附件三
（隧道工程课
程设计）
设计说明书
龙洞隧道洞门设计
龙洞隧道洞身支护设计
起止日期： 2012 年 12 月 17 日至 2012 年 12 月 21 日
学生姓名豹哥
班级道桥1001
学号1000000000
成绩
指导教师(签字)唐老师
包装土木教学部 2012年12月21日
目录
前言...........................................................
1.1设计依据以及总体原则....................................
1.2隧道设计参考规范和资料 (5)
1.2.1执行的标准、规范、规程：...........................
1.2.3隧道建设规模.......................................
1.3隧道工程地质条件........................................
1.3.1自然地理条件.......................................
1.3.2工程地质条件.......................................
）....................................
1）第四系更新统（Q
p
）.................................
2）板溪群五强溪组（P
tbnw
1.4区域地质构造............................................
1.5地震....................................................
1.6水文地质条件 (7)
1.7不良地质................................................
1.8地下气体................................................
1.9工程地质评价............................................
1.9.1区域地质稳定性评价.................................
1.9.2隧道工程地质评价...................................
1.9.3隧道长沙端洞门及边、仰坡稳定性评价.................
1.9.4隧道湘潭端洞门及边、仰坡稳定性评价.................
1.9.5隧道洞身段围岩稳定性评价...........................
1.9 .6水文地质评价......................................
1.10.1结论和建议........................................
1.10.2隧道平纵面设计....................................
1.10.3联系道及救援通道.................................. 2隧道洞门设计 .................................................
2.1 洞门形式的选择..........................................
2.2 土压力计算..............................................
2.3 洞门稳定性验算 (14)
2.4洞门排水设计图如下：.................................... 3洞身支护和二衬设计 ...........................................
3.1内轮廓的设计............................................
3.2衬砌的支护设计..........................................
3.2.1初期支护...........................................
3.2.2二次衬砌..............................................
3.3围岩压力的计算..........................................
3.3.1计算断面参数确定...................................
3.3.2荷载确定...........................................
3.3.3衬砌几何尺寸.......................................
3.4计算位移................................................
3.4.1单位位移...........................................
3.4.2载位移-主动荷载在基本结构中引起的位移 (26)
3.4.3载位移-单位弹性抗力引起的位移......................
3.4.4墙底（弹性地基上的刚性梁）位移.....................
3.4.5解力法方程 (3)
3.4.6计算主动和被动荷载(σh=1)分别产生的衬砌内力.......
3.4.7最大抗力值的求解...................................
3.4.8计算衬砌总内力.................... 错误!未指定书签。
3.4.9衬砌截面强度验算...................................
内力图...................................................
配筋计算.................................................
附录课程设计任务书.......................................
致谢词.....................................................
前言
隧道是一种修建在地下，两端有出口，供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。随着科学技术和经济的发展，人们越来越强调人与自然的和谐，逐渐摒弃了以往那种大开挖的场面，隧道工程取而代之。
本设计是对拟建龙洞隧道结构进行设计。设计主要以《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）规范为依据。
通过本次设计，我系统地巩固了所学的专业知识，并对隧道工程进行了前所未有的探索。通过本次设计，掌握了直墙拱隧道的设计步骤和构造原理，以及计算理论和计算方法，对该直墙拱隧道各个方面知识有了比较全面、系统、深入的了解，锻炼了查阅相光资料和独立思考的能力。
本设计主要对本隧道进行了初期支护设计、二次衬砌设计、洞门设计，并对初期支护设计和二次衬砌设计做了较详细的阐述和较深的探讨。
在设计过程中，感谢唐文彪老师、祝老师给予了我精心指导和热心的帮助，班上同学也给予了我莫大的帮助和支持，使我的设计得以顺利完成，在此，我谨向各位老师和同学表示衷心的谢谢。
由于本人水平有限，设计中难免有不足和错误之处，敬请各位老师和同学批评指正，本人将虚心接受并加以更正。
1.1设计依据以及总体原则
该隧道设计说明书及隧道纵剖面图。采用高速公路建设标准，设计速度120km/h，全线按4车道设计，路基宽度34.5m。隧道横通道为隧道洞内发生紧急事故时避难设施，含车行横通道和人行横通道。
a、隧道路面横坡：单向坡-2%(直线段)。
b、隧道内最大纵坡：±3%；最小纵坡：±0.3%。
c、设计荷载：公路－I级。
d、隧道防水等级：一级；二次衬砌砼抗渗等级不小于S6。
1.2隧道设计参考规范和资料
1.2.1执行的标准、规范、规程：
《公路工程技术标准》 (JTGBO1-2003)
《公路路线设计规范》 (JTG D20-2006)
《公路隧道设计规范》 (JTG D70-2004)
《公路隧道通风照明技术规范》 (JTJ026.1-1999)
《公路水泥混凝士路面设计规范》 (JTG D40－2002)
《公路工程抗震设计规范》 (JTJ004－89)
《公路隧道施工技术规范》 (JTJ042－94)
《地下工程防水技术规范》 (GB 50108－2001)
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086－2001)
《公路隧道设计细则》TB 10003-2001
《隧道》铁路工程技术手册
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB 10108-2002
1.2.3隧道建设规模
隧道长度、桩号一览表表3.1
1.2.4本隧道采用的新技术、新工艺、新材料主要有：
（1）、采用清浊分流的防排水措施：路面下设中央排水管，用于排除围岩集水；边水沟用于排除营运清洗污水、消防污水和其它废水，以便污水在洞外处理后再予以排放，实行清水和污水的分开排放，减轻排水系统的压力。
（2）、采用连续配筋水泥砼面层，路面纵横向均设置钢筋，延长路面的使用寿命。
（3）、防水卷材，采用热风双焊缝无钉铺设工艺，保证了防水层的完整性又便于施工。
（4）、采用双组份聚硫密封膏处理沉降缝的防水问题，解决沉降缝的渗漏水问题。
1.3隧道工程地质条件
地理位置：拟建龙洞隧道位于长沙市岳麓区莲花乡，长沙端进口洞门位于华宝村龙
洞组栈龙坝东侧通村公路边，交通条件较好，湘潭端出口洞门位于汗冲组西北侧，距机耕路约150m，交通条件较差。
气象：场地区属中亚热带季风性湿润气候区，四季分明，春末夏初多雨，年均气温16.8-17.3℃，年降水量1358mm，无霜期260-276天。
地形地貌：隧道区属剥蚀丘陵地貌，山体形态不规则，其山脉走向大致呈东西向，洞身横穿山体鞍部，山坡植被茂密，坡面沟谷呈鸡爪状四面延伸，地形切割强烈，起伏变化较大，地面高程变化在95-235m之间，高差50～130m。最大埋深位于K144+580处，埋深116.9m。
隧道长沙端位于山坡坡脚，洞轴线与等高线大角度相交，洞门地形条件较好，山坡自然坡度35～40°，地面高程变化在104～110m；湘潭端位于山坡坡脚冲沟部位，洞轴线与等高线交角约40°，左线洞门右侧有偏压，山坡自然坡度约30～35°，地面高程变化在120～125m。
1.3.2工程地质条件
据地质调查以及勘探成果，隧道区出露的地层有第四系粉质黏土，板溪群五强溪组
变质砂岩等，现由新至老分述如下：
）
1）第四系更新统（Q
p
①粉质黏土：黄色，褐黄色，稍湿，硬塑，含粒径2-4cm碎石10－20％，成分为强风化砂岩，表层约40cm植物根系发育，层厚1～2m，零星分布于隧道区山坡坡脚及沟谷部位。
②碎石土：褐黄色，密实，稍湿，粒径2-8cm，含量60-70%，棱角状，成分为变质砂岩，粉质黏土充填，层厚0.5～1.0m，零星分布于隧道区山坡部位。
）
2）板溪群五强溪组（P
tbnw
①变质砂岩：中厚层状，变余砂质结构，广泛分布于隧道区。
其中：全风化，紫红色，原岩结构基本破坏，岩芯呈硬塑－坚硬土柱状，层厚约4m，主要分布于简家坳端山坡。
强风化，紫红色、灰黄色夹灰白色，变余砂质结构，局部夹微薄层凝灰质砂岩，节理裂隙发育，岩芯呈碎石状、碎块状，少量短柱状，从上至下岩石逐渐变硬， RQD 值为0-10%，厚约11.2m，主要分布于简家坳端山坡。
中风化，紫红色夹灰白色，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状、碎块状, RQD值为25-30%。
微风化，紫红色夹灰绿色，变余砂质结构，块状构造，节理裂隙较发育，主要有两组，一组倾角约65°，一组倾角近垂直，微张开－闭合状，有褐黄色铁质侵染，岩芯呈短柱状、长柱状、碎块状，RQD值70-76%，岩体较完整。
1.4区域地质构造
据外业地质调查和勘探成果及1:20万长沙幅区域地质资料，拟建路段位于“洞庭凹陷”南缘外侧，属华夏系构造体系，构造线NNE向，形成于印支期。
龙洞次级背斜：主要由板溪群五强溪组变质砂岩组成，轴线走向北东向，核部
与路线大致相交于K144+500-K144+600附近，交角约60°，两翼岩层倾角较陡，隧道长沙端洞门附近岩层产状312-333∠32-57°，湘潭端岩层产状185-190∠
37-44°。两翼较为紧闭，核部多被第四系所覆盖，主要为碎石土、含碎石粉质黏土，厚度1.5-2.5m。
隧道区节理较发育，主要有258∠50°、205∠45°、70∠78°、312∠64°四组，以第二组最发育，多呈微张开-闭合状。隧道区断裂构造不发育，未见活动性断裂构造活动，拟建隧道区区域地质构造稳定。
1.5地震
据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的1:400万《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001），隧道区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度，设计地震分组为第一组。
1.6水文地质条件
地表水：隧道横穿分水岭，地表水贫乏，在隧道两端山坡坡脚冲沟中，雨季有暂时性水流，旱季常干涸。
地下水：隧道区地下水按含水层特征及埋藏条件可划分为两类：
⑴孔隙水：主要赋存于山坡及沟谷地带碎石类土中，其地下水一般与地表水贯通、互补，水位、水量受季节影响明显，孔隙水以潜流及下降泉的形式排于溪沟及洼地中。
⑵基岩裂隙水：主要赋存于基岩风化节理裂隙、层面裂隙及构造裂隙中，以风
化裂隙含水为主，含水岩组主要包括板溪群五强溪组变质砂岩等。隧道区位于分水岭部位，覆盖层较薄，无经常性水源，基岩裂隙水一般无稳定地下水位，水量随季节变化较大，水量一般不大，勘察期测得钻孔中水位埋深30.2-36.4m。基岩裂隙水补给以大气降水直接补给为主。由于以风化裂隙含水为主，地下水迳流多随地形变化，地下分水岭与地表分水岭基本一致，地下水流向为垂直或斜交附近冲沟，多以下降泉形式于冲沟或坡脚处排泄。地下水动态随季节变化较大，一般仅雨季有水，且水量不大，旱季常干涸。根据地质调查结合其它工程水文地质试验类比，隧道区基岩节理较发育、微张开状，渗透系数取K=0.0211-0.0442m/d，为弱透水。
1.7不良地质
隧道区内出露基岩为板溪群五强溪组变质砂岩，不良地质不发育。
1.8地下气体
拟建隧道穿过板溪群五强溪组变质砂岩地层中，隧道中存在有害气体的可能性不大。
1.9工程地质评价
1.9.1区域地质稳定性评价
根据地质调查和勘探成果，拟建龙洞隧道与次级背斜大角度相交通过，岩石出露稳定，断裂构造不发育，未见活动性断裂构造活动痕迹，拟建隧道区区域地质构造稳定。
1.9.2隧道工程地质评价
1.9.3隧道长沙端洞门及边、仰坡稳定性评价
长沙端位于山坡坡脚，洞轴线与等高线大角度相交，洞门地形条件较好，山坡自然坡度35～40°。围岩上部为含碎石粉质黏土厚0.5-1.5m，下部为板溪群五强溪组变质砂岩，全风化岩石呈硬塑土状，厚约4m；强风化岩芯呈碎石状、碎块状、短柱状，厚11-12m，为软岩；薄层状结构，岩体破碎；主要结构面为层面及节理裂隙面，结构面的不利组合对围岩有影响；地下水以基岩裂隙水为主，围岩为弱透水，可产生点滴状出水，局部可产生线状出水；围岩稳定性差。
隧道洞门附近岩层产状333∠32°，走向与路线较大角度相交，仰坡为顺向坡，调查未见不利的软弱结构面，隧道洞门边坡、仰坡较稳定，但上部松散粉质黏土及全－强风化变质砂岩，雨水冲刷易产生滑塌。根据上述特征，建议边坡及仰坡坡比采用1：1.0-1.25，坡面采用混凝土框格内植草结合浆砌片石护面，边坡及仰坡坡顶设置截排水沟。
1.9.4隧道湘潭端洞门及边、仰坡稳定性评价
湘潭端位于山坡坡脚冲沟部位，洞轴线与等高线交角约40°，左线洞门右侧有偏压，山坡自然坡度约30～35°。围岩上部为碎石土厚0.5-1.5m，下部为板溪群五强溪组变质砂岩，强－中风化，为软岩；薄层状结构，岩体破碎；主要结构面为层面及节理裂隙面，结构面的不利组合对围岩有影响；地下水以基岩裂隙水为主，围岩为弱透水，可产生点滴状出水，局部可产生线状出水；围岩稳定性差。其中左洞zK144+820-zK144+915段右侧山体薄弱，右侧有偏压。
湘潭端岩层产状185-190∠37-44°，走向与路线大角度相交，倾向坡外，仰坡
为顺向坡，调查未见不利的软弱结构面，上部覆盖层厚度很薄，隧道洞门边坡、仰坡较稳定。根据上述特征，建议边坡及仰坡坡比采用1：0.75-1.0，坡面采用混凝土框格内浆砌片石护面，边坡及仰坡坡顶设置截排水沟。
1.9.5隧道洞身段围岩稳定性评价
拟建龙洞隧道围岩为板溪群五强溪组变质砂岩，与次级背斜大角度相交通过，断裂构造不发育，结构面主要为节理、裂隙及层面，岩层走向与洞轴线大角度相交；节理主要有258∠50°、205∠45°、70∠78°、312∠64°四组，以第2组最发育，节理多呈微张开－闭合状，沿节理裂隙有少量泥质钙质物充填。第2、4组节理走向与洞轴线大角度相交，第1、3组节理走向与洞轴线小角度相交，第1、3组节理与层理的不利组合，将形成不稳定的“楔形体”块体，产生局部坍塌掉块，对隧道围岩稳定有一定影响。
1.9 .6水文地质评价
隧道横穿分水岭，坡脚冲沟中在雨季有暂时性水流，隧道区地表水贫乏。
隧道区分布的两种类型的地下水，在隧道的不同部位产生的影响各不同:松散覆盖层中的孔隙水在隧道进出口部位，因覆盖层（持水层）厚度较薄，水量不大，对隧道影响较小，但在丰水季节地下水较丰富，其迳流、排泄较快，其作用降低了岩、土体力学强度，容易造成边、仰坡松散土层滑塌等现象，施工设计中应特别注意防护。
基岩裂隙水主要分布在洞身强-中风化地层中，与岩石节理、裂隙发育情况，层
面与构造面的组合情况密切相关，隧道区主要为板溪群五强溪组变质砂岩等，均属弱含水层，岩石透水性差，一般无稳定地下水位，水量随季节变化较大，地下水迳流多随地形变化，而隧道区基岩裂隙较发育地段，主要分布于洞身分水岭部位，裂隙水不易富集，故该类型地下水水量贫乏。
根据《铁路工程水文地质勘察规程》（TB 10049—2004）预测隧道涌水量如下：采用降水入渗法预测隧道正常涌水量
＝2.74α·W·A
Q
s
隧道区为灰岩，岩溶弱发育，查表8.5.2选择的降水入渗系数α值为0.10～0.18，隧道集水面积A为0.51km2，年降水量W为1358mm，计算隧道正常涌水量为190～340m3/d。
根据地质调查及简家坳端坡脚泉水中，所取水样分析结果，拟建隧道区地表水和地下水对混凝土结构无腐蚀性。
1.10.1结论和建议
1、隧道区岩层主要为板溪群五强溪组变质砂岩，岩层出露稳定，场地区未发现断裂构造通过，未见活动性断裂构造痕迹，区域地质构造稳定。
2、隧道区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，建筑抗震设防烈度为Ⅵ度。
3、根据洞身围岩性质和特征，隧道洞身段围岩定为Ⅴ级－Ⅲ级，详见工程地质
纵断面图。
4、隧道区地下水主要为孔隙水、基岩裂隙水，水量较小。隧道区未见污染源，据地质调查和取水样分析成果，地下水对砼无腐蚀性。
5、隧道长沙端第四系覆盖层薄，全－强风化层厚度较大，岩层倾向坡外。
6、隧道湘潭端第四系覆盖层很薄，岩层倾向坡外，建议边坡及仰坡坡比采用1：0.75-1.0，坡面采用混凝土框格内浆砌片石护面，边、仰坡坡顶设置截排水沟。
7、隧道岩体开挖后，围岩应力平衡条件将遭到破坏，在开挖过程中可能会引发局部坍塌，建议根据两端山坡工程地质条件及偏压大小等确定洞门型式，根据围岩级别确定洞身的衬砌方式和支护方式，随挖随支。
8、隧道建设对环境的影响主要是弃渣的处治、两端洞门边坡的开挖、进场道路的修建等，在设计与施工时，采取合理的防护措施，避免对地质环境的破坏。
9、隧道内存在有害气体的可能性不大，建议隧道开挖后，在隧道内采空气样进行化验，根据测试结果，采取相应防护措施。
10、隧道区变质砂岩风化层起伏变化较大，有背斜通过，建议详勘中应加大勘探工作量，进一步查明风化层起伏变化情况，查明有无软弱夹层分布，为隧道设计提供更加详细和可靠的依据。
1.10.2隧道平纵面设计
隧道平纵面设计遵循路线的总体走向进行设计，隧道平面上位于大半径圆曲线上，纵断面均为上坡段。平纵指标见表3.2。
隧道平纵指标一览表表3.2
1.10.3联系道及救援通道
为了方便隧道检修和救援，在地形和位置允许的情况下，在隧道洞口布置联系道，以便左右线车辆在紧急情况下换道行驶。
按照《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）的要求,在隧道中部布置了一处人行横通道，以方便左右隧道洞内的联系和发生事故时的救援和逃生，当隧道发生火灾等事故时，左右洞互为救援和逃生通道。
2隧道洞门设计
2.1 洞门形式的选择
由已知条件可知，洞为Ⅴ级围岩，围岩容重18.5KN/M 3，围岩弹性抗力系数K=150MKPa ，出口端地质条件较差，需要设置10m 长的明洞。端墙式洞门适用于岩层稳定的Ⅰ—Ⅲ级围岩地区，其作用在于支护洞口仰坡，保持其稳定，并将水流汇集排出。环框式洞门适用于洞口岩层坚硬而稳定的Ⅰ级围岩，地形陡峻而又无排水要求。翼墙式洞门适用于洞口地质较差，山体水平推力较大的Ⅳ级及以下的围岩。综合围岩级别和各种洞门适用的条件，本隧道端洞门采用端墙式洞门， 2.2 土压力计算
洞门墙可视为墙背承受土石主动压力的挡土墙结构，墙背土石主动压力Ea 采用库仑公式计算，并假定挡土墙无论直立或仰力，墙背土石主动压力作用方向均按水平计算。由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）中洞口及洞门的规定可知:洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m ，取1.5m 。(洞门墙端与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m),洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.5m ，取1.0m 。基底埋入土质的深度不小于1.0m ，嵌入岩石地基的深度不小于0.5m ，取埋入深度h=0.9m ，截面宽度暂设m b 5.10=，洞门墙埋入段截面宽度取m 8.1b 2.1b 01==。 查《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）表7.2.1可知：
本隧道设计取仰坡坡率为1：0.5，高度取10m 。
由于隧道衬砌净高7.80H m =，拱顶截面厚度0D =0.5m ，端墙高出隧道拱顶3.0m,则洞门高
m D H H 2.130.30.19.05.08.70.30.1h 01=++++=++++=。
则洞门挡土墙计算高度为：m H H 2.120.110=-=。
挡土墙采用M7.5水泥砂浆砌片石，混凝土采用C20，石材强度等级采用MU80，（查
规范p30-34）则有：3
22KN
m γ=墙，1140KPa σ=墙，350KPa τ=墙。
由所给条件可知隧道围岩级别为Ⅴ级围岩，其基本物理力学指标为：重度18.5KN/M 3，计算摩擦角??=50~40?，取计算摩擦角?=45?，查《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）表9.4.2可知基底摩擦系数f=0.4，基底控制压应力a 27.0MP =σ.由于仰坡坡率为1：0.75，墙面坡率为1：0.1，则有：
1tan 435.632tan ,711.51.0tan =?==?==?εεαα 。其计算简图见图8所示：
图8 洞门土压力计算图
A =?tan +(a ?btan α)b/(b+H)2=0.037
则主动土压力系数：
取一延米计算，则b=1.0m ，
墙后主动土压力E 计算： 式中：E －土压力（kN ）;
s γ－地层重度（3/m kN ）； λ－侧压力系数；
ω－墙背土体破裂角（0）； b －洞门墙计算条带宽度（m ）；
ξ－土压力计算模式不确定性系数，可取ξ=0.6 2.3 洞门稳定性验算
查《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）规范表9.4.1洞门墙主要验算规定
表9.4.1洞门墙主要验算规定
隧道爆破设计方案 （台阶法） 一、工程概述 本合同段有四座隧道。隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区，主要出第四系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。本段内短隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩，中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其中Ⅳ级围岩采用台阶法爆破开挖（Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，全断面复合式衬砌。爆破方法采用光面爆破。 二、光面爆破的特点 光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，我标段的四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施 工。 三、光面爆破方案的确定 目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法。 根据施工现场的实际条件及围岩情况，本段隧道采用全断面一次性开挖法。 四、台阶法（Ⅳ级围岩）光面爆破设计方案（结合前文内容） 1.光面爆破不偶合系数、装药直径 公式： /k i D d d == 式中 D 一不偶合系数； dk —炮眼直径，mm; di —炸药直径，mm; a —爆生气体分子余容系数； P —爆生气体初始压力；
—岩石的三轴抗压强度； c r—绝热指数，； 在实际操作过程中，对于周边眼的药卷，我们采取将标准φ32mm的2号岩石乳化炸药沿轴线 对半切（相当于φ20mm）。这个数值与理论计算值相近，则实际周边眼不偶合系数 D=dk/di =42/20=，符合规范中软岩装药不耦合系数D=的要求。 式中： dk炸药—炸药直径； di炮眼—炮眼直径。 2．确定周边眼间距（E）、最小抵抗线（W）和相对距系数（K）最小抵抗线与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大，光爆眼所受到的夹制作用小，岩石 比较容易崩落，最小抵抗线可以大些，断面小，光爆眼所受到的夹制作用大，最小抵抗线可以小 些，最小抵抗线与岩石的性质和地质构造也有关，坚硬岩石最小抵抗线可小些，松软破碎的岩石 最小抵抗线可大些。我标段四座隧道岩质主要为软岩，故确定最小抵抗线（V）为～。 相对距系数是周边眼间距（E）与最小抵抗线（V）的比值，是影响爆破效果的重要因素。 K= E/V 式中, E为周边炮眼间距，cm；V为最小抵抗线，cm； K值总是小于1,当d=38～46mm，E=30～50cm， V=40～60cm时，K=～。 考虑到权爆区岩石节理较发育，并参照规范周边眼间距取值范围30cm-50cm, 对周边眼间距 取45cm,最小抵抗线值取60cm，K=E/V=。 3、炮眼装药系数 周边眼的装药集中度采用规范取值范围～0.15kg.m-1，取0.14kg/m,其它炮眼的填充系数选 用见下表： 4、循环Array进尺 综合考虑 各项因 素，取L=1.5m
隧道爆破设计计算书 学校：************ 系别：土木工程系 班级：土木工程（*）班 姓名：*** 学号：******** 时间：2014年*月
隧道爆破设计工程概况 某铁路隧道的服务隧道处于花岗岩地层，硬质岩，受地质构造影响严重，接力发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系不止产生滑动，无地下水，属Ⅲ级围岩，隧道为直墙式隧道断面。截面几何参数如下，月掘进计划为180m每月施工28天，采用三班三循环作业，炮眼利用率为0.9，采用2号岩石铵梯炸药，药卷直径Φ32mm。 - --------------- 面域---------------- 面积: 520222.4284 周长: 2661.9716 边界框: X: -400.0487 -- 400.0488 Y: -345.3801 -- 419.6199
计算书 1.炮眼直径的确定 按一般情况，炮眼直径在32mm~50mm 之间，药卷与眼壁之间的间隙为炮眼直径的10%~15%。 若按15%计算则有炮眼直径=32×（1+15%）=36.8mm 所以取炮眼直径为36mm 。 2.炮眼数量的计算 有公式αγ qS N = 查表可知q=1.3kg/m 3、α=0.50、γ=0.78,即 33.17378 .050.052 3.1=??= N 取173（个） 。 有上述计算可知计炮眼为173个。 3.计算炮眼的深度和长度 每一循环炮眼的深度：38.29 .0328180 =??=l ； 实施施工中取2.50m ； 每一循环进尺为：2.5×0.9=2.25m ； 2号岩石铵梯炸药每米质量值 4.装药量的计算 根据炸药供应及围岩情况，使用2号岩石铵梯炸药，其药卷直径
Ⅳ级围岩爆破设计 工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长 10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体 2风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎， 裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含 水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度 B=，高为H=。 爆破方案选择 为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实 施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所 以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏 进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆 破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天，采用2班循环 掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。 爆破参数选择 (一)上台阶参数计算 (1)炮眼数N 断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼 数目N可根据式（4-1）计算得出： (4-1) 式中，q—炸药消耗量，一般取~ 实际根据表4-1选取:
,,,。 S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV 级围岩开挖断面 ， 上台阶断面积为，中台阶断面积，下台阶断面积；仰拱断面积。 —系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取； —药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取； 根据上式计算得出，上台阶炮眼数为N1109个，中台阶炮眼数为N2102个，下台阶炮眼数为N394个，仰拱炮眼数为N425个。 表4-1 隧道爆破单位耗药量（） 开挖部位和掘进断面积/围岩类别 ⅣⅤⅢⅣⅡⅢI 单自由面 4—6 7—9 10—12 13—15 16—20 40—43 多自由面扩大挖底 表4—2 2号岩石铵梯炸药每米质量值 药卷直径32353840444550 (kg/m)
**隧道端洞门设计 一,技术标准及执行规范 1、技术标准 设计行车速度:40km/h 隧道主洞建筑限界净宽:1、50+0、25+2×3、5+0、25+1、50=10、50m 隧道建筑限界净高:5、0m 路基宽:8、5m 2、遵循规范 《公路工程技术标准》JTG B01-2003 《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026、1-1999 《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001 《地下工程防水技术规范》GB50108-2001 二、工程概况 根据隧道需风量分析确定,本隧道采用自然通风。 隧道内的供电照明负荷与应急照明按一级负荷考虑。 1、地形、地貌 隧道区地貌属于丘陵低山地貌。隧道地处山体的左侧山坡地段,地形起伏较大,山高坡陡,山体走向近SN向,隧道走向与其基本平行。在隧道的进出口地段发育路线走向呈小角度相交的小冲沟,呈“U”字型沟谷。隧道轴线通过路段地面标高222～310m,相对高差约88m,隧道顶板上覆围岩最大厚度约87、0m。地形坡度25～55°左右。山坡植被稀少,主要为灌木丛,坡面多
出露基岩。隧道通城端洞口段地处冲沟附近的G106底下,地形较平缓,覆盖层较厚,洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。黄泥界端洞口段地处SN向冲沟内的G106底下,地形较缓,基岩裸露,洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。 2.围岩分级 根据野外地质调查结合岩块室内岩石试验成果可知,该隧道片岩与花岗岩均为强风化,饱与抗压极限强度Rb小于30Mpa,为软质岩,岩石抗风化能力弱。 根据计算结果,强风化片岩与花岗岩围岩分级均为Ⅴ级。 3、水文地质 根据调查,隧道区的山体上未发现地表水体,亦未发现地下水出露点。根据钻孔内抽水试验可知:其地下水量<0、20t/d,但雨季受降雨影响,地表水将沿陡裂隙下渗,富集在F断层内,严重影响洞室的稳定,施工时应特别注意。 根据《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)附录D,隧道区地下水及地表水对混凝土结构均无腐蚀性。详细分析结果见工程地质报告。 三、洞门设计步骤 《公路隧道设计规范》关于洞口的一般规定: 1、洞口位置应根据地形、地质条件,同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求,通过经济、技术比较确定。 2、隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则,不得大挖大刷,确保边坡及仰坡的稳定。 3、洞口边坡、仰坡顶面及其周围,应根据情况设置排水沟及截水沟,并与路基排水系统综合考虑布置。 4、洞门设计应与自然环境相协调。
一、单位耗药量 单位耗药量(一) 按岩石坚固系数选定单位耗药量 岩石名称岩体特征坚固系 数f K值（kg/m3） 抛掷松动 各种土较松软 坚实的 ＜1 1～2 1～1.1 1.1～ 1.2 0.3～ 0.4 0.4～ 0.5 土夹石密实的1～4 1.2～ 1.4 0.4～ 0.6 页岩、千枚岩风化、破碎 完整的 2～6 4～6 1～1.2 1.2～ 1.4 0.4～ 0.5 0.5～ 0.6 板岩、泥灰岩较破碎面层、面层张开、泥质、薄层 较完整、层面闭合 3～5 5～8 1.1～ 1.3 1.2～ 1.4 0.4～ 0.6 0.5～ 0.7 砂岩 泥质胶结、中薄层、风化、破碎 钙质胶结、中厚层、中细粒结构、缝隙不甚发育 硅质胶结、石英质砂岩、厚层、缝隙不发育 4～6 7～8 9～14 1.1～ 1.2 1.3～ 1.4 1.4～ 1.7 0.4～ 0.5 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7 砾岩 胶结较差、以砂为主 胶结较好、以砾石为主 5～8 9～12 1.2～ 1.4 1.4～ 1.6 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7 白云岩、大理岩较破碎、裂隙频率＞4条/ m 完整、原岩 5～8 9～12 1.2～ 1.4 1.4～ 1.6 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7 石灰岩中薄层、含泥质、裂隙较发育厚层 完整、含硅质、致密状 6～8 9～15 1.2～ 1.4 1.4～ 1.6 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7
花岗岩风化严重、节理裂隙很发育多组交割、裂隙频率＞5条/ m 风化较轻、节理不甚发育、伟晶结构 未风化、完整、细粒结构、致密岩体 4～6 7～12 12～20 1.1～ 1.3 1.3～ 1.6 1.6～ 1.8 0.4～ 0.6 0.6～ 0.7 0.7～ 0.8 流纹岩、粗面岩、蛇纹岩较破碎的 完整的 6～8 9～12 1.2～ 1.4 1.5～ 1.7 0.5～ 0.7 0.7～ 0.8 片麻岩片理或节理裂隙结构发育的 完整、坚硬、密致 5～8 9～14 1.2～ 1.4 1.4～ 1.7 0.5～ 0.7 0.7～ 0.8 正长岩、闪长岩 较风化、整体性较差的 未风化、完整致密的 风化、裂隙频率＞5条/ m 8～12 12～18 5～7 1.3～ 1.5 1.5～ 1.8 1.1～ 1.3 0.5～ 0.7 0.7～ 0.8 0.5～ 0.6 石英岩石风化破碎、裂隙频率＞5条/ m 中等坚硬、较完整的 很坚硬、完整致密的 5～7 8～14 5～7 1.1～ 1.3 1.4～ 1.6 1.7～ 2.0 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7 0.7～ 0.8 安山岩、玄武岩裂隙、节理较发育 完整、致密的 7～12 12～20 1.3～ 1.5 1.6～ 2.0 0.6～ 0.7 0.7～ 0.8 辉长岩、辉绿岩、橄榄岩 裂隙、节理较发育 完整、致密的 8～14 14～25 1.4～ 1.7 1.8～ 2.1 0.6～ 0.7 0.8～ 0.9 单位耗药量(二) 按岩石密度选定单位耗药量（kg /m3） 岩石名称 岩石密度 （kg /m3） K值（kg/m3） 拋掷松动
**隧道端洞门设计 一，技术标准及执行规范 1.技术标准 设计行车速度：40km/h 隧道主洞建筑限界净宽：1.50+0.25+2×3.5+0.25+1.50=10.50m 隧道建筑限界净高：5.0m 路基宽：8.5m 2.遵循规范 《公路工程技术标准》JTG B01-2003 《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999 《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001 《地下工程防水技术规范》GB50108-2001 二、工程概况 根据隧道需风量分析确定，本隧道采用自然通风。 隧道内的供电照明负荷和应急照明按一级负荷考虑。 1、地形、地貌 隧道区地貌属于丘陵低山地貌。隧道地处山体的左侧山坡地段，地形起伏较大，山高坡陡，山体走向近SN向，隧道走向与其基本平行。在隧道的进出口地段发育路线走向呈小角度相交的小冲沟，呈“U”字型沟谷。隧道轴线通过路段地面标高222～310m，相对高差约88m，隧道顶板上覆围岩最大厚度约87.0m。地形坡度25～55°左右。山坡植被稀少，主要为灌木丛，坡
面多出露基岩。隧道通城端洞口段地处冲沟附近的G106底下，地形较平缓，覆盖层较厚，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。黄泥界端洞口段地处SN向冲沟内的G106底下，地形较缓，基岩裸露，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。 2.围岩分级 根据野外地质调查结合岩块室内岩石试验成果可知，该隧道片岩和花岗岩均为强风化，饱和抗压极限强度Rb小于30Mpa，为软质岩，岩石抗风化能力弱。 根据计算结果，强风化片岩和花岗岩围岩分级均为Ⅴ级。 3.水文地质 根据调查，隧道区的山体上未发现地表水体，亦未发现地下水出露点。根据钻孔内抽水试验可知：其地下水量<0.20t/d，但雨季受降雨影响，地表水将沿陡裂隙下渗，富集在F断层内，严重影响洞室的稳定，施工时应特别注意。 根据《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)附录D，隧道区地下水及地表水对混凝土结构均无腐蚀性。详细分析结果见工程地质报告。 三、洞门设计步骤 《公路隧道设计规范》关于洞口的一般规定： 1、洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求，通过经济、技术比较确定。 2、隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。 3、洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。 4、洞门设计应与自然环境相协调。
在石质隧道中,采用最多的是钻眼爆破法。其原理是利用装入钻孔中的炸药爆炸时产生的冲击波及爆炸物做功来破碎坑道范围内的岩体,可以用爆破漏斗来解释(图4-20)。 隧道工程中,钻爆作业必须按照钻爆设计钻眼、装药、连线和引爆,同时应满足钻眼爆破施工的质量要求。为此岩石隧道开挖前,应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材和出渣能力等因素综合考虑。做好钴爆设计,合理地确定炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和起爆顺序等,安排好循环作业等,以正确指导钻爆施工,达到预期的效果。 隧道工程中,一般要求钻眼爆破应满足以下条件。 (1)开挖轮廓成型规则,岩面平整,超欠挖量符合规定要求。 (2)爆破对围岩的扰动破坏小,以保证围岩(坑道)的稳定性。 (3)爆破后的石渣块度大小适中,抛掷范围相对集中,符合装渣作业要求。 (4)钻眼工作量少,耗用炸药等爆破材料少等。
(5)防止对周围设备的破坏,减少对环境尤其是水的污染。为此应充分研究下面的问题:岩石的抗爆破性及抗钻性;炸药品种及用量;炮眼布置形式和炮眼数量、直径、长度;装药结构;起爆顺序和起爆网络等。 炮眼的布置 炮眼布置首先应确定施工开挖轮廓线,然后进行炮眼布置。因此钻眼前应定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓,标出炮眼位置,经检查符合钻爆设计要求后方可钻眼。而炮眼的布置、深度、角度、间距等应按钻爆设计要求确定。 隧道爆破通常采用掏槽爆破,即将开挖断面上的炮眼分区布置和分区顺序起爆,逐步扩大完成一次爆破开挖,分区是按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼:即掏槽眼、辅助眼和周边眼。这三种炮眼除共同完成一个循环进尺的爆破掘进外,还各有其作用,并各有不同的布置要求及长度、方向和间距等要求。 (1)隧道洞身开挖轮廓线及预留变形量。坑道开挖后,围岩由于失去部分约束而产生向坑道方向的收缩变形,所以施工开挖轮廓线应在设计开挖轮廓线的基础上适当加大,称为预留变形量预留变形量的大小,主要取决于围岩级别、开挖断面大小,隧道跨度大小、开挖方法掘进方式、支撑或支护方法等因素的影响,变形量的大小可以根据实际测量数据分析确定并可进行调整。 (2)隧道钻爆开挖中炮眼的布置。隧道开挖爆破的炮眼数目与隧道断面的大小有关,多在几十至数百范围内。炮眼按其所在位置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可分为如下几种： 1)掏槽眼的布置。 ①掏槽眼的作用是将开挖面上适当部位先掏岀一个小型槽口,以形成新的临空面,为后爆辅助炮创造更有利的临空面,提高爆破效率。 ②掏槽眼本身只有一个临空面,且受周围岩石的夹制作用,故常采用较大的炸药单耗量k值和较大的装药系数a值,以增大爆破粉碎区,并利用爆炸冲击波及爆炸产物作功,将岩石抛掷出槽口。 ③为保证掏槽炮能有效地将石渣拋出槽口,常将掏槽眼比设计掘进进尺加深10~20cm 并采用孔底反向连续装药和双雷管起爆 ④槽口尺寸常在1.0~2.5m2之间,要与循环进尺、断面大小和掏槽方式相协调。要求掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。 ⑤合理布置掏槽眼,应掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,并通过计算确定用药量及放炮顺序。 ⑥掏槽方式一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类,如图4-21和图所示。
4.3 Ⅳ级围岩爆破设计 工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长10331m，隧道以碳 酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ 2 级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度B=14.22m，高为H=11.93m。 爆破方案选择 为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天，采用2班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。 爆破参数选择 (一)上台阶参数计算 (1)炮眼数N 断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼数目N可根据式（4-1）计算得出： (4-1) 式中，q—炸药消耗量，一般取1.2~2.4 实际根据表4-1选取: ,,,。 S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV级围岩开挖断面，上台阶断面积为，中台阶断面积，下台阶断面积 ；仰拱断面积。 ??—系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取???0.43；
??—药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取???0.78 ； 根据上式计算得出，上台阶炮眼数为N1?109个，中台阶炮眼数为N2?102个，下台阶炮 眼数为N3?94个，仰拱炮眼数为N4?25个。 表4-1 隧道爆破单位耗药量（） 表4—2 2号岩石铵梯炸药每米质量值 表4—3装药系数值 (2)每循环炮眼深度 本隧道工程初步拟定月掘进循坏进尺为85m，每掘进循环的计划进尺数l?120?28?2?2.1m，工程中炮眼利用率实取?0.91，由式（4-2）计算炮眼深度得炮眼深度为2.35m。 (4-2)
隧道端洞门设计
**隧道端洞门设计 一，技术标准及执行规范 1.技术标准 设计行车速度：40km/h 隧道主洞建筑限界净宽：1.50+0.25+2×3.5+0.25+1.50=10.50m 隧道建筑限界净高：5.0m 路基宽：8.5m 2.遵循规范 《公路工程技术标准》JTG B01-2003 《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999 《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001 《地下工程防水技术规范》GB50108-2001 二、工程概况 根据隧道需风量分析确定，本隧道采用自然通风。 隧道内的供电照明负荷和应急照明按一级负荷考虑。 1、地形、地貌 隧道区地貌属于丘陵低山地貌。隧道地处山体的左侧山坡地段，地形起伏较大，山高坡陡，山体走向近SN向，隧道走向与其基本平行。在隧道的进出口地段发育路线走向呈小角度相交的小冲沟，呈“U”字型沟谷。隧道轴线通过路段地面标高222～310m，相对高差约88m，隧道顶板上覆围岩最大厚度约87.0m。地形坡度25～55°左右。山坡植被稀少，主要为灌木
丛，坡面多出露基岩。隧道通城端洞口段地处冲沟附近的G106底下，地形较平缓，覆盖层较厚，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。黄泥界端洞口段地处SN向冲沟内的G106底下，地形较缓，基岩裸露，洞口轴线与地形等高线呈小角度相交。 2.围岩分级 根据野外地质调查结合岩块室内岩石试验成果可知，该隧道片岩和花岗岩均为强风化，饱和抗压极限强度Rb小于30Mpa，为软质岩，岩石抗风化能力弱。 根据计算结果，强风化片岩和花岗岩围岩分级均为Ⅴ级。 3.水文地质 根据调查，隧道区的山体上未发现地表水体，亦未发现地下水出露点。根据钻孔内抽水试验可知：其地下水量<0.20t/d，但雨季受降雨影响，地表水将沿陡裂隙下渗，富集在F断层内，严重影响洞室的稳定，施工时应特别注意。 根据《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)附录D，隧道区地下水及地表水对混凝土结构均无腐蚀性。详细分析结果见工程地质报告。 三、洞门设计步骤 《公路隧道设计规范》关于洞口的一般规定： 1、洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求，通过经济、技术比较确定。 2、隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。 3、洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。 4、洞门设计应与自然环境相协调。
隧道爆破设计方案 一、编制说明 1、编制依据 （1）根据洛栾高速公路洛嵩段No.9标段施工图、设计文件。 （2）根据河南省交通规划勘察设计院《招标文件》、《初步工程地质勘察报告》、《施工图设计资料》。 （3）根据国家现行的有关公路工程的施工规范、标准等： （4）通过现场踏勘所掌握的有关情况和资料及本企业的施工技术管理水平和已完工的类似工程成功的施工经验。 2、编制原则 （1）本方案遵守招标文件、合同条款及业主的各项规定，严格按照公路路基施工技术规范、验收标准中各项规定和设计文件、施工图的各项要求进行编制。 （2）从我项目部现有的技术设备水平和能力出发，积极引进、采用新技术、新工艺、新材料、新设备，采用科学合理的施工工艺、方案，规范化施工，程序化作业。 二、工程简介 玉皇庙公路隧道采用上下行分离设置的隧道，为小净距隧道+独立双洞隧道，小净距段设计线最小间距为15.2m。右线隧道长809m （K59+970~ K60+779），其中Ⅳ级围岩段长121m，Ⅲ级围岩段长688m，沿线路方向设计纵坡为-2.5%/350m、-3.0%/459m；左线隧道长815m （F2K59+968~F2K60+783），其中Ⅳ级围岩段长112m，Ⅲ级围岩段长
703m，设计纵坡为-2.7%/347.42m、-3.0%/467.58m。 三、围岩级别 隧道所在山体顶部被第四系地层所覆盖，两侧沟边及半坡有基岩裸露，岩体完整性好，局部破碎，以坚硬岩为主，山体围岩级别为Ⅲ级，局部破碎带为Ⅳ级。沿线路方向表层为褐红色粉质粘土，无基岩出露。进口：0-3.5m为红褐色夹灰褐色安山岩，强风化；3.5-20m为红褐色夹灰褐色安山岩，中风化；出口：0-1.0m耕植土，黄褐色，夹风化岩屑，1-4.5m为红褐色夹灰褐色安山岩，强风化，4.5-20m为红褐色夹灰褐色安山岩，中风化。隧道围岩分级见下表： 围岩级别分类表 四、施工组织机构 为保证玉皇庙隧道爆破施工的顺利进行，保证工程的安全和质量，项目部成立“隧道爆破施工领导小组”，技术、施工、材料、机械、质检全面配合，统一协调，坚决保证爆破的顺利进行，领导小组对内指挥生产，对外负责履行合同。小组成员及分工如下：组长：魏跃东负责隧道的整体计划、协调； 副组长：唐定提供技术方案，负责全面技术问题； 副组长：虞文中负责现场施工组织安排及机械调配；
目录 一、编制依据和执行标准 1 二、工程概况1 三、工程地质、水文情况 2 四、交通条件 4 五、进洞及洞口明挖段开挖、支护 4 六、隧道爆破掘进 6 七、钻爆施工12 八、装碴运输25 九、初砌施工方法26 十、通风、供水和供电技术措施40 十一、不良地质地段施工方法45 十二、施工监控量测50 十三、隧道施工安全技术保证措施58 十四、大断面软岩隧道控制变形技术及防坍塌措施73 十五、环境保护的技术保证措施75 十六、雨季施工安全保证措施77 十七、应急救援预案78 十八、机械设备表81 - I -
一、编制依据与执行标准 1 编制依据 1.1 施工现场勘察与调查资料。 1.2现有的爆破技术水平、实际装备能力以及施工管理水平。 1.3施工图纸、设计说明。 1.4《公路隧道设计规范》。 1.5《公路工程技术标准》。 1.6《公路隧道施工技术规范》 1.7《公路隧道通风照明设计规范》 2执行标准 2.1 GB6722-2003《爆破安全规程》； 2.2《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》； 2.3《浙江省民用爆炸物品管理实施细则》； 2.4《公路路基施工技术规范》。 2.5其他有关国家、地方的法规和条例； 2.6 温州市公安机关关于民用爆炸物品的有关管理条例 2.7《公路工程质量检验评定标准》。 二、工程概况 雁楠公路是连接温州市乐清雁荡山和永嘉楠溪江的旅游专线公路，本工程设计采用交通部《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中的二级公路技术标准设计。设计时速为60Km/小时，本合同段起点桩号为K0+000，
终点桩号K15+800，全长15.8公里，其中K0+000—K13+741.4段路基宽度为10m, K13+741.4—K15+800段路基宽度为8.5m。筋竹岭隧道全长849m,起讫桩号为K2+540-K3+389，其主要技术参数如下表： 三、工程地质及水文地质条件 3.1工程地质条件（地形、地貌） 本隧道地段属于低山丘陵区，隧道洞身埋置深度较大，最大埋深约115m，围岩地层为上侏罗统西山头组晶玻屑凝灰岩和霏细岩。微风化为主，岩石致密、坚硬，强度较高，大部分属硬质岩。。 本工程区域构造属华南褶皱系浙东南褶皱带之温州-临海坳陷的东南部，界于温州-泰顺断坳和黄岩-象山断坳之间。构造格式以脆性断裂为主，褶皱不明显。通过本区的大断裂主要有温州-镇海大断裂、泰顺-黄岩北东向大断裂及温州-丽水北西向大断裂。这三条大断裂形成于燕山晚期，在较近地质时期内均有活动迹象，并伴有南北向、东西向的三、四级断裂带。区段内构造格局总体呈网格状，表现为碎裂岩带和碎块岩带，迹象明显。由区域性大断裂派生的次级构造普遍发育，主要表现为小断裂的节理带，影响隧道路堑边坡岩体完整性及稳定性。 本区地震动峰值加速度分区为0.05g区，相当于地震基本烈度为VI 度区。 3.2气象、水文
一、工程概况： 1、隧道总长3211m 2、隧道形状及断面要求：断面为半圆拱形，墙高15m，宽8m 3、隧道特点及环境条件：隧道围岩坚固性系数f=11～13，隧道旁55m有一座水工隧道，水工隧道的安全振动速度不能超过7～15 cm∕s；同时，隧道为浅埋隧道，最小埋深为22m，隧道上方沿隧道走向有另外一条南水北调中线工程隧道——王家岭隧道，该隧道能够承受的最大振动速度为3 cm∕s 4、地质条件：岩性以泥岩夹砂岩为主；区内构造节理不发育，地表水较发育，地下水以基岩裂隙水为主 5、工期要求：隧道掘进工期定为12个月 6、设计内容及要求 完成设计说明书，主要内容包括： 1）根据环境条件，进行最大装药量的安全验算 2）要求周边孔采用光面爆破施工，完成详细地隧道和炮孔装药参数表 3）完成隧道断面布孔图，掏槽孔形状及布孔图 4）完成所有炮孔装药结构图 5）完成炮孔起爆顺序及起爆网路图 6）主要技术经济指标 a、断面开挖面积（2m） b、单位面积炮孔数（个） c、设计炮孔利用率（%） d、预计的循环进尺（m） e、每循环爆破岩石量（m``3） f、比钻孔量（m/ m``3） g、炸药单耗（kg∕m``3）
二、掘进爆破方案及爆破安全要求 1、隧道断面结构设计： 2、掘进方式： 采用分台阶掘进法，上断面掘进高度为8m ，面积为57.132m ，下断面开挖面积882m ，为了减小爆破振动强度，上断面布置楔形掏槽孔，上次掘进爆破成形，单循环进尺控制在1.5～2.7m 之间。下断面布置采用水平炮孔爆破开挖，单次爆破进尺为5m 。周边孔采光面爆破。上断面始终超前下断面10m 以上。 三、爆破参数设计： 1、凿岩机具及爆炸物品： 采用凿岩台车配备9台7655型气腿式凿岩机，孔径40mm 。 2、确定最大段装药量： 根据公式：Q m =R 3(V/K)3/α 确定最大一段允许用药量。 查表得：取K=100 α=1.5 隧道断面为半圆拱形，墙高15m ， 宽8m 。断面面积145.132m
第四章洞门设计 4.1洞门设计步骤 《规范》关于洞口的一般规定 1.洞口位置应根据地形、地质条件，同时结合环境保护、洞外有关工程及施工条件、营运要求，通过经济、技术比较确定。 2.隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定。 3.洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。 4.洞门设计应与自然环境相协调。 4.1.1确定洞门位置洞口位置的确定应符合下列要求 1.洞口的边坡及仰坡必须保证稳定。 2.洞口位置应设于山坡稳定、地质条件较好处。 3.位于悬崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；应避免在不稳定的悬崖陡壁下进洞。 4.跨沟或沿沟进洞时，应考虑水文情况，结合防排水工程，充分比选后确定。 5.漫坡地段的洞口位置，应结合洞外路堑地质、弃渣、排水及施工等因素综合分析确定。 6.洞口设计应考虑与附近的地面建筑及地下埋设物的相互影响，必要时采取防范措施。 7.洞门宜与隧道轴线正交；地质条件较好；做好防护；设置明洞。 洞口地质条件 洞口入口端位于山体斜坡下部，斜坡自然坡度约45°左右，隧道轴线与地形等高线在右洞为大角度相交，位置较好，围岩上部为覆盖层为碎石质，厚度为0.6m-1.7m，下部为砂质板岩，全风化岩石厚为0-2.0m强风化岩厚为0-6.4m,砂质板岩与变质砂岩中风化厚度为8.1-15.8m;为软岩,薄层状结构,岩体破碎,软 岩互层,主要结构面为层面及节理裂隙面,结构面的不利组合对围岩有影响;地下水以基岩裂隙水为主,围岩为弱透水,可产生点滴状出水,局部可产生线状出水;围岩稳定性差。 4.1.2确定洞门类型 洞门类型及适用条件 洞门的形式很多，从构造形式、建筑材料以及相对位置等可以划分许多类型。目前，我国公路隧道的洞门形式有: 端墙式洞门翼墙式洞门环框式洞门台阶
4、3 Ⅳ级围岩爆破设计 4、3、1、1工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河,隧道全长10331m, 隧道以碳酸盐岩与碎屑岩为主,隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破 2碎等,隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造,围岩较为破碎,裂缝较发育, 断裂带附近易富水,岩溶水赋水性为中等,碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩 裂隙水含水层,所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型,跨度B=14、22m,高 为H=11、93m。 4、3、1、2爆破方案选择 为了保证隧道的开挖质量,又能加快施工速度,缩短工期,故IV级围岩实施 爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案,由于围岩较为破碎,所以采 用段台阶法,实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法,所以每循坏进尺的 爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面,先对上台阶进行爆破开挖、出渣,当上台阶向前开挖推进一定距离后,再对中、下进行爆破作业,应尽量减少 相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天,采用2班循环掘进平行作业,月掘进计划进尺为120m。 4、3、1、3爆破参数选择 (一)上台阶参数计算 (1)炮眼数N 断面炮眼数就是受多个因素限制,它与爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼 数目N可根据式(4-1)计算得出: (4-1) 式中,q—炸药消耗量,一般取1、2~2、4 实际根据表4-1
选取: ,,,。 S—爆破作业的面积,由开挖断面图可知,IV 级围岩开挖断面 , 上台阶断面积为,中台阶断面积,下台阶断面积;仰拱断面积。 τ —系数,根据表4-3取值,选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取τ =0、43; γ —药卷的炸药质量,2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2;本工程中取γ =0、78 ; 根据上式计算得出,上台阶炮眼数为N1=109个,中台阶炮眼数为N2=102个,下台阶炮眼数为N3=94个,仰拱炮眼数为N4=25个。 表4-1 隧道爆破单位耗药量() 开挖部位与掘进断面积/围岩类别 ⅣⅤⅢⅣⅡⅢI 单自由面4—6 7—9 10—12 13—15 16—20 40—43 1、5 1、3 1、2 1、2 1、2 1、8 1、6 1、5 1、4 1、3 2、3 2、0 1、8 1、7 1、6 1、1 2、9 2、5 2、25 2、1 2、0 1、4 多自由面扩大挖底0、6 0、52 0、74 0、62 0、95 0、79 1、2 1、0 表4—2 2号岩石铵梯炸药每米质量值 药卷直径32353840 44 45 50 (kg/m) 0、7 8 0、 96 1、 10 1、 25 1、 52 1、 59 1、 90
翠峰山洞门设计 洞门位置选择 1、入口端 根据隧道洞门处地形和岩性确定入口为（上行线K256+200,下行线K258+254） 2、出口端 根据隧道洞门处地形和岩性确定出口为(上行线K258+270,下行线K256+212)洞门类型选择 翠峰公路隧道为分离式单向行车双线隧道。洞口进出口皆为Ⅳ级围岩，围岩为强弱风化硅化板岩，裂隙较发育，岩体被切割成块石状，自然边坡都较为稳定，围岩地质状况都较好。洞门形式皆采用翼墙式洞门。 洞门构造要求 （1）洞门仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离不小于 1.5m，水沟沟底与衬砌拱顶外缘的高度不应小于1.0 m，洞门墙顶应高出仰坡脚0.5m以上。 （2）洞门墙基基底埋入土质地基的深度不应小于 1.0m，嵌入岩石地基的深度不应小于0.5m ，墙基底埋设的深度应大于墙边各种沟、槽基础底埋设的深度。 （3）松软地基上的基础，当地基强度不足时，可采用扩大，加固基础等措施。洞门建筑材料选择 洞门建筑材料的选择应该符合结构强度和耐久性的要求，同时满足抗冻、抗渗和抗侵蚀的需要。根据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）的规定，洞门建筑材料选用如表： 表洞门建筑材料
洞门强度和稳定性验算 该隧道翼墙式洞门采用等厚直墙，墙身微向后倾斜，斜度约为1:，洞口仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离为2m ，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底到衬砌拱顶外边缘的高度为2m ，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.8m ，水沟底下填土夯实。洞门基底埋入土质地基的深度为1.5m 。 表 洞门设计计算参数 洞门设计参数见表，洞门材料选用C25混凝土，重度3'/23m KN =γ。 3.5.1 洞门验算图 洞门为翼墙式洞门，翼墙厚度为1.7m ，翼墙长度为6.5m ，如图 图 翼墙式洞门横断面图 1、验算翼墙时取洞门端墙前之翼墙宽1延米处（条带Ⅰ宽1m ），取其平均高度，按挡土墙验算其强度及稳定性，从而确定翼墙尺寸与截面厚度。 2、验算洞门主墙受力最大的A 部分与翼墙共同作用部分（条带Ⅱ宽1m ）作为验算条带的滑动稳定性。 3、验算端墙时取B 部分（条带Ⅲ宽0.5m ）作为验算条带，视其为基础落
赣龙铁路GL-5标段隧道工程 联络线项目部新龙门隧道 新龙门隧道 爆破专项方案 编制: 李欢芳 复核: 钮刚 审核: 吴智 中铁五局赣龙铁路工程指挥部联络线项目部 二零一三年十一月
目录 1.设计说明 (4) 1.1 设计依据 (4) 1.2 工程要求和目的 (4) 1.3 爆破设计原则 (5) 2.工程概况 (5) 2.1爆破周围环境状况 (6) 2.2爆破方案的确定 (6) 3.隧道爆破方案 (6) 3.1明挖方案 (6) 3.2洞身掘进方案 (6) 4.隧道爆破设计 (7) 4.1根据安全允许距离计算炸药总量（瞬发爆破最大装药量） (7) 4.1隧道明挖部分施工 (9) 4.2 隧道洞身Ⅲ级围岩施工方案 (9) 4.3隧道洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩施工方案 (14) 4.3隧道爆破效果验证 (14) 4.4工期安排及主要设备情况 (15) 6.爆破安全控制措施 (19) 6.1 爆破警戒布置 (20) 6.2 爆破安全防护措施 (21) 6.3隧道爆破施工安全保障措施 (22) 6.4 爆破作业特殊处理措施 (24) 7爆破施工安全及管理 (25) 7.1房屋调查及危房防护 (25) 7.2爆破震动测试 (25)
7.3设备安全防护 (25) 7.4安全警戒及讯号标志 (25) 7.5起爆信号 (25) 7.6事故预防措施 (26) 8.爆破指挥部组织机构 (26) 8.1 爆破工作人员具备条件 (27) 8.2 爆破领导人的职责 (27) 8.3 爆破工程技术人员的职责 (28) 8.5 爆破班长的职责 (28) 8.6 爆破员的职责 (28) 9.爆破作业中可能出现的危险性预测和应急救援预案 (29) 9.1 爆破作业中可能出现的危险性预测 (29) 9.2爆炸应急预案 (29) 9.3飞石伤人应急救援预案 (30)
隧道爆破设计计算
4.3 Ⅳ级围岩爆破设计 4.3.1.1工程概况 大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长 10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩 2体风化、破碎等，隧道围岩多为Ⅳ级。隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质 岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。隧道断面设计为马蹄型，跨度B=14.22m，高为H=11.93m。 4.3.1.2爆破方案选择 为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实 施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎， 所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。由于采用三台阶的开挖方法，所以每 循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。对于一个开挖断面，先对上台阶 进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆 破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。每月施工28天，采用 2班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。 4.3.1.3爆破参数选择 (一)上台阶参数计算 (1)炮眼数N 断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。炮眼 数目N可根据式（4-1）计算得出： (4-1)
式中，q —炸药消耗量，一般取1.2~2.4 实际根据表4-1选取: ,,,。 S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV级围岩开挖断面 ， 上台阶断面积为，中台阶断面积，下台阶断面积；仰拱断面积。 τ —系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取τ = 0.43； γ —药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取γ = 0.78； 根据上式计算得出，上台阶炮眼数为N1=109个，中台阶炮眼数为N2=102个，下台阶炮眼数为N3=94个，仰拱炮眼数为N4=25个。 表4-1 隧道爆破单位耗药量（） 开挖部位和掘进断面积/围岩类别 ⅣⅤⅢⅣⅡⅢI 单自由面 4—6 7—9 10— 12 13— 15 16— 20 40— 43 1.5 1.3 1.2 1.2 1.2 1.8 1.6 1.5 1.4 1.3 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.1 2.9 2.5 2.25 2.1 2.0 1.4
重庆市石柱县万胜坝水电站引水隧洞工程 转角坝隧洞 梨子坪隧洞 爆 破 施 工 方 案 编制: 审核: 批准: 四川建设(集团)有限责任公司 二00六年月日
目录 一、爆破作业范围及特点 (1) 二、爆破方案设计 (1) (一)、洞外明挖 1、爆破设计原则 (1) 2、爆破作业施工机具的选择 (2) 3、施工方案 (3) (二)、洞挖 1、爆破设计原则 (4) 2、爆破作业施工机具的选择 (4) 3、施工方案 (4) 三、爆破危害控制 (6) 1、爆破震动危害控制 (6) 2、爆破飞石控制 (8) 四、爆破安全措施 (9) 1、爆破安全措施 (9) 2、爆破器材的储存 (9) 3、爆破器材的使用 (10) 4、剩余爆破器材的处理 (12) 五、爆破图表 (13) 六、涉爆工作人员 (14)
重庆石柱县万胜坝水利工程（一期） 转角坝隧洞、梨子坪隧洞爆破施工方案重庆市石柱县万胜坝水利工程（一期）主要包括拦水大坝、排洪道、引水隧洞工程等，前两项已先期开工，我公司施工转角坝隧洞全长及部分花椒坪隧洞，施工中洞口明槽（明渠）需爆破作业，隧洞开挖采取钻爆施工，为保证爆破作业安全，编制此爆破作业方案。 一、爆破作业范围及特点 1、转角坝隧洞进口端明渠部分10m长，开挖深度大于2m，采取全宽机械后退式开挖，由于覆盖层主要为砂岩，采取钻爆施工，自卸式汽车运输.施工点外约100m处有民宅聚集,爆破施工中应重点控制爆破震动及爆破飞石危害. 2、转角坝隧洞出口明渠段23m,覆盖层为砂岩，采取钻爆施工，人力装渣运输。明渠位于山坡中，属山堑半挖半填开挖，坡下有小发电站蓄水池，上游方向有电站值班房，爆破时应重点控制爆渣抛掷距离，减少飞石。 3、隧洞穿越岩层主要为长石石英岩采取钻爆破作业，光面爆破。 二、爆破方案设计 （一）、洞外明渠开挖 1、爆破设计原则 主要为削坡浅挖，采取加强松动爆破，分段微差起爆；为保证边（仰）坡成型质量，减小爆破扰动，确保边坡稳定，靠近边（仰）坡位置采取光面爆破。