高铁隧道级围岩台阶法开挖钻爆设计方案一、工程及地质概况1工程概况我分部管段内共有六条隧道，分别为桐子岭隧道、大林隧道、钟家屋隧道、井坡隧道、张家屋隧道、茶坡里隧道进口，位于湖南省醴陵市境内，隧道总长6146米，其中级围岩全长2947米，适合于光面爆破。隧道属剥蚀中低山地貌，沟谷深切，隧道穿越低山丘陵地带，绝对高程330520m,相对高程10180m，自然横坡1045。2、隧道设计地质情况1）地层岩性：我分部管段内级围岩，属砂质板岩。围岩完整性差，强度较低，实测值20MPa，层理发肓，层间厚度在40cm至几米不等等，岩层走向北偏东50，倾向北偏西60。受构造影响，岩层层面局部扭曲变形，岩体破碎，完整性较差，拱顶易掉块。洞身地下水为基岩裂隙水，局部出水达到股状，涌水量较大。2）水质：洞身地下水为基岩裂隙水，受大气降水补给，洞身基岩裂隙水含水较丰富，含水量中等。侵蚀等级H1、主要为酸性侵蚀，局部为硫酸盐侵蚀。3）沿线地震动参数：沿线地震动参数如下: 小于0.05g地震动反应谱特征周期： 0.35s经取水样进行水质试验，沿线地表水绝大多数对砼及砼结构都无侵蚀性。地下水对砼多具侵蚀性，主要为膏盐侵蚀。二、隧道开挖总体方案级围岩段开挖台阶法施工。台阶法施工：上台阶长度不大于3040m，台阶高度为上台阶7m，中台阶长度1020m；中台阶高3.5m，下台阶长56m,台阶高2m左右。三、钻爆施工方案本管段施工方法有CRD法、三台阶临时仰拱法、台阶法施工，我分部负责桐子岭隧道、大林隧道、钟家屋隧道、井坡隧道、张家屋隧道、茶坡里隧道进口段施工任务，级围岩主要以正台阶法施工，下面主要介绍台阶法施工爆破设计。1、台阶法开挖作业施工1）台阶施工方法隧道级围岩采用台阶法进行钻爆开挖，上、下台阶爆破后派专人找顶、刷帮，并立即对开挖裸露面初喷34cm厚混凝土及时封闭。隧道出碴采用LG856装载机配合挖机装碴，大吨位自卸汽车运输出碴。出碴后安装钢架、锚杆、挂网，然后复喷砼至设计厚度。施工过程中，执行“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则。及时进行封闭。隧道台阶法钻爆开挖施工如下图所示：3部仰拱桥仰拱填充二次衬砌仰拱桥1部2部台阶法施工工序纵断面图2中铁二十局沪昆客专杭长湖南段第二项目分部爆破设计2）台阶法施工工序级围岩阶法上部开挖施工工艺流程如下图所示级围岩台阶法开挖工艺流程图钻眼平台就位退装碴机接高压风管退装挖机接高压水管通 风下部平台就位钻 孔装药、联线安装下部锚杆喷雾洒水后部安设锚杆挂网接电力、照明线搬运雷管、炸药喷上部混凝土测量布眼现场技术交底撤离、爆破装碴运输边墙找帮喷射机具、材料就位钻上台阶掘进眼安装超前小导管钻下台阶掘进眼挂网喷浆复喷混凝土上部找顶翻碴局部围岩破碎下部边墙喷砼3）台阶法施工组织台阶法施工组织：在暗洞施工地质条件变好后采用台阶法进行开挖施工，施工时下部利用简易自制钻爆平台进行钻眼及安装锚杆、挂钢筋网片和喷砼作业。钻爆平台设计示意如下图：6.2m6.0m1.8m6.1m钻爆平台横向图钻爆平台纵向图施工时上、下部台阶钻眼、装药、连线、爆破应尽量错开一段时间，以充分发挥机械的利用率，爆破后应立即进行通风排尘，同时挖机进入掌子面配合人工找顶，找顶完成后立即初喷混凝土封闭开挖面，再进行出碴，施作锚杆、钢筋网片及喷射混凝土作业。喷锚完成后，再进行下一循环开挖作业。计划安排：级围岩微台阶法施工，每循环进尺2.7m，每个循环24小时，每月考虑30天，则级围岩微台阶法施工每月可完成81m。级围岩微台阶法施工循环作业时间如后所示：4）微台阶法开挖爆破设计级围岩采用台阶法开挖，上、下断面交替爆破，爆破器材选用乳胶炸药非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。周边眼采用25mm小直径药卷。（1） 主要爆破器材：A 、炸药采用改性铵油炸药和乳化炸药；炸药规格：32mm-200g和25mm-200mm，B、雷管采用非电毫秒雷管和电雷管，非电毫秒雷管分为115段，脚线分3m、5m、7m三种，根据爆破循环进尺长度和炮眼间距分别选用。（2）钻眼及装药为保证隧道光面爆破效果，周边眼间距在拱部控制在4050cm以内并均匀布置，边墙周边眼间距控制在5060cm以内并均匀布置；周边眼采用间隔装药结构，辅助眼采用连续装药结构。掏槽眼采用斜眼掏槽，为保证掏槽效果，掏槽眼水平间距按2.44m进行控制，炮眼底间距不大于60cm，掏槽眼采用集中装药。眼内采用分段装药，眼外采用“一把抓”族联方式，电雷管起爆网络。连续装药及间距装药结构示意图如下：雷管32药卷炮泥连续装药结构示意图雷管炮泥集中装药结构示意图32药卷间隔装药结构示意图雷管炮泥25药卷（3）开挖循环作业时间及钻爆设计参数见后级围岩光面爆破炮眼布置、雷管段别后图所示：3 III围岩微台阶法钻爆开挖工序循环用时横道图(进尺2.7m)序号工序名称用时（min）前接工序工序用时1234567891011121314151617181920212223241上部施工准备2562上部钻掘进眼21513上部装药连线6024上部出碴18035上部钢架、锚杆15046上部喷砼15057下部施工准备25148下部钻眼15579下部装药连线30810爆破通风15911下部出碴13510 12下部锚杆施作1501113下部喷砼12012 14挖机挖清边墙角30无 总计660附注： 红色代表上部工序 绿色代表下部工级围岩微台阶法钻爆设计参数表（进尺2.7m）序号部位炮眼 分类炮眼数雷管 段数炮眼长度（米）炮眼装药量装药结构炸药用量每孔药卷数单孔装药量合计药量（Kg）（个）（卷/孔）（Kg）1上台阶掏槽眼613.471.49.8集中197.2辅助眼1333.051.013.0连续1553.051.015.0连续22173.051.021.0连续32193.061.225.2连续436113.061.243.2连续5周边眼59133.040.847.2间隔6底板眼19153.061.222.8连续7下台阶一排眼1113.051.011.0连续44.48二排眼1133.051.011.0连续周边眼1073.040.88.0间隔底板眼1293.061.214.4连续仰拱辅助眼713.051.07.0连续24周边眼1733.151.017.0间隔16合计258778.1265.6265.6级围岩微台阶法钻爆主要经济技术指标序号项 目单 位数 量备注1开挖断面积m2139.312预计每循环进尺m2.73每循环爆破石方m3376.14炮眼总数个2585钻孔总长度m778.16雷管用量发258未计连接管7炸药用量Kg265.68比钻眼数个/m21.8529比钻眼量m/m32.06810比装药量Kg/m30.70611单位体积岩体耗雷管量发/m30.6912预计炮眼利用率%85%四、爆破效果 1、总体评价从围岩类别的实际情况出发，事先做好钻爆设计图、完成至班组级施工技术交底与培训工作，组织开挖班全体成员认真学习理论业务知识，掌握施工要点和要领，为搞好光面爆破作好技术准备工作。通过爆破试验，基本掌握了隧道光面爆破钻爆参数，及时修正了爆破设计图，较好的实现了光面爆破，隧道开挖轮廓较圆顺，开挖面较平整，超欠挖基本满足设计要求，前后两次爆破形成的台阶在20cm以内，无大的剥落和坍塌，炮眼痕迹保存率达70%以上，爆破进尺基本满足设计要求，渣块粒径大小合适，满足装车出渣要求，取的了较好的光面爆破效果。2、钻爆施工注意事项1）用仪器找出