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隧道光面爆破及超欠挖现象分析与控制技术措施
摘要:在隧道工程中,一般采用光面爆破,但由于受各种客观条件和人为因素的制约,造成了工程造价、进度、质量等方面的问题。文章首先对光面爆破技术进行了阐述,并对其产生的原因进行了分析,并对其控制技术进行了讨论,以期对其有参考价值。
关键词:隧道工程;光面爆破;控制技术;参考价值
引言:超欠挖在隧道建设中频繁发生,严重地影响了项目的经济效益和社会效益,并造成了一定的安全隐患。由于爆破技术、工程地质条件、施工操作和施工管理等原因,导致了超欠挖问题的发生,因此,为了避免此类问题的发生,需要采取有效的控制技术对其进行控制。
1.隧道光面爆破简介
隧道光面爆破技术是指采用控制爆破量进行爆破的工艺,这种工艺可以保证壁面光滑,满足工程需要。从理论上说,采用光面爆破技术,既能确保围岩的稳定,又能改善工程场地环境。在实际运行中,必须对各种参数进行设定,若采用不当,则会造成超欠挖。光面爆破是目前隧道工程中应用最广泛的一种方法,它对提高施工效率、保障施工安全、降低工程事故起着十分重要的作用。
2.隧道光面爆破超欠挖现象的成因
2.1精度
一方面,由于测量的准确性会极大地影响到超欠挖现象,特别是在隧道的外形尺寸、画线等方面,若有较大的偏差,将会极大地降低光面爆破的效果。如果不能精确、有效地控制测量精度,则会导致剖面的一边超挖,而在另一边则是欠挖。因为钻孔的位置与等值线的测量密切相关,因此,钻孔位置的改变将决定超欠开挖的深度,同时,在隧道内光线不佳的情况下,工作人员在进行测量时,很容易出现误差,从而影响到最终的测量结果。而在不同的情况下,钻孔的精度也不可忽略,其主要受钻孔深度和开孔位置的影响。通常,在施工时,都是由操作者操纵钻孔机进行手工打孔,因此,钻具的精确度与作业人员的工作经验、作业状况息息相关,稍有疏忽,就会造成严重的误差。此外,钻井台车作业繁杂,对操作人员的素质有较高的要求,一般的工人不可能完成精确的钻孔作业。而钻孔的深度,则取决于推进器,若是推进器的推动力不均匀,孔深就会变得不平整。假定3 m的钻孔深度和0°的外插角,则在钻孔的前端要进行0.15 m的超开挖,其总体形状呈现出之字形。
2.2施工
在光面爆破中,由于爆破参数、装药结构等因素的影响,导致了超欠开挖。在进行炮孔装填过程中,必须密切注意围岩的变化,若不及时调整,将导致后期超欠挖。如果周围孔的装药结构不够合理,例如太密集,会影响到光面爆破的效果。如果装药量太大,虽然可以增加炮孔的使用效率,但也会造成超挖,而装药量太小,则很容易导致欠挖。此外,在进行钻孔堵塞过程中,若选用的材料不合适,或孔隙过大,也会对爆破的效果产生一定的影响。从施工的角度来看,超欠挖的原因很多,比如工人的工作质量太差,工作态度不端正,如果没按照图纸严格施工,就会造成很大的误差。在工程实践中,工人们往往会因为减少钻孔深度、缩短钻孔时间等原因,从而造成工程质量问题。此外,在放置钻孔台架时,要确保其在水平方向,而且层平台的布置要合理,否则会产生很大的影响。此处要说明的是,若采用风钻代替钻孔台车,当采用手持式风钻进行施工时,若平台不够高,则钻孔将会向上倾斜,而抬高的话,则会加大施工人员的工作风险。也有一些施工工人,为了方便施工,不在预先标注好的地方打洞,而是在附近打洞,这会极大地影响到钻孔的精度。在进行工程建设的过程中,由于存在着人为因素的影响,有些工程设计单位往往不仔细地研究爆破方案,随意选择,造成工程质量问题,增加工程造价。目前,许多建筑工人素质不高,知识水平不高,质量管理意识不强,施工中不按图纸要求,不听指挥,私自进行,加之技术不熟练,遇到问题不知如何处理,又不肯求助于经验丰富的建筑工人,造成了工程事故频发。目前,许多建筑企业由于缺乏对质量管理的重视,对建筑工程的管理仅停留在表层,因而未能取得应有的成效。
2.3地质
隧道施工组织受岩体强度、裂隙密度等地质因素的影响,当隧道的围岩、夹层为成熟的岩体时,爆破时的整体轮廓难以判断和控制,因此,在开挖前,岩体的表层或强度较弱的部位,很有可能会首先发生超缺开挖。此外,随着裂缝的密度增大,岩体的结构也会变得不稳定,容易发生断裂,因此,超挖的现象更为突出,当局部的应力和岩石的强度相匹配时,超欠挖的问题更为突出。
3.隧道光面爆破控制技术的研究
3.1技术创新
在爆破作业中,必须转变传统的思想、理念,进行技术上的革新,例如从爆破控制、测量监控等。在支护时,可采用低强度、高韧性的支护体,并分摊荷载,从而确保其稳定,避免在爆破时发生松动。在钻孔的设置上,利用全站仪对其进行测量,并参照设计参数,合理安排钻孔位置,如有需要,可对斜坡和洞轴进行测量。而在运用与创新方面,则应以改善装药品质为前提,开展爆破实验、对隧道横截面进行实测,并对超欠挖数值进行分析,并根据工程地质情况,对设计方案进行修正和改进。与常规爆破方法比较,采用光面法进行爆破,可以有效地降低围岩的损伤,通过不断的创新,可以有效地减少超欠开挖的发生。在装药时,应对不同类型、不同性质的炸药进行分析,并尽可能选用与岩石阻抗系数接近的炸药,在某些特殊条件下,可采取间隔式装药方式,以节省炸药的使用量。
3.2提高精度
在施工中,必须严格遵守规范,并对工人进行必要的培训,以保证其熟练掌握技术和方法。例如打孔时,要仔细量测边线和中线,确保钻孔深度一致,满足设计要求,同时还要注意各孔间的间隔,以确保均匀分布,取得理想的结果。为了减小误差,可以通过合理地调节井眼的方位,在保证定位的情况下,提高钻孔的质量。在钻完后,不能立即进行装填、爆破作业,应重新进行放样,并由质量监督部门统一检验,若有不符合要求,必须重做。为了提高测量精度,应充分考虑围岩剖面形状参数,确保偏差在±3 cm以内,在黑暗条件下,利用激光定向器进行施工。
3.3加强管理
在施工管理上,要建立一个清晰的质量管理体系和体系,层层落实好质量管理目标,使每个工人都能明白自己的职责,在施工中严格遵守各项规章制度,避免出现任何不符合规定的情况。在日常的监督和管理中,若有不适当的作业,要给予相应的处罚,对于工作表现突出的,要给予一定的奖励,以此来营造一种良好的工作气氛,激励他们的工作积极性。在管理工作中,必须坚持“以人为本”的经营理念,在保证员工的生命安全的同时,不断完善管理体系,不断提升施工队伍的整体素质。
3.4贯彻“少欠少超”目标
为了有效地控制光面爆破超欠挖,必须严格执行“少欠少超”的工作目标,改变过去“宁超勿欠”的观念,防止盲目扩大隧道的开挖,达到降低超挖的目的。在具体的施工中,可以采取“新奥法”,实现“监测量测,控制爆破,及时支护”的基本原理,使支护结构与围岩紧密贴合,薄壁柔性支护,确保支护结构和围岩之间形成一个支护圈,从而达到最大程度地维持围岩的稳定性,避免松动破坏,控制隧道超欠挖量。需要指出的是,为了使“新奥法”的运用达到最大,所采取的有效的管理措施也是不可忽略的。
结束语
综上可知,在解决隧道的光面爆破和超欠开挖现象时,必须考虑多种因素的影响。基于上述分析,提出了提高测量放线精度,贯彻“少欠少超”目标,提高钻孔技术应用水平,为超欠挖现象的治理提供了一条可行的途径。为了更好地保证隧道光面爆破的施工,必须注意爆破振动监控仪的应用,全面的确保光面爆破能够更加高质量的完成。
参考文献
[1]张召. 隧道光面爆破超欠挖现象分析与控制技术措施[J]. 建筑工程技术与设计, 2017.
[2]骆文武, 彭全武. 隧道光面爆破超欠挖现象与控制技术浅析[J]. 文摘版:工程技术(建筑), 2016.
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