新建铁路隧道下穿天气管道安全施工技术方案.doc

新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案 一、工程概况 　　 图1.1天然气管道过隧道顶部的横断面 　　外岙一号隧道位于浙江省慈溪市茶亭南外岙自然村。隧道起讫里程：DK111+345～DK111+494，全长149m。经过现场勘查，在外岙1#隧道山顶有一直径Ф30cm的慈溪天然气管道，该段天然气管道设计压力为4Mpa,管道在隧道线路里程DK111+410,方向大致与杭甬客专线路方向垂直。管道在山顶埋深约1.2m，距离DK111+410隧道断面洞顶垂直距离约14m（附断面图）。进出口距离管道的距离分别为65m和84m。 　　外岙一号隧道位于剥蚀低山丘陵区，相对高差约60m，自然坡度15°～30°，植被发育，主要为杨梅树林。 　　围岩分级：Ⅴ级围岩129m，Ⅳ级围岩20m。 　　二、施工技术方案 　　根据国务院2001年第313号令《石油天然气管道保护条例》：第二十六条 违反本条例的规定，在管道中心线两侧或者管道设施场区外各50米范围内禁止爆破。 　　因此，外岙1#隧道在施工中，大于50m范围以外采用控制爆破，孔深控制在0.75-1m，周边眼单孔装药量控制在0.1kg/m，断面开挖取0.15kg/m。严格控制装药量，控制隧道安全震动速度小于1cm/s。 　　距管道距离小于50m范围不采取任何爆破作业，采用钻孔灌膨胀剂再用凿岩机进行开挖和破碎岩石的施工方法。 　　进入天然气管道下部施工前，考虑到隧道开挖后可能会产生地表沉降，影响天然气管道的安全。因此，设计方案采取钢桁架悬吊天然气管道的方案施工，确保隧道在开挖过程中管道不因地表沉降而受到影响。 　　三、主要的施工方法和施工工艺 　　㈠岩石破碎方法及施工工艺 　　由于在50m范围内不能采取炸药爆破的方式进行开挖作业，因此为了天然气管道的安全，我们采用两种方案进行开挖：一：钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行开挖和破碎作业；二：当遇到比较破碎的岩层，灌注膨胀剂迫裂的效果不理想，采取人工风镐配合破碎机进行开挖。 　　迫裂法作用机理：膨胀剂灌入孔中，发生水化反应，放热、固结、体积膨胀，对孔壁施加压力，将孔壁外的岩石破裂。 　　1、主要工艺流程 　　⑴炮孔布置 　　膨胀剂迫裂法布孔参数如下： 　　炮孔按梅花形排列，以利于把岩石破碎成小块，见下图3.2 图3.2爆破布孔图 　　⑵孔距 α=Κ×d，d为孔径，k值按下表选取 ??????????????????????? 混凝土的K值（孔径≤50mm）????????????? 表1 混凝土种类 含筋率/kg.m-3 标准k值 素混凝土 无 10～18 说明：把岩石视作混凝土来考虑，标准值先选取，视破碎情况做调整 　　⑶最小抵抗性和排距是介质强度、自由面状况、孔径的函数，一般可参照下表选取 　　最小抵抗线值??????????????????????????? 表2 破碎对象的名称 W值/cm 破碎对象的名称 W值/cm 软岩 40～60 中、硬质岩石 30～40 　　⑷孔深L=αΗ,H为被破碎体高度，α为经验系数，对厚岩α=1.05 　　⑸每米炮孔装填量及参考单耗，见下表 ????????????????????????????????? 每米炮孔用药量?????????????????????????? 表3 孔径/mm 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 用药量/kg.m-1 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 3.0 3.3 ????????????????????????????? 单位体积破碎用量??????????????????????????? 表4 介质种类 破碎剂用量/kg.m-3 备? 注 软质岩石破碎 8～10 全断面每延米需要2100kg，按109m暗洞计算，整个隧道要228吨膨胀剂。 中质岩石破碎 10～15 硬质岩石破碎 12～20 　　⑹膨胀剂迫裂法装填及养护工艺如下： 　　①拌料? 散装粉状膨胀剂，严格按选定水灰比，一般控制在0.28～0.33用人工或手提式搅拌机拌匀，搅拌时间不超过1min，搅拌好后马上装入孔中。筒装膨胀剂只需将之放入盛水容器中浸泡直到不发生气泡为止，一般4～5分钟即可。 　　②装填 搅拌好的浆体必须在5～10min内装完，然后用塞子封口。 　　2、安全注意事项 　　因膨胀剂对皮肤有腐蚀作用，要避免直接接触，沾上要立即用清水洗净、装填作业时，装填人员要戴防护眼镜，作业人员避免进入已装填好的区段，以防喷孔伤人。 　　㈡围岩支护方法及工艺 　　1．开挖方式 　　隧道的施工方法与支护参数及辅助施工措施密切相关,根据监控结果合理调整支护参数,从而确保施工安全及天然气管道的安全。 　　外岙一号隧道隧道主要以