公路隧道开挖爆破详细设计

九江爆破公司2009年2月

目录

1 概述 (1)

1.1 隧道设计要点 (1)

1.2 隧道开挖施工概述 (3)

1.2.1 露天开挖 (5)

1.2.2 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖 (5)

1.2.3 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖 (5)

1.2.4 Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖 (6)

2 露天开挖 (7)

2.1 露天开挖的推进形式 (7)

2.2 露天开挖中的台阶爆破 (8)

2.2.1 爆破参数 (8)

2.2.2 装药结构及爆破网路 (10)

3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖 (13)

3.1 开挖毛断面及其分部开挖划分 (13)

3.1.1 开挖毛断面 (13)

3.1.2 毛断面分部开挖范围划分 (13)

3.2 双侧壁导坑法开挖施工简述 (14)

3.3 侧壁导坑开挖施工 (15)

3.3.1 施工准备 (15)

3.3.2 爆破参数 (16)

3.3.3 炮孔装药结构 (21)

3.3.5 爆破网路 (22)

3.4 上台阶开挖施工 (23)

3.5 下台阶开挖施工 (25)

4 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖 (27)

4.1 开挖毛断面及其分部开挖划分 (27)

4.2 导坑开挖施工 (28)

4.2.1 爆破参数 (29)

4.2.2 爆破网路 (30)

4.3 上台阶开挖施工 (31)

5 Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖 (33)

5.1 开挖毛断面及其分部开挖划分 (33)

5.2 环形开挖留核心土法施工简述 (34)

5.2.1 开挖参数 (34)

5.2.2 施工工序简述 (35)

5.3 上部环形土开挖爆破工艺 (35)

5.3.1 爆破参数 (35)

5.3.2 炮眼布置 (37)

5.3.3 炮孔装药结构 (38)

5.3.4 爆破网路连接及其起爆 (39)

5.4 下部环形土开挖爆破工艺 (40)

5.5 上部核心土与下部台阶开挖爆破工艺 (42)

6 总结与建议 (44)

6.1 本设计要点总结 (44)

6.1.1 内容回顾 (44)

6.1.2 相关说明 (44)

6.2 相关建议 (45)

6.2.1 爆破震动监测 (45)

6.2.2 施工中异常现象应对措施 (45)

附图1

附图2

附图3

1 概述

本设计以中铁第四勘察设计院集团有限公司的《肖家山隧道设计》说明书及相关图纸（2008年11月）（以下称《设计》）作为原始资料，依据隧道设计标准及相关规定，对隧道的开挖做出设计说明。

1.1 隧道设计要点

据《设计》说明，肖家山隧道全长172m；隧道进口隧线分界里程DK12+502，进口里程DK12+510，明暗分界里程DK12+525；隧道出口里程DK12+682，出口隧线分界里程DK12+690。

隧道内采用有砟轨道，轨道结构高度为76.6cm，左线内轨顶面标高=路肩设计标高+0.922。隧道全程直线，隧道内设单面下坡，坡度为-5‰。隧道进口端出洞方向为上坡，洞外路垫侧沟做成2‰反坡，并在洞门外1～2.0m处设横向截水盲沟一道，以拦截洞外水流入隧道。隧道内设双侧救援通道，采用双侧水沟排水，每侧一沟两槽，隧道内前进方向的左侧设置电力电缆槽及通信、信号电缆合槽，右侧设信号电缆槽及通信电缆槽。隧道进出口里程处轨下结构预留与刚性路基衔接设置变形缝的条件。《设计》指出，为确保施工顺利进行，在进行暗洞开挖前，对洞口衬砌外的边仰坡进行锚喷（网）加固，然后开挖进洞。具体设计要点详见《设计》及其相关图纸。

《设计》推荐，隧道进口至DK12+525采用明挖法开挖；DK12+525至DK12+555采用双侧壁导坑法开挖；DK12+555至DK12+650采用环形开挖留核心土法开挖；DK12+650至隧道出口采用双侧壁导坑法开挖。本设计遵循《设计》所推荐的开挖法。

按《铁路隧道设计规范》（TB10003—2005），本隧道围岩所在地层分Ⅳ级、Ⅴ级两种。其中DK12+545至DK12+660之间属于Ⅳ级围岩，其余属于Ⅴ级围岩。《设计》对不同围岩级别的隧道段，采用不同的临时支护方式和衬砌厚度。图1-1至1-3为各隧道段的断面形状及结构。

图1-1 明洞衬砌

图1-2 Ⅴ级偏压衬砌

图1-3 Ⅳ级加强衬砌

1.2 隧道开挖施工概述

对于隧道开挖施工，首先需要说明的是，为了施工过程的安全及隧道日后使用过程的稳定性，尽可能不采用爆破的方式进行开挖掘进，避免保留围岩受爆破震动损伤，影响整体稳定性。

前已述及，在不同围岩级别的隧道段中，设计采用的临时支护方式及衬砌厚度有所差别，且在不同级别的围岩中，预留变形量也不尽相同（图1-1至1-3所示的断面未考虑预留变形量）。这导致了在不同级别的围岩中，隧道的开挖毛断面有所不同。同时，《设计》对不同的隧道段，推荐使用不同的开挖法。因此，在隧道的现场掘进中，就产生了多种具体的隧道开挖方式。

如图1-4所示。根据围岩的不同级别和推荐的不同开挖法，将具体开挖方式分成以下四类，每一类具体开挖方式的现场施工后续内容详细说明。

肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

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图1-4 肖家山隧道具体开挖方式说明图

1.2.1 露天开挖

（1）适用范围

隧道进口段，从表土剥离至明暗分界线（里程DK12+525），开挖长度约50m；隧道出口段，从表土剥离至隧道出口（里程DK12+682），开挖长度须经进一步测量而定。

（2）初拟施工方法

按图1-1所示的断面，以台阶方式向前推进，两旁及前方边坡坡角控制在设计范围内。

1.2.2 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

（1）适用范围

隧道进口段，从明暗分界线（里程DK12+525）至Ⅴ级围岩与Ⅳ级围岩交界（里程DK12+545），开挖长度20m；隧道出口段，从隧道出口（里程DK12+682）至Ⅳ级围岩与Ⅴ级围岩交界（里程DK12+660），开挖长度22m。

（2）初拟施工方法

按图1-2所示的隧道断面，考虑一定预留变形量，确定隧道开挖毛断面，并对断面划分分部开挖范围。采用双侧壁导坑法对隧道断面分部开挖。

1.2.3 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖

（1）适用范围

隧道进口段，从Ⅴ级围岩与Ⅳ级围岩交界（里程DK12+545）至两种暗洞开挖法交界（里程DK12+555），开挖长度10m；隧道出口段，从Ⅳ级围岩与Ⅴ级围岩交界（里程DK12+660）至两种暗洞开挖法交界（里程DK12+650），开挖长度10m。

（2）初拟施工方法

按图1-3所示的隧道断面，考虑一定预留变形量，确定隧道开挖