槐树坪隧道洞身开挖施工方案.doc

长安高速公路长治至平顺段槐树坪隧道洞身开挖施工方案编制： 审核： 审批： 中铁八局集团有限公司长平高速公路LJ2合同段项目部二〇一O年三月十一日31一、工程概况隧址区位于太行山掀斜隆起带次级单元的东南段区域性断裂主要发育的有位于工程区西部约４０ＫＭ的晋获断裂，其总体走向北北东，多数断面西倾，倾角陡晋获断裂在晚更新世以来均趋于稳定，属于非活动断裂，对隧道稳定性影响不大隧道穿越区地形起伏较大,最高高程980．０m，最低高程６９７.９m，最大相对高差２８２.１m，属于中低山隧道上部山体部分基岩被杂草，灌木及少量树木覆盖地貌单元属于岩中低山地貌隧道内分布有紫红、砖红、黄绿、暗紫色页岩，围岩稳定性差，风华程度较高，层间结合力差，呈碎状镶嵌结构，基岩内有裂隙水主要衬砌类型有明洞衬砌114米，Vq型衬砌386米，V型衬砌668米，IVa型衬砌695米， III型衬砌1095.7米，小净距Vq型衬砌180米进口端采用端墙式洞门，出口端采用削竹式洞门二、编制依据1、中交公路规划设计院设计—《长平高速公路长治至平顺段—第二合同段（K3+700~K7+700）设计图》；2、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）；3、《公路隧道施工技术规范》JTJ052-94；4、《爆破安全规程》（GB6722 一2003）；5、《隧道爆破现代技术》； 6、我司多年的施工经验。

三、总体施工方案（一）、开挖方法分离式隧道采用光面爆破，III级围岩可按全断面法开挖；IV、Ｖ级围岩按上下台阶法开挖，控制爆破右洞先行，左右洞施工错开一定距离，先行、后行相邻洞室掌子面距离应保持２倍隧道开挖宽度以上；洞口回填反压段按ＣＲＤ法开挖小净距隧道采用光面、预裂爆破，左洞先行，后行洞按单侧壁导坑开挖右洞中间明洞段应左洞暗洞二次衬砌施作完成后进行开挖施工，明洞段施工应边开挖边防护施作明洞，尽量减少明洞段开挖后暴露的时间二）、钻爆作业隧道掘进采用台阶法微振动光面爆破用Φ32mm、Φ25mm2#防水的乳化炸药，周边眼则采用Φ25的小药卷，并采用导爆索绑小药卷的空气间隔装药结构，隧道爆破采用毫秒雷管起爆系统采用 “V形”掏槽眼 三）、出渣运输为确保洞内施工的连续进行；采用挖斗式装渣机装渣，自卸式卡车运输的形式进行出渣四、具体施工工艺（一）、台阶法施工隧道开挖采用台阶法进行施工，上台阶高为5.8m，下台阶和仰拱一次开挖成型上台阶开挖时，为使上台阶保证足够的爆破后土石抛掷距离，保护开挖炮架的安全，同时保证运输车辆在上台阶可以进行会车和调头有足够的空间，上、下台阶距离为150m左右下台阶开挖采取交错开挖的方式，即以隧道中线为对称线，一侧不断往前方掘进，并及时采取支护时，掘进50m左右后，利用爆破的土石方回填顺坡至上台阶，作为运输道路，原来作为运输道路的一侧往前开挖掘进。

不断交替掘进施工图1 上下台阶施工示意图管线布置：开挖过程中，由于整个隧道断面分为二次爆破开挖，在对下台阶开挖有管线的一侧土石方开挖时，爆破的土石容易损伤布置在爆破范围内通往上台阶的高压风管、高压水管、电缆线等，需要进行特殊的防护处理图2 上台阶、下台阶管线布置图（二）、CRD施工方法（1）本施工法适用于左线进口回填反压段（2）施工主要步骤：1 开挖左侧导坑上断面面2 施工左侧导坑拱部初期支护左侧上导坑中隔墙临时初期支护及临时仰拱支护3 开挖左侧导坑下段面4 左侧下导坑边墙初期左侧下导坑中隔墙临时初期支护5 左侧下导坑仰拱部初期支护6 开挖右侧导坑上断面7 右侧上导坑拱部初期支护右侧上导坑仰拱临时支护8 开挖右侧导坑下端面9 右侧下导坑边墙初期支护10 右侧下导坑仰拱部初期支护3） 如果下段面仅需人工开挖，则二次衬砌距离下段面开挖面不大于15米，如果下段面需要爆破开挖，则二次衬砌距离下段面开挖面保持在20—30米图3 施工工序示意图（三）、隧道光面爆破施工隧道光面爆破施工流程图连接起爆网络起 爆通 风危石处理光面效果与质量检查网路检查爆破效果检查设置安全警戒爆破设计测量放线就位打眼钻 孔钻孔质量验收装药与堵塞清理钻孔爆破材料准备准备填筑材料光面爆破具体施工方法如下：<1>、 爆破设计为了有效控制隧道开挖时的超欠挖和达到预期循环进尺，分部开挖、台阶开挖以及全断面开挖需有完整详细的钻爆设计。

本方案采用工程类比法和理论计算相结合的形式，工程类比主要参照龙凤隧道和大坪隧道爆破施工组织设计为了减轻对围岩的扰动以达到理想的爆破效果，根据现场监测的数据和围岩实际情况，及时修改爆破参数，优化爆破施工组织设计1、 爆破器材的选择用Φ32mm、Φ25mm2#防水的乳化炸药周边眼则采用Φ25mm的小药卷，并采用导爆索绑小药卷的空气间隔装药结构隧道爆破采用塑料导爆管和毫秒雷管起爆系统2、掏槽形式掏槽选用直眼掏槽或者“V形”掏槽，风动凿岩机钻孔时采用复式“V形”掏槽（附图），钻孔台车钻孔时采用“V形”掏槽或者大中空孔掏槽高九路I、J匝道隧道大多处在软弱围岩地段、偏压地段、浅埋地段，开挖断面大，周边居民较多，对围岩扰动的控制及震动控制要求比较高，采用复式“V形”掏槽可以减小爆破震动，确保围岩稳定，能取得良好的爆破效果，掏槽形式如下图：图4 Ⅴ级围岩掏槽眼布置图（单位：cm）图5 Ⅳ级围岩掏槽眼布置图（单位：cm）3、典型断面光面爆破参数设计（Ⅴ级围岩上台阶）（1） 炮眼深度L=l/η其中l—每掘进循环的计划进尺数，m；η—炮眼利用率，（掏槽眼取1.5，1.25；掘进眼取0.92；周边眼及底板眼取0.85） L掏=l/η=1.2/1.5=0.8m， L掏=l/η=1.2/1.25=1.5m， L掘进=l/η=1.2/0.92=1.3m， L周，底=l/η=1.2/0.85=1.4m，（2） 计算上台阶炮眼NN=qS/τγ式中S--开挖面积，m2。

τ--装药系数； γ--每米药卷的炸药质量，kg/m；q--单位炸药消耗量，kg； N=qS/τγ=0.8×49.92/0.4×0.875=114个（3） 周边眼间距E=12×3=36cm，取35；（4） 抵抗线W=1.5×E=63cm，取60；装药集中度q（Ⅴ级围岩取0.125kg/m，Ⅳ级围岩取0.1875 kg/m，）（5） 堵塞长度的计算L0=0.5×W=31.5cm，取31堵塞材料采用黄泥堵塞，避免发生冲炮掘进眼可取25～28cm6） 装药结构装药结构分为偶合装药和不偶合装药，在施工过程中，采用不偶合装药结构形式，其优点是可以降低大块率，降低炸药消耗量周边眼均采用间隔装药形式，较为完整的软弱岩层采用集中装药形式不偶合系数n=D/d=42/32=1.313D－炮眼直径，mm；d －炸药直径，mm； 图6 间隔装药结构 图7 集中装药结构（表1）Ⅳ、Ⅴ级围岩光面爆破参数围岩级别周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W装药集中度 (kg/m)Ⅳ级45—6060—800.8—10.2—0.44、钻爆设计图见附图。

5、起爆方式及顺序起爆方式现场多用并联、串联、簇式起爆等多种形式起爆顺序为先起爆掏槽眼，再是扩槽眼，掘进眼，内圈眼，底板眼，最后为周边眼的光面爆破，在下台阶爆破施工时，下台阶有两个临空面，要注意抛掷落石对机械等工具的破坏，施工时应做好相应的预防措施6、爆破参数检算 此工程进洞口位于居民区附近，必须在隧道爆破施工时，保证周边居民和建筑物的安全在影响最大的隧道洞口采用短进尺，弱装药爆破开挖，将爆破产生的各种危险因素加以控制并降低到国家规定的标准之下，在制定爆破方案时，进行周密、详细的安全设计A、 爆破震动最大值及单段起爆药量的确定 对于爆破区附近的各种建筑物，根据《国家爆破安全规程》要求其在振动值小于2.0cm/s时是安全的，而最大单段起爆药量：Qmax=R3* (V/k)3/α式中：K，α与地形、地质条件有关的系数和衰减系数，针对此处实际条件，根据以往经验，分别取K=400，α=2.0，为最大单段起爆药量作用中心距保护物的距离，代入上式可得最大单段起爆药量与距离R的关系：R=（Qmax1/3. k1/α）/V1/α从我们的钻爆设计来看，Ⅳ级围岩最大单段起爆药量为12Kg，R计算值32.377 m，所有相关建筑均在R值允许范围外，故钻爆设计是安全的。

B、 爆破飞石控制 对于控制飞石除了合理地选择爆破作用指数及炸药单耗，科学的设计最小抵抗线、合理地确定堵塞长度、严格控制堵塞质量外，还应在炮洞口覆盖土草袋，爆破时一般不会出现飞石，至于个别产生的飞石最远距离由下式估算： L=20KAn2W式中：，KA--与地形、地质、气候等条件有关的系数，取KA=1.5 W--最小抵抗线值，取W=1.2m n—爆破作用指数，均取n=0.6则：飞石距离L=19.5m因此爆破飞石一般控制在50m以内为绝对保证洞口爆破时飞石不影响周边居民区，应在爆区外侧设置钢管排架钢管排架的搭设采用钢管，专用扣件搭接，其竖向间距为0.5m，插入地下1m,横向间距为2m，中间用竹跳填充，整个排架向内倾斜成70°-80°另外在炮孔上覆盖水袋，可起到减少飞石、降尘的效果C、 爆破冲击波使用松动爆破方法进行施工，爆炸能量基本消耗在岩体内部，不会产生太大的冲击波的危害，又因为隧道内爆破冲击波影响很小，故不需做验算<2>、放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅油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<3>、定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。

台车就位后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他眼要高，开眼误差要控制在3cm 和5cm 以内<4>、 钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能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，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深2.5m 时，外插角小于3°；眼深4.5m 时，外插角小于2°）尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm同时，应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<5>、清孔装药前，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<6>、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<7>、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；引爆雷管应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<8>、瞎炮的处理参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款。