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1蛇岭隧道IV级围岩上台阶钻爆施工方案一、工程概况清远市北江四桥南北引道工程蛇岭隧道，隧道设计行车速度为50km/h，为分离式小静距双向六车道大跨径隧道。隧道净宽15.95m，隧道净高8.4m，隧道内路面设计荷载为：人群荷载：4.5kPa，汽车荷载：城市—A级。本中隧道为曲墙式双线六车道，单项隧道建筑限界：净宽13.75m（0.75m(检修道)+11.5m(路面宽)+2.0m(人行道及非机动车道)），净空5.0m，衬砌内轮廓采用五心圆设计方案。隧道采用全断面架设钢拱架，拱架间距0.5m/榀。本隧道里程为K10+520~K11+015，隧道全长495m。蛇岭隧道位于清远市清城区龙塘镇安丰村范围，隧道洞口67m位于R=1100m的圆曲线上，其余段落均位于直线上，隧道全范围内无竖曲线。隧道穿越区为构造剥蚀中低山区，隧道穿越一山嘴，隧道与山体主线近乎于垂直，进口处地形较缓，进口段坡脚为35º，出口坡脚为55º。洞门进口设计为削竹式，出口设计为钢筋砼端墙式洞门。隧道围岩进口为强风化粉砂岩、出口为全风化花岗岩，岩层节理较发育，洞口已表面裸露的均为不规则、强风化、极破碎的岩体、。洞内存在基岩裂隙水，雨季或水量较大。工程要求：1、实行光面爆破，有效控制超欠挖。2、爆破作业不得损坏周围建筑物、构筑物，爆破方案及安全防护措施应保证做到最大限度降低对周围居民生活的干扰。二、施工方法及施工原则1、施工方法洞口覆盖层以及较强风化地层采用机械进行开挖，洞口施工完成以后，暗洞开挖施工采用钻爆法开挖。2、钻爆法施工的原则根据上述条件、环境情况及进度要求，施工中应遵循以下原则：2（1）为确保周围环境的安全，钻爆方案采用浅眼分区爆破的方法组织施工，掘进眼钻孔深度控制在1.5m以内，导坑爆破分区采用先中部掏槽，再掘进眼，最后周边眼爆破的顺序施工。从控制爆破规模、掘进深度等方面降低爆破振动速度对周围建筑物的影响。（2）根据设计图中对岩石以及相关的技术评价，作为本次爆破方案控制单段最大药量的依据。爆破设计参数参考公路施工技术规范JTJ042—94以及JTJ042—99。（3）钻爆作业均采用微差起爆方法，并根据保护物到爆点的不同距离，严格按实测振动规律控制单段最大药量和一次起爆规模。（4）为确保爆破作业人员的安全，准确控制爆破时间。本方案采用孔内非电雷管，孔外电雷管击爆的电与非电混合式起爆网路。（5）根据本工程以及地方的特点，孔中的炸药采用乳化炸药。（6）爆破作业严格实行定人员、定岗位、定安全责任的制度，并严格执行爆破器材专运和回收制度。爆破前应先预警，清理洞内人员，保证爆破前洞内人员完全撤离。并做好安全警戒工作。三、导坑爆破设计方案蛇岭隧道进出口均为肉红色全风化粉质砂岩，夹杂全风化花岗岩，目前掌子面强风化层较多，根据设计图纸，该岩石单轴饱和抗压强度Rc=25.2MPa（泥岩Rc=4.9MPa），无明显地下水，属V类围岩，采用单侧壁上下导坑法施工，上导坑宽8.6m高7.5m。导坑月掘进计划为90m，每月施工按照28天进行计算，采用单班单循环预裂爆破作业，根据现场测得，平每天3个循环，炮眼利用率为0.9,采用2号岩石硝铵炸药。1导坑钻爆设计如下。1.1侧壁导坑上台阶1.1.1根据导坑的地质情况决定采用垂直楔形掏槽。1.1.2计算导坑炮眼数N其中：开挖面积S=44.6㎡单位耗药量q=1.0kg/m3(根据开挖面面积及围岩类别查表5-6）α=0.55(查表5-3并根据工程实践经验）γ＝0.78(根据药卷直径Ф32查表5-4）则N=1.0×44.6/(0.55×0.78)=104(个）31.1.3根据采用的垂直楔形掏槽及Ⅳ类围岩由中国铁道出版社1996年版的《隧道施工手册》中查得：掏槽炮眼与开挖面间的夹角α＝75°,上下两对炮眼间的距离a＝70cm,同一平面上两炮眼眼底的距离b=30cm，掏槽炮眼6个。1.1.4计算每一循环炮眼深度l=90/(28*3*0.9)=1.2m（每一循环进尺为1.2×0.9=1.1m）故掏槽眼及底眼深度l掏、底＝1.2＋0.10=1.3m辅助眼、帮眼、顶眼深度l辅、帮、顶＝1.2m。1.1.5计算各种炮眼的长度L及同一平面上两掏槽炮眼眼口间的距离B：掏槽、周边眼示意图掏槽炮眼长度L=1.3/sinα=1.3/sin75°=1.35m同一平面上两掏槽炮眼眼口的距离B（见图5-14）B=2c+b=2×1.35×cos75°+0.3=1m辅助炮眼长度l辅，因辅助炮眼垂直于开挖面，所以：L辅＝l辅＝1.2m底眼长度：L底=√（1.32+（0.05+0.1）2）=1.31m则周边眼（帮眼和顶眼）长度：4L周=√（1.22+（0.05+0.1）2）=1.21m为钻眼方便，根据围岩情况，各周边眼眼口均距开挖轮廓线5cm，其眼底超出开挖轮廓线10cm。1.1.6每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配根据炸药供应及围岩情况，使用2号岩石硝铵炸药，其药卷直径为32mm，长度为200mm，每卷药卷为0.15kg。Q=qV；q=1.0kg/m3V=44.6×1.1=49.06m3Q=1.0×49.06=49.06kg各个炮眼的装药量分配如下：折合49.06/0.15=327卷因为采用α＝0.55,设各种炮眼的装药系数：掏槽眼为0.65,辅助眼为0.5,周边眼为0.55,底眼为0.65。则：4×0.65＋47×0.5＋40×0.55＋13×0.65=（4＋47＋40＋13）α∴α=0.55故按上列装填系数进行分配是可以的。每个掏槽眼装药量＝0.78×1.1×0.65=0.558kg;折合为3.72卷，采用3.5卷；每个辅助眼装药量＝0.78×1.1×0.5=0.43kg;折合2.86卷,采用3卷；每个周边眼装药量=0.78×1.1×0.55=0.47kg;折合3.15卷，采用3卷；每个底眼装药量＝0.78×1.1×0.65=0.558kg，折合3.72卷，采用4卷。则各种炮眼用药量为：掏槽眼：4×3.5卷＝14卷辅助眼：47×3卷＝141卷周边眼：40×3卷＝120卷底眼：13×4卷＝52卷5合计327卷1.2侧壁导坑下台阶1.2.1因存在2个临空面，根据实际情况，取消掏槽眼。1.2.2计算导坑炮眼数N其中：开挖面积S=37.9㎡单位耗药量q=0.60kg/m3(根据开挖面面积及围岩类别查表5-6）α=0.50(查表5-3并根据工程实践经验）γ=0.78(根据药卷直径Ф32查表5-4）则N=0.60×37.9/(0.50×0.78)=59(个）1.2.3由于下导坑开挖受到上导坑开挖影响，下导坑月计划开挖90m，根据施工时间以及经验，配备专门的施工人员，按照隧道开挖2天3个循环进行施工，因下导坑存在2各临空面，所以施工中不单独设掏槽眼。1.2.4计算每一循环炮眼深度l=90/(28/2*3*0.9)=2.38m（每一循环进尺为2.38×0.9=2.14m）故边眼及底眼深度l边、底＝2.38＋0.10=2.48m边眼、底眼、深度l＝2.38m。1.2.5计算各种炮眼的长度L辅助、帮眼长度l，因垂直于开挖面，所以：L边＝l辅＝2.38m底眼长度：L底=√（2.482+（0.05+0.1）2）=2.48m为钻眼方便，根据围岩情况，各边眼眼口均距开挖轮廓线5cm，其眼底超出开挖轮廓线10cm。1.2.6每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配根据炸药供应及围岩情况，使用2号岩石硝铵炸药，其药卷直径为32mm，长度为200mm，每卷药卷为0.15kg。Q=qV；q=0.60kg/m36V=37.9×2.14=81.1m3Q=0.6×81.1=48.66kg各个炮眼的装药量分配如下：折合48.66/0.15=325卷因为采用α＝0.50,设各种炮眼的装药系数：辅助眼为0.45,周边眼为0.55,底眼为0.55。则：28×0.45＋19×0.55＋12×0.55=（28＋19＋12）α∴α=0.50故按上列装填系数进行分配是可以的。每个辅助眼装药量＝0.78×2.14×0.45=0.75kg;折合5卷,采用5卷；每个周边眼装药量=0.78×2.14×0.55=0.92kg;折合6.12卷，采用6卷；每个底眼装药量＝0.78×2.14×0.55=0.92kg，折合6.12卷，采用6.5卷。则各种炮眼用药量为：辅助眼：28×5卷＝140卷周边眼：19×6卷＝114卷底眼：12×6卷＝72卷合计326卷1.3上坑道施工1.3.1根据导坑的地质情况决定采用垂直楔形掏槽。1.3.2计算导坑炮眼数N其中：开挖面积S=55.7㎡单位耗药量q=1.0kg/m3(根据开挖面面积及围岩类别查表5-6）α=0.55(查表5-3并根据工程实践经验）γ＝0.78(根据药卷直径Ф32查表5-4）则N=1.0×55.7/(0.55×0.78)=130(个）71.3.3根据采用的垂直楔形掏槽及V类围岩由中国铁道出版社1996年版的《隧道施工手册》中查得：掏槽炮眼与开挖面间的夹角α＝75°,上下两对炮眼间的距离a＝70cm,同一平面上两炮眼眼底的距离b=30cm，掏槽炮眼4个。1.3.4计算每一循环炮眼深度l=90/(28*3*0.9)=1.2m（每一循环进尺为1.2×0.9=1.1m）故掏槽眼及底眼深度l掏、底＝1.2＋0.10=1.3m辅助眼、帮眼、顶眼深度l辅、帮、顶＝1.1m。1.3.5计算各种炮眼的长度L及同一平面上两掏槽炮眼眼口间的距离B：掏槽、周边眼示意图掏槽炮眼长度L=1.3/sinα=1.3/sin75°=1.35m同一平面上两掏槽炮眼眼口的距离B（见图5-14）B=2c+b=2×1.35×cos75°+0.3=1m辅助炮眼长度l辅，因辅助炮眼垂直于开挖面，所以：L辅＝l辅＝1.2m底眼长度：L底=√（1.32+（0.05+0.1）2）=1.31m则周边眼（帮眼和顶眼）长度：8L周=√（1.22+（0.05+0.1）2）=1.21m为钻眼方便，根据围岩情况，各周边眼眼口均距开挖轮廓线5cm，其眼底超出开挖轮廓线10cm。1.3.6每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配根据炸药供应及围岩情况，使用2号岩石硝铵炸药，其药卷直径为32mm，长度为200mm，每卷药卷为0.15kg。Q=qV；q=1.0kg/m3V=55.7×1.1=61.3m3Q=1.0×61.3=61.3kg各个炮眼的装药量分配如下：折合61.3/0.15=408.5卷因为采用α＝0.55,设各种炮眼的装药系数：掏槽眼为0.65,辅助眼为0.5,周边眼为0.55,底眼为0.65。则：4×0.65＋58×0.5＋53×0.55＋15×0.65=（4＋58＋53＋15）α∴α=0.54故按上列装填系数进行分配是可以的。每个掏槽眼装药量＝0.78×1.1×0.65=0.558kg;折合为3.72卷，采用4卷；每个辅助眼装药量＝0.78×1.1×0.5=0.429kg;折合2.86卷,采用3卷；每个周边眼装药量=0.78×1.1×0.55=0.472kg;折合3.15卷，采用3卷；每个底眼装药量＝0.78×1.1×0.65=0.558kg，折合3.72卷，采用4卷。则各种炮眼用药量为：掏槽眼：4×4卷＝16卷辅助眼：58×3卷＝174卷周边眼：53×3卷＝159卷底眼：15×4卷＝60卷9合计409卷1.4下导坑施工1.4.1因存在2个临空面，根据实际情况，取消掏槽眼。1.4.2计算导坑炮眼数N其中：开挖面积S=41.2㎡单位耗药量q=0.60kg/m3(根据开挖面面积及围岩类别查表5-6）α=0.50(查表5-3并根据工程实践经验）γ=0.78(根据药卷直径Ф32查表5-4）则N=0.60×41.2/(0.50×0.78)=64(个）1.4.3由于下导坑开挖受到上导坑开挖影响，下导坑月计划开挖90m，根据施工时间以及经验，配备专门的施工人员，按照隧道开挖2天3个循环进行施工，因下导坑存在2各临空面，所以施工中不单独设掏槽眼。1.4.4计算每一循环炮眼深度l=90/(28/2*3*0.9)=2.38m（每一循环进尺为2.38×0.