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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》(TZ204-2008)

2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TZ10417-2003、J287-2004)

3、《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009、J947-2009)

4、铁建设【2010】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、隧道通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、Ⅳ、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

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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

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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,Ⅳ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。

(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。

(2)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;

(3)在滞后于②部一段距离后,开挖③部;施作隧底喷砼。 (4)根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,灌筑Ⅳ仰拱衬砌与边墙基础。

(5)灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。

(6)利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅵ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

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ⅥⅥ1ⅥⅥ2ⅣⅤ3Ⅳ

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。

ⅥⅥ1I18临时钢架ⅥⅥ2Ⅳ34Ⅳ

Ⅴ图5.8 台阶法加临时仰拱开挖步骤图 台阶法+临时仰拱施工工序横断面(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。

(2)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

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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。

(3)在滞后于③部一段距离后,开挖④部;施作隧底喷砼。 (4)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Ⅳ仰拱衬砌与边墙基础。

(5)灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。

(6)利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅵ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。

(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁φ42小导管及导坑侧壁φ22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I18横撑;钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

ⅨⅦ1I18临时钢架4I18临时钢架ⅨⅨ2ⅦⅦ56Ⅶ

3Ⅷ图4-3 CRD开挖法开挖步骤图

(2)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。

(3)在滞后于②部一段距离后,开挖③部;隧底周边部分初喷4cm

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