三架岭V级围岩隧道课程设计

目录

第一章：工程概况 .................................................................................................................... 4 1.1隧道位置 ...................................................................................................................... 4 1.2隧道工程的地质概况 .................................................................................................. 4

1.3隧道设计标准及遵循规范 .......................................................................................... 4 第二章:隧道整体设计 .............................................................................................................. 4 2.1一般规定及设计原则..................................................................................................4 2.2隧道横断面设计原则..................................................................................................5 2.3隧道建筑限界..............................................................................................................6 2.4隧道衬砌内轮廓..........................................................................................................7 第三章：隧道洞身初期支护设计.............................................................................................9 3.1支护形式的选择及参数确定......................................................................................9 3.2初期支护设计相关参数............................................................................................11 第四章：隧道施工方案设计...................................................................................................12 4.1施工方案设计............................................................................................................12 4.2辅助施工设计............................................................................................................13 4.3隧道钻爆设计............................................................................................................15 第五章：隧道辅助设计...........................................................................................................28 5.1仰拱及回填................................................................................................................28 5.2水沟电缆槽................................................................................................................28 5.3洞内路面....................................................................................................................29

5.4施工通风....................................................................................................................29 5.5施工用水和风............................................................................................................29 第六章：隧道设计总结...........................................................................................................30

设计题目：三架岭（V级围岩）隧道课程设计 专业班级： 土木（隧道）122 专 业 土木（隧道与地下工程） 学 号： 1205030202 姓 名： 米志远 指导教师： 曹志军

大连交通大学土木与安全工程学院 2014年 11月 8 日

大连交通大学《隧道工程》课程设计

《隧道工程》课程设计任务书

专业班级 土木（隧道）122 姓名 米志远 学号 1205030202 分组 第8组

开始日期：2014年 12 月 22日 完成日期：2015年 1月 4日

题 目 三架岭（V级围岩部分）隧道工程设计

一、设计的目的

（1）掌握隧道衬砌结构设计； （2）掌握隧道施工方法； （3）掌握隧道钻爆设计过程；

二、设计的内容及要求 （1）根据提供的隧道工程设计区段条件，采用工程类比法设计隧道衬砌横断面，确定衬砌断面形状及各部尺寸，绘制隧道内轮廓图及隧道复合衬砌结构图； （2）根据所确定的隧道断面及其它工程条件，制定隧道施工方案，确定相应断面

开挖和支护方法并绘制相应施工断面图； （3）针对所确定的开挖方法，确定各炮眼类型的炮眼数目 ；编制钻爆参数表；绘

制钻爆设计图；绘制爆破网络图。 （4）上交设计说明书及按比例绘制的隧道设计图纸一套。

详见《隧道工程课程设计要求》。

三、隧道工程及设计区段概况 详见所给设计资料。 四、指导教师评语

五、成 绩

指导教师 (签章)

年 月 日

1

大连交通大学《隧道工程》课程设计

《隧道工程》课程设计要求

一、课程设计撰写内容与要求

1.题目：按设计任务拟定，如：xxx隧道工程（x级围岩部分）设计，要求简短、明确，不超过20个字。

2.正文目录：按二级标题编写（即：1??、1.1??），一般控制在一页。 3.说明书正文：清晰全面表述自己的设计，结合设计内容，以下内容必须阐述清楚： （1）课程设计题目、涉及的隧道工程概况及相关设计条件；

（2）隧道衬砌横断面设计情况，重点说清所设计的隧道内轮廓净空大小形状及各部尺寸、衬砌类型及结构，并绘图表示，注意采用什么材料、材料的规格尺寸及强度等级等必须说明，并且是学生本人的设计确定采用的，不得含糊不清，不得使用应如何、宜如何等表述；

（3）隧道开挖与支护等基本施工方案，必须包括隧道开挖与支护方法、施工工序及开挖断面图，开挖断面图须标注尺寸，这个尺寸与衬砌设计外轮廓不同，与内轮廓更不同；复合衬砌隧道采用全断面开挖初期支护在隧道衬砌断面拟定中可以反应出来的可以不画出支护措施，其它开挖方法必须说明支护措施并画图（支护措施图）表示，注意说明采用什么材料、材料的规格尺寸及强度等级等必须说明，并且是学生本人的设计确定采用的，不得含糊不清，不得使用应如何、宜如何等表述。

（4）隧道钻爆设计，包括教材第七章第二节钻爆设计和钻爆施工的各项内容，确定各炮眼类型的炮眼数目 ；编制钻爆参数表；绘制钻爆设计图；绘制爆破网络图。

4.参考文献：将课题研究中参考过的主要文献列出。 5.设计图纸：主要包括以下图纸①隧道内轮廓图及隧道复合衬砌结构图；②断面开挖和支护方法施工断面图;③钻爆炮眼设计图及爆破起爆系统网络图。设计图纸必须按比例绘制，如1:100，选用适当线型，标注相关尺寸，有图名、图框、图标等必要内容，所有表示方法按公路或铁路制图标准和习惯，字体大小、线型粗细要协调美观。会签栏部分按课程设计实际注明班级学号、同组人员、指导教师等。采用手绘或计算机绘图。

6.附录：不宜放在正文中，但有参考价值的内容，编入附录中。 二、课程设计说明书编写格式 1.基本要求：

·纸 张：A4，单面打印

·页边距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm、右2.5cm

页眉：1.5cm，页脚：1.75cm，左侧装订

·行 距：固定值20磅

·页 码：页面底部居中、宋体、小五、数字1，2，3等 2.目录

·标题“目录”（三号、黑体、居中） ·一级标题（小四号、宋体、加黑） ·二级标题(小四、宋体)

2

大连交通大学《隧道工程》课程设计

·页码（小四、宋体）

3.说明书正文

·页眉：大连交通大学《隧道工程》课程设计（居中、小五、黑体）； ·一级标题（三号、黑体、居中） ·二级标题（四号、黑体、居左）

三级标题（小四、宋体、加黑、居左） 四级及以下标题（小四、宋体） ·正文：小四、宋体

注意：说明书文字部分字形、字号、段落等格式要一致，首行缩进两个字。各级标题符号符合常用表达习惯。插图在说明书有要有交代，必须要有图名并编号，图名在插图下方居中，五号宋体，表达设计意图的插图应使用cad图纸复制粘贴，白色背景，按比例有尺寸，不得使用截图或图片形式；示意图除外。表格必须有表名并编号，表名位于表格上方居中，五号宋体，表格边框应整齐一致，单元格格式应一致，字体大小适中，使表格中文字排列整齐有序，表格内容要完整，原则上同一表格在一页打完，不允许分页打印，如表格较大，一页打不完，可以跨页打印，但第二页要标注续表并有表头。

4．标题“参考文献”（四号、黑体、居中）：

·参考文献的著录，在行文中引用的地方标号。一般以出现的先后次序编号，编号以方括号括起，放在右上角，如[1]，[3～5]，然后在“参考文献”一节中，按标号顺序一一说明文献出处。

·示例如下：（字体为五号、宋体）

期刊类：[序号] 作者1,作者2,??作者n．文章名[J]．期刊名,出版年,卷次（期次）：论文在刊物中的页码

图书类：[序号] 作者1,作者2,??作者n．书名[M]．出版地：出版者,出版年 会议论文集：[序号] 作者1,作者2,??作者n．论文名[A].论文集名[C],出版地：出版者,出版年,论文在刊物中的页码

三、课程设计图纸格式

图纸大小采用A3纸，横向打印，设计图纸具体格式按设计题目分别按《道路工程制图标准》或《铁路工程制图标准》绘制，图纸具体内容按前述设计图纸内容要求。

四、课程设计资料的组成、装订

课程设计内容（含图纸），由学生装订。 一般应按课程设计封面→任务书（附件页不必打印装订）→目录→正文→参考文献（或资料）→附录→图纸（图纸按国标折叠成A4装订格式）→封底的顺序装订成册。

3

大连交通大学《隧道工程》课程设计

第一章 工程概况

1.1 隧道位置

三架岭公路隧道是辽宁本 (溪) 桓 (仁) 线卧龙至 小市一级公路改建工程的主体工程 ,为辽宁省重点工程 。

1.2 隧道工程的地质概况

隧道洞体穿越地层岩性为中 、下寒武系页岩、灰岩、、砂岩等。围岩中的张夏组鲕粒灰岩 、馒头组膏溶角砾岩 、灰岩等均属于富水性较强的岩层 。F1、F2、F3、F4、F5扭性断层和F6压 性 断 层 均 全 部 通 过 隧道 ,岩心多较破碎 ,且严重漏水 ,断层带富水性很强 。隧道围岩级别为Ⅲ级。

隧道区附近沟谷纵横交错 ,断层带透水性很强 , 这些断层均切割区内所有地层 ,将各水层连通 ,隧道 区水文地质条件中等到复杂 。

1.3 隧道设计标准及遵循规范

1.3.1公路等级 一级公路 设计行车速度 60km/h

隧道建筑限界

隧道净宽 9.75m（3.50×2+0.75+0.5+0.75+0.75） 隧道净高 5.0m 1.3.2遵循规范 （1）《公路隧道设计规范》 JTGD70-2004 （2）《公路工程技术标准》 JTG B01-2003 (3)《公路隧道设计细则》 JTG/T D70-2010

（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001））

第二章 隧道整体设计

4

大连交通大学《隧道工程》课程设计

2.1 一般规定与设计原则

2.1.1 一般规定

隧道设计应满足公路交通规划的要求，其建筑限界、断面净空、隧道主体结构以及通风、照明等设施，应按《公路工程技术标准(JTG B01-2003)》规定的预测交通量进行设计。当近期交通量不大时，可采取一次设计分期修建。 2.1.2 设计原则

（1）在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查的基础上，综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。

（2）地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避免不良地质地段；长隧道的位置亦尽可能避开不良地质地段，并与隧道的走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。

（3）根据公路等级和设计速度的确定车道数和建筑限界。在满足隧道功能和结构良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。

（4）隧道内外平、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。

（5）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等要点设施的设置规模。必要时特长隧道应做防火专项设计。

（6）应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求，对隧道内外排水系统、消防结合系统、辅助通道、弃渣处理、管道设施、交通工程措施、环境保护等作综合考虑。

（7）当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。

2.2 隧道横断面设计原则

隧道横断面设计原则如下所示： （1）隧道限界高度

高速公路、一级公路、二级公路取5m；三、四级公路取4.5m。 （2）余宽设置

当设置检修道和人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。

5

检修道J 公路等级 设计速度（KM/h） 120 100 80 60 80 60 40 30 20 车道宽度W 3.75*2 3.75*2 3.75*2 3.50*2 3.75*2 3.50*2 3.50*2 3.25*2 3.00*2 侧向宽度L 余宽C 人行道R 左侧 右侧 大连交通大学《隧道工程》课程设计 1.00 1.00 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 设检修道 隧道建筑限界净宽 设人行道 不设检修人行道 高速公路一级公路 二级公路三级公路四级公路 0.75 1.25 0.5 1.00 0.5 0.75 0.5 0.75 0.75 0.75 0.5 0.5 0.25 0.25 11.00 10.50 10.25 9.75 11.00 10.00 9.00 7.50 7.00 0.75 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 （3）隧道路面横坡 当隧道为单向交通时，应取单面坡，当隧道为双向交通时，可取双面坡，坡度应根据隧道的长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采用1.5%─2.0%。

当路面采用单面坡时，建筑限界底边线应与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处。

（4）单车道四级公路的隧道应按双车道四级公路修建。 （5）隧道内轮廓设计

隧道内轮廓设计除了应满足隧道限界的规定外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的要求，并为通风、照明、消防、监控管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全经济、合理的原则。

（6）公路隧道的建筑限界

公路隧道的建筑限界，不仅要提供汽车行驶的空间，还要考虑汽车行驶的安全、快捷、舒适和防灾，因此要求设计中应充分研究各种车道的与公路设施之间所处的空间关系，任何部件（包括通风、照明、安全、监控和内装饰等附属设施）均不得侵入隧道建筑限界之内。

（7）公路隧道建筑界限横断面组成最小宽度（单位m）

2.3 隧道建筑界限

错误！未找到引用源。

6

大连交通大学《隧道工程》课程设计

三架岭公路隧道为单向双车道，设计时速为60km/h，如上图.根据的有关规定：隧道建筑限界高度：H=5.0m；检修道高度：h=0.5 m；车道宽度：W=3.50×2 m；左侧向宽度：LL=0.5m；右侧向宽度：LR=0.75m；左顶角宽度：EL=0.5 m；右侧向宽度：ER=0.75m；检修道左侧：J=0.75m；检修道右侧：J=0.75 m；路面坡度：i=1%；隧道建筑限界净宽：9.75 m。

2.4 隧道衬砌内轮廓设计

根据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）规定，隧道的内轮廓拱部为半径R1=514cm的半圆，侧墙也为半径R1=764cm圆弧，仰拱圆弧半径R3=1500cm，仰拱与侧墙间用一个小半径R2=100cm的圆弧连接。两车道的60km/h内轮廓图如图 : 错误！未找到引用源。

紧急停车带示意图： 错误！未找到引用源。

第三章 隧道洞身初期支护设计

3.1 支护形式的选择及参数确定

由于该公路隧道为高速公路隧道，Ⅱ级围岩自稳能力较好洞条件较好。根据公路使用要求，隧道围岩地质条件和施工条件，按照按照《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）中衬砌结构设计规定，按新奥法原理设计，该公路隧道应采用复合式衬砌，即由初期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式，其中初期支护采用喷、锚、网、钢拱架支护。

工程类比法公路隧道锚、喷、网、钢拱架的相关参数见下规范表4.1.2-1（摘自《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001））

7

大连交通大学《隧道工程》课程设计

按照规范V级围岩，跨度为5~10米的毛洞采用（1）150~200mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2~3米长的锚杆。

3.2 初期支护设计相关参数

该隧道锚杆设计采用全长粘结型锚杆，沿隧道开挖轮廓线径向布置，设计为按梅花型方式布置。考虑该隧道为高速公路隧道，隧道围岩地质条件和施工条件，按《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）设计喷射混凝土内布置钢筋网。由于本隧道的围岩分级为Ⅲ级。考虑到锚杆的衬托，各级围岩均采用钢拱架支护具体见表5.1。因在隧道中设置了紧急停车带，断面增大，所以该处的径向系统锚杆长度为3.5m，间距为100cmX100cm,喷射混凝土厚度为15cm.

初期支护参数表

围岩级别

Ⅲ 10 Φ22 250

8

项 目

喷射混凝C25防水混凝

土 径向锚杆

单位

Ⅳ 22 Φ25 300

V 26 Φ25 300

土 直 径 长 度

cm mm cm

大连交通大学《隧道工程》课程设计

锚杆布置

钢筋网

直 径 钢筋布置 类 型 间 距

cm mm cm -- cm

120×120

φ6 25×25 -- --

100×100 100×100 φ6 25×25 I16 100

φ8 25×25 I20 50

钢拱架

采用V级围岩的标准数据对隧道进行二次衬砌支护，混凝土锚杆支护如图所示：

普通水泥砂浆锚杆格栅钢架网喷混凝土C20厚20cm复合防水卷材（Eva)预留变形量8cmC25防水混凝土26cm?6O4钢筋挂网示意图路面中线O2隧道中线O1?25C25混凝土锚杆示意图2O1.0%1%1%O3刚拱架I20示意图姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭V级围岩隧道复合式衬砌示意图三架岭隧道v级围岩衬砌示意图错误！未找到引用源。

第四章.隧道施工方案设计

4.1施工方案设计

本隧道主要以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩为主兼有断层，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理论基础，确定本隧道掘进施工原则为：弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、强支护、勤量测、紧封闭。

新奥法理论要点如下：

（1）围岩是主要的承载单元，应充分保护围岩，采用控制爆破或机械开挖。

9

大连交通大学《隧道工程》课程设计

（2）允许围岩变形，但又要限制围岩变形，采用柔性支护，及时喷锚。 （3）进行监控量测，修正施工方法、支护参数。 （4）采用复合式衬砌，防止渗漏，减小而衬开裂。

（5）及时封闭，隧道断面形状尽量圆滑，避免拐角处应力集中。

三架岭隧道围岩属III级围岩，初步设计应用全断面开挖法;隧道围岩属IV级围岩，初步设计应用台阶法中的短台阶法开挖；隧道围岩属V级围岩，初步设计应用分部开挖法中的环形开挖预留核心土法。其中V级围岩的环形开挖预留核心土法，施工顺序为：人工或单臂掘进机开挖环形拱部，架立钢支撑，挂钢丝网，喷射混凝土。在拱部初期支护保护下，开挖核心土和下半部，随即接长边墙钢支撑，挂网喷射混凝土并进行封底。根据围岩变形适时施做二次衬砌。施工开挖前在拱部设计的开挖轮廓线以外，进行超前支护，正式施工时，环形开挖进尺设计为1.0m，开挖后及时施做喷锚支护，安设钢架支撑，每俩桁架之间采用连接钢筋连接，并加锁脚锚杆。环形开挖预留核心土法的施工横断面和纵断面示意图如下：

11232仰拱回填32V级围岩环形开挖预留核心土法横断面及开挖顺序示意图V级围岩环形开挖预留核心土法纵断面示意图姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭隧道v级围岩开挖示意图错误！未找到引用源。

4.2辅助施工设计(围岩预支护设计）

隧道采用的辅助施工措施主要有如下几项：

10

大连交通大学《隧道工程》课程设计

（1）超前长管棚：设于两端洞口，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件。管棚钢管均采用直径108×6mm热轧无缝钢管，环向间距50cm。接头用长15cm的丝扣直接对口连接。相邻钢管接头数至少应错开1m。

（2）超前小导管：设置在隧道洞内无长管棚支护的Ⅴ级围岩地段，采用外径42mm，壁厚3.5mm，长400cm的普通钢管，在钢管距尾端1m范围外钻直径6mm压浆孔。钢管环向间距40cm，外插角控制在10～15度左右，尾端支撑于钢架上，也可以焊接于系统锚杆的尾端，每排小导管的纵向搭接长度至少为1.0m。

（3）超前锚杆：设置在隧道洞身Ⅳ级围岩浅埋地段。锚杆采用直径22mm，长350cm的砂浆锚杆，环向间距约40cm，外插角可采用5～15度不等。采用早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的搭接长度不小于1.0m。

综合上述理论，设计采用超前注浆小导管的预支护手段，具体内容有：施工开挖前，沿坑道周边，向前方围岩钻孔并安装带孔小导管，或直接打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就形成了一定厚度的加固圈，在此加固圈下施工作业即可安全施工作业。

超前小导管布置和安装：小导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射5cm厚的混凝土封闭。小导管采用直径为32mm焊接管制作，长度为5m，前端做成尖锥形，前段管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为6mm。钻孔直径较管径大40mm，环向间距采用40cm，外插角采用10度。极破碎围岩或断层地区采用双排管，地下水丰富的地方采用三排管。最后注意，小导管插入后应外露20cm以便连接注浆管，并用塑胶泥将导管周围空隙封堵密实。

注浆：a.在断层破碎带等强渗透性地层中，采用料源广且价格便宜的注浆材料b.对于无水的地层，采用单液水泥浆c.对于有水的强渗透地层，采用水泥-水玻璃双浆液。超前小导管支护示意图如下：

11

大连交通大学《隧道工程》课程设计

小导管钢支撑10°小导管0.2m仰拱回填?32有缝钢管b=30出浆孔?8mm管箍（?6钢筋加焊）a=401.5m不钻孔5m0.2m超前小导管注浆预加固围岩示意图姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭v级围岩超前支护示意图

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。

4.3隧道钻爆设计

隧道按照新奥法原理组织施工，Ⅳ级围岩、Ⅲ停段采用台阶法施工；Ⅴ级、Ⅴ加强偏、Ⅴ加强围岩、Ⅳ停采用环形预留核心土法开挖，Ⅲ级围岩采用全断面开挖，风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，侧卸式装载机装碴，自卸车运送至弃碴场。

待隧道出口方向掘进施工20天左右，再向进口方向开挖掘进，统一指挥，同步施工，进、出口距离在100米内时，采取浅眼低药量控制爆破；以保证安全及避免双向对围岩的影响。Ⅴ级围岩地段采用环形开挖预留核心土法，按钻浅孔、密布眼、少装药、放小炮、小振动、短进尺、多循环的原则来考虑，拱部可采用光面爆破，下部边墙采用预裂爆破；掏槽采用双重或多重楔形掏槽形式，使槽腔内的岩体一部分一部分地爆破掏出，这样既容易掏出槽来，又能保证掏槽效果，减小掏槽爆破产生的振动效应；掏槽及底板眼按抛掷爆破进行设计；其它眼根据所在部位及作用采用控制爆破，掏槽、边角、底板眼的段最大允许装药量取Qmax的70％，在保证爆破效果的前提下，尽量减小各部

12

大连交通大学《隧道工程》课程设计

位炮眼的炸药单耗。

爆破器材的选择：软弱围岩的抗拉强度是非常低的，同样它的声阻抗系数比较小，在周边打眼爆破时，为了充分发挥炸药的最大效益和减少对附近围岩的破坏，选择低猛速炸药效果较好。

4.3.1.环形开挖预留核心土法施工流程：

13

大连交通大学《隧道工程》课程设计

超前地质预报 测量放样 超前支护 上台阶Ⅰ部开挖 上台阶Ⅱ部开挖 上台阶Ⅲ部开挖 上台阶初期支护 开挖IV核心土及中槽 下台阶Ⅴ左侧开挖及支护 下台阶Ⅴ右侧开挖及支护 仰拱开挖及支护 仰拱回填 施作防水及二衬 下一循环

4.3.2炮眼布置图：

14

大连交通大学《隧道工程》课程设计

爆破I区爆破III区爆破II区右爆破II区左爆破IV区（仰拱回填）隧道钻爆炮眼示意图

4.3.3爆破参数表：

部位爆破I区爆破II区（左)爆破II区（右）爆破III区爆破IV区炮孔名称炮眼孔数雷管段数炮孔深度单孔装药量每孔药卷数总装药量掏槽眼辅助眼周边眼掏槽眼辅助眼周边眼掏槽眼辅助眼周边眼掏槽眼辅助眼周边眼掏槽眼辅助眼周边眼47944027230272384631012211355677891011111111121.41.31.31.41.31.31.41.31.31.41.31.31.41.31.40.33950.25220.252200.25220.252200.25220.25220.33950.25220.339500.25220.3395备注544044开挖面积0392.112894㎡，炮4kg眼总数4345个545545

4.3.4钻爆设计内容

Q开挖总药量

q岩石炸药单耗，取0.8 g/m

15

大连交通大学《隧道工程》课程设计

l开挖进尺1m S开挖隧道面积94㎡

周边眼间距 40 cm

炮眼直径30 mm 施工设计炮眼深度 1.1 m

根据炸药供应及围岩情况，使用1号抗水铵梯炸药，直径25mm,长度165mm，质量0.08kg，Y=0.485。

?掏槽眼单孔装药量设计 掏槽眼装药系数α?0.5

掏槽眼装药量=0.485×1.4×0.5=0.3395kg,折合为4.244卷，实际为5卷。

?周边眼单孔装药量设计 帮、顶眼装药系数α?0.4

帮、顶眼装药量=0.485×1.3×0.4=0.2522kg,折合为3.15卷，实际为4卷。 底板眼装药系数α?0.5

底板眼装药量=0.485×1.4×0.5=0.3395kg,折合为4.244卷，实际为5卷。

?辅助眼单孔装药量设计 辅助眼装药系数α?0.4

辅助眼装药量=0.485×1.3×0.4=0.2522kg,折合为3.15卷实际为4卷。

各种炮眼用量为：

掏槽眼 14×5=70卷 辅助眼 185×4=740卷 帮、顶眼 103×4=412卷 底板眼 58×4=232卷 总卷数：70+740+412+232=1454卷 4.3.5起爆

起爆顺序按炮眼布置图的图标顺序起爆，共分12段，采用毫秒延期电雷管起爆。

16

大连交通大学《隧道工程》课程设计

雷管段别如图4.3-1所示。采用连续装药结构，反向起爆方式，如图: 爆破I区爆破网络图：

毫秒延期电雷管爆破I区爆破III区爆破II区右爆破II区左爆破IV区（仰拱回填）隧道钻爆炮眼示意图姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭v级围岩爆破I区网络图

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。爆破II区，III区爆破网络图：

17

大连交通大学《隧道工程》课程设计

毫秒延期电雷管姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭v级II，III区爆破网络图

错误！未找到引用源。爆破IV区爆破网络图：

毫秒延期电雷管姓名：米志远班级：土隧122比例尺：1:100成绩：三架岭V级围岩IV区爆破网络图

18

大连交通大学《隧道工程》课程设计

错误！未找到引用源。

4.4光面爆破施工注意事项

确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。隧道光面爆破施工应遵循以下原则：

a. 钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线等间隔布置炮眼，需要调整孔位时偏差不大于2cm，周边眼应向外侧偏斜3～5°钻孔，周边眼外插角偏差不大于1°，各炮孔孔底落在规定的平面上，凹凸不平整度小于10cm；与周边孔相邻一排辅助炮孔的孔口距离不小于40cm，打眼方向水平、平行于掘进方向。

b.钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。

c. 必须保证钻孔质量。钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。

d. 炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。炮孔经检查合格后，方可装药爆破。

e.为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。

f. 为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。

g.为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。

h.连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。

i. 爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。

k.每次爆破以后，要先进行通风，通风30分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要

19

大连交通大学《隧道工程》课程设计

及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。

4.5火工品使用管理程序

4.5.1火工品使用管理程序 4.5.2报批领用

在每次爆破前一天，作业工班爆破员经认真计算后填写《次日火工品申请计划表》，由作业工班技术主管及安全员审核后分别签字，交由作业工班材料员上报安质部、物设部审核无误，报工区分管领导审批。申请计划表一式四份，审批后作业工班一份，工区物资部、押运员、炸药库各存一份。项目部物资设备部统计次日火工品用量及使用计划，将各队申请计划表及使用计划表发押运员，由押运员持各队申请表及使用计划表到火工品库统一领取并配送各队。

4.5.3发放制度

（1）、火工品库保管员在接到物资设备部批准的申请表及火工品使用计划表后，要详细核对批准领用的火工品名称、规格、数量。核实无误后，方可办理火工品领用手续。

（2）、安全运输作业工班材料员从炸药库领出火工品后，同作业工班火工品押运员负责运输途中火工品的安全。火工品运输到爆破工点后，由作业工班爆破员和作业工班火工品材料员，对运至现场的火工品进行清点、核对，无误后在《火工品爆破现场确认表》上签字确认。若送到工地火工品名称、规格、数量与发料单不符，应立即向安质部、物资部报告情况并及时核查原因，暂停本次爆破作业，待查清原因后再进行爆破作业。如发生丢失现象，要及时上报项目部，由项目部上报当地公安机关进行处理。

4.5.4按程序安全爆破

a.施工作业工班班长对火工品使用、管理、爆破安全负全责。其爆破员、技术员要对每次爆破现场的装量、起爆时间、瞎炮数量进行登记造册，签写《爆破作业现场记录表》每月汇总并说明原因，于20 号上报工安质部、物资部留档备查。

b.现场技术人员根据每次的打孔数量和装药数量进行核对，并监督现场火工品的使用数量。

c.现场安全员，按照爆破划定现场危险区，并采取防护措施和划定警戒范围。并对每次爆破作业完成结果进行安全评定。

d.现场爆破作业各施工工班要按爆破施工作业程序进行操作，严禁违规操作。

4.6退库制度

a.火工品必须实行按计划领用，剩余的当天必须退回仓库的制度。现场爆破完毕

20

大连交通大学《隧道工程》课程设计

后，各施工工班未使用完的火工品由收发料爆破员或领料员与押运员共同押运到火工品库办理退库手续。将实际使用数量和退库数量填写到《火工品退库通知单》中并相互签字确认。

b.火工品严禁在除火工品库之外的任何地方过夜。

c.未使用的火工品必须退回火工品库进行保管，严禁施工队伍将火工品带回工棚、宿舍或工地中随意存放。严禁私藏、私用和赠送他人。否则，除按相关规定处罚外，并移交公安机关追究其法律责任。

d.在火工品退库过程中严格按业务程序要求操作，所发生的一切不安全因素，施工工班负责人负全责。

4.7爆破物品处理

工程完工剩余火工品必须退回民爆公司或按规定程序销毁。

a.凡列入报废范围的爆破物品，必须经主管人员和保管人员按照报废登记表册进行登记造册，阐明理由和原因，经有关部门联合鉴定，同意后方可退回民爆公司或按程序销毁。

b.报废的炸药在销毁前，要按照规定填报报废申请，将报废的原因、数量、品种、时间、地点、方法、操作人、责任人及采取的措施上报项目安全质量部、公安分处。

c.经有关部门审核后，主管负责人签字同意，经当地公安机关同意后进行销毁（或移交火工品厂进行销毁）。每次销毁数量炸药不得超过50kg、雷管不得超过500 发。销毁爆炸物品的操作人员必须是经过培训的持证人员进行，有关单位派警戒人员、监护人员、负责人在场，并对所有参加人员登记备查。

d.火工品保管、运输安全措施 e.火工品保管安全措施

（1）、储存库实行24h专人看守，每班值班人员不少于三人，其中1人值守报警值班室，值守人员每小时对库区巡逻一次。

（2）、库管员应了解产品安全性能，掌握防火防爆等知识。熟悉仓库的各项安全规程并经考试合格后持证上网。

（3）、入库产品应具有验收合格证，出库后返回产品也应有验收手续方可入库。 (4)、如实记录爆炸物品进出库数量、流向和储量，每天核对爆炸物品库存情况，并按规定将上述信息录入爆炸物品信息管理系统，坚持雷管按编号发放，坚持日清月结，认真填写爆炸物品出入库登记簿，做到帐目清楚，帐物相符，发现差错及时查找原因并报告有关部门。

21

大连交通大学《隧道工程》课程设计

(5)、库房内严禁烟火，严禁无关人员入内。外来人员进入仓库应经本企业审查批准，在了解仓库有关管理规定的前提下由仓库工作人员带领进入，并做好出入库登记。

(6)、库区要勤打扫、勤检查、保持环境卫生清洁；

(7)、储存库治安防范设施应由专业人员或部门定期检测和维护，并准确记录每次的检测维护详情。

(8)、仓库保管员和护卫人员按规定对库区消防设施、器材进行定期和不定期检查，发现问题及时处理，自己不能处理时，立即向企业安全部门或上级领导汇报。

（9）、任何人严禁将烟火、手机、可燃物、易燃物等带入库区。进入库房前，必须释放人体静电。库区内动火、动焊作业必须经安全部门批准，采取可靠的安全措施，确保万无一失，确定专人监督作业，并严格限定动火区域，做到人走火灭、人走物清；火种及可易燃物不许在库区过夜。

（10）、进入库区不应穿带钉鞋和易产生静电衣服，不应使用能产生火花的工具开启炸药雷管箱；

（11）、堆垛之间应留有检查、清点民用爆炸物品的通道，通道宽度不应小于0.6m，堆垛边缘与墙的距离不应小于0.2m，宜在地面画定置线；

（12）、储存库应有良好的通风、防潮、防小动物进入和采取阳光直射的措施；

4.8火工品运输安全措施

（1）、装卸、运输人员必须熟悉爆破器材的性质和安全知识，遵守操作规程。轻拿轻放，严禁拖拉、撞击、抛掷、脚踩、翻滚、侧置危险品；严格执行爆炸物品同库存放规定，不应超高、超宽、超载；

（2）、装卸和运输爆破器材时，严禁携带烟火和发火物品； （3）、不同性质的爆破器材，不准同时在同一地点装卸；

（4）、严禁用翻斗车、自卸汽车、拖车、自行车、摩托车和畜力车运输爆破器材； （5）、装卸人员应严格按要求的品种、规格和数量搬运，作业前要检查运输工具是否完好，清除运输工具和车辆内的一切杂物；

（6）、用手推车运输爆破器材时，载重量不应超过300kg，运输过程中应采取防滑、防摩擦和防止产生火花等安全措施；

（7）、分层装载爆破器材时，不应站在下层箱(袋)上装载另一层，雷管或硝化甘油类炸药分层装载时不应超过二层；

（8）、待运雷管箱未装满雷管时，其空隙部分应用不产生静电的柔软材料塞满，避免在运输时受震动；

22

大连交通大学《隧道工程》课程设计

（9）、来源不清和性质不明的民用爆炸物品不应入库或装车；如包装损坏应汇报项目部主管领导，查明原因，包装需更换时，应在指定的安全地点操作；

（10）、爆炸物品的装卸作业应在白天进行，押运员应在现场监督并设置警戒，无关人员和车辆禁止靠近，汽车运输车辆离库门不应小于2.5m。

（11）、 遇雷雨、暴风等恶劣天气，禁止进行装卸作业；路面有冰雪时，应采取防滑措施。

（12）、装卸作业结束后，作业场所应清理干净，防止遗留爆炸物品，并与库管员做好交接。

4.9安全防护措施

4.9.1控制飞石

施工中为防止飞石一定要根据爆破条件的变化，合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量。并在洞门外一定距离设置安全防护设施。

4.9.2放炮警戒工作

一般按爆破设计给定的安全距离处设置警戒点、警戒线，警戒点的布置要疏而不漏，点与点之间要互有联系，互相照应，警戒线采用脚手架管和木板隔离爆破作业区域和安全区域，隔离设施周围由警戒人员巡视坚守，保证无不相关的人员进入爆破作业现场，并与指挥中心形成通讯联络网。起爆点设在爆破抛掷方向的安全地带。

爆破时，同时发出声响信号和视觉标志，主要为警报器鸣声和摇警示旗，分四次信号：

第一次信号：为撤离信号，在装药、堵塞完成后，爆区无关人员应立即撤离到危险区以外的安全地点，同时在危险区出入口设立岗哨。信号为：警报器长鸣一声，警示旗左右摆动一次。

第二次信号：预备信号，爆破区所有人员撤离危险区，起爆网路完好，待起爆，此时发出预备信号。信号为：警报器长鸣两声，警示旗左右摆动两次。

第三次信号：起爆信号，预备信号发出后，各岗哨点警卫通过无线电传呼机向总指挥部发出警戒完备信号。信号为：警报器长鸣三声，警示旗左右摆动三次。

第四次信号：解除警戒信号，起爆15分钟后，爆破人员进入爆破区检查，确定无拒爆现象，发出解除信号，信号为：警报器长鸣一声，警示旗自由摆动。

4.9.4爆破后安全检查与处理

爆破后必须经过15min通风排烟，检查人员方可进入作业面。检查有无“哑炮”等可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏和变形。在

23

大连交通大学《隧道工程》课程设计

妥善处理并确认无误后，其他工作人员方可进入作业面。当发现哑炮时必须由原爆破人员按规定处理。

4.9.5爆破组织工作

a.放炮人员管理，爆破作业人员具有《爆破员证》的专业人员担任，辅助作业人员全部进行施工前安全培训。

b.成立爆破工程管理组，全面负责安排爆破的各项工作，设队长、副队、技术总负责人 、技术员、放炮员、安全员、保管员、押运员等。

4.9.6岗位职责

1、爆破工作领导人岗位职责

1.1、主持制定爆破工作的全面工作计划，并负责实施；

1.2、组织爆破业务、爆破安全的培训工作和审查爆破作业人员的资质； 1.3、监督爆破作业人员执行安全规章制度，组织领导安全检查，确保工程质量和安全；

1.4、组织领导爆破工作的设计、施工和总结工作；

1.5、主持指定重大或特殊爆破工程的安全操作细则及相应的管理规章制度； 1.6、参加爆破事故的调查和处理。 2、爆破班长岗位职责

2.1、领导爆破员进行爆破工作； 2.2、监督爆破员切实遵守爆破安全规程； 2.3、制止无安全作业证的人员进行爆破作业；

2.4、检查爆破器材的现场使用情况和剩余爆破器材的及时退库情况。 3、爆破员岗位职责

3.1、保管所领取的爆破器材，不得遗失或转交他人，不准擅自销毁和挪作他用； 3.2、按照爆破指令单和爆破设计规定进行爆破作业； 3.3、严格遵守爆破安全规程和安全操作细则；

3.4、爆破后检查工作面，发现盲炮和其他不安全因素应及时上报或处理； 3.5、爆破结束后，将剩余的爆破器材如数及时交回爆破器材库。 3.6、爆破员跨越和变更爆破类别应经过专门培训。 4、安全员岗位职责

4.1、负责本单位爆破器材购买、运输、储存和使用过程中的安全管理； 4.2、督促爆破员、保管员、押运员及其它作业人员按照本规程和安全操作细则的

24

大连交通大学《隧道工程》课程设计

要求进行作业，制止违章指挥和违章作业，纠正错误的操作方法；

4.3、经常检查爆破工作面，发现隐患应及时上报或处理；

4.4、经常检查本单位爆破器材仓库安全设施的完好情况及爆破器材安全使用、搬运制度的实施情况；

4.5、有权制止无爆破员安全作业证的人员进行爆破工作；

4.6、检查爆破器材的现场使用情况和剩余爆破器材的及时退库情况。

第五章.隧道辅助设计

5.1仰拱及回填

两隧道在Ⅴ、Ⅳ级围岩中设有仰拱，仰拱施工在二次衬砌后进行。仰拱和落底工作同时施工，即落底后随即施作仰拱以免边墙失去支撑时间太长。仰拱灌注24h后施作仰拱回填混泥土。混泥土拌制运输等工作与二次衬砌相同。

为了防止仰拱施工和其它工作的干扰,采用仰拱施工防干扰平台，经过几条一级公路隧道施工检验，效率极高。其施工工艺流程如下。

拼装工作平台 → 清挖基底 → 测量检查 → 仰拱立模 灌注仰→ 拱→ 混泥土 仰拱填充立模 灌注填→ 充→ 混泥土 养护 → 移动平台 每次施工长度根据围岩情况决定，最长不超过8m。为保证边墙稳定，其施工缝和二次衬砌施工缝错开长度不小于2.0m。

5.2水沟、电缆槽

水沟及电缆槽的施工是在仰拱及回填混泥土施工后进行，其工程量不大，但结构复杂、施工困难，必须精心施工。立模由测量技术人员严格控制尺寸、标高，预留、预埋件要同时施工，确保位置准确。盖板在洞外预制，交工前进洞内安装。

5.3洞内路面

洞内行车路面为35#混泥土路面，根据施工实践，路面施工拟采用真空吸水工艺，以提高混泥土施工质量。为避免干扰，保证路面施工和加快施工进度，待隧道内其它工

25

大连交通大学《隧道工程》课程设计

作都完成后再进行路面的施工。

路面设计宽度7.5m，结合以往施工情况，将路面划分为两幅，每幅宽3.75m，两幅相错施工。路面分块按设计要求施作。路面混泥土施工严格按照《混泥土真空吸水施工工法》及公路施工规范的有关规定实施，用平板震捣器和震动梁联合捣固，机械抹光，压纹机压纹理，切缝机切缝，保证路面平整度、抗滑粗糙程度及混泥土强度。

路面施工，混泥土搅拌运输方法与二次衬砌相同。真空吸水采用HZJ-60型。其施工工艺流程如下图。

检查清理基底 → 测量放样 → 安装模板 → 安放接缝钢筋 摊铺泥土 整平震捣 切→ 养生 缝→ 和封缝

抹光压实 → 混→ 和→ 5.4施工通风

两隧道较短，断面大利于通风，进洞掘进，在50m以内自然通风，50m以外每口用1台KJ66-11通风机进行压入式通风，通风机安在洞外15m处，风管用φ811mm阻燃抗静电软管，挂在边墙上，出风口距开挖面15～20m。若排烟困难时，用高压风辅助通风。

通风管理是通风效果好坏的关键，为了确保通风效果，必须加强通风管理。通风管要始终保持平、直、顺，接头严密不漏风，若有破损及时修补或更换。通风系统安装后，不经允许不可随意改动，非管理人员不得随意开关风机。

5.5施工用风、水、电

1 施工用风

隧道用风动凿岩机钻孔，用风量较大，上、下行隧道每口安装2台20m3/min空压机。用钻孔台车钻孔，高压风主要用于喷射混泥土，用风量较小，洞口安装1台20m/min空压机。风管均用φ100钢管。 2 施工用水

26

3

大连交通大学《隧道工程》课程设计

为了保证施工用水，在山上修一高位水池，容量100m3，供生产和生活用水。水由附近溪流中供应。在溪流旁建一水池，安装抽水机提升至高位水池。上、下水管均用φ100钢管。 3 施工用电

各洞口设一10KV/0.4KV配电所（含高、低压配电屏)。由附近高压电力(10KV)线引入。动力电源高压10KV，低压380V。洞内工作面照明用36V，其余照明用220V。

供电方式为由洞外配电所10KV母线出电缆供电。低压配电系统，均采用中性点接地的三相四线制供电。

为满足特殊情况下用电，或高压电不能满足时的需要，各隧道口均备一台200KW移动式发电机。

第六章.隧道设计总结

本标段上场后环保工作要做好全面规划，对环保进行综合治理并与地方环保部门取得联系，按环保规定，做好施工现场的环境保护工作。

（1）、成立环保小组，建立环保措施，项目经理部、队分级管理，负责检查、监督各项环保工作的落实。

（2）、对职工进行环保知识教育，使人人心中都明确环保工作的重大意义，积极主动参与环保工作，自觉遵守环保的各项规章制度。

（3）、防止环境污染及水土流失。路基施工两侧做好排水沟，桥涵施工基坑开挖后，要尽快回填，以免影响河床稳定。雨季疏通排水设施及河道，防止雨水冲刷造成污染。

（4）、隧道内排水、其它施工废水按要求认真做好污水处理后按指定位置排放。隧道内施工要采取跟踪监测烟尘浓度及通风效果，不达标坚持不能施工，保持洞内施工环境达到国家规定标准。

（5）、生活污水采取集中排放，厕所粪便采用无害化处理，浴室排水采用毛发聚集井处理，食堂油污水采取隔油沉淀处理，然后按指定地点排放。生活垃圾配备临时卫生设施，采取集中收集，严禁乱扔乱弃，保持生活区的环境卫生。

（6）、隧道弃碴按指定位置堆放、防护、覆盖、绿化按设计要求种植草籽及树木，路基边坡及隧道洞口按设计进行绿化，在交付前负责对绿化的养护管理。

（7）、在施工中及车辆行驶时要控制噪音，经常行车的道路用洒水车洒水，降低扬尘，防止干扰当地居民的正常生活。

（8）、工程竣工后，与业主及地方政府协商，拆除生产、生活设施，彻底清理，恢复原貌，临时征地按协议要求复耕或绿化，达到地方的满意。

27

大连交通大学《隧道工程》课程设计

（9）、教育参建人员严禁带火种进入林区，防止火灾，不允许乱砍乱伐树木，保护生态环境。

28

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k0y7.html