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1第一章总说明1.1.编制依据⑴.新建铁路温福线（福建段）站前工程已有设计文件。⑵.国家和铁道部现行施工技术规范、规程及标准。⑶.同类工程相应施工经验。1.2.编制说明⑴.隧道施工应本着“技术可行，措施可靠，突出重点，均衡施工”的原则进行，做到“岩变我变”。⑵.希望此作业书能为本工程隧道施工提供一些有益参考。2第二章洞身开挖2.1.山岭隧道开挖方法在本项目中拟采用的主要开挖方式有以下几种：#台阶法：台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。其优缺点主要有：（1）台阶法开挖可以有足够的工作空间和相当的施工速度，但上下部作业有一定的干扰。（2）台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全。#全断面开挖法：全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。其有缺点主要有：（1）全断面开挖有较大的工作空间，适应于大型配套机械化施工，施工速度较快，且因单工作面作业，便于施工组织和管理。但开挖面大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此要求具有较强的开挖、出碴能力和相应的支护能力。（2）采用全断面开挖，则有较大的断面进尺比，可获得较好的爆破效果，且爆破对围岩的震动次数较少，但每次爆破震动强度却较大，因此要求进行严格的控制爆破设计，尤其是对于稳定性较差的围岩。#分部开挖法：分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故也可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法，上导坑超前开挖法，单（双）侧壁导坑超前开挖法，中壁墙法等。分部开挖的优缺点：（1）分部开挖因减少了每个隧洞的一次开挖跨度，能仙居显著增强坑道围岩的相对稳定性，且易于进行局部支护，因此它主要适应于围岩软弱破碎严重或设计断面较大的隧道中。分部开挖由于作业面较多，各工序相互干扰大，且增加了对围岩的扰动次数，施工组织和管理的难度亦较大。（2）导坑超前开挖，有利于提前探明地质情况，并予以及时处理。但采用断面小，则施工速度较慢。3（3）由于开挖步骤多，临时支护工作量较大，且拆除困难，较费工时。附注CD工法：CD工法又叫中壁墙工法，最早源于德国，它将开挖断面分成左右两部分，使开挖掌子面减小，变大跨度为小跨度，后日本将中壁法与台阶分步法综合起来发展为CRD工法，它适合于地质条件复杂的大断面隧道施工。2.2.钻爆法施工2.2.1.工艺流程施工放样→布眼→定位→钻眼→清孔→装药→联网起爆2.2.2.施工方法(1)放样布眼台车或人工钻眼前，测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。(2)定位开眼钻孔时，钻杆要与隧道轴线要保持平行。按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。(3)钻眼台车钻眼：钻工要首先熟悉炮眼布置图，熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。人工钻眼：利用自制的多功能操作平台施工，钻眼要点同台车钻孔。(4)清孔4装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。(5)装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。(6)联结起爆网路起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。(7)瞎炮的处理发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮眼。(8)爆破参数调整根据检测的情况适时调整爆破参数，为下一循环光面爆破提供理想的参数。2.2.2.主要施工机械挖掘机、装载机、扒碴机、牵引电瓶车、矿车、自卸车、风枪、空压机、钻孔台车等2.2.3.质量检验标准超欠挖：爆破后的围岩面应圆顺平整，严格控制超、欠挖，除完整、坚硬岩石允许有少量突出(每平米不大于0.1m2，最大突出不超过5cm)外，不应有欠挖，拱脚、墙脚以上1m范围内严禁欠挖。超挖量控制在设计和规范规定的范围以内。超欠挖检测可采用隧道断面测量仪进行。半眼痕保存率：围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于50%。对围岩的破坏程度：爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应5有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于90%。2.3.爆破设计2.3.1.爆破设计理论在岩时报破机理研究中,一般认为造成岩石破坏的原因是冲击波和爆生气体膨胀压力共同作用的结果。但是关于爆炸冲击波和爆生气体准静态压力哪个其主要作用,目前仍存在着两种不同的观点。一种观点认为冲击波的作用只表现在对形成初始径向裂纹起先导作用,而大量破碎岩石则是依靠爆生气体膨胀压力作用。另一种观点则认为爆破过程中哪种载荷起主要作用取决于岩石的波阻抗,即高波阻抗岩石应力波起主要作用,低波阻抗岩石爆生气体起主要作用;对于均质岩体以应力波作用为主;而对于整体性不好,节理裂隙发育的岩体,以爆生气体为主。炸药在炮孔中起爆后,岩石将发生如下破碎过程:(1)强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎,在瞬间形成压缩破碎和初始裂隙;(2)环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展,引起岩石进一步破裂,包括初始裂隙的扩展和二次裂隙的形成;(3)爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成破碎块度,碎胀体积增加,岩石成块或成片运动,形成爆堆及爆破漏斗。岩石爆破过程在炮孔周围的空间上可分为下列三个区域:(1)爆破近区,即强烈冲击区(流体力学区)。由于靠近炮孔周围的爆炸脉冲压力大大超过岩石的抗压强度,又因应力衰减速度很快,压力脉冲的能量消耗使得此区的岩石遭受粉碎性破坏。爆破近区的范围不大于2-3倍的炮孔直径。(2)爆破中区(非线性过渡区)。爆破中区是岩石破碎的主要区域。冲击波压力在该区靠近炮孔周围的部分超过岩石的强度,该处仍可发生岩--石的进一步破坏,但比爆破近区的破坏程度要轻微。随着单位体积的能量密度降低,岩石破6碎程度随应力波峰值的衰减而减弱。瞬态应力场的应力波作用可分解为径向压应力和切向拉应力;切向拉应力虽然只有径向压应力的一半,但由于岩石的抗拉强度平均只有其抗压强度的1/16,所以仍可产生拉伸破坏,形成径向裂纹。切向拉应力随着距炮孔距离的增加而迅速衰减,因此这样产生的径向裂纹仅限于炮孔直径的2-6倍范围。当应力波传播到自由面时,径向压应力波反射成为拉应力波,在自由面附近产生片状剥落破坏。这种破坏根据应力波的强弱可重复多次,其破坏范围可与径向裂纹发展范围相连接。由于整个爆破中区在破坏过程中处于爆生气体准静态压力场，岩石大量裂纹尖端是应力集中最明显之处，且尖端的塑性是有限的，易于造成断裂破坏，爆生气体准静态膨胀作用使得该区的裂纹扩展在爆破全过程中占有重要作用。（3）爆破远区（线弹性区）。在远离炮孔的位置应力已经衰减的很小，不足于形成裂隙，应力波呈线弹性波在介质中传播的很远，外部效应表现为地震波形式。地震波的能量仅占爆炸总能量的2%—6%。爆破漏斗理论认为，炸药在岩石内部爆炸时，作用于岩石上能量的多少和速度的快慢，取决于岩石性质、炸药性质、药包重量、炸药埋放深度和起爆方式等因素。在岩石性质一定条件下，爆破能量的多少取决于炸药重量的多少，能量释放速度则与炸药爆速密切相关。假设有一定重量的药包在地表下某一深度的岩石中爆炸，所释放的大部分能量被岩石吸收。当岩石所获得能量达到饱和状态时，岩石内部破坏表面开始位移，隆起以至发生抛掷运动，如果能量没达到饱和状态，岩石只呈弹性变形，不发生破坏。综合各学派的观点可以得到如下认识，即两种作用形式对爆破的不同阶段和不同的岩石所起的作用不同。爆炸冲击波（应力波）的作用在于使岩石中产生裂纹，将原始损伤裂纹进一步扩展；爆生气体的7作用是楔入这些裂纹，使其贯通成为块度，并将这些块度抛掷出去。所以爆炸冲击波的不仅关系着岩石中损伤裂纹的发展，还为爆破后续过程创造了条件。此外，爆炸冲击波的作用不仅对于爆破中区的岩石破碎质量，而且对于爆破远区的围岩稳定和震动安全均具有举足轻重的作用。对于隧道的爆破,应在岩石隧道开挖前,根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等做好爆破设计,合理的确定炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆顺序,安排好循环作业等,以正确指导钻爆施工,达到预期的效果。隧道爆破设计的各项参数如下:2.3.1.1.炮眼直径炮眼直径对凿岩生产率，炮眼数目，单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中，爆炸效果得以改善。但炮眼直径过大将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量，洞壁平整程度和围岩稳定性。因此，必须根据岩性和工具，炸药性能等综合分析，合理选用孔径。一般隧道的炮眼直径在32-50mm之间，药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%-15%。2.3.1.2炮眼数量炮眼数量主要与开挖断面，炮眼直径，岩石性质和炸药性能有关，炮眼的多少直接影响凿岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量，通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算。其公式为:N=qS/rα式中N—炮眼数量，不包括未装药的空眼数；8q—单位炸药消耗量，kg/m3;S—开挖断面积，(m2);α—装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值。r—每米药卷的炸药质量，kg/m，2号岩石铵梯炸药的每米质量见下表。2号岩石铵梯炸药每米质量值药卷直径(mm)323538404445（kg.m）0.780.961.101.251.521.592.3.1.3.炮眼深度和长度炮眼深度是指炮眼底部至作业面的距离。炮眼长度是指炮眼本身的长度。通常爆破后，掌子面上不能按炮眼全部深度将岩石炸落，炮眼的一部分未被炸下，而残留在作业面上，称为“残孔”，炮眼长度被炸下部分与炮眼全部长度的比值叫炮眼利用率。m=（L-n）/LL—炮眼全部长度（米）n—残留长度（米）m-炮眼利用率每循环爆破作业中要求炮眼利用率不低于85%，掘进中实际的炮眼长度不等于炮眼深度，而应为炮眼深度和炮眼利用率的乘积。L=m.H（米）L—爆破进尺（米）H—炮孔深度（米）炮眼深度对爆破效果的影响:（1）炮眼深度对钻眼速度的影响9一般来说，钻眼速度随钻眼深度的增加而降低，因为眼深使炮眼初始直径加大，增加了钻爆岩石需要的破碎功能而使钻孔速度减小。眼深需要长钎，工作时产生纵向弯曲而有弹性变形，损失有效功；钎面上与眼圈岩壁的摩擦面积增大，钎长则惯性大，需要用更多的能量来克服它；眼深时排除深眼内岩屑较困难，使钎转动阻力增加。（2）眼深对掘进循环时间的影响：由于眼深增加，钻孔作业时间加长，辅助作业时间缩短。根据经验资料统计，炮眼深度在下列范围时，能使掘进平均1米所用循环时间最短。①机械装渣，轻型钻机钻眼，适当眼深为2.0米-3.0米；②机械装渣，重型钻机钻眼，适当眼深为2.25米-3.5米。（3）眼深对炮眼利用率和炸药消耗量的影响在有层理、节理发育的岩层中，无论断面大小，眼深在1.5米左右时，炮孔利用率较高。加大或减小深度，炮眼利用率都将降低10%-20%，当眼深为1.5-2.5米时，装药量q与深度变化关系不大，但眼深在3-3.5米时将增加10%-15%。（4）作业面大小对炮眼深度的影响开挖断面小，岩石夹制作用大，炮眼不能很深。在作业面钻有角度的炮眼时，断面的高度和宽度，对钻眼操作有限制，也限制了钻眼的深度。2.3.1.2.炮眼深度的确定（1）采用斜眼掏槽时，炮眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）B的0.5-0.7倍，即L=（0.5-0.7）B（2）利用每一掘进循环的进尺数及实际的炮眼利用率来确定，