泉州市某市政隧道工程施工掘进爆破设计方案.docx

1、泉州市某市政隧道工程施工掘进爆破设计方案福建泉州市xx隧道工程A标段施工掘进爆破设计方案 技 术 设 计 责 任 表职 责 姓 名 职 称设 计： 高级工程师审 核： 高级工程师制图： 工程师第一章 工程基本情况一、项目名称：泉州xx隧道工程。二、项目业主方：泉州市土地开发有限公司三、隧道走向及起讫点：泉州市xx隧道工程起点接现有xx街与xx路(G324)交叉口，路线往东经xx村、xx村、xx花园、xx大学、xx花园、xx机构及在建xx小区，终点接于xx大街。四、隧道路线对应地面建构筑物情况地面建筑物状况1、隧道所经之处为低山丘陵地貌，沿线地势起伏较大，经过地形较复杂，均为居民区、厂区、别墅区

2、以及水库大坝等。在xx工业区路段地面标高为：6.08.0m。xx花园区附近地面标高为：6.08.8m。xx村附近地面标高为：8.1516.0m。xx山最高位：96.7m。xx小区地台标高最低为：10.0m。2、地建构筑物位置隧道在ZKl+430处进口，ZKl+430ZKl+900处为xx山，地势最高，地面植被较发育；在ZKl+900ZK2+000处，隧道从赤山水库大坝下游约2070m处穿过；在ZK2+000ZK3+200处，隧道从桃花山穿越，地表为宝珊花园别墅区，房子密集分布，楼高在10米以下，基础一般为浅基础，埋深预计为35米，地下及地上均有通讯、电力等设施，特别是局部路段地下埋设有大口径的

3、污水，雨水管等；在ZK3+120ZK3+600处隧道出口，该处为厂区及在建xx小区，其中厂区为25层厂房及办公楼、宿舍楼，厂房及办公楼均采用桩基础，埋深1020米，持力层为中微风化花岗岩。3、爆破需保护的三个重点地段由上述可见，以下三个地段地面建构筑物特密集，且又是高档和重要建筑，故在爆破过程中必须采用精细爆破方法施爆，采用可靠的钻、爆、临时支护合理工艺施工，采用预裂爆破方法降低爆破地震作用对地面建构筑物的影响。这三个地段是：ZK2+000ZK3+20O处，共1200米长穿越宝珊花园段。ZK1+980ZK2+000段为穿越黎明大学操场地块。ZKl+900ZK2+000处，隧道从赤山水库大坝下游

4、约2070m处。五、隧道设计尺寸及断面1、隧道长度(见图1)左隧道：ZKl+430(进口)ZK3+600(出口)，全长2170m。右隧道：YKl+414(进口)YK3+571(出口)，全长2157m。2、隧道坡度隧道纵坡：不应小于0.3，亦不应大于3.0。隧道横坡：由左至右按2.0控制。隧道左线采用 0.69的纵坡进洞，于ZKl+755处设R=12000竖曲线顺接-0.3的纵坡直至出口。隧道右线采用0.74的纵坡进洞，于YKl+730处设R=15000竖曲线顺接-0.3的纵坡直至出口。3、隧道开挖断面类围岩断面(宽高=11.768.25) mS上=R2/2 =3.14155.882/2=54.

5、30mS下=BH=11.762.3=27.05mSII=81.35m类围岩断面(宽高=11.948.34) mS上=3.14155.972/2=55.33mS下=11.92.4=28.66mSm=84.19m类围岩断面(宽高=12.249.58) mS上=3.14156.122/2 =58.83mS下=12.23.5=42.84mSIV= 101.67mV类围岩断面(宽高=12.429.76) mS上=3.14156.2122=60.57mS下=12.423.6=44.06mSV=104.63m紧急停车带段断面(宽高=15.410.87) mS上=3.14156.872/2=74.13mS下=

6、15.44.0=61.6mS紧=135.73m车行横道断面(宽高=6.87.4) mS车=ab=3.14153.73.4=39.52m人行横道断面(宽高=3.764.06) mS人=ab=3.14152.172.02=13.77m4、隧道洞内开挖石方量(见下页表1)隧道开挖石方量 表1部位岩性长度(m)面积(m)方量(m)备注左隧道42081.3534167此计算数据是根据隧道开挖设计断面图计算结果，但在施工过程中遇到地质恶劣地段可能发生冒顶处理，垮帮修复，其最终爆破石方量以现场实测为准。106384.198949397355101.673609285V332104.633473716紧120

7、135.7316287.6车12039.524742.4人12013.771652.4合计2530217173.38右隧道41081353335359808419825062IV4051016741176.35V3621046337876.06紧1201357316287.6车12039524742.4人12013.771652.4合计2517217594.51总计434767.89第二章 地质情况简介一、岩层分布沿线岩体主要为燕山早期侵入混合二长花岗岩及燕山晚期辉长岩，呈球状岩露于桃花山，沿线各地段均有揭露到，按其风化程度分为全、强、中、微风化四个区带，基岩风化带的力学强度高较高，工程性能好

8、较好。勘探过程中未发现有洞穴、临空面或软弱夹层。岩层由上至下分为：1、全风化带：沿线零星揭露，揭露厚度0.84.4m，岩性主要为混合二长花岗岩石，矿物成分基本风化，散体状结构，岩体基本质量等级V级。2、强风化带：可分为砂土状强风化和碎块状强风化两层，砂土状强风化岩性主要为混合二长花岗岩、辉长岩。碎块状岩性主要为混合二长花岗岩，岩体基本质量等级为V级。碎块状揭露厚度0.78.4m，碎块状揭露厚度0.79.1m。3、弱风化带：沿线局部揭露，揭露厚度1.229.0m，岩性为混合二长花岗岩，块状结构，裂隙一般发育至发育，较坚硬，力学强度较高，岩体基本质量等级为III级。4、微风化带：广泛分布于隧道沿线

9、，岩性主要为混合二长花岗岩和辉长岩，其中辉长岩仅隧道洞身段零星揭露，层面起伏较大，揭露厚度均值大于l0.2m。岩体较完整完整，为坚硬，岩体基本质量等级为II级。二、隧道沿线工程地质和围岩分类1、洞门段：隧道进口段现为民房，隧道洞口K1+460为村级公路，坡体基本稳定，斜坡上植被稍发育，覆盖强风化岩层，厚度约6.O10.0m，岩土强度较低，洞门段多为强风化至中风化岩体，岩石风化较剧烈。隧道进出口围岩主要为坡积土及强风化、中风化混合二长花岗岩，岩体较破碎破碎，围岩级别V级。2、洞身段：隧道洞身围岩主要为微风化混合二长花岗岩，局部地段为微风化辉长岩等，岩石较坚硬坚硬，岩休较完整完整，节理裂隙发育差较

10、差。隧道洞身围岩级别为IIIII级。3、破碎段：隧道洞身段：ZKl+820ZKl+840；YKl+820YKl+980；ZKl+870ZK2+020；YK3+035YK3+065；ZK3+040ZK3+070。上述地段由于受F1、F2断裂构造及隧道顶板距离地面厚度约6.0m的浅埋段影响，隧道围岩级别会相应降低，地下水可能较丰富，岩体力学性能相对较差，围岩级别为IVV级。4、出口段：隧道出口段地形较复杂，多为厂房、在建xx小区、埋设较多的地下管线，污水管网等基础设施，地表层埋深约0.81.5m。隧道出口段位于全风化微风化岩体中，岩体完整性一般差，较破碎完整，围岩级别IVV级。5、临近水库段：隧道

11、洞身ZKl+900ZK2+000段左侧约2070m为穿越赤山水库段，影响隧道洞身及库区整体稳定性。水库水深约5.O6.Om，面积约10万平方米，现容量约10.50万平方米，水库水面标高51.83m。库区两侧出露岩土层为残坡积土及三迭系侏罗系混合风化带，库区呈“U”建于两侧山谷之中，大坝两端与山坡相接，属于人工碾压筑而成。隧道洞身ZKl+900ZK2+000段设计洞顶标高23.33m23.63m，隧道洞顶板距赤山水库坝角厚度在6.26.6m，钻孔揭露基岩埋深7.3m，岩性为中微风化混合二长花岗岩，节理裂隙发育一般，岩体较破碎较完整。三、水文地质l、第四系冲洪积层孔隙水：分布于沿线平缓地带，主要赋

12、存于第四系填土及砂土层中，土层结构松散，孔隙度大，透水性好，多为潜水，水位埋深一般小于5.0米，接受大气降水及地下侧向补给，水量相对较丰富，水位受季节影响较大，向河床方向径流，排泄于河溪内。2、基岩风化层的空隙裂隙水：赋存于基岩风化层或残坡积层底部，随岩性及风化程度的不同，富水性不一，接受大气降水及赋存于上覆地层内的水体补给，向低凹地带排泄。3、基岩构造裂隙水：赋存于基岩破碎裂隙和节理中，接受大气降水补给及赋存于上覆地层内的水体补给，向低凹地带排泄，水位受季节影响较小。地下水位埋深约5.015.0米，埋藏较深，深层基岩构造裂隙水不发育，且与上部基岩风化带水力联系微弱，对隧道的围岩稳定和开挖有一

13、定影响。四、隧道场地地震级别依据中国地震动峰值加速度区划图结合闽建设(2002)37号，本区抗震设防烈度为7度，地震动峰值加速度为0.15g。第三章 隧道开挖爆破设计依据本隧道开挖爆破技术设计依据以下有关文件和规程、条例和制度等进行爆破技术方案、施工组织及爆破安全警戒等设计。l、泉州市发展和改革委员会文件（泉发改审2008051号） 2008年4月24日2、中标通知书 2010年4月28日3、资质证书(重庆中环建设有限公司) 2006年3月14日4、安全生产许可证 2008年7月10日5、国标爆破安全规程GB67222003 2004年5月1日6、民用爆炸物品管理条例 2006年9月1日7、泉

14、州市xx隧道工程工程地质勘察报告及施工图设计 2008年8月第四章 隧道开挖爆破施工设计原则泉州xx隧道分为左、右两条，左隧道长2170m，右隧道长2157m。沿线穿过的岩层不同，且地面建构筑较多又密集，建筑类型繁多又十分重要，赤山水库、黎明大学、宝珊花园、xx小区在建工程，同时地面地下还埋有管线、大口径污水管网，这都是必须认真保护的。所以在隧道开挖爆破设计中要特别注意。为此爆破技术设计原则如下：l、不同地段的岩性采用不同的开挖方法施爆；2、在F1、F2破碎带段，采用超前管棚支护爆破施爆；3、在穿越黎明大学地段采用中间钢架隔墙分部爆破法(CD法)施爆；4、在近水库大坝附近段采用超前预裂孔、短进

15、尺、快掘、快支速成巷方法施爆；5、在穿越宝珊花园与地面建筑地段，采用控制爆破装药量，控制爆破震动，减小爆破震动作用；6、采用非电起爆网路起爆，确保爆破安全；7、洞口明挖及近洞口爆破，采用小台阶浅孔松动爆破法施爆；8、洞口明挖及近洞口爆破，要采用防飞石危害的安全措施；9、现场选择安全地点建立临时库房，存放爆破器材、雷管要放入保险柜内；10、合理安排钻孔爆破清运爆碴初期支护及永久支护超前管棚设置各施工工序，尽量减小对围岩的二次破坏；11、光面爆破和预裂爆破要采用25小条药施爆；12、起爆站要在安全距离外起爆；13、放炮时间段尽量安排在少对地面居民的干扰影响。第五章 隧道开挖方法安排一、左、右隧道开

16、挖方法左、右隧道根据所穿过的岩层性质不同和相对应地面建筑物结构的重要性，采用CD法、短台阶法、超短台阶法及下导坑超前全断面扩挖法。爆破开挖具体安排见表2、表3。左隧道开挖方法安排 表2序号桩号岩性开挖方法长度(m)地面对应建筑物lZKl+430ZKl+460V超短台阶法30消防水池(5m)2ZKl+460ZKl+490短台阶法30山体3ZKl+490ZKl+810III全断面法320山体4ZKl+820ZKl+840ZKl+840ZK1+860III短台阶法50山体5ZKl+860ZK2+030VCD法170黎明大学操场6ZK2+030ZK2+190III下导坑超前全断面扩挖法160赤山水库(

17、2070m)7ZK2+190ZK2+230II台阶法40山体8ZK2+230ZK2+570II下导坑超前全断面扩挖法340宝珊花园别墅区9ZK2+570ZK2+660III下导坑超前全断面扩挖法90民房lOZK2+660ZK2+700TI短台阶法40民房(1m)11ZK2+700ZK3+030III下导坑超前全断面扩挖法330宝珊花园别墅区(零距离)12ZK3+030ZK3+080短台阶法50宝珊花园别墅区(零距离)13ZK3+080ZK3+113III下导坑超前全断面扩挖法33宝珊花园别墅区14ZK3+113ZK3+153IlI短台阶法40民房(7m)15ZK3+153ZK3+370短台阶法

18、217xx小区二期（零距离)16ZK3+370ZK3+410III全断面法40幼儿园(12班)17ZK3+410ZK3+468IV短台阶法58幼儿园(12班)18ZK3+468ZK3+600V明挖法132xx小区一期备注洞口外的场地爆破：l、出口外场地爆破因周边建筑群和业主方不同意采用爆破法施工，可采用钻密集孔加入膨胀剂涨裂开，然后用挖机或镐头机捣碎法施工。2、进口外场地爆破采用浅孔松动爆破法施工，但必须在洞口外全部村民楼房拆迁完后才可开爆。如周边不同意用爆破法施工，则用方法。右隧道开挖方法安排 表3序号桩号岩性开挖方法长度(m)地面对应建筑物1YKl+414YKl+460V超短台阶法46民房

19、(2m)2YKl+460YKl+495IV短台阶法35山体3YKl+495YKl+810III全断面法315山体4YKl+8lOYKl+990VCD法(赤山水库坝附近)180黎明大学操场5YKl+990YK2+100III下导坑超前全断面扩挖法110宝珊花园6YK2+100YK2+163II下导坑超前全断面扩挖法64宝珊花园7YK2+163YK2+203II台阶法40宝珊花园(2m)8YK2+203YK2+510II下导坑超前全断面扩挖法306宝珊花园别墅区9YK2+5lOYK2+635III下导坑超前全断面扩挖法126宝珊花园别墅区10YK2+635YK2+675III短台阶法40宝珊花园别

20、墅区11YK2+675YK3+025III下导坑超前全断面扩挖法349宝珊花园别墅区12YK3+025YK3+075短台阶法50宝珊花园别墅区l3YK3+075YK3+115III短台阶法40宝珊花园别墅区14YK3+115YK3+140短台阶法25公园、垃圾中转站(28m)15YK3+140YK3+435短台阶及超短台阶法295xx小区二期16YK3+435YK3+571V明挖法136xx小区二期备注洞口外的场地爆破：1、出口外场地爆破因周边建筑群和业主方不同意采用爆破法施工，可采用钻密集孔加入膨胀剂涨裂开，然后用挖机或镐头机捣碎法施工。2、进口外场地爆破采用浅孔松动爆破法施工，但必须在洞口

21、外全部村民楼房拆迁完后才可开爆。如周边不同意用爆破法施工，则用方法。二、左、右隧道开挖工程量计算见(表4、5)隧道爆破开挖方量 (表4)序号岩性长度(m)面积(m)爆破方量(m)1II42081.35341672III106384.1989493.973IV355101.6736092.854V332104.6334737.165紧急停车带120135.7316287.66车行横洞12039.524742.47人行横洞12013.771652.4合计253056086217173.38右隧道爆破开挖方量 (表5)序号岩性长度(m)面积(m)爆破方量(m)1II41081.3533353.52I

22、II98084.1982506.23405101.6741176.354V362104.6337876.065紧急停车带120135.7316287.66车行横洞12039.524742.47人行横洞12013.771652.4合计2517560.86217594.51三、各种开挖方法的施工顺序见(图2、3、4、5、6)1、下导洞超前爆破、全断面扩挖法(图2)方法要点：用于ZKl+810ZK3+200(YK1+810YK3+170)地段，II、III级围岩。邻近水库大坝段及下穿房屋段，需采用预裂爆破或光面爆破减震方法施爆。开挖顺序：下导坑超前爆破全断面扩挖余下部分初期喷锚支护拱部及边墙制模二次

23、永久支护。下导坑长度宜为810m，视围岩的稳定性和完整程度而定，每循环进尺1.01.5m。每一开挖爆破待时长短，应在前一开挖步序围岩应力基本释放完毕后进行。2、上台阶开挖爆破法(图3)方法要点：V级围岩地段采用超短台阶法爆破，级围岩地段用短台阶法爆破，III、II级围岩一般地段采用全断面法爆破。开挖顺序：开挖上部台阶上台阶拱部初期支护开挖下部台阶两侧(预留中间部位)完成两边墙初期支护开挖中间预留部分完成仰拱初期支护模筑仰拱二次衬砌模筑拱部及边墙二次衬砌。上台阶开挖长度不大于1015m，每循环进尺1.01.5m，开挖一循环后应立即喷混凝土35cm。按设计打锚杆、挂网、架立钢模板，随后分层喷混凝土

24、至设计厚度。超短台阶法爆破，上台阶长度不大于35m，每循环进尺不超过1.Om，开挖一循环后应立即喷35cm厚的混凝土，按设计打锚杆、挂网、架立钢模板，随后分层喷混凝土至设计厚度。下部断面丌挖必须在上部断面初期支护基本稳定后才进行，宜采用单侧落底，避免上部断面两侧拱脚同时悬空，一次落底的长度视围岩及水文地质情况而定，一般为13m，落底后应立即喷射混凝土，并按设计迅速完成初期支护。上台阶开挖及下部侧墙开挖爆破应采用光面爆破方法施爆，减小对围岩的扰动和出现超、欠挖现象。3、紧急停车带III级围岩短台阶开挖法，见(图4)方法要点：开挖顺序：开挖上台阶上台阶拱部初期支护开挖下台阶两侧(预留中间部分)完成

25、两侧边墙初期支护开挖中间部分完成仰拱初期支护全断面模筑二次衬砌。上台阶长度不大于1015m，每循环进尺11.5m，开挖一循环后应立即喷混凝土4cm，按设计要求打锚杆、挂网、架立钢模板，随后分层喷混凝土至设计厚度。下部断面开挖必须在上部断面初期支护基本稳定后进行，宜采用单侧落底，避免上部断面两侧拱角同时悬空，一次落底的长度视围岩及水文地质情况而定，一般为13m，落底后应立即喷混凝土，并按要求迅速完成初期支护。上拱部开挖及下部两侧边墙开挖要采用光面爆破方法施爆，利于对围岩的扰动和减小超、欠挖现象。二次衬砌采用全断面模筑法施工。4、下穿黎明大学操场段开挖方法见（图5）（ZK1+8602K2+030）

26、、(YKl+810YKl+990)方法要点：开挖顺序：右导坑开挖右导坑初期支护及临时中间隔墙左导坑开挖一一左导坑初期支护临时中问隔墙拆除仰拱二次衬砌拱部边墙二次衬砌。每一开挖步序应在前一开挖应力基本释放完毕后进行。各导坑开挖应挖开25m以上的纵间间距，开挖面应及时封闭。二次衬砌离爆破面最少应保持30m的距离，在离爆破面30m外的初期支护基本稳定后，应及时进入二次衬砌。5、车行横洞与人行横洞开挖方法办法要点：采用全断面法施爆。开挖顺序：全断面开挖爆破全断面初期支护下一循环全断面开挖及时全断面初期支护。全长30m开挖完后，直即打锚杆、挂网、架立钢模板，按设计分层喷射混凝土至设计要求。拱部及边墙开挖

27、采用光面爆破方法施爆，减小对围岩扰动和减小超、欠挖量。第六章 隧道爆破施工方案设计一、进洞口外场地爆破该处场地位于xx云路村中间，规划该村庄要拆迁，待村庄拆迁后挖机挖掉上部土、风化层后视需爆破岩石状况，据现场调查待爆岩石也是较风化岩，故采用浅孔松动爆破方法施爆，炮孔布置呈梅花形，其钻、爆参数设计如下：1、台阶高度，H视挖出岩石层的高度而定，此值是个变量，暂定为1.O4.Om；2、炮孔深度，LL=H+hh炮孔超深，取为0.20.5m；3、孔径，DD=3842m：4、底盘抵抗线w。取决于岩石的特性、可爆性、台阶坡面角及孔径、孔深和炸药威力等因素有关。WO=(2030)D，(D取40mm)=0.8m5、孔距aa=mwom炮孔密集系数，取1.O1.4，前排孔因要克服底盘抵抗线，取小值。a=1.10.8=0.88m，取整a=0.9m；6、排距bb=0.8wo=0.72m，取整b=0.7m；7、炸药单耗q，q=0.250.3kg/m；8、单孔装药量Q，Q=qabH(kg)9、堵塞深度， =1.2b不同台阶高度的钻孔爆破参数计算汇总见(表6)浅孔爆破参数汇总表 （表6）序号参数名称符号单位数量l台阶高度Hm1.O2.O3.04.O2