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隧道工程施工安全作业指导
隧道工程施工安全作业指导
第一节隧道开挖安全技术
一、开挖作业安全要求
(一)影响开挖作业安全的因素
隧道开挖由于受地质情况、施工方法选择不当、现场管理不善等影响都有可能造成伤亡事故。
1.受地质情况的影响
由于地壳运动所引起的地质不同形态的变形和变位,岩石受挤压发生褶皱、倾斜、断裂等形成千变万化的形式的裂隙或节理,因而改变了原生岩体的物理力学性质,这些都与修建隧道的设计、施工和养护密切相关的。
当隧道穿经节理发育、易于风化的岩层时,由于各种特殊地质现象的存在而给施工带来各种困难和不安全的因素。
2.施工方法选择不当
隧道开挖方法有钻爆开挖法、机械开挖法、人工和机械混合开挖法等,应视地质、环境、安全等条件选用。
但要考虑到施工因素的影响,如爆破、支撑、坑道暴露时间以及施工用水等。
尤其是在地质条件较差,爆破扰动过大,常常引起围岩压力的大量增长,由于隧道开挖后围岩被扰动,使原来处于平衡状态的围岩应力重新分布而发生变形或松动,再加上开挖后坑道暴露时间越长,岩石被风化的程度越严重,强度就会降低,如果有地下水和施工中所需的大量用水管理不好任其横流,浸泡洞内岩石都是造成开挖作业中的不安全因素。
3.现场管理不善
现场管理不善也是造成不安全因素的一个方面。
如洞内的三管两路:
照明线,动力线,各种机械、机具、材料的停放和堆码,用后爆破器材的回收都应该执行有关规定,加强管理,避免发生意外事故。
(二)安全施工的一般要求
1.隧道施工开挖应根据设计位置、中线、水平、地质情况,并预计可能产生的下沉量和施工误差掌握施工部位的尺寸,保证开挖和衬砌断面符合设计要求,同时还应根据选定的施工方法和配备施工机具确定开挖方式和步骤,合理确定循环进尺,以便各工序互相配合,均衡施工。
2.应有专人找顶找邦。
对开挖面和衬砌地段要经常检查,特别是爆破后的工作面及其附近尤应加强检查,如可能产生险情时,应及时采取措施进行处理,以保证施工人员人身安全。
3.工作人员到达工作地点时,应首先检查工作面是否处于安全状态,并详细检查支护是否牢固、顶板和两邦是否稳定,如有松动石块或裂缝,应及时予以清除或支护。
4.开挖上下导坑间为出碴和进料的漏斗孔时,为确保施工安全,一般在下导坑内向上钻眼爆破,漏斗孔严禁人员上下,在不使用时必须加盖,防止人员掉入。
5.采用先供后墙法施工时,应在拱圈混凝土达到设计强度的70%后,方可进行下部开挖。
6.两工作面接近贯通时,两端施工应加强联系,统一指挥。
当两端工作面间的开挖距离余留8倍循环进尺,或接近15M时,应停止一端工作,将人员及机具撤走,并在安全距离以外设立警戒标志,防止人员误入危险区。
(三)分部开挖安全作业要求
1.导坑开挖
导坑开挖是隧道分部开挖的领先工序,应采取多循环,选择最优炮眼深度,提高爆破效果,加快掘进速度,以增加后续工序的工作面,加快施工速度,保证月成洞计划进度;但是在不良地质地带施工时为防坍方,导坑开挖则不宜超前过多。
根据地质情况,支护方法,机械设备和运输、通风、排水的要求,在确保施工安全的情况下选定导坑断面,在Ⅲ类及Ⅲ类以上围岩中下导坑宜采用双道断面;在Ⅲ-Ⅱ类围岩中宜用单道断面,但要根据会车要求和断面石质情况开挖双道断面以适应运输需要。
从安全考虑,由于上导坑运输量小,一般采用单道断面。
下导坑开挖,应注意底板眼的下插角度,特别是打下坡隧道,尤应注意掌握,以防造成抬高底板回头检底,增加施工干扰,产生不安全因素。
2.分部扩大开挖
分部扩大开挖,是在已有导坑作为临空面的条件下进行的,最容易出现的问题,一是超挖或欠挖;二是坍塌。
为控制超挖和欠挖,分部开挖时应采取加强测量工作和顺邦打眼,光面爆破等措施,分部开挖对拱脚以上1M,范围内要严格掌握开挖尺寸,这个部位最容易造成欠挖,致使衬砌厚度不够,产生应力集中,当采用向上分层扩大施工时,断面不易控制,更应加强测量工作,防止超挖、欠挖,并在出碴前进行断面检查,清除欠挖,处理危石。
扩大开挖施工,当围岩压力较大时,支护应密切配合,严防坍塌,在洞口地段分部扩大施工时,在地质较差或覆盖层较薄的情况下,极易引起坍塌,为保证洞门施工地段安全,宜在洞口内10-20M处向洞口方向逐步扩大和衬砌。
3.马口开挖
马口开挖如施工不当,容易引起拱圈变形开裂或坍塌。
因此,马口的布置和长度应结合地质情况,拱圈环节长度,拱顶超挖情况,回填质量等因素,进行设计,并严格掌握。
马口开挖应采取跳槽法进行,首轮马口的中心一般应选在拱圈接缝处,在正常情况下的马口长度Ⅳ-Ⅲ类围岩不得大于4M,Ⅱ-Ⅰ类围岩不得大于2M。
回头马口可适当延长,但最长不得超过首轮马口长度的1倍,还应进行支撑,防止坍塌。
回头马口,必须待相邻边墙封口24h后进行,有侧压力时,应在封口3d后进行较为稳妥。
洞口地段开挖马口,应特别注意拱圈悬臂不能过长,以2M为宜,并应加强支撑,避免发生掉拱事故,回头马口最多不得超过首轮马口长度,以保证安全。
在石层没有坍塌可能时为加快施工进度,可以采用对开马口。
对开马口必须在拱圈接缝处,长度以2-3M为宜。
马口开挖也应采取顺邦打眼的方法,避免超、欠挖,尤其在边墙脚以上1M范围内不得欠挖。
向上打斜插眼时,必须控制炮眼深度,防止炮眼插入拱背,放炮损坏拱圈。
开挖边墙基础时,宜连同水沟断面一次挖够。
4.仰拱开挖
设有仰拱的隧道,当边墙施工完成后,仰拱应紧跟边墙施工,不宜拖延,边墙墙脚拱座建筑后应支撑牢固,防止边墙受到侧压力过大内移而引起开裂。
支撑横梁还可在其上铺设小钢轨,解决开挖与运输干扰。
仰拱开挖一般采用分段跳跃法进行,不允许长距离开挖和使用铲运机等大型机械敞开开挖,以免导致隧道坍塌。
5.避车洞开挖
避车洞开挖,在正常情况下应与马口开挖同时进行,对于隧道浅埋,且地质不良地段,最好先将其两侧正洞边墙做好,必要时还应先将避车洞以上的边墙做完,再开挖避车洞,开挖中应加强支撑,以免坍塌。
二、钻爆作业安全规则
钻爆作业,应根据地质情况、开挖断面、炸药种类等条件进行钻爆设计,并经过试验确定爆破参数,如遇地质变化及时修改完善设计,设计确定后,严格按照设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
(一)钻眼应注意的安全事项
1.风钻
钻眼前应测量开挖断面中线、水平,检查导坑位置是否正确,并用红铅油标出炮眼设计位置,经检查符合设计,方可进行钻眼。
采用风钻钻眼时,应检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常;管子接头是否牢固,有无漏风情况;钻杆有无不直、损伤以及钎孔堵塞现象;湿式凿岩机的供水是否正常;干式凿岩机的捕尘设置是否良好。
使用带支架的风钻钻眼时,应将支架安置稳妥;站在碴堆上操作时,应注意石碴是否稳定,防止操作时石碴坍滑伤人。
在拱部扩大马口部位钻挑顶眼、爬眼、斜插眼及吊眼时,要注意检查有无松动石块,以防坠落伤人。
遗留的残眼不得套打加深,防止残眼内可能遗留的雷管、炸药爆炸。
钻眼粉尘对隧道施工人员危害极大,为防止粉尘飞扬,污染作业环境,危害人体健康,开钻时,应严格遵守先开水后开风的规定。
钻眼中还应注意以下几点:
钻眼开门宜用较短钻杆,其长度以不超过80cm为好,钻杆过长容易扭曲折断,司钻入员身体容易失去平衡;当钻杆尚未找准炮眼位置前,风门不宜开大,应待钻头钻人炮眼后,再完全打开风门;司钻工不得将胸部、腹部紧贴风钻手柄,腿部不得抵住风钻卡套弹簧;钻眼过程中钻杆与钻孔应保持在一条直线上,防止钻杆弯曲、掉头或折断;卡钻时,应用扳钳松动拨出,不可敲打,未关风前,不可拆除钻杆;在用风钻每两小时应加油一次;加强风钻保养维修,使之经常处于良好状态;风钻拆卸修理不得在工作面进行。
使用电钻钻眼时,为防止触电事故,应检查把手胶皮套绝缘情况和防止电缆脱落的装置是否良好。
司钻工必须戴绝缘手套穿绝缘鞋进行操作。
不得用手导引回转钢钎,也不得用电钻处理被卡住的钢钎。
2.钻孔台车
(1)钻孔台车有轨行式和轮胎式两种走行方式,轨行式的轨道铺设和轮胎式的道路要求应按机械使用说明书的要求办理。
(2)台车走行速度每分钟不应超过25M,当接近工作面时,应减速慢行,并做好刹车准备,防止撞击工作面;台车走行或待避时,应将钻架和机具都收拢到放置位置。
(3)台车进出洞为保证其安全应有专人指挥,不得载人载物行驶,并应认真检查道路,清除走行限界内的临时台架等障碍物。
(4)台车行走和工作的位置应在隧道中心线上,其左右偏差不宜大于0.5M,台车就位后不得倾斜,并应刹住车轮,放下支柱,防止前后移动。
(5)钻爆工应熟悉钻爆设计图纸,认真按照炮位设计标定位置精心操作,对钻孔应明确分工,两钻臂不得同时在一竖直面上作业,只能交叉进行,以防危石砸坏钻臂。
要随时注意检查钻杆的回转情况,掏槽眼定好角度,防止交叉或打穿。
(6)液压凿岩机的拆卸和安装,必须由受过专业培训的人员担任,每班都应检查拉杆是否正常。
在固定链条上,不得有泥碴和石子,防止导致牵引装置中的链条和链轮损坏。
机械应定期进行保养,及时更换已磨损的零件,避免产生严重损伤。
(7)台车在遇到断层和地质不良的情况下作业时,必须指派安全员站在一定的位置上观察险情,台车司机必须坚守驾驶室,且发动机不准熄火,遇有险情可随时撤离,避免坍塌砸坏机械和作业人员。
(二)爆破作业的安全规定
1.基本规定
洞内爆破作业必须统一指挥,并由经过专业培训且持有爆破操作合格证的专职爆破工担任。
进行爆破时,所有人员应撤到不受有害气体、震动和飞石损伤的地点,其安全距离为:
独头巷道不小于200M;相邻的上下导坑内不小于100M;相邻的平行坑道、横通道及横洞间不少于50M;双线上半断面开挖时不少于400M;双线全断面开挖时不少于500M。
洞内施工每日放炮次数应有明确规定。
如一座隧道分两个口开挖时,两头距离在200M内,爆破时必须提前一个小时通报,以便另一头作业人员撤离险区。
装药前,应做到以下要求:
应检查爆破工作面附近支护是否牢固,必要时应先进行加固;炮眼内泥浆、石粉应吹洗干净;刚打好的炮眼因热度很高,不得立即装入炸药;不得使用已经冻结或分解的炸药装炮;不使用梯恩梯、苦味酸、黑色火药等爆破后产生大量有害气体的炸药;如果遇有照明不足,发现流沙、流泥未经妥善处理,或可能有大量溶洞水、高压水涌出的情况时,要严禁装药爆破。
装药点炮,应由爆破组长统一指挥,要严格按爆破设计规定的装药量装药,并按要求堵塞炮泥。
爆破后,必须经过通风排烟,15min以后检查人员方可进入工作面检查。
检查内容应为:
有无瞎炮及可疑现象;有无残余炸药或雷管;顶板及两邦有无松动石块;支护有无松动与变形。
如发现有瞎炮时,必须由原装炮人员按规定进行处理;当检查人员经过检查确认危险因素已经排除后,才可撤除警戒,允许施工人员进入工作面工作。
钻眼与装药一般不得平行作业。
若用钻孔台车,平行钻眼,而深孔爆破又采取了下列措施时,可不受此限:
制订出操作细则,经有关领导批准;应由值班负责人统一指挥;装药与钻孔顺序必须是自上而下进行;钻孔与装药应隔开一排孔,其距离不少于2.5M;装药与钻孔人员必须分区负责,且相对固定。
爆破器材的加工应在洞外加工房内进行,加工房应设在僻静的地方,距洞口不得少于50M;严禁在洞内设置爆破器材加工房;如隧道掘进较深,需用的爆破器材,由专人从库房内取出送到掌子面;装炮后剩余的雷管、炸药应及时回收到库房存放。
爆破器材加工人员和爆破作业人员,严禁穿着化纤衣服进行操作,以防摩擦产生静电火花,导致早爆事故的发生。
2.各种起爆方法的安全要求
(1)火花起爆
火花起爆是用火雷管和导火索作成起爆药卷,一般将导火索端部切口处点燃起爆药卷。
这种方法操作简单,容易掌握。
但其缺点是导火索燃烧速度不完全相同,不能精确控制起爆时间;爆破工必须在工作面上点火起爆,导火索燃烧时,增加工作面的有害气体,因而不安全因素较多。
火花起爆,导火索的长度应能保证点炮人点完导火索后撤至安全地点,同时,最短不得少于1.2M;如连续点燃多根导火索,一个爆破工一次点燃的根数不宜超过5根。
一人点炮超过5根或多人点炮应先点燃信号引线,信号引线的燃完时间应比第一个炮眼爆炸的时间至少提前60s,当信号引线燃完时,爆破工必须离开工作面。
为防止点炮中发生照明故障,爆破工应随身携带手电筒,并设事故照明。
严禁明火照明点炮。
(2)电力起爆
电力起爆法,是用电雷管和导线联成爆破网路,再通电源而进行起爆的方法。
电力起爆可以预先检测爆破的准确性,防止产生拒爆,工作较为安全。
电力起爆除应遵守国标《爆破安全规程》有关规定外,还应注意下列安全要求:
要特别注意消除产生杂散电流、感应电流、高压静电等不利条件,防止发生意外早爆;要加强洞内电源管理,对洞内电器设备和电线路要经常检查维修,防止漏电;装药前应将电灯及电线撤离工作面;装药时可用投光灯、矿灯或风灯照明;起爆主导线应敷设在电线和管路的另一侧,如不得已必须设在一侧时,与钢轨、管道等导电体间的距离必须大于1M,并悬空架设;使用带塑料脚线的电雷管和塑料导线作联结线,敷设爆破网路时,网路和接头不得落入水中,并不得以湿手进行操作;多工序掘进依次放炮时,对主线的连接应经检查确认起爆顺序无误后,才得起爆;起爆电源应使用直流电或低电压大电流起爆器,起爆器应保持干燥;采用台车钻眼与装药平行作业时,还应检查台车及装药设备是否带电。
(3)导爆管引爆
导爆管,是一种新型非电起爆器材,适用于没有瓦斯和矿尘爆炸危险的爆破工程。
具有抗静电、抗杂电、抗水、抗冲击、耐火和传爆长度长等特点,这种引爆器材安全可靠,目前是用于隧道爆破作业比较理想的爆破器材。
导爆管非电起爆系统的引爆方法是用其它爆破器材(雷管、击发枪、导爆索)引爆导爆管,在管内产生一个冲击波以1600-2000m/s的速度传播,从而利用它引爆与它相联结的雷管(普通雷管或非电毫秒雷管)。
导爆管非电起爆,使用前导爆应随时保持封口状态,以防其内药粉受潮拒爆;非电起爆系统各部分的连接都必须牢固,防止拉脱,影响传爆和起爆;所有雷管必须有段别标志,否则应按报废处理;装填起爆药包时,要先把导爆管理顺,用手扶着与药包同时送入孔中,防止导爆管拉脱或打结,引起拒爆;堵炮时要妥善保护导爆管,防止炮棍、石子撞击,砸扁或切断导爆管而拒爆;网路连接时必须清除导爆管上的泥污和水,绑扎要牢固,但不要拉紧;网路连接后还必须仔细检查有无错连漏连现象;最后绑上雷管或套上击发装置,准备起爆。
3.爆破器材的安全管理
(1)施工现场临时性库房设置要求和储存量规定
临时性库房必须符号下列安全要求:
库房应设置在隧道附近,无有山洪、滑坡和地下水活动危害的安全地带,尽量利用山丘作天然屏障,库房宜为平房;库房地面必须平整无缝;墙、地板、屋顶和门为木结构者,应涂防火漆;窗户必须有一层外包铁皮的板窗门。
炸药库和雷管库要分开,有一定安全距离,严禁炸药和雷管混存在同一库房内。
库区宜设简易围墙或铁刺网,其高度不低于2M;库房内禁止安装电灯照明,可自然采光或在库房外安设探照灯进行投射采光;电源开关和保险器应装在配电箱内,并设在库区外面;采用移动式照明时,只准使用安全手电筒、汽油安全灯,严禁使用电网供电的移动手提灯;库内必须有足够的消防器材;库内必须设置独立的发放时间。
临时性爆破器材的最大储存量为:
炸药10t;雷管2万发;导火索1万M。
(2)爆破器材存放规定
爆破器材的存放必须遵守安全规定:
装硝化甘油类炸药,各种雷管和继爆管的箱(袋)必须放在货架上;装其它爆破器材的箱(袋)应堆放在垫木上;架、堆相互之间的通道宽度不小于1.3M。
在架上堆放硝化甘油类炸药和雷管时,禁止叠放;爆破器材箱(袋)距上层架板的间距不得小于4cm,架宽不超过两箱(袋)的宽度;货架(堆)与墙壁的距离不小于20cm;堆放导火索,导爆索和硝按类炸药等的货架(堆)高度不超过1.6M;库区必须整洁、防潮和通风良好,要杜绝鼠害;库区严禁烟火和明火照明;严禁用灯泡烘烤爆破器材;库区严禁存放与管理工作无关的工具和杂物;库区必须昼夜设警卫,加强巡逻,严禁无关人员进入库区;库区的消防设备、通讯设备、报警装置和防雷装置应每季度检查一次;总库内不准拆箱(袋)发放爆破器材,只准整箱(袋)发放。
(3)收发规定
爆破器材的收发必须遵守下列安全要求:
对新购进的爆破器材应逐箱(袋)检查包装情况,并按规定做性能检查;应建立爆破器材收发流水账、三联式领用单和退料单制度,定期核对账目,做到账物相符;变质的和性能不详的爆破器材,不得发放使用;爆破器材应按其出厂时间和有效期的先后顺序,发放使用,发放应在单独的发放间(发放峒室)里进行,严禁在储存爆破器材的库房、峒室或壁槽里发放;严禁穿铁钉鞋和易产生静电的化纤衣服进入库房和发放间。
开箱应使用不产生火花的工具,并在专设的发放间内进行;要经常测定库房的温度和湿度,检查库房的情况,发现硝化甘油类炸药箱渗油、冻结和硝铵类炸药吸潮结块,应及时处理。
第二节隧道支护安全技术
隧道开挖施工中,对松软、破碎、不稳定的围岩,为防止开挖后围岩暴露时间过长,地层压力增大,造成坍塌,必须配合开挖及时进行支护,以确保施工安全。
对不同类别的围岩,应采用不同结构形式的施工支护。
隧道支护通常用:
构件支撑、喷锚支护和衬砌。
一、件支撑作业安全技术
(一)基本规定
1.支撑的结构形式要简单牢固,力求定型化,有利于多次倒用;各个杆件应结合紧密,受力均匀,并要求易于架立和拆除,更换杆件时不致引起整个结构变形。
2.支撑架立之前,应将工作面危石清除干净,以保证工作人员的人身安全。
3.支撑,应本着随挖随支的原则,按要求的位置中线、水平和坑道断面尺寸架设;厢架面应与纵轴线方向垂直,与开挖面的距离,应视围岩稳定情况而定,一般不得大于4M,如围岩较为破碎,应予缩短或架至工作面。
支撑间的距离,一般为0.8-1.2M;松软破碎地段应予加密,支柱脚下的虚碴必须清除;特别松软地层应采用密排支撑,并加设垫板地梁,用木楔楔紧,先护后挖。
各排支撑要用纵向联系横撑联结牢固,构成整体,横梁应抵紧岩壁,横梁以上及立柱与岩壁间的空隙应用木块背柴填塞密实,支撑净空尺寸应能满足设置管线路,运输道路及车辆、人行道的要求,且不能影响架立拱架,中途停工的隧道应将支撑架抵工作面。
4.各部支撑架设后应进行检查验收,确保架设质量和施工安全,并应经常检查,发现问题及时采取措施,防止意外。
检查的方法,一般是先看支撑是否变形,节点是否受力,构件有无扭曲、变形或折断;再看背柴和木楔是否紧密和有无其他不安全情况;还可以用小锤敲听声音是否正常。
有施工经验者,可采取目测中线和抄平的办法检查支撑有无位移变形。
经过检查对有问题的支撑应及时采取措施,清除隐患。
5.支撑进行抽换、拆除时,应本着“先顶后拆”的原则,先设辅助支撑将横梁托稳后才能进行,防止围岩松动坍塌。
(二)木、钢支撑的应用
1.木支撑类型及其安全作业规则
木支撑的梁、柱等主要杆件,梢径不应小于20cm(跨度大于4M时不应小于25cm);其他连接杆件可采用12-15cm;木板厚度不小于5cm;木材材质应坚硬、富有弹性。
禁止使用脆性、破裂、多节及腐朽木材;通常采用的支撑材料为松、杉等优质木材。
木支撑通常应用于导坑支撑、漏斗孔支撑、拱部扩大扇形支撑、下部支撑、洞口支撑等。
(1)导坑支撑
导坑支撑一般采取用半柜架式,这种支撑形式适应性很广;对Ⅴ-Ⅲ类围岩的双道断面,及Ⅱ类围岩的单道断面均可采用。
如地层松散,具有底压力或侧压力时,应增设底梁成为柜架式支撑,两侧用填塞木封闭。
如开挖的工作面随挖随坍不能自稳时,可用支撑和木板将开挖面垂直封闭,然后,自上而下分块挖除土石,边挖边分块进行第二次封闭,以求得施工安全。
(2)漏斗孔支撑
开挖漏斗孔时,对下导坑支撑要临时加固。
松散地层中的漏斗孔宜采用框架支撑,并将框架外四周空隙填塞紧密。
漏斗孔应加盖,防止掉石。
供人员上下的孔道,应设置牢固的扶梯。
(3)拱部扩大扇形支撑
当拱部围岩较为松软时拱部扩大应采用扇形支撑。
扇形支撑宜配合开挖分步架设,如围岩松散破碎且有较大地层压力时,则应采用横撑式扇形;若立柱、斜柱底部有较大沉陷时,则需加设底梁。
扇形支撑的纵梁,应成组安排架立,长度必须一致,以免拆除困难。
(4)下部支撑
采用先拱后墙法施工时,为防止拱脚向内位移而发生裂缝,在洞口和松散地层地段开挖中层或落底前,必须加设卡口梁,其架设方法是先在拱圈两侧起拱线以上约0.5M处钻眼,深入岩壁,插入短钢钎,安设卡口梁(即棚子梁),卡口梁与钢钎应绑扎牢固。
卡口梁两端还应用木楔楔紧,其间距离一般为1.0-1.2M。
在马口开挖过程中,应设置斜撑、立柱等支顶拱脚,并架设水平横梁撑对岩壁撑稳背紧,防止岩壁坍塌。
曲墙地段仰拱开挖前,应加设横撑顶紧两侧墙脚,防止墙脚内移使边墙开裂,横撑间距一般为1.0-1.2M,仰拱混凝土达到设计强度的70%,才能拆除横梁。
(5)洞口支撑
洞口地段围岩一般不够稳定,容易坍塌,支撑应特别加强。
洞口导坑支撑通常应向洞外架出4-8排明厢,在其顶部密铺背柴,并压以筐装弃碴或土袋,以稳定支撑,对防止仰坡落石起缓冲作用。
明厢应加设斜撑,并延伸至洞内4-6M,防止洞内放炮时倾倒;上部扩大的明厢亦需多架设两排,并应加固。
2.钢支撑应用及其安全作业要求
(1)钢支撑材料,一般选用工字钢、U型钢、钢轨、钢管等,按设计要求预先制成构件,使用时焊接或栓接为宜,其架立位置应于衬砌断面之中,并留有足够的混凝土保护层。
钢架支撑下端应加设底板,如基底松软,为防止支撑受荷载下沉,也可用混凝土加固基底。
各排支撑间应用纵向拉杆联成整体,如可能产生纵向荷载,应加设纵向斜撑、钢架支撑的外围应用背板、填塞木、钢板、预制混凝土板等塞紧背严。
(2)对半断面或全断面开挖所架设的钢架支撑已受力者不得拆除倒用,应作为混凝土衬砌的组成部分;对不受力的钢架支撑,应先经现场检查核实,并制订拆除措施方可进行拆除,以保证施工安全。
(3)用钢管作为不拆除的支撑时,应在架设后给管内灌注强度不低于300号的水泥砂浆,以增加其结构的稳定性和承载能力。
(4)花拱支撑是常用的一种钢架支撑,它是以钢制花拱代替扇形木支撑,同时,在衬砌中花拱可不拆除,作为拱圈混凝土骨架,起到加固衬砌的作用。
因此,在不良地质、地压大、有明显偏压或施工中出现较大坍方的隧道中得到广泛使用。
花拱的结构,一般采用内外层钢轨或工字钢弯制,并用钢筋焊接而成。
每榀花拱由3-5节组成(双线隧道用7节)。
用螺栓夹板联结或焊接。
花拱支撑的间距,应根据围岩稳定情况和花拱结构形式确定。
二、喷锚支护作业安全技术
(一)喷锚支护的形式及安全作业要求
喷锚支护一般作为施工临时支护但也可以作为永久支护。
当Ⅳ-Ⅴ类围岩需局部支护时,宜采用锚杆,为防止岩爆和落石可用锚杆挂网;Ⅳ-Ⅲ类围岩可选用锚杆、锚杆挂网、喷混凝土或锚喷联合支护;Ⅱ-Ⅰ类围岩一般采用锚喷、网喷的联合支护形式,必要时加设钢拱架。
对于软弱围岩,喷锚支护一般分两次完成。
初期支护应紧跟开挖施工,为防止围岩变形坍塌,要求速度越快越好,使围岩及早与喷锚支护共同作用,不产生松弛。
至于二次永久支护的时间,则要等到围岩变形基本稳定后才进行,一般应掌握变形不大于4-10mm。
如过早地进行第二次支护,将会使其受力过大而破坏,二次永久支护的形式可为喷锚联合支护,也可为立模灌筑混凝土衬砌。
采用喷锚支护必须严格实行光面爆破,使平均超挖量能控制在10-15cm以内,个别欠挖不大于支护设计厚度的二分之一,且表面光滑平顺,不出现危石,消除了应力集中,也能发挥喷锚支护的作用。
喷锚支护时,如作业面涌水,会使喷层剥离围岩,应采取埋设导水管等疏导涌水的措施,做好排水处理。
喷锚支护作业中安设钢筋网时,应互相搭接,其长度不应小于10cm;钢筋网应随岩面铺设,与岩面间的空隙一般不小于30mm,使混凝土能充填密实;钢筋网应与锚杆联结牢固,使喷射时不致颤动,影响喷射质量。
喷锚支护之后,应按照规定的监控量测项目和要求,布置测点,观测数据。
施工人员应会同设计人员对测试资料进行分析,据以确定永久支护施作时间和对设计参数作
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