隧道(8)

2019-03-16 22:53

瓦斯地段,并保证混凝土的密实性,以防瓦斯溢出。

3)加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的办法。把空气中的瓦斯浓度吹淡到爆炸浓度以下的1/5~1/10,将其排出洞外,有瓦斯的坑道,决不允许用自然通风,必须采用机械通风。通风设备必须防止漏风,并配备备用的通风机,一旦原有通风机发生故障时,备用机械能立即供风。保证工作面空气内的瓦斯浓度在允许限度内。当通风机发生故障或停止运转时,洞内工作人员应撤离到新鲜空气地区,直至通风恢复正常,才准许进入工作面继续工作。

4)洞内空气中允许的瓦斯浓度应控制在下述规定以下: A.洞内总回风风流中小于0. 75%。 B.从其他工作面进来的风流中小于0.5%。 C.掘进工作面2%以下。 D.工作面装药爆破前1%以下。

如瓦斯浓度超过上述规定,工作人员必须立即撤到符合规定的地段,并切断电源。 5)开挖工作面风流中和电动机附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时,必须停工。停机,撤出人员,切断电源,进行处理。

开挖工作面内,局部积聚的瓦斯浓度达到2%时,附近20m内,必须停止工作,切断电源,进行处理。

因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备,都必须在瓦斯浓度降到1%以下时,方可开动机器。

6)瓦斯隧道必须加强通风,防止瓦斯积聚。由于停电或检修,使主要通风机停止运转,必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后,所有受到停风影响的地段,必须经过监测人员检查,确认无危险后方可恢复工作。所有安装电动机和开关地点的20m范围内,必须检查瓦斯,符合规定后才可启动机器。局部通风机停止运转,在恢复通风前,亦必须检查瓦斯,符合规定方可开动局部风机,恢复正常通风。

7)如开挖进入煤层,瓦斯排放量较大,使用一般的通风手段难以稀释到安全标准时,

可使用超前周边全封闭预注浆。在开挖前沿掌子面拱部、边墙、底部轮廓线轴向辐射状布孔注浆,形成一个全封闭截堵瓦斯的帷幕。特别对煤层垂直方向和断层地带进行阻截注浆,其效果会更佳。

开挖后要及时进行喷锚支护,并保证其厚度,以免漏气和防止围岩的失稳。 8)采用防爆设施

A.遵守电器设备及其他设备的保安规则,避免发生电火,瓦斯散发区段,使用防爆安全型的电器设备,洞内运转机械须具有防爆性能,避免运转时发生高温火花。

B.凿岩时用湿式钻岩,防止钻头发生火花,洞内操作时,防止金属与坚石撞击、摩擦发生火花。

C.爆破作业,使用安全炸药及毫秒电雷管,采用毫秒雷管时,最后一段的延期时间不得超过130ms。爆破电闸应安装在新鲜风流中,并与开挖面保持200m左右距离。

D.洞内只准用电缆,不准使用皮线。使用防爆灯或蓄电池灯照明。 E.铲装石渣前必须将石渣浇湿,防止金属器械摩擦和撞击发生火花。 (5)严格执行有关制度

1)瓦解斯检查制度:指定专人、定时和经常进行检查,测量风流和瓦斯含量,严格执行瓦斯允许浓度的规定。瓦斯检查手段可采用瓦斯遥测装置、定点报警仪和手持式光波干涉仪。随时发现异常情况,应及时报告技术主管负责人,采取措施进行处理。

2)洞内严禁使用明火,严禁将火柴、打火机、手电筒及其他易燃品带入洞内。 3)进洞人员必须经过瓦斯知识和防止瓦斯爆炸的安全教育。抢救人员未经专门培训不准在瓦斯爆炸后进洞抢救。

4)瓦斯检查人员必须挑选工作认真负责、有一定业务能力、经过专业培训、考试合格者,方可进行监测工作。

以上仅介绍了瓦斯隧道施工的几项主要制度,施工时要按照瓦斯防爆的技术安全规则与有关制度严格执行。

10.5 开挖

在目前条件下,开挖隧道的主要方法仍然是钻孔爆破法。开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项工作内容,对于开挖工作应做到下面几点要求:

A.按设计要求开挖出断面(包括形状、尺寸、表面平整、超挖、欠挖等要求); B.石渣块度(石渣大小)便于装渣作业; C.掘进速度快,少占作业循环时间;

D.爆破在充分发挥其能力的前提下,减少对围岩的震动破坏,减少对施工用具设备及支护结构的破坏,并尽量节省爆破器材消耗

隧道施工所采用的爆破方法中,用得最多的是炮眼爆破法。爆破方法要研究的问题主要是炮眼布置、炮眼参数以及装药起爆等。

10.5.1炮眼布置和周边眼的控制爆破

掘进工作面的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。如图10.5.1所示。 (1)掏槽眼布置

掏槽眼的作用是将开挖面上某一部位的岩石掏出一个槽,以形成新的临空面,为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽炮眼一般要比其他炮眼深10~20cm,以保证爆破后开挖深度一致。

根据坑道断面、岩石性质和地质构造等条件,掏槽眼排列形式有很多种,总的可分成斜眼掏槽和直眼掏槽两大类,如图10.5.2所示。

1)斜眼掏槽

其特点是掏槽眼与开挖面斜交。常用的有锥形掏槽,楔形掏槽,单向掏糟。其中最常用的是竖楔形掏槽(图10.5.2b)。斜眼掏槽的优点是可以按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏

槽角度,容易把岩石抛出,而且所需掏槽眼的个数较少。缺点是眼深受坑道断面尺寸的限制,也不便于多台钻机同时凿岩。

为了防止相邻炮眼或相对炮眼之间的殉爆,装药炮眼之间的距离不能小于20cm。 2)直眼掏槽

直眼掏槽可以实行多机凿岩、钻眼机械化和深眼爆破,从而为加快掘进速度提供了有利条件。直眼掏槽凿岩作业比较方便,不需随循环进尺的改变而变化掏槽型式,仅需改变炮眼深度;而斜眼掏槽则要随循环进尺的不同而改变炮眼位置和角度。直眼掏槽石碴抛掷距离也可缩短。所以目前现场多采用直眼掏槽。但直眼掏槽的炮眼数目和单位用药量要增多,炮眼位置和钻眼方向也要求高度准确,才能保证良好的掏槽效果,技术比较复杂。

1~4为掏槽炮眼 5~10为辅助炮眼 其余为周边炮眼

图10.5.1 图10.5.2

直眼掏槽的形式很多,过去常用的有:龟裂掏槽,五梅花掏槽和螺旋掏槽。

近年来,由于重型凿岩机投入施工,尤其是能钻大于100mm直径大孔的液压钻机投入施工以后,直眼掏槽的布置形式有了新发展。隧道工程局试验成功的几种大孔中空(即临空孔)平行直眼掏槽形式,已在该局现场施工爆破中证明具有良好的掏槽效果。初步结论是:对于钻孔深度为3.0~3.5 m的深孔爆破,采用双临空孔型式(图10.5.3a),爆破效果最佳;钻孔深度3.5~5.15m的深孔爆破,采用三临空孔型式最佳(图 10.5.3 b);钻孔深度在3m以下的,则可采用单临空孔型式(图10.5.3 C)。以上几种掏槽型式基本上适用于中硬和坚硬的各种岩层中。

实践证明,直眼掏槽的爆破效果与临空孔的数目、直径及其与装药眼的距离密切相关。在硬岩爆破中,效果随空眼至装药眼中心距离W与空眼直径φ的比值而有很大变化。如W

>2φ,爆破后岩石仅产生塑性变形,而不能产生真正的破碎;W=0.70φ~1.5φ之间时效果最好,为破碎抛掷型掏槽;眼距过小时,爆炸作用有时会将相邻炮眼中的炸药(主要指粉状硝铵类炸药)?挤实?,使之因密度过高而拒爆。为保证空眼所形成的空间足够供岩石膨胀,在考虑临空孔数目时,一般要求所形成的空间不小于装药眼至空眼间的岩柱体积的10%~20%。

(2)辅助眼布置

辅助眼的作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量,并为周边眼创造有利的爆破条件。其布置主要是解决间距和最小抵抗限问题,这可以由工地经验决定。最小抵抗线约为炮眼间距的60~80%。

(3)周边眼布置

周边眼的作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。周边眼原则上沿着设计轮廓均匀布置,间距和最小抵抗限应比辅助眼的小,以便爆出较为平顺的轮廓。眼口距设计轮廓线约0.1~0.2m,便于钻眼。

周边眼的底端,对于松软岩层应放在设计轮廓线以内,对于中硬岩层可放在设计轮廓线上,对于坚硬岩层则应略超出设计轮廓线外。为了避免欠挖,底板眼底端一般都超出设计轮廓线。

(4)周边眼的控制爆破

在隧道爆破施工中,首要的要求是炮眼利用率高,开挖轮廓及尺寸准确,对围岩震动小。按通常的周边炮眼布置,若全断面一次开挖,常常难以爆破出理想的设计断面,对围岩扰动又大。采用光面爆破与预裂爆破技术,可以控制爆破轮廓,尽量保持围岩的稳定。

光面爆破是指爆破后断面轮廓整齐,超挖和欠挖符合规定要求的爆破。其主要标准是; A.开挖轮廓成型规则,岩面平整;

B.岩面上保存50%以上孔痕,并无明显的爆破裂缝; C.爆破后围岩壁上无危石。


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