金温铁路扩能改造工程隧道专项方案JWSG

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金温铁路扩能改造工程隧道专项方案JWSG 本文简介：金温铁路扩能改造工程JWSG-Ⅴ标段狮子岭隧道DK173+641.48爆破施工安全专项方案中铁十三局集团有限公司金温扩能改造工程指挥部二分部二O一O年十二月金温铁路扩能改造工程JWSG-Ⅴ标段狮子岭隧道DK173+641.48爆破工程一、工程概况金温扩能铁路位于浙江省西南部地区，起自金华。途经金华市

金温铁路扩能改造工程隧道专项方案JWSG 本文内容：

金温铁路扩能改造工程JWSG-Ⅴ标段

狮子岭隧道DK173+641.48爆破施工

安

全

专

项

方

案

中铁十三局集团有限公司

金温扩能改造工程指挥部二分部

二O一O年十二月

金温铁路扩能改造工程JWSG-Ⅴ标段

狮子岭隧道DK173+641.48爆破工程

一、

工程概况

金温扩能铁路位于浙江省西南部地区，起自金华。途经金华市所辖的金华市区、武义、永康和丽水市所辖的缙云、丽水市区、青田到达温州市区。金温铁路通过浙赣铁路向北连接杭州枢纽，沟通上海、江苏以及我国华北、东北，往西通往江西并向中南、西南、西北地区辐射；通过温福铁路连接福建、粤东及华南地区，正线全长188.812km。

JWSG-Ⅴ标段二分部管段位于温州市瓯海区和鹿城区内，起点在瓯海区泽雅镇的麻芝川村DK154+814处，在源口村一跨温原线,经天长岭隧道出口二跨温原线，经梅屿村三跨温原线，最后在横塘村跨瓯海大道进入温州火车南站（终点DK187+570），正线全长16km，温州地区客车联络线2条共计8km。线路沿线所经两区（瓯海区、鹿城区）、三镇（泽雅镇、郭溪镇、双屿镇）、十二村（源口村、天长村、曹平村、宋岙底村、双岙村——上岙和下岙、西岙村、梅屿村、浦北村、仙门村、横塘村、林桥头村、潘桥村）、两河（梅溪和郭溪）、六路（温原线、双岙工业区路、下岙路、前榕路、景德东路、瓯海大道）。

本工程属于JWSG-Ⅴ标段第二分部。狮子岭隧道位于浙江省温州市瓯海区及鹿城区境内。进口为瓯海区泽雅镇天长村，出口为鹿城区双屿双岙村。线路起讫里程DK173+641.48到DK182+315止全长8673.52m。本工程隧道长度较长设斜井一座（宋岙底村），长度为459m。洞身地段基本无村庄。隧道进、出口交通较为便利，均有水泥公路通往。

狮子岭隧道DK173+641.48进口位于瓯海区泽雅镇天长村境内，隧道根据中铁第四勘察设计院集团有限公司设计金温双线隧道图纸设计单洞双线隧道。具体开挖方式从狮子岭隧道进口DK173+641.48单头开挖3958.52ｍ和宋岙底隧道DK177+600辅助洞相通。

狮子岭隧道进口下方距既有道路瓯海大道30ｍ，与已有天长岭公路隧道毗邻35ｍ，狮子岭隧道进口施工环境较为复杂。隧道下方35ｍ为天长岭隧道变电房及瓯海大道沿线的路灯、路杆。隧道正对面100ｍ处为天长石矿办公室处、变压器、电力线、和98ｍ门卫治安室。天长岭公路隧道后方130ｍ处为四条通信线路分别为：电信、移动、网通、广播电视。目前均与所属单位签订安全协议（后附：爆破平面示意图）

二、爆破方案的选择

根据设计图要求，隧道按照“新奥法”原理设计与施工。根据沿线地形、地质情况、所处的地理位置和周边环境，软岩采用机械或人工开挖，硬岩采用光面爆破、预裂爆破技术开挖。

1、II、III级围岩采取全断面法施工，微差松动控制爆破技术开挖，循环进尺不大于3.0m。

2、IV、V级围岩隧道采取台阶法开挖，循环进尺不大于2.0m。

3、洞口明挖部分采用浅眼微差松动控制爆破技术开挖。浅明挖采用浅孔松动控制爆破技术一次开挖成型；深明挖采用松动控制爆破技术分层分部开挖施工。

由于隧道断面较大，环境和岩石不利时易采用半段面法，即以上半段面快速掘进到一定里程停止前进，再扩大为全断面开挖。隧道爆破作业时严格控制单段起爆最大装药量及爆破震动，炸药单耗控制在0.9～2.5kg/m3之间，严格控制循环进尺。明挖爆破时严格控制炸药单耗在0.2～0.35kg/m3之间，采取松动爆破技术，加强安全防护及警戒，确保爆破飞石控制在安全范围内。爆破施工中根据实际爆破效果及时进行参数调整。

三、爆破参数设计与装药量计算

3.1、II、III级围岩隧道采用全断面爆破参数设计

a、炮眼直径d=40mm，Ⅴ级围岩炮眼深度L=0.8-1.5m，Ⅳ级围岩炮眼深度L=2.0m，Ⅲ级、Ⅱ级围岩炮眼深度L=3.0m

b、炮眼数目N的确定：

根据公式N=qS

/Δ

式中：q——单位炸药消耗量；

围岩级别

开挖断面积（m2）

炮眼个数

（个）

备注

Ⅱ、Ⅲ级围岩

S=129.92

222

Δ——装药系数，0.6-0.7；

S——隧道开挖断面面积。

Ⅴ级围岩区段采用分部开挖，人工挖掘或弱爆破开挖，其炮眼布置可根据开挖局部实际情况适当布置。

Ⅳ级围岩、Ⅲ级和Ⅱ级围岩其炮眼数目根据公式计算，本隧洞根据设计及地质情况确定为Ⅱ、Ⅲ级围岩占80%，炮孔数目见上表。

3.2、炮眼布置方式的选择

隧道开挖爆破的炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。

1）掏槽眼：每对掏槽眼间距为0.2～0.6m，眼底间距为0.1～0.2m。掏槽眼与工作面夹角为55°～75°。参考《工程爆破理论与技术》表8-2，本工程掏槽眼间距0.3m，超深0.2m,工作面夹角10～15°；

2）辅助眼：辅助眼间距一般取0.6～0.9m，本工程取0.8～0.9m，施工中可做适当调整；

3）光爆眼：间距一般取炮眼直径的8～15倍。在节理裂隙发育的岩石中，应取小值；在整体性较好的岩石中，应取大值；

4）底眼：底眼间距一般为0.4～0.7m；底眼口应比隧道底板高出0.1～0.2m，但眼底应低于底板0.1～0.2m。

3.3、炮孔装药量

1）掏槽眼

Q1=ηLr

式中：η—炮孔装药系数，取η=0.9；

L—炮眼深度，LⅢ=3.2m

LⅣ=2.2m

LⅤ=1.7m;

r—每米长度炸药量，r=0.78kg/m。

经计算QⅢ=2.24kg

取2.2kg；

QⅣ=1.54kg

取1.5kg；QⅤ=1.19kg

取1.1kg。

2）辅助眼

QⅢ=ηLr=0.8×3.0×0.78=1.87kg，取1.8kg；

QⅣ=ηLr=0.8×2.0×0.78=1.24kg，取1.2kg；

QⅤ=ηLr=0.7×1.5×0.78=0.82

kg，取0.8kg。

3）光爆眼

一般为辅助眼的1/3～1/4，QⅢ=0.6kg

QⅣ=0.4kg

QⅤ=0.3kg。

Ⅱ级、Ⅲ级围岩全断面开挖隧洞钻爆设计参数表

炮孔类别

炮孔深度（m）

炮孔个数（个）

单孔药量（kg）

总药量（kg）

雷管段别

掏槽孔

3.2

6

2.2

13.2

1

3.2

8

2.2

17.6

2

辅助孔

3.0

9

1.8

16.2

3

14

25.2

5

17

30.6

6

19

34.2

7

21

37.8

9

25

45

11

周边孔

3.0

38

0.6

22.8

13

底孔

3.0

24

1.8

43.2

15

开挖面积

116.10平方米

循环进尺

3米

单位炸药量

0.89kg/m3

最大单响药量

45kg

一次爆破总药量

285.8kg

Ⅳ级围岩分部开挖隧洞钻爆设计参数表

上台阶钻爆设计参数表

炮孔类别

炮孔深度（m）

炮孔个数（个）

单孔药量（kg）

总药量（kg）

雷管段别

掏槽孔

2.2

6

1.5

9

1

2.2

8

1.5

12

3

辅助孔

2.0

9

1.2

10.8

5

10

12

7

15

18

9

17

20.4

10

21

25.2

11

25

30

13

周边孔

2.0

40

0.4

16

15

下台阶钻爆设计参数表

主炮孔

2.0

17

1.2

20.4

1

15

18

3

13

15.6

5

底孔

2.0

13

1.2

15.6

7

周边孔

2.0

12

0.4

4.8

9

其

他

参

数

开挖面积

137.40平方米

循环进尺

2米

单位炸药量

0.84kg/m3

最大单响药量

上台阶30kg，下台阶20.4

kg

一次爆破总药量

上台阶：153.4

kg

，下台阶74.4

Ⅴ级围岩分部开挖隧洞钻爆设计参数表

上台阶钻爆设计参数表

炮孔类别

炮孔深度（m）

炮孔个数（个）

单孔药量（kg）

总药量（kg）

雷管段别

掏槽孔

1.7

6

1.1

6.6

1

1.7

8

1.1

8.8

3

辅助孔

1.5

9

0.8

7.2

5

10

8

7

15

12

9

17

13.6

10

21

16.8

11

25

20

12

27

21.6

13

周边孔

1.5

45

0.3

13.5

15

下台阶钻爆设计参数表

主炮孔

1.5

19

0.8

15.2

1

17

13.6

3

15

12

5

13

10.4

7

底孔

1.5

15

0.8

10.4

9

周边孔

1.5

16

0.3

4.8

11

其

他

参

数

开挖面积

143.92平方米

循环进尺

1.5米

单位炸药量

0.9kg/m3

最大单响药量

上台阶21.6kg，下台阶15.2

kg

一次爆破总药量

上台阶：128.1

kg

，下台阶66.4

kg

3、明挖浅眼台阶法微差松动控制爆破参数设计

对于浅明挖采用浅眼松动控制爆破技术一次开挖成型；深明挖采用松动控制爆破技术分层、分部开挖。台阶高度一般控制在2-3m之间。

3.4、明挖爆破布孔及钻孔设计

明挖爆破时钻垂直孔，平面布置成梅花形、矩形或方型，钻孔直径d=40mm，其它爆破参数按以下各式计算：

7.2.1、台阶高H=1～3m；

7.2.2、钻孔超深h=0.4～0.5m；

7.2.3、炮眼深度L=H+h；m；

7.2.4、堵塞长度l’=(1.0～1.3)b;

m；

7.2.5、装药长度l=L-l’，

m；

7.2.6、孔间距a=（1.0～1.2）b；m；

7.2.7、排距b=1.0～1.3

m；

7.2.8、单孔药量Q=q·a·b·H，

kg；

7.2.9、炸药单耗：0.30～0.6，kg/m3（以岩性而定）;

Φ40浅台阶松动控制爆破参数表

H(m)

h(m)

a(m)

b(m)

L(m)

l(m)

l’(m)

Q(kg)

1

0.4

1.2

1.0

1.4

0.3

1.1

0.35

2

0.4

1.3

1.1

2.4

1.0

1.3

0.8

3

0.4

1.3

1.2

3.4

1.8

1.6

1.4

四、爆破安全验算

4.1、爆破震动安全控制

对于隧道口爆破开挖附近存在有需保护的建（构）筑物时，为确保建（构）筑物结构安全，必须严格控制爆破震动。

根据本工程所处的地理位置，需要对不同距离内的路面和隧道结构进行验算以确定同段起爆最大装药量，依据“爆破安全规程（GB6722-2003）”提出的计算公式。微差爆破时的单响最大段药量Q，参照下表以便指导施工。

根据《爆破安全规程》计算：Q=R3(V/K)3/α

式中：Q—最大一段的装药量，kg

;

R—距爆源中心的距离，m

；

K—与介质特性、爆破方式及其它因素有关系数取150；

V—非抗震性钢筋混凝土框架房屋和沥青路面允许振速取2cm/s；

交通公路隧道允许振速取10cm/s；

α—地震衰减指数取1.5。

爆破地震安全允许标准

建筑物和构筑物类型

安全震动速度

土窑洞、土坯房、毛石房屋

0.5～1.5cm/s

一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物，沥青路面

2.0～3.0cm/s

钢筋混凝土框架房屋

3.0～5.0cm/s

水工隧道

7～15cm/s

交通隧道

10～20cm/s

爆区不同岩性的k、

a值

岩性

k

a

坚硬岩石

50～150

1.3～1.5

中硬岩石

150～250

1.5～1.8

软岩石

250～350

1.8～2.0

表：不同距离的最大一段的装药量值对照表

序号

R/m

安全震动速度v

同段起爆最大药量Q/kg

1

35

2cm/s

7.6

2

40

2cm/s

11.38

3

50

2cm/s

22.23

4

60

2cm/s

38.41

5

70

2cm/s

60.99

6

80

2cm/s

91.04

本工程爆破点离天长岭公路隧道为35m，在爆破作业时控制爆单次总药量在240公斤以下，明挖爆破采用五孔一响最大段单响药量为7

kg，求出爆破震速为2.41

cm/s，远远小于国家《爆破安全规程》公路隧道安全允许震速为10～20

cm/s，所以爆破产生的震动不会对天长岭隧道造成破坏性的影响。

本工程爆破点离瓯海大道为30m，在爆破作业时控制爆单次总药量在240公斤以下，明挖爆破采用三孔一响最大段单响药量为4.2

kg，求出爆破震速为1.87

cm/s，小于国家《爆破安全规程》沥青公路路面安全允许震速为2～3

cm/s，所以爆破产生的震动不会对瓯海大道路面结构造成破坏性的影响。

由于隧道进口暗挖段距离瓯海大道和天长岭隧道60多米。洞口围岩主要是Ⅳ、Ⅴ级围岩。根据方案采用台阶法开挖最大段单响药量在30kg，对照上表60m距离最大同段药量允许为38.41kg，因此在爆破作业时控制最大段药量不超过38.41kg不会对60m隧道和路面造成损坏，在爆破施工时对瓯海大海实行短暂交通管制（附交通管制方案），入洞后隧道实际施工中根据不同爆破部位参照上表控制单段起爆最大装药量，可确保爆破震动不会对周边建（构）筑物造成伤害。

4.2、爆破飞石控制

个别飞石的飞散距离按下式进行计算，即：

RF=KD

式中：

RF——个别飞石的飞散距离，m

K——安全系数，按经验系数一般取15～16，与爆破的地形地貌，爆破方式，堵塞长度有关的系数。

RF=（15～16）×4=60～64m

根据上式核算允许飞石安全距离64米，但由于狮子岭隧道进口的环境复杂为确保万无一失采用以下飞石防护措施：

隧洞爆破安全防护采取洞口外20米处砌M75片石挡墙，高2米，在挡墙后加盖竹排及钢筋网等防护（见附图：隧道洞口防护图），以确保爆破飞石不飞到已有线路上。洞口爆破警戒范围距离洞口不小于300m。并且爆破时要联系交通部门对既有线路进行交通管制处理。

对于明挖爆破需加强覆盖，采用“孔口压沙包+炮被+沙包+安全网”的安全防护方法，另外,在距离爆破体表面2m高度设置帆布材料做成的移动防护棚，以防治个别飞石溢出。（见附图：明挖爆破体安全防护图）。

金温扩能改造工程

第二分部：DK173+641.48---DK182+315隧道爆破开挖

交通管制

设

计

方

案

编制人员：

刘

建

编制单位：

中铁十三局集团有限公司

金温扩能改造工程指挥部二分部

编制日期：

2010年11月28日

金温扩能改造工程

第二分部：DK173+641.48---DK182+315隧道爆破开挖

交通管制方案

一.

工程概况：

本次工程的任务是采用浅孔松动控制爆破方法，将在瓯海大道天长岭隧道（天长村）段上方30米狮子岭隧道开口岩体采用松动控制爆破开挖进洞，爆破工程量约1000m3。金温扩能改造工程狮子岭隧道口爆破区域紧邻瓯海大道；为了经过的行人和车辆安全。本工程决定采用交通管制对瓯海大道进行短暂的管制结合排架防护，本着安全第一、预防为主的原则。确保道路完好、行人、车辆的安全，在公路两侧备用单斗铲车，工人五～十名及爆破人员，铁锹、扫把等清理工具。在每次放炮结束时及时到达指定的位置，对路面上少量的碎石子清理干净方可放行。

二.

爆破时间

待爆破审批手续办理完毕后，由指挥部召开协调会再定。尽量在车辆比较少时间段进行爆破作业，特殊情况需经公安和交警部门结合实际情况在定。

三.

交通管制措施

该路段在爆破警戒范围内，爆破点两侧处，分别为天长岭隧道瞿溪方向进口和泽雅大道和瓯海大道相接处，必须设岗进行交通管制，每次爆破计划管制15分钟，具体措施如下：

1.

该路段两侧各设一岗哨，每岗派交警壹名，爆破警戒人员两名。要在爆前10分钟到岗。

2.

警戒器材：警戒绳.红旗.警戒牌.口哨.每人穿黄马褂.戴警戒袖标.干电池喇叭等。

3.

联络方式：统一使用对讲机。

4.

爆破信号：分三次发出：

第一次信号：为预警信号，爆破前10分钟发出，有爆破人员接到总指挥的信号后通知交警开始进行交通管制。

第二次信号：为爆破信号，爆破前约1分钟发出，在发出此信号之前要得到交通管制人员的安全信号方可发出。

第三次信号：为解除警戒信号，爆破后约5分钟现场检查确认无安全隐患后即可发出，有爆破工人接到总指挥的信号后通知交警放行撤岗。

5.

各岗距爆破点的距离不得小于500米。

6.

每次管制交通必须有交警在场配合维持秩序。

7.

管制交通人员遇有特殊情况要及时向爆破总指挥汇报，得到及时处理后方可爆破。

8.

每次爆破后由我单位安排人员及时清理落在路面上少量的石子。

四、组织机构：拟组建金温扩能改造工程狮子岭隧道爆破现场作业协调领导小组。

组长：

殷艳军

15267794608

副组长：孙逢尧

15267794318

领导小组下设五个分组：

1、

瓯海大道交通管制组：由交警和协管人员负责

2、

瓯海大道人员疏散组：由指挥部负责

3、

瓯海大道安全警戒组：由项目部负责

4、

爆破作业组：由南京同大爆破工程有限公司负责

5、

瓯海大道清障组：由项目部负责

现场警戒平面示意图

瞿溪方向

温州方向

泽雅大道

爆破点

上方30米

警戒点

警戒点

天长岭隧道

现场总指挥：殷艳军

联系电话：15267794608

现场负责人：孙逢尧

联系电话：15267794318

红旗代表警戒点

明挖爆破飞石防护图

交通管制点

交通管制点

爆破区域

随着隧道掘进，警戒中心也随之改变

警戒半径300m

表示警戒点

石场电力线

通讯线

路

130m

110m

35m

石场办公楼

98m

山

体

山

体

进入石场通道

狮子岭隧道进口周围环境及警戒平面示意图

35m

下方30m

天长岭隧道口

瓯海大道

隧道变电房

路灯

石料厂临时路

变压器

门卫室