世界级难度 94%都是岩爆段的隧道怎么破

2017年11月22日 14:21 浏览:297

逢山凿路,穿山打洞。对搞施工的来说太常见不过了,但今天要给大家介绍的这条隧道,想要穿越可不那么容易。

这是位于青藏高原的拉林铁路巴玉隧道,同时也是一座世界级的岩爆隧道,13公里多的区段,94%都是岩爆区。

岩爆的官方解释是:处于较高地应力地区的岩体,由于外界活动等因素导致其内部储存的应变能突然释放,围岩块体以猛烈的方式突然弹射出来的一种现象,对工程施工安全危害极大。

简而言之,就是岩石被积压变形,毫无征兆地突然弹射出来,威力巨大。

岩爆石块掉落在挖掘机上

中铁十二局集团承建的拉林铁路巴玉隧道,位于青藏高原,地处亚欧板块与印度洋板块交汇地带,地壳活动活跃,地层以花岗岩坚硬石为主,独特的地质构造,使隧道岩体中聚集了很强的地应力,形成了重度岩爆。全长13037米的隧道正洞和8131米的平行导洞,岩爆地段占94% 

岩爆留下的爆坑

巴玉隧道岩爆发生的强度、频率和形态多样,单次最长持续时间达20余小时,在国内外隧道施工史上均属罕见,堪称隧道岩爆博物馆。由于岩爆出现的时间、位置、强度等均难预测,不仅给施工人员心理上造成畏难情绪,其对机械设备的损坏、工序的影响,不仅加大了施工成本,更降低了施工效率。

隧道进口平导拱部强烈岩爆

注射高压水

开挖爆破前,施工人员对岩面喷洒高压水软化围岩,并在岩壁上开凿释放孔,在孔内注射高压水,劈裂岩体或装药弱爆,破松动围岩,提前释放应力,降低岩体刚性,减小地应力爆发强度。 

水压爆破

在爆破技术上,技术人员反复优化爆破方案,采用“直眼掏槽”法,配合水压爆破技术,先将液态水渗透到岩体裂隙,实现软爆破,提高光面爆破效果的同时,减轻爆破应力对围岩的扰动。

涨壳式预应力中空锚杆

在初喷支护时,他们加强锚网喷支护技术。使用钢纤维混凝土增大强度,提高整体支护强度。初期支护后采用涨壳式预应力中空锚杆,即通过锚杆将两者紧密链接在一起,增强围岩支护强度,减少地应力冲击空间。

使用三臂凿岩台车降低安全风险

在爆破钻孔和初期支护过程中,项目管理人员通过加强机械化配套施工,减少人工人员,降低安全风险。例如,他们采用三臂凿岩台车,实现超前钻孔、加深炮孔、锚杆及开挖作业一体化,使作业人数由原来的10多人降低至3-4人。他们还采用湿喷机,可快速完成喷锚作业,缩短人员在洞内停留时间。

移动式多功能防护台车

在人员和机具防护方面,建设者也有应对妙招。他们自主研制防岩爆设备,为巴玉隧道量身研制了多功能移动防护台车,施工到哪里就防护到哪里,在工作面形成保护伞,作业人员在防护伞下施工,特别是在爆破装填药作业时,可有效防止岩块掉落飞出,保护人员及设备安全。 

机械设备上安装防护网

人员防护设施

对进洞作业的人员和机械,规定必须“全副武装”。人员全部佩戴安全防护用品,穿戴防爆服,主要施工设备上在关键部位架设防护网、防护钢板等安全防护措施,以抵挡岩爆飞射,有效保护了人员和机械的安全。

微震监测

岩爆发生前虽然并无明显征兆,但技术人员通过详细观察发现,一般岩爆发生时间主要集中在爆破后2-6小时,特别是当结构完整、颜色泛白的岩体出现时,岩爆必然发生。

为此,他们主动出击,侦测岩爆动态,并与中科院等单位合作,分别进行地应力检测、岩爆微震监测和超前地质预报,对前方围岩特性、岩爆发生情况做出有针对性的预测,指导作业施工。同时现场配备专业地质工程师,提前采取措施,提高岩爆预测和风险控制能力。

安全员寻找岩爆顶

同时,还设置专职安全人员全天侯巡视警戒、找顶、监测,听到围岩内部有闷雷似的声响时,立即通知人员和设备撤离。如今,经验丰富的安全员听声音就能判别岩爆发生情况,能够在岩爆发生前的短时间内通知作业人员及设备及时躲避,直到岩爆平静为止,为安全施工增添了又一道保护伞。

防爆应急演练

为提高作业人员防护意识,项目部严格执行有关技术和安全操作规程,并经常开展防爆应急演练,强化作业人员安全、纪律教育,学习岩爆常识、防护知识,提高险情应对意识。同时,在施工现场危险地段增设照明并设置醒目警示标志,做好应急材料储备工作,确保现场安全。

通过一些列有效的措施,巴玉隧道建设者将岩爆对施工的影响降到了最低,确保了施工稳步推进。开工两年多来,开累完成正洞掘进近7100米,8131米的平行导洞已于2017911日掘进到位,为川藏铁路早日通车奠定了基础。

(摘自:中国铁建官方公众号)

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