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当顶尖打洞选手遇到世界级岩爆隧道,结果……

 隐士的书屋 2019-09-04

2018-07-12 00:37

逢山凿路,穿山打洞,对咱搞施工的来说太常见不过了。但今天小编要给大家介绍一条隧道可不简单,这是一条世界级的岩爆隧道,13公里多的区段94%都是岩爆区,刷新了诸多隧道施工行家里手的认知。

岩爆GIF动图

岩爆,是指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。

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(川藏铁路一部分)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,使巴玉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极为罕见,堪称隧道岩爆博物馆。十二局集团在长期的施工过程中,积累了各种地质条件下较为丰富的隧道施工经验,但由于巴玉隧道岩爆出现的时间、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,还加大了施工成本、降低了施工效率。

巴玉隧道进口平导拱部强烈岩爆

为有效应对岩爆,建设者与国内知名高校和科研单位合作,对隧道掌子面前方地应力、岩爆等级、岩爆预警及预防等进行深入分析研究,采取有效支护措施,力求做到万全准备,确保施工全过程有序可控。

在开挖爆破前,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,减小地应力爆发的强度。

注射高压水

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。

水压爆破

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强混凝土强度,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。

涨壳式预应力中空锚杆

在爆破钻孔和初期支护过程中,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。

三臂凿岩台车

在人员和机具防护方面,项目部也有应对妙招。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。

移动式多功能防护台车

对进洞作业的人员和机械,项目部规定必须“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,保护了人员和机械的安全。

机械设备上安装防护网

人员防护设施

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。项目部与中科院武汉研究院、中铁西北院科研院、中铁二院等单位合作,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、岩爆发生情况作出有针对性的预测,指导施工。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。

微震监测

项目部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。

安全员寻找岩爆顶

为提高作业人员防护意识,项目部严格执行相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。在施工现场危险地段增设照明和醒目警示标志,做好应急材料储备工作,确保现场安全。

防爆应急演练

通过一些列有效的措施,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。开工两年多以来,开累完成正洞掘进近7100米,8131米的平行导洞已于2017年9月11日掘进到位,为川藏铁路早日通车奠定了基础。

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