暗挖隧道工程爆破施工方案模板.doc

暗挖隧道工程爆破施工方案- 87 -资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。目 录1 编制依据- 1 -2 工程概况、 特点- 1 -2.1自然地理特征- 2 -2.1.1地形地貌- 2 -2.1.2地层情况- 2 -2.1.3水文地质- 3 -2.1.4特殊土与不良地质- 4 -2.1.5气候条件- 4 -2.2、 工程重难点分析及对策- 5 -2.3围岩级别及支护参数- 6 -3 施工安排- 6 -3.1总体安排- 6 -3.2施工队伍部署、 任务划分- 7 -4 暗挖隧道开挖施工方案- 7 -4.1双线隧道三台阶开挖法- 8 -4.1.1成品保护开挖方案- 8 -4.1.2三台阶开挖法- 9 -4.2单线隧道两台阶分部开挖法- 12 -4.3C型隧道开挖方法- 14 -5 隧道爆破施工设计- 21 -5.1爆破设计- 21 -5.2 A型断面台阶法爆破开挖- 24 -5.2.1三台阶法爆破设计- 24 -5.2.2成品保护段分部爆破- 34 -5.3 B型断面两台阶分部法爆破开挖- 37 -5.4 C型断面钻爆开挖- 42 -5.4.1 C型断面中隔壁六步钻爆开挖- 42 -5.4.2 C型断面双侧壁导坑法钻爆开挖- 46 -5.5各炮眼装药结构- 54 -6 开挖质量检验标准及技术保证措施- 54 -6.1质量检验标准- 55 -6.2成品保护( 防护) 措施- 56 -6.3管线保护措施- 60 -7 工期安排- 60 -7.1施工进度指标- 61 -7.2施工进度节点安排- 62 -8主要机械设备配置- 62 -9监控量测- 63 -10施工安全及火工品的管理- 66 -10.1安全生产保证体系- 66 -10.2安全管理制度- 68 -10.3开挖爆破作业安全措施- 70 -10.3.1开挖支护安全措施- 70 -10.3.2爆破作业的安全、 起爆信号- 70 -10.4火工品存放与管理- 71 -10.5应急物资与设备- 73 -11事故应急预案- 73 -11.1依据- 73 -11.2目的- 74 -11.3职责- 75 -11.4应急响应预案- 76 -12附件- 77 -1 编制依据(1) 深圳地铁5号线上水径停车场暗挖隧道工程初步设计资料; (2)上水径停车场暗挖隧道施工组织设计; (3) 现场踏勘调查资料; (4)地下铁道工程施工及验收规范( GB50299-1999) ; (5)铁路隧道设计规范( TB10003- ) ; (6)铁路隧道喷锚构筑法技术规范( TB10108- ) ; (7)铁路隧道辅助坑道技术规范( TB10109-95) ; (8)铁路隧道工程施工技术指南( TZ204- ) ; (9)铁路隧道施工规范( TB10204- ) 。(10)爆破安全规程( GB6722- ) (11)爆破手册( 冶金工业出版) 2 工程概况、 特点深圳地铁5号线上水径停车场出入场线暗挖区间, 包括暗挖出入段线及暗挖牵出线。区间所在位置的地形、 地貌为丘陵地带, 地形起伏较大, 地面高程103.00142.60m, 场地东高西低, 为斜坡地质单元, 表面植被发育。正线设计起点里程为右SDK2+381.639, 设计终点里程为右SDK2+684.364, 区间全长302.725m。暗挖隧道起自停车场出入段线里程右SDK2+381.639, 穿越地块内山岭地带后, 进入停车场范围内。本区间所在区域地形起伏较大、 但地势较开阔; 地面条件相对比较简单, 无房屋拆迁。根据现场调查, 位于隧道牵出线起点12m处正上方地表有一斜穿燃气管线。根据初勘报告的揭露, 本区间所处地段地质条件较好。区间隧道采用马蹄形复合式衬砌结构,对牵出线考虑停车场内的工艺要求内净宽度为6.1m(详见隧道B型衬砌断面图) ; 出入段线为普通地铁双线隧道, 内净宽度为10.2m( 详见隧道A型衬砌断面图) ; 牵出线与出入段线接口段为大断面三线隧道, 隧道内净宽度19.5m, 内净高度达到12.8m(详见隧道C型衬砌断面图)。停车场内线路纵坡均为0%, 本出入段线线路最大纵坡为32.1( 牵出线纵坡为0) 。根据现有初勘资料, 隧道断面主要穿越岩层。2.1自然地理特征2.1.1地形地貌深圳地铁5号线上水径停车场出入场线位于龙岗区布吉, 起点位于上水径站至下水径站区间, 止于上水径停车场, 所在地区为丘陵地区, 地形起伏较大、 但地势较开阔; 地面高程35.58164.70左右, 地面条件相对比较简单, 无房屋拆迁。根据现场调查, 位于隧道牵出线起点12m处正上方地表有一斜穿燃气管线, 根据初勘报告的揭露, 本区间所处地段地质条件较好。2.1.2地层情况本区间场地范围内上覆第四系残积层( Qel) , 下伏燕山期花岗岩( 53) , 主要地层概述如下: 1砾质粘性土: 黄褐色、 褐黄色、 砖红色, 可塑坚硬, 土质不均, 含石英砾约20, 由花岗岩、 角岩风化残积形成, 具有中等压缩性, 该层分布于场地地表, 厚度2.015.0m。1全风化花岗岩: 褐黄色, 岩体呈土夹砂状, 除石英外, 各种矿物均已经风化为粘粒, 手捏易散, 浸水易软化, 具中等压缩性。该层沿线路普遍分布, 厚度2.0040.5m。2强风化花岗岩: 褐黄色, 岩体呈密实砂土状和土夹碎块状, 风化不均, 局部夹中等风化岩块, 石英成分未变, 遇水易软化崩解, 原岩结构可辨, 具中低压缩性。该层分布于全场地, 厚度3.005.00m。3中等风化花岗岩: 肉红色夹麻灰色, 岩体呈碎块、 短柱状, 节理裂隙发育, 岩体较破碎, 为较硬岩。最大揭露厚度28.00m, 沿线路普遍分布。层顶高程17.62118.81m, 层底高程0.0057.70m, 层顶埋深5.0057.70m。4微风化花岗岩: 浅肉红色夹灰白色, 呈块状或巨块状, 节理裂隙不发育, 岩体完整, 为坚硬岩。最大揭露厚度24.90m, 沿线路普遍分布, 层顶高程46.24100.55m, 层底高程34.0985.55m, 层顶埋深7.5050.00m。2.1.3水文地质( 1) 地下水的类型、 赋存、 径流排泄深圳市的气候属亚热带季风气候, 热量丰富, 日照时间长, 雨量充沛。气候和降雨量随冬、 夏季风的转换而变化; 每年5-9月为雨季。本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在冲洪积沙层、 残积层、 全风化花岗岩、 全风化角岩中, 基岩裂隙水赋存于强风化及中风化花岗岩、 角岩中。本次勘察期间地下水位埋深1.010.2m, 水位高程40.90110.58m, 水位变幅1.03.5m。根据地形判断地下水总的径流方向为由北向南。地下水的排泄途径主要是蒸发和地下径流。主要补给来源为大气降水。( 2) 各岩土层的富水性及渗透系数本次初勘参考室内渗透试验, 考虑不利因素, 并结合地区经验综合分析确定k值。1砾质粘性土成分以全风化花岗岩残积为主, 具弱透水性, 建议取渗透系数k0.5m/d; 1全风化花岗岩具中等透水性, 渗透性从上向下逐渐增大, 取渗透系数k=1.0m/d。2强风化花岗岩具中等透水性, 建议取渗透系数k=2.0m/d。3中等风化花岗岩具中等透水性, 建议取渗透系数k=5.0m/d。( 3) 地下水的腐蚀性根据5号线临近工点取水样试验结果, 根据岩土工程勘察规范( GB 50021 ) 表12.2.1、 12.2.2、 12.2.4、 12.2.5-1判定: 地下水对混凝土结构无腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中钢筋不具腐蚀性, 对钢结构具弱腐蚀性。2.1.4特殊土与不良地质根据地调结果, 基岩风化厚度不均。从相邻场地钻探结果结合地区经验可知花岗岩残积层和风化岩中存在风化差异, 主要表现为残积层、 全风化层中存在中等风化岩或微风化岩或中等微风化岩中存在全风化强风化花岗岩。2.1.5气候条件深圳市气候属亚热带季风气候, 热量丰富, 日照时间长, 雨量充沛。气候和降雨量随冬、 夏季风的转换而变化。冬季无严寒, 夏季湿热多雨, 一年内有冷暖和干湿季之分。具有雨热同季, 干凉同期的特点。但降水和气温的年季变化较大, 灾害性天气也较多。年平均气温22.4, 1月为14.3, 7月为28.3; 极端最高气温38.7( 1980年7月10日) ; 极端最低气温0.2。( 1957年2月3日) 。风向频率随季节和地形等不同也不相同, 年平均风速2.6m/s , 极端最大风速402.6m/s。年平均降雨量为1933.3mm, 雨季为( 59月) , 降雨量为1516.1mm; 日最大降水量412mm( 1964年10月12日) ; 年降水日数144.7天, 连续最长降水日数20天。平均相对湿度79%; 最小相对湿度11%。年平均雷暴日数73.9日/年( 1951年1985年) 。2.2、 工程重难点分析及对策本暗挖区间重难点及对策见下表: 表2.2-1 工程难点、 重点及对策表序号施工难点重点对策、 措施1成品保护, 出入段线隧道衬砌已施工至掌子面, 爆破开挖时对衬砌的保护是本工程的难点1在已施工衬砌砼的前搭设钢管排架挂双层竹笆, 防止爆破飞石对衬砌的损坏。2为防止爆破震动对衬砌的破坏, 距离衬砌20m的范围采用分部松动爆破; 3控制单响装药量, 控制爆破震动。2单洞三线C型隧道: 跨度大、 断面大, 施工难度大1组织专业技术人员, 对施工方案进行比较、 评审, 提出最优的施工方法; 2根据以往的施工经验, 采用中隔壁法六部开挖, 围岩破碎、 地下水丰富时采用双侧壁导坑法开挖; 3施工中遵循”短进尺, 强支护, 快封闭, 勤量测, 早衬砌”的施工原则。4加强监控量测, 动态跟踪, 发现问题及时处理。3断面转换: 断面变化大, 扩挖技术难度大1采用上挑、 拓宽, 架设异型钢架, 逐渐过渡到大断面; 2缩短洞室台阶长度, 实现初期支护尽早封闭。3加强监控量测, 动态跟踪, 发现问题及时处理。2.3围岩级别及支护参数出入场线暗挖隧道围岩及支护参数见下表: 序号隧道类型围岩级别长度(m)断面形式初期支护方式开挖方法1A型173.12单孔双线22砂浆锚杆+18#工字钢钢架1000mm台阶法( 三台阶) 2B型187.9单孔单线22砂浆锚杆+18#工字钢钢架1500mm两台阶分部开挖法3C型129.6单孔三线22砂浆锚杆+20b#工字钢钢架750mm中隔壁六步法( 双侧壁导坑法) 3 施工安排3.1总体安排根据本区间的工程内容和现场条件, 暗挖隧道施工利用停车场出入段线2#斜井, 进入出入段线隧道, 由隧道大里程方向到达掌子面, 然后向停车场方向继续A型隧道开挖。单洞双线A型隧道采用三台阶法开挖, 单洞三线C型隧道采用中隔壁法( 围岩破碎时采用双侧壁导坑法) 开挖, 单洞单线B型隧道采用台阶法开挖。先沿出入段线隧道掌子面继续开挖A型隧道, A型隧道开挖到距C型断面分界里程10m时, 经过上挑、 拓宽, 架设异型钢架, 逐渐过渡到大断面。C型隧道开挖至距出洞洞口20m时停止开挖, 待出洞洞口加固后出洞; B型隧道经过施工横通道, 进入B型隧道施工。断面转换扩挖部分采用混凝土和石粉渣回填。开挖顺序示意图见附图一。暗挖隧道采用钻爆法开挖, 施工采用钻、 爆、 装、 运、 支护、 衬砌机械化一条龙作业。开挖采用自制多功能作业台车配合风动凿岩机钻眼, 60型挖掘机装碴, 小型四轮农业汽车运砟的出碴方式, PZ-5B型砼喷射机进行喷射作业, 自制多功能综合作业平台车上进行挂网、 喷锚、 防水板和钢筋安装等作业。暗挖隧道衬砌采用10m长液压拱墙整体式钢模衬砌台车, HBF60型砼输送泵泵送入模。施工通风主要采用SDF(c)-N011.5轴流式通风机压入式通风。3.2施工队伍部署、 任务划分根据停车场暗挖隧道工程量、 隧道施工工期和组织安排需要, 项目部下设1个隧道施工作业队, 该作业队包含风枪班、 出碴班、 支护班、 防水班、 钢筋班及综合班6个作业班组, 施工场地平面布置详见附图二。项目部设专业爆破作业队, 隧道爆破火工品存放、 装药专设安全人员专管, 施工临时建筑用地规划时候设置火工品临时存放点, 炸药、 雷管的存放由项目部专职安全员与爆破公司专业爆破人员共同监管。使用时由专业爆破员装药、 起爆、 排炮。4 暗挖隧道开挖施工方案根据本区间的暗挖隧道断面形式和地质情况, 单线和双线隧道采用台阶法爆破开挖, 三线大断面隧道采用中隔壁法( 围岩破碎时采用双侧壁导坑法) 爆破开挖。坚持信息化动态施工管理, 隧道地质超前预测预报采用全程地质素描、 地质调查和部分地段TSP203预测预报系统、 超前钻孔等多种方法相结合, 超前探明地质情况; 规范实施监控量测, 科学选择施工方法、 合理安排施工顺序。爆破采用毫秒雷管微差起爆、 光面爆破技术, 出碴采用PC60挖掘机装碴, 农用自卸汽车运碴。施工通风采用管道压入式通风。4.1双线隧道三台阶开挖法4.1.1成品保护开挖方案暗挖隧道出入场线在斜井进入单洞双线正洞施工时, 开挖掌子面距离已完工的隧道二衬和中隔墙距离仅50cm, 为减少开挖爆破对已成品二衬主体的影响, 防止因爆破震动出现裂缝、 端头剥落等现象, 在双线隧道前10m范围内采用三台阶四部法松动爆破开挖, 坚持”多打眼、 少装药”, 控制爆破震动, 加强对已完工成品的保护, 并在爆破施工中在已完工二衬前方爆破影响区域搭设排架、 挂竹笆等防护措施, 详见本方案6.2章的防护措施, 施工工序步骤图见右图: 图4.1.1-1双线隧道成品保护段施工工序图施工步骤一、 ( 1) 上台阶、 部钻设炮眼。( 2) 部掏槽区爆破掏槽, 爆破完成后排除哑炮和危石, 部剩余部分继续装药爆破。( 3) 部爆破完成后排除哑炮和危石, 然后部掏槽区装药爆破掏槽, 爆破完成后排除哑炮和危石, 部剩余部分继续装药爆破。( 4) 清理工作面, 施作、 部周边的初期支护, 即初喷4cm厚混凝土, 架立钢拱架, 并设锁脚锚杆。( 5) 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度, 完成初期支护。二、 ( 1) 在滞后于、 部上台阶3m10m后, 爆破开挖部( 中台阶) 。( 2) 清理出边墙开挖部分, 初喷4cm厚混凝土, 架立钢拱架, 与、 部拱架底脚做好连接, 并设锁脚钢管。( 3) 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度, 完成初支。三、 ( 1) 在滞后于部3m10m后, 爆破开挖部。( 2) 初喷4cm厚混凝土, 架立钢拱架。( 3) 隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。四、 灌筑仰拱及隧底填充。五、 根据监控量测结果分析, 待初期支护收敛后, 利用衬砌模板台车一次性浇筑二次衬砌。4.1.2三台阶开挖法区间暗挖隧道单孔双线A型断面, 围岩为中等风化花岗岩, 岩体呈碎块、 短柱状, 节理裂隙发育, 锤击可碎, 中粗粒结构, 块状构造, 为较硬岩, 较破碎, 岩体基本质量等级为级, 隧道断面较大, 采用三台阶法开挖。将整个开挖断面分为上中下3个施工部分, 先开挖隧道上部, 施作隧道钢拱架; 再开挖隧道的中部, 施作隧道钢拱架; 最后施工隧道的的底部, 将隧道钢拱架接到底板标高。（1） 施工工序见图4.1.2-1 图4.1.2-1 施工工序图( 2) 施工步骤 a.爆破开挖部( 上台阶) ; b.清理出需要支护的拱部, 施作部周边的初期支护, 即初喷4cm厚混凝土, 钻孔安装径向砂浆锚杆, 挂钢筋网, 架立钢架, 设锁脚锚杆; c.复喷混凝土至设计厚度。 a.在滞后于部3m10m后, 爆破开挖部( 中台阶) ; b.清理出边墙开挖部分, 初喷4cm厚混凝土, 钻孔安装径向砂浆锚杆, 挂钢筋网, 架立钢架, 设锁脚锚杆, 与部拱架底脚做好连接; c.复喷混凝土至设计厚度。 a.在滞后于部3m10m后, 爆破开挖部; b.清理工作面, 初喷4cm厚混凝土, 挂钢筋网, 架立钢架; c.复喷混凝土至设计厚度。 灌筑仰拱及隧底填充。 根据监控量测结果分析, 待初期支护收敛后, 利用衬砌模板台车一次性浇筑二次衬砌。( 3) 三台阶法施工注意事项: 掘进过程中应坚持”弱爆破、 短进尺、 强支护、 早封闭、 勤量测”的原则。 小炮开挖, 严格控制装药量, 尽量减少扰动围岩。 台阶高度可根据施工机具、 人员安排以及现场实际情况进行适当调整, 同时调整钢架尺寸。 钢架之间的纵向连接钢筋必须及时施作并连接牢固。 施工中, 必须按照设计图及验标要求, 进行监控量测, 分析洞身结构的稳定, 位支护参数的调整提供依据。必要时可设临时仰拱加设钢架封闭。三台阶法施工工艺流程图见图4.1.2-2。超前地质预报测量放线上台阶开挖、 出碴围岩监控量测上部初支中台阶开挖、 出碴围岩稳定性评判、 修正施工方案, 确定二次衬砌施作时间围岩监控量测中部初支下台阶开挖、 出碴围岩监控量测下部初期支护仰拱围岩监控量测仰拱填充施工下一工序图4.1.2-2三台阶法开挖施工流程图4.2单线隧道两台阶分部开挖法区间单孔单线隧道B型断面滞后于单孔双线A型隧道, 滞后距离不小于15m, 开挖时为减少对隧道中间岩柱和地表燃气管线的震动, 采用两台阶分部钻爆法开挖, 即先爆破隧道上台阶右侧, 再爆破左侧半边, 在左侧爆破时右侧能形成一个自由面, 以增加隧道围岩爆破时的临空面, 减小周边围岩对爆破的夹制作用, 减小爆破震动对两隧道中间岩柱的影响, 同时在上台阶和下台阶开挖后、 初支喷射砼封闭前, 两隧道净距小于3m时沿隧道左侧径向钻设锚杆, 锚杆钻透岩柱后一端在A型隧道边墙锚固, 一端在B型隧道边墙锚固, 形成对拉受力作用以防护中间岩柱的稳定, 详见本方案6.2节成品防护措施, 两台阶分部开挖法施工步骤见下图: 图4.2-1 两台阶分部开挖法施工步骤图两台阶分部开挖法施工步骤说明(1) 上台阶、 部钻设炮眼, 爆破开挖部, 排除哑炮和危石后, 再装药爆破部; (2) 排除哑炮和危石后清理工作面, 初喷后架立上台阶钢拱架, 钻设锁脚、 系统锚杆和对拉锚杆、 挂网后喷C20早强混凝土至设计厚度; (3) 下台阶部钻爆开挖, 清理工作面, 初喷混凝土, 架立钢拱架、 钻设系统锚杆和对拉锚杆、 挂网后喷C20早强混凝土至设计厚度; (4) 根据监控量测结果分析, 待初期支护收敛后, 灌注边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工)。利用衬砌模板台车一次性灌注衬砌(拱墙衬砌一次施作); 施工工艺流程图如下: 超前地质预报测量放线上台阶钻设炮眼上台阶右侧爆破上台阶左侧爆破围岩监控量测上台阶初支、 出碴围岩稳定性评判、 修正施工方案, 确定二次衬砌施作时间下台阶钻设炮眼下台阶爆破围岩监控量测下台阶初支、 出碴下步工序图4.2-2 两台阶分部开挖法施工工艺流程图4.3 C型隧道开挖方法4.3.1双侧壁导坑法法双侧壁导坑法是先开挖隧道二侧导坑, 及时施做导坑四周初期支护及临时支护, 再根据地质条件、 断面大小, 对剩余部分采用二部或三部的开挖方法。施工时二侧壁导坑和中槽之间的开挖距离不小于15m, 可独立同步开挖、 支护, 中槽部位采用台阶法, 平行推进。临时支护根据监控量测情况分段拆除, 一般一次拆除长度不大于15m, 施工工序步骤见下图: 图4.3-1 C型隧道双侧壁导坑工法工序横断面示意图施工工序说明: ( 1) 钻爆开挖两侧上导坑钻爆开挖隧道左右侧导坑上台阶部, 右侧较左侧滞后15m以上, 排除哑炮和危石, 清理工作面, 初喷4cm厚混凝土封闭掌子面; ( 2) 施工部初期支护 钻孔安装径向砂浆锚杆( ) ; 挂内侧钢筋网, 安装钢架及水平横撑, 焊连接筋, 打设锁脚锚杆, 挂外侧钢筋网, 复喷混凝土至设计厚度( ) ; ( 3) 钻爆开挖两侧下导坑钻爆开挖隧道两侧下导坑部, 下导坑较上导坑滞后15m以上, 右侧较左侧滞后15m以上, 排除哑炮和危石, 清理工作面, 初喷4cm厚混凝土封闭掌子面; ( 4) 施工部初期支护; 挂内侧钢筋网, 安装钢架, 焊连接筋, 挂外侧钢筋网, 复喷混凝土至设计厚度( ) ; ( 5) 钻爆开挖中洞上部中洞上部滞后两侧15m以上, 注意对两侧导坑临时支撑的防护, 清理工作面后初喷4cm厚混凝土封闭掌子面; ( 6) 施工部初期支护 钻孔安装径向砂浆锚杆( ) ; 挂内侧钢筋网, 安装钢架及水平横撑, 焊连接筋, 打设锁脚锚杆, 挂外侧钢筋网, 复喷混凝土至设计厚度( ) ; ( 7) 爆破开挖中洞下部中洞下部滞后中洞上部15m以上, 注意对本部位周边临时支撑的保护, 防止因临时支撑变形拉动初期支护钢拱架变动, 出碴清理工作面后, 初喷4cm厚混凝土封闭掌子面; ( 8) 施工部初期支护挂内侧钢筋网, 安装钢架, 焊连接筋, 挂外侧钢筋网, 复喷混凝土至设计厚度( ) ; ( 9) 根据监控量测信息, 初期支护稳定后拆除临时支护, 一次拆除长度不得大于15m, 并加强监控量测, 施工边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工); ( 10) 根据监控量测结果分析, 待变形收敛后或根据需要, 利用二衬台车一次性浇筑拱墙二次衬。施工工艺流程见图4.3-2图。图4.3-2 双侧壁导坑法施工工艺流程图双侧壁导坑法施工注意事项: ( 1) 施工应坚持弱爆破、 短进尺、 强支护、 早封闭、 勤量测的原则; ( 2) 开挖方式均采用弱爆破, 爆破时严格控制炮眼深度及装药量; ( 3) 工序变化处之钢架( 或临时钢架) 应设锁脚锚杆, 以确保钢架基础稳定; ( 4) 当现场导坑开挖孔径及台阶高度需要进行适当调整时, 应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固, 并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性; ( 5) 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置, 及时施作并连接牢固; 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后, 方可进行; ( 6) 施工中, 应按有关规范及标准图的要求, 进行监控量测, 及时反馈结果, 分析洞身结构的稳定, 为支护参数的调整、 灌注二次衬砌的时机提供依据。4.3.2中隔壁法中隔壁六步法是利用临时支护将大断面分成左右两个断面分别按三台阶法施工, 其施工步骤类似于A型隧道三台阶开挖法。（1） 施工工序: 施工工序见下图4.3-3。 施工工序横断面图 施工工序纵断面图 施工工序平面图4.3-3中隔壁法施工工序图( 2) 施工步骤、 弱爆破开挖部。施作部导坑周边的初期支护和临时支护, 即初喷4cm厚混凝土, 架设I20b钢架及I20b临时钢架, 并设锁脚锚杆。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、 弱爆破开挖部。导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。接I20b钢架及I20b临时钢架, 并设锁脚锚杆。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、 在滞后于部一段距离后, 弱爆破开挖部。接I20b钢架及I20b临时钢架。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、 开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护, 步骤及工序同。、 开挖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) 。、 在滞后于部一段距离后, 弱爆破开挖部。安设I20b钢架使钢架封闭成环。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、 逐段拆除靠近已完成二次衬砌68m范围内中隔壁底部钢架单元。、 浇筑仰拱及隧底填充( 仰拱及隧底填充应分次施作) , 接中隔壁底部I20临时钢架托换单元, 使得钢架底支撑于隧底填充顶面。、 根据监控量测结果分析, 拆除I20b临时钢架。利用衬砌模板台车尽早一次性浇筑拱墙衬砌( 拱墙衬砌一次施作) 。（3） 中隔壁法工艺流程图中隔壁法施工工艺流程图见图4.3-4。 地质预测预报左上台阶超前支护左上台阶凿岩机钻眼, 弱爆破开挖施作左拱、 墙初期支护, I20b临时支护左下台阶凿岩机钻眼, 弱爆破开挖施作左边墙初期支护, 接长I20b临时支护左隧底凿岩机钻眼, 弱爆破开挖施作左隧底边墙、 仰拱初期支护, 接长I20b临时支护右上台阶超前支护右上台阶凿岩机钻眼, 弱爆破开挖施作右拱、 墙初期支护右下台阶凿岩钻眼, 弱爆破开挖施作右边墙初期支护右隧底凿岩机钻眼, 弱爆破开挖施作右隧底边墙、 仰拱初期支护, 使初期支护封闭成环仪器准备材料、 机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 I20b临时钢架准备、 锚杆、 钢筋网、 混凝土及机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 I20b临时钢架准备、 锚杆、 钢筋网、 混凝土及机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 I20b临时钢架准备、 混凝土及机具准备材料、 机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 锚杆、 钢筋网、 混凝土及机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 锚杆、 钢筋网、 混凝土及机具准备凿岩机、 炸药、 风、 水、 电准备型钢钢架、 混凝土及机具准备 图4.3-4 中隔壁法开挖施工流程图5 隧道爆破施工设计5.1爆破设计本区间隧道围岩为中、 微风化花岗岩, 属硬岩隧道, 因此采用光面爆破。爆破作业应根据工程地质条件、 开挖断面、 开挖方法、 循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。光面爆破设计参数的选定, 与围岩级别、 岩体结构、 岩性、 断面尺寸和形状、 爆破材料, 以及施工机具密切相关, 在现场试验和施工实践的基础上, 不断优化, 经过全过程的信息化监控, 才能取得理想的效果。钻爆设计的内容包括炮眼( 掏槽眼、 辅助眼、 周边眼) 的布置、 深度、 斜率和数目, 爆破器材、 装药量和装药结构, 起爆方法和爆破顺序, 钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计图应包括炮眼布置图、 周边眼装药结构图、 钻爆参数表、 主要经济指标和必要的说明。爆破参数应经过试验确定。当无试验条件时, 可参照下表选用。表5.1-1 光面爆破参数岩石类别周边眼间距E( cm) 周边眼抵抗线W( cm) 周边眼密集系数E/W装药集中度q( kg/m) 硬岩557060800.71.00.30.35中硬岩456560800.71.00.20.3软质岩355045600.50.80.070.12周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置, 保证开挖断面符合设计要求, 硬岩开眼位置在轮廓线上, 软岩可向内偏510cm。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破, 辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间, 力求爆破出的石块块度适合装碴需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上, 掏槽炮眼加深1020cm。当开挖面凹凸较大时, 应按实际情况调整炮眼深度, 使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。 图5.1-1 爆破网络连接图 (1)爆破器材及炮眼布置原则爆破器材: 根据隧道所穿围岩的坚固性系数f以及岩石纵波波速等, 选用威力适中、 匹配性好、 防水性能好、 易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药, 25光爆药卷。采用电雷管-导爆管混合网路, 电雷管起爆。钻爆作业的主要机械设备和材料: 钻孔凿岩以自制台架为主, 配备YT28风钻( 42mm) 。 掏槽方式: 隧道爆破开挖的关键是掏槽, 掏槽成功与否直接影响爆破效果, 而且掏槽的深度亦直接影响隧道掘进的循环进尺。根据所选用的钻孔机械不同而选用直孔掏槽型式。周边眼: 根据光面爆破选定的周边眼间距, 沿开挖轮廓线布眼, 严格控制水平度外插角以保证光面爆破效果及减少超欠挖。内圈眼: 内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘, 内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(W)。扩大眼: 掘进炮眼, 其炮孔间距, 视岩石坚硬程度、 装运手段、 岩石破碎程度的要求等因素而定, 取0.81.2m, 岩石坚固取小值, 反之取大值。底板眼: 底板眼沿开挖轮廓线布置, 并适当增加药量起翻碴作用, 使爆落的岩碴翻松, 便于装载设备装碴。起爆顺序: 掏槽炮辅助炮周边炮底板炮。间隔时间采用100毫秒, 周边眼一次起爆。钻爆设计针对施工现象和围岩变化修正, 优化爆破设计, 每次爆破后, 爆破效果评估, 包括残眼率、 炮眼利用率、 药量大小、 装药结构、 爆破深度、 抛碴距离及碴块大小等。经过统计、 评估、 优化爆破设计, 尽可能发挥围岩的自承载能力, 并检验超前支护效果。(2)钻爆法施工的一般方法劳力组织、 设备安排: 开挖劳力组织、 设备安排根据工作项目及内容组织专业化施工班组进行专业化、 机械化施工。布置炮眼: 钻眼前, 用红漆准确绘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。先布置掏槽眼, 然后根据地质情况及开挖断面的大小均匀布置辅助眼和周边眼; 开挖断面较大时, 可根据上稀下密, 适当加眼, 中部均匀分布的原则布置辅助眼和周边眼。凿岩台车、 台架钻眼要点: 凿岩台车、 台架就位要准确。事先设计划定区域, 并按炮眼编号顺序进行钻孔, 以免相互干扰和错钻、 漏钻, 有利于检查钻孔质量提高钻孔速度。钻孔时, 严格按操作规程作业, 力求要每个钻孔方向、 位置满足设计要求, 准确控制周边眼外插角。钻孔技术要求标准: 钻孔按设计布眼钻孔, 当受节理、 裂隙影响时可稍稍移动孔位, 但顶眼只能左右移动, 帮眼只能上下移动, 周边眼轮廓的放线误差控制在1cm, 孔口开眼误差、 级围岩深眼可从轮廓线偏移5cm, 、 级围岩可从轮廓线偏内10cm, 周边眼外插角角度误差浅眼以3%的斜度外插方向度与轮廓线法线方向一致。直: 先钻上方标准孔, 插上炮杆, 使侧墙孔在同一条垂线上。平: 周边炮眼要相互平行。齐: 使各炮眼底落在同一平面上, 钻孔深度要根据掌子面的起伏”凸”加, ”凹”减。5.2 A型断面台阶法爆破开挖5.2.1三台阶法爆破设计A型断面采用台阶法开挖( 三台阶法) , 每台阶高度3m, 计划每月进尺30m, 工作天数为28天, 即每个台阶进尺30m, 每天一个循环, 即每循环进尺=30328=3.2m, 考虑到初期支护钢拱架纵向间距为1000mm, 将每循环进尺调整为3.0m, 炮眼直径按42mm, 炮眼利用率按0.90计, 炸药采用25mm 2#岩石乳化炸药。使用自制开挖台架, YT-28风动凿岩机打眼; 挖掘机清理上台渣, ZL50C侧式装载机装渣, 8t农用汽车运输。三台阶法施工时加强现场各个工序的协调控制, 详细规定每个工序的作业时间防止出现窝工和相互干扰。 ( 1) 上台阶光面爆破设计采用光面爆破, 爆破器材选用乳化炸药、 导爆管雷管、 电雷管。周边眼采用25mm小直径药卷间隔装药。爆破参数设计如下: 辅助眼深度计算: L=l/=3m0.90=3.3 L:炮眼深度l :计划要求进尺数:炮眼利用率取0.90周边眼长度: 顶眼和帮眼底端外插5cmL= 3.3m周边眼参数: 周边眼间距E取55cm, 周边眼与辅助眼最小抵抗线W, 根据参数E/W=0.750.85, 取0.75, 即抵抗线W=550.75=73cm, 取75cm, 周边眼采用空气柱间隔装药, 底部两节药卷连续, 最底部一节采用正向装药加强底部爆破效果。底板眼钻孔深度等于周边眼深度, 垂直钻孔。炮眼总数计算: N=q s/=0.724.66/(0.550.5)=62.7个 取63个N:炮眼数q:单位岩石爆破用药量根据铁路工程施工手册并考虑修正系数取0.7kg/m3s: 隧道上台阶开挖断面积为24.66m2: 炮眼装填系数( 每米炮孔装药长度) 取0.55: 每米炸药重量 0.5kg/m各类炮孔数量: 周边眼: 13.27m0.55m=25孔。底板眼: 11m0.7m=15孔孔。辅助眼: 63-25-15=23孔。每循环总用药量、 各炮孔装药量: 总用药量计算: Q=qsL=0.7kg/m23.0m24.66m20.9=46.6kg46.6kg0.08kg/卷=582卷 Q: 总用药量q: 单位体积岩石爆破需药量: 取0.7kg/m3s:断面积L: 每循环进尺:炮眼利用率取0.90各孔装药量: 隧道爆破中各个部位炮孔的装药量一般按照下列公式来计算: 单孔装药量Qi=qaWL式中: Qi单孔装药量, kg。 q单位炸药消耗量, 取0.7kg/m3 a炮孔间距, m W最小抵抗线, m L炮孔深度, m 炮孔所在部位系数, 底板眼取1.1, 周边眼取0.9, 辅助眼取0.85。底板眼: 0.7kg/m30.7m0.75m3.01.1=1.212kg0.08kg/卷=15.16卷, 取15卷; 辅助眼: 0.7kg/m30.9m0.75m3.00.85=1.2kg0.08kg/卷=15卷; 周边眼: 0.7kg/m30.55m0.75m3.00.9=0.78kg0.08kg/卷=9.7卷, 取10卷。 表5.2.1-1 上台阶爆破设计参数项目孔位孔数( 个) 装药卷数( 卷/孔) 雷管段数( 个) 雷管数量底板眼15151115发辅助眼23153723发周边眼2510925发总计6363