新凉风垭隧道隧道爆破方案样本

新凉风垭隧道爆破设计方案

一、 爆破设计依据

1、 《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-)

2、 《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TZ10417-、J287-)

3、 《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-、J947-)

4、 铁建设【】120号文件

5、 新凉风垭隧道设计图

6、 国家及行业有关工程建设的法律、法规、标准、条例等。

二、 爆破设计原则

1、 采用光面爆破。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等条件编制爆破设计。钻爆参数是一动态的参数，应根据围岩变化及时调整，进行动态管理。

2、 隧道经过两种类别不同的围岩，要求钻爆技术人员能根据围岩的变化情况，及时调整好控爆参数，将爆破对隧道周壁的破坏减小到最低。

3、 加强开挖工序管理，对全隧道实现光面爆破开挖，减少超欠挖量，减轻围岩松驰圈影响范围，确保隧道开挖成形质量。

三、 工程及地质概况

(一)工程概况

新凉风垭隧道位于贵州省桐梓县境内，其穿越桐梓县楚米镇与大河镇的接壤地带，隧道起迄里程DK149+846〜DK157+464,全长7618m,其中II、III、W、V级围岩分别为755m(9.9%)、 2340m(30.7%)、 3020m(39.6%)、

1503m(19.7%)。

洞内线路纵坡为”人”字坡，变坡点里程为DK154+800,进口坡段长4954m,坡度从17.2%。过渡到9%。(DK154+200),出口坡段长2664m,坡度为-3%°。

为满足施工工期要求，且使隧道出口开挖含煤地层形成巷道式通风，兼顾隧道施工及运营期间排水，分别于隧道进出口设置平导，其中：进口端平导长4699.982m,起讫里程为PDK149+847.018〜DK154+547,出口端平导长1848.665m,起讫里程为PDK155+625〜DK157+473.665。

（二）工程地质

1、 地层岩性

隧址区地层众多，岩性复杂，上覆土层为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）块石土、冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土和卵石土、坡洪积层（Q4dl+pl）软土和粉质黏土以及坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土。下伏基岩为三叠系下统茅草铺租（T1m）灰岩、白云质灰岩夹岩溶角砾岩，夜郎组五段（T1y5）泥岩、页岩,夜郎组四段（T1y4）灰岩，夜郎组三段（T1y3）泥岩、页岩夹灰岩，夜郎组二段（T1y2）灰岩夹泥灰岩，夜郎组一段（T1y1）页岩夹泥灰岩；二叠系上统长兴组（P2c）灰岩和龙潭组（P2l）页岩夹煤层、砂岩，下统茅口组（P1m）和栖霞组（P1q）灰岩；志留系下统韩家店组（S1h）页岩、泥岩，石牛栏组（S1sh）灰岩、泥灰岩夹页岩，龙马溪组（S1l）页岩夹炭质页岩、泥灰岩；奥陶系中上统（O2+3）灰岩，下统湄潭组（O1m）页岩夹灰岩、砂岩。

2、 地质构造

隧址区地处川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位，属走向北东-南西的挤压构造带。隧道穿越高桥向斜北翼，受构造应力作用，岩层产状混乱,断裂发育，其主要有13条，局部可能还有隐伏型小断层（破碎带宽度约2〜5m不等，如凉风垭-8号、9号和10号钻孔揭露的多条隐伏断层，断距一般小于50m）。据调查，区内F凉7、F凉8、F凉9、F凉10、F凉12和F凉13在隧道轴线一侧分布，对线路有影响；而其它断层远离隧道轴线或对隧道影响较小。

四、各级围岩爆破设计

（一）洞身开挖施工方法

新凉风垭隧道洞身段开挖方法主要包括：II、III级围岩地段采用台阶法施工，W级围岩地段采用台阶法和台阶法加临时仰拱法施工，V级围岩地段采用台阶法加临时仰拱法、大拱脚台阶法和CRD法施工。

1、台阶法

根据围岩状况，确定上台阶领进长度L,台阶法施工步骤见图4-1。

利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖①部；施作①部台阶周边的初期支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

在滞后于①部一段距离后，分侧开挖②部，铺设钢筋网；接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度；

在滞后于②部一段距离后，开挖③部；施作隧底喷砼。

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，灌筑W仰拱衬砌与边墙基础。

灌注仰拱填充V部至设计高度。

利用衬砌模板台车一次性灌筑丑部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

图4-1台阶法开挖步骤图

2、台阶法(临时仰拱)

台阶法加临时仰拱施工步骤见图4-2。

图5.台阶滁临时仰时施拱开序步断图面

利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖①部；施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

在滞后于①部一段距离后，开挖②部，铺设钢筋网；接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度；在滞后于②部一段距离后，开挖③部；台阶周边部分初喷4cm厚砼；铺设钢筋网；接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

在滞后于③部一段距离后，开挖④部；施作隧底喷砼。

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时横撑，灌筑W仰拱衬砌与边墙基础。

灌注仰拱填充V部至设计高度。

利用衬砌模板台车一次性灌筑丑部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

3、CRD开挖法

CRD开挖法施工步骤见图4-3。

利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁642小导管及导坑侧壁622水平锚杆超前支护；开挖①部；喷砼封闭掌子面；施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆和定位锚杆，安设118横撑；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

图4-3CRD开挖法开挖步骤图

在滞后于①部一段距离后，开挖②部；喷砼封闭掌子面；导坑周边部分初喷4cm厚砼，铺设钢筋网；接长型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆和定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

在滞后于②部一段距离后，开挖③部；隧底周边部分初喷4cm厚砼；接长I18临时钢架，复喷砼至设计厚度；安设型钢钢架之仰拱单元。

开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同(1)。

开挖⑤部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同(2)。

开挖⑥部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同(3)。并使型钢钢架封闭成环。

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑；灌筑W部边墙基础与仰拱。

灌筑仰拱填充训部至设计高度。

利用衬砌模板台车一次性灌注IX部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

4、大拱脚台阶法

大拱脚台阶法施工步骤见图4-4。

利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖①部；施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立大拱脚钢架和I18临时横撑，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

在滞后于①部3m后，开挖②部；台阶周边部分初喷4cm厚砼；铺设钢筋网；接长钢架，并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

图4-4大拱脚台阶法开挖步骤图

在滞后于②部一段距离后，开挖③部；施作③部初期支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度；在滞后于③部一段距离后，开挖④部；施作隧道喷砼。

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，拆除I18临时横撑,灌筑V部仰拱与边墙基础。

灌注仰拱填充丑部至设计高度。

利用衬砌模板台车一次性灌注W部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

(二)正洞II、m级围岩三台阶法钻爆设计

1、钻爆设计

掏槽形式：根据围岩地质情况及开挖断面尺寸，采用复式楔形掏槽。

爆破器材：选用乳化炸药，规格为中32药卷，雷管采用1〜15段塑料导爆管非电毫秒雷管，电容式非电毫秒雷管激发器起爆。

炮眼直径：选用42mm钻孔直径。

炮眼深度：上台阶进尺为3m,除掏槽眼外，其余眼均采用3.5m深钻孔，掏槽眼为4.0m;

炮眼数目：单位面积钻眼数为1.5〜4.5个/皿。具体根据下式计算：

N=K*S/n*r,

式中N——炮眼数目，个；

K 单位炸药消耗量，Kg/m3,完整灰岩、泥岩、砂岩为0.65-0.9,本

隧采用上台阶0.75,中、下台阶下断面0.7;

表4-1爆区不同岩性的K、 a值

岩性

K

a

坚硬岩石

50~150

1.3~1.5

中硬岩石

150~250

1.5~1.8

软岩石

250~350

1.8~2.0

L——炮眼深度，m,本隧掏槽眼采用3.5m,周边眼和辅助眼采用3m;

n——炮眼装药系数，一般为0.5-0.7,本隧一律采用0.6;

r——炸药的线装药密度，kg/m,①32乳化炸药采用0.78;

S——开挖断面积，本隧上台阶为56.84皿，中台阶32.62皿