隧道开挖爆破方案Word文档格式.docx

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隧址区地形高差变化较大，进洞口段地形坡度40°

~45°

，表部第四系残坡积覆盖厚约5~8m，植被较发育:

出洞口段地形坡度40°

，坡表第四系残坡积覆盖厚约0.5~2.0m，植被较发育。

下伏基岩为侏罗系上统高坞组晶屑熔结凝灰岩（J3g）。

2）地质构造

隧道区断层构造发育，洞身从断层Fll和F12之间穿过。

根据物探测试Fll产状为95°

∠68°

，距离进洞口约50m，距离出洞口约40m;

F12产状为265°

∠86。

距离进洞口约50m，距离出洞口约70m。

受构造影响，岩石节理裂隙发育，发育多组节理，节理面以平直为主，微张~闭合状，部分可见铁锰质斑渲染。

3）水文地质条件

隧道穿越低山丘陵区，地形起伏较大，隧道区地表运流条件好，地表水除部分渗入地下外，多数以地表径流的形式排泄到区外水系中。

隧道区地下水水量较贫乏，主要为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水，水文地质条件较简单，但局部节理裂隙带水量稍丰，主要受大气降水或地表径流补给，隧道开挖后可能会出现滴水或渗水现象。

隧道内应做好止排水工作。

4）岩石物理力学性质及隧道围岩分级

隧道区围岩为凝灰岩，其物理力学性质指标根据钻孔岩块试验资料结合相关经验提供建议值。

根据交通部《公路工程地质勘察规范»

（JTJ064~98）及《公路隧道设计规范»

JTGD70~2004）的公路隧道围岩分级方案，综合考虑围岩工程地质条件诸要素，如受构造影响程度、节理发育程度、饱和极限抗压强度（RC），岩石质量指标（RQD），物探成果资料及地下水作用进行评价，对隧道围岩进行分级，岩层分为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级。

2、山坑隧道

隧道长2945m，轴线通过处最高海拔约940m，洞身最大埋深约450m;

隧址区地形高差变化较大，进洞口段地形坡度400~45°

，出洞口段地形坡度500。

表部第四系残坡积覆盖层较薄，植被较发育，下伏基岩为侏罗系上统高坞组晶屑熔（J3g）和大爽组上段玻屑凝灰岩（J3d2）。

隧道区断层构造发育。

根据物探测试结果，进洞口附近发育F13、F14断层，其产状分别为1600∠890、71°

∠82°

，与路线时洞口前方相交:

洞身段分别与F15、F16、F17相交，其产状分别为:

1870∠710、1130∠850、1840∠64°

；

出洞口附近与F2小角度相交，与FI8近垂直相交。

受构造影响，洞身段和进出洞口段岩石节理裂隙发育，发育多组节理，节理面以平直为主，微张~闭合状，部分可见铁锰质斑渲染。

隧道穿越低山区，地形起伏较大，隧道区地表运流条件好，地表水除部分渗入地下外，多数以地表泛流的形式从沟谷中排泄到区外水系中。

隧道区地下水水量较贫乏，主要为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水，水文地质条件较简单，但断层带及局部节理裂隙带水量稍丰，主要受大气降水或地表径流补给，断层带隧道开挖后可能会出现滴水、淋水或涌水现象。

隧道区围岩为凝灰岩，其物理力学性质指标根据钻孔岩块试验资料结合相关经验提供建议值。

根据交通部《公路工程地质勘察规范》（JTJ064~98）及《公路隧道设计规范》（JTGD70~2004）的公路隧道围岩分级方案，综合考虑围岩工程地质条件诸要素，如受构造影响程度、节理发育程度、饱和极限抗压强度（Re），岩石质量指标（RQD），物探成果资料及地下水作用进行评价，对隧道围岩进行分级，岩层分为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级。

隧道平纵断面：

住溪隧道为曲线隧道，由直线和半径为410m的平曲线组成:

隧道纵坡为单向坡，坡度为2.9%。

山坑隧道为曲线隧道，由直线和半径为1500m、800m、5OOm的平曲线组成:

隧道纵坡为人字坡，上坡度为2.0%，下坡度为-0.5%。

隧道开挖石方数量为Ⅴ级围岩：

50659m3；

Ⅳ级围岩：

44906m3；

Ⅲ级围岩：

85021m3；

Ⅱ级围岩：

61819m3。

三、隧道施工准备

针对各隧道工程的特点，施工准备工作的主要内容有：

修筑施工便道、场地清理、修建各种生产、生活设施，接通水、电、风线路等。

1、场地清理：

进入施工现场后，按照图纸所示或监理工程师的指示，清理隧道洞口施工范围内的构筑物、树木、杂草、树根等，同时根据施工需要在现场附近平整数块场地，作为本隧道的施工和生活用地。

2、修筑施工便道

在住溪隧道和山坑隧道进口端，自既有公路木蕉线修筑一条施工便道通向隧道进口，便道宽4.5m，并做泥结碎石路面,该便道即为本遂道的施工临时便道。

3、隧道通风及风、水、电的供应

施工用水：

在各隧道进洞口附近山坡上修一高位水池，用抽水泵将水抽至高位水池存储，经φ120的高压水管供应隧道施工用水。

施工用电：

在住溪隧道进口设置1台630KVA变压器，在山坑隧道进口端设置2台630KVA变压器，并在配备一定数量的250KW发电机备用，以满足隧道施工用电需要。

隧道通风、排水：

在各隧道进洞口配一定数量的通风机进行压入式通风，通风机配置情况见“隧道掘进通风及防尘技术”所述；

隧道钻眼及风镐用风由设在洞口的空压机站供给，在住溪隧道进口配5台20m3电动空压机，在山坑隧道进口端配备8台20m3电动空压机。

隧道施工排水主要采取开挖集水坑水泵抽水为主，以排水沟顺坡自然排水为辅，先排至洞口沉淀池，经沉淀达标后排放。

④风、水管线布置做到少占道路及有用净空，并满足施工需要，符合施工要求。

四、隧道施工队伍及劳力安排

根据隧道工程量的大小，拟安排2个隧道专业队伍施工，共配备施工人员280人，施工队组成开挖、喷锚支护、衬砌三个专业作业工班，形成流水作业。

五、隧道总体施工方案

根据地形、地质条件以及本标段的工期要求，施工方案的总体考虑是：

1、受地形条件和施工任务安排的限制，施工时隧道采取从进口单头掘进。

2、明洞及洞口施工采取明挖法。

洞口及明洞施工时安排在无雨或少雨季节施工。

3、隧道暗洞采用新奥法原理（NATM）施工。

Ⅴ级围岩地段采用“管棚注浆”超前支护，预留核心土环形开挖法施工；

Ⅳ级围岩地段采用台阶法施工；

Ⅲ级及以上围岩地段采用全断面法施工。

4、在钻爆法施工中，运用光面或预裂控制爆破技术及毫秒雷管微差起爆技术。

初期支护紧随开挖面及时施作，减少围岩暴露时间，抑制围岩变形；

用锚杆风枪或台车设锚杆孔，注浆泵注浆、先锚后灌法埋设锚杆，用吊车或挖掘机安设钢支架。

喷射混凝土采用湿喷技术进行初期支护；

混凝土衬砌采用仰拱先行的方法，即仰拱施工紧跟开挖及初期支护后进行。

混凝土由洞外拌和楼集中生产，混凝土运输罐车运输和输送泵泵送，全断面整体大模板衬砌台车模筑。

5、隧道施工实施机械化、专业化作业，配备掘进机、湿式喷射机、注浆机、混凝土拌和楼、混凝土输送泵、全断面液压大模板衬砌台车、通风排烟设备等关键设备施工，以确保工程质量和施工安全。

采用侧卸式装载机装渣，大型自卸汽车出渣，挖掘机扒渣及清底，无轨运输方式；

组织实施开挖、喷锚、二次衬砌等多条机械化作业线，强化、优化机械成龙配套，实现主要工序机械化作业，并力争一机多用，充分发挥机械效率。

6、隧道通风排烟采用压入式通风方式，在长隧道安设移动风机，以压出式方式进行辅助通风。

以通风降尘净毒为主，辅以水封爆破、高压射流、水幕降尘，同时狠抓机械净化，减少污染源；

施工排水采用挖集水井结合潜水泵抽排。

7、超前地质预报，围岩量测贯彻于隧道施工的全过程及全部隧道，由专业人员或委托专业地质单位进行，及时进行信息处理及反馈，以确保施工安全及工程质量。

六、洞身开挖

开挖前，根据测量放样线，做好边坡、洞口仰坡外的排水沟和截水沟，避免地表水冲刷导致边、仰坡落石、塌方。

明洞段土石方开挖采用明挖法施工。

先用挖掘机挖除表面松散土或强风化岩层，到弱风化石质部分采用松动控制爆破进行开挖，边坡预留光爆层。

开挖按自上而下的顺序分台阶进行，必须边开挖边支护，下台阶必须在上台阶支护完毕后再行开挖。

。

在开挖过程中，注意做好施工现场排水工作，并随时监测、检查边仰坡的稳定情况。

1、爆破施工方案

针对本标段隧道不同的围岩类别，后行洞需特别注意利用先行洞开挖时测定的震动数据对后行洞的爆破参数进行设计。

具体实施的爆破方法为：

1.1开挖序：

1.1.1Ⅴ级围岩岩层风化破碎程度严重，自稳能力较差，导洞采用预留核心土、预裂爆破环形开挖的施工方法，爆破震动相对较小。

采用预留核心土、预裂爆破环形开挖。

1.1.2Ⅳ级围岩导洞采用上下台阶光面爆破开挖。

爆破设计参数为：

周边眼间距为40～50cm，最小抵抗线取65cm，装药集中度q=0.25kg/m。

左右主洞也为上下台阶光面爆破开挖。

1.1.3Ⅱ、Ⅲ级围岩导洞采用全断面光面爆破开挖。

左右主洞结合超前导坑，采用深孔光面爆破方法，爆破方式可由全断面一次爆破的抛掷式爆破改变为崩解爆破，装药量可大大减少，同时也显著地减小了爆破震动。

Ⅴ级围岩开挖工序示意图

Ⅳ级围岩开挖工序示意图

Ⅱ、Ⅲ级围岩开挖工序示意图

2、爆破施工

2.1、爆破试验确定爆破参数

施工前首先要根据地质调查结果，选择有代表性的位置，采用利文斯顿爆破漏斗理论，进行现场爆破试验，提出爆破参数。

2.2、周边眼

（1）Ⅴ类围岩岩层风化破碎程度严重，自稳能力很差，尽量采用挖机和人工开挖，困难时采用预留核心土，环型爆破开挖的施工方法。

该方法的优点：

环型开挖周边眼间距较小，一次装药量少，（经计算1次环形开挖用炸药10kg）对周边围岩震动较小，同时先开挖出的环型槽，在后序主体部分爆破起到较好的减震作用。

（2）周边眼装药结构：

本隧道周边眼爆破均采用不耦合装药结构。

其中Ⅴ类围岩采用双传爆线装药结构，Ⅳ～Ⅱ类围岩采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔装药结构。

（3）破碎地段，周边眼采用钻密眼，人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。

2.3、掏槽眼

宜选用复式楔型掏槽，单侧掏槽眼的行间距及列间距控制在30cm内，并采用分段起爆方式。

2.4、炮眼布置方式

周边眼、内圈眼环形布孔，掘进眼采用线性布孔方式。

2.5、装药量计算

先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算，其他炮眼按式（2-1）计算，按式（2-2）复核，科学进行药量分配。

单眼装药量计算公式q=k·

a·

w·

L·

λ式（2-1）

总装药量计算公式Q=k·

S式（2-2）

式中K-单位炸药消耗量，0.72～1.27kg/m3

a-炮眼间距，m；

w-炮眼爆破方向的抵抗线，m；

L-炮眼深度，m；

S-开挖断面积，m2；

λ-炮眼部位系数，按表-1，表-2选取。

　　软弱围岩炮眼部位系数表　　表-1

炮眼

部位

掏槽

扩槽

掘进

槽下

槽侧

槽上

内圈

二台

底板

λ

2～3

1.5～2

1～1.2

1

0.8～1

0.8～1预0.5～0.8光

1.2～1.5

　硬岩、中硬岩炮眼部位系数表表-2

10～20

1.2

0.95

0.9

0.85

1.05

0.6

2.6、起爆顺序安排

预裂爆破时先预裂后掏槽，然后扩槽、掘进眼、二台眼、内圈眼；

光面爆破从掏槽眼开始，由内向外，最后是周边光面爆破。

七、减轻地震动爆破措施

采用微震光面爆破，减轻地震动影响，减小对围岩的扰动，是保证本标段隧道软弱围岩施工安全的重要措施，其施做要点是：

1、密打眼，少装药，并根据爆破震动衰减规律公式反算控制最大单响起爆药量；

计算式为：

Qmax=R3（Vkp/K）3/a

式中：

Qmax—最大一段爆破药量，kg；

Vkp-安全速度，cm/s；

取Ⅴ=5cm/s；

R-爆破安全距离，m；

K-地形、地质影响系数；

a-衰减系数

K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆基础上进行K、a值回归后确定。

根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。

2、加强爆破震动地震波测试；

3、合理安排段间隔时差：

为避免爆破震动波形叠加，降低爆破震动强度，毫秒雷管跳段使用，段间隔时差控制在200ms左右。

4、根据以往施工经验，爆破产生大振速部位通常为：

掏槽爆破、底板或底角爆破、周边光面（预裂）爆破，为此，采用的手段一是采用楔形复式掏槽技术；

二是根据计算单响起爆药量，将底板眼、周边眼等，分段进行起爆。

八、光面爆破施工程序及作业标准

为保证光爆施工实行程序化、标准化作业，我们制定了以下光爆作业程序及作业标准，施工工艺流程详见附表。

1、放样布眼

钻眼前，用激光准直仪定向，经纬仪、水平仪、钢尺相配合，测量人员用红油漆准确给出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5cm（距开挖面每50米埋设一个中线桩，每100米设一个临时水准点）。

2、定位开眼

采用钻孔台车或风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道轴线要保持平行。

就位后按炮眼布置图正对钻孔。

对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在5cm以内。

3、钻眼

按照不同孔位，将钻工定点定位。

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角＜3度；

眼深5cm时，外插角2度），使两茬炮交界处台阶不大于15cm。

同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。

4、清孔

装药前，用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。

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”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。

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

按设计的联接网络实施。

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：

导爆索的连接方向和连接点的牢固性；

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、非点炮人员撤离安全区后才能引爆。

爆破后，如有瞎炮，要进行专门处理，并及时检查光爆效果，分析原因，调整爆破设计。

九、爆破施工安全保证措施

1、爆破作业时统一指挥信号，其安全距离符合规范要求。

2、隧道爆破施工由取得“安全技术合格证”的爆破工担任，严格防护距离和爆破警戒。

放炮后10分钟才准许人员进入工作面，经找顶清除危石、锚喷支护后方能继续施工。

3、放炮时间及次数根据施工条件明确规定，装药离放炮时间不应过久。

爆破前爆破人员严格检查爆破网络，确保一次起爆。

4、遇到照明不足、工作面岩石破碎尚未支护、发现、高压水涌出地段等情况严禁装药爆破。

5、每次爆破后必须经过通风排烟，相距时间不少于15min，并经过以下各项检查和妥善处理后，其它工作人员才准进入工作面：

有无瞎炮及可疑现象，有瞎炮必须由原爆破人员按规定处理；

有无残余炸药或雷管；

顶板两帮有无松动石块；

支护有无损坏与变形。

6、装炮时严禁火种，严禁明火点炮，严禁装药与打眼同时进行。

7、抓好现场管理，搞好文明施工。

现场必须灯明、路平、无积水，对易燃、易爆等危险品按规定保存和堆放，并进行标示，严格发放制度。

切实作好防洪、防火、防中毒等工作，杜绝重大伤亡，减少一般性事故。

十、施工组织

爆破施工之前针对爆破工地的现场实际情况和围岩情况作出具体的施工组织设计。

1、爆破工艺流程

计算单孔药量

十一、超前地质预报技术

本工程中，我们采用三种相互补充的方法进行地质预报：

一是物理探测方法，选用的仪器主要是瑞典RAMAC/GPR地质雷达探测仪和瑞士TSP-203地质超前预报仪；

二是通过掌子面

地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析作出地质判断，如三维位移向量的量测方法；

三是采取超前钻孔方式，根据钻孔速度、卡钻情况、钻出的岩末及钻孔流水情况判断前方地质情况。

采用TSP探测仪进行远程（200m）较宏观的地质预报，如下图所示。

用GPR地质雷达进行近距离（40m）较微观的地质预报，如下图所示。

TSP、GPR的预报结果相互印证补充，并根据预报结果，必要时采用超前探测钻孔验证，如下图所示。

1、围岩监控量测施工技术

监控量测的施工流程

图2.5-11监控量测施工流程图

2、量测的项目、方法及工具

监控量测的实施方法按设计图纸的要求执行。

收敛仪使用JSS30A～10型收敛仪和相关的监控量测分析软件。

3、测试要点

（1）洞内外地质和支护状况观察

洞内主要观察工作面状态、围岩变形、风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及初期支护效果，观察后及时绘制地质素描图，填写工作面状态记录表和围岩类别判定卡。

（2）地表下沉

地表沉降监测采用普通水平仪，配合水平尺进行，测点和拱顶下沉量测应布置在同一断面上，见图2.5-12。

（3）周边位移、拱顶下沉量测

周边位移选用JSS30～10/15A型收敛仪及专用测点量测，拱顶下沉量测采用精密水准仪配合水准尺、钢尺进行，两者在同一量测断面内进行，见图2.5-13。

4、量测数据的处理和应用

（1）施工时，将各项量测情况填入记录中，及时绘制位移-时间曲线和相关图表，并注明当前施工工序及开挖面离量测断面的距离。

地表下沉量测测点布置图

周边位移、拱顶下沉量测测线布置图