公路隧道开挖爆破详细设计

九江爆破公司2009年2月

肖家山隧道开挖爆破设计 目录

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

I

肖家山隧道开挖爆破设计 目录

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

II

肖家山隧道开挖爆破设计 目录

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

III

肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

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。

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肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

图1-1 明洞衬砌

图1-2 Ⅴ级偏压衬砌

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肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

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。

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肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

高程60地表轮廓线全风化带里程DK12+545隧线分界里程DK12+502隧道进口里程DK12+510明暗分界里程DK12+525里程DK12+555里程DK12+650里程DK12+660岩层风化带分界线隧道出口里程DK12+68250强风化带40弱风化带30九江方向Ⅴ级隧道Ⅳ级Ⅴ级庐山方向围岩级别：20推荐开挖方式：10明挖法（15m）双侧壁导坑法 （30m）环形开挖留核心土法 （95m）Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖 （开挖长度95m）双侧壁导坑法 （32m） 露天开挖（开挖长度须进 一步测量而定）Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖 （开挖长度22m）具体开挖方式： 露天开挖（开挖长度约50m）Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖 （开挖长度10m） （开挖长度20m）Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖 （开挖长度10m）

图1-4 肖家山隧道具体开挖方式说明图

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隧线分界里程DK12+690肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

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

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肖家山隧道开挖爆破设计 1 概述

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。

1.2.4 Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖

（1）适用范围

《设计》推荐的环形开挖留核心土法所在的隧道段，里程范围为DK12+555至DK12+650，开挖长度95m。

（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，确定隧道开挖毛断面，并对断面划分分部开挖范围。采用环形开挖留核心土法对隧道断面分部开挖。

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肖家山隧道开挖爆破设计 2 露天开挖

2 露天开挖

《设计》中，有如下工程地质：剥蚀丘坡，自然坡度较陡，表层为Qel+dl黏土，厚约0.5～3m，下伏志留系下统粉砂岩，褐黄色间褐红色，全弱风化，围岩以强风化层为主。由此可知近地表岩层强度较低，可用挖掘机械直接开挖部分表土。

在前述露天开挖适用范围内，对于表土和风化破碎软岩，可用挖掘机开挖；遇较硬岩石，若岩体整体性差，块状分明，可对个别大块实施钻孔装药爆破方式，使其破碎至较小块度，便于搬运；若岩体整体性较好，机械无法直接挖掘，采用普通露天台阶爆破方式开挖。 2.1 露天开挖的推进形式

无论是采用机械挖掘还是露天台阶爆破，露天开挖都应遵循一定的推进形式，以在开挖中形成特定的边坡形式，确保边坡稳定，保证施工过程的安全。

《设计》中，明挖部分永久边坡坡度大都为1：0.75，可取露天开挖的推进边坡平均坡度为1：0.75。下面以隧道进口露天开挖为例，叙述露天开挖的推进形式。

如图2-1为隧道进口开挖境界，即隧道进口开挖到如图所示的边坡后，应对边坡进行永久加固，开始施工暗洞部分。边坡台阶高度6m，台阶平面宽度3.5m，台阶坡角81°（选择台阶高度为6m的目的是：当开挖到达明暗交界时，恰有一6m高的台阶作为暗洞施工的平台，可在台阶上施工暗洞管棚钻孔、对隧道顶板进行超前注浆等；小型挖掘机的工作宽度约为3.5m，选择3.5m作为台阶宽度，便于小型挖掘机辅助边坡开挖）。图中正视图所示的开挖线可作为露天开挖的推进边坡。Ⅱ-Ⅱ剖面是边坡正前方的台阶形式。

隧道出口的露天开挖与进口的露天开挖相似，不同点不过是出口段的边坡左边高于右边。隧道出口段的露天开挖所取的边坡参数与进口段相同。

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肖家山隧道开挖爆破设计 2 露天开挖

图2-1 露天开挖边坡示意图

2.2 露天开挖中的台阶爆破

按设计台阶剥离表土，出露风化岩石，若岩石硬度较大，且整体性较好，挖掘机难以施工。应采用普通台阶爆破方式对边坡进行开挖。 2.2.1 爆破参数

（1）底盘抵抗线W1

W1常取0.4～1.0倍台阶高度H，这里取W1=0.5H=3m。台阶不高，打垂直中深孔。根据坡角及台阶高度，可算得外排钻孔口到台阶边缘

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肖家山隧道开挖爆破设计 2 露天开挖

的距离为2m。

（2）钻孔直径d

钻孔直径与现场施工的钻孔机械相关，参照相关工程数据，在台阶高度为6m时，一般取钻孔直径d=76mm（若无匹配钻机和钻头，可取70～80mm之间的孔径也可满足要求）。

（3）炮孔深度L和超深h

超深h一般取台阶高度H的10%～15%。由于岩石硬度不高，本设计取h=10%H=0.6m。

炮孔深度为台阶高度与超深深度之和，即L=6.6m。 （4）炮孔间距a

常取a=（1.0～2.0）W1，这里取a=1.0W1=3m。 （5）炮孔排距b

常取b=（0.8～0.9）a，这里取b=2.5m。 （6）炸药单耗q

炸药单耗q与岩石坚固性系数f有关，如下表所示。

表2-1 中深孔台阶爆破单位炸药消耗量q值

f q/kg·m3

0.8～2 3～4 0.40

5

6

8

10

12

14

16

20

0.43 0.46 0.50 0.53 0.56 0.60 0.64 0.67 0.70

本设计所开挖岩石属于强风化岩体，坚固性系数较小，属于表中0.8～2一列，故取q=0.40kg/m3。

（7）每孔装药量Q

单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量按下式计算：

Q=q·a·W1·H

将数据代入上式得第一排孔每孔装药量Q=21.6kg。

多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算：

Q=k·q·a·b·H

k为考虑受前面各排孔的岩石阻力作用的增加系数，常取1.1～

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肖家山隧道开挖爆破设计 2 露天开挖

1.2，这里取1.1。将数据带入上式得，非第一排炮孔每孔装药量Q=19.8kg。

（8）炮孔填塞长度l

炮孔填塞长度应大于最小抵抗线，以避免炮轰压力从孔口冲出，形成“冲天炮”。根据底盘抵抗线及台阶形状，可计算出第一排炮孔最小抵抗线约为2.6m。取填塞长度l=2.8m

将以上爆破参数进行汇总，如表2-2所示。

表2-2 爆破参数表

参数项目 底盘抵抗线W1

孔径d 孔深L 孔距a 排距b 单耗q

第一排炮孔单孔装药量Q 非首排炮孔单孔装药量Q

填塞长度l

单位 m mm m m m kg·m3 kg kg m

数值 3 76 6.6 3 2.5 0.4 21.6 19.8 2.8

备注

2.2.2 装药结构及爆破网路

（1）炮孔装药结构

为保证爆炸网路安全起爆，炮孔起爆雷管应尽可能装在孔内，且均用双雷管起爆。由于炮孔深部不大，故可不在孔内敷设导爆索，避免爆炸产生更大声响。

假设所用炸药密度为1.2g/cm3（如散装乳化炸药），根据孔径大小，可计算出：21.6kg炸药的装药长度为4m，19.8kg炸药的装药长度为3.6m。两种装药长度与堵塞长度之和，恰好均接近炮孔长度，故炮孔采用连续装药结构。可用散装乳化炸药。由于乳化炸药较为钝感，故设计在孔内装入起爆弹，起爆弹用双导爆管雷管起爆。图2-2

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肖家山隧道开挖爆破设计 2 露天开挖

为炮孔装药结构示意图。

图2-2 炮孔装药结构图

（2）爆破网路及其起爆

爆破网路采用非电起爆方式。如图2-3所示。炮孔内双导爆管雷管加起爆弹起爆，每个炮孔引出两根导爆管。一个爆区的所有导爆管（称一级导爆管）捆扎在两发搭桥雷管上[若爆区引出的导爆管数太多（在40根以上时），应适当增加搭桥雷管数]，将各爆区的搭桥雷管的导爆管（称二级导爆管）捆扎在总起爆雷管上，总起爆雷管引出导爆管到达避炮点，用激发枪或其它起爆器（如高压脉冲起爆器等，2009年起，国家明令禁止使用火雷管，故不采用火雷管起爆）引爆爆破网路。

依据相关干扰降震研究成果，当微差起爆时间间隔在50～70ms，即两个雷管段位时间间隔时，前后两次爆炸引起的爆轰波峰值能够很好的错开，实现波峰与波谷的叠加，从而减小爆破震动，有效降低爆破对保留边坡的损伤。因此，本设计的爆破网路（包括后续部分的爆破网路）微差间隔定位50ms，即前后两次爆炸的微差时间为两个毫秒雷管段位。此外，爆破网路中，除了总起爆雷管外，其它起爆雷管均不许使用即发雷管。

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肖家山隧道开挖爆破设计 3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

炮泥400mm3条标准药卷间隔长度744mm4条标准药卷导爆管孔内敷设的导爆索引出孔外，与同响炮孔的导爆索搭接（下同）起爆雷管（1发）（a）掏槽眼2条药卷间隔长度875mm3条标准药卷（b）辅助眼半条药卷半条药卷半条药卷间隔长度463mm间隔长度463mm半条药卷间隔长度463mm（c）周边眼半条药卷间隔436mm半条药卷间隔436mm半条药卷间隔436mm1条药卷（d）底眼说明：在现场装药施工过程中，孔内的间隔长度不必如图中精确。但将炸药均匀分布在炮孔 中是很有必要的。具体施工过程中，在进场装药之前，建议准备大量的长度为400mm 左右的细竹筒，用作孔内间隔。掏槽眼与辅助眼的间隔可用两节竹筒，周边眼与底眼 的间隔可用一节竹筒。图3-3 炮孔装药结构示意图

3.3.5 爆破网路

爆破网路采用非电复式起爆方式。每个炮孔的起爆雷管均反向装于孔底的药包中。孔底以上的药包由敷设于炮孔壁的导爆索引爆。由于每个炮孔仅装一发起爆雷管，为确保所有炮孔都能安全起爆，连接爆破网路时，尽可能将同段炮孔引出的导爆索搭接在一起（图示仅表现为两两搭接）。如此一来，导爆索搭接在一起的同段炮孔中，只要有一个炮孔能安全起爆，其余孔便有可能被搭接的导爆索引爆，确保网路安全起爆。同时，仅用一发雷管可大大降低了起爆器材消耗。

所有炮孔的起爆先后顺序均由孔底起爆雷管的段位决定。起爆雷管的导爆管脚线引出孔外，分三扎捆扎于搭桥雷管上。搭桥雷管的导爆管再捆扎在总起爆雷管上，总起爆雷管导爆管脚线引出隧道外，直达避炮点，用激发枪或其它起爆器起爆爆破网路。图3-4所示。

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肖家山隧道开挖爆破设计 3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

从炮孔引出的导爆管（称一级导爆管）23根1515151515151511111111117117111113131313131399111113137979111311137735735113553711337997533511511111111111124根导爆管导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆）两发搭桥雷管（1段）999两发搭桥雷管（1段）151515715115111136根导爆管两发搭桥雷管（1段）雷管 说明：①图中如‘ ’表示同 段炮孔导爆索搭接；②图中炮孔旁边数字代表起爆雷 管段位；③为确保每个炮孔安全起爆，尽量 将同段炮孔的导爆索搭接在一起；④注意雷管搭桥要反接。图3-4 爆破网路连线示意图

一次爆破炮孔数83个，爆破后对工作面进行通风，通风完毕可进行出渣工作，然后立即对导坑进行临时支护。支护完毕便可进入下一个进尺循环。左导坑掘进10m后，用同样方法施工右导坑。右导坑的布孔与左导坑关于隧道中心线对称，炮孔装药结构及爆破网路与左导坑完全相同。左右导坑施工完毕后，可开始对上台阶进行开挖施工。 3.4 上台阶开挖施工

上台阶开挖施工开挖方式与导坑开挖类似。由于岩层性质与导坑一模一样，故所选爆破参数与导坑完全相同。

（1）采用楔形掏槽，掏槽孔两对，掏槽孔孔口距110cm，孔底距30m，与断面夹角80°，孔深2.3m。掏槽眼布置与开挖面中心。

（2）周边眼及底眼采用光面爆破，孔距50cm，最小抵抗线65cm；

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肖家山隧道开挖爆破设计 3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

辅助眼最小抵抗线70cm，孔距75cm。根据实际情况做出适当调整。如图3-5所示。

665034758070702707065701515505057575050掏槽眼超深15cm设计开挖轮廓30炮眼超深10cm50底眼65505075757575侧帮眼（为保护导坑临时支架，不打斜孔）说明：①图中标准单位为cm； ②采用水平楔形掏槽，掏槽眼2对，掏槽眼孔口距110cm，孔底距30cm，与断面夹角80°，孔深2.3m； 2对掏槽孔距离0.8m； ③周边眼及底眼采用光面爆破，孔距50cm，最小抵抗线65cm；周边眼孔口距开挖轮廓15cm，孔底落在 轮廓线外15cm；为保护导坑临时支架，侧壁周边眼打垂直孔； ④辅助眼最小抵抗线70cm，孔距75cm； ⑤全断面炮眼数121，其中掏槽眼4个，辅助眼63个，周边眼41个，底眼13个。一次爆破进尺2m，装药、 量68.625kg，合457.5条标准药卷。（3）周边眼及底眼孔口距离开挖轮廓15cm，孔底落在轮廓线外15cm。与导坑爆破参数不同的是，由于开挖轮廓侧壁是导坑临时支架，故侧壁的周边眼打直孔，避免爆破损及导坑支架。

（4）掏槽眼单孔装药量1.05kg（7卷炸药），总装药量4.2kg；辅助眼孔数63，单孔装药量0.75kg（5卷炸药），总装药量47.25kg；周边眼孔数41，单孔装药量0.3kg（2卷炸药），总装药量12.3kg；底眼孔数13，单孔装药量0.375kg（2.5卷炸药），总装药量4.875kg。

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1565307511075757570309514075755070Ⅰ755049757575897658755894505150一次爆破进尺200cm80°辅助眼周边孔口距离开挖轮廓15cm110掏槽眼Ⅰ-Ⅰ图3-5 上台阶开挖炮眼布置示意图

肖家山隧道开挖爆破设计 3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

断面一次爆破进尺2m，总炮孔数121，总装药量68.625kg（457.5条标准药卷）。炮孔装药结构与导坑开挖炮孔相同，如图3-3所示。

（5）爆坡网路连接方式与导坑开挖爆破相同。如图3-6所示。

15151515151515159151391313来自炮孔的导爆管（一级导爆管）97913139779759157151571575315531553151575315715151571515915975977799913131313913913151515151315755571555771111511113333111333511117115571111139131111两发搭桥雷管（1段）2根导爆管（二级导爆管）两发搭桥雷管（1段）2根导爆管（二级导爆管）导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆） 说明：①图中炮孔旁边数字代表起爆雷管段位；②为确保每个炮孔安全起爆，尽量将同段炮孔的导爆索搭接在一起；③注意雷管搭桥要反接。图3-6 上台阶开挖爆破网路连线示意图

3.5 下台阶开挖施工

上台阶向前推进一定距离后可开始施工下台阶。下台阶断面接近梯形，自由面较多，开挖条件好，可用风镐等机械进行开挖。若岩石较为坚硬，可用爆破法开挖。

用爆破法开挖时，为减小爆破震动，不应采用类似于露天台阶爆破的中深孔爆破，应采用浅孔爆破。打眼时，可在导坑内向台阶打水平浅孔，孔深以孔底距离另一导坑壁30cm为宜，若铅杆长度不满足要求，可在两边导坑内同时进行凿岩作业。为使爆破形成弧形底板，方便施工仰拱，打最下部的炮眼时，钻杆可与水平面形成约15°角，以打出合适的下向眼。

炮眼孔距1m，排距0.8m，炸药单耗取普通台阶爆破单耗

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肖家山隧道开挖爆破设计 3 Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖

q=0.40kg/m3，炮孔平均线装药密度为0.3kg/m，即当炮眼长度为2m时，可装4条标准药卷，炮眼长度每增加0.5m，便可多装一卷炸药。爆破抛掷朝隧道口方向，最小抵抗线及最上部的炮孔距离台阶面的距离，取与排距一致，0.8m。

爆破网路连接可与导坑及上台阶爆破网路相同，由于下台阶自由面较多，爆破条件好，爆破工艺简单，这里不作详细介绍，现场具体施工可根据现场实际情况打眼爆破。

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肖家山隧道开挖爆破设计 4 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖

4 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖

本节与上节的设计内容相似，都采用双侧壁导坑法开挖，施工工序一样，一次爆破进尺等相关参数的选择均与上节相同，本节不再赘述。

本节与上节的不同点，在于隧道所穿过的岩层级别不同。本节设计的隧道段属于Ⅳ级围岩，稳定性条件由于上节Ⅴ级围岩，故《设计》推荐隧道开挖的预支护厚度和开挖预留变形量不同，从而导致隧道实际开挖中毛断面的差别。本节对不同于上节内容的部分：包括断面分布开挖划分、导坑断面的炮眼布置及其爆破、上台阶断面炮眼布置及其爆破等内容做重点设计；而对与上节相同或相似的内容，如爆破参数的选择、爆破网路连接以及下台阶的开挖施工等内容，仅一笔带过，不再重复叙述。

4.1 开挖毛断面及其分部开挖划分

《设计》说明，如图1-3所示的Ⅳ级加强衬砌为未考虑预留变形量情况下的断面尺寸。根据相关预留变形量的规定，在Ⅳ级围岩中，隧道开挖毛断面应考虑8～10cm的预留变形量。本设计考虑9cm预留变形量，得如图4-1所示的开挖毛断面。

按照隧道施工断面分部开挖范围划分原则，取导坑宽度为隧道毛断面跨度的1/3，即1408×1/3=469.3cm，取460cm。

导坑高度定为770cm，导坑顶点为起拱线。

用光滑弧线将导坑顶点、最大宽度点及底点连接起来，便得到导坑的断面形状。

断面上下台阶高度的划分没有硬性规定，一般情况下，上台阶的高度应形成合适的工作高度空间，方便工作人员站在下台阶上施工。本设计取上台阶高度为518cm，下台阶高度681cm。上下台阶分界线恰好过隧道顶拱半径与导坑圆弧轮廓线的交点。

隧道开挖毛断面分部开挖划分结果如图4-1所示。

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图4-1 隧道开挖毛断面及其分部开挖划分

4.2 导坑开挖施工

参考铁路隧道围岩稳定性资料，Ⅳ级围岩有如下工程地质条件：①硬质岩，Rc>30MPa，受地质构造运动影响很严重，节理很发育，层状软弱面或已基本破坏，呈碎石状压碎结构；②软质岩，Rc=5～30MPa，受地质构造运动影响严重，节理发育，呈块、碎（石）状镶嵌结构；③土：a略具压密或成岩作用的黏性土及砂类土，呈大块状压密结构；b一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土，呈大块压密结构；c黄土（Q1，Q2），呈巨块状整体结构。

由上述围岩特征可知，Ⅳ级围岩自稳性很差，开挖施工仍需超前支护，同时应慎重选择开挖进尺和作业工序。本节设计各类开挖参数与上节相同。仅对采用爆破法开挖时的爆破参数做出微量修正。

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4.2.1 爆破参数

（1）采用楔形掏槽，掏槽孔2对，掏槽孔孔口距110cm，孔底距30m，与断面夹角80°，孔深2.3m。 （2）周边眼及底眼采用光面爆破，孔距50cm，最小抵抗线65cm；辅助眼最小抵抗线70cm，孔距75cm。图4-2为断面炮孔布置图。

掏槽中心线隧道中心线上 台 阶3650502950155771756965Ⅰ2015659975757580掏槽中心线Ⅰ60801075755170757075下 台 阶50底眼477单位：cm掏槽眼超深15cm30设计开挖轮廓周边眼辅助眼周边眼孔底超出开挖轮廓15cm炮眼超深10cm°80110掏槽眼Ⅰ-Ⅰ辅助眼一次爆破进尺200cm周边孔口距离开挖轮廓15cm49575757575755047图4-2 导坑断面炮眼布置示意图

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°82

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（3）周边眼及底眼孔口距离开挖轮廓15cm，孔底落在轮廓线外15cm。

（4）掏槽眼单孔装药量1.05kg（7卷炸药），总装药量4.2kg；辅助眼孔数34，单孔装药量0.75kg（5卷炸药），总装药量25.5kg；周边眼孔数28，单孔装药量0.3kg（2卷炸药），总装药量8.4kg；底眼孔数10，单孔装药量0.375kg（2.5卷炸药），总装药量3.75kg。断面一次爆破进尺2m，总炮孔数76，总装药量41.85kg（279条标准药卷）。 4.2.2 爆破网路

炮孔装药结构与导坑开挖炮孔相同，可参照图3-3。爆破网路连线方式与上节相同，如下图所示。

从炮孔引出的导爆管 （称一级导爆管）131313775999999991111911111111911577779111171135355799导爆管两发搭桥雷管（1段）351135535131353555131313999999导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆）导爆管两发搭桥雷管（1段）雷管两发搭桥雷管（1段）13131313713137说明：①图中炮孔旁数字代表该炮孔起爆雷管段位； ②实际连线中，应将同段炮孔的导爆索搭接起来。图4-3 导坑炮孔起爆雷管段位说明图

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4.3 上台阶开挖施工

上台阶开挖施工可参照上节相关介绍。下面用图4-4与图4-5来说明爆破开挖中的爆破参数及爆破网路的连接。

隧道中心线62155062757563757575757550Ⅰ150掏槽中心线1457575Ⅰ4970707017752960155075757570707575756522底眼15651550上台阶断面炮孔布置图掏槽眼超深15cm30炮眼超深10cm设计开挖轮廓侧帮眼（为保护导坑临时支架，不打斜孔）一次爆破进尺200cm°80辅助眼周边孔口距离开挖轮廓15cm110掏槽眼Ⅰ-Ⅰ说明：①图中标准单位为cm； ②采用水平楔形掏槽，掏槽眼2对，掏槽眼孔口距110cm，孔底距30cm，与断面夹角80°，孔深2.3m； 2对掏槽孔距离0.8m； ③周边眼及底眼采用光面爆破，孔距50cm，最小抵抗线65cm；周边眼孔口距开挖轮廓15cm，孔底落在 轮廓线外15cm；为保护导坑临时支架，侧壁周边眼打垂直孔； ④辅助眼最小抵抗线70cm，孔距75cm； ⑤全断面炮眼数119，其中掏槽眼4个，辅助眼60个，周边眼41个，底眼14个。一次爆破进尺2m，装药、 量66.75kg，合445条标准药卷。图4-4 上台阶爆破法开挖施工炮孔布置图

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25075887550

肖家山隧道开挖爆破设计 4 Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖 17171717171717151715111511151511119917179177171717533311517171755311355133177171791717171117119171711111115151717171515117355757557579911151115139955133513133771313913911159713131315111315来自炮孔的导爆管（一级导爆管）两发搭桥雷管（1段）2根导爆管（二级导爆管）两发搭桥雷管（1段）2根导爆管（二级导爆管）导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆）说明：①图中炮孔旁数字代表起爆雷管段位； ②为确保每个炮孔安全起爆，尽量将同段炮孔的导爆索搭接在一起； ③连线过程注意雷管搭桥要反接。图4-5 上台阶爆破法开挖施工爆破网路连线示意图

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5 Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖

5.1 开挖毛断面及其分部开挖划分

隧道所在围岩级别为Ⅳ级，与上节属于同一级别，开挖毛断面如图4-1所示。

本范围内的隧道，《设计》推荐采用环形开挖留核心土法开挖。如图5-1所示，该法是将断面分成环形拱部（图中的1，2，3）、上部核心土（4）、下部台阶（5）等三部分。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。

本设计隧道跨度较宽，高度较大，上部环形开挖应分多层台阶开挖。本设计将环形开挖分层两层台阶，上部环形开挖土1高度取为一般隧道开挖所需的作业空间高度，3.0m。下部环形分左右2、3两部分，宽度约2.5m，高6.4m。其余部分的参数参照相关资料综合选定。断面分布开挖范围划分如下图所示。

图5-1 环形开挖留核心土法断面分部图

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5.2 环形开挖留核心土法施工简述 5.2.1 开挖参数

（1）进尺

《设计》内容显示，管棚施工仅覆盖于Ⅴ级围岩的隧道段，在Ⅳ级围岩中并未设计相关的预支护措施。若不进行预支护，在自稳性较差的围岩中开挖施工，环形开挖进尺一般为0.5～1m。为能加长开挖进尺，减少扰动次数，在开挖前，应采用超前导管注浆或其它超前加固措施，改善围岩结构，之后开始开挖施工。

若用爆破法开挖，采用浅眼爆破，钻机可打2m左右炮眼。若定进尺太短，开挖中将耗大量时间用于钻机开眼上，为此，定进尺长度为1.5m，有效利用钻机性能。

预支护长度应比进尺超前1m以上，进尺定为1.5m，则在开挖之前，应超前加固2.5m。

（2）台阶长度

上部核心土4和下台阶5的距离，公路隧道或双线铁路隧道可为1倍洞宽，单线路线隧道可为2倍洞宽。本设计取15m。

环形开挖土1、2、3可比上部核心土4超前1倍洞宽，取15m。 上部环形开挖土1可比下部环形开挖土2、3超前0.5倍洞宽，取7.5m。下图所示。

12、3上部环形比下部环形超前7.5m下部环形比上部核心土超前7.5m4上部核心土比下台阶超前15m7.5m7.5m15m5图5-2 开挖步距图

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5.2.2 施工工序简述

如下为本设计环形开挖留核心土法开挖施工工序：

（1）采用超前小导管注浆或其它预支护方式，加固前方围岩； （2）开挖环形土，每个进尺开挖完毕立即进行初期支护，如架立钢支撑、打锚杆、喷混凝土等；

（3）在拱部初期支护的保护下，开挖上部核心土；

（4）挖掘下台阶，随时接长钢支撑，施作边墙初期支护并封底； （5）根据初期支护的变形情况适时施作二次模筑混凝土衬砌。 在隧道开挖施工中，应尽量避免使用爆破法开挖，以免扰动围岩，若条件允许，可使用人工或单臂掘进机开挖。本设计人工或机械开挖施工不做详述，下面仅介绍爆破开挖工艺。 5.3 上部环形土开挖爆破工艺 5.3.1 爆破参数

（1）孔径d

取普通气腿子凿岩机孔径，d=40mm。 （2）孔深l

进尺L=1.5m，若炮眼利用率为95%，则钻孔深度l=1.6m。 （3）光面爆破钻孔参数

周边眼及底眼采用光面爆破，孔径与普通眼相同，d=40mm。 光面爆破孔间距E=50cm。钻孔口距开挖轮廓15m，孔底落在开挖轮廓外15cm。由孔距可初步确定周边眼30个，其中底眼9个，帮眼及顶眼21个。

（4）掏槽类型

采用水平楔形掏槽。布置2对掏槽孔，参照表3-1数据。相对于侧壁导坑断面，本断面面积较小（面积为14.7m2），取掏槽眼孔底距0.3m，与断面夹角79°，掏槽眼超深15cm，由此可计算出掏槽眼长1.8m，孔口距为50cm。取两对掏槽眼之间的距离为0.6m。

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（5）炸药单耗q

参照表3-2数据，开挖断面面积为14.7m2，由于Ⅳ级围岩坚固系数降低，且较接近地表，风化严重，应取较小的炸药单耗值q=1.10kg/m3。由此可初步计算出一次爆破所用药量为24.25kg。

（6）单孔装药量

参照表3-3。掏槽眼装药系数0.5，炮眼长度1.8m，则装药长度为900mm，装5.5卷药，单孔装药量0.825kg。掏槽眼数4个，掏槽眼总装药量3.3kg。

周边眼采用光面爆破，装药线密度取0.15kg/m，炮孔深度1.6m，单孔装药量0.24kg，取1.5条药卷重量0.225kg，炮孔数21个，总装药量4.725kg。

底眼采用光面爆破，由于要克服上部崩落的岩石重力，线装药密度取较大值。0.18kg/m，炮孔深度1.6m，单孔装药量0.288kg，取两卷炸药重量0.3kg。底眼数9个，底眼总装药量2.7kg。

辅助眼长1.6m，装药系数0.4，则装药长度为640mm，可装4卷药，单孔装药量0.6kg。按照初步计算出的一次爆破总药量，可算出辅助眼总装药量24.25-3.3-4.725-2.7=13.525kg。由此可算出辅助眼数为22。在断面中布置辅助眼，经过调整，取辅助眼数为20。于是可确定辅助眼总装药量为12kg，一次爆破总装药量调整为22.725kg，合151.5条标准药卷，爆破炸药但是实值为1.03kg/m3。

将以上确定的爆破参数进行汇总，如下表所示。表中部分数据为参考相关资料所得。

表5-1 爆破参数汇总表

序号 1

所用 炸药 药卷 参数

参数项目 孔径d

直径φ 长度 重量 密度ρ

单位 mm mm mm g g/cm

3

数值 40 35 165 150 0.95

36

备注

气腿子凿岩机，φ38钻头

2

所用炸药为普通 2#岩石硝铵炸药

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续表5-1

序号

参数项目

掏槽眼

3

炮孔 深度

辅助眼 周边眼 底眼 掏槽眼

4

炮孔 与断 面夹 角 装药系数/ 单孔装药量 炮眼数 / 总装药量

辅助眼 周边眼 底眼 掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼 掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼

单位 m m m m m m m kg/m kg

32

数值 1.8 1.6 1.6 1.6 79° 90° 79° 79° 0.5/0.825kg 0.4/0.6kg /0.225kg /0.3kg 4/3.3kg 20/12kg 21/4.725kg 9/2.7kg 0.3 0.95 1.5 14.7 1.03 22.725

备注

比辅助眼超深15cm

两种炮眼孔口距轮廓线15cm，孔底落在轮廓线外15cm

每孔5.5条标准卷药 每孔4条标准卷药 每孔1.5条标准卷药 每孔2条标准卷药

初步值为1.10kg/m 相当于151.5条标准药卷

3

5

6

7 8 9 10 11 12

炮眼堵塞长度 炮眼利用率η 一次爆破进尺 开挖断面面积 炸药单耗 一次爆破药量

5.3.2 炮眼布置

掏槽眼布置于断面中心；掏槽区外布置一圈辅助眼，孔距70cm左右，掏槽区附近布置6个辅助眼用于加密，以扩大槽腔。周边眼距离开挖轮廓线15cm，采用光面爆破，孔距50cm。光面爆破孔抵抗线长度65cm。炮眼布置如图5-3所示。

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52156530掏槽中心线7050505070672960705450505015050Ⅰ301309015657070底眼单位：cm41505050周边眼孔底落在掏槽眼超深15cm开挖轮廓外15cm设计开挖轮廓30炮眼超深10cm一次爆破进尺150cm79°掏槽眼79°100Ⅰ-Ⅰ周边孔口距离开挖轮廓15cm图5-3 上部环形开挖土断面炮眼布置图

5.3.3 炮孔装药结构

（1）掏槽眼长1800mm，装5.5卷药，装药长度907.5mm，孔口堵塞300mm，间隔长度592.5mm。

（2）辅助眼长1600mm，装4卷药，装药长度660mm，孔口堵塞300mm，间隔长度700mm。

（3）周边眼长1600mm，装1.5卷药，装药长度247.5mm，孔口堵塞300mm，间隔长度1352.5mm，分两个间隔段，每段长676.25mm。

（4）底眼长1600mm，装2卷药，装药长度330mm，孔口堵塞300mm，间隔长度970mm，分两个间隔段，每段长485mm。

（5）所有炮眼都采用间隔装药结构，炮孔内敷设导爆索，起爆

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雷管反向装于孔底药包中。下图为个炮孔装药结构图。

炮泥300mm2.5条药卷间隔长度592.5mm3条标准药卷导爆管孔内敷设的导爆索引出孔外，与同响炮孔的导爆索搭接（下同）起爆雷管（1发）（a）掏槽眼2条药卷间隔长度700mm2条药卷炮泥300mm炮泥300mm（b）辅助眼间隔长度676.25mm间隔长度676.25mm半条药卷炮泥300mm半条药卷半条药卷（c）周边眼间隔长度485mm间隔长度485mm半条药卷半条药卷1条药卷（d）底眼说明：在现场装药施工过程中，孔内的间隔长度不必如图中精确。但将 炸药均匀分布在炮孔中是很有必要的。具体施工过程中，在进场 装药之前，建议准备大量的长度为500～700mm左右的细竹筒，用 作孔内间隔。图5-4 炮孔装药结构图

5.3.4 爆破网路连接及其起爆

爆破网路采用非电复式起爆方式。每个炮孔的起爆雷管均反向装于孔底的药包中。孔底以上的药包由敷设于炮孔壁的导爆索引爆。为确保所有炮孔都能安全起爆，连接爆破网路时，尽可能将同段炮孔引出的导爆索搭接在一起。

所有炮孔的起爆先后顺序均由孔底起爆雷管的段位决定。起爆雷管的导爆管脚线引出孔外，捆扎于搭桥雷管上。搭桥雷管的导爆管再捆扎在总起爆雷管上，总起爆雷管导爆管脚线引出隧道外，直达避炮点，用激发枪或其它起爆器起爆爆破网路。图5-5所示。

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119119911559911511331111113111133311511551199911911335773377737579单位：cm来自炮孔的导爆管（一级导爆管）两发搭桥雷管（1段）两发搭桥雷管（1段）2根导爆管（二级导爆管）2根导爆管（二级导爆管）导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆）说明：①图中炮孔旁数字代表起爆雷管段位； ②为确保每个炮孔安全起爆，尽量将同段炮孔的导爆索搭接在一起； ③连线过程注意雷管搭桥要反接。图5-5 爆破网路连线示意图

5.4 下部环形土开挖爆破工艺

下部环形土开挖爆破参数与上部环形土一样。左侧环形土与右侧环形土炮孔布置关于隧道中心线完全对称，下面仅以左侧环形土的开挖来说明下部环形土开挖爆破工艺。

下部环形土开挖，虽然断面是对称的，炮眼理应呈对称分布，但考虑到施工中钻机钻孔作业的实际操作难以达到设计要求，若采用非水平非垂直掏槽方式，则钻机难以准确定位，影响炮眼施工质量，掏槽效果反而更差，甚至会影响到整个断面的爆破效果。故依旧对断面采用水平楔形掏槽方式，掏槽孔参数与孔数跟上部环形土开挖的掏槽参数一致。下面用图5-6与图5-7来说明爆破开挖中的爆破参数及爆破网路的连接。

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掏槽中心线503550706262155030隧道中心线70307050掏槽中心线123Ⅰ15657042504065305030501550453底眼7070127065开挖断面对称线28158°设计开挖轮廓79°30掏槽眼超深15cm辅助眼掏槽眼79°100一次爆破进尺150cm周边孔口距离说明：Ⅰ-Ⅰ开挖轮廓15cm①图中标准单位为cm；②采用水平楔形掏槽，掏槽眼2对，掏槽眼孔口距100cm， 孔底距30cm，与断面夹角79°，孔深1.8m；2对掏槽孔 距离0.6m；③周边眼及底眼采用光面爆破，孔距50cm，最小抵抗线 65cm；周边眼孔口距开挖轮廓15cm，孔底落在轮廓线 外15cm；为保护上部环形开挖的临时支护，下部环形 土与上部环形土的交界线周边眼打垂直孔；④辅助眼最小抵抗线70cm，孔距70cm；⑤全断面炮眼数58，其中掏槽眼4个，辅助眼21个，周边 眼28个，底眼6个。一次爆破进尺1.5m，装药量24kg， 合160条标准药卷。图5-6 下部左侧环形开挖土断面炮孔布置图

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1111117777777999999555779797933357311113357111111117711从炮孔引出的导爆管 （称一级导爆管）两发搭桥雷管（1段）11753355575雷管7导爆管两发搭桥雷管（1段）11导爆管导爆管（引出隧道外到达避炮点用起爆器起爆）两发搭桥雷管（1段）说明：①图中炮孔旁数字代表该炮孔起爆雷管段位； ②实际连线中，应将同段炮孔的导爆索搭接起来。图5-7 下部左侧环形开挖土爆破网路连线示意图

5.5 上部核心土与下部台阶开挖爆破工艺

待环形土开挖完毕，拱顶与拱腰初期支护全部形成后，便可开始开挖上部核心土与下部台阶。

上部核心土断面为等腰梯形，有4个自由面，开挖条件好。可在台阶上打下向炮眼，或在侧面打水平眼，实施普通浅眼台阶爆破。其爆破工艺与双侧壁导坑法开挖中的下台阶爆破一致，参见“3.5 下台阶开挖施工”内容。这里不再赘述。

下部台阶有两个自由面，在上部核心土开挖完毕之后进行。可在台阶上平面打下向眼，爆破抛掷方向朝隧道口方向，最小抵抗线0.8m，孔距1m，排距0.8m，炸药单耗0.5kg/m3。为保护隧道侧壁围岩少受爆破损伤，侧壁孔采用光面爆破，孔距0.5m，炮孔装药系数0.15kg/m。

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肖家山隧道开挖爆破设计 5 Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖

下台阶爆破开挖法相关参数可根据现场具体情况做调整，本设计不详细说明。

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肖家山隧道开挖爆破设计 6 总结与建议

6 总结与建议

6.1 本设计要点总结 6.1.1 内容回顾

本设计根据隧道所穿岩层所属的不同级别，以及不同隧道段推荐采用的开挖方法，将隧道的开挖分成四种具体开挖方式，即露天开挖、Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖、Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖和Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖。对隧道的若干里程段，分别采用四种开挖方式进行开挖。

每一种开挖方式的设计，从确定开挖毛断面入手，接着对断面进行分部开挖划分；简要介绍每个分部的开挖先后顺序以及两个分部开挖之间的相关衔接工作。然后介绍每个分部开挖的爆破工艺，重点介绍双侧壁导坑法中导坑的爆破开挖工艺，和留核心土开挖法中环形土的爆破开挖工艺；而对导坑法中台阶的开挖、留核心土法中核心土及下台阶的开挖，由于开挖爆破工艺较为简单，故不做详细介绍。 6.1.2 相关说明

本设计本着尽量不用爆破法开挖的原则，简单叙述每一种开挖方式的作业工序。建议只要条件允许，应采用人工开挖、机械开挖或人工与机械联合开挖，只有在迫不得已的情况才用爆破法开挖。

设计重点强调，无论采用何种开挖法，都应特别注意对围岩的超前加固，在确定前方围岩稳固后方可在其中开挖隧道。

设计花大量篇幅用于介绍四种具体开挖方式的爆破工艺。每一种开挖方式的爆破参数，都参照多个工程实例综合确定。在爆破药量的确定上，取值较为保守，即只要隧道能够爆开，就尽量取较少爆破药量，避免多余爆炸能量作用在围岩上，对永久保留的围岩造成损伤。

开挖中若不得不使用爆破法，则该采用本设计相关爆破参数对现场进行布孔、装药和连线。为方便在现场中使用图纸指导施工，本设

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肖家山隧道开挖爆破设计 6 总结与建议

计特将“Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖”、“Ⅳ级围岩双侧壁导坑法开挖”和“Ⅳ级围岩环形开挖留核心土法开挖”三种开挖法的断面尺寸及断面布孔，按1：100的比例绘于图中，附在本设计之后。 6.2 相关建议 6.2.1 爆破震动监测

大量的研究资料强调，隧道掘进尽量不采用爆破法开挖，以避免爆破震动对围岩的损伤，影响隧道日后的安全使用。若不得不采用爆破法开挖，应对围岩进行详细勘察，提取围岩相关数据，参照相关工程经验确定爆破参数，以确保炸药用量选择的合理性，避免药量过少而隧道没有爆开，又避免药量过大而使多余爆炸能作用在围岩上。

本设计围岩资料较为粗糙，只能参照相关资料与工程经验做出保守的爆破指导方案，尽量控制段药量，避免过大的爆破震动。但隧道围岩结构是极为复杂的，任何一个设计方案都无法完全符合现场实际，故在现场施工中，工作人员可根据新了解的现场情况对方案做出必要调整。为确保从现场提取的资料有所依据，同时也能更深入地了解隧道围岩特征，以验算爆破设计的合理性或对设计参数进行修改，本设计建议，在采用爆破法开挖时，应对爆破震动进行测试，监测围岩受爆破震动的影响情况。 6.2.2 施工中异常现象应对措施

本设计所用的两种隧道开挖方法属于新奥法。新奥法施工的基本原则，是根据围岩性质允许产生适当的变形，但又不使围岩松动失稳。在施工过程中，若对围岩性质判断不准或情况不明，或喷射混凝土、打锚杆、挂钢筋网、立钢支撑的时间和方法有误，对围岩变形的控制就会出现问题。此时，应根据观察和量测结果找出原因，进行改正。但是，许多场合不能明确原因，因此只能针对所发生的现象采取措施。根据实践经验，将新奥法中经常出现的一些异常现象及应采取的措施

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肖家山隧道开挖爆破设计 6 总结与建议

列于表6-1中。望能对现场施工有借鉴意义，当然，表中只能列出大致的工程措施，优先采用哪种措施应视每个隧道的围岩条件、施工方法、变形状态等因素来综合判断。

表6-1 隧道施工异常现象的应付措施

施工中现象 净空位移量增大，位移速度加快，围

措施A

1.缩短掘进长度；

2.向正面或隧底喷射混凝土，以封

措施B

1.缩小开挖断面，改变施工方法； 2.预支护围岩（打超前导管等）； 3.必要时设置钢支撑； 1.加钢支撑；

立即施喷混凝土和打锚杆

2.预支护围岩； 3.改变施工方法；

1.加速混凝土硬化（增加速凝剂等） 1.加强排水措施（井点降水等）； 2.喷射混凝土前做好排水；

2.注浆止水；

岩出现不稳定状态 闭支护；

开挖面顶部出现掉块

开挖面出现滴水或涌水量增加

3.设置钢筋网，或将钢筋网格加密； 3.改变施工方法； 1.加厚底脚处的喷射混凝土，增加支撑面积；

2.尽快形成闭合支护；

1.缩短掘进长度； 2.预加固地层； 3.改变施工方法； 1.挂钢筋网； 2.打局部锚杆； 3.设置系统锚杆；

地基承载力不足，下沉量增大，或产生底鼓

喷射混凝土层出现明显裂缝、脱落甚至塌落

开挖后尽快喷射混凝土，并适当加厚喷层，或封闭支护

锚杆轴力增大，垫层松弛或锚杆拉断

1.增补锚杆（根数、直径、密度）； 2.改变锚杆型号或类型（如将砂浆锚杆改为中空锚杆）；

1.缩短掘进长度，尽快闭合支护； 2.改变施工方法；

注：A指进行比较简单的改变就可解决问题的措施；B指包括需要改变支护方法等比较

大的变动才能解决问题的措施。

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