新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术的方案.docVIP

新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技术方案 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/mm3032343638404244464850 用药量/kg.m-11.11.31.51.71.92.12.32.52.73.03.3 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Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，Ⅳ级围岩共长20m、Ⅴ级围岩共长129m。 Ⅴ级围岩开挖采用CRD法，Ⅳ级开挖掘进方法采用三台阶七步开挖，开挖掘进的方式全部采用凿岩机对隧道断面内的岩层进行机械破碎，装载机装碴，自卸车辆进行运碴出碴。 机械开挖掘进中坚持短进尺、强支护、勤量测、紧衬砌、快封闭的原则。 2.支护方法 2.1.为保护洞顶天然气管道，施工中注意事项: 2.1.1.隧道施工应坚持机械掘进、短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。开挖进尺严格控制在50cm，严禁塌方发生。 2.1.2.开挖方式均采用机械开挖，不采取爆破。 2.1.3.工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。 2.1.4.当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调