隧道施工模板

图一 隧道断面图（单位：）

课程名称: 隧道及井巷工程 课程编号: S064D08 课程类型: 学位课 考核方式: 考试

学科专业: 地质工程( 爆破方向) 年 级: 10级 姓 名: 邵 超 学 号: g

河北工程大学 ～ 年第 二 学期研究生课程论文报告

隧道施工设计 —新奥法

一、 工程概况

某隧道全长1km, 断面尺寸如图一所示。硐身大部分穿过砂岩和砂质泥岩, 轻微风化, 节理发育无明显层理, 岩石的坚固系数45f , 属Ⅴ围岩。要求月成硐150m, 全断面一次开挖, 每日2个循环, 每月按28d 计。 二、 施工方案选择

为了保证隧道开挖质量, 又能加快施工工期, 采用”新奥法”施工方法, 即采用”钻眼爆破”方式开挖, 为了使爆破后的围岩断面轮廓整齐, 最

大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏, 尽可能的保持原岩的完整性和稳定性, 拟采用全断面光面爆破施工方案。又由于岩石的坚固系数f , 属Ⅴ围岩, 据隧道围岩稳定性基本分级表, 围岩易坍塌, 处理不

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当会出现大坍塌, 侧壁经常出现小坍塌, 浅埋时易出现地表下沉或坍塌至地表。采用锚杆喷射混泥土作为初期支护的支护手段, 使用1520cm厚钢筋网喷射混泥土, 设置2.0 3.0m长的锚杆, 采用仰拱。

三、爆破方案设计

1、爆破器材的选择

1) 炸药的选择

隧道工程爆破用的炸药应是使用安全、性能稳定、威力适当、产生有毒有害气体少的炸药。当前在隧道施工爆破中使用最广的是硝胺类炸药。根据工程情况, 选用2号岩石硝铵炸药, 周边眼使用小直径炸药, 其它眼使用标准型炸药。其药卷规格、炸药性能如表一所示:

表一隧道所用药卷规格、炸药性能

2)起爆材料

起爆材料能够用导爆管和非电雷管, 因为塑料导爆管具有抗电、抗

火、 抗冲击性能好; 起爆传爆性能稳定, 甚至扭结、 180°对折、 局部断药、 管端对接仍能正常传爆; 安装简单; 使用方便; 价格便宜; 运输和使用过程中抗破坏能力强; 且能够作为非危险品运输等优点。

导爆管的发爆能够用8号火雷管、 导爆索、 击发枪、 专用激发器发爆, 本工程中使用8号火雷管发爆。 2、 爆破参数的确定 1) 炮眼深度L

本工程要求月成硐150m, 全断面一次开挖, 每日2个循环, 每月按28d 计, 每掘进循环的计划进尺数150282 2.679l m =÷÷=, 根据炮眼深度计算式有:

2.679

2.910.92

l

L m η

=

=

= 式中 L ——炮眼深度, m;

l ——每掘进循环的计划进尺数, m;

η——炮眼利用率, 不低于0.85, 本设计取0.92。

实际取炮眼深度为2.9m, 每循环进尺' 2.90.92 2.67l m =⨯=, 一般深掏槽眼较其它炮眼深度加深0.150.25m 。 2) 炮眼直径D

隧道工程爆破中, 常见不耦合系数/)D λ

λφ=（来控制药卷直径和调整炮眼直径, 它反映炮眼孔壁与药卷之间的空隙程度。药卷直径φ的大小应与炮眼直径D 相匹配, 以免发生沟槽效应而导致被动药卷拒爆, 一般炮眼应将λ控制在1.1 1.4, 周边炮眼应将λ控制在1.5 2.5, 采用间隔装药时, 还要保证药卷之间的间隔距离不大于其殉爆距离, 避免发生被动药卷拒爆。

炮孔过小, 不利于装填药卷; 炮孔过大, 会降低爆破效果和钻眼速度。根据施工单位常见的钻孔设备和已选用的药卷直径, 确定炮孔直径为42mm 。 3) 炮眼数N

根据公式: qS

N τγ

=

式中 N ——炮眼数目, 不包括未装药的空眼数;

q ——单位耗药量, 一般取31.2

2.4/q kg m =;

S

——开挖面积( 为设计开挖面积, 施工开挖面积应在其基础上

适当加大, 即预留变形量) ;

τ——装药系数, 即装药长度与炮眼全长的比值, 其取值参考表

二;

γ——每米药卷的炸药质量, kg/m, 2号岩石硝铵炸药( 标准型) 每

米质量据表一可算出为0.91kg/m 。

表二 装药系数τ值

0.650.550.60

开挖断面 22[(2)2]{[(2)]}57.12S B H B B m π=÷÷+-÷⨯=

装药系数τ根据表二, 并综合考虑各类炮眼的装药系数选取, τ=0.42。 单位炸药消耗量根据表三选取, 因为使用台阶法开挖, 因此31.1/q kg m = 根据表一, 推算出γ=0.91, 带入上式则有

1.157.12

164.40.420.91

qS

N τγ

⨯=

=

=⨯个

实际取164个炮眼。

表三隧道爆破单位耗药量q( kg/m³)

ⅤⅣⅢ

10

13

16

40

注: 围岩分类根据附录1分类; 表中所用炸药为2号岩石铵梯炸药。

4) 总装药量

根据装药量计算式Q qV

=, 计算一个循环的总装药量, 能够根据围岩不同的情况据表三确定q的取值。'0.857.12 2.67122

==⨯⨯=⨯⨯=

Q qV q S l kg 3、工作面炮眼布置

隧道爆破一般采用掏槽爆破, 并采用周边光面爆破技术, 将开挖断面上的炮眼分区布置, 并分区分层按顺序起爆, 逐步扩大完成一次爆破开挖。分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。其布置顺序是: 先选择确定掏槽方式并布置掏槽眼; 然后布置周边眼( 确定周边眼间距E、最小抵抗线W、开眼位置d、外插角α) ; 最后在掏槽眼与周边眼之间逐层布置辅助眼。辅助眼最外一圈炮眼称为”内圈眼”。

1) 掏槽眼的选择方式与布置

掏槽眼一般应布置在开挖面中央偏下部位。为使爆出平整的开挖面, 除掏槽眼和低眼外, 所有炮眼眼底应落在同一平面上。一般掏槽眼与底部炮眼深度相同, 比其它炮眼深1520cm。直孔掏槽面积( 包括辅助掏槽孔) 占断面总面积5%10%, 槽口尺寸常在1.0 1.2㎡之间。楔形掏槽面积占断面总面积10%20%,槽口尺寸常在416㎡之间。