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關(guān)鍵詞:大口徑管道;施工技術(shù);吊裝安全
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
1前言
作為城市基礎(chǔ)建設(shè)重要組成部分的城市供水項目建設(shè),大口徑供水管道一般是作為渾水管以及出廠總管而鋪設(shè)。大口徑供水管道在施工中,其施工技術(shù)和吊裝安全,又成為項目施工的重要事項。多年來,隨著城市化進程的加快,城市人口不斷增多,城市范圍不斷擴大,大幅度增加了相關(guān)的交通壓力、道路擴建和基建項目施工,使得城市供水管道安裝工程量大幅增加。特別是一些配套工程,相關(guān)管線的標高和管位錯綜復(fù)雜,這給供水管道安裝造成相當(dāng)大的難度。這就需要在大口徑管道施工中,嚴格遵守相關(guān)法律法規(guī),按照施工圖紙,精心組織,合理施工確保施工安全,保證項目建設(shè)符合要求。這里,我們特別討論一下大口徑供水管道安裝施工的技術(shù)和管道吊裝的安全方面的問題。
2.大口徑供水管道施工的技術(shù)要求
2.1制定合理的施工組織設(shè)計
施工組織設(shè)計是對施工活動進行科學(xué)管理的重要手段,它具有戰(zhàn)略部署和戰(zhàn)術(shù)安排雙重作用。它體現(xiàn)了實現(xiàn)基本建設(shè)計劃和設(shè)計的要求,提供了各階段施工準備工作內(nèi)容,協(xié)調(diào)施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。合理的施工組織設(shè)計是工程施工的關(guān)鍵。大口徑供水管道現(xiàn)階段常用的材料為PCCP鋼筒砼管和鋼管,現(xiàn)在我們以這兩種管材經(jīng)行討論。
2.2施工工藝流程
PCCP鋼筒砼管:測量放線監(jiān)理驗線運管溝槽開挖、修整基礎(chǔ)處理管道安裝泵驗接口外封回填接口內(nèi)封沖洗
鋼管:測量放線監(jiān)理驗線運管溝槽開挖、修整基礎(chǔ)處理管道焊接安裝外防腐回填泵驗內(nèi)防腐沖洗
2.3施工技術(shù)措施
2.3.1、測量放線:放線前應(yīng)充分熟悉圖紙及設(shè)計變更。放線時放好三條線,一條管道中心線及兩條作業(yè)區(qū)外邊線,每次放線完畢后請設(shè)計驗線,填寫施工放樣報驗單,簽字同意后方可開挖。同時,復(fù)核沿線水準樁,必要時引測臨時水準點,并做好原始地坪標高記錄。
2.3.2、溝槽開挖:在溝槽開挖前應(yīng)充分了解各管段的地下水位和土質(zhì)情況,已有地下管道與施工管線有關(guān)或交叉的具置,地下各種電纜的具置,施工管道與已建的管道、構(gòu)筑物銜接的平面位置和高程校對等,以便合理的采取相應(yīng)的措施。
2.3.3、管道安裝及內(nèi)外防腐
鋼筒砼管
①管道基礎(chǔ)處理好后即可下管,在管道下溝前應(yīng)逐根檢查是否有損壞現(xiàn)象,尤其在承插口處,如承插口處受損將會直接影響到管道接口的嚴密性,嚴重時要杜絕使用。
②管道下溝前應(yīng)做好試吊工作,確定好重心,讓插口一端略向下斜,以利于安裝。管道起吊時將由專人負責(zé)現(xiàn)場指揮,吊車動作需平穩(wěn),輕放至溝底,嚴禁與堅硬物體相撞,以免破壞管道預(yù)應(yīng)力鋼絲保護層。
③管道吊至溝底時,由專業(yè)管道工安裝橡皮圈,橡膠圈套上去后要用螺絲刀繞兩圈,以使橡皮圈均勻,無扭曲翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象,安裝完后在橡膠圈及承口涂上油,以減小拉進阻力,防止膠圈損壞。
④管線方向可利用吊裝鋼絲繩來控制。管道借轉(zhuǎn)角度不超過0.35度,接口間隙控制在2.0cm左右,管道安裝好后應(yīng)立即作做泵氣試驗,合格后方可再排下一節(jié)管道,泵氣結(jié)果應(yīng)記錄在冊。
⑤管道內(nèi)外封:
外封:先將帶鉛絲的蛇皮布理順、綁緊,用水潤濕縫口,再用1:2水泥砂漿從管道一側(cè)灌注,為使灌漿密實,可預(yù)先在蛇皮布里設(shè)一鉛絲,灌漿時來回扯動。當(dāng)一側(cè)所灌砂漿從另一側(cè)冒出時可證明管底已經(jīng)灌滿,灌滿頂部后澆水養(yǎng)護。另外,避免在冬季夜間氣溫較低時灌漿,冬天灌漿后應(yīng)覆以泥土、草袋等防凍。
內(nèi)封:在試壓孔用螺栓、墊片密封后接頭內(nèi)部凹槽亦采用1:2水泥砂漿勾縫,整平如管內(nèi)面。內(nèi)封應(yīng)在回土密實后進行。
鋼管:
①鋼管焊接嚴格按GB50268-97規(guī)范執(zhí)行,焊條應(yīng)符合其化學(xué)成分,機械強度應(yīng)與母材相同且匹配,同時必須放入烘箱內(nèi)烘干后置于保溫筒中隨時取用。
②埋地管焊縫30%抽檢超聲波探傷,頂管、橋管及倒虹管焊縫100%探傷。焊工必須持證上崗,焊接遍數(shù)外三內(nèi)二,焊接坡度60±5,當(dāng)工作環(huán)境的風(fēng)力大于5級,雪天或相對濕度大于90%,室外溫度低于5℃時應(yīng)采取保護措施施焊。焊接接頭表面嚴禁有氣孔、裂紋、夾渣、咬邊等缺陷,其咬邊深度不超過0.5mm,咬邊長度不超過焊逢全長10%,且不大于100mm。
③鋼管內(nèi)防腐采用1:2水泥砂漿,保證15mm厚度。水泥砂漿襯里的施工,必須在管道鋪設(shè)完畢、試壓合格并按設(shè)計要求覆土夯實后進行。襯里施工前,管內(nèi)壁必須進行清掃,除去松軟的氧化皮、浮銹、泥土、油脂、焊渣、污染物等。襯里施工時,管內(nèi)壁不得有結(jié)露和積水。外防腐首先用敲銹榔頭除掉管道表面上的厚銹和焊接飛濺,然后使用鋼絲刷、砂布、鏟刀等手工工具,刮或磨,除掉管道表面上所有松動的氧化皮、疏松的銹和疏松的舊涂層。除銹后,管身上的水、泥、油污等贓物清洗干凈后方可涂底漆。底漆涂刷要均勻完整,無空白,無凝塊和流痕。
3.大口徑供水管道吊裝的安全事項
起重作業(yè)具有較大的技術(shù)性,作業(yè)過程中有很大的復(fù)雜性與靈活性,稍有差池,就有可能產(chǎn)生事故。因此,起重作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)認識到:安全技術(shù)是專業(yè)技能的重要內(nèi)容,安全技術(shù)反應(yīng)出很強的專業(yè)特點。因此吊裝過程,無論巨細粗精,對安全技術(shù)都要嚴格要求。這對于保障自己以及他人在生產(chǎn)過程中的安全與健康,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,實現(xiàn)安全生產(chǎn),具有非常重要的意義。
大口徑供水管道施工中,其中吊裝一般采用汽車吊或履帶吊。汽車吊裝適合于管道位于已建道路或硬化場地,如無以上條件,在野外施工時一般采用敷設(shè)鐵板,汽車吊于敷設(shè)的鐵板上進行吊裝,這就要一邊施工一邊翻吊鐵板。在這過程中,需要吊裝人員以及司吊人員密切注意旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)人和物的安全。履帶吊的適用范圍相對廣泛些,但也要注意以上安全隱患。所以吊裝過程中要求:
第一,作業(yè)場地面必須堅實平整、不得下陷,整機保持水平,否則容易引起傾覆。具體作業(yè)中應(yīng)注意:①不要太接近開挖的溝槽邊緣或軟弱的路肩。②對不堅實的地面,應(yīng)夯實并敷設(shè)符合要求的墊板;地面不平時,應(yīng)設(shè)法整平。③吊車不作業(yè)時,一定要停放于水平而堅實的地面。
第二,吊裝過程中要堅持“十不吊”原則:(1) 信號指揮不明不準吊;(2)斜牽斜掛不準吊;(3)吊物重量不明或超負荷不準吊;(4)散物捆扎不牢或物料裝放過滿不準吊;(5)吊物上有人不準吊;(6)埋在地下物不準吊;(7)安全裝置失靈或帶病不準吊;(8)現(xiàn)場光線陰暗看不清吊物起落點不準吊;(9)棱刃物與鋼絲繩直接接觸無保護措施不準吊;(10)六級以上強風(fēng)不準吊。
施工過程中,要注意由吊車與溝槽的距離不宜過大,距離過大會引起吊距不夠,如果采用大級別吊車又會引起不夠經(jīng)濟。大口徑供水管道,由于直徑大,所以一般溝槽較寬、較深,如果地質(zhì)條件較差,會引起塌方,這給吊裝的吊車造成極大的隱患,稍不注意,就會引起吊車傾覆,造成極大損害。因此,吊車的選用需經(jīng)過計算,通盤考慮,合理選用。
4.小結(jié)
大口徑給水管線猶如人身體中的大動脈,如果施工技術(shù)不到位,管理不到位,或吊裝安全注意不夠,就有可能影響到工程質(zhì)量,影響到施工安全,甚至可能造成重大損失。因此,必須做好施工組織,正確、熟練地應(yīng)用施工技術(shù),做好大口徑管道吊裝,保證吊裝安全,確保施工順利,高質(zhì)量完成施工任務(wù)。
參考文獻
吳迪:給水管道施工中大口徑鋼管碰接方法[J],給水排水,2004(10)
【關(guān)鍵詞】長輸 管道 施工 安全 防范措施
1 管溝開挖施工注意事項
(1)開挖管溝前,應(yīng)對地下設(shè)施如光纜、管線等進行充分調(diào)查,在光纜、管線等兩側(cè)6米范圍內(nèi)應(yīng)用人工挖溝方式,避免挖斷光纜和管線等設(shè)施。
(2)發(fā)現(xiàn)文物后應(yīng)立即停止挖溝,并向地文物管理部門報告,遇可疑爆炸物必須上報公安機關(guān)處理,并迅速撤離施工現(xiàn)場。
(3)挖掘機旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)禁止站立非施工人員。
(4)給挖掘機加油時,應(yīng)有防油落地措施。
(5)應(yīng)按管溝設(shè)計坡比開挖管溝。
(6)土堆距管溝邊緣不應(yīng)小于0.5m,堆積高度不應(yīng)超過1.5m。
(7)管溝上方有凸出物或其他易脫落、易滾落的石塊等,應(yīng)在開挖前處理掉。
2 管材運輸過程的注意事項
(1)運輸管材時,不應(yīng)隨便碾壓作業(yè)帶以外的土壤、植被等。
(2)應(yīng)將管材捆綁牢固,轉(zhuǎn)彎應(yīng)限速,盡量避免急剎車。
(3)所有施工機具和設(shè)備在行走、吊裝、裝卸過程中其任何部位與架空電力線路的安全距離應(yīng)符合表1的規(guī)定。
(4)管材裝車高度:專用拖管車不得超出拖車立柱高;一般拖車不得超出車廂高的1/3,總體高度不超過3m。裝車寬度不得超出立柱或車廂的寬度。裝車時管材下應(yīng)放軟墊,以保護防腐層和防止管子滑動。
(5)起重工和吊車司機作業(yè)前必須規(guī)定唯一指揮信號方式,作業(yè)時配合默契。
(6)隨時檢查吊鉤和鋼絲繩,發(fā)現(xiàn)有破損并超過規(guī)定要求立即更換。
(7)大風(fēng)、雨、雪天氣禁止在野外裝車、卸管和倒運設(shè)備。
(8)設(shè)備倒運前必須制定行車路線,避免刮碰低矮橋梁和公路上方電纜、電線等。
(9)設(shè)備裝車前必須在拖車前后放置安全警示牌,由專人負責(zé)安全監(jiān)護,設(shè)備上拖板時拖板兩側(cè)嚴禁站人。
(10)設(shè)備、材料裝車后必須放置枕木、擋板等固定,防止設(shè)備、材料在運輸過程中滑動,發(fā)生危險。
(11)倒運設(shè)備過程中,設(shè)備駕駛室內(nèi)嚴禁坐人。
3 管道組對、焊接施工注意事項
(1)對口時必須有專人指揮。
(2)任何人不得站在兩管口之間,不應(yīng)將手指等身體部位置于兩管口之間。
(3)使用專用對口工具。
(4)使用內(nèi)對口器時,氣泵的轉(zhuǎn)動部位應(yīng)有防護罩。
(5)內(nèi)對口器行走時,應(yīng)認真觀察行走所到達的位置,做到準確控制停在管口處,防止內(nèi)對口器滑落傷人。
(6)裝卸外對口器時,應(yīng)注意配合,防止砸傷人員。
(7)使用吊管機吊管對口時,吊帶應(yīng)吊在鋼管中間。
(8)使用支架、倒鏈吊管對口時,不得使用有彎曲變形的支架。
(9)指架的底座支撐面應(yīng)墊實,防止因受力不均而傾倒傷人或損壞設(shè)備。
(10)在溝下對口時,作業(yè)空間應(yīng)足夠大,防止擠傷作業(yè)人員。
4 管道施工安全防范措施
4.1 管道基礎(chǔ)施工安全
(1)施工前應(yīng)對所用工具、機械等進行詳細檢查,如有損壞應(yīng)進行修理或更換,以保證使用時安全可靠。經(jīng)常檢查溝壁是否有裂縫,支撐有無松動等異?,F(xiàn)象,對查出的不安全問題,應(yīng)排除后再進行施工。
(2)做好溝槽的放水、排水工作。冬季雨雪后,要做好防滑措施。
(3)溝槽作業(yè)時,要戴好安全帽。上下溝槽的立梯應(yīng)支穩(wěn)支牢,嚴禁從撐木或吊運機械設(shè)備等上下溝槽。工間嚴禁在槽內(nèi)休息。機械作業(yè)時,不得碰撞溝槽支撐。松動支撐應(yīng)及時加固。
(4)所有工具、材料不得向溝內(nèi)投扔和傾倒,應(yīng)用繩系送或用設(shè)備吊運。所需材料、堆土應(yīng)距槽邊1米以外,并設(shè)置土梗攔擋。
(5)對電夯、振動棒、平板振動器等手持電動工具應(yīng)安裝漏電保護器,操作人員須經(jīng)培訓(xùn)合格后方可操作。操作時,要戴絕緣手套。嚴禁非電工人員從事電工作業(yè)。
4.2 管道安裝施工安全
(1)施工前,必須對溝邊、架空支架得現(xiàn)場通道清理、平整,確保作業(yè)道路通暢。要檢查溝壁有無裂縫,支撐有無松動,機具是否安全可靠。
(2)溝槽、高空作業(yè)應(yīng)設(shè)堅固立梯,上端幫扎牢固,下端應(yīng)有防滑措施。作業(yè)人員應(yīng)戴好安全帽,穿工作服、軟底鞋。
(3)高空作業(yè)要有防護欄桿或安全網(wǎng),作業(yè)人員按規(guī)定系好安全帶。材料堆放平穩(wěn),工具放入工具袋內(nèi),防止墜落傷人。遇有惡劣天氣時,應(yīng)停止高空作業(yè)。
(4)在自然光線不足得作業(yè)點或夜間施工時,應(yīng)設(shè)置足夠的照明設(shè)備。施工現(xiàn)場有減速的交通警示標志。夜間懸掛警示紅燈。施工時,還應(yīng)有專人管制交通。
(5)溝槽下管和支架管道吊裝應(yīng)有專人指揮,操作人員要聽從指揮,熟悉指揮信號,要精神集中,相互配合,不得擅自離開工作崗位。吊裝時,劃分的施工警戒區(qū)域應(yīng)有標志,非施工人員禁止入內(nèi)。
4.3 管道接口施工安全
(1)操作人員必須戴安全帽,穿工作服,電焊工戴防護面罩及護目鏡等。并正確佩戴個人勞動保護用品。
(2)必須從立梯上下溝槽或支架,梯子腳應(yīng)當(dāng)用麻布包扎,并有專人在下面扶住,防止梯子傾斜和滑倒,開腳梯子之間應(yīng)用繩索綁牢,防止梯子的兩腳滑開。
(3)各種電動機械設(shè)備,必須有可靠有效的安全接地、漏電保護裝置等,方可開動使用。
(4)在管道接口前,應(yīng)檢查周圍環(huán)境是否符合安全要求。如溝槽有無裂縫、撐木、腳手架是否牢固;接口工作坑尺寸是否符合要求;管子敷設(shè)是否符合設(shè)計高程、管子支設(shè)是否穩(wěn)固以及所用工具有無損傷等情況。發(fā)現(xiàn)問題及時處理后,方可進行接口。
4.4 管道附屬構(gòu)筑物與溝渠砌筑施工安全
(1)砌筑前,檢查溝壁有無裂縫,支撐有無松動,機具是否安全可靠。對查出的問題,及時采取加固、修理或更換,以保證施工時的安全。
(2)進入砌筑現(xiàn)場必須戴好安全帽,扣好帽帶。并正確使用個人勞動保護用品。
(3)上下溝槽及腳手架,應(yīng)設(shè)立梯或斜道。立梯、斜道應(yīng)搭設(shè)牢固。嚴禁作業(yè)人員攀登支撐或乘吊運機械設(shè)備上下構(gòu)造或腳手架。
(4)砌筑時,若地下水位高于基礎(chǔ)時,應(yīng)采取降排水措施,以利于施工安全。
(5)現(xiàn)場運輸?shù)缆窇?yīng)平整暢通。上、下坡道時,前后車輛應(yīng)保持一定的安全距離,且車輛不要裝的太滿。
(6)往槽內(nèi)運磚、石、預(yù)制板、砂漿等材料時,采用機械吊運時,吊斗下方嚴禁站人。吊運應(yīng)有專人指揮,并嚴格遵守起重機械的安全技術(shù)操作規(guī)程。采用溜槽下料時,溜槽應(yīng)支設(shè)牢穩(wěn)、密封。上下操作人員應(yīng)相互配合。嚴禁將各種砌筑材料向溝內(nèi)拋扔。
(7)各種砌體高度超過1.2米時,必須搭設(shè)腳手架。腳手架各結(jié)構(gòu)件連接應(yīng)牢固可靠,材質(zhì)符合要求,滿足砌筑需要,嚴禁超載。腳手架搭設(shè)滿足安全技術(shù)要求。
參考文獻
[1] 張鵬,段永紅. 長輸管線風(fēng)險技術(shù)的研究[J].天然氣工業(yè). 1998,05
[2] 張青勇.長輸天然氣管道安全運行管理淺析[J].油氣田地面工程,2010 10
關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì);農(nóng)村飲水工程;管道施工;技術(shù)
1工程地質(zhì)概況
某工程地勢總體呈現(xiàn)南高北低,管線途經(jīng)多種地貌單元。河谷兩側(cè)地勢落差較大,呈3級階地分布。Ⅰ級分布面積較小,呈透鏡體狀;Ⅱ級階地高于河床,地層以上為壤土礫石層、第3系和白堊系為主;Ⅲ級為基座階地,主要分布在河床,基巖斷續(xù)出露。工程設(shè)計與施工中,需在工程定線、管材選擇及施工等方面設(shè)計有效的方案,保證工程建設(shè)運行的長效性。
2工程定線與管材選擇分析
2.1工程定線
結(jié)合該工程地質(zhì)條件,確定工程定線原則為5個方面。(1)盡可能避開地下水位高的地段,降低地下水對施工建設(shè)與構(gòu)筑物安全造成的影響。(2)丘陵平緩帶,沿山脊布置,以水平方向布置直線為優(yōu)先選擇,最大程度地降低管線長度與水頭損失。(3)繞開地形突變段、地質(zhì)不良段。(4)減少工程填方段。工程僅在一V字形河庫段正交布置1條。(5)盡可能避開墳地、住所、寺廟等建筑場所,降低征地費用成本。
2.2管材選擇
連通配套項目選擇使用的管道材料有3種,分別為鋼管、球墨鑄鐵管和PVC-M管。(1)鋼管。管道線路穿過4條主要溝道,靜水壓力普遍較高,最大值可達到407.3m,為該地區(qū)壓力最大的飲水工程。同時,由于4條主要溝道巖性不一,巖性差別大,承載力普遍較差,且都存在地表長流水。設(shè)計此區(qū)域連通配套管道,應(yīng)選擇壓力鋼管。管道連接采用剛性對接方式,并用鋼墊進行密封處理。(2)球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管兼顧了鐵管、鋼管的優(yōu)點,具有良好的抗腐蝕性、延展性和密封性。設(shè)計在水壓1.6~3.5MPa的線段,采用球墨鑄鐵管。但需根據(jù)地形與地質(zhì)條件的不同,調(diào)整管道型號。在軟土地基、填方地段及安裝坡度超過25°的線段,可能出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象,影響地基對管道的承載作用,進而引發(fā)管道的不均勻變形。此區(qū)域設(shè)計應(yīng)選擇自錨球墨鑄鐵管道,避免管道懸空而出現(xiàn)變形,保證管道通水的安全。其他線段應(yīng)采用T型接口球墨鑄鐵管。(3)PVC-M管。PVC-M管最高壓力等級為1.6MPa。但要求其基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)合理,不允許出現(xiàn)承載力分布不均的情況。工程大部分管道地區(qū)位于黃土區(qū)域,黃土層厚度較大,可為管道提供均勻的承載力,適合采用PVC-M管。
3管道施工關(guān)鍵技術(shù)
3.1調(diào)蓄池引水管外側(cè)封堵
工程調(diào)蓄池容量較大,引水管外側(cè)需采取有效的封堵技術(shù)。調(diào)蓄池修建于山頂,四周為山谷,地基巖層以黃土主;調(diào)蓄池斷面形狀為梯形,規(guī)格為長108m×深7m×口寬68m。調(diào)蓄池引水管材料為球墨鑄鐵管,直徑Φ40cm,長度為38m。引水管從調(diào)蓄池底側(cè)壁位置引出,上部回填土仍采用原溝道開挖土。如引水管外側(cè)采用傳統(tǒng)封堵技術(shù),勢必存在回填土密實度不達標的情況,進而出現(xiàn)滲漏出水現(xiàn)象,給工程引水安全造成威脅。針對這一情況,工程設(shè)計應(yīng)采用“紅膠泥”等類似不透水土代替“三七”灰土,作為引水管周圍的填土,以增加管道填土的封堵效果。“紅膠泥”取材后,需經(jīng)過加工處理,采用浸泡、搗碎、踩踏等措施,并將土粉碎。施工中,應(yīng)分層搗實,分層厚度控制在200mm,可視膠著物的不同,進行適當(dāng)調(diào)整。同時,引水管道應(yīng)分段焊接。通過這種方式,增加管道的滲徑,以防管道在外部土作用下,產(chǎn)生推剪破壞。
3.2河道段管道安裝
該線段管線施工時,溝槽開挖成型困難,地下水會涌入溝槽,并在管道安裝時,進入管道內(nèi),對安全飲水造成污染。因此,應(yīng)在溝槽開挖前,于一側(cè)挖設(shè)1條排水坑,排水坑與溝槽間距控制在2m以上,不能對溝槽成型與管道安裝施工造成影響。排水坑內(nèi),污水可通過水泵進行抽排,水泵規(guī)格參數(shù)應(yīng)與坑內(nèi)水量相適應(yīng)。當(dāng)管槽經(jīng)過巖石出露地段,為避免巖石尖凸部與管道接觸,并在外力作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中,進而對管壁造成破壞的情況出現(xiàn),可在其間布置1層沙礫石墊層,厚度控制在100mm,要求墊層顆粒配級均勻,且最大粒徑不超過2cm。
3.3T型接口球墨鑄鐵管安裝
接口安裝是球墨鑄鐵管施工的重要內(nèi)容。安裝前,要確保承接口的清潔,用劑對密封圈內(nèi)表面與槽口端部進行處理,避免劑流入管槽。密封橡膠圈放入槽內(nèi)之間,事先進行彎曲處理,呈“十”或“8”字形,能夠提供一定的徑向應(yīng)力,保證密封圈與管槽的緊密結(jié)合。管道安裝以葫蘆、導(dǎo)鏈并結(jié)合人工調(diào)整為主,避免大型機械施工出現(xiàn)接口滲漏。若管口軸線坡度超過8°,則管道承接口方向需朝向山頂高處,山溝兩側(cè)管道可采用雙承彎頭進行承口方向的調(diào)整。
3.4鎮(zhèn)墩布設(shè)
作為管線重要的支撐節(jié)點,鎮(zhèn)墩對于整個管道的安全有著重要的影響。工程對鎮(zhèn)墩建設(shè)技術(shù)并沒有特殊要求,但因農(nóng)村安全飲水工程管道線路長,沿途地勢起伏變化較大,在鎮(zhèn)墩布設(shè)方面需嚴加注意。在地質(zhì)突變和地形起伏較大的位置,需注意鎮(zhèn)墩的布設(shè)。鎮(zhèn)墩規(guī)格應(yīng)根據(jù)地質(zhì)與水壓的不同而適當(dāng)進行調(diào)整。嚴格按照設(shè)計方案進行鎮(zhèn)墩建設(shè),不可肆意裁剪鎮(zhèn)墩數(shù)量。工程北方部分地區(qū)地下水位較高,鎮(zhèn)墩部分會浸在地下水中,由于水質(zhì)中酸性物質(zhì)含量較高,會腐蝕鎮(zhèn)墩建筑物,因此,鎮(zhèn)墩水泥材料選擇應(yīng)注重抗硫性,且做好其他方面的抗腐措施。管道安裝轉(zhuǎn)角以管道允許值作為參考標準。球墨鑄鐵管和PVC-M管的允許安裝轉(zhuǎn)角分別為3°和4°;鋼管采用剛性連接的方式。對于管線安裝角度較大的位置,應(yīng)用彎頭進行過渡。在平順過渡段,不論何種管材都必須布設(shè)相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的鎮(zhèn)墩。
4結(jié)語
農(nóng)村飲水安全工程管道安裝施工設(shè)計點多、面廣、線路長、地質(zhì)條件變化較大。因此,很難以1種管線設(shè)計方案來確保整個飲水工程的經(jīng)濟與實用,需要結(jié)合管道水壓和地質(zhì)條件的不同,調(diào)整管材及其壓力等級,且需要通過對應(yīng)的施工技術(shù),保障管線的安全運行。該飲水工程建設(shè)應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)、地形條件,設(shè)計采用較為新穎的施工技術(shù)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:瓦斯突出;隧道;揭煤門;安全;管理
DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2016.05.42 中圖分類號:TD26 文獻標識碼:B
1工程簡介
新涼風(fēng)埡隧道為渝黔鐵路控制性工程,位于貴州省桐梓縣境內(nèi)。起止里程為DK149+846~DK157+464,全長7618m,為鐵路雙線隧道,隧道最大埋深560m。該隧道出口工區(qū)(DK155+413~+588)通過二疊系龍?zhí)督M頁巖、砂巖夾煤層,共9層煤,總長度175m,該段埋深350~400m。其中可采煤層5層,分別為K2,K4,K5,K8,K9,特別是K5煤層的原始瓦斯含量高達15.01m3/t,瓦斯壓力高達1.327MPa,遠遠超出瓦斯含量8m3/t和瓦斯壓力0.75MPa的瓦斯突出臨界值。
2揭煤門施工前工作
瓦斯突出隧道揭煤門施工前必須嚴格按照《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》(TB10120-2002)、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》及《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定,制定出完善的瓦斯突出隧道施工方案,并通過國內(nèi)外煤礦及隧道瓦斯治理相關(guān)專家的評審。同時,揭煤門施工前必須嚴格按照經(jīng)評審后的方案組織施工,揭煤門之前必須完成距煤層2m垂距防突措施及效果驗證,防突效果驗證后必須經(jīng)過專家組論證,經(jīng)論證無突出風(fēng)險后,方可實施揭煤門施工。
3成立施工組,明確各自責(zé)任
3.1成立揭煤門施工工作組
為確保新涼風(fēng)埡隧道揭煤門施工安全,成立揭煤門施工工作組,揭煤門施工工作組由項目負責(zé)人任組長,揭煤門工作組包括專家組、開挖支護組、后勤保障組、應(yīng)急救援組、技術(shù)保障組、地質(zhì)預(yù)報組、安全質(zhì)量組、隧道通風(fēng)組、瓦斯監(jiān)測組及機械設(shè)備組,煤系地層揭煤門施工組織機構(gòu),如圖1。
3.2工作組職責(zé)
揭煤門施工為煤系地層施工風(fēng)險性最高,難度最大和最重要的施工工作。因此,揭煤門施工前,各工作組必須明確責(zé)任,確保揭煤門施工組織合理和進展順暢。其中,揭煤門施工工作組人員職責(zé),見表1。
4揭煤門施工安全措施
(1)施工揭煤炮眼前的初期支護必須跟攏掌子面,不得有空頂與假頂情況出現(xiàn)。(2)施工揭煤炮眼過程中需有防突員全程跟班,現(xiàn)場取鉆眼煤碴樣,采用鉆屑指標法測K1值,確保K1值不超標并無動力現(xiàn)象,施工完炮眼后按設(shè)計要求裝藥,采用串、并聯(lián)進行連線。(3)隧道揭煤門施工布置揭煤層炮眼時,現(xiàn)場需有爆破員、防突員及技術(shù)員在現(xiàn)場指揮,嚴格按煤系地層爆破設(shè)計施工炮眼。(4)施工揭煤炮眼當(dāng)班負責(zé)人必須攜帶便攜式瓦斯報警儀,將其吊掛在距掌子面<5m的回風(fēng)流中,且掛于風(fēng)筒對幫,當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_到0.5%時,必須立即停止施工炮眼。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_到1%時,必須立即停止作業(yè),切斷電源,撤出人員至新鮮風(fēng)流中的安全地點,并向值班室和揭煤門工作組組長匯報。(5)施工炮眼過程中,若出現(xiàn)噴孔、瓦斯涌出異常,瓦斯持續(xù)上升,瓦斯忽大忽小等明顯突出預(yù)兆時,必須立即停止施工揭煤炮眼,撤出人員至新鮮風(fēng)流中的安全地點,并向值班室和揭煤門工作組組長匯報和請示處理意見。(6)救護隊在施工揭煤門施工期間安排人員在避難硐室待機值班;放揭煤炮及過煤門期間爆破時,救護隊安排人員在洞外新鮮風(fēng)流中待機值班。(7)裝藥前和爆破前,瓦斯檢查員必須按規(guī)定認真檢查掌子面及爆破點附近20m范圍內(nèi)的瓦斯?jié)舛?,若發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛冗_到0.5%時,嚴禁裝藥爆破。(8)做引藥時,放炮員必須在頂板支護完好,無電器設(shè)備,無淋水的安全地點進行。(9)做引藥前,現(xiàn)場爆破員必須測試電雷管的電阻值,每個電雷管的電阻值<±0.1Ω時方可做藥;裝藥必須使用藥簽,裝藥前再對電雷管進行一次檢測;裝藥后需再次檢查電雷管的導(dǎo)通情況,只有當(dāng)所有炮眼的電雷管全部導(dǎo)通時,方可對炮眼進行封堵。封堵炮眼時不得損傷電雷管腳線。(10)掌子面的電雷管腳線必須扭結(jié),用黑膠布包扎后按炮眼聯(lián)線圖進行聯(lián)線。(11)嚴格執(zhí)行“一炮三檢制”、“三人連鎖放炮制”和“放炮匯報請示制度”。(12)放炮員必須親自按設(shè)計要求聯(lián)線,待裝藥完畢后認真檢查聯(lián)線情況,并且最后離開掌子面。(13)揭煤炮眼在裝藥時必須全部采取正向裝藥,嚴禁反向裝藥;裝藥人員必須嚴格按照裝藥規(guī)定和填堵炮眼要求進行操作。(14)掌子面所有不裝藥的眼、孔,必須用不燃性材料進行填堵嚴實,填堵深度應(yīng)大于炮眼深度。(15)揭煤炮的放炮母線隨用隨鋪,放炮母線與電纜間隔>0.3m時,不得相互交岔和扭結(jié)。(16)隧道揭煤門裝藥前,所需炸藥、電雷管必須派專人護運至掌子面;起爆藥箱和掌子面端的放炮母線接頭,必須有專人看守。(17)揭煤炮網(wǎng)路接頭和母線接頭需用黑膠布包扎好,母線按照規(guī)定掛設(shè)好,裝藥前后用電橋(電雷管導(dǎo)通測試儀)對電雷管進行測試,并作好記錄。掌子面聯(lián)好線后,用電橋檢查網(wǎng)路是否導(dǎo)通,并導(dǎo)通檢查母線電阻。掌子面網(wǎng)路電阻測定后,由通風(fēng)組指定專人向揭煤門工作組組長匯報。(18)揭煤層放炮前,揭煤門施工小組需對放炮影響區(qū)域的電器設(shè)備進行全面檢查,嚴禁因電器設(shè)備引起失爆等情況的發(fā)生,并作好相關(guān)記錄。(19)揭煤層放揭煤炮當(dāng)班及過煤門期間,采取區(qū)域撤人、斷電放炮的安全措施。例如,啟爆位置需設(shè)在距洞口>20m的新鮮風(fēng)流中;站崗警戒位置,正洞洞外和平導(dǎo)洞外應(yīng)在>20m范圍分別進行站崗,并拉好警戒繩,掛好警示語,揭示“正在放炮、嚴禁入內(nèi)”;撤人范圍是,在放揭煤炮時,由安全質(zhì)量組組織,采取分組搜索式撤出新涼風(fēng)埡隧道正洞放揭煤炮的當(dāng)班人員,以及過煤門期間影響區(qū)域(正洞和平導(dǎo))的所有作業(yè)人員等,全部撤至站崗位置以外的安全地點。(20)待所有應(yīng)撤出的人員均被安全的撤至規(guī)定地點后,各組搜索撤人負責(zé)人及時向值班室匯報撤人、站崗情況;值班室核實無誤后方可請示揭煤門施工組組長是否放炮。(21)放揭煤炮及過煤門期間裝藥聯(lián)線結(jié)束后,放炮員必須最后撤離掌子面,并將防突反向風(fēng)門關(guān)閉好。(22)所有站崗人員必須隨身攜帶壓縮氧自救器,每個自救器的壓力應(yīng)>18MPa,并會正確使用。(23)放揭煤炮時及過煤門期間,必須切斷撤人范圍內(nèi)的一切動力電源(除局部通風(fēng)機以外)。(24)避災(zāi)路線,主要是掌子面———正洞———13#橫通道———平導(dǎo)———洞外地面。(25)新涼風(fēng)埡隧道正洞放炮30min后,至少由兩名救護隊員帶機進入掌子面檢查爆破情況,并將檢查情況及實向值班室和揭煤門工作組組長匯報。(26)放炮后經(jīng)檢查無異常情況,新涼風(fēng)埡隧道正洞必須停頭>8h后,并經(jīng)相關(guān)部門現(xiàn)場驗收符合要求后,方可由揭煤門工作組組長決定是否恢復(fù)生產(chǎn)?;謴?fù)生產(chǎn)后,必須立即對掌子面進行永久性支護。(27)揭開煤層后,根據(jù)現(xiàn)場實際情況另行編制過煤門的防突技術(shù)措施。(28)凡本措施未涉及的,應(yīng)嚴格按《煤礦安全規(guī)程》和《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》及《瓦斯隧道規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
5揭煤效果評判及下一步工作安排
(1)爆破后,需通風(fēng)30min,觀察瓦斯傳感器顯示的洞內(nèi)回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛?,若?.5%,由遵義市救援大隊隊員進洞排險檢查;若瓦斯?jié)舛龋?.5%,則加強通風(fēng),待瓦斯?jié)舛龋?.5%后再進行排查。(2)救援大隊排險檢查確認安全后,瓦檢員由正洞進入檢查回風(fēng)巷道至開挖工作面的瓦斯?jié)舛?。?dāng)回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛戎灵_挖掌子面瓦斯?jié)舛龋?.5%時,用電話通知揭煤門施工組組長進洞進行揭煤效果評判。(3)根據(jù)專家組評判結(jié)果,揭煤門施工組組長下達下一步施工命令。
6結(jié)論
新涼風(fēng)埡隧道為瓦斯突出隧道,隧道穿越煤系地層施工段安全管理極為嚴格。特別是揭煤門施工時,必須嚴格按照上述安全管理流程組織施工,均有效控制了揭煤門施工安全,該隧道揭煤門施工過程中,其中4次為瓦斯突出煤層揭煤門施工,在通過不斷完善施工管理,以及強化流程管理后,未出現(xiàn)瓦斯突出及瓦斯事故等。因此,上述流程可以極大地避免瓦斯隧道揭煤門施工出現(xiàn)瓦斯安全災(zāi)害事件,為將來煤層瓦斯隧道揭煤門施工提供可靠參考。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】 長輸管道 安全風(fēng)險 風(fēng)險控制
1 前言
在管道業(yè)高速發(fā)展的同時,管道施工事故頻繁發(fā)生。原因是管道施工存在大口徑、長距離、地形復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣等特點,山地陡坡作業(yè)、石方段爆破作業(yè)、河谷段雨季施工、隧道施工、冬季施工及長距離運輸?shù)榷际俏覀冊诎踩芾矸矫嬉鎸Φ碾y題。
施工傷亡事故的頻繁發(fā)生,給企業(yè)造成重大的經(jīng)濟損失[1-3]。本人通過對近幾年來發(fā)生的一系列管道施工傷亡事故進行統(tǒng)計、分析。發(fā)現(xiàn)大部分事故原因是由于施工人員對管道施工作業(yè)風(fēng)險識別不全,安全措施不到位所造成。因此在管道施工業(yè)大力開展安全培訓(xùn)和教育,提高員工的風(fēng)險識別能力,增強全員的安全意識勢在必行[4]。
2 安全風(fēng)險識別
2.1 風(fēng)險的定義
風(fēng)險是指在給定情況下和特定時間內(nèi),可能發(fā)生的結(jié)果之間的差異。風(fēng)險要具備兩個條件:一是不確定性;二是產(chǎn)生損失后果。長輸管道施工風(fēng)險產(chǎn)生的主要損失是工期延誤、成本上升、質(zhì)量下滑和出現(xiàn)安全事故。
2.2 風(fēng)險識別
風(fēng)險識別是項目風(fēng)險管理的基石,是指通過一定的方式,系統(tǒng)全面地識別出影響項目目標實現(xiàn)的風(fēng)險事件并加以歸類的過程,其結(jié)果是建立風(fēng)險量清單。長輸管道施工主要是考慮影響施工成本、質(zhì)量、進度和安全目標實現(xiàn)的各種風(fēng)險。風(fēng)險識別的方法有財務(wù)報表法、流程圖法、魚刺圖法、專家調(diào)查法、經(jīng)驗數(shù)據(jù)法、風(fēng)險識別問訊法和現(xiàn)場踏勘法。
2.2.1 季節(jié)或氣候特性風(fēng)險
高溫、嚴寒、潮濕、雨雪霧等特殊氣候條件,易對健康、安全、環(huán)境產(chǎn)生的負面影響。極壞天氣不僅影響工程進度,而且對人員和設(shè)備有潛在的危險:發(fā)生洪水、風(fēng)暴等自然災(zāi)害時,預(yù)防措施不到位很可能造成重大人身傷亡和財產(chǎn)損失。雷電、雨雪、大霧天氣在不同的季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn),施工隨時受阻,同時易對作業(yè)人員和設(shè)備產(chǎn)生不同程度危害。夏季高溫易發(fā)生中暑;洪水等自然災(zāi)害會給人員、設(shè)備帶來更大災(zāi)害。
2.2.2 危險動物及傳染病風(fēng)險
作業(yè)區(qū)或附近生存兇猛動物、有毒植物,可能對人員安全構(gòu)成威脅;蚊、蠅等可能傳播或?qū)е聜魅拘约膊〉陌l(fā)生。
2.2.3 自然災(zāi)害風(fēng)險
暴雨、洪水、霜凍、沙塵暴、雷擊、地震、山體滑坡、泥石流等,這些因素均可能導(dǎo)致施工無法正常進行,甚至導(dǎo)致人員傷害及財產(chǎn)損失。
2.2.4 自然環(huán)境、地理、地質(zhì)風(fēng)險
施工區(qū)域的地勢、地質(zhì)構(gòu)造特征;沿途橋涵、電網(wǎng)、高山、溝壑、江河及汛期情況;作業(yè)區(qū)地下設(shè)施情況(如管道、電纜、通訊光纜等)的布置情況等。例如有的山區(qū)段是懸崖峭壁,垂直起伏很大,原始森林密布。山區(qū)段管道施工,山中無便道,地表縱向、橫向坡度大,人員和機具始終處在一種不穩(wěn)定的暫時平衡狀態(tài)。經(jīng)常遇到長距離大坡度的情況。無現(xiàn)成的道路,設(shè)備與材料無法直達施工現(xiàn)場。
2.2.5 安全管理的風(fēng)險
長輸管道工程建設(shè)項目施工現(xiàn)場擁有大量的人員和不同的施工機具,包括勘探、爆破、敷設(shè)管線、防腐、探傷檢測等的承包商,而且人員和設(shè)備流動性很強。加之建設(shè)周期長,地區(qū)跨度大,工期要求緊,施工任務(wù)重等客觀因素,都造成了項目在安全管理上的諸多風(fēng)險。同時,施工項目后方依托資源匱乏,一旦發(fā)生突發(fā)事件,當(dāng)?shù)厣鐣茈y提供有效支援。
3 風(fēng)險控制措施
風(fēng)險控制是項目風(fēng)險管理的具體措施,是確定工程風(fēng)險事件最佳對策組合及落實對策加以實現(xiàn)的過程。風(fēng)險控制時主要依據(jù)風(fēng)險評價的結(jié)果,綜合考慮項目目標、外部環(huán)境和自身的承受能力,以有利于履行合同和降低損失為風(fēng)險分配目標,選擇適合的方法和對策并提出應(yīng)對風(fēng)險的措施和監(jiān)控目標的建議。
3.1 不良天氣
超前協(xié)調(diào),要求承包商提前開工。加強工程進度監(jiān)控,建立進度、費用預(yù)警機制。合理組織、避開不良施工期。施工進度安排以河流沖溝穿越為控制點,優(yōu)先安排河流穿越,全盤考慮施工進度,避開雨季施工。
3.2 地質(zhì)條件復(fù)雜
進行綜合超前地質(zhì)預(yù)報,要求承包商提前開挖特殊地段管溝,施工力量安排留有余量,以便有充分的時問完成各項工作;加強施工組織設(shè)計與協(xié)調(diào),要求承包商綜合進度管理;把難點地段化整為零,多點開挖,交叉作業(yè);選用有效支護,制定塌方防治技術(shù)措施。
3.3 山區(qū)施工
制定防止道路內(nèi)側(cè)山體墻壁松動石塊滑落的措施,傍河公路外側(cè)安全警示敷設(shè)。更重要的是在施工段面處增加巡回檢查的安全管理人員,必要時安全管理人員須旁站于機械及班組作業(yè)處,隨時觀察現(xiàn)場山體及臨邊可能出現(xiàn)的不安全因素,同時對施工作業(yè)人員提醒,對施工車輛進行疏導(dǎo)及安全警戒。
3.4 安全管理
3.4.1 技術(shù)交底
在施工前由項目部組織各施工負責(zé)人、班組長、安全員、技術(shù)員等一同勘察現(xiàn)場,對有可能出現(xiàn)安全隱患的因素進行現(xiàn)場溝通、交底等,以達成對現(xiàn)狀安全防護的共識,并以書面形式向投入此段施工的全體人員做好詳實的安全交底和安全教育。
3.4.2 安全培訓(xùn)
HSE教育培訓(xùn)是提高作業(yè)人員安全素質(zhì)的根本途徑。項目部的HSE教育有班組安全活動、集中培訓(xùn)、安全會議、看錄像、搞演練等多種形式。主要分為入場教育和專項HSE教育培訓(xùn)兩大類。每一個進入施工現(xiàn)場的人員(包括參觀人員、作業(yè)人員等)首先需要進行入場HSE教育培訓(xùn),另外再根據(jù)工作性質(zhì)參加相應(yīng)的專項HSE教育培訓(xùn)。
3.4.3 應(yīng)急演練和管理
根據(jù)項目的實際情況制定了項目部的應(yīng)急預(yù)案,尤其重視建設(shè)期間高風(fēng)險作業(yè)的應(yīng)急管理。組織承包商進行了大型聯(lián)合消防演練、各種專項演練等。根據(jù)每次演練的結(jié)果及施工階段的變化,應(yīng)對應(yīng)急預(yù)案的適宜性、可操作性及演練結(jié)果進行評估,找出不足和缺陷進行必要的修訂。
4 結(jié)語
風(fēng)險在長輸管道施工中從項目開始到竣工驗收始終存在,對其存在的危險能量、危害形式、危害范圍和危害程度進行分析預(yù)測,制定相應(yīng)的安全預(yù)防措施,從而降低風(fēng)險發(fā)生的概率或轉(zhuǎn)移風(fēng)險減少損失。積極主動地對這些風(fēng)險加以管理從而確保工程順利實施,獲取項目的最大效益。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:隧道;施工安全;管理
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國交通事業(yè)快速發(fā)展,隧道工程越來越多,在眾多的交通工程中隧道特別是高危險隧道出現(xiàn)的幾率越來越大。隧道施工向來是交通工程施工的重點和難點,如何控制隧道施工風(fēng)險和如何有效的組織施工是所有施工單位一直思考和憂慮的問題。隧道施工安全關(guān)系到人民生命安全,確保隧道的施工安全對于整個工程項目的建設(shè)總體安全形勢意義重大。作為交通工程建設(shè)的重要組成部分,隧道施工具有施工難度大、施工環(huán)境條件差、施工人員素質(zhì)參差不齊等特點,這些都給施工的安全管理增加了一定的難度。因此,在隧道施工管理中做好安全管理,對于減少損失、保證工程質(zhì)量和降低施工人員事故具有積極意義。
1、加強風(fēng)險評估管理
加強隧道工程的安全管理,充分提高隧道工程的安全風(fēng)險意識,風(fēng)險評估與管理必須貫穿于隧道施工全過程,必須加強隧道施工過程的風(fēng)險防范和風(fēng)險管理,分階段進行風(fēng)險監(jiān)控和管理,落實各項風(fēng)險防范措施。(1)要對隧道的風(fēng)險開展全面評估工作,建設(shè)單位要督導(dǎo)施工單位開展施工階段風(fēng)險評估工作,必要時要組織專家進行評審;(2)施工單位根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果,在超前地質(zhì)預(yù)報和圍巖量測的基礎(chǔ)上進一步評估確定風(fēng)險源、風(fēng)險等級,對工程措施、施工方法和支護參數(shù)進行評估,提出相應(yīng)的施工措施;(3)監(jiān)理單位督促施工單位落實實施風(fēng)險防范措施。
2、做好超前地質(zhì)預(yù)報
由于目前勘察手段、時間、費用以及判釋水平等因素限制,在勘察設(shè)計階段尚不能完全準確地探明隧道所穿越的地層及洞身周邊的地質(zhì)情況,特別是存在的對隧道施工安全有很大威脅的巖溶、斷層、富水裂隙、暗河等也不能準確判釋和提示,因此施工中進行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報是確保施工安全必不可少的手段。
(1)勘察設(shè)計單位負責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報方案編制,指導(dǎo)施工單位實施方案,依據(jù)超前預(yù)報成果修正設(shè)計。超前地質(zhì)預(yù)報方案要明確隧道超前地質(zhì)預(yù)報等級、預(yù)報方法、預(yù)報內(nèi)容、預(yù)報頻次、實施計劃,提出儀器配置和操作要求、信息判釋、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)報成果編制等技術(shù)要求。
(2)施工單位按照超前地質(zhì)預(yù)報方案編制實施細則并實施,對超前地質(zhì)預(yù)報成果及數(shù)據(jù)真實性負責(zé)。應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)報納入工序管理,嚴格按預(yù)報方案和實施細則實施。
(3)監(jiān)理單位負責(zé)檢查施工單位現(xiàn)場地質(zhì)、物探專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量及能力,設(shè)備類型及數(shù)量,超前地質(zhì)預(yù)報的實施和數(shù)據(jù)采集情況;進行相關(guān)協(xié)調(diào)工作。
3、合理編制開挖方案
開挖方案應(yīng)認真執(zhí)行設(shè)計方案。根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報和掌子面實際地質(zhì)情況需更改設(shè)計開挖方案的,按設(shè)計變更處理。開挖方案常見方法有:全斷面法、臺階法、交叉中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。
3.1全斷面法
隧道工程中采用全斷面一次開挖成形的施工方法。是將全部設(shè)計斷面一次開挖成型,再修筑襯砌,一般可適用于Ⅴ~Ⅵ類圍巖,因開挖作業(yè)面大,鉆爆效率高可采用鑿巖臺車和高效運裝機。
3.2交叉中隔壁法
交叉中隔壁法是將大斷面隧道分部分塊開挖,先開挖隧道一側(cè)的一和二部并分別施作封閉的初期支護和臨時支撐,再開挖隧道另一側(cè)的一和二部并分別施作封閉的初期支護和臨時支撐,最后分別開挖隧道左右兩塊底部,形成隧道初期支護和臨時支撐網(wǎng)狀封閉穩(wěn)定支護形式的隧道開挖施工方法,一般適用于Ⅴ~Ⅵ級圍巖,也可用于淺埋隧道施工。
3.3臺階法
臺階法分為兩臺階法和三臺階法施工,其中兩臺階一般適用于Ⅲ級圍巖施工。在隧道開挖過程中,在三個臺階上分七個工作面,以前后七個不同位置相互錯開同時開挖,然后分部及時支護,形成支護整體。縮小作業(yè)循環(huán)時間,逐步向縱深推進的隧道開挖施工方法,一般適用于黃土地區(qū)隧道施工,也可用于其它Ⅲ~Ⅳ級圍巖地段。
3.4雙側(cè)壁導(dǎo)坑法
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是采用先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑,及時施作導(dǎo)坑周邊初期支護及臨時支護,然后再開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方法,一般適用在Ⅴ~Ⅵ級圍巖,大斷面和超大斷面鐵路隧道工程,也可用于淺埋隧道施工。此方法成本較高、進度較慢。采用該法開挖時,雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離相等或不等。為了穩(wěn)定工作面,經(jīng)常和超前預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用。
4、加強爆破及排險安全管理
目前隧道開挖一般都采用爆破開挖,爆破開挖也是隧道施工風(fēng)險最大的時候,全國各地隧道施工因爆破造成的安全事故非常多,必須將爆破安全管理作為整個隧道施工的重中之重。
必須由符合資質(zhì)專業(yè)爆破公司編制爆破施工的專項安全方案,并報當(dāng)?shù)毓膊块T等行政主管部門審批后方可實施。
所有爆破作業(yè)人員必須執(zhí)證上崗,嚴格按照專項方案實施爆破作業(yè)。
爆破完成后,必須進行通風(fēng)除塵,并開展全面排險,排除啞炮、危險巖石、坍塌等隱患確認安全后方可進行出渣等下一步工序。
5、加強施工過程安全管理
51加強施工安全培訓(xùn)
隧道開挖、噴錨支護、防水板安裝、襯砌等工序操作人員必須進行上崗前的技術(shù)、安全培訓(xùn),考試合格后方可上崗;作業(yè)人員必須持證上崗。監(jiān)理單位負責(zé)監(jiān)督檢查培訓(xùn)情況并負責(zé)公司報告。
5.2加強突發(fā)事件應(yīng)急管理
要針對隧道施工容易發(fā)生的坍塌等突況編制突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案并進行預(yù)演,提高隧道施工人員對突發(fā)事件的應(yīng)急能力。必須配齊應(yīng)急所需的人員、物資、設(shè)備。
5.3加強炸藥使用存儲管理
炸藥采購、運輸、存儲、領(lǐng)用必須符合國家規(guī)定的管理制度。同時建立相關(guān)單位也要建立嚴格管理細則。
5.4其他安全事項管理
(1)洞口洞內(nèi)相關(guān)安全設(shè)施:通風(fēng)防塵、供風(fēng)供水供電、照明等一般設(shè)施和特殊巖土及不良地質(zhì)地段所需專門的檢測、防范設(shè)施應(yīng)符合相應(yīng)標準規(guī)定并滿足作業(yè)實際需要。設(shè)施配置齊全、經(jīng)檢查性能完好方可進行隧道施工。
(2)加強人員出入登記管理:隧道施工時環(huán)境惡劣,應(yīng)加強施工人員登記管理,一般的做法是在隧道口設(shè)置門禁,工人打卡進入隧道,施工完成或下班時消除打卡記錄,以此確保人員控制,防止發(fā)生意外。
6、結(jié)語:安全管理沒有捷徑可走,核心在于預(yù)防。搞好隧道施工安全,必須堅持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理。除了上述方法的預(yù)防,還要增強施工人員安全防范意識和健全應(yīng)急措施。一旦發(fā)生異常,應(yīng)立即停止作業(yè),積極采取補救措施,撤出工作人員,待險情排除后再繼續(xù)施工,以確保工人的人身安全。隧道施工安全管理是一項緊迫而又長期的工作,通過健全安全責(zé)任制度、強化安全制度建設(shè)、完善安全應(yīng)急預(yù)案、加強現(xiàn)場安全管理、增強人員安全素質(zhì)以及嚴格控制施工過程等方法的運用,將會對隧道安全施工管理起到有效的作用
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】:道路橋梁工程 安全控制 安全管理
中圖分類號:TU997文獻標識碼: A
隨著交通事業(yè)迅速發(fā)展,道路橋梁工程的建設(shè)的比重也逐年增加,由于道路橋梁施工的特殊性和復(fù)雜性較為容易出現(xiàn)安全事故,對人員和經(jīng)濟造成的損失也較為嚴重,道路橋梁施工安全管理作為一項系統(tǒng)工程,需要做到員工、物和環(huán)境的動態(tài)管理與控制。因此,了解道路橋梁施工的安全管理方法,加強對道路橋梁施工安全控制技術(shù)的研究具有重要的意義。道路與橋梁工程項目管理就是從路橋工程的投資可行性分析到該項路橋工程的設(shè)計、施工到最后項目竣工評價的管理過程。項目管理是以高效率地實現(xiàn)項目目標為目的,以項目經(jīng)理負責(zé)制為基礎(chǔ),能夠?qū)こ添椖堪凑掌鋬?nèi)在規(guī)律進行有效地計劃、組織、協(xié)調(diào)、控制的管理系統(tǒng)。它是對某項復(fù)雜的一次性生產(chǎn)和工程項目形成的全過程管理。
一、道路橋梁施工安全事故主因
道路橋梁施工過程易發(fā)生安全事故的主要原因在于以下四個方面:其一,開挖基坑時由于護壁處理不到位,造成基坑坍塌,孔內(nèi)爆破未采用電引起爆施工,藥包且沒有打眼放炮,在孔深大于12m時沒有檢測有毒氣體含量等;在清孔排水時未注意保持孔內(nèi)水頭而造成內(nèi)外壓力差過大,從而導(dǎo)致護筒坍塌,井口周圍缺少圍護設(shè)施和安全標示;其二,由于架橋設(shè)備或支架承載能力以及安全寬度不夠,導(dǎo)致墩柱施工過程中坍塌或墜落現(xiàn)象,構(gòu)建運輸過程速度超過3km/h;其三,在需要放置安全網(wǎng)和防墜網(wǎng)的施工位置,沒有按照規(guī)定實行梁體制安,導(dǎo)致人員和機械設(shè)備墜落事故;最后,由于員工缺乏安全意識,出現(xiàn)未配備安保設(shè)備,不文明生產(chǎn)等現(xiàn)象,如10m以上作業(yè)時未加設(shè)安全網(wǎng),導(dǎo)致附屬設(shè)施施工出現(xiàn)一系列安全事故[1]。
二、道路橋梁施工安全控制措施[2]
1.基坑開挖安全措施
無論是陸地道路橋梁還是海上道路橋梁基坑開挖時都需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范先編制施工方案,提出設(shè)計計算書;采取安全防護如保持與挖掘機和吊斗升降作業(yè)安全距離范圍內(nèi),檢查吊斗繩索、掛鉤等是否完好;拆除基坑支撐等作業(yè)需在負責(zé)人指導(dǎo)下進行,出現(xiàn)坑塌或洪水時應(yīng)當(dāng)及時采用加固措施并及時撤離現(xiàn)場。
2.挖孔樁施工安全措施
采用取孔壁支護等措施防止挖孔較深時坍塌現(xiàn)象,配備專人定期檢查孔口防護設(shè)施是否完好,以及施工現(xiàn)場的作業(yè)設(shè)備和流程以及警示標志是否規(guī)范到位;挖孔前檢測二氧化碳等氣體是否超標,孔深超過10m時應(yīng)當(dāng)強制通風(fēng)。
3.防高處墜落安全措施
高處作業(yè)之前需進行安全技術(shù)教育,檢查投入使用的設(shè)備是否完好,如未經(jīng)上級許可不得擅自拆除高處作業(yè)防護設(shè)施;高處施工人員需按規(guī)定著裝,穿軟底防滑鞋,系上安全帶,與架空輸電線路保持規(guī)定的安全距離,遇惡劣氣候不得進行露天攀登或懸空高處作業(yè);高處作業(yè)使用物料應(yīng)堆放平穩(wěn),對于存在安全隱患的物件一律先行撤除或固定,存在人身安全時應(yīng)立即停止作業(yè)。
4.架梁施工安全措施
采用專用軌道保證兩端行程同步的前提下進行平順移梁鋪設(shè),避免軌道接頭的錯臺、錯牙、道床沉陷等現(xiàn)象;確保千斤頂起落高度保持在有效頂升量程內(nèi),以及鋼絲繩的斷絲量不超過斷面總根數(shù)的5%,若梁體吊離支撐面達10~20cm時應(yīng)當(dāng)暫停起吊后全方位檢查,保證道路橋梁兩端高度差不超過30cm。
三、道路橋梁施工安全管理的主要內(nèi)容
1.海上道路橋梁施工安全管理
海上道路橋梁施工安全管理與陸地施工相比主要不同在于存在更多的危險性,因此安全管理工作應(yīng)該從創(chuàng)造施工安全的工作環(huán)境,保證設(shè)備設(shè)施齊全完好,及時準確收集氣象水文信息和開展海上施工安全教育四個方面入手。具體說來,應(yīng)盡量減少海上作業(yè)人員流動的頻率,保證海上工作平臺和通道等安防設(shè)施齊全完好;掌握及時可靠的氣象水文信息,盡量避免惡劣氣象和水文條件下作業(yè);印發(fā)安全施工資料,組織開展安全系列教育工作,并進行現(xiàn)場安全技術(shù)交底檢驗;各個作業(yè)面加強日?,F(xiàn)場安全檢查,嚴抓高處作業(yè)、大型構(gòu)件裝載等危險系數(shù)大的關(guān)鍵工序[3]。
2.山區(qū)道路橋梁施工安全管理
由于山區(qū)地形復(fù)雜給道路橋梁施工帶來了很多不便,因此將安全人機工程技術(shù)融入施工安全管理中,有利于減少道路橋梁施工事故的發(fā)生幾率并保障施工安全順利進行。山區(qū)道路橋梁施工安全管理主要從合理利用道路橋梁施工人員心理特征和防止過度疲勞入手,因為在山區(qū)道路橋梁施工工程中,人為不安全心理與環(huán)境條件限制產(chǎn)生的復(fù)合作用是主要不良因素,充分保證安全防護系統(tǒng)如SNS柔性防護系統(tǒng)的實施到位,加強不安全心理的綜合管理,以劃分若干個小群體針對性的培養(yǎng)安全骨干,通過群體心理引導(dǎo)養(yǎng)成安全生產(chǎn)習(xí)慣,使得每位作業(yè)人員具備良好的心理狀態(tài);合理安排作息時間,減輕施工勞動強度,提高施工技術(shù)熟練程度的同時開展有益身心健康的文體活動[4]。
3.公路道路橋梁施工安全管理
公路道路橋梁施工受環(huán)境的限制和人為因素的復(fù)合影響,應(yīng)充分利用群體心理,通過培養(yǎng)安全骨干提高整體安全意識,養(yǎng)成安全生產(chǎn)的習(xí)慣;通過提高機械自動化水平和員工技能,合理安排勞動強度,杜絕過勞現(xiàn)象,對工作人員進行定期部署有針對性的技能考核;采用不同的色彩標志預(yù)防事故發(fā)生,堅決淘汰高耗能,污染嚴重,技術(shù)改造不經(jīng)濟的設(shè)備,定期正確保養(yǎng)機械設(shè)備,特種設(shè)備需經(jīng)過安全檢測后才能投入使用[5]。
四、結(jié)論
道路橋梁施工的安全控制要兼顧人員和物兩個方面,秉承“安全第一,預(yù)防為主,綜合治理”的方針,不僅要提高安全管理的理論水平,更應(yīng)當(dāng)將理論措施付諸實踐,結(jié)合法律、經(jīng)濟、文化和科技手段進行安全管理,有利于真正在工程實踐中取得實效,為企業(yè)創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟和社會效益。
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論文摘要 通過對杭甬客運專線HYZQ-2標段外岙一號隧道下穿天然氣管道安全施工方案的總結(jié),介紹了近距離天然氣管道進行隧道開挖施工的方法,通過地表防沉降措施和隧道開挖安全防護措施的實施,確保了隧道施工過程中天然氣管線的安全。
一、工程概況
圖1.1天然氣管道過隧道頂部的橫斷面
外岙一號隧道位于浙江省慈溪市茶亭南外岙自然村。隧道起訖里程:DK111+345~DK111+494,全長149m。經(jīng)過現(xiàn)場勘查,在外岙1#隧道山頂有一直徑Ф30cm的慈溪天然氣管道,該段天然氣管道設(shè)計壓力為4Mpa,管道在隧道線路里程DK111+410,方向大致與杭甬客專線路方向垂直。管道在山頂埋深約1.2m,距離DK111+410隧道斷面洞頂垂直距離約14m(附斷面圖)。進出口距離管道的距離分別為65m和84m。
外岙一號隧道位于剝蝕低山丘陵區(qū),相對高差約60m,自然坡度15°~30°,植被發(fā)育,主要為楊梅樹林。
圍巖分級:Ⅴ級圍巖129m,Ⅳ級圍巖20m。
二、施工技術(shù)方案
根據(jù)國務(wù)院2001年第313號令《石油天然氣管道保護條例》:第二十六條 違反本條例的規(guī)定,在管道中心線兩側(cè)或者管道設(shè)施場區(qū)外各50米范圍內(nèi)禁止爆破。
因此,外岙1#隧道在施工中,大于50m范圍以外采用控制爆破,孔深控制在0.75-1m,周邊眼單孔裝藥量控制在0.1kg/m,斷面開挖取0.15kg/m。嚴格控制裝藥量,控制隧道安全震動速度小于1cm/s。
距管道距離小于50m范圍不采取任何爆破作業(yè),采用鉆孔灌膨脹劑再用鑿巖機進行開挖和破碎巖石的施工方法。
進入天然氣管道下部施工前,考慮到隧道開挖后可能會產(chǎn)生地表沉降,影響天然氣管道的安全。因此,設(shè)計方案采取鋼桁架懸吊天然氣管道的方案施工,確保隧道在開挖過程中管道不因地表沉降而受到影響。
三、主要的施工方法和施工工藝
㈠巖石破碎方法及施工工藝
由于在50m范圍內(nèi)不能采取炸藥爆破的方式進行開挖作業(yè),因此為了天然氣管道的安全,我們采用兩種方案進行開挖:一:鉆孔灌膨脹劑對巖石迫裂的辦法進行開挖和破碎作業(yè);二:當(dāng)遇到比較破碎的巖層,灌注膨脹劑迫裂的效果不理想,采取人工風(fēng)鎬配合破碎機進行開挖。
迫裂法作用機理:膨脹劑灌入孔中,發(fā)生水化反應(yīng),放熱、固結(jié)、體積膨脹,對孔壁施加壓力,將孔壁外的巖石破裂。
1、主要工藝流程
⑴炮孔布置
膨脹劑迫裂法布孔參數(shù)如下:
炮孔按梅花形排列,以利于把巖石破碎成小塊,見下圖3.2
圖3.2爆破布孔圖
⑵孔距 α=Κ×d,d為孔徑,k值按下表選取
混凝土的K值(孔徑≤50mm)
表1
混凝土種類
含筋率/kg.m-3
標準k值
素混凝土
無
10~18
說明:把巖石視作混凝土來考慮,標準值先選取,視破碎情況做調(diào)整
⑶最小抵抗性和排距是介質(zhì)強度、自由面狀況、孔徑的函數(shù),一般可參照下表選取
最小抵抗線值
表2
破碎對象的名稱
W值/cm
破碎對象的名稱
W值/cm
軟巖
40~60
中、硬質(zhì)巖石
30~40
⑷孔深L=αΗ,H為被破碎體高度,α為經(jīng)驗系數(shù),對厚巖α=1.05
⑸每米炮孔裝填量及參考單耗,見下表
每米炮孔用藥量
表3
孔徑/mm
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
用藥量/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
單位體積破碎用量
表4
介質(zhì)種類
備 注
軟質(zhì)巖石破碎
8~10
全斷面每延米需要2100kg,按109m暗洞計算,整個隧道要228噸膨脹劑。
中質(zhì)巖石破碎
10~15
硬質(zhì)巖石破碎
12~20
⑹膨脹劑迫裂法裝填及養(yǎng)護工藝如下:
①拌料 散裝粉狀膨脹劑,嚴格按選定水灰比,一般控制在0.28~0.33用人工或手提式攪拌機拌勻,攪拌時間不超過1min,攪拌好后馬上裝入孔中。筒裝膨脹劑只需將之放入盛水容器中浸泡直到不發(fā)生氣泡為止,一般4~5分鐘即可。
②裝填 攪拌好的漿體必須在5~10min內(nèi)裝完,然后用塞子封口。
2、安全注意事項
因膨脹劑對皮膚有腐蝕作用,要避免直接接觸,沾上要立即用清水洗凈、裝填作業(yè)時,裝填人員要戴防護眼鏡,作業(yè)人員避免進入已裝填好的區(qū)段,以防噴孔傷人。
㈡圍巖支護方法及工藝
1.開挖方式
隧道的施工方法與支護參數(shù)及輔助施工措施密切相關(guān),根據(jù)監(jiān)控結(jié)果合理調(diào)整支護參數(shù),從而確保施工安全及天然氣管道的安全。
外岙一號隧道隧道主要以Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主,Ⅳ級圍巖共長20m、Ⅴ級圍巖共長129m。
Ⅴ級圍巖開挖采用CRD法,Ⅳ級開挖掘進方法采用三臺階七步開挖,開挖掘進的方式全部采用鑿巖機對隧道斷面內(nèi)的巖層進行機械破碎,裝載機裝碴,自卸車輛進行運碴出碴。
機械開挖掘進中堅持“短進尺、強支護、勤量測、緊襯砌、快封閉”的原則。
2.支護方法
2.1.為保護洞頂天然氣管道,施工中注意事項:
2.1.1.隧道施工應(yīng)堅持“機械掘進、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。開挖進尺嚴格控制在50cm,嚴禁塌方發(fā)生。
2.1.2.開挖方式均采用機械開挖,不采取爆破。
2.1.3.工序變化處之鋼架(或臨時鋼架)應(yīng)設(shè)鎖腳鋼管,且必須對鎖腳鋼管進行注漿,以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定。
2.1.4.當(dāng)現(xiàn)場導(dǎo)坑開挖孔徑及臺階高度需進行適當(dāng)調(diào)整時,應(yīng)保證側(cè)壁導(dǎo)坑臨時支護與主體洞身鋼架連接牢固,橫向鋼支撐可根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適當(dāng)調(diào)整其位置。并考慮側(cè)壁導(dǎo)坑自身的穩(wěn)定及施工的便捷性。
2.1.5.鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)按要求設(shè)置,及時施作并連接牢固。
2.1.6.臨時鋼架的拆除應(yīng)等洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護施工完畢并穩(wěn)定后,方可進行。
2.1.7.施工中,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求,進行監(jiān)控量測,及時反饋結(jié)果,分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,為支護參數(shù)的調(diào)整、澆筑二次襯砌的時機提供依據(jù)。
2.1.8.隧道施工以前須提前通知天然氣管道的產(chǎn)權(quán)單位,在產(chǎn)權(quán)單位允許后方可施工。開挖過程中嚴密監(jiān)控,特別在天然氣管道中心5m范圍內(nèi)設(shè)置警戒線,避免在開挖過程中施工機具接觸天然氣管道。對原有的天然氣管道警戒標志應(yīng)該防護保留,并派專人定期檢查。管道開挖出來以后不能長期暴露,必須采取相應(yīng)的措施及時處理。
2.1.9.制定詳細周密的安全方案進行備案。在隧道施工期間,派專人攜帶便攜式燃氣檢測儀在隧道施工場地周圍不停檢查空氣中天然氣濃度,出現(xiàn)異常立即停止施工,找出解決方案。
2.1.10.隧道施工結(jié)束后對施工范圍內(nèi)的管道用2cm厚的鋼管做保護套管,以防止一旦發(fā)生天然氣泄漏爆炸不至于從隧道頂部炸開,確保隧道貫通鐵路通車后的運營安全。
2.1.11.雙口掘進的匯合點要距離管道斷面20m以外,防止施工機械同時震動對管道造成破壞。
2.2.初期支護
初期支護是復(fù)合式襯砌的重要組成部分,有足夠的強度和剛度控制圍巖下沉變形,外岙隧道工程初期支護主要采用直徑22mm,長4m的錨桿、28cm 厚噴射混凝土、I20工字鋼支撐及掛鋼筋網(wǎng)。軟弱破碎圍巖地段支護及早封閉成環(huán)。
在開挖每循環(huán)進尺0.6m后,停止掘進,先進行I20工字鋼環(huán)向封閉支撐,在兩側(cè)拱腳及時施作直徑50mm的鎖腳鋼管,同時進行環(huán)向注漿錨桿施工,讓山體圍巖與工字鋼及錨桿系統(tǒng)形成一個整體。待這一個支護循環(huán)施工完畢后再進行下一個循環(huán)的機械開挖掘進。
2.3.砂漿錨桿支護
砂漿錨桿采用螺紋鋼筋現(xiàn)場制作,長度為4m。錨桿采用錨桿臺車或風(fēng)動鑿巖機鉆孔,鉆孔前根據(jù)設(shè)計要求定出孔位,鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直,并保證注漿的飽滿度。
2.4.鋼支撐
鋼架由型鋼彎制而成。鋼架在洞外加工廠利用臺架按設(shè)計加工制作成型,初噴混凝土之后在洞內(nèi)進行安裝,與定位鋼筋焊接。鋼架間以混凝土噴平,鋼架與巖面之間的間隙用噴射混凝土充填密實,并使鋼架埋入混凝土中,鋼架拱腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上,架立時垂直隧道中線,架設(shè)時中線、高程和垂直度由測量技術(shù)人員嚴格控制,并將錨桿與鋼架焊接連為整體,鋼架靠近圍巖側(cè)的保護層厚度不小于40 mm。
2.5.鋼筋網(wǎng)
鋼筋網(wǎng)選用HPB240鋼筋 , 鋼筋直徑6 mm或8 mm,鋼筋網(wǎng)由縱橫鋼筋加工成方格網(wǎng)片,鋼筋相交處可點焊成塊,也可用鐵絲綁扎成一體,網(wǎng)格間距200 mm—250 mm,保護層不小于20 mm,均在加工場統(tǒng)一加工成型后再運至洞內(nèi)安裝。
2.6.濕噴纖維混凝土
外岙一號隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖支護設(shè)計中,臨時支護封閉掌子面采用素噴混凝土,Ⅳ、Ⅴ級圍巖段采用改性聚脂纖維(鋼纖維)噴射混凝土。
3.二次襯砌
二襯采用自行式全斷面液壓鋼模襯砌臺車,襯砌臺車長10m。
四、確保隧道施工安全的主要技術(shù)措施和其它保證措施
㈠主要技術(shù)措施
1.監(jiān)控量測
監(jiān)控量測的主要目的在于了解圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護、襯砌可靠程度,獲取二次襯砌及仰拱施作時機,確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。在隧道施工期間實施監(jiān)測,提供及時、可靠的信息用以評定隧道工程在施工期間的安全性,并對可能發(fā)生危及安全的隱患或事故及時、準確地預(yù)報,以便及時采取有效措施,避免事故發(fā)生的同時指導(dǎo)設(shè)計和施工,實現(xiàn)“動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工”的根本目的。
監(jiān)控量測主要做好這幾個方面的工作:一是和產(chǎn)權(quán)單位簽定安全監(jiān)控協(xié)議,由他們委托浙江逸欣天然氣公司負責(zé)管線的調(diào)查(包括:管道的材質(zhì)、管壁的防護、焊縫情況)和監(jiān)控管道位置的變化(包括:管道的下沉和擾動)等。二是,由我們自己做好隧道內(nèi)、外的監(jiān)控量測工作,及時掌握隧道拱頂變化、凈空變化、地表沉降情況,為安全施工起到指導(dǎo)作用。
具體操作流程為:
1.1. 監(jiān)控量測斷面及測點設(shè)計
凈空變化、拱頂下沉和地表下沉(淺埋地段、管道頂部及前后5m斷面)等必測項目設(shè)置在同一斷面,其量測斷面間距及測點數(shù)量根據(jù)圍巖級別、隧道埋深、開挖方法等按表6進行,洞口及淺埋段量測斷面間距取小值。
必測項目量測斷面間距和每斷面測點數(shù)量
表6
開挖方法
每斷面測點數(shù)量
Ⅴ級
5
三臺階七步法
CRD法
Ⅳ級
10
臨時仰拱臺階法
沉降觀測按圍巖級別確定,本隧道Ⅴ級按5m、Ⅳ級按10m布設(shè)一個監(jiān)測斷面。隧道洞口里程、隧線分界里程、明暗分界里程、有仰拱和無仰拱陳其變化歷程及隧道襯砌沉降縫兩側(cè)均設(shè)置一個斷面。除變形縫外每斷面布置2個沉降觀測點,分別布置在隧道中線兩側(cè)各4.6m處,變形縫處每個觀測斷面布置4個沉降觀測點,分別布置在隧道中線兩側(cè)各4.6m和變形縫前后各0.5m處。
1.2 .主要監(jiān)測項目測點布置
①水平收斂
測方法采用水準抄平方法,基準點分別設(shè)置在洞內(nèi)和洞外(用于校核),視線長度一般不大于30m,監(jiān)測誤差控制在1.0mm以內(nèi)(高程誤差0.7mm),必要時采用冗余觀測方法來提高監(jiān)測精度。測點布置如圖1、2所示。
②拱頂下沉
在確定監(jiān)測的斷面隧道開挖或初噴后24小時內(nèi),在隧道拱頂部位埋設(shè)1個帶掛鉤的測樁(測樁埋設(shè)深度約15cm,鉆孔直徑約20cm,用早強錨固劑固定),并進行初始讀數(shù)。監(jiān)測儀器采用水準儀和水準尺。
③地表沉降
隧道淺埋地段地表下沉的量測與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)。監(jiān)測斷面垂直于隧道軸向布置,監(jiān)測斷面橫斷面方向應(yīng)在隧道
中線兩側(cè)每隔2~5m布設(shè)地表下沉測點,每個斷面設(shè)5點,中心點在隧道拱頂正上方,直到拱腳與水平方向45度夾角的地層滑動線與地表交點,在最外測點以外至少5m設(shè)兩個不動點作為參照基點,通過精密水準儀量測不同時刻測點的高程即可得到測點在不同時間段內(nèi)的下沉值,如圖三所示。另外,在沿著管道縱向每5米懸吊點的桁架上做好標記,測好桁架完全受力時的初始讀數(shù),之后開挖至管道下方前后20m范圍每天測兩次,根據(jù)鐵四院的設(shè)計參數(shù),地表沉降按最大值2cm來考慮加固管道。
2.地質(zhì)超前預(yù)報
2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報的目的
TSP203探測系統(tǒng)可預(yù)報施工隧道掌子面前方以下不良(或特殊)地質(zhì)問題:1)軟弱巖層的分布,2)斷層及其破碎帶,3)節(jié)理裂隙發(fā)育帶,4)含水情況,5)空洞,6)圍巖類別,即可以預(yù)測即將開挖隧道相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其周圍地質(zhì)狀況,同時也可以對力學(xué)參數(shù)(動態(tài)彈性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、彈性縱波速度、彈性橫波速度等)進行評估,有利于及時預(yù)報隧道掌子面前方的地質(zhì)狀況,以便正確指導(dǎo)隧道施工。
3.防止地表下沉的技術(shù)措施
隧道開挖后為了防止拱頂下沉而導(dǎo)致地表下沉,一方面我們在天然氣管道下方前后10m范圍將鋼拱架的間距調(diào)整到0.5m,另一方面采取在初期支護內(nèi)圈增設(shè)Ⅰ20的工字鋼做護拱,護拱的間距等同初期支護的工字鋼架的間距,以增加拱圈的剛性,避免拱頂圍巖柔性變形產(chǎn)生拱頂下沉導(dǎo)致地表下沉。
由于隧道埋深只有14m,在隧道施工過程中地表可能產(chǎn)生沉降,由此,可能導(dǎo)致天然氣管道產(chǎn)生較大的變形,甚至開裂。因此,在隧道中線左右各17.5m(鐵四院提供的參數(shù))范圍外的不動點
處設(shè)置兩個混凝土支墩,支墩為門式框架墩,上面架設(shè)桁架梁將管道懸吊起來,使地表的下沉不帶動管道的下沉,確保施工過程中天然氣管道的安全輸氣。避免由于任何原因?qū)μ烊粴夤艿垒敋庠斐捎绊?。(后附桁架設(shè)計圖)
㈡安全保證措施
1、天然氣管道事故應(yīng)急預(yù)案
發(fā)生事故時要迅速切斷氣源,封鎖事故現(xiàn)場和危險區(qū)域,迅速撤離、疏散現(xiàn)場人員,設(shè)置警示標志,同時設(shè)法保護相鄰裝置、設(shè)備,關(guān)停一切火源、電源,防止靜電火花,將易燃易爆物品搬離危險區(qū)域,防止事態(tài)擴大和引發(fā)次生災(zāi)害;設(shè)置警戒線和劃定安全區(qū)域,對事故現(xiàn)場和周邊地區(qū)進行可燃氣體分析、有毒氣體分析、大氣環(huán)境監(jiān)測和氣象預(yù)報,必要時向周邊居民發(fā)出警報;及時制定事故應(yīng)急救援方案(滅火、堵漏等),并組織實施;現(xiàn)場救援人員要做好人身安全防護,避免燒傷、中毒等傷害;保護國家重要設(shè)施和標志,防止對江河、湖泊、交通干線等造成重大影響。
2. 通風(fēng)技術(shù)措施
由于隧道是雙口掘進,根據(jù)存在天然氣管道的特殊情況,進口、出口各設(shè)置兩臺110KW×2的通風(fēng)機。為了減少風(fēng)阻,在保證有效凈空的情況下,選用大直徑(1.5m)的風(fēng)管。嚴格控制通風(fēng)時間,確保置換掌子面附近足夠的施工距離。
因DK111+410里程處的天然氣管道在隧道頂部14m處,為防止天然氣管道因施工發(fā)生開裂,導(dǎo)致天然氣滲漏進隧道,在隧道內(nèi)設(shè)置氣體濃度檢測儀,隨時隨地對隧道內(nèi)的空氣濃度進行檢測。空氣濃度一旦出現(xiàn)異常,立即停止施工,所有人員撤離現(xiàn)場,關(guān)閉電源、火源,在施工現(xiàn)場內(nèi)停止使用手機,防止發(fā)生爆炸事故。
3.隧道工程各分項工程質(zhì)量保證措施
3.1.隧道開挖保證措施
開挖支護是隧道工程的質(zhì)量控制的源頭,針對不同的情況采取切實有效的措施是保證開挖支護質(zhì)量。堅持“先治水、短進尺、強支護、早封閉、勤量測,快成環(huán)、早襯砌”的原則開挖過程中嚴格按設(shè)計控制開挖斷面,每開挖循環(huán)均測量放樣標出隧道中線位置和開挖輪廓,嚴格控制超挖。當(dāng)出現(xiàn)超挖時,采用噴錨等永久支護體系時,多次復(fù)噴,直至大面平順。
根據(jù)地質(zhì)預(yù)報了解的前方圍巖情況,選擇適宜的開挖方案。
開挖過程中鋼架或臨時支撐,重視鎖腳錨桿(管)的施工,以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定,確保下一個工序的安全施工,要及早封閉成環(huán),必要時增設(shè)臨時仰拱,保護基底。
3.2.砂漿錨桿施工措施
砂漿錨桿長度根據(jù)圍巖狀況及設(shè)計確定嚴格按交底長度下料,錨桿打設(shè)角度與巖層層理相匹配,錨桿角度盡可能與巖層面垂直多穿巖層,呈梅花形布置。要求錨孔內(nèi)砂漿飽滿,保證錨桿、砂漿、圍巖間的粘結(jié)力。
3.3.噴射混凝土施工措施
噴射混凝土采用濕噴工藝,按初噴和復(fù)噴組織施工。噴射混凝土由混凝土拌合站拌合。初噴在清幫、找頂后立即進行,初噴混凝土厚度4~5cm,及早快速封閉圍巖。復(fù)噴在拱架、掛網(wǎng)、錨桿施工完成后進行。
3. 4.襯砌混凝土施工措施
二次混凝土襯砌采用襯砌臺車進行?;炷烈r砌施工采用輸送泵灌注,拌合站集中拌和,嚴格按混凝土配合比生產(chǎn),混凝土輸送車輸送。
擋頭模板及臺車下緣注意模板拼縫防止漏漿,確保施工縫質(zhì)量。
采用同條件養(yǎng)護試件強度,控制襯砌混凝土強拆模時間,嚴禁提前拆模。
隧道襯砌前,必須將隧道底部和墻腳的虛碴、浮碴清除干凈,確保仰拱及隧道的拱墻襯砌置于堅實的基礎(chǔ)上,避免襯砌不均勻下沉開裂。
添加粉煤灰等改善混凝土性能,盡量降低水灰比,控制水泥用量。
采用泵送混凝土工藝,周密組織混凝土運輸,防止混凝土離析,最大限度的縮減混凝土運輸時間和澆筑間歇時間,并加強混凝土灌注過程中搗固,確保混凝土搗固質(zhì)量,保證襯砌混凝土的密實度。
控制混凝土入模、拆模時的環(huán)境溫度與混凝土溫差在規(guī)范范圍內(nèi)。
4.監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施
認真加固拱腳,加強縱向聯(lián)結(jié)等,上臺階初支要清除拱腳積水與淤泥,通過打設(shè)超長拱腳錨桿或擴大拱腳減少下臺階開挖后的下沉量。使初期支護與圍巖形成完整體系。
盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底,避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時懸空;控制落底長度,視圍巖情況采用1-3m,不大于6m。
找出每道工序的合理施工時間,各工序嚴格按標定時間進行控制,從而縮短循環(huán)作業(yè)時間,減少開挖面土體的暴露時間,支護及時封閉成環(huán)。及時監(jiān)控量測圍巖,觀察拱頂,拱腳的收劍情況,據(jù)此調(diào)整初期支護參數(shù)。
合理進行圍巖支護:采用聚丙烯纖維混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)及鋼架進行聯(lián)合支護,并緊跟開挖掌子面,并根據(jù)具體情況在隧道底部打設(shè)錨桿,或在隧道頂部打入超前注漿小導(dǎo)管支護,并盡可能使初期支護在開挖面周壁迅速閉合;襯砌結(jié)構(gòu)盡早閉合,膨脹巖隧道開挖后,圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時發(fā)生,所以施工時要求隧道襯砌及早封閉,要求隧道開挖能盡快形成全斷面,以便快速完成隧道斷面的二次襯砌施工。
五、天然氣管道加固方案
1. 為防止隧道在開挖過程中出現(xiàn)垮塌,天然氣管道采取桁架吊頂?shù)拇胧┻M行加固。以隧道線路中線線為中點,沿天然氣管道左右各17.5米,總長35米的范圍設(shè)置三角桁架,桁架的設(shè)計詳見附件。
2.桁架的支撐采用門式墩,在35米的范圍兩頭各設(shè)置一個,墩基礎(chǔ)采用明挖擴大基礎(chǔ),基礎(chǔ)置于硬質(zhì)基巖上。墩身采用鋼筋混凝土,高度約1.5米。門式墩結(jié)構(gòu)尺寸詳見附件。
3.桁架架設(shè)完畢后,每隔5米設(shè)置一個吊點。在吊點的位置開挖出天然氣管道,管道埋深約1.2米,開挖至1.0米時候,更換工具,采用木制鍬進行開挖,主要目的是為了防止鐵質(zhì)工具破壞管道外面的絕緣漆,產(chǎn)生火花。
4.天然氣管道在吊點進行吊裝時候,管道外應(yīng)該先包裹一層橡膠絕緣套管,防止鐵質(zhì)吊裝設(shè)施直接管道發(fā)生摩擦,保護天然氣管道。
5.管道吊裝完畢后,及時對開挖出的管道進行原土回填,避免管道長期暴露。
6.在施工過程中,對隧道頂天然氣管道采用柵欄進行封閉,并指派專職安全員進行巡邏檢查,禁止閑雜人及明火等進入管道防護區(qū)域。
7、按鐵四院的設(shè)計方案施工地表沉降值最大不超過2cm,而管道不允許有沉降變形,因此在每個吊點處的管道上面安裝一個與之相連接并露出地面的測點,一旦檢測到管道有下沉,立即用懸吊點的緊線器緊鋼絲繩,確保管道沉降量為零。
8.隧道施工完畢后,對隧道頂35米范圍內(nèi)的天然氣管道采取換管措施,并加設(shè)2cm的套管,具體換管方案由具有相關(guān)資質(zhì)的浙江省煤電研究設(shè)計院設(shè)計。
六、鋼桁架的設(shè)計方案
計算過程 (鋼 柱)
截面類型= 16; 布置角度=0; 計算長度:Lx=1.46, Ly=2.00; 長細比:λx= 4.9,λy= 18.9
構(gòu)件長度=2.00; 計算長度系數(shù): Ux=0.73
Uy=1.00
截面參數(shù): B1=450, B2=450, H=700, Tw=14, T1=20, T2=20
軸壓截面分類:X軸:b類, Y軸:b類
驗算規(guī)范: 普鋼規(guī)范GB50017-2003
強度計算最大應(yīng)力對應(yīng)組合號: 27, M=-166.42, N=303.64, M=-1088.08, N=-297.48
強度計算最大應(yīng)力 (N/mm*mm)=189.67
強度計算最大應(yīng)力比 =0.925
平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =138.74
平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力比 = 0.677
平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =145.39
平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力比 =0.709
腹板容許高厚比計算對應(yīng)組合號: 18, M=40.76, N= 192.20, M= -149.06, N= -61.17
GB50017腹板容許高厚比 [H0/TW] =64.12
GB50011腹板容許高厚比 [H0/TW] =70.00
翼緣容許寬厚比 [B/T] =13.00
強度計算最大應(yīng)力 < f= 205.00
平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力 < f= 205.00
平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力 < f= 205.00
腹板高厚比 H0/TW= 47.14 < [H0/TW]= 64.12
翼緣寬厚比 B/T = 10.90 < [B/T]= 13.00
壓桿,平面內(nèi)長細比 λ= 5. < [λ]= 150
壓桿,平面外長細比 λ= 19. < [λ]=150
均布荷載下最大撓度計算:
經(jīng)公式Y(jié)max=ql4/8EI計算得最大撓度19.6mm<δ=20mm
風(fēng)荷載作用下柱頂最大水平(X 向)位移:
節(jié)點( 30), 水平位移 dx=0.042(mm) = H / 75441.
風(fēng)載作用下柱頂最大水平位移: H/75441< 柱頂位移容許值: H/150
經(jīng)過計算,設(shè)計的桁架受力、滿荷載下的最大撓度以及風(fēng)荷載下的水平位移均滿足要求。
七、結(jié)束語
事實證明這種近距離高壓天然氣輸氣管線的隧道開挖及安全防護方案是安全的,用監(jiān)控量測來預(yù)控沉降變形的措施是切實可行的。鋼桁架懸吊輸氣管線起到了安全儲備的作用,相當(dāng)于新奧法施工隧道二次襯砌的作用機理,有效的防止了管道的沉降變形,確保了輸氣管道在整個施工過程中的安全。
參考文獻
⑴《石油天然氣保護條例》(國務(wù)院2001年313號令)
⑵《浙江省人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)省公安廳等部門關(guān)于切實做好天然氣管道保護工作意見的通知》(浙政辦發(fā)2005年第85號文件)