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1、乌鞘岭隧道钻爆设计方案的优化高洪涛(中铁一局第五工程公司乌鞘岭项目部,甘肃武威 733109)摘要:介绍在乌鞘岭隧道人工开挖施工中对垂直楔形掏槽技术方案进行优化,采用水平楔形复式掏槽爆破技术,取得了较好的爆破效果。关键词:隧道 钻爆设计 优化中图分类号:U455141文献标识码:B文章编号:100321995(2004)0820057203状结构,Ⅳ级软石～Ⅴ级次坚石,Ⅳ级围岩。1 工程概况YDK177+810～YDK177+000段,隧道洞身通过F7断层破碎带,断层走向北西西向,倾向南,倾角70°,111 施工概况断带宽约400～800m,隧道通过长度785m,断带物质乌鞘岭
2、特长隧道位于兰新铁路兰州—武威南段打主要由碎裂岩及断层泥砾组成,岩体破碎～极破碎,呈柴沟车站和龙沟车站之间,隧道全长20050m,设计成碎石角砾状～散体状结构。两座单线隧道,左右线隧道线间距为40m,右线隧道该标段隧道设计Ⅵ级围岩576m,Ⅴ级围岩349一次建成单线隧道,左线隧道除Ⅴ、Ⅵ级围岩地段一次m,Ⅳ级围岩1765m,Ⅲ级围岩3500m,施工总长度建成以外,其余地段均以平行导坑施工断面通过,隧道6190m,其中Ⅲ、Ⅳ级围岩占施工总长度的85%。最大埋深1100m。隧道纵坡除出口段350m为1019‰的下坡外,其余均为11‰的下坡。2 钻爆方案的比选及优化右线隧道出口Ⅲ标Y
3、DK183+190～YDK177+000计6190m,分为3个工点,分别为正洞出口工区211 掏槽方式的比选#(YDK183+190～YDK180+662)、13斜井工区隧道施工中开挖是整个施工的龙头,而开挖质量#(YDK180+662～YDK178+300)及11斜井工区的好坏主要取决于合理、适应围岩具体情况的钻爆方(YDK178+300～YDK177+000)。其中正洞出口工区、案,其核心内容是合理的掏槽方式。目前全断面深眼#13斜井工区除洞口浅埋地段91m为Ⅴ、Ⅵ级围岩外,爆破主要的掏槽方式有复式楔形掏槽及大直径中空直#均为Ⅲ、Ⅳ级围岩;11斜井工区除490m的Ⅲ、Ⅳ级围
4、眼掏槽两种,实际施工中根据围岩地质、施工机械配套岩外,主要用于F7区域性断层的施工。情况、技术经济指标情况进行选择。通过对两种掏槽隧道全部采用钻爆法施工,按要求,右线隧道总工方式的比较,选择出合适的掏槽方式。期为32个月,隧道于2003年2月1日开工,其中施工21111 大直径中空直眼掏槽准备1个月,主体工程将于2005年4月30日完工,其大直径中空直眼掏槽方式适合于大型凿岩台车施#中隧道正洞出口与13斜井必须于2004年2月1日前工,中空眼直径在75～110mm之间,炮眼数量、炸药用实现贯通。量、雷管段数较多;对炮眼精度,尤其是掏槽区的炮眼112 隧道地层岩性质量要求高;适用
5、于脆性岩层,不适用于韧性岩层;由YDK183+190～YDK178+300段,隧道洞身通过白于炮眼之间平行,钻眼相互干扰较小,并适用于各种断垩系下统砂岩夹砾岩及泥岩,砖红色,呈不等厚互层面形式,一次爆破深度可达410～510m,爆破后碴堆相状,砂岩约占50%以上,砾岩和泥岩各占25%左右。对较为集中;由于采用大型凿眼台车进行开挖,平均线隧道出口段洞身埋深较浅,地表覆盖第四系松散层,地性超挖值较大。下水发育,地下水位埋深5～10m,围岩级别较高,工21112 复式楔形掏槽程地质条件差。复式楔形掏槽方式适合于人工多台钻机同时施HDK178+300～YDK177+810段,隧道洞身通
6、过工,不需要大型凿岩设备,炮眼直径在42mm以下,炸三叠系上统砂岩夹页岩及薄层煤,呈不等厚互层状,以药单耗、雷管段数较少,并且适用于各种性质的岩层。砂岩为主,薄煤层少量。岩体破碎,呈层状、块石碎石钻眼时受隧道宽度限制,一次爆破深度在410m以内,铁道建筑 2004年第8期—57—©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.并且钻眼过程中相互干扰较大,爆破后石碴抛掷较远,初期采用了垂直楔形掏槽的爆破方式,其开挖炮眼布容易打坏洞内设备。由于人工开挖,周边眼外插角较置及装药参数见图1和表1。此爆破方案
7、经过一段时易控制,平均线形超挖值较小。结合乌鞘岭隧道围岩间实施,发现主要存在以下不足:①拱部光面爆破效果类型和经济技术条件,决定采用人工复式楔形掏槽施较好,但墙部光面爆破效果较差,断面整体成型差,超工方案。欠挖值较大;受爆破震动的影响,爆破后局部时常会发212 掏槽方式的优化生小型顺层滑坍或掉块,造成超挖。②受隧道开挖宽21211 垂直楔形掏槽爆破度影响,循环进尺在312m以下,无法进一步提高。③由于垂直楔形掏槽的爆破方式中,所有炮眼都接受隧道开挖宽度影响,无法采用复式掏槽技术,并且掏近水平
