穿越技术的迷雾（精选9篇）
穿越技术的迷雾 篇1
一、项目概况和工程背景
1. 定向钻同孔穿越的原因
(1) 导向孔和光缆孔两孔互为备孔, 当一个孔成功出土时, 由于溶洞及其他地质风险原因, 有可能发生再次成孔失败的情况。为避免定向钻穿越工程导向孔钻进过程中遭遇未探明的溶洞, 致使导向孔曲线发生较大变化无法满足管道回拖的要求, 造成重新打导向孔的情况发生, 因此采用同孔回拖的方式可以有效的降低施工潜在风险;
(2) 本工程管道定向钻穿越工程工期紧、任务重, 为了有效的缩短工期, 保证管道工程的如期贯通, 故采用同孔回拖的方式进行施工;
(3) 沿线河流穿越位置地形大多为丘陵, 光缆管定向钻场地受限。
1.2定向钻同孔穿越的设计理念
定向钻双管同孔回拖有两种设计理念:一种为双管全部套入一根套管中进行回拖;另外一种为双管无束缚回拖方式, 即两个工作管前端套入1根套管, 套管后端的工作管处于自由状态下回拖。双管组合穿越管道具有重量大、管径大等特点, 因此, 对工艺的要求更高, 要求减少回拖过程中的摩擦阻力, 采用高质量的泥浆等方法。
二、同孔穿越回拖施工方案
1. 施工准备工作各工序
(1) 放线
根据施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线, 确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。施工测量放线工作要严格遵守测量标准规定, 使用经过校验的GPS、全站仪等设备, 并及时收集、整理测量放线记录和有关穿越测量资料, 妥善保管。
(2) 钻机作业场地
入土侧场地内要摆放钻机及配套设备、泥浆罐、泥浆泵等, 平整入土侧场地, 总占地面积为:60×60=3600m2, 其中泥浆池占地面积共为:30×30=900m2。
出土点场地要摆放钻杆及泥浆设备等, 总场地占地面积为:50×44=2200m2, 其中泥浆坑占地面积为20×20=400m2。
出入土点两侧各挖砌深度为2m的1个泥浆池。泥浆池内铺塑料花格雨布两层, 在池子周围修封闭式梯形护堤并夯实, 护堤高1m, 防止泥浆外泄。
(3) 泥浆配制
由于穿越经过地层主要是石灰岩层, 穿越对泥浆性能的要求高, 为克服对付这种不利因素, 建议将采取以下措施:
a.水源采取抽取河水, 用水泵输送至水罐内, 在水罐中沉淀、过滤后配浆。
b.按照实验室确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂, 配出高效护壁、润滑等殊性的泥浆, 提高回拖成功率。
c.为了确保泥浆的性能, 使膨润土有足够的水化时间, 使用两套泥浆储存罐和泥浆快速水化装置。
d.泥浆的回收利用:钻机场地和出土点场地各有一个泥浆收集池, 泥浆通过泥浆池收集, 再经过泥浆回收系统回收再使用。
e.保持泥浆性能稳定, 使泥浆性能稳定在75s-80s。
2. 施工过程各工序
(1) 钻导向孔
导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键, 硅管套管穿越导向孔完成后直接进行回拖。
控向对穿越精度及工程成功至关重要, 开钻前仔细分析地质资料, 确定控向方案, 泥浆与司钻重视每一个环节, 认真分析各项参数, 互相配合钻出符合要求的导向孔, 钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况, 达到出土准确, 成孔良好。
(2) 扩孔
由于是输气管道与光缆套管同孔穿越, 为保证输气管道外防腐不被损坏, 关键因素在于扩孔直径足够大, 扩孔直径必须大于两管外径之和的1.5倍, 使孔有足够的空间容纳两条管道, 防止管道发生相互挤压, 摩擦损坏防腐层。岩石穿越防腐层的损坏很大部分来源于管道与凸凹不平的孔壁同和软硬交接处台阶的摩擦。针对这种情况, 最后一道修孔工序至关重要, 通过修孔可以有效的清除掉孔壁的凹凸不平部分和软硬交接处的台阶, 使孔顺直平滑以尽可能的保护管线防腐完好无损。
(3) 管线回拖
由于是同孔回拖, 为防止光缆套管焊口处凸起的焊口损坏输气管道防腐层, 建议采取光缆套管焊口处补口的方案, 使用热收缩带隔离焊口与输气管道防腐层的接触, 可以有效的防止光缆套管焊口凸起在与输气管道的接触摩擦时损坏输气管道防腐层。
为防止光缆套管在回拖过程中发生自转缠绕在输气管道上, 采取输气管道与光缆套管分别单独安装万向节的方案, 使光缆套管在有旋转应力时可以沿自身轴线自转, 而不会缠绕到输气管线上。
为保证回拖的顺利和防腐层不受破坏, 将采取以下措施:
a.全部管线均采用滚轮支架发送, 防止管道防腐层损坏。
b.回拖前后, 准备好补口、补伤材料和器具及电火花检漏仪, 安排专人巡视管线, 发现防腐层破损立即进行补伤。
3. 同孔穿越回拖风险分析和控制
根据地质勘查报告, 钻探揭露场区内沉积物主要为第四系冲洪积黏性土、圆砾, 下覆石炭系灰岩, 地层变化复杂, 局部比较破碎。完成的24个钻孔中有溶洞的有8个, 占总数的33.3%, 溶洞大小不等, 形状不规则, 并伴有裂隙。因此施工难度和风险很大。在管道回拖过程中存在以下风险:
卡钻
由于溶洞、裂隙等原因在地层出现软硬交界面时可能出现扩孔台阶, 或由于泥浆质量不稳定造成岩屑堆积在孔内而放生管道回拖遇卡现象.
应对措施:在回拖前做好管道解卡的应急措施准备。一旦发生管道回拖遇卡的情况, 我们将及时地安装动滑轮组, 将其与回拖管道的尾部连接, 将管道及时从孔洞中拽出, 重新进行修孔和清孔作业, 在钻孔顺直平滑后, 并将岩屑清除干净后在进行回拖作业。
钻具断裂
岩溶和裂隙经常会引起扩孔扭矩的突然变化, 应力瞬间集中在钻具的某一点上从而造成钻具断裂, 钻具疲劳是发生钻具断裂的一个主要原因。
应对措施:在管道回拖前对参与回拖的钻具再次进行无损检测, 确保钻具完好无损, 回拖一次成功。
三、泥浆质量不稳定造成穿越失败
泥浆质量的不稳定是造成卡钻、回拖遇卡的最主要原因, 为了保证鲤鱼江定向钻穿越施工的顺利进行和成功回拖, 必须保证泥浆质量的稳定。
根据规范及地层特征, 确定整个工程施工期间泥浆粘度稳定保持到75s-80s, 现场用马氏漏斗测量, 每两小时测一次。配比用一级膨润土加上环保型增粘剂及堵漏剂, 配出高效护壁、润滑等特殊性的泥浆。
为了确保泥浆的性能, 使膨润土有足够的水化时间, 配备泥浆快速水化装置, 并在现场设置蓄浆池, 规格为30m×15m×2m。根据现场实际情况, 增加泥浆罐数量或新增蓄浆池, 满足高质量泥浆配比需要。
四、同孔回拖保证管道防腐完好和回拖顺利施工的关键点
1. 泥浆粘度75s-80s, 并保持稳定, 以有效携带岩屑, 保持钻孔干净。
2. 扩孔至管道外径总和的1.5倍以上, 使钻孔有足够的空间容纳输气管道和光缆套管。
3. 使用多个扩孔器串联修孔, 使钻孔平滑顺直, 防止回拖遇卡和刮伤输气管道防腐层。
4. 光缆套管焊口补口, 防止焊口刮输气管道防腐层。
5. 光缆套管分别单独安装万向节的方案, 使光缆套管在有旋转应力时可以沿自身轴线自转, 而不会缠绕到输气管线上。
6. 全程使用滚轮支架发送管道, 防止损坏防腐层。
双管同孔穿越是定向钻施工过程中的一种新型施工方式。目前广西境内多条河流、等级公路和铁路在定向钻穿越中均采用双管同孔穿越, 同孔穿越应该避免管道在回拖过程中相互缠绕、刮擦和挤压, 能够实现双管同孔穿越。
摘要：西气东输二线支线工程中的广西支线某定向钻穿越, 由于地质情况复杂、岩溶发育严重, 在勘探的24个探孔中, 其中揭露溶洞的探孔有8个, 占总数的33.3%, 且大部分为半填充溶洞, 定向钻穿越施工风险很大。极可能发生输气管道和光缆套管不能同时穿越成功的情况, 为保证工程按期投产, 提出将输气管道与光缆套管变为同孔回拖的方案.
关键词：定向钻穿越,地质复杂,溶洞,双管同孔穿越
参考文献
[1]《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423-2007.
[2]《输气管道工程设计规范》GB 50251-2003.
[3]《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424-2007.
[4]《石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程》 (SY4207-2007) .
穿越冬天的迷雾 篇2
物理课上，正当我被玄乎至极的相对论吸引得忘乎所以时，童悦悦忽然猛拍我的肩膀：“小子，你有没有想过一个问题？这可是很多学者都容易忽视的一个问题！”
童悦悦故作高深的模样，让我产生了好奇：“你说，哪个问题？”“傻啊，当然是关于这些伟人的爱情问题啦。譬如，你知道爱因斯坦最喜欢的人是谁吗？”童悦悦这个绝对八卦的问题，真把我给难住了。
童悦悦得意至极，在课后挨个挨个地询问。所有人眉头紧蹙，童悦悦在一片嚷嚷声中道出了答案：“爱因斯坦，爱因斯坦，那他最喜欢的人一定是因斯坦啦！人家都在名字里告诉你们他最喜欢的人是因斯坦了，你们还问，真笨！”
童悦悦的乐观情绪已经到了无以复加的地步。每次恶作剧后，不管我们如何攻击她、冷落她，她总是咧着嘴巴，像拍牙膏广告的那些明星一样，露出一排洁白的牙齿，嬉笑着说：“来吧，来吧，高尔基说了，让暴风雨来得更猛烈些吧！”
然而忽然之间童悦悦似乎变成了另外一人。她很少说话，耷拉着脑袋，偶尔碰到老师提问也是心不在焉。我心里犯了嘀咕，童悦悦的乐天情绪是不是也已经进入了叶落风尘的秋季？
傍晚放学，我骑自行车跟在童悦悦身后，一遍又一遍地问她：“小悦同志啊，我作为全班少先队员的代表来问你，最近到底发生了什么事儿？”
童悦悦不理我，把自行车蹬得呜呜作响。街道上车水马龙，人潮汹涌，我再不敢招惹她。万一她真有个三长两短的话，那我剩下的这几十年就得由寒窗苦读换成铁窗含泪了。
“童悦悦，你慢点儿，我决定不追你了！”斑马线上的同学齐齐回头看我：“你何时喜欢上童悦悦的？你可真够勇敢的！大街上也能这么直白？”
2
面对这样的传闻，我和童悦悦都已经习惯了沉默。更让人难以想象的是，一向英明神武的班主任，竟然对这样不着边际的传闻起了疑心：“你们两个啊，平时得注意自己的言行。既然是班委，就得做好表率嘛！”
最让我惋惜的是，童悦悦为了平息流言，竟然放弃了我和她的纯真友谊。她在我的外语课本里夹了一张惨白的字条，上面赫然写着：“以后咱们还是不要说话了吧，我不想再让同学们误会。你成绩那么差，我怎么可能喜欢你？”
童悦悦以近视为由，调到了前排。我与她的友谊，如同这个季节的温度一般，直线下降。兴许，我该更为决绝一点，郑重其事地告诉她：“我也不可能喜欢上你这个刁蛮任性的丑八怪！”
我始终没有那样做。不论怎样，我都珍惜我和童悦悦曾经的那份友谊。童悦悦坐进了班里的黄金地段。周围不是科代表就是老师的重点培养对象。她是该坐进这样的位置的，她成绩那么优秀。
3
刚开学，我便收到了一张莫名的字条。淡蓝的笔迹，字体俨然是童悦悦的风格：“我断定你一辈子都只能倒数！窝囊废！”
虽然，这张字条上没有明文写着我的名字，但我似乎就是确定，这张字条绝对是童悦悦给我的。我眼里蓄着委屈的热泪，努力睁大了眼睛，不让它们掉落出来。此刻，童悦悦在前排人才济济的战营里谈笑风生，眉宇间充满了趾高气扬。
我开始了昏天黑地的苦读。我想，在过期的友谊和受损的尊严之间，我该作一次重大抉择。我选了后者。至少，我不想让所有“人才战营”里的成员们看扁。
在这一个万物复苏的时节，我的名次如同风中春笋般，细致而又艰难地向上攀援。我习惯了晚睡早起的生活，习惯了题海战术，甚至习惯了周围一切堕落同学的冷嘲热讽。我心里聚集一团愈渐热烈的火，只有这种一刻不息的奔跑才能让它获得片刻解脱。
我买了许多习题册，没日没夜地在草稿上演练。我的目的很简单：我只想有一天，童悦悦恭敬地捧着一道无法解开的题目前来找我。那么，我便可以痛痛快快地对她说上一句：“这种题目你都不会解？你真是个窝囊废！”
事实上，直到我的名字越过童悦悦的肩头，她都不曾主动跟我说过半句话。我的课桌里堆满了年级颁发的奖品。如果是去年夏天，童悦悦一定会不由分说强盗似的将它们掳去大半。而现在，我们早已各自丧失了这种分享快乐的能力。
春末的清晨，当我打开外语课本朗读时，从翻飞的书页里忽然掉出一张喜庆的贺卡。贺卡上，依旧是淡蓝的笔迹：“小子，生日快乐！你中计了！”我恍然大悟。
童悦悦在街上冲着我大喊“小子，慢点儿，我决定不再追你”的时候，我忽然有种措手不及的感动。身后，童悦悦正在急急赶来。我分明看到，有一滴名叫友情的热泪，轰隆隆地穿过了迷茫的冬季……
穿越技术的迷雾 篇3
水富—麻柳湾高速公路K130+400～K132+200段工程地处岩溶地区, 地质复杂, 地基表层为堆积土、砂性土或砂砾土, 下层为溶蚀石灰岩, 岩层起伏较大, 且长期受弱酸性水的侵蚀。
在该岩溶地段共有4座特大桥, 基础部分设计均采用长约30 m的钢筋混凝土钻孔灌注桩基础, 桩基础桩径为1.5 m～1.8 m不等, 共有钻孔灌注桩266根。设计图纸表明, 地基在30 m深度内普遍存在多层溶槽或溶洞, 形状各异, 大小不同, 填充物不一。溶洞的填充物为软～硬塑性砂土或流塑状砂性土, 有的洞与洞相通且形成了暗流。
2 施工技术难点
2.1 易出现偏孔、卡钻现象
在穿越多层溶洞钻孔施工中, 因溶洞顶板岩层倾斜、溶洞侧壁伸入桩孔位置以及岩石强度不均匀, 极易出现偏孔、卡钻现象, 处理方法较为复杂, 施工技术处理难度高, 且不断有新问题出现。
2.2 易出现涌泉、断桩现象
当溶洞尺寸较大且其填充物为流塑状物时, 容易出现涌浆 (填充物回流孔中) 现象, 清孔较困难, 需多次清孔, 灌注混凝土时也容易断桩。
2.3 裂隙漏浆造成塌孔, 严重时将钻机倾倒
水下混凝土灌注流失无法估量 (如K130+990特大桥8号墩左3桩设计灌注20.52 m3, 实际灌注混凝土为69.23 m3) 且容易造成断桩。有时由于溶洞顶部岩层较薄且出现了裂缝, 钻孔机具不断地持续振动, 可能会出现溶洞顶部岩层塌方而引起钻孔机具倾倒。
2.4 难以形成设计桩位的圆孔, 表现为扩颈
由于桩基所处位置溶洞净空比较大, 同时溶洞周边连通情况比较广、溶洞延续长度比较长, 此时桩孔在溶洞部分就难以成型。即使通过各种技术措施处理桩孔成型后, 在浇筑桩基混凝土时也很容易形成扩颈现象。
3 技术措施
3.1 穿越溶洞顶板防止偏孔的措施
岩溶地区溶洞顶板倾斜、顶板岩石强度不一或厚度不匀都易导致偏孔、卡钻等问题发生, 因此必须在钻进过程中仔细核对地质情况, 随时检查钻孔机具的孔位。若有详细的地质资料则在钻至溶洞顶0.5 m左右时, 调整钻机冲程, 改用小冲程钻进, 做到轻击、慢打, 以防止偏孔、卡孔的现象发生。当发现主绳摆动加大, 并偏离桩基设计中心, 此时则应注意孔内水位、泥浆稠度及其他情况。当孔内水位变化较大, 或孔内泥浆稠度、颜色发生变化时, 则说明溶洞顶板已被击穿, 此时则用与孔径成4倍关系的鼠笼或测孔器检查在穿越溶洞顶板时是否偏孔。如出现偏孔, 则回填块径为30 cm左右的片石至原偏孔位置以上0.5 m左右, 重新钻进后再用测孔器检测偏孔是否已被排除纠正, 如此反复进行, 直至安全纠正偏孔为止。
3.2 穿越溶洞的施工措施
3.2.1 洞高小于1.0 m的小溶洞
在钻进前采用砾石和黏土的混合物回填至溶洞顶以上0.5 m。当溶洞填充物为流塑状时, 在回填混合物中可掺入适量水泥起固结护壁作用。一般情况下, 待水泥终凝后24 h混合物就能够起到固壁作用, 然后开钻, 但在开钻前和钻进过程中, 宜使用稠度相对高的泥浆 (泥浆密度1.25 g/cm3～1.358 g/cm3为宜) 。
3.2.2 洞高较大且无填充物或填充物呈软～硬塑状的溶洞
先采用片块石、卵石和黏土混合物回填溶洞, 回填高度一次以1.5 m～2.0 m为限, 每回填一次后利用冲程挤压、再回填、再挤压, 如此反复进行, 直至完全填充溶洞后, 再进行钻进。但在钻孔钻进过程中, 应适当增加黏土数量, 提高泥浆稠度 (泥浆密度以1.35 g/cm3～1.45 g/cm3为宜) 。
3.2.3 洞高较大且填充物为流塑状的溶洞
1) 回填片石、卵石、黏土混合物。考虑溶洞较高, 泥浆侧向压力较大且不均匀, 在回填片石等混合物后, 混合物随同流塑状填充物再次涌向桩孔, 抛填数量难以估计, 清孔困难, 在桩孔灌注混凝土时质量也无法保证, 且因泥浆突然涌入桩孔或混凝土的大量流失而导致断桩。2) 回填混合物后用长护筒跟进。这种方法有如下缺陷:a.因为桩孔四周泥浆侧向压力不均匀, 易造成护筒倾斜;b.如溶洞内有凸出岩块, 护筒跟进困难, 且很难顺直;c.溶洞底部岩面倾斜, 在护筒及时跟进后, 泥浆也可能从岩面较低处缺口涌入桩孔, 不太可行。3) 回填混合物后填充水下混凝土。即在溶洞中回填部分片石、整包水泥和卵石的混合物, 再用钻头冲击挤压, 把混合物挤进溶洞内, 待桩孔基本固壁后, 迅速掏碴清孔 (有时须反复清孔, 以确保在灌注混凝土时导管能埋入溶洞底板) , 再向孔内注以C20或C25水下混凝土 (掺适量的早强减水剂) 至溶洞顶0.5 m左右, 待混凝土达到3 d强度后, 再重新钻进。
3.3 在溶洞底板岩面上钻孔防止偏孔的措施
当发现钻进速度明显比溶洞内钻进速度降低, 且主绳摆动有所加大时, 则说明已钻进至溶洞底板。若溶洞底岩面倾斜、呈现台阶或基岩因溶蚀程度不同而强度不均, 则极易造成钻孔过程偏孔。因此, 钻进到达溶洞底板时, 也需调整钻机冲程, 改用小冲程钻进, 并随时检查孔位。当主绳摆动加大, 并朝同一方向偏离桩孔设计中心时, 则说明已发生偏孔。此时要提回钻头并回填片石, 回填高度以原偏孔位置为准, 再钻进, 反复进行, 直至安全纠正为止。
3.4 漏浆、坍 (塌) 孔处理措施
岩层表面的溶沟、槽与溶洞相互串通, 又与地下水形成暗流, 通过透水性强的砂砾层、卵石层与地下水相连, 钻孔中泥浆比重大, 孔底内水压与暗流水压造成漏浆。当钻头击穿无充填物或少量填充物溶洞顶板时, 孔壁失去孔内压力, 孔内水头急剧下降, 外部地下水渗透水压过高而产生动压力, 引起孔壁坍塌 (护筒下沉与岩面连接不密时, 坍塌多发生在护筒底) 。因此, 应要求现场技术人员对照地质钻探资料, 检查孔内水头高度, 泥浆稠度和孔外水位变化, 及时取碴分析, 若发现异常, 及时处理。当漏浆太快散填难以达到目的时, 应采用集中抛填。将黏土、成袋水泥及片石集中填入, 要求短时、集中。
3.5 防止断桩的措施
3.5.1 断桩的原因
1) 由于溶洞相互勾通, 灌注时难以测出混凝土数量、水下混凝土流失严重, 造成断桩。2) 混凝土拌合机输送设备出现故障而无备用。3) 导管接头密封不紧。4) 配合比中石子级配不合理, 造成板结阻管。5) 拆卸导管不及时埋管较深。
3.5.2 技术对策及处理
1) 每次灌注必须备一台拌合机及发电机, 并检测导管的密封性, 备足砂石料及水泥。2) 分工明确, 记录及时, 保证混凝土施工连续性。3) 测量混凝土面上升速度, 若上升缓慢必是流失, 要保证2 m的埋管深度, 减少对下部混凝土的扰动。
4 钻孔实例
K130+990特大桥, 原设计钻孔灌注桩共计90根。在该桥钻孔桩施工过程中大都遇到多层岩溶地质, 在采用上述施工方法后, 成功地穿越了多层溶洞。其中该桥4号墩2号桩施工难度最大, 是穿越多层溶洞和尺寸较大溶洞的典型。
该桩长25.75 m, 经处理后的地面标高为34.47 m (文中涉及到的标高均为相对标高) , 原地面标高为33.27 m, 人工回填土为1.20 m;标高33.27 m～29.07 m为软～硬塑状砂黏土;标高29.07 m～25.77 m为软塑状砂黏土夹卵砾石;以下为石灰岩, 其中, 标高21.5 m～17.07 m, 16.47 m～15.97 m, 14.87 m～10.17 m为溶洞, 填充物为流塑状泥浆, 桩底标高为8.72 m。本桩基穿越了三层溶洞, 其中两层溶洞高度达4 m以上, 特别是位于标高21.57 m～17.07 m的溶洞处, 在钻孔过程中出现偏孔, 溶洞内泥浆大量涌入桩孔, 泥浆上升至标高22.4 m左右。该桥桩基钻孔施工过程均按照上述的技术措施组织施工, 在整座桥的90根钻孔灌注桩基础施工完毕后, 经对桩基进行无损检测, 全部桩基础均满足设计要求, 均达到优良标准, 无一根废桩。
5 结语
1) 岩溶较严重地区地质情况复杂, 给地质勘探及现场施工带来较大困难。虽然对水麻高速公路K130+400～K132+200段的地基在每根桩基位置进行了地质钻探, 但仍有几根桩地质勘探资料与实际不符, 给桩基施工造成较大困难, 也给施工进度带来一定的影响。因此, 应尽量避免在有多层溶洞的地基上建桥或采取其他类型桥基代替桩基。2) 岩溶地区桩基钻孔施工, 一般要穿越较厚基岩, 且基岩强度高, 钻进过程中, 钻机及钻头磨损大、进度慢。因此, 提高钻机及钻头的质量也是一个提高效益的重要环节。3) 桩基穿越多层岩溶溶洞, 尤其是穿越呈流塑状填充物的高大溶洞的钻孔施工, 虽然目前还没有形成统一的施工方法, 但本文为众多的工程实作工作者提供了一个可供参考与借鉴的经验。
摘要：总结了水富—麻柳湾高速公路部分岩溶地区桥梁桩基钻孔的施工经验, 阐述了在岩溶地质条件下穿越多层溶洞钻孔施工中的偏孔防治及穿越尺寸较大且填充物为流塑状物的溶洞的处治方法, 从而使桩基础满足设计要求。
关键词：桥梁工程,桥梁桩基,岩溶,钻孔技术
参考文献
[1]JTJ 041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].
[2]GB 50021-2001, 岩土工程勘察规范[S].
[3]GB 50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].
穿越港股迷雾找“明星” 篇4
在2008年10月底中国政府明确发出“强力刺激经济”信号后，借美国金融机构财报好于预期的助力，经过将近6个月的徘徊，恒生指数终于在2009年4月份重新站上15500点水平，港股第四次冲击这一区间并成功突破，成交金额明显回升到700亿港元左右的水平，市场信心显然得到相当大的提振。看这个势头是资金卷土重来了。
相比2008年，2009年第一季度影响股票市场的不明朗因素消除了很多，比如：重磅股汇丰控股(00005.HK)的核心资本充足率曾备受市场人士质疑，认为其资产质量并不如管理层一直坚称那样稳妥，存在增资的压力。而汇丰控股在公布年报后终于走出了供股集资这一步，并顺利完成，消除了影响大市的一大隐忧；中资银行股稳健的收益带动了新一轮的涨势，特别是工商银行的战略投资者主动锁定大部分解禁股份，大大减轻了中资银行股的抛售压力：受累于外汇杠杆投机、期货对冲等衍生工具亏损的上市公司纷纷“止血”，其中中信泰富(000267.HK)更是由母公司中信集团出手，直接隔离手头来完成的外汇杠杆合约，拆除了拖累上市公司资产质量的一个定时炸弹：随着楼价的调整，内地北京、上海等城市和香港的楼市不约而同地迎来了成交量放大的“小阳春”，内地和香港的房地产公司的流动资金压力得以舒缓；原油和有色金属价格反弹利好资源类股票。相对于前几次指数站上15000点的基本因素，现阶段的基础无疑更为扎实，大市应该有力再上一层楼。但牛市是否就此重临?见仁见智。
不争一日长短
无论如何，事实是“金融海啸”所带来的股票市场“缺血”后遗症正在逐步消退，市场的定价机制正回复正常。特别值得一提的是，港股市场在4月底迎来“忠旺集团”(01333.HK)集资15亿美元这样比较大型的首次公招股(IPO)(据报道，忠旺集团将于5月8日在香港上市，以每股介于6.8～8.8港元区间招股，计划发行14亿股新股，集资规模在95.2亿至123.2亿港元)，是近一年多券市最大规模的IPO。此次股票发行不仅是2009年迄今为止全球规模最大的IPO交易，而且其筹资规模较初始阶段的5亿美元已经增加了两倍以上。此前今年全球规模最大的IPO交易，是婴儿配方奶粉制造商美赞臣(Mead Johnson Nutrition Co.)(NYSE：MJN)今年2月于纽约通过首次公开募股筹资8.28亿美元。如果这次“忠旺集团”IPO成功发行，香港股市的IPO和并购活动将会更为活跃，对整体的大市起到极为正面的作用。
由于资金流动的方便，香港市场的波动性并不小。在投资者需要流动资金的时候，港股是理想的套现对象；而每当风险偏好回归、资金寻求高回报之时，处于全球经济焦点的“中国概念”总有一波动人的行情。香港股市中，中资国企比重占了大半壁河山，几乎所有股票的业务比重都在向内地倾斜；在人民币未能完全放开自由兑换之前，作为“投资中国”的最便捷渠道，香港股市的吸引力是无法抵挡的。
相对于2008年的资产“大甩卖”，2009年仍然是“寻宝”的好时机一一机会在于曾经经历股价相对于净资产大幅折让的股票将走向价值回归，部分股票甚至可以用持续增长的预期进行估值。虽然对中国经济保持良好发展势头的预期在A股市场充分反映，但是同样上市公司的股票在香港股市的估值还算合理，即A股对H股大幅溢价，港股仍然有充足的空间加以挖掘。
不过，即使是新的一轮牛市来临，在经济复苏的黎明期，股市的调整也会令市场波动巨大。从市场博弈的力量来理解，当大市涨幅达到现在这种幅度后，任何负面的因素都可能引发大量获利了结的卖盘，并引发投机资金跟进做空。而经济基本面的消极因素仍然存在。例如，一季度国内新增贷款巨量上升，对国内银行新增贷款的可持续性必然存在疑问，国内货币政策如何调整存在不确定性；A股回落的心理影响；欧美金融机构表面光鲜的财报下，呈现出来的资产质量仍然在恶化，等等。在目前的状况下，投资策略应该趋向保守，手中的现金比例应适当增加，以等待更好的投资机会。
寻求出类拔萃者
由于全球经济仍然没有明显的复苏信号，在股市调整期间，周期性强的行业如有色金属、航运和钢铁等行业股票应该加以回避，而不太受经济周期影响、或者受益于企业经营模式转变的一些股票可以加以吸纳：
腾讯控股(00700.HK)
中国即时通信市场的领军企业，在即时通信市场占据绝对竞争优势。过往五年业绩表现优异，年度税后归属母公司净利润从2004年的441亿元人民币增长至2008年的27.84亿元，年均复合增长44.5％。公司收入从2004年的11.43亿元人民币增至2008年的71.54亿元，年均复合增长44.3％。
腾讯控股业绩高速增长的背景是其核心产品——腾讯QQ即时通信工具——占据了中国网络即时通信市场绝对竞争优势，其注册用户从2003年的2561亿户增长至2008年的8.91亿户，而且对用户的粘性也越来越大，表现在活跃用户和每日平均在线数量的同步增长。2008年互联网增值服务收入占到总收入的70％。使用腾讯互联网收费产品服务的用户数量从2003年的690万户，增至2008年的3140万户，年均复合增长约28.9％，证明腾讯公司不断推出的新产品和服务
虽然腾讯的业绩可能无法维持前几年的高速增长，但是其收入受经济周期的影响是非常微弱的，收费用户还有很大的发展潜力，可以作为防守型的投资选择。未来业绩前景取决于公司如何深入挖掘现有用户的需求，不断开发和推出用户喜爱的延伸服务产品。
阿里巴巴(01688.HK)
阿里巴巴是中国B2B领域的龙头公司，按照网络行业研究咨询服务的专业机构iResearch艾瑞咨询统计，2008年阿里巴巴占据中国B2B电子商务市场52.6％的市场份额，处于市场领先地位。
从公司公开财务数据上看，自2004年开始，公司税后归属母公司净利润就取得快速增长，从2004年的0.73亿元人民币增长至2008年的12.05亿元人民币，年均复合增长75.2％。
阿里巴巴公司自2007年上市以来，连续两年业绩录得高速增长，2008年业绩表现同样稳健。阿里巴巴公司业绩高速增长的背景是公司抓住了中国2000年开放WTO以后的出口高速增长以及日益活跃的庞大中小企业群体契机，主打产品阿里巴巴B2B网站吸引了庞大的用户群。过往5年费用户中，GOLDSUPPUER金牌供应商用户贡献了大部分利润。
由于2008年全球经济危机，阿里巴巴主动在2008年三季度末调整了这部分付费用户的收费标准，因此公司整体ARPU值[11]每个用户平均收入未来可能出现下滑。但由于降价促销力度较大，公司四季度新增GOLD SUPPUER出口通会员数创下记录。
整体会员增速较快抵消了部分由于公司推出优惠产品导致ARPU下滑的不利影响。特别是通过淘宝网的C2C业务，以及支付宝的资金流业务，阿里巴巴上市公司，可以分享淘宝网几乎垄断的市场优势，带来更多的个人采购用户，打通B2C的整个电子商务流程。另外，公司在08年新推出的产品和服务，可能给用户带来更多的体验，包括：中小企业贷款、点击推广取代原有竞价排名的方式等。相对于受进出口放缓影响的其它行业而言，阿里巴巴的经营模式恰恰为进出口企业提供了降低成本和扩大需求的工具。
当然，2007年阿里巴巴上市以后，也带来更多的竞争者，百度已经在B2B领域进行了业务调整和扩张，专业细分领域的网盛科技(002095.HK)已经更名为“生意宝”，参与更多领域的B2B市场竞争。这是需要加以关注的风险因素。
总结
以上的两个例子只是选取了两家市值比较大的公司进行说明，即使在经济下行周期，也有优秀的公司可以脱颖而出。实际上，在香港股市上，还有不少小市值的公司具有独特的经营优势，例如娱乐行业的“A8音乐传媒”、机械制造业的“昆明机床”等，可以借股市调整的机会纳入投资组合，静待市场发现并选择合理估值水平的股票。
托换技术在隧道穿越中的运用 篇5
1863年世界上第一条地铁在英国伦敦建成通车, 标志着城市轨道交通方式的诞生。中国第一条地铁诞生于北京, 1969年10月1日建成通车。到2008年7月, 北京地铁运营里程达到200公里, 运营线路达到8条, 地铁在建线路共有7条:4号线、6号线一期、8号线二期、9号线、10号线二期、亦庄线和大兴线, 在建里程164公里, 投资约989亿元, 这些线路都将在2014年前陆续开通。
香港地铁第一条线路于1979年建成通车以来, 截至2007年, 地铁和九铁正式合并后, 综合铁路系统全长168.1公里, 由9条市区线共80个车站组成。
上海地铁建设始于1990年初。1993年5月28日, 上海地铁第一条线路 (徐家汇——锦江乐园) 建成通车。上海地铁经过近20余年的建设, 截至2007年底, 运营线路总长236公里, 车站总计163座 (不含磁浮示范运营线) 。
天津地铁是中国大城市中建成的第二条地铁, 始建于1970年6月, 1984年12月建成通车。未来两年天津市将有三条地铁主干线投入运营。
广州是中国第四个拥有地铁的城市, 地铁一号线于1993年12月28日动工, 到1999年6月28日通车。2007年地铁总长度达116公里。2011～2020年广州还将建设11条线路, 300公里左右。至2020年, 将建成530公里左右线路。
深圳地铁始建于1999年, 于2004年12月28日正式通车。随着深圳地铁的开通, 深圳已成为继北京、香港、天津、上海、广州及台北后第七个拥有地铁系统的城市。2007年全长21.866公里, 并设有19个车站。
除此以外, 南京、重庆、武汉、大连、杭州、长春、西安、成都、青岛、哈尔滨和苏州10多个城市正在进行地铁建设, 总共有40多个城市在建或筹建或规划中。
在城市里, 地下空间开发越来越受到重视, 地铁已经成为占用土地和空间最少、运输能量最大、运行速度最快、环境污染最小、乘客最安全舒适的理想交通方式, 50多年来中国的地铁建设取得了很好的成绩, 在缓解城市交通压力方面发挥了巨大的作用。
伴随着我国地铁建设的蓬勃开展, 地铁建设中暴露出了许多问题。各种媒体上不断报道的各种地铁事故, 告诉人们地铁施工中风险的存在。
2007年3月28日北京四号线苏州桥站出入口施工中隧道坍塌, 酿成了6人死亡的惨剧。
2007年2月南京二号线在汉中路牌楼巷与汉中路交叉路口北侧施工出现渗水塌陷, 造成天然气管道断裂爆炸;
2007年12月17日, 南京地铁2号线施工面突然发生断裂, 导致市区主干道路面塌方, 面积达30多万平方米, 两棵10多米高的树掉入塌方处, 所幸并没有造成人员伤亡。
2008年1月17日, 广州地铁5号线在施工中突然涌水, 发生塌方, 导致珠江大桥引桥下的双桥路旁地面突然下陷, 出现一个面积大约100m2米的大窟窿, 深约5m。
2008年4月1号, 深圳龙岗区的地铁3号线工地进行桥墩浇铸混凝土施工时, 模板突然发生坍塌, 混凝土倾泄而下, 5人被埋, 最终三死两伤。
2008年11月15日杭州地铁施工基坑塌陷事故已造成1人死亡16人失踪。
2009年8月3日西安地铁一号线莲湖路洒金桥段施工现场突然发生塌方事故, 两名工人被埋死亡。
……
此外, 因地铁施工造成对建筑物不均匀沉降的倾斜及裂损在各个城市时有发生, 这些建筑物的修复加固工程巨大。
2 地铁工程托换技术
随着城市建设的加快, 一方面建筑物不断增多, 各大城市建筑群、商业区、居民区已建成, 另一方面城市要修地铁为方便使用, 缓解城市交通为目的, 须选择通过人流较大、较集中的区域。地铁网络的形成意味着多条地铁的交汇, 因此, 地铁穿越居民区、商业区与大型商场、写字楼地下穿越与连接是当今修地铁的特点。另外, 地铁在穿越建筑物的同时, 也要穿越城市道路、桥梁等构筑物。穿越水、电、气和通讯管道网须迁移或保护。穿越建筑物基础、桥梁桩基础需要托换处理, 影响建筑群可能会造成建筑物下沉区域需要加固处理。为此, 建筑物的托换、立交桥的托换及对影响区域建筑物、构筑物的基础加固、结构加固在地铁工程中得到运用。
地质情况、水文情况以及穿越建筑物的基础形式和穿越方式是地铁工程托换技术方案的重要依据, 在地下水丰富的地区, 降水对周围建筑物极具破坏性, 同时, 越深的基坑和丰富的地下水使得地下结构的抗浮困难, 地下水会造成基坑地板隆起、地板破坏涌水、涌砂, 还有地下流砂、暗滨或沼气很容易造成隧道坍塌, 地铁除穿越建筑物、道路、桥梁外, 还要穿越河流、涵洞、山脉等, 穿越河流施工难度极大, 河水通常和地下水联通, 同时河床下的地质情况较差, 一般有淤泥、淤泥质砂、砂土层具有较强的流动性。
目前, 地铁托换技术在地铁工程施工中还处在探索与应用阶段, 往往由于地质、水文资料的不准确、建筑物原始图纸缺失给地铁工程托换技术方案的编制提高了难度, 同时, 由于地铁穿越大量建筑群区需要托换与加固, 也增加了地铁工程的费用。
地铁托换技术随着地铁工程穿越建 (构) 筑物的特点以及建 (构) 筑物本身适应变形的能力, 要求在托换方式上解决因地铁施工穿越建 (构) 筑物基础时对建 (构) 筑物不产生不均匀沉降或过大的沉降以及上部结构不开裂变形为目的。地铁工程穿越建筑物按穿越方式分为沿轴线边缘穿越、沿轴线中间穿越、与建筑物斜向交叉穿越 (见图1) 。
⑴当地铁沿建筑物轴线边缘穿越时, 可按照如下托换方式:
(1) 当地铁施工对建筑造成的影响比较轻微时, 可采用加强建筑物整体刚度和强度的方法。
(2) 当地铁施工对建筑造成的影响较大时, 可采用在建筑物影响区内进行地基与基础加固处理的方法。
(3) 当地铁施工仅对建筑物地面造成影响时, 可采用在建筑物地面影响区内进行地基与基础加固处理
⑵当地铁沿建筑物轴线中间穿越时可按如下托换方式:
(1) 当地铁施工需切断建筑物桩体穿越时, 必须采用桩梁式托换体系、桩筏式托换体系或者扩大承台增加新桩加固托换体系。
(2) 当地铁施工在桩尖以下土层 (岩石) 穿越时, 视地铁穿越时对桩的影响程度, 可采用桩梁式托换体系或者扩大承合增加新桩加固、基础灌桨, 加强建筑物整体刚度和强度等方法。
(3) 当地铁施工穿越建筑物边沿轴线, 且建筑物边缘轴线处不具备施工条件时, 可采用室内设置桩支点做桩梁托换体系或者桩梁加斜撑托换体系。
(4) 对于地铁施工穿越天然地基、复合地基等建筑物基础的托换, 视影响情况采用桩梁式托换体系、桩筏式托换体系或者扩大承台增加新桩加固托换体系。
⑶当地铁与建筑物斜向交叉穿越时, 可按如下托换方式:
(1) 对于地铁通过建筑物轴线中间穿越的位置, 可参照⑵进行托换处理。
(2) 对于地铁通过建筑物轴线边缘穿越位置可参照⑴进行托换处理。
托换方法可分为桩梁式、桩伐式、伐基、桩基和结构整体刚度加固等多种方法。根据托换结构的变形计算, 评估托换结构的变形量是否满足上部被托换建筑的变形要求, 确定其托换受力方式, 按托换受力方式, 桩基托换可分为被动托换法和主动托换法。按托换受力方式被动托换法是直接通过使用托换结构进行力的转换, 施工过程中不需要卸荷或顶升。主动托换法是地铁工程桩梁式或桩伐式托换中最常用的方法, 在托换结构中对托换梁或托换伐基与桩之间通过顶升, 提前完成桩和托换梁的变形达到托换的目的 (见图2) 。
3 结束语
⑴地铁工程托换是解决地铁施工穿越区和影响区不因地铁施工造成破坏影响而采取的保护建 (构) 筑物正常使用的技术行为。
⑵由于地质条件、水文条件及建筑物结构形式、质量状况等的复杂性, 且技术措施受到经济的限制, 需制定经济合理、技术可行、安全可靠的科学方案, 满足托换及经济需求。
⑶随着地铁工程的建设加快, 各城市的地铁工程托换施工将越来越多。由于托换施工的建筑物是否产生变形或破坏属民生工程, 丰富的方案设计及施工经验是托换施工得到安全保证的前提。
穿越技术的迷雾 篇6
1 衬砌厚度检测
1.1 检测方式与测线布置
衬砌厚度与背后密实度主要利用SIR-3000型号的雷达实施检测。检测要布置4条测线, 位主要分布在供部与左右边墙以及与仰拱。雷达检测主要利用连续测量模式, 在隧道的洞身每间隔5.0m利用红漆进行标记, 而雷达就会记录每5.0m打一下标记, 而100m标成双线标记。为了能够确保雷达记录的5.0m标记可以代表洞身距离的精确性, 在进行检测时主要由专人负责进行打标记。在施工现场运用工程检测车, 并且保持不超过5km/h的速度完成检测。
1.2 图像解析
地质雷达资料主要反应出地下介质相关电性分布, 把其转化成为地质体分布, 一定要将地质和施工以及地质雷达等方面相关资料进行有效融合, 从而获取检测对象总体图像。而对于隧道衬砌发生不密实与脱空现象的判断, 处在围岩或是混凝土中相关脱空中空气和模筑混凝土以及围岩等存在相对比较明显的介电常数差异, 对此在时间的剖面图中, 同向雷达的波错断发生并向上弯曲, 同时在脱空与混凝土以及围岩间存在较为明显的界线, 在分析过程中如果钢筋或是格栅钢架, 一定要进行综合考虑。衬砌背后回填密实度相关判别特点就是信号幅值相对比较弱, 甚至并未发生界面发射信号。而不密实特点是衬砌界面出现强反射信号, 且同相轴呈现绕射弧形, 还不连续, 相对较为分散。另外, 脱空特点是, 衬砌界面的反射信号相对比较强, 三振相较为明显, 而且其下部依然存在强反射的界面信号, 两组信号的时程差相对比较大。
2 衬砌混凝土强度检测
结构或构件混凝土的强度换算值相应平均值应该依据各个测区混凝土的强度换算值进行计算, 而且计算测区的平均回弹值, 要从此测区的16个回弹数值中剔除其中的三个最大值以及三个最小值。而结构混凝土强度的推定值应该满足一下规定需求, 若是在单个构件的检测过程中, 单个构件相应混凝土强度的推定数值要选取此构件的各个测区中混凝土强度相关换算值的最小值。通过对检测数据完成分析与研究, 隧道衬砌的个别测区难以满足有关设计需求, 检测的强度数值比较接近设计值, 证明隧道衬砌结构会在自然应力的影响下, 发生性能衰变。
3 衬砌厚度与回填密实程度以及空洞大小计算
首先, 衬砌厚度的计算应该利用公式H=Vt/2计算。在实践工作过程中, 唯有速度V数值选定, 计算机才可以利用软件把记录色彩实践的相应剖面自动转换成彩色深度剖面。其次, 回填密实程度有效评价, 依据反射波的振幅和相位以及频率特点, 能够把回填层有效划分成为密实和不密实两种类型。最后是空洞大小计算。依据空洞界面的反射波相应振幅和相位特点, 明确空洞的顶界面与范围。依据反射波的相位特点明确空洞低界面。而且空洞的大小一定要依据电磁波出租空气中的传播速度完成计算。
4 处理方案
对于隧道衬砌发生的质量缺陷, 应该根据衬砌的厚度施工过程中允许误差不超过5cm的需求, 主要应用下述几种处理方案。
首先, 针对拱顶的二次衬砌后的满足设计厚度需求的70%之上的相关部位, 如拱顶之上的脱空部分应该应用和衬砌砼标号的相关加气小石子混凝土进行填筑密实。其次, 针对拱顶施工过程中二次衬砌厚度并未达到设计厚度70%之上的部位, 比如II类围岩, 由于二次衬砌是钢筋混凝土, 针对空洞部分应该利用同标号的混凝土进行注填密实, 再如III类与IV类岩石, 一定要将原衬砌混凝土进行凿除, 利用钢筋混凝土进行重新浇筑。在进行浇筑之前应该现在两侧剩余衬砌位置植入钢筋, 一般情况下深度在15至25cm。钢筋可以应用专用胶进行粘结。另外, 钢筋设置应该参照II类围岩中二类衬砌钢筋构造, 并且对钢筋骨架的具体高度进行合理调整。最后, 进行左右供部分处理, 由于左右边供承受的压力相对较大, 若是厚度并未满足设计二次衬砌厚度, 就应该凿除员衬砌, 应用钢筋混凝土完成重新浇筑, 同时供背脱空位子一定要注浆回填密实。
5 结束语
利用地质雷达完成油气管道穿越工程的隧道衬砌施工质量检测是现阶段主要应用的检测方法, 其具备无损和高效以及精确等多种特点。同时地质雷达还可以在新线和原有线隧道的衬砌质量检测方面应用, 此项检测技术在油气管道穿越工程中的隧道衬砌质量检测与维护汇总已成为主要应用的检测技术。
参考文献
[1]陈培德.地质雷达检测技术在梧村隧道衬砌质量检测中的应用[J].公路工程, 2010, 35 (01) :134-137.
[2]蔡建辉.地质雷达在高等级公路隧道衬砌质量无损检测中的应用研究[J].公路交通科技, 2012 (增) :87-89.
顶管穿越石方爆破技术研究 篇7
顶管开洞与平硐开挖从施工方面来看是较为相近的,通常平硐都存在于公路、铁路、水道等交通通道的下方。顶管施工时通常是由一线施工人员在前方进行平硐挖掘工作,接着三级钢筋混凝土套管紧随其后,以避免平硐塌陷,从而确保工程顺利进行和施工人员的安全。施工人员在进行挖掘时碰到硬质岩石的情况较多,加之硬质岩石材质坚硬,使用普通的机械或是人力都是难以挖开的,此时就需要进行爆破,这种爆破模式就叫做掘进爆破。常见的岩石分为三种,分别是满硐石、半硐石以及孤石,平硐断面通常而言都不大,其直径范围从1.2 m到2 m不等,而不管是哪一种岩石,都只可以使用水平钻眼。在处理满硐石时,按照平硐爆破方法展开施工;在处理半硐石时,则以岩石顶部当作是卸爆面,展开微差爆破施工;最后在处理单一的孤石时,使用的方法为向下斜孔布眼,然后根据松动爆破技术实施装药处理,完成爆破。
1 常见岩石的爆破形式
1.1 满硐石的爆破
1.1.1 布眼形式
因为硐石的截面不大,所以通常布设掏槽眼时围绕其中心一点,呈等边三角形排列;布设周边孔方时则间隔一定距离布设一个孔方,确保距离均等。这样的布眼方法能够保证满硐石被顺利地爆破开来[1]。
1.1.2 装药及网路
掏槽眼根据1 000~1 700 g/m3的重量进行装药,边孔则根据200~400 g/m3的重量进行装药,具体重量的选择视操作人员的经验和满硐石的情况而定。在挑选雷管时使用的是非电导爆炸微差雷管,通常安置在掏槽眼上只需要一段雷管,而安置在周边孔则需要3或5段雷管,用点雷管使用“束状”的连接办法来进行起爆,这样能确保满硐石从中心到周边全面爆破完成。
1.2 半硐石的爆破
1.2.1 布眼形式
呈竖直状态由上至下进行布眼,两排或是三排眼皆可。从水平方向来看,每一排眼的间距保持在35~50 cm;从竖直水平来看,每排的间距保持在30~40 cm,具体间距视半硐石的大小而定。如果半硐石较大则需要布三排眼,偏小布两排眼即可,最后布眼形式呈梅花状排列以确保爆炸点呈均匀排布,从而有效地完成爆破[2]。
1.2.2 装药及网络
第一排眼根据200~400 g/m3的重量装药,同时选取1段雷管即可;第二排眼则需要选取350~500 g/m3装药,同时选取5段雷管,同样是选择点雷管,使用“束状”连接法完成爆破,这种差异化的装药量和雷管类型选择确保了半硐石能顺利被爆破。
1.3 孤石的爆破
在爆破孤石时使用的是斜向下打眼法,在装药时保证300 g/m3的重量即可,这种打眼法无需太多的火药即可确保爆破成功。
2 确保爆破安全
在使用火药时,需要严格根据火工品的管理办法以及使用规范展开管理。在装药前,首要任务是清理炮眼内的杂质,避免这些杂质影响火药爆炸并使用干燥的木质棍把药缓缓地放置炮眼内,禁止对药冲撞或是捣实。其次是要严格控制爆破使用的火药用量,避免过少而造成爆破失败,也不能过多否则会由于强烈的爆破震动导致平硐破坏或是地面下陷。通常而言,每次的起爆药量不超过900 g就不会对施工造成危害,可以确保安全。在装药后,一定要使电雷管脚线不和其他东西接触,始终保持悬空,如果电雷管脚线、爆破母线和某些机械导电体接触的话,可能会导致雷管导电提前引爆,造成严重的安全事故,因此必须要禁止电雷管脚线和导电体接触。[3]
3 液压千斤顶顶管过程
3.1 液压千斤顶顶管穿越施工原理
在穿越段的左右两端安置管中心线,明晰顶管穿越的进、出口位置,在一侧挖掘一个较大的坑,确保穿越套管与顶管设备可以被安置在坑内,同时留出施工人员可操作空间。在第一次爆破施工完成以后,让操作人员进行掏渣,清理出合适的空间后,确保套管前侧的圆形空间能够超出套管外径,接着把套管安置进穿越段。等到套管被安置进穿越段后继续施工,施工工序为打眼,然后爆破,接着掏渣,这样循环往复之后,待到套管通过穿越段后停止施工。而在施工中所产生的清土、弃渣等杂质尘土需使用小滑车从洞内运出倒在远离施工场所的地方。
3.2 施工措施
1)在施工时需要确保机械设备正常使用,为了让后靠背的受力保持一致,不会因为受力不均而导致错位的现象发生,需要在液压设备和后背接触面插入厚度约3 cm的钢板与枕木。钢板是为了切实地顶着岩石面,枕木则是被安置在钢板和后靠背的接触面之间,这样能够发挥枕木的优点,不容易损坏后背接触面。
2)在砼套管不断在穿越段前进的过程中,施工人员始终进行着打眼,然后爆破,接着掏渣的施工操作,在上述三步施工工序完成后继续将顶管顶进穿越段中,然后继续上述的施工工序,如此不断循环,直到顶管通过整个穿越段后停止施工。在施工过程中表现为边爆破边顶进,可以理解为爆破—顶进顶管,再到爆破—顶进顶管的这样一个过程。
3)为了确保顶进管的外端质量,降低顶进管所受到的阻力,施工人员可以制作特殊的顶管头用于在岩石中开路。顶管头类似于一个T字,其顶端部分偏长,竖直方向较短,同时顶进管的前端位置更长,并且呈尖锐状。尖锐前头有肋板和下端相连,从而确保顶管头的前端在岩石中前进时不易折断。最后将顶管头安置在顶进管的最前端,将其固定好后继续顶进顶管。
4)在顶管施工中,需要通过专业仪器来确定其位置,确保不会出现偏差。在施工时架设测量仪器来控制顶管的中心位移线。每当顶管前进40 cm左右时,就需要观测顶管的相关数据,及时进行检测,如果发现顶管出现了位移,就需要及时纠正。
5)在顶管施工结束后,需要对轴线偏离、高程等数据展开测量,从而确定其顶管达到施工预期的要求。同时,因为不间断爆破的因素,使得主体和水泥套管间肯定会有着较小的空隙,为了固定住套管,就需要在套管的东南西北四个方位钻开四个注浆眼,通过注浆眼注入水泥从而填补空隙。最后当工程验收合格后,需要根据施工设计图对平硐进行回填,完成主管的穿越。
4 结语
在使用顶管穿越石方爆破技术时,首先需要针对不同的岩石类型采取不同的装药重量和布眼形式,以确保岩石被顺利地爆破,在此过程中也需要注意爆破安全。在进行顶管穿越时,需要边爆破岩石边顶进顶管,同时还要避免顶管的位移。最后在施工结束后需要进行验收,以确保工程质量合格。
摘要：根据不一样的工程类型,分析了顶管穿越石方爆破的相关措施。
关键词：掘金爆破,类型,方法
参考文献
[1]韩永明.浅谈公路工程施工中的石方爆破[J].科技信息(学术研究),2008(23):244-245.
[2]李俊桢,刘宏刚,白立刚.山东教育电视台旁石方爆破的安全控制[J].爆破,2006,23(2):57-59.
[3]黄泽民,付天杰.复杂环境下石方爆破施工监理的控制管理[J].铁道建筑,2003(9):66-67.
穿越技术的迷雾 篇8
以建灵石隧道工程为依托探讨隧道穿越既有采空区的综合安全、快速施工技术对提高富矿区隧道建设具有重要意义。
1 灵石隧道工程概况
1.1 工程地质条件和水文地质条件
灵石隧道位于山西省灵石县城西郊, 起点位于灵石县刘家庄村, 里程桩号为K21+413.288, 终点位于桥西村, 里程桩号为K23+776.902, 左线为108国道改建, 右线主要为新建灵石隧道工程。隧址区位于吕梁块隆与沁水块坳的结合部位, 表现为灵石隆起, 其东为太岳山脉, 西为吕梁山支脉老虎山, 中间为汾河峡谷。地势总体由北向南倾斜, 根据地表形态及成因类型将地貌单元划分为构造剥蚀中低山区, 微地貌为基岩黄土梁, 冲沟陡坎。植被较发育。隧址区位于汾河西岸, 未发现地下水出露, 地形陡, 切割严重泄水能力强。洞体围岩为奥陶系中统峰峰组地层, 地表有第四系地层覆盖, 富水性较弱。隧址区地震峰值为0.20g, 所对应地震基本烈度为8度。灵石隧道隧址区有大量石膏矿层, 大部分已开采, 采空区未塌落, 呈不稳定状态, 对隧道有影响。
1.2 工程勘察成果及隧道设计
灵石隧道设计为单向两车道隧道, 全长1 665 m, 属长隧道。该隧道按一级公路等级设计, 建筑界限为净宽9.75 m, 净高5 m, 设计行车速度60 km/h。对隧道有影响的石膏矿采空区分布于K21+463～K22+455, 采空区880 m, 其中运输巷道长度110 m。
K21+430～K21+730采空区段分布于隧道身段, 采空区长度300 m, 对隧道影响严重。K21+730～K21+925采空区底板位于隧道顶板之上0 m～7 m, 采空长度195 m, 其中K21+770～K21+810 (40 m) 为石膏矿现有运输巷道, 对隧道影响严重。K22+070～K22+455采空区底板位于隧道顶板之上10 m～17 m, 采空区长度385 m, 其中K22+125～K22+195 (70 m) 也为石膏矿现有运输巷道, 对隧道影响严重。K21+770～K21+810 (40 m) 巷道位于隧道顶上方约3 m～5 m, K22+070～K22+455采空区底板位于隧道顶板之上10 m～17 m, 采空区长度385 m, 其中K22+125～K22+195 (70 m) 为石膏矿现有运输巷道, 巷道位于隧道之上约15 m～17 m, 未支护, 对隧道影响严重。隧道应做特殊设计, K22+650～K22+980 (330 m) 采空区位于隧顶之上34 m～56 m, 采空区对隧道无影响。
2 灵石隧道穿越既有采空区施工中的安全管理技术
2.1 灵石隧道采空区段综合施工技术
结合现场实际情况, 利用超前地质物探及水平超前钻孔等手段。初步探测采空区位置、形状、规模、地下水储存情况等。认真做好监控量测工作, 密切注意围岩变化情况, 发现围岩变形及时分析原因和影响程度, 并制定处理措施, 尽早处理。
对于采空区洞室自身的稳定性以及洞室对围岩及隧道支护结构的影响, 可采用锚、喷、网加强支护或采用管棚等超前预支护措施以及棚架支撑等措施;根据洞室与隧道的空间不同位置关系, 分别采用跨越、堵塞、加固及绕避等处理措施。
同时在该区域段隧道施工过程中需采用超强支护。全隧开挖采用台阶法开挖, 上导台阶采用环形开挖留核心土法施工, 下导台阶采用先中央槽口开挖, 再马牙槽式间隔开挖边墙的方法施工, 根据围岩级别来确定不同的开挖进尺, 其开挖示意图见图1。
2.2 值班通讯系统
在灵石隧道各洞口均设置值班室, 由专职安全员24 h值班, 对进洞人员进行详细登记, 包括姓名、工种 (职务) 、进出洞时间等。洞口值班室设电话座机, 洞内每隔300 m设置电话机一部, 与洞口电话机形成局域通讯网络, 洞内各作业点均设一名值班员, 兼职安全员, 对各作业工序之间进行协调, 使施工组织科学、合理、有序, 遇有特殊或紧急情况, 及时与洞口值班室人员进行沟通, 上报队管理人员及时处理。
2.3 超前地质预报系统
2.3.1 超前地质预报分类
根据隧道施工地质情况, 超前地质预报分为两类, 在采空区距离隧道周边超过3倍洞径地段, 进行一般性常规预报, 必要时增加物探或钻探。在采空区距离隧道近于3倍洞径和存在老窖水的地段进行重点探测。
在灵石隧道施工中, 引进了TSP203PLUS隧道地质超前预报系统、地质雷达、红外探水仪等仪器进行多途径超前地质预报。
2.3.2 灵石隧道主要预测预报方法
1) 地质雷达法。地质雷达是由军用空中雷达技术演化而来的一种广谱电磁技术, 可对处于地下或其他隐蔽部位的不可见异常目标体或地质结构进行定位, 又称为探地雷达, 其原理跟军用雷达相似, 以宽频脉冲的形式, 通过地面发射天线向拟探测地层定向发射高频电磁波信号, 当电磁波在地下介质传播过程中遇到存在电性差异的介质或目标体时, 电磁波便发生反射, 反射波返回地面后由专门的接收天线接收, 如图2所示。隧道开挖时, 需对隧道周边范围存在的采空区进行探测, 地质雷达对不可见采空区的探测也是通过脉冲信号发射天线, 向隧道周边拟测地层定向发射高频脉冲电磁波, 电磁波在传播途中遇到物性不同的采空区介质界面时发生反射和透射, 上、下两种介质的电性差决定了反射信号的强弱, 电性差越大, 反射信号就越强。采空区周围地层围岩以灰岩等硬质岩为主, 空洞区充填物一般为空气、水、砂、淤泥等, 岩体跟空气和水的介电常数指标差异很大, 电磁波在采空区界面的强反射导致雷达剖面相位和幅度发生变化。反射波返回地面后信号由接收天线接收并传输到接收机, 通过接收机对反射波进行处理后, 传输到雷达主机, 得出地下目标深度、大小和方位等的特性参数, 通过对各特性参数的判断确定采空区的位置和规模。2) 超前炮眼。隧道掘进作业钻爆设计设3个～5个超长炮眼, 作为上述超前预报的补充, 从而加密超前物探或超前水平钻孔的频度和探测范围, 超长炮眼距离5 m～10 m, 根据钻进的难易及炮眼内出水情况分析掌子面前方的水文地质情况。3) 围岩监控量测系统。围岩监控量测是新奥法复合衬砌设计、施工的核心技术之一, 通过在隧道施工过程中对围岩和支护系统的稳定状态进行监测, 为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据, 把通过对量测的数据进行整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中, 进一步优化设计和施工方案, 以达到安全、经济、快速的目的。围岩量测是施工管理中的一个重要环节, 同时也是施工安全的基本保障。通过现场监控量测可以了解围岩、支护变形情况, 以便及时调整和修正支护参数, 保证围岩稳定和施工安全;提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据, 确定衬砌混凝土施作时间;依据量测资料采取相应措施, 在保证施工安全的前提下加快施工进度;积累量测数据资料, 提高施工技术水平。
2.4 电视监控系统
在隧道各洞口设电视监控室, 分别配置一台9屏有线电视监控器, 先期使用4屏, 根据工程进展增加屏数。在隧道内的主要作业工点 (掌子面、衬砌台车附近、主要横通道入口等) 合适位置安装摄像头, 由监控值班员24 h观察各监控区的施工情况, 发现异常及时上报处理, 避免发生安全事故。
2.5 警报系统
在隧道内的主要作业点适当位置安装警报器, 洞内值班员加强检查和巡视, 各工班负责人提高施工安全的警觉性, 一旦发生紧急情况, 立即拉响警报器, 通知洞内所有施工作业人员迅速撤离。
2.6 应急照明系统
一旦发生紧急事故, 洞内的普通照明系统很可能损坏, 起不到照明作用。在黑暗中人的方向感极差, 势必给洞内施工人员的避险和逃生产生非常不利的影响。为解决此项问题:1) 准备专门的发电机作为备用电源;2) 更有效的办法是在隧道内的侧墙上每隔一定距离 (20 m或30 m) 安装应急灯, 此应急灯采用电池供电, 可持续供电1 h, 能保证距洞口最远处的掌子面施工人员有足够的时间安全撤出。
2.7 逃生系统
灵石隧道最大的安全隐患就是采空区的坍塌, 为保证发生坍塌时隧道内的作业人员能够及时安全撤出, 必须准备逃生设备和工具。在遇险时人的第一反应一般是逃生, 为此, 采用大直径钢筋 (Φ28) 或普通钢管 (D40) 焊制逃生爬梯, 置于掌子面附近。同时开挖用的钻爆台车、铺设防水板的简易台车以及衬砌台车均可作为坍塌时的临时逃生避险设备。
3 结语
隧道施工安全管理是搞好隧道建设施工安全工作的关键, 灵石隧道作为穿越长大采空区的高风险隧道, 地质情况极其复杂, 施工中不可预见的因素太多, 以上各项安全技术措施和手段不是孤立的, 而是互相联系、相辅相成的, 在施工过程中必须加强制度建设, 不断增强广大施工人员的安全意识和技术素质, 提高综合安全管理水平, 全面强化施工过程的安全控制, 达到规避施工高风险, 安全施工的目的。
摘要：以灵石隧道工程为依托, 通过阐述隧道工程地质和水文地质条件及勘察成果等, 深入探讨了隧道穿越既有采空区施工中的各项安全管理技术, 以达到规避施工风险、安全施工的目的。
关键词：隧道,采空区,施工,安全管理技术,地质雷达
参考文献
穿越技术的迷雾 篇9
关键词：DFIG,风电并网,电压跌落,LVRT,无功补偿
0 引言
近期,国家发改委能源研究所与国际能源署(IEA)发布了《中国风电发展路线图2050》,设立了中国风电未来40年的发展目标。到2050年,风电装机容量占电力总装机容量的26%,风电将满足17%的国内电力需求[1]。风电的电网穿透率(即风电占电源结构的比重)逐年上升,必须考虑电网故障时风机对电网稳定性的影响。风电并网技术国家标准《风电场接入电力系统技术规定》对风电场风电机组井网时的功率控制、功率预测、低电压穿越等功能提出了严格的技术要求,其中LVRT能力被认为是风电机组设计制造控制技术上的最大挑战。2011年我国发生了四起典型的风电机组大规模脱网事故,究其原因,首要的是发生故障的风电机组不具备一定的LVRT能力。而目前全国上网风电机组中,仍有许多不具备LVRT能力,LVRT技术直接关系到风电场能否并网,已成为我国风电行业发展的焦点。
1 LVRT技术与国家标准
LVRT是指在风机并网点处电网故障引起电压跌落时,风机能够保持并网,甚至向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复正常,从而“穿越”这个低电压时间(区域)。电压跌落会给电机带来一系列暂态过程,如出现过电压、过电流或转速上升等,严重危害风机本身及其控制系统的安全运行。风电并网国家标准规定:对于风电装机容量占电源总容量比例大于5%的省(自治区)级电力系统,其区域内新增运行的风电场应具有LVRT能力[2]。要求:(1)风电机组在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625 ms;(2)风电场并网点电压在发生跌落后2 s内能够恢复到额定电压的90%时机组不脱网;(3)电网故障期间未切出机组的有功功率,在故障清除后应以至少以10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的状态。
2 DFIG的LVRT技术
文献[3]通过运用电力系统仿真软件DlgSILENT/PowerFactory建立DFIG及LVRT的数学模型,分析了电网故障对风电机组LVRT能力的电压限制,结果表明:风电机组LVRT能力的深度主要由系统接线和风电场并网方案决定[3]。目前市场上有三种典型风机:定速异步风机(FSIG)、双馈异步风机(DFIG)和永磁同步风机(PMSG)。其中FSIG直接并网,DFIG和PMSG采用定子经变流器并网,与PMSG和FSIG系统相比,DFIG在电压跌落期间面临的威胁最大。DFIG的LVRT实现采取的措施主要有[4]:(1)转子短路保护技术(crowbar protection);(2)引入新型拓扑结构;(3)采用合理的励磁控制算法。
措施(1)是目前风电制造商采用较多的方法,在发电机转子侧装设crowbar电路[5],为转子侧电路提供旁路,当检测到电网电压跌落时,闭锁双馈电机励磁变流器,同时投入转子回路的旁路(释能电阻)保护装置,限制通过励磁变流器的电流和转子绕组的过电压,以维持机组不脱网。目前比较典型的crowbar电路有如下几种:(1)混合桥型crowbar电路,如图1 (a)所示,每个桥臂由控制器件和二极管串联而成;(2) IGBT型crowbar电路,如图1 (b)所示,每个桥臂由两个二.极管串联,直流侧串入一个IGBT器件和一个吸收电阻;(3)带有旁路电阻的crowbar电路,如图1(c)所示,在电网电压跌落时,功率开关器件将旁路电阻连接到转子回路中,达到限制大电流,保护励磁变流器的作用。措施(1)的缺点:crowbar电路触发后,只能保证发电机不脱网,而不能向电网提供无功以支撑电网电压。
措施(2)采用在DFIG定子侧与电网间串联反并可控硅电路(图2)。在电网电压跌落与恢复期间,转子侧电流随电压跌落而增大,反并可控硅电路使变流器在电网故障时不与转子绕组断开。在电风电压恢复时,为避免电压回升在系统转子侧所产生过电流,在电压回升之前,将双馈电机通过反并可控硅电路与电网断开。脱网后,转子励磁变流器重新对双馈电机励磁,电压一旦回升到额定电压的90%便迅速地与电网同步。但在电网故障时发电机脱网运行,对电网恢复正常运行起不到积极的支持作用。DFIG一般采用逆变器与电网并联(图3(a)),逆变器能向电网注入或吸收电流。若将逆变器与电网串联(图3(b)),则发电机定子端的电压为网侧电压和变流器输出电压之和。可以通过控制变流器输出电压来控制定子磁链,有效抑制由于电网电压跌落所造成的磁链振荡,从而阻止转子侧大电流的产生,减小系统受电网扰动的影响,达到强化电网的目的。但增加了系统成本,控制也较复杂[6]。
为控制成本,最好不增加硬件电路,只改进控制策略。即措施(3):之前学者们提出了一些控制策略,如考虑定子磁化电流的动态过程,建立精确模型及相应的控制策略来减小暂态过电流。通过在转子电压方程中加入补偿项实时修正模型中的动态量以达到补偿效果,提高电压波动时的动态响应[7]。常规线性故障控制策略对过电流的控制具有局限性,有学者设计了非线性控制方案[8]。还有针对不对称故障引起的二次谐波设计含有重复控制器的锁相环以滤除负序分量,来提高LVRT能力[9]。
下面介绍一种DFIG定子电压动态补偿的控制策略。当电网电压跌落时,定子磁化电流中出现的直流分量和负序分量在转子电路中感生电势,由于转子电路的阻值和漏感较小,感生电势在转子电路中将产生较大电流。定子与转子的磁链关系如式(1)所示:
式中,ψr为转子磁链;ψs为定子磁链;Lm为励磁电感;Ls为定子电感;Lr为转子电感;Ls为定子电感;Ir为转子电流。
令转子漏磁链ψn=LrIr,定子漏磁链,令Lm≈Ls,则式(1)可表示为:
由式(1)和(2)可知,逆变器利用转子电流Ir对转子磁链ψr变化的补偿能力受到转子和定子漏磁链的影响,漏磁链越大,补偿控制能力越强,即LVRT能力就越强。因此,可以通过对转子电流的控制,使转子电流的矢量方向与定子磁链的直流分量、负序分量相反,即可在一定程度上削弱定子磁链对转子磁链的影响,有效抑制定子电压在暂态过程中出现的转子过电流。
3 结语
风电电网穿透率的逐步增大和国家并网技术标准的实施,使规模化工况LVRT能力的提高成为风电等新能源发电行业亟待解决的重大问题。而目前采用的技术大都各有利弊,存在一些较难克服的问题,在应用中可考虑若干方法相结合或改进控制策略。
参考文献
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