高地应力隧道掘进作业计划高地应力隧道掘进作业计划铁工1204班第二组一、高地应力地质特征一、高地应力地质特征1、围岩发生岩爆现象 2、围岩收缩变形显著 3、围岩软弱夹层容易挤出 4、围岩钻孔形成饼状岩心 5、掘进时没有渗水 6、掘进时有瓦斯逸出 7、水平主应力分量远大于上覆岩体重量 8、围岩距离隧道工作面距离不同 9、隧道中工作面暴露时间长短不一，围岩发生岩爆的次数不同二、高地应力地质隧道施工的难二、高地应力地质隧道施工的难点与关键点高地应力地质条件下的隧道掘进作业，面临诸多关键环节和挑战。比如，构造应力导致的破坏性挤压现象，在软弱岩体变形带通常表现更为显著，往往需要增设二次支护结构；高
地应力区域容易发生塌方和岩爆，施工时难度很高，是开挖过程需要重点攻克的难题之一。岩爆，又称冲击地压，是岩体里积聚的弹性势能，在特定条件下突然急剧释放的现象，导致岩石破裂并弹出。地下工程在建设期间经常会遇到动力性损毁情况，当岩体内部积聚的弹性形变能量超过岩石破裂所需耗费的能量时，岩体结构的稳定状态就会被打破，剩余的能量引发岩石突然破裂，致使岩石碎块从岩体中分离、飞出。岩爆常常导致作业面遭受重大损毁、机器设备损毁以及人员伤亡，已经成为岩石地下工程和岩石力学研究领域的一项全球性挑战。隧道埋藏较深的情况下，需要做好地质预测工作,每次挖掘环节完成后都要开展地质勘察,通过绘制工作面地质图和地质示意图来呈现地质状况
地质调查结果，用以地质预测，岩体二次应力场，现场采用钻孔应力解除和应力恢复测试方法，分段测定洞壁及掌子面围岩表层岩体二次应力场。同步开展实地岩石点荷载强度测试，借助洞壁切向应力与洞壁岩石单轴抗压强度Rb，用以预测岩爆并确定等级，在高地应力区域隧道施工时采取相应措施施工：实施支护和安全防护：增加临时防护装置，针对邻近开挖面、易发岩爆的区段，对主要施工设备配置防护网和防护棚，施工人员配备钢盔和防弹衣，工作面悬挂钢丝网。依据地质预测和实地检测数据综合研判，在易发生岩爆的区域喷射钢纤维混凝土，其中钢纤维的添加比例约为百分之五，喷射形成的防护层厚度为八百一十厘米，这种做法对于轻微的光爆现象具有有效的预防作用，能够保证岩石表层在承受较大形变时不会出现开裂，同时需要调节围岩的受力状态
采取态，消除或减轻岩爆：采用高压水喷洒：爆破完成后，立即向工作面及邻近洞壁岩体实施高压水喷洒，喷洒范围延伸至距离工作面100米远，当施作锚杆时，借助锚杆孔向岩体内部注水，用以增强岩体的塑性，降低岩体的脆性，持续保持岩体湿润，能够降低岩爆的剧烈程度。应力释放措施：在岩爆强烈的区域，可以在隧道两侧的拱脚部位钻设地应力释放孔，每个孔的深度为3米，孔与孔之间的距离在0.5到1米之间，而在拱部位置，则采用0到10度的仰角钻设超前应力释放孔，这些孔的直径要达到42毫米以上，孔的深度需要根据所使用的钻探设备的性能，尽可能加大，目的是让前方拱部围岩中存在的高应力能够提前得到释放。操作台车作业期间，于工作面四周拱形位置钻凿两组4米5米长的孔洞，孔洞彼此相距半米，向外倾斜约三十度，分批填充炸药，点燃引线后，在拱顶二十三米以上的岩石中产生爆破效果
打破松动圈，消除岩体内部应力汇聚，让岩体自身构成一道防护层。软岩变形的预测和施工对策：在高压应力地带，如果隧道围岩的等级不高，就很容易出现坍塌以及软岩产生显著塑性变形这类破裂情况，可以设立一套围岩变形监测系统，用以掌握并判断围岩是否出现大幅度变形，该系统由若干根简易位移传递杆构成，这些传递杆由直径分别为3.5米、3米、2米、1米、0.2米和3.5米的钢筋元根22连接而成，钢筋通过锚固材料固定在钻孔底部。离开挖掘点越远，变形程度越轻微，参照3.5米长的传递构件或称作基点标杆，定期检测它和不同埋深传递构件的彼此位移量，由此能够获取围岩各层位的环向位移数据，再结合其他常规监测结果，作为判断围岩是否变形的参考标准。实施方法：施工过程中，需减少爆破作业对围岩的破坏影响，
采用喷射混凝土,锚杆网,钢支撑等强力支护方式加固围岩,同时预先卸除部分应力,依据监测数据适时开展二次衬砌作业,并确保形成封闭环状结构,这些措施均有助于保障隧道建设的安全。三、高地应力地质隧道施工流程和施工顺序（1）、施工原则：1、要尽早察觉，以便迅速制定应对方案和做好准备工作，在开挖面上钻设密集的小孔，或者从开挖面朝内钻孔，并在一定深度实施爆破，从而在一定范围内形成破碎区，目的是减少洞室周边岩石的受力，同时释放能量。短期和长期保护手段，能够适度将作业人员与工作区隔开，设置支撑构造，最好选用弹性支撑方式，3实施沉降方案；截断应力排导口，力求防止因挖掘导致受力点过于密集。（2）实施流程：1、提前探明地质情况：1、预先钻探。在隧道前端
在地面以上1.5米深处进行挖掘，于两侧分别钻设两个钻孔，每个钻孔的深度为56米，采用交替作业的方式，每两个循环交替进行，通过钻孔探查前方的围岩地质特征，有助于判断是否存在高地应力状况。进行地质素描，在挖掘完成后，对掌子面以及两侧的边墙所暴露的围岩产状、岩性等特征进行描述和绘图，分析并判断前方1020米范围内的围岩状况。采用预支护技术强化围岩，由于水平地层易发生冒顶，在拱部120度区域内布置水泥锚杆，其长度为3.5米，围绕分布的间距是20米，垂直排列的间距为2.5米，相邻锚杆的水平接缝长度需达到1.0米以上，锚杆向外倾斜的角度为10度，这种锚杆要与钢支撑配合使用，锚杆安装在钢支撑中间部位，与钢支撑一起承担荷载，能够有效防止拱顶的坍陷。实施高应力环境下的隧道掘进作业。掘进时使用小步距，实施低能炸药爆破，依据“三层五段分层掘进技术”设计，上层高度三十五米，中层高度六十八米，底层高度六十八米
中下台阶施工时左右锚杆间距为12米，三台阶垂直段长度限定在1.5至1.8米之间，四级围岩每轮掘进深度维持在2到3米，爆破作业选用低振动光面炸法，依据岩体状态和爆破成效适时变更爆破参数，用药量为每立方米0.5到0.65公斤，不耦合装药系数需不低于2.0，使用小型药卷，若条件具备，可先掘导坑以预先释放应力，断面尺寸为3.0至2.5米。系统支护加固首先进行初喷混凝土作业，岩石开挖后约一小时可能出现坍塌或掉块现象，爆破工作完成后需立即喷射四厘米厚C20混凝土封闭围岩kaiyun全站网页版登录，此举旨在提升围岩的稳定性，接着进行锚杆与钢筋网的安装，出渣工作结束后应迅速完成初期支护，该支护措施需在拱部和边墙位置同时设置。砂浆锚杆，长度两米半，布置间隔一米，同时设置八号钢筋网，分布距离二十公分，网片紧贴初次喷射的混合料
混凝土面，再借助定位锚杆实施固定。4钢架：全面装置18号工字钢架，架设钢筋之前，务必清除底部浮渣与杂物，超挖区域务必用同等级混凝土进行填充，尽快形成封闭环，施工期间，工字钢表现突出，显著控制了围岩的变形，钢架安装完成后，立即喷涂20厘米厚的C20混凝土。四、高地应力地质隧道施工阶段细分如下四、高地应力地质隧道施工阶段细分如下（一）围岩岩爆性质预测阶段：首先进行地质预报，若隧道埋藏深度很大，则每完成一次开挖作业，都要实施地质勘察，并绘制出开挖面的地质素描图和地质展示图，再依据地质勘察结果，开展地质预报工作。、岩石二次应力状况实地勘察：运用钻孔解除压力和压力复原两种技术手段，逐段对隧道边壁与工作面实地测量岩石表层二次应力分布情况。此外同步开展现场岩石局部载荷试验
进行承载能力测试时，借助洞壁切向应力与岩石单轴抗压强度Rb的关系，可以预测岩爆并确定其级别，施工爆破期间，首先，实施施工支护和安全防护措施，增设临时防护装置，对邻近开挖面，易发生岩爆的区段，主要施工设备加装防护网和防护棚，施工人员配备钢盔和防弹背心，掌子面悬挂钢丝网。依据地质预测和实地检测数据，对易出现岩爆的区域实施喷射钢纤维混凝土，纤维添加比例约为百分之五，喷射层厚度为八百一十厘米，此措施可轻微缓解光爆现象，确保表层能承受较大形变而不致开裂。针对中等程度岩爆区域，需运用锚杆加固围岩，并调整洞壁岩土的受力情形，变换岩爆的诱发机制，控制岩爆发生的前两个发展时期，以此阻止岩爆的形成。锚杆施作应及时，长度为2.5m左右，间距视现场民政
根据地质条件划分，在中等程度和强岩爆地段，除了部署系统锚杆，还需结合网喷技术或喷射钢纤维混凝土等综合方法，目的是减弱岩爆的剧烈性，若岩爆现象极为突出，则要增设钢拱架进行加固，各个拱架之间采用22号钢筋焊接连接，并且焊接在锚杆的露出部分上。改变岩石受力情形，避免或降低岩爆：喷射强力液体，爆破后立刻向作业区及邻近洞壁岩石喷射强力液体，喷射区域扩展至距离作业区百米远，安装锚杆时，再借助锚杆孔向岩石内部注水，以提升岩石的延展性，降低岩石的易碎性，持续维持岩石湿润，能够减弱岩爆的剧烈程度。应力释放措施：在岩爆强烈的区域，可在隧道两侧的拱脚部位钻设地应力释放钻孔，每个钻孔的深度为3米，相邻钻孔之间的距离在0.5到1米之间，而在拱部位置则采用0到10度的仰角钻设超前应力释放钻孔，这些钻孔的直径需要达到42毫米以上，钻孔的深度
依据设备能力，尽量增加钻孔深度，促使前方拱部岩石承受的较大压力尽早消除。采用掘进台车作业时，在开挖面周边拱形轮廓处钻设两道4.5米至5米长的爆破孔，孔距保持50厘米，孔向略微外斜约30度，分批装填炸药，起爆后于拱顶上方23米以上的岩石内部产生一个爆破破坏带，破坏岩石内部应力汇聚点，让岩石自身构成一道防护屏障。隧道断面大多呈现为不规则的梯形形态，这是基于岩体稳定的考量，因此，在掘进隧道时，若将洞室直接塑造成这种不规则梯形，也能够起到抑制岩爆的作用。另外，采用线状破孔方式，降低单次用药量，增大各炮眼段落的间隔距离，以此延长爆破过程，减弱爆破时产生的冲击波叠加效应，从而降低岩体破裂的频次和程度，加快支护作业与开挖步骤的衔接，缩短岩层裸露的时长，有助于减少岩爆现象的发生。
高地应力区段隧道围岩类别较低时，容易发生塌方和软岩塑性大变形等破裂现象，需要建立围岩变形跟踪监测系统来掌握和判断围岩是否出现大变形，该系统由不同长度的钢筋简易位移传递杆构成，这些钢筋的长度分别是3.5米、3米、2米、1米、0.2米和3.5米，并且钢筋通过锚固剂固定在孔底位置离开挖掘区域越远，其形变程度越小，可以参照3.5米长的传递杆或当作固定标杆，通过定时检测它和不同深度传递杆之间的相对位置变化，能够获取围岩各深度的经向位移数据，再结合其他常规测量结果，以此作为判断围岩是否发生变形的参考标准。施工期间，要减少爆破对围岩造成的影响，除了采用喷射混凝土、锚杆网、钢支撑等强力加固措施外，还需预先消除应力，同时依据监测数据
及时进行二次衬砌施工，并且完成成环封闭，这对隧道的安全建设非常有益。在处理高地应力地质隧道时，采用“五台阶三部开挖法”进行挖掘，爆破环节则运用减振光面爆破技术。施工环节主要运用到的设备包括凿岩台车和喷锚台车。凿岩台车构造复杂，包含多个功能单元，具体有钻具、驱动装置、车体、平台框架、支撑机构、水压动力、油压传动以及控制装置等组成部分，这些部件协同工作，确保设备稳定运行，动力单元是核心，车体提供基础支撑，平台框架是主体结构，钻具负责钻孔作业，驱动装置控制前进动作，支撑机构保持平衡，水压动力负责供水，油压传动负责液压操作，控制装置实现远程操控，锚杆台车专门用于隧道建设，主要作用是加固围岩，保障施工安全在必须使用锚杆加固的区域，采用锚杆专用设备实施钻孔作业,接着进行浆液灌注,然后安放锚杆,整套流程都由该设备承担,下图展示了锚杆设备的构造图。锚杆
台车包含台车底盘、大臂、锚杆机头等部件。混凝土喷射机有干喷和湿喷两种作业模式。干喷模式下，先使用搅拌设备将骨料和水泥干式混合均匀，然后倒入喷射设备料斗，同时掺入促凝剂，通过压缩空气将混合物料输送到喷嘴，在喷嘴位置加水后喷射到岩面。湿喷模式下，水在搅拌设备中预先混合，喷射设备输送的是已搅拌均匀的混凝土浆料，促凝剂在喷嘴处添加。喷混凝土作业中，喷射机扮演着核心角色，此设备有干式与湿式两种类型，隧道衬砌模板台车则用于隧道内衬砌施工，它由一个台车和若干套钢模板构成，钢模板以型钢构成支撑框架，表面覆盖钢板构成外部结构，配备有收拢装置，台车上的电动液压系统负责模板的树立和拆卸工作模板和台车是分开运作的单元，每一段衬砌浇筑混凝土完成时，台车能够与模板分离，衬砌的混凝土由模板承担
支撑结构，台车收拢后方已浇筑完成可拆除的模板，再由电平车拖曳，穿过已安装的模板，驶向前方待浇筑区域实施立模操作。1-模板；2-台车；3-托架；4-垂直油缸；5-侧向油缸；6-液压操纵台；7-电动机；8-油箱；9-作业窗 全断面隧道掘进机全断面隧道掘进机是用于岩体中开凿隧道的设备。这种设备依靠机械方式切割岩石，刀头尺寸与隧道开挖直径相同，因此得名全断面开挖，并且能够边掘进边排土。它的作业直径通常为21米，最大能达15米。能够处理的岩石抗压强度一般不超过20200兆帕，极限情况下可接近300兆帕。六、高地应力地质隧道质量验收标准与方法六、高地应力地质隧道质量验收标准与方法1、隧道门坡面
17、仰坡的开挖界限和大小，要依照设计规范执行，隧道门两侧的边坡和仰坡的开挖界限和大小，也要依照设计规范执行。检查的次数：施工方和监理方都要全面检查。检查的方式：核对设计图纸，进行观察，使用尺子测量。隧道门两端的端墙、翼墙以及挡土墙底部的地基承担能力，必须满足设计规范的要求。检测次数方面，建筑方每个出入口至少勘测三个位置，若出入口岩石土壤分布不均需相应增添勘测点，监理方则需参与至少一个位置的检测过程，检测手段上，建筑方以静力触探或标准贯入方式勘测，必要时会实施载荷试验，监理方则需审核所有勘测记录并参与见证检测环节。洞口工程砌筑所用的砂浆，需要依据材料特性、砂浆的技术指标以及设计规范来设计配合比，还要通过适配实验进行调整，最终确定下来。砂浆配合比的设计，试件的制作，养护过程，以及抗压强度的取值，都应该
需满足铁路混凝土与砌体工程品质评估规范（TB104242003）附件E的条款。检测频次：承建方针对相似种类、相同标号的砌体砂浆，应实施一次砌体砂浆配比方案制定；监理方需核查配比选择文件。3、通道砌筑施工中，所用砌体砂浆的标号必须符合设计指标。检测砌体砂浆标号的试块，须在搅拌设备卸料处随机取样制备。检测批次划分标准，相同种类且强度级别一致，每100米算作一组，不足100米的也计为一组，每个施工地点每组只检测一次；监理方需核查试验报告。检测流程，施工方负责执行砂浆强度测试，监理方核查砂浆强度测试报告，同时实施见证取样检测或平行检测。洞口部位砌体，其灰缝大小、分布情形以及砌筑手法，须符合表4.3.9中的条款。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验
采用查看和测量手段。砌体工程完成后要立刻覆盖，持续洒水维持湿润，在正常气温条件下，养护时间需达到七天以上。检查工作由施工方和监理方共同实施。检查方式以目测为主。沉降缝、排水孔、过滤层的布局和数量必须符合设计标准。检查工作由施工方负责。检查方法包括观察、测量和数量核对。钢筋的初始材料运抵时需满足本标准第7.3.1条的要求。钢筋的种类、等级、尺寸和数量必须符合设计上的规定。检查工作由施工单位和监理单位共同负责完成。检查时采用查看和用钢卷尺测量两种方式。七、高地应力地质隧道施工质量管理控制要点七、高地应力地质隧道施工质量管理控制要点 审核要点隧道施工场地总体布局图设计审核要点隧道施工场地总体布局图设计：施工场地规划需依据工程体量
施工组织的具体安排要依据工程期限、地貌特征、废料堆放地点以及取水位置等要素，采取顺应自然、最大限度地利用地貌、科学规划、整体协调的方式实施，同时需满足以下条件：首先，以隧道入口的工作区域作为建设区域的核心，该区域应预先进行规划，分阶段实施，并尽量减少与既有道路的交叉和妨碍；其次，在长隧道的外部区域，需要设置用于大型机械设备的安装、维护以及存放的专用区域。生产设施需紧密排列，仓储区域须邻近道路且配备专用铁路线，确保物流通畅。大宗物料如砂石等，以及施工用具和废旧物资，都要规划妥当的堆放区域。居住区与医疗、办公场所应邻近设置，不良地质路段的隧道上方，禁止建造房屋、高压水塔等设施。交通捷径、作业区域路径以及应急排涝构筑物等，需要整体设计，确保分布得当，构成体系
危险品库房需依照相关规范执行报备手续，审查开工前的各项准备工作，核准开工申请文件。针对地方材料的应用实施严格把关，包括审查进场材料的质量凭证，确保建设单位供应的材料证明文件完整，同时核查施工单位自行购买材料的采购协议副本及生产厂商的资格证明文件。采用目测、取样化验或对比测试等方法，依据现行“验标”标准对成品进行查验确认。核实材料储存状况。须施工单位清晰标注材料到货日期、供货地、体量、组别、品类、尺寸及检测记录。高地应力环境里，软岩抗压能力不足，容易产生大范围开裂变形，需要责令施工单位执行以下方法：(1)选用
预先实施爆破，以减少对围岩的干扰，尽可能维持其固有的承重功能，这是关键措施之一，需要特别注意，确保效果，这是基础，必须做好，这是保障，要严格执行，这是前提，必须到位，这是重点，要抓好，这是核心，要落实，这是关键，要把握，这是基础，要夯实，这是保障，要落实，这是前提，要确保，这是重点，要推进，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要完善，这是前提，要优化，这是重点，要提升，这是核心，要推进，这是关键，要落实，这是基础，要夯实，这是保障云开·全站体育app登录，要确保，这是前提，要到位，这是重点，要抓好，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要落实，这是前提，要优化，这是重点，要推进，这是核心，要完善，这是关键，要把握，这是基础，要夯实，这是保障，要落实，这是前提，要确保，这是重点，要抓好，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要完善，这是前提，要优化，这是重点，要推进，这是核心，要落实，这是关键，要把握，这是基础，要夯实，这是保障，要确保，这是前提，要到位，这是重点，要抓好，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要落实，这是前提，要优化，这是重点，要推进，这是核心，要完善，这是关键，要把握，这是基础，要夯实，这是保障，要确保，这是前提，要到位，这是重点，要抓好，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要落实开yun体育app官网网页登录入口，这是前提，要优化，这是重点，要推进，这是核心，要完善，这是关键，要把握，这是基础，要夯实，这是保障，要确保，这是前提，要到位，这是重点，要抓好，这是核心，要实施，这是关键，要执行，这是基础，要巩固，这是保障，要落实，这是前提，要优化，这是重点，要推进，这是核心，要完善，这是关键，要把握高地应力地质隧道施工安全工作需遵循国家相关法规与标准，严格依照隧道及附属工程的建设技术规范、安全操作准则和设计规范开展作业。要深刻落实“安全放在首位，防止事故发生”的原则，强化生产安全管理，施工队伍和班组必须选派工作责任感强的成员担任专职安全监督和志愿安全监督。临时建筑，绝对不能占用通道以及安全防护等设备，而且必须满足防火、防尘、防爆、防洪、
施工时需注意安全防护与文明作业规范。场地照明必须充足,消除光线盲区。所有人员进入作业区要按规定佩戴安全防护头套,操作人员不能穿软底易滑的凉鞋或硬质高跟鞋。两米以上的高空作业人员必须系好安全绳,锁紧保险装置。进出工作面要详细记录人员信息。特殊岗位人员必须持有合法执业资格证明方可操作。施工期间，工作人员务必专注工作，禁止嬉戏打闹。严禁酒后参与工作。现场临时用电线路，务必遵循国家相关施工用电安全规范，非专业电工不得随意架设电线或连接电源。配电系统施工方案，要求设置总配电箱、分配电箱以及开关箱，所有这些设备均需上锁，由专职电工负责保管钥匙。实施分级供电。配电箱中需要配置触电保护装置，该装置必须满足GB6829-86的技术规范。
电动机械和手持电动工具的安全配置必须满足国家相关标准和技术规范，在实施保护接地的同时，需要依据规定安装漏电保护装置，危险且潮湿环境的照明以及手持式照明设备，必须使用符合安全规范的电压等级，隧道掘进工作要严格依照设计要求实施支护和衬砌，确保施工安全稳定可靠。风力水力电力管线以及照明装置要规范安装，布局要规整，方便使用，确保安全稳定。大型机械和运输车辆要注重安全，操作人员必须持有效证件，时刻保持充沛体力和高度责任心，保障人员生命和设备安全。在高层或者悬空等特殊地带，需要专门人员引导，或者系好安全带。地下隧道内的通风设备要经常维护，保证随时可以正常送风，一旦出现停电停气情况，作业人员要迅速撤离。施工场地内的各类机具、装置、构件、物料、装置等，需依据建设规范进行摆放，确保作业环境干净、有序，满足安全作业标准。非作业人员严禁进入工地，施工所用的沟壑、坑洞、水池、斜坡等区域，必须设置护栏、照明设备和警示标识。作业场所必须配备消防设备，并储备充足且有效的消防器具。水源、电源、火源等关键部位，须指定专人管理。所有设备不得随意操作。废弃物、废水需依照规范进行收集、排出，一旦察觉风险或遭遇意外，务必即刻向指挥部门通报。
