中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司四川成都610213
摘要:随着社会经济的发展,水利水电项目在社会上的地位越来越高,兴修水利水电项目能够为民造福,但是在工程施工阶段,常常会面临很多安全隐患,所以现场安全生产管理非常有必要。文章以某工程为例,详细讲述了该工程的施工方案与流程,以及洞挖施工方法及工艺,最后阐述了现场安全管理的具体办法。
关键词:水利水电;建筑项目;安全管理;策略分析
本工程硐室项目包含引水隧洞、调压井、1#、2#作业支洞和下平洞,共计是5条。引水隧洞处在上马蒂河右侧,引水隧洞长是4336米,平洞是4230米,竖井深为106米,隧洞起始桩号0+000、终点桩号4+230。洞线于平面分布上采取“绕沟”形式分布,隧洞由沟谷底部基岩内通过,设立3个转折处。引水隧洞埋在山体内,垂直最浅埋深是49.5米,垂直最高埋深是360米。上、下平洞有5种施工断面,最大施工半径(Ⅴ类围岩)2.75米,最小施工半径(下平段)1.7米。
1、工程施工条件
1.1地质条件
该工程的隧洞入口处在马蒂河右岸,该处是千枚岩与页岩悬崖,倾于上游(东北)。
引水隧洞顺河道右侧山体分布,隧洞沿途穿过两类不同的岩石,分别为千枚岩区,石英岩与砂质千枚岩互层区。千枚岩,石英岩与砂质千枚岩互层占据全线总长的80%,石英岩路段是隧洞总长的20%。隧洞沿途含有最少两种密集断裂带与剪切带。
隧洞出口处在厂房部位,厂房部位处台地是覆盖层,有无粘性、中等固结冲积、坡积土层,并含有砂卵砾石与巨石,在岩性上包括石英岩与片麻岩混合砂和粘土。按照钻孔显示,冲积沉积层的厚度为15米之内[1]。洞沿线的岩层强度是软~坚硬岩石范围。岩石微风化至弱风化,通常在沿途的小溪流内有显示。
1.2项目量
引水隧洞施工项目量如表1所示。
表1项目量表
1.3引水洞基本特征
①地下作业存在很大的未知性,施工难度大。②本项目6~9月是雨季,为保证洞内安全工作,隧洞出入口要建立临时挡水围堰,且入场道路狭小、坡陡弯急,6-9月施工会影响材料输送[2]。③隧洞入口施工面和进水前池作业、隧洞出口和厂房建设、1#、2#支洞到主洞后包括两个作业面处理,平洞内建设也要考虑调压井和竖井施工,砼衬砌采取底拱和边顶拱分开处理,并穿插灌浆。同个作业面不一样的工序穿插,作业分布困难,阻碍大,要做好协调工作。
2、操作方案和流程
2.1操作方案
隧洞设立出入口、1#、2#作业支洞共六个施工面展开隧洞开挖和支护建设。
隧洞洞口边坡建设结合隧洞各处洞口的地质条件,优选操作方案。岩石边坡通过手风钻造孔,逐层爆破施工,反铲辅助自卸车除渣,土质边坡利用反铲施工,并辅助自卸车出渣。
平洞段施工采取全断面爆破处理,爆破孔利用YT28气腿钻操作,钻孔采取湿钻。爆破利用电雷管,炸药选择乳化炸药。出渣选择扒渣机、微型液压反铲辅助3吨自卸车除渣运往渣场,洞体是圆形断面,为确保洞内车辆运行安全和洞内排水顺畅,洞中底板留置60厘米厚度的石渣,构成3.4米宽的工作道路,等隧洞开挖结束后再彻底清理[3]。平洞段作业平台选择φ48钢管搭建。调压井与竖井选择反井钻机构成φ1.4米的导井,然后利用Y28手风钻从上到下逐层开挖与支护。石渣于平洞段采取2~3m3装载机和反铲配3~5吨自卸车除渣。此外,支护作业伴随开挖进行,选择Y28手风钻打孔,湿喷机展开喷护作业。
2.2施工流程
洞内施工流程如图1所示:
图1隧洞开挖、支护操作流程图
3、洞挖操作方式
3.1洞口段明挖操作方法
隧洞出入口边坡施工与支护处理,详见《首部枢纽开挖与支护施工》、《厂房开挖与支护施工》。
3.2洞体开挖操作方法
(1)Ⅱ、Ⅲ类围岩石方洞施工与支护流程如图2所示。
图2Ⅱ、Ⅲ类围岩石方洞施工与支护作业流程图
(2)工作方法
①引水隧洞和作业支洞交叉口处理、错车道、旁洞:包括1#、2#作业支洞与引水隧洞的交叉段,洞中车辆交叉、调头旁洞。交叉洞口施工根据“锁口、挖掘、支护”步骤处理,支洞施工支护结束后再挖掘主洞。操作程序及工艺为:首先,锁口锚杆。从支洞至主洞,朝上下游施工主洞前,先要在支洞侧墙、顶拱以及支洞口附近实现锚杆锁口,锚杆选择Φ20~25、L为2~3m@1.5米左右[4]。其次,岔口施工。锁口锚杆结束后,就朝上下游挖掘主洞,主洞采取全断面开挖,选择短进尺、密钻孔,周围光面管理爆破。开挖利用YT28气腿钻施工,利用2~3m3装载机运输,3~5吨自卸车运往临近的渣场。
②引水隧洞处理方法:首先,上平段和下平段的施工。当前,设计断面是圆形断面,它的上平段典型施工断面直径是4.7~5.5米,其下平段施工断面直径是3.8米,利用YT28气腿钻打孔、手工装药、整断面光面爆破法处理。出渣采取2~3m3装载机运输、扒渣机和小反铲,3~5吨自卸车运往临近的渣场。底部留渣60厘米高度做为施工出渣运送、支护和砼浇筑的通道(见图3)。
图4洞体挖掘错车道结构图
其次,竖井段施工。竖井段施工利用反井钻机LM-200挖掘φ1.4米的导井,然后从上到下扩挖井体,一次施工成型。导井出渣利用2~3m3装载机运输,3~5吨自卸车运输。
5、施工控制策略
5.1施工测量管理
做好测量管理工作,保证各作业控制点布孔精准无误。钻孔位置要根据测得的中线、腰线和开挖轮廓线决定;光爆孔要在断面轮廓线上打孔,严格控制钻孔方位。
5.2爆破管理
(1)布孔、打孔:严格根据爆破设计来打孔,孔深、孔斜维持在标准范围以内。
(2)装药、联网:爆孔的装药、堵塞与引爆线路的连接,并严格根据爆破图要求处理。
(3)爆破警戒:爆破要提前半个小时警戒,每次装药连接结束后,要让洞内全部员工及机具设备远离至安全区域,并在通向爆破位置的各个岔洞口配备警戒人员后才能引爆。
(4)爆破除烟、防险:随时保护洞中的通风设施,确保其正常运转,并采用检测仪检查洞中空气质量,保障洞中通风与空气质量满足规定要求。爆破结束后,要经过爆破者进到洞中检查是否有瞎炮,及让专职安全者对顶拱及侧墙进行了查看,排除险石后洞中通风满足规定要求后才能开始出渣作业。出渣结束后,重新由专职安全者及清撬人员对洞顶与洞壁展开完全的检查与清撬处理,确认没有安全隐患后才能进到下一环节钻孔处理。
6、工程质量保障对策
6.1洞挖质量管理
一方面,科学规划钻孔爆破,主要包含:掏槽方法、炮孔分布、装药量、装药系统、炮孔堵塞模式和起爆方法以及顺序等,再结合爆破设计描绘爆破图,并在实践中逐渐优化;另一方面,观测与了解围岩的变形状况,采用恰当的支护时间并检验支护质量,合理使用岩石本身的承载性能,保障洞室围岩安全。
6.2支护质量管理
其一,锚杆根据设计标准布孔,锚杆的长度、岩层角度和外露长度都要满足设计要求。其二,锚杆验孔、灌浆,发现不达标锚杆立即补打。其三,喷砼标号通过实验室统一决定,并根据统一标准实施,强度、厚度通过实验室集中检测。
7、施工安全保障策略
7.1爆破安全管理
①严格根据《爆破安全规程》等相关安全规程、标准和现场相关爆破规定等处理。③洞外明挖起爆时,道路要提前半小时断路,炮响半小时并通过检查没有危险后才能通行。③工作人员都要佩戴安全帽。高空施工要系好安全带。动力线要通过导电障碍物时,应当采用密封电缆和用绝缘材料裹住,避免漏电伤人。④各个施工区均挂相应的规则牌,安排安全员认真监督,使得人人主动遵守。
7.2锚杆安全管理
①在施工中,出现的事故多是由于塌陷、危岩、支护位置脱落、脚手架倒塌以及高空掉落等。为保证锚杆安全,人身观察,及时发觉危险征兆,并采用科学的安全技术方法。②在注浆之前或完成之后,仔细检查、清理机械管道与接头,检查后还要通过试运转才能正式作业,避免出现严重振动、管道堵塞情况。当出现注浆管路和接头堵塞时,要在消压以后才能拆卸及维修。
参考文献:
[1]高宪海.水利水电工程建筑施工现场安全管理分析[J].农业科技与信息,2018(17):78-79.
[2]张浩.直觉模糊理论在水利工程施工安全评价中的研究与应用[D].华北水利水电大学,2018.
[3]谭素春.浅析水利水电工程建筑施工现场安全管理[J].技术与市场,2018,25(04):198-199.
[4]徐刚,阳小东.水利水电工程施工现场安全管理对策探讨[J].中国安全生产科学技术,2017,13(S2):135-138.