逐内屯隧道爆破设计方案
一、设计原则及依据
1、设计原则
(1)遵循合同文件条款,积极响应合同文件要求;
(2)指导思想:科学组织、合理安排,优质高效、快速安全; (3)遵循ISO9001质量保证体系,对施工全过程进行严格控制;
(4)按照《爆破安全规程》GB6722—2011中所规定的设计内容和要求进行设计编制;
(5)重视环境保护工作,做好施工现场内外的文明施工,采用减震降噪控制爆破技术保护隧道安全及周边建筑物的安全;
(6)根据隧道修建和开挖整体要求及地形地质条件,确定合理的爆破范围和爆破方案;
(7)必须保证爆破后的围岩稳定;必须保证周围环境的安全;
(8)采取一系列环保措施,保证不破坏周边环境,尽量减小对附近居民正常生活、生产的影响;
(9)坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产原则,始终把安全工作放在第一位,确保爆破施工的安全。
2、设计依据
(1)《广西崇左至靖西高速公路项目土建工程施工招标文件》、《合同协议书》; (2)《广西崇左至靖西高速公路项目两阶段施工图设计》;
(3)《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95、《爆破安全规程》(GB6722—2011)、《民用爆破物品安全管理条例》(国务院令第466号)、现行《公路隧道施工技术规范》及有关的公路技术标准;
(4)《广西崇左至靖西高速公路项目NO.3合同段实施性施工组织设计》 (5)第NO.3合同段所处位置的水文、气象、地质、交通及本工程的施工条件。
二、工程概况
1、隧洞概况
逐内屯隧道位于广西大新县雷平镇逐内屯北东侧约1.2公里处,隧道走向约154°,穿越灰岩山体。隧道进口端有简易村道通行,出口端距省道(S213)210米,交通较为方便;隧道出口附近有地下暗河出口,取水较方便。隧道左线起讫桩号ZK52+227~ZK52+899,长672m,右线起讫桩号K52+211~K52+870,长659m,为分离式中长隧道。隧道左线Ⅳ级围岩72m,III级围岩580m;右线Ⅳ级围岩79m、III级围岩560m,进口明洞各10m;地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度位VI度。隧道位于右偏曲线上,左洞曲线半径1520m,纵坡-1.428﹪;右洞曲线半径1750m,纵坡-1.464﹪。隧道出口K52+837~870段33米范围内属于小净距隧道。本隧道在K52+541处设置人行横洞1处,人行横洞和隧道轴线垂直,人行横洞相对应布置。隧道弃渣场设置在K52+100附近的山谷,施工场地设置在隧道出口。
隧道爆破方量约为12万方。 2、工程地质条件 (1)地形地貌
隧道区属峰林地貌,山体较陡峭,溶蚀风化切割强烈,地形呈波状起伏。峰林呈东西延展。隧道穿越峰林山体。最高处高程约410.20m,进洞口端附近的岩溶凹地高程
约196m~217m,出洞口端附近的岩溶凹地高程约179m~190m。山体大部分基岩裸露,进口端地形相对较高,出口端则相对较低,洞口外侧均为甘蔗地,地形较平缓、开阔。进出洞口均位于山体坡脚,进口端仰坡较陡,坡角30~45°,出洞口自然斜坡坡角约20~30°。
(2)地层岩性
根据工程地质调查,隧道区场地山体下段局部被第四系残积(Qel)红粘土覆盖,大部分地段基岩裸露良好;基岩为泥盆系中统(D2)石灰岩,自上而下为:
红粘土:灰黄色,硬塑,韧性中等,切面光滑,摇震无反应,干强度中等,夹石灰岩碎石、块石。厚度0.80~2.50m。
石灰岩:灰色、灰白色,隐晶质结构,中厚~厚层构造,岩石较坚硬,岩体局部较破碎,裂隙较发育,见少量方解石脉充填胶结。送水回转钻进尺较慢,岩心呈柱状、长柱状及少量碎块状,岩心采取率约80%。RQD值约72%,冲洗液少量消耗。上部岩石溶蚀裂隙较发育,裂隙有泥质充填;进口端CSI钻孔3.00~3.500m,
4.40~5.30m,7.60~8.40m为溶洞,有硬性粘性土充填。按岩性坚硬程度分类属较硬岩,按岩体完整度分类属较完整。
(3)根据区域地质资料显示,隧道区及附近未见断裂构造带通过;根据现场地质调查及钻探揭露,隧道区未见断裂构造及活动性断裂构造,岩层呈单斜状,产状240~275°D25~31°,岩层走向与拟建隧道轴线交角约20°岩石节理裂隙较发育,隧道进口附近较发育的节理裂隙产状为:j130°D80°(7条/m)、k30°D64°(6条/m)、l20°D75°(4条/m)、m260°D85°(3条/m);隧道出口附近较发育的节理裂隙产状为:350°D82°(6条/m)、k310°D69°(5条/m)、l220°D65°(3条/m)、m150°D75°
(3条/m)。岩石节理裂隙虽发育,但规模较小,分部不规则,隙宽一般为1~3mm,裂隙中有白色方解石脉充填胶结,使岩体能基本保持完整性。
(4)水文地质条件
隧道区山体及附近未见地表水体,地表水不发育。
勘察期间钻孔勘探深度范围内未揭露到地下水。雨季时雨水沿风化、构造裂隙向下渗透,局部地段可能会存在基岩裂隙水和岩溶水。K52+500右侧约60m岩溶洼地,地面高程约为218.4m,岩溶洼地中发育有1个落水洞,长约4.5m,宽约1.1m,深约2.8m,勘察期间未见到水。K52+700右侧约80m发育有一个出水口,直径约1.5m,出水口高程约为220.0m。据调查访问,雨季时K52+500右侧岩溶洼地的积水主要由K52+700右侧的出水口往山脚下排泄。根据附近工点贡屯分离的水质分析检测结果,隧道区附近的地下水对砼结构无腐蚀。
隧道区内地下水主要接受大气降水补给,采用降水入渗法对隧道的涌水量进行粗略估算,洞身单位长度可能最大涌水量1.11m3/d.m<5.0m3/d.m。通过粗略估算可以看出隧道区地下水不丰富。但围岩(石灰岩)中局部地段可能岩溶较发育,可能存在管状涌水通道,施工时注意防范。
3、爆破方案的确定 (1)周边眼的爆破
在Ⅳ级、Ⅲ级围岩地段采用光面爆破,控制超欠挖,减少对围岩的扰动。 (2)掏槽形式的确定 计划采用四眼菱形斜眼掏槽。 (3)爆破器材的选择
炸药:干燥地段采用2#岩石硝铵炸药,有水地段采用乳化炸药。
雷管:在正常地段采用非电毫秒雷管。 (4)循环进尺的确定
主要根据地质条件考虑,Ⅳ级围岩每循环开挖进尺控制在2m内,Ⅲ级围岩每循环开挖进尺控制在3m内;
(5)爆破参数的确定 ①炮眼直径:42mm
②炮眼深度L:根据围岩级别确定;
③炮眼数目N:依据《爆破工程师手册(隧道)》;
N?qSr (公式2)
q-单位炸药消耗量(Ⅳ级围岩0.7~0.9 kg/m3,Ⅲ级1.0~1.3kg/m3) s-开挖面积(Ⅳ级围岩107.5m;Ⅲ级围岩91.4m,) r-每米炮眼长度装药量(见下表)
每米炮眼长度装药量 炸药名称 硝铵炸药 安全硝铵炸药 炸药有效密度 0.95~1.05 1.0~1.15 每米炮眼装药量(kg) 0.5~0.7 0.5~0.8 22如Ⅲ级围岩全断面设计眼数计算,辅助眼可根据断面适当增减。 N?qs(1?91.4)??182.8?183(个) r0.5IV级围岩炮眼数:
N?qs(0.7?107.5)??150.5?151(个) r0.5