:
①成立专门的通风管理机构,制定通风管理措施,加强隧道通风,无特殊情况不得停风。
②设专职瓦斯检查员,对工作面和回风流中的瓦斯浓度及时进行监测,当瓦斯浓度超限时,及时进行处理。
③施工时,应加强通风,满足瓦斯隧道施工要求,并使空气中的硫化氢浓度不大于0.00066%。
④开挖工作面风流中和电动机及开关附近20m以内风流中瓦斯浓度达到0.5%,必须停止工作和电机运转,撤出人员并切断电源,进行处理。
⑥架设风管,要保持平顺,接头严密,破碎风管要及时修补或更换。
⑦定期测试风量、风速、风压,检查通风系统的供风能力和动力消耗,测试结果应及时反馈,不断改进,完善通风系统。
⑧瓦斯监测工作:
隧道下伏有煤层施工时,应按《瓦斯隧道施工技术暂行规定》、《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出细则》进行施工及管理。当隧道开挖距瓦斯设防段10M时,每个口设专职安全员3名,配备瓦斯检测报警仪(在瓦斯浓度超过0.3%时应能报警)2台,手持式光波干涉仪3台,防毒面罩二套,警笛2个,昼夜交替值班,当测得瓦斯浓度超过1%时,应停止洞内作业,立即采取措施,加强通风排烟。掘进时瓦斯检测报警仪用三脚架悬挂在工作面的中部,当测得单孔瓦斯压力大于1MPa或瓦斯涌出量大于5L/min时,立即停止施工,采取措施,以保证施工安全。
⑸.隧道瓦斯检测地点
①开挖工作面及其附近20M范围内。
②断面变化交界处上部,导坑上部,衬砌与未衬砌交界处上部以及衬砌台车内部等容易积聚瓦斯的地方。
③局扇20M范围内的风流中。
④各洞室和通道。
⑤机械、电气设备及其开关附近20M范围内。
⑥岩石裂隙、溶洞及不良地质地段。
⑦局部通风不良地段。
⑧技术负责人及监理工程师指定的检测地点。
⑹.瓦斯检查有关规定
隧道施工过程中应加强瓦斯检查制度,在钻眼、装药、放炮前及放炮后四个环节上搞好瓦斯巡回检测工作。瓦斯检查应按下列规定执行。
①隧道内瓦斯含量在0.5%以下时,每隔0.5小时至1小时检查一次,瓦斯含量在0.5%以上时,应随时检查,不得离开开挖面,发现异常应及时报告。
②当发现瓦斯含量在2%时,应加强通风稀释,在瓦斯含量降到允许值后,方可进入检查。
③瓦斯检查人员工作时应有安全防护装备。
4.洞口浅埋段坍方预防措施
隧道洞口段为软弱围岩,且大部分处于浅埋地段。裂隙发育,岩体破碎,围岩稳定性较差。因此施工中加强隧道坍方预防非常重要,特殊情况根据实际情况采取相应措施。根据我公司多年来积累的经验,对隧道坍方情况总结如下:
4.1、围岩坍方前兆
围岩的变形破坏、失稳坍方,是从量变到质变的过程,量变过程中,在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆。根据征兆预测围岩稳定性,进行地质预报,保证施工安全,防治隧道坍方。特殊和不良地质,如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的变形破坏、失稳坍方,有以下征兆:
⑴水文地质条件的变化,如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊(地下水将断层泥带走)等都是即将发生坍方的前兆;
⑵拱顶不断掉下小石块,甚至较大的石块相继掉落,预示着围岩即将发生坍方;
⑶围岩节理面裂缝逐步扩大;
⑷支护状态变形(拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等)、敲击发声清脆有力、甚至发出声响;
⑸围岩或初期支护,拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d,拱顶下沉量大于0.1mm/d,并继续增大时,说明围岩仍在发生变形,处于不稳定的状态;有可能出现失稳坍方。
4.2、隧道坍方预防措施
⑴做好超前地质预报工作。根据地质预报情况及时修正施工方案,尤其是施工开挖接近设计探明的富水、富泥及断层破碎带时,要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化,遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象,及时改变施工方案。
⑵加强围岩量测工作。通过对量测数据分析处理,按照时间—位移曲线规律,及时调整和加强初期支护。必要时衬砌紧跟。
⑶严格控制爆破装药量,尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。
⑷保证施工质量,超前注浆固结,钢架制作、初期支护和混凝土衬砌质量必须符合设计及验标要求。
⑸严格控制开挖工序,尤其是一次开挖进尺,杜绝各种违章施工。
⑹施工期间,洞口应常备一定数量的坍方抢险材料,如方木、型钢钢架等,以备急用。
⑺有下述现象发生时,应先撤出工作面上的施工人员和机械设备,指定专人观察和进行加固处理。
①围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。
②围岩面不断掉块剥落。
③初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块,拱架严重变形。下载本文