福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计

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1、福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计一、工程概况拟建五虎山隧道的进出口位于福州闽侯县祥谦镇境内。设计为双向四车道分离式隧道，五虎山隧道左洞ZK5+075～ZK6+085，长度1010米，右洞YK5+060～YK6+105，长度1045米。五虎山隧道左洞采用0.9%的纵坡进隧道，于ZK5+539.775改以-0.5%的纵坡直至隧道出口：右洞采用0.9%的纵坡进隧道，于YK5+531.743改以-0.5%的纵坡直至隧道出口。左洞隧道以直线进洞，隧道进口里程ZK5+075，在ZK5+834.711处设左转R-2600m圆曲线

2、。并以该曲线出洞，隧道出口里程ZK6+085,：右洞隧道进口里程YK5+060，位于R-4000m圆曲线上，在YK5+212.818处设左转R-3000m圆曲线，并以该曲线出洞，隧道出口里程YK6+105，设计行车速度为80km/h。本项目沿线地形起伏变化大，穿越地貌单元以冲海、冲洪积平原及丘陵、低山两种地貌单元。冲海、冲洪积平原段（位于场地的南北两侧）地势较为平坦，相对高差较小，一般罗零高程低于10-15米，多为村舍、农田；丘陵、低山路段（五虎山脉）地形起伏大，山间植被较发育，自然坡度一般在10-30°。整个场地地势

3、起伏较大，地形相对较为复杂。二、爆破区地形、地貌、地质条件、被爆破体结构、材料及爆破工程量计算46福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计隧址区属剥蚀丘陵貌，隧道轴线大致呈南北走向，穿越一东西向的宽缓梳状山脉，沿线地形呈波起伏，沟谷较发育，以南北方向为主，宽度较窄，切割不深，但长度较长，地形起伏较大，地表植被较发育，覆盖层较薄，进口处地面高程70～75米，出口处地面高程80～85米，隧道轴线最高点高程358.50米，相对高差约288米，进口侧山坡自然坡度约20～25°，出口侧山坡自然坡度约30～35°。根据工程地质调绘和钻

4、探及物探结果，隧道洞身围岩为侏罗系南园组凝灰熔岩，属硬质岩，岩体较破碎较完整，对隧道洞身围岩的稳定较有利。隧道区主要发育有一条断裂构造，对隧道不利，隧道开挖时，易产生小规模的掉块或坍塌现象，应加强支护和监测措施，各段的具体评价见隧道纵断面图。左线长1946m，Ⅴ级占4.6%，Ⅳ级占15.1%，Ⅲ级占80.3%；右线长1944m，Ⅴ级占4.8%，Ⅳ级占11.9%，Ⅲ级占83.3%。因拟建隧道最大埋深约282m，深部围岩主要为中～微风化凝灰熔岩，节理裂隙较为发育，据当地区域地质资料，本区为低地应力区，发生岩爆可能性小，但应

5、加强监测。三、隧道结构设计结构形式：隧道结构按新奥法原理进行设计，采用复合衬砌，以锚杆、湿喷混凝土等为初期支护，并辅以钢拱架、大管棚、注浆小导管等支护措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。46福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计复合式衬砌的稳定分析：根据隧道埋置深度、围岩级别、结构跨度、受力条件、施工因素等，结合工程经验拟定有关参数，初期支护和围岩稳定性采用地层结构法计算，二次衬砌采用荷载结构法计算。在设计中，初步拟定支护参数，然后采用同济曙光以及我院开发的“结构-荷载”

6、法二次衬砌计算程序等有限元软件，进行相关数值计算模拟分析，针对隧道的地质情况对设计支护参数进行进一步的优化，最后综合考虑各种影响因素确定各类型复合支护的参数。四、设计方案选择上述隧道洞身围岩为侏罗系南园组凝灰熔岩，属硬质岩，主要为Ⅲ级围岩，工程地质条件较好，所以按浅孔炮眼全断面光面爆破方案设计，采用钻爆工艺施工二号岩石硝铵炸药，塑料导爆管非电起爆。钻爆工艺：采用全断面光面爆破工法，将隧道的平均线性超挖控制在10cm左右，周边眼爆破残眼率达到80%以上。周边眼采用不耦合装药，掏槽眼采用垂直楔形掏槽。塑料导爆管非电起爆，有

7、水地段采用乳化炸药。通过工程类比法和现场实验确定爆破参数，并根据不同的围岩条件不断优化爆破设计。保证光爆质量的措施：一是改变“宁超勿欠”的传统观念，树立“少超少欠”的观点，严格施工组织与管理；二是提高钻孔水平，严格控制周边炮孔的外插角度、开口位置和炮孔在断面上布置的均匀性；三是严格测量放线，控制装药量，确保正确的起爆顺序。右图是我公司施工的渝怀线彭水隧道光爆效果。46福州市螺洲大桥南接线工程项目爆破设计五、爆破参数选择与装药量计算隧道开挖断面方以Ⅲ级为例，断面为138.8m2，断面形状均为圆拱型，按普通爆破的要求进行参

8、数选择，以四峰道爆破施工为例，隧道内光面爆破参数如下：表1隧道内光面爆破参数表周边眼间距E（cm）最小抵抗线W（cm）相对距离（e/w）炮眼深度（m）炮眼直径（mm）炮眼密度（个/m2）单位装药量（kg/m3）周边眼装药集中度Q（kg/m）循环进尺（m）55650.852.4401.831.00.382.2按上述参数考虑，隧道内每