马港铁路支线天池山隧道下穿杭深线隧道专项施工方案

一、编制说明一）编制依据1、福建宁德白马港铁路支线工程设计文件和图纸2、铁道部营业线施工安全管理实施办法（铁办【2008】190号）3、南昌铁路局营业线施工及安全管理细则(南铁办发【2008】222号)4、南昌铁路局营业线施工及安全管理细则补充规定(南铁办发【2010】148号)5、《既有线施工安全生产条例》、《营业线施工手册》6、铁道部《铁路交通事故应急救援规则》 (部令32号)7、《铁路隧道监控量测技术规程》、《爆破安全规程》8、《既有铁路安全事故应急救援条例》9、《铁路工程测量规范》、《铁路隧道施工规范》10、国家或行业其他测量规范、强制性标准11、本单位施工资源储备情况二）编制说明新建宁德白马港铁路支线天池山隧道与已建成通车的杭深铁路天池山隧道存在交叉情况，属于下穿既有客运专线铁路隧道。

疏解线天池山一号隧道（SDK2+373.06）与杭深线天池山隧道（K765+054.1）成26.270斜交，疏解线天池山一号隧道内轨顶距既有隧道内轨顶22.24m，本隧道二次衬砌拱顶外缘与既有隧道衬砌仰拱净距为12.32m，为更好促进本段落的施工过渡，编制此专项方案。

二、工程基本情况一）新建隧道概况本隧道采用电力牵引，按货运列车设计行车速度80Km/h单线铁路设计，洞内轨道类型为次重型碎石道床，铺设Ⅱ型轨枕及50Kg/m轨；隧道里程桩号为SDK0+269~ SDK3+305,长3036m，本隧道纵断面为V字坡，坡度为5‰～7‰，为将侧沟水排出，在洞身最低点处设泄水洞。

二）杭深线既有隧道情况杭深线天池山隧道全长2929m，与新建白马港铁路支线天池山隧道交汇于K765+054.1处，熔结凝灰岩，褐黄色，浅灰色，青灰色，弱风化，凝灰结构，块状构造，结构致密，含石英和长石晶屑，岩质较坚硬，岩体较完整，部分岩体破碎，地下水不发育。

支护形式为Ⅲ级围岩复合式衬砌（有砟轨道带仰拱），下穿范围此种支护形式共64m，两端相接分别为Ⅳ级复合和Ⅲ级复合无仰拱衬砌结构，此处埋深约65m。

经过与原参建单位对此段落施工情况的了解，此段落施工时与原设计图纸相符，没有出现过塌方等其它异常施工情况。

其支护参数为：拱部设置Φ25有排气装置的中空注浆锚杆，单根长度3m，边墙设置Φ22砂浆锚杆，梅花形布置，环向间距1.2m，纵向间距1.0m，初支厚度15cm，喷C25纤维砼，拱部Φ8钢筋网，网格间距25*25cm，二次衬砌厚度40cm，砼标号C25，仰拱厚度50cm，砼标号C25，填充砼标号C20。

三）下穿段地质和设计情况根据设计图纸地质资料显示，隧道通过既有线段围岩为弱、微风化凝灰岩，褐灰色、紫红色，中粗粒结构，块状构造，岩石坚硬，岩体较完整，地下水不发育，弹性波速为3000m/s以上。

下穿段落为Ⅲ级下穿段复合支护形式，支护长度75m，台阶法施工，Ⅰ16型钢钢架，间距1.2m，拱部Φ42双层超前小导管，单根长度4m，每环35根，环向间距0.3m，纵向间距2.4m。

初支厚度23cm，C25喷砼，Φ8钢筋网，网格间距20*20cm，径向Φ22组合中空注浆锚杆长度2.5m，间距1.2*1.5（环、纵），二次衬砌厚度30cm，双层Φ20钢筋网，纵、环向间距25cm，砼标号C35，仰拱厚度30cm，双层Φ20钢筋网，纵、环向间距25cm，砼标号C35。

三、施工方案为了减少对既有杭深双线铁路天池山隧道的影响，本隧道下穿段SDK2+335～+410在施工过程中，施工采用控制爆破，爆破振速控制在3cm/s内；超短台阶开挖，加强型初期支护和二次衬砌适度紧跟，及早封闭，保证既有杭深铁路天池山隧道结构满足最大容许沉降3mm，最大容许振动速度3cm/s的安全要求；保证既有杭深铁路结构砼拉应变≤0.05%，压应变≤0.3%。

施工前对杭深线通过本段的行车密度进行详细调查，做到心中有数，在进行此下穿段施工时，白天禁止爆破，爆破作业在天窗点内进行，在首趟列车运行前，按设计完成本循环开挖段的初期支护，掘进时间安排在晚间动车停运期，以确保行车安全。

该段隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

根据设计要求和实际情况，天池山一号隧道穿越该段施工时，必须保证其上侧的既有铁路隧道稳定及运营安全，因此，为减小新建隧道开挖对既有隧道的影响，在对SDK2+335～+410交叉段隧道施工时，采用以下主要措施和施工方法：一）、超前预支护1）小导管规格为热轧无缝钢管及钢花管，外径42 mm，壁厚3.5mm，环向间距0.3m，外插角分别为10°、40°，钢管长度4m，超前双层小导管和Ⅰ16钢架配合使用。

2）为了便于钢管插入围岩内，钢管前端做成尖锥状，尾部焊上箍筋。

3）小导管安设采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，钻孔半径比钢管半径大3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。

4）小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射砼，以防止工作面坍塌。

5）隧道的开挖长度小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。

6）导管注浆采用水泥砂浆，水灰比0.5：1(重量比)，注浆压力0．5～1.0 MPa。

7）注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，采用群管注浆（每次3～5根）。

8）注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时结束注浆。

9）注浆过程中随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑管、漏浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。

二）、开挖方法、爆破方案的选定1、开挖方法施工方法的优劣对控制既有隧道结构变形起着主导作用，按照设计图纸揭示围岩的类别和支护参数，采用超短台阶开挖施工，各台阶纵向间距不大于3～5m，开挖每循环进尺控制在1.2m以内，采用控制爆破技术，振动速度按3cm/s控制，边开挖边进行初期支护，尽量减少对既有隧道的扰动。

上、下台阶每循环进尺抣控制在1榀钢架间距即1.2m，上台阶和下台阶长度不超过5m，上台阶开挖高度5.7m，下台阶开挖高度4m；上、下台阶间纵向距离按不超过5m控制，下图为台阶法施工示意图及工艺流程图。

2、爆破方案的选择2.1基本原则和爆破器材根据本段Ⅲ级围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm；严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆管起爆。

爆破器材表名称规格用途备注起爆器起爆雷管非电毫秒雷管掘进和传爆炸药乳化炸药掘进传爆线导爆索起爆2.2.1设计方法总体设计原则是：拱部采用光面爆破，边墙采用光面爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用综合控制爆破技术。

尽可能减轻对隧道围岩的扰动，达到良好的轮廓形成，维护既有隧道的行车安全。

萨道夫斯基公式式中：V-爆破振动质点峰值速度（cm/s）Q-最大一段起爆药量（Kg）R-爆区中心到测点距离（m）K-与岩土性质、爆破方法和爆破条件等因素有关的参数a-表示地震波随距离衰减的参数爆破振动质点峰值速度V，取3cm／s；与岩土性质、爆破方法和爆破条件等因素有关的参数，取70；地震波随距离衰减的参数a,取2.0；爆区中心到测点距离R，取7.7 m。

经计算，周边钻孔隔振达到良好效果时，单段最大(掏槽眼)用药量Q为4.05kg。

按计算得出的理论值进行控制掏槽眼用药量即可使安全振动速度控制在3cm/s；根据岩层情况或稍减，并同时根据监测速率结果再进行调整用药量，使振动速度控制在安全范围内。

爆破器材：炸药采用低猛度的乳化炸药。

雷管采用非电毫秒雷管，雷管跳段使用，段隔时差控制在50ms～250ms之间。

炮眼布置原则：先布置掏槽眼：掏槽区布置下方偏离中心线 1.5～1.8m，且距底板线1.5～1.8m，采用1～15段毫秒雷管，抛碴在2.0～2.5m范围内，采用契眼中空掏槽（空眼采用110mm，每次三个，装药眼皆为45mm）。

再按光面爆破原则布置周边眼；然后是底板眼、内圈眼、二台眼；最后布置掘进眼(均匀布置)。

内圈比掘进眼密一些，比周边眼稀一些，其间距为周边眼间距的1.5倍左右，抵抗线为间距的0.7倍左右。

并适当加密二台眼，底板眼间距，其间距与内圈眼差不多。

2.2.2爆破参数的选择(1)孔深确定：为了更有效的控制由于开挖对围岩的扰动给既有隧道带来的行车安全隐患，本段下穿孔深定为1.2m。

(2)周边光爆孔孔网确定：根据a/w=0.7～1.0原则确定，一般a=45～60cm，取50cm；w=50～80cm，取60cm。

(3)掘进孔孔网参数确定：掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定： a.w=S=Q单/q.l 。

Q单一单孔装药量 q一单耗 l一孔深 a一孔距 w 一抵抗线 S一炮孔负担面积(4)单耗确定：单耗根据类似经验确定，Ⅲ级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.5～1.94kg/m3。

(5)掏槽孔确定：采用六孔掏槽。

其中间孔为空孔，不装药，为确保掏槽抛碴，在底部少量装药，最后起爆抛槽碴。

2.3、钻爆设计布置炮眼布置示意图掏槽眼布置示意图2.4、药量计算、装药方法、装药结构及炮孔堵塞2.4.1药量计算断面炮孔类别炮孔个数炮孔深度（m）毫秒管段别集中装药度（Kg/m）装药量（Kg）上断面掏槽眼10 1.4 1\3 0.55 7.7辅助眼 2 与掏槽眼穿插掘进眼12 1.2 7\9 0.5 7.2辅助眼 4 与掘进眼穿插内圈眼18 1.2 11 0.45 9.72辅助眼 6 与内圈眼穿插周边眼40 1.2 15 0.2 9.6辅助眼17 与周边眼穿插底板眼13 1.2 15 0.4 7.8辅助眼 6 1.2小计42.02下断面第一排眼10 1.2 1 0.3 3.6第二排眼9 1.2 3 0.3 3.24第三排眼10 1.2 7 0.3 2.1底板眼9 1.2 11 0.35 3.78周边眼8 1.2 11 0.2 1.92辅助眼 4 与周边眼穿插小计14.642.4.2装药方法采用人工用木制炮棍装药，起爆体专人加工，分段存放。

2.4.3装药结构周边眼采用光面爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。

2.4.4炮孔堵塞炮孔采用人工堵塞，堵塞材料为粘性土卷，用木制炮棍压紧，堵塞长度不小于25～30厘米，禁止不堵孔爆破。

2.5、网络设计及起爆方法2.5.1起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接：孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→起爆器起爆。

2.5.2起爆器材：孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆，孔外采用非电毫秒雷管传爆，起爆采用电雷管和起爆器起爆。

2.5.3起爆方法：警戒完成后，利用起爆器通过主线连接区域线，利用起爆器进行引爆在完成爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。