鐵路客運專線隧道設計與施工畢業(yè)設計

1、<p>　　鐵路客運專線隧道設計與施工</p><p>　　Tunnel Design and Construction of </p><p>　　Passenger Railway Line</p><p>　　2012 屆 土木工程 學院</p><p>　　專 業(yè) 土木工程 </p>&

2、lt;p>　　學 號 </p><p><b>　　學生姓名 </b></p><p><b>　　指導教師 </b></p><p>　　完成日期 2012年 6 月1日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p>

3、<p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　石門圩隧道全長335m，隧道進出口里程分別為：DK106+960、DK107+295；該隧道為時速200km客貨共線鐵路雙線隧道.隧道內(nèi)鋪設有砟軌道，直線地段軌道結(jié)構(gòu)高度為766mm。隧道最大埋深約37m，通過地層巖性主要為弱風化

4、灰?guī)r，地下水發(fā)育，部分地段推測巖溶發(fā)育。</p><p>　　首先，根據(jù)隧道的工程概況擬定相關(guān)參數(shù)對隧道各級各段進行深淺埋判斷，在此基礎上進行圍巖壓力計算，通過ANSYS軟件建模對各圍巖段襯砌強度進行結(jié)構(gòu)檢算，再對襯砌配筋進行計算，之后進行檢算。其次，根據(jù)該隧道的不同圍巖等級進行施工方案的選擇和設計，提出施工方案。施工方法的選擇：Ⅲ級圍巖采用全斷面法，Ⅳ級圍巖采用臺階法，Ⅴ級圍巖采用中隔壁法。然后對小導管、錨桿、

5、鋼筋網(wǎng)、鋼架和噴射混凝土的施工要點及注意事項進行詳細闡述。再對初期支護和二次襯砌進行施工方法設計。最后再對石門圩隧道的防排水工藝進行設計。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 客運專線 結(jié)構(gòu)計算 隧道施工 監(jiān)控量測</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Shimenxu tunnel length of 3

6、35 m, tunnel for import and export mileage respectively: DK106+960, DK107 + 295; The tunnel for a speed of 200 km of railway passenger line double tunnel. Tunnel have laid in a frantic jumble orbit, the linear sector of

7、track structure height is 766 mm. The biggest tunnel buried depth about 37 m, through the rocks mainly for the weak weathered limestone, groundwater development, part of the karst development area.</p><p>　　

8、First, determine the depth of all levels of the tunnel sections buried according to tunnel parameters of the project profiles prepared , Calculated the rock pressure on this basis of the judgement result, through the ANS

9、YS software modeling of the rock section Checking the strength of the lining, then lining Reinforcement through the results of checkup. Secondly, proposed construction program according to the level of the surrounding r

10、ock tunnel construction scheme with different selection and </p><p>　　Key words: Passenger dedicated lines Structural calculation Tunneling construction Monitoring measuring</p><p><b>

11、　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景及國內(nèi)外現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 主要研究內(nèi)容2</p><p>　　第2章 工程概況3</p><p>　　2.1 工程概況3</p>

12、<p>　　2.2 工程地質(zhì)特征3</p><p>　　2.2.1 地形3</p><p>　　2.2.2 地層巖性3</p><p>　　2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造3</p><p>　　2.2.4 水文地質(zhì)4</p><p>　　2.2.5 物理地質(zhì)4</p><p

13、>　　2.2.6 工程措施建議4</p><p>　　第3章 結(jié)構(gòu)設計6</p><p>　　3.1 主要設計依據(jù)及技術(shù)標準6</p><p>　　3.1.1 設計依據(jù)6</p><p>　　3.1.2 設計標準6</p><p>　　3.2 結(jié)構(gòu)計算原理6</p><

14、p>　　3.3 計算荷載7</p><p>　　3.4 襯砌內(nèi)力計算10</p><p>　　3.5 襯砌截面配筋計算依據(jù)18</p><p>　　3.5.1 截面配筋方法18</p><p>　　3.5.2 配筋結(jié)果20</p><p>　　3.5.3 最大裂縫寬度檢算20</p&

15、gt;<p>　　第4章 隧道施工方案21</p><p>　　4.1 施工總方案21</p><p>　　4.2 進洞方案21</p><p>　　4.3 不同圍巖段的開挖方法22</p><p>　　4.3.1 Ⅲ級圍巖段開挖方法22</p><p>　　4.3.2 Ⅳ級圍巖段開

16、挖方法23</p><p>　　4.3.3 Ⅴ級圍巖段開挖方法23</p><p>　　4.3.4 各圍巖段開挖方法匯總24</p><p>　　4.4 各開挖方法間的轉(zhuǎn)換25</p><p>　　4.4.1 CD法與長臺階法的相互轉(zhuǎn)換25</p><p>　　4.4.2 三臺階法到CD法的轉(zhuǎn)換2

17、5</p><p>　　4.4.3 臺階法到三臺階法的轉(zhuǎn)換25</p><p>　　4.5 爆破設計26</p><p>　　4.5.1 Ⅲ級圍巖爆破設計26</p><p>　　4.5.2 Ⅳ級圍巖爆破設計29</p><p>　　4.5.3 Ⅴ級圍巖爆破設計33</p><p

18、>　　4.5.4 Ⅴ級圍巖淺埋爆破36</p><p>　　第5章 隧道施工工藝43</p><p>　　5.1 小導管注漿施工工藝43</p><p>　　5.2 基底注漿施工工藝44</p><p>　　5.3 大管棚注漿施工工藝45</p><p>　　5.4 裝渣與運輸46<

19、/p><p>　　5.5 初期支護施工工藝46</p><p>　　5.5.1 噴射混凝土施工工藝46</p><p>　　5.5.2 錨桿施工工藝48</p><p>　　5.5.3 鋼筋網(wǎng)施工工藝49</p><p>　　5.5.4 鋼拱架施工工藝50</p><p>　　5

20、.6 防排、水工程施工工藝51</p><p>　　5.6.1 隧道襯砌排水51</p><p>　　5.6.2 采用防水混凝土51</p><p>　　5.6.3 施工縫和變形縫防水52</p><p>　　5.6.4 初期支護和二次襯砌之間防水52</p><p>　　5.6.5 洞內(nèi)排溝施工

21、53</p><p>　　5.7 二次襯砌施工工藝54</p><p>　　5.7.1 二次襯砌混凝土54</p><p>　　5.7.2 二次襯砌模板臺車55</p><p>　　5.7.3 二次襯砌施工要點55</p><p>　　第6章 隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測56</p><

22、;p>　　6.1 監(jiān)測目的56</p><p>　　6.2 監(jiān)測項目56</p><p>　　6.3 監(jiān)控量測流程56</p><p>　　6.4 測點布置57</p><p>　　6.5 量測頻率58</p><p>　　6.6 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與反饋58</p><

23、p>　　第7章 結(jié)論與展望59</p><p>　　7.1 結(jié)論59</p><p>　　7.2 展望59</p><p><b>　　參考文獻61</b></p><p><b>　　致謝62</b></p><p>　　附錄A 外文資料翻譯63&

24、lt;/p><p>　　附錄B 附圖85</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究背景及國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　目前，我國鐵路的運營里程已居世界第三位和亞洲第一位，其年貨物發(fā)送量和旅客周轉(zhuǎn)量均為世界第一，客貨周轉(zhuǎn)量分別占全社會的35%和53%以上。作為一個鐵道大國，根

25、據(jù)鐵道部提出的跨越式發(fā)展思路，我國理應盡快發(fā)展高速鐵路。</p><p>　　最近，國家批準了京津，石太，武廣，鄭西，合寧，合武，甬溫，溫福，福廈等9個客運專線項目。其中，石太客運專線已于2005年6月11日開工，其正線長189.93km，其中隧道32座，約74.58km，占線路總長的39.3%。武廣客運專線也于2005年6月23日開工，其正線長989km，其中隧道236座，約168km，占線路總長的16.9%。

26、 鄭西客運專線于2005年9月25日開工，其正線總長454km，其中隧道總長約為74km，占線路總長的16.3%?？傮w上講，這9個客運專線項目，正線總長3139km，隧道約667km，占線路總長的21.2%。因此，現(xiàn)如今在我國研究鐵路客運專線隧道的設計和施工是一個相當緊迫的任務。</p><p>　　在我國，鐵路客運專線設計與施工還是一個全新的領(lǐng)域。認真學習借鑒發(fā)達國家客運專線經(jīng)驗，潛心研究和掌握客運專線技術(shù)，是

27、擺在我國鐵路各級領(lǐng)導和廣大工程技術(shù)人員面前的一項重要任務。</p><p>　　在我國，高速鐵路的研究工作起步于20世紀90年代，現(xiàn)已為高速鐵路的建設做了大量的技術(shù)準備。但是，我國畢竟沒有高速鐵路修建的實踐經(jīng)驗，而高速鐵路又是涉及面積廣、科技水平極高的系統(tǒng)工程，因此，我們應貫徹“先進、成熟、經(jīng)濟、實用、可靠”的技術(shù)方針，開創(chuàng)我國客運專線和高速鐵路事業(yè)。</p><p>　　國外高速鐵路隧道

28、發(fā)展現(xiàn)狀：以意大利佛羅倫薩—博洛尼亞高速鐵路隧道為例。意大利佛羅倫薩—博洛尼亞高速鐵路隧道投資27億美元，全長78km約94%穿越亞平寧山脈。其開挖斷面為135m2 。采用方法有：鉆爆法、裝有剝離破碎裝置或液壓錘的機械開挖，1.5km用明挖。最長18561m。 采用“ADECO”設計理念。針對沿線地層復雜多變，部分地段存在高應力、 大變形的擠壓巖層，地質(zhì)條件較差的情況。類似我國 “動態(tài)設計、信息化施工”的概念?；境绦蚴峭ㄟ^ 大量地質(zhì)勘

29、查和土工試驗，經(jīng)計算具體分析，預測隧道開挖后巖體變形收斂情況及穩(wěn)定狀況，針對不同的情況，采取有針對性支護方式及結(jié)構(gòu)設計參數(shù)，進行預設計。施工中加強監(jiān)控量測及預測預報，將信息及時反饋給設計者，對預設計安全度進行評估，必要時及時調(diào)整設計參數(shù)，指導施工。 處理困難的巖土應力-應變情況證明是有價值的。意大利佛羅倫薩—博洛尼亞高速鐵路隧道以新奧法原理貫徹，特別強調(diào)軟弱圍巖地段隧道開挖后，及時對開挖斷面周邊徑向進行支護。二次襯砌緊跟、仰拱超前施作等

30、措施對軟弱圍巖施工具有較強的指導意義。大斷面軟弱圍巖開挖支護，初期支護變形 20~30mm，初期支護厚度</p><p>　　1.2 主要研究內(nèi)容</p><p>　　石門圩一號隧道位于江西省會昌縣境內(nèi)，隧道全長335m，隧道進出口里程分別為：DK106+960、DK107+295；隧線分界里程分別為：DK106+960、DK107+295。該隧道為時速200km客貨共線鐵路雙線隧道，隧

31、道內(nèi)線間距為4.516m。隧道縱斷面：隧道內(nèi)自進口至出口縱坡為5.8‰的上坡。隧道平面：DK106+960（進口）～DK107+295（出口）段位于右偏的曲線上，右線曲線半徑為3800m。隧道內(nèi)鋪設有砟軌道，直線地段軌道結(jié)構(gòu)高度為766mm。隧道最大埋深約37m，通過地層巖性主要為弱風化灰?guī)r，地下水發(fā)育，部分地段巖溶發(fā)育。</p><p>　?、鸥鶕?jù)隧道的平面、縱斷面圖、工程地質(zhì)條件確定隧道的設計方案。</

32、p><p>　　⑵設計依據(jù)及原則：包括設計應遵循的主要規(guī)范規(guī)程及主要原則。</p><p>　　⑶鐵路隧道結(jié)構(gòu)設計：包括襯砌斷面擬定、荷載確定、計算模型的建立、襯砌結(jié)構(gòu)計算及整理、結(jié)構(gòu)配筋計算。</p><p>　　⑷施工方法設計：包括施工總體部署(主要應包括施工場地布置、施工臨時設施設計等)、主要施工方法及施工工序、指導性施工進度。</p><p&

33、gt;　　附圖：平面圖、縱剖面圖，結(jié)構(gòu)橫剖面圖，配筋圖，施工監(jiān)測測點布置圖等。</p><p>　?、赏馕姆g等相關(guān)文檔和完整的設計報告書</p><p><b>　　第2章 工程概況</b></p><p><b>　　2.1 工程概況</b></p><p>　　石門圩一號隧道位于江西省會昌

34、縣境內(nèi)，隧道全長335m，隧道進出口里程分別為：DK106+960、DK107+295；隧線分界里程分別為：DK106+960、DK107+295。該隧道為時速200km客貨共線鐵路雙線隧道，隧道內(nèi)線間距為4.516m。隧道縱斷面：隧道內(nèi)自進口至出口縱坡為5.8‰的上坡。隧道平面：DK106+960（進口）～DK107+295（出口）段位于右偏的曲線上，右線曲線半徑為3800m。隧道內(nèi)鋪設有砟軌道，直線地段軌道結(jié)構(gòu)高度為766mm。&l

35、t;/p><p>　　隧道最大埋深約37m，通過地層巖性主要為弱風化灰?guī)r，地下水發(fā)育，部分地段巖溶發(fā)育。</p><p>　　2.2 工程地質(zhì)特征</p><p><b>　　2.2.1 地形</b></p><p>　　石門圩一號隧道地處南嶺、武夷山、諸廣三大山脈交接地區(qū)，地勢四周高，中間低。地貌以丘陵區(qū)為主，地形起伏

36、較大，地勢較陡，自然坡度為25°～35°，植被較發(fā)育，以松樹、雜草、低矮灌木為主。進口段亂掘現(xiàn)象嚴重，隧道左側(cè)約70m為既有贛龍線。</p><p>　　2.2.2 地層巖性</p><p>　　洞口段上層為素填土，灰褐色。層厚約0～0.5m。之后地段上層為第四系殘坡積層粉質(zhì)黏土，褐黃色，硬塑，層厚約0～5.8m，分布于隧道出口段丘坡表層。下層為石碳系上統(tǒng)船山組灰?guī)r，

37、青灰、灰白色，弱風化。巖層產(chǎn)狀為：320°∠40°。局部地段巖溶較發(fā)育，溶蝕現(xiàn)象嚴重，多以溶溝、溶槽為主。</p><p>　　2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　巖石節(jié)理發(fā)育，沿節(jié)理溶蝕現(xiàn)象嚴重。</p><p>　　2.2.4 水文地質(zhì)</p><p><b>　　(1)地表水</b>&

38、lt;/p><p>　　地表水以大氣降水補給為主，不發(fā)育，地下水主要為基巖裂隙水、巖溶水，較發(fā)育。</p><p><b>　　(2)地下水</b></p><p>　　根據(jù)附表一地下水化驗指標，按照鐵建設（2005）157號判定，隧址區(qū)地下水無化學侵蝕性。僅根據(jù)氯離子含量判定，地下水無氯鹽侵蝕性。</p><p>　　2.

39、2.5 物理地質(zhì)</p><p>　　地震動峰值加速度為0.05g。地震動反應譜特征周期為0.35s。場地類別 III類。隧址區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)及特殊巖土。</p><p>　　2.2.6 工程措施建議</p><p>　　(1)隧道進、出口段、洞身等地段亂掘現(xiàn)象嚴重，巖體較破碎、地下水較發(fā)育，局部存在危巖落石，設計與施工應予以充分考慮，加強支護和防排水；<

40、;/p><p>　　(2)隧道施工單位在隧道施工前應在對隧道設計地質(zhì)資料進行分析的基礎上，開展地面地質(zhì)調(diào)查，包括對地表不良地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造、地層界限、特殊巖土體的性質(zhì)或巖性、層位、層序和規(guī)模等方面施工地質(zhì)復查工作。</p><p>　　(3)建議設計和施工采用基底注漿等措施，防止基底塌陷等對隧道的影響。</p><p>　　(4)隧道棄碴可以用做路基填料，基巖弱風化屬A

41、、B組填料。</p><p>　　(5)隧道施工應加強對隧道進出口邊坡、淺埋、偏壓地段洞內(nèi)外巖土體的變形、位移監(jiān)測和安全防護工作。</p><p>　　(6)隧道施工過程中應積極開展隧道多種方式、方法相結(jié)合的長短期超前地質(zhì)預測預報和施工地質(zhì)災害的監(jiān)測、預警工作，并依據(jù)超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)、開挖揭示的地質(zhì)情況和監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，修改完善圍巖分級。</p><p>　　(7)隧

42、道進出口，存在突泥、突水的可能性，設計和施工應加強防排水和支護，并加強超前地質(zhì)預報工作和觀測工作。施工中須加強巖溶水的提取和侵蝕性化驗工作。巖溶發(fā)育地段,應加強巖溶水的防排水設計和施工措施, 防止在隧道掘進過程中，易引起坍塌或涌水、突水等。</p><p>　　(8)由于地質(zhì)條件在空間變化的復雜性，根據(jù)地質(zhì)測繪、以點代面的勘探來完全查明工程地質(zhì)條件，存在一定的困難。在施工開挖、基礎施工過程中出現(xiàn)與勘察成果不符的情

43、況下，應由勘察設計單位確認是否進一步補充勘察工作，查明對線路工程的影響。隧道施工過程中若發(fā)現(xiàn)隧道洞身地質(zhì)情況與設計不符時，應及時向監(jiān)理、建設、設計通報和辦理變更手續(xù)。</p><p>　　(9)隧道施工時應合理設置棄碴場堆放棄碴，并做好攔碴壩和坡面植草防護，以免給當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境造成破壞及水土流失、碴層滑坡等不良地質(zhì)問題。</p><p>　　(10)線路左側(cè)為既有線，請設計、施工予以充

44、分考慮。施工前，施工單位應進行調(diào)查，并對隧道施工可能誘發(fā)工程災害的部位采取必要措施確保工程的安全。</p><p><b>　　第3章 結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　3.1 主要設計依據(jù)及技術(shù)標準</p><p>　　3.1.1 設計依據(jù)</p><p>　　(1)《鐵路隧道設計規(guī)范》(TB10003-20

45、01)</p><p>　　(2)《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》(TZ204-2008)</p><p>　　(3)《新建鐵路工程測量規(guī)范》(TB10101-99)</p><p>　　(4)《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則》(TBJ108-92)</p><p>　　(5)《鐵路噴射混凝土技術(shù)施工規(guī)范》</p><p>　

46、　(6)《鐵路隧道施工規(guī)范》(TB10204-2002) </p><p>　　(7)《鐵路隧道防排水設計規(guī)范》</p><p>　　3.1.2 設計標準</p><p>　　鐵路等級：Ⅰ級 ； 正線數(shù)目：雙線 ； </p><p>　　牽引種類：電力 ； 牽引定數(shù)：4000 t ；</p>

47、;<p>　　限制坡度：單機6‰ ，雙機13‰ ；</p><p>　　最小曲線半徑：1200m ; 設計行車速度：200km/h ；</p><p>　　隧道建筑限界：“kh-200橋隧建筑限界”；</p><p>　　閉塞類型：自動閉塞； 隧道內(nèi)線間距: 4.516m 。</p><p>　　隧道內(nèi)

48、軌道按重型軌道標準設計，預留特重型軌道條件。鋼軌采用70kg/m，高強耐磨鋼軌，一次鋪設超長無縫線路。</p><p>　　3.2 結(jié)構(gòu)計算原理</p><p>　　對隧道結(jié)構(gòu)進行設計檢算，主要是依據(jù)容許應力法原理，通過對襯砌結(jié)構(gòu)建模，計算得出襯砌結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力和位移，利用結(jié)構(gòu)最危險點的內(nèi)力對襯砌強度進行檢算，對不滿足強度要求的進行配筋。</p><p>

49、　　隧道襯砌結(jié)構(gòu)檢算的主要內(nèi)容為：根據(jù)具體的工程對象，弄清隧道結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)，包括結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)、彈簧的彈性常數(shù)、上覆土的深度和容重、地面荷載、混凝土材料的容重和彈性模量以及土體的側(cè)壓力系數(shù)等參數(shù)；然后建立幾何模型，劃分單元并加上彈簧單元，加上自重和約束條件，加上荷載并進行求解；接下來對計算的結(jié)構(gòu)進行分析，重點考察結(jié)構(gòu)變形圖，根據(jù)彈簧單元只能受壓的性質(zhì)重新修改模型并重新求解，這一步要反復進行直到得出最終結(jié)果；最后對計算結(jié)構(gòu)進行

50、分析，繪出結(jié)構(gòu)的軸力圖、彎矩圖，并導出內(nèi)力數(shù)據(jù)，根據(jù)分析的結(jié)果，按照相應的規(guī)范進行強度和變形的驗算，如果不滿足設計要求，進行配筋計算。</p><p>　　依據(jù)石門圩一號隧道的縱斷面圖，在圍巖級別和地質(zhì)條件不同的6個地段選取襯砌進行設計計算。從圖中查處圍巖襯砌段的起始里程、圍巖級別、長度和埋深等數(shù)據(jù)，統(tǒng)計見表3-1、3-2、3-3。</p><p>　　表3-1 隧道圍巖分級</p

51、><p>　　石門圩隧道斷面內(nèi)輪廓線全部尺寸為B=12.46m，H=10.40m。根據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》，初步擬定初支和二襯厚度以及預留變形量，確定開挖寬度和高度，具體取值見表3-2。</p><p>　　表3-2 圍巖支護、預留變形量及開挖尺寸取值</p><p><b>　　3.3 計算荷載</b></p><p>

52、;　　(1)深、淺埋判定依據(jù)</p><p>　　一般，深、淺埋隧道分界深度至少應大于坍方的平均高度且有一定余量，根據(jù)經(jīng)驗，這個深度通常為2~2.5倍的坍方平均高度值，即</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中，Hp——深淺埋隧道分界的深度；</p><p>　　hq——等效荷載高度值。

53、</p><p>　　系數(shù)2~2.5在較堅硬圍巖中取低限，結(jié)合隧道地質(zhì)狀況取值。當隧道覆蓋層厚度時為深埋，h≤Hp時為淺埋。</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中，hq——等效荷載高度值；</p>&l

54、t;p><b>　　S——圍巖級別；</b></p><p><b>　　——寬度影響系數(shù)；</b></p><p>　　B——坑道寬度，以m計；</p><p>　　——B每增加1m時，圍巖壓力的增減率(以B=5m為基準)，當B <5m時，取，B>5m時，取。</p><p>　

55、　(2)各級圍巖深淺埋判斷如表3-3</p><p>　　表3-3 深、淺埋判斷計算表</p><p>　　(3)各級圍巖圍巖壓力的計算</p><p><b>　　1)計算斷面的選取</b></p><p>　　在各級圍巖中選取斷面進行荷載計算。Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段包括深埋、淺埋、超淺埋兩種情況，需各自進行計算。淺埋段在

56、埋深最大處即深、淺埋分界處最不利。由于Ⅲ級為深埋隧道，埋深對圍巖壓力沒有影響，因此任意選取截面進行計算。</p><p><b>　　2)圍巖壓力的計算</b></p><p>　　圍巖壓力的計算包括垂直和水平壓力的計算，隨隧道的埋深不同，計算公式也不相同。通過查閱《鐵路隧道設計規(guī)范》得到各級圍巖的計算參數(shù)。</p><p>　?、偕盥袼淼绹鷰r

57、松動壓力的計算方法</p><p>　　雙線鐵路隧道垂直均布松動壓力公式為：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式中，——豎直均布松動壓力；</p><p><b>　　——圍巖容重。</b></p><p>　　水平均布松動壓力e可根據(jù)豎直

58、均布松動壓力求得見表3-4</p><p>　　表3-4 水平均布松動壓力</p><p>　?、跍\埋隧道圍巖松動壓力的計算方法</p><p>　　1.當隧道埋深h小于或等于等效荷載高度hq (即h≤hq)時為超淺埋。</p><p>　　圍巖垂直均布松動壓力為</p><p>　　q=γh

59、 (3-5)</p><p>　　式中，h——隧道埋置深度。</p><p><b>　　圍巖水平松動壓力為</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　式中，——圍巖計算摩擦角；</p><p><b>　

60、　——隧道凈高。</b></p><p>　　2.當隧道埋深h大于等效荷載高度hq (即（2.5~2.0）hq≥h≥hq)時為淺埋。</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　圍巖垂直均布松動壓力為</p&g

61、t;<p><b>　　(3-9)</b></p><p><b>　　圍巖水平松動壓力為</b></p><p><b>　　(3-10)</b></p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　式中，——破裂面傾角；

62、</p><p>　　——圍巖兩側(cè)摩擦角；</p><p><b>　　——側(cè)壓力系數(shù)。</b></p><p>　　表3-5 圍巖物理力學指標</p><p>　　各級圍巖所選截面的計算結(jié)果如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 荷載計算結(jié)果</p><p>

63、　　3.4 襯砌內(nèi)力計算</p><p>　　通過使用ANSYS有限元軟件對隧道襯砌結(jié)構(gòu)建立模型如圖3-1，進行力學計算。力學計算的全過程為：首先，依照截面尺寸，利用結(jié)構(gòu)荷載模式對襯砌結(jié)構(gòu)建立模型。然后依據(jù)計算得出的豎直和水平均布壓力對模型加載，并進行計算。最后，查看計算結(jié)果，同時輸出內(nèi)力圖。其中涉及到的參數(shù)有，C30混凝土的彈性模量是31×109N/mm2，泊松比為0.2，密度為2500kg/m3，

64、Ⅲ級圍巖的彈性抗力系數(shù)為850×106 Pa/m，Ⅳ級圍巖的彈性抗力系數(shù)為350×106 Pa/m，Ⅴ級圍巖的彈性抗力系數(shù)為150×106 Pa/m。</p><p>　　圖3-1 荷載結(jié)構(gòu)計算模型圖</p><p>　　(1)Ⅲ級圍巖深埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-2所示、軸力圖如圖3-3所示。</p>&

65、lt;p>　　(2)Ⅳ級圍巖深埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-4所示、軸力圖如圖3-5所示。</p><p>　　(3)Ⅳ級圍巖淺埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-6所示、軸力圖如圖3-7所示。</p><p>　　(4)Ⅴ級圍巖淺埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-8所示、軸力圖如圖3-

66、9所示。</p><p>　　(5)Ⅳ級圍巖超淺埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-10所示、軸力圖如圖3-11所示。</p><p>　　(6)Ⅴ級圍巖超淺埋襯砌</p><p>　　彎矩圖如圖3-12所示、軸力圖如圖3-13所示。</p><p>　　圖3-2 Ⅲ級深埋襯砌彎矩圖(N·m)<

67、/p><p>　　圖3-3 Ⅲ級深埋襯砌軸力圖(N）</p><p>　　圖3-4 Ⅳ級深埋襯砌彎矩圖(N·m)</p><p>　　圖3-5 Ⅳ級深埋襯砌軸力圖(N）</p><p>　　圖3-6 Ⅳ級淺埋襯砌彎矩圖(N·m)</p><p>　　圖3-7 Ⅳ級淺埋襯砌軸力圖(N）</

68、p><p>　　圖3-8 Ⅴ級淺埋襯砌彎矩圖(N·m)</p><p>　　圖3-9 Ⅴ級淺埋襯砌軸力圖(N）</p><p>　　圖3-10 Ⅳ級超淺埋襯砌彎矩圖(N·m)</p><p>　　圖3-11 Ⅳ級超淺埋襯砌軸力圖(N）</p><p>　　圖3-12 Ⅴ級超淺埋襯砌彎矩圖(N&

69、#183;m)</p><p>　　圖3-13 Ⅴ級超淺埋襯砌軸力圖(N）</p><p>　　襯砌危險點的軸力和彎矩見表3-7。</p><p>　　表3-7 混凝土強度和鋼筋強度</p><p>　　3.5 襯砌截面配筋計算依據(jù)</p><p>　　3.5.1 截面配筋方法</p><p

70、>　　首先判斷深淺埋，軸向力偏心距增大系數(shù)取為1.0。，鋼筋的保護層厚度為Ⅳ級圍巖取60mm，Ⅴ級圍巖取65mm。根據(jù)式(3-13）和式(3-14)可對襯砌截面受壓進行大、小偏心判斷，然后配筋。</p><p>　　根據(jù)《鐵路隧道規(guī)范》，采用容許應力法進行配筋計算。計算圍巖襯砌若需要配筋均采用兩側(cè)鋼筋對稱布置。即，，即截面兩側(cè)用相同數(shù)量和鋼號的配筋。</p><p>　　(1)若不用

71、配置鋼筋，則其檢算的所需公式為:</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中，——混凝土或砌體的抗壓極限強度；</p><p><b>　　——安全系數(shù)；</b></p><p>　　——軸向力（MN）；</p><p>　　——截面的寬度（m

72、）；</p><p>　　——截面的厚度（m）；</p><p>　　——截面的縱向彎曲系數(shù)：對于隧道襯砌、明洞拱圈及強背緊密回填的邊墻，可取=0.1；對于其他構(gòu)件，應根據(jù)其長細比按規(guī)范采用；</p><p>　　——軸向力的偏心影響系數(shù)。</p><p>　　(2)如果需要配置鋼筋，則其檢算所需的公式為：</p><p&

73、gt;　　①判斷大、小偏心受壓，大偏心應滿足</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p><b>　　小偏心應滿足</b></p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　式中 ——混凝土受壓區(qū)高度；</p><

74、p><b>　　——截面有效高度。</b></p><p>　?、诖笃氖軌簶?gòu)件的計算</p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　式中，——安全系數(shù)，按表進行選擇；</p><p>　　——混凝土彎曲抗壓極限強度；</p><p>　　——鋼

75、筋的抗壓或抗拉計算強度；</p><p>　　，——受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積(m2)；</p><p>　　——軸向力（MN）；</p><p>　　——混凝土受壓區(qū)高度(m)；</p><p>　　——矩形截面的寬度(m)</p><p>　　此時，中性軸的位置按下式確定：</p><p>

76、<b>　　(3-16)</b></p><p>　　當軸向力作用于鋼筋與的重心之間，上式中左邊第二項取正號；反之取負號。</p><p>　?、坌∑氖軌簶?gòu)件的計算：</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　式中，——鋼筋的重心到幾面最近邊緣的距離（m）。</p

77、><p>　　當軸向力作用于鋼筋與的重心之間，尚應符合下式要求：</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p><b>　　式中符號意義同前。</b></p><p>　　混凝土強度和鋼筋強度見表3-8</p><p>　　表3-8 混凝土強度和鋼筋強度&l

78、t;/p><p>　　3.5.2 配筋結(jié)果 </p><p>　　表3-9 配筋結(jié)果表</p><p>　　由于Ⅲ級深埋襯砌不需配筋，Ⅳ、Ⅴ級超淺埋地段與Ⅳ淺埋、Ⅴ淺埋配筋相同，Ⅴ級超淺埋地段是洞口地段，配筋需適當加強。所以Ⅳ超淺埋配4Φ18，Ⅴ級超淺埋配5Φ25。</p><p>　　3.5.3 最大裂縫寬度檢算</p>

79、<p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式中，Eg——鋼筋的彈性模量；</p><p>　　——裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)； </p><p>　　——混凝土的極限抗拉強度；</p><p>　　——縱向受拉鋼筋應力；</p><p>　　——平均裂縫間距(cm

80、)； </p><p>　　——縱向受拉鋼筋的直徑(cm) ；</p><p>　　——縱向受拉鋼筋配筋率；</p><p>　　—— 對螺紋鋼筋，?。?lt;/p><p>　　由規(guī)范查得，若e0=M／N＜0.55h0，則無需進行裂縫驗算，經(jīng)計算，所有點e0都小于0.55h0。所以無需進行裂縫驗算。</p><p>　　第

81、4章 隧道施工方案</p><p>　　4.1 施工總方案</p><p>　　由于隧道長度335m，屬于短隧道，所以選擇單方向一個掌子面開挖。開挖過程中由于有大量的棄渣，根據(jù)隧道周圍地型情況，洞口南側(cè)有一個亂掘洼地，離洞口較近，減少運輸距離，所以可將大量棄渣，通過無軌運輸棄于洼地內(nèi)。</p><p>　　根據(jù)隧道圍巖情況和現(xiàn)場工程地質(zhì)條件，決定采用鉆爆法開挖。

82、進出口段采用明挖法施工，Ⅲ級圍巖采用上、下臺階法分部開挖施工， Ⅳ 級圍巖采用三臺階法施工，Ⅴ級圍巖采用三臺階法與CD法進行施工。并采用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架等初期支護。Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段采用小導管注漿超前支護,局部危險地段施做超前大管棚。Ⅲ級圍巖采用C25噴射混凝土，噴層厚度為15cm，在拱部掛設鋼筋網(wǎng)。Ⅳ 、Ⅴ級圍巖采用C25噴射混凝土，噴層厚度為25cm、28cm。 在拱墻設鋼筋網(wǎng)，鋼筋型號都為φ8。同時，在Ⅴ級圍巖地段架設

83、鋼拱架，鋼拱架安裝時，初噴混凝土厚度為4cm，鋼筋保護層厚度不小于4cm。由于隧道所處地段推測有巖溶發(fā)育，當施工遇到巖溶災害時，可按巖溶對隧道的不同影響及施工條件，采取引流加固、清除、注漿等不同措施或綜合治理。施工中遵循“短開挖、少擾動、強支護、實回填、嚴治水、勤量測”的原則。施工中進行超前地質(zhì)預報，采用TSP，地質(zhì)雷達、超前鉆孔相結(jié)合的探測技術(shù)取得圍巖地質(zhì)參數(shù)， 施工中注意進行監(jiān)控量測，通過數(shù)據(jù)分析和處理及時反饋信息，以指導設計和施工

84、。</p><p><b>　　4.2 進洞方案</b></p><p>　　在隧道工程建設中，需根據(jù)地形、地質(zhì)、水文條件，并結(jié)合環(huán)境保護、洞外有關(guān)工程及施工條件、運營要求，來確定隧道洞口位置，同時還需以“早進洞、晚出洞”為原則。</p><p>　　石門圩隧道進口端線路穿山通過，根據(jù)本隧道的特點，并結(jié)合路基及進出口地形地貌、工程地質(zhì)、水文條

85、件，在充分考慮隧道進出口綜合排水的情況下，盡量減少洞口的開挖并考慮施工開挖邊仰坡的穩(wěn)定性，本著“早進晚出”的原則，確定隧道進出口位置。洞門型式的選擇力求結(jié)構(gòu)簡潔，并與洞口的地形、地貌協(xié)調(diào)一致。結(jié)合兩端洞口處地形、地勢和地質(zhì)情況，進出口洞門采用帽檐斜切式洞門（斜切面1:1.25，仰坡1:5），對邊仰坡進行綠化和防護。</p><p>　　通過明洞后，則為Ⅴ級圍巖，表層為素填土，褐黃色，厚約0.5m；下伏基巖為石炭系

86、上統(tǒng)船山組灰?guī)r，灰白色，弱風化，巖質(zhì)較硬，巖體破碎。節(jié)理裂隙發(fā)育,局部地段巖溶發(fā)育。地下水主要為基巖裂隙水和巖溶水，較發(fā)育。采用三臺階法開挖，即使用三臺階法進洞。在隧道進洞后，為保證隧道洞口段穩(wěn)定，隧道洞門應盡早施作。但是，考慮到隧道洞門的施作不應對隧道洞身施工造成影響，由經(jīng)驗可得，一般在隧道進洞掘進100m左右后，施作洞門。</p><p>　　明洞開挖后的邊仰坡采用錨桿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)防護，明洞洞身兩側(cè)回

87、填M10漿砌片石，其上回填碎石土，表層為種植土層，并進行綠化。洞口回填的原則是盡可能的消除人工開挖痕跡，使洞口融入自然。洞口施工中應盡量減小擾動周圍巖體，盡早做好洞口邊仰坡的防護和隧道洞門，確保洞口安全。</p><p>　　隧道洞口明洞按荷載結(jié)構(gòu)法原理進行設計，將明洞上部回填土作為荷載。采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，明洞設置鋼筋混凝土仰拱。</p><p>　　為便于進洞、保護原有自然環(huán)境，

88、維護邊、仰坡的穩(wěn)定，設計時隧道進出口端均采用明洞襯砌，進口端明洞長度為19m，出口端明洞長度為44m。隧道暗洞洞口段為超淺埋區(qū)，故采用加強襯砌。</p><p>　　隧道進、出口及軟弱圍巖段隧道開挖前設計了超前支護措施。Ⅴ級圍巖洞口加強段以Φ108超前大管棚、其它段以超前錨桿與超前小導管預支護作為輔助施工措施。</p><p>　　4.3 不同圍巖段的開挖方法</p>&l

89、t;p>　　隧道施工方法應根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、結(jié)構(gòu)形式、機械配置、周圍環(huán)境的需要、綜合經(jīng)濟效益等因素而確定?？傮w上講，隧道開挖的基本原則是：在保證圍巖穩(wěn)定或減少對圍巖擾動的前提下，選擇恰當?shù)拈_挖方法和掘進方法，并應盡量提高掘進速度。下面對不同級別圍巖的開挖方法設計如下：</p><p>　　4.3.1 Ⅲ級圍巖段開挖方法</p><p>　　隧道進出口段范圍內(nèi)，Ⅲ級圍巖只有一段

90、，在此段上，DK 107+085~DK107+115，全長30m 。隧道洞身圍巖為石炭系上統(tǒng)船山組灰?guī)r，灰白色，弱風化,巖質(zhì)堅硬，巖體較完整，節(jié)理裂隙較發(fā)育。地下水主要為基巖裂隙水和巖溶水，較發(fā)育，在此段上設計采用兩臺階法開挖。施工時應加強支護及防排水措施。</p><p>　　使用臺階法進行開挖時，上臺階的底部位置應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定，一般情況下，可以設計在起拱線及以下。本設計可將上臺階底部的位置定在坑道的

91、中央處附近，取上臺階的高度為3.5m。臺階的長度的選取，既應考慮初期支護形成閉合斷面的時間，又應考慮上臺階的施工空間，臺階法將臺階長度取為15m，在施工過程中，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況做出適當調(diào)整。臺階法的循環(huán)進尺設置為2.5m。</p><p>　　4.3.2 Ⅳ級圍巖段開挖方法</p><p>　　隧道全長范圍內(nèi)，Ⅳ級圍巖只有一段，起訖里程為DK106+990~DK107+055，全長65

92、m。隧道洞身圍巖為石炭系上統(tǒng)船山組灰?guī)r，灰白色，弱風化，巖質(zhì)較硬，巖體較破碎。節(jié)理裂隙發(fā)育,局部地段巖溶發(fā)育。地下水主要為基巖裂隙水和巖溶水，較發(fā)育。</p><p>　　總的來講，Ⅳ級圍巖的性質(zhì)較差，而且長度又相對較短，基于盡早封閉圍巖的考慮，此段采用三臺階法較為合適。一般，在地質(zhì)條件較差的圍巖段施工時，如不及時使初期支護封閉形成整體工作，恐怕不利于上臺階開挖部分的穩(wěn)定，采用三臺階法開挖，臺階長度較短，剛好能夠

93、使上、下臺階初期支護及時地封閉成環(huán)，有利于控制圍巖變形。同時，在上臺階開挖時，應采用小藥量的松動爆破，盡量減少對圍巖的擾動。所以采用三臺階開挖法，并采用長管棚加固掌子面，由鉆孔臺車鉆眼爆破。臺階長4.5m，上臺階高度為3.5m，隧道循環(huán)進尺為2m。開挖后立即進行架立型鋼鋼架、掛網(wǎng)錨噴初期支護作業(yè)，盡早封閉成環(huán)。三臺階法開挖工序見圖4-1。</p><p>　　圖4-1 三臺階開挖方法示意圖</p>

94、<p>　　4.3.3 Ⅴ級圍巖段開挖方法</p><p>　　石門圩隧道最差的圍巖為Ⅴ級圍巖，總共有三段，起訖里程分別為DK106+960~ DK106+990、DK107+055~ DK107+085、DK107+115~ DK107+295。在這些圍巖段中，圍巖巖石主要有石炭系上統(tǒng)船山組灰?guī)r，灰白色，弱風化,巖質(zhì)較硬，巖體破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育。地下水主要為基巖裂隙水和巖溶水，較發(fā)育。</

95、p><p>　　根據(jù)此級圍巖的性質(zhì)，并考慮此隧道為雙線隧道，隧道設計斷面大，為進一步地穩(wěn)定圍巖，確保施工的安全，Ⅴ級圍巖段在DK106+960~ DK106+979段采用明挖法施工，DK106+979~ DK106+990段采用三臺階法施工，DK107+055~ DK107+085段采用CD法施工，DK107+115~ DK107+220段采用三臺階法施工，DK107+220~ DK107+251段采用CD法施工，D

96、K107+251~ DK107+295段采用明挖法施工。</p><p>　　明挖法與三臺階法的具體開挖方法上面已進行了具體論述。CD法施工時，將左右兩側(cè)自上而下設計劃分為兩部分進行開挖。選取一側(cè)先行，先行一側(cè)的每一部開挖完成后，都應及時地施作初期支護，并施作中隔壁，待先行超前一段距離后，再開挖另一側(cè)，兩側(cè)的縱向間距設計為10m。CD法的循環(huán)進尺設置為1.5m。</p><p>　　由于C

97、D法開挖分部多，每一部開挖時都應盡量減少對圍巖的擾動，而且還應保證開挖周邊輪廓盡量圓順，使坑道在每一部開挖后，都為一個有利于承受荷載的結(jié)構(gòu)。CD法開挖工序如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 CD法分部開挖示意圖</p><p>　　4.3.4 各圍巖段開挖方法匯總</p><p>　　在石門圩隧道全長范圍內(nèi)，各級圍巖段的開挖方法都應依據(jù)該段所處位置的

98、地質(zhì)水文條件加以確定，同時還應考慮到施工的安全和施工的速度及費用。各段開挖方法匯總見表4-1。</p><p>　　表4-1 開挖方法一覽表</p><p>　　4.4 各開挖方法間的轉(zhuǎn)換</p><p>　　在此隧道的開挖過程中，開挖方式主要存在著這幾種轉(zhuǎn)換：CD法與三臺階法的相互轉(zhuǎn)換和長臺階法與三臺階法的轉(zhuǎn)換。下面對以上幾種轉(zhuǎn)換介紹如下：</p>

99、<p>　　4.4.1 CD法與臺階法的相互轉(zhuǎn)換</p><p>　　CD法開挖是先沿一側(cè)自上而下分兩部進行開挖，一側(cè)超前一定距離之后，再分步開挖另一側(cè)。而長臺階法則是將隧道分為上、下兩個部分，即上、下臺階，其中上臺階先行，下臺階滯后一定距離后開挖。</p><p>　　當需從CD法轉(zhuǎn)化為臺階法時，首先進行CD法兩側(cè)開挖面間距的調(diào)整，使滯后的一側(cè)盡量跟上先行的一側(cè)，做到兩側(cè)

100、開挖面剛好在需要轉(zhuǎn)化的設計里程平齊，再將開挖面分為上、下臺階，進行臺階法開挖，這樣就完成了從CD法到臺階法的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4.4.2 三臺階法到CD法的轉(zhuǎn)換</p><p>　　從三臺階法轉(zhuǎn)化為CD法，是將上臺階先行開挖至需采用臺階法開挖的設計里程，接著把上臺階分為左右兩側(cè)，一側(cè)先進行開挖，另一側(cè)等到中、下臺階跟上后，按照設計要求再進行開挖，即可完成三臺階法到CD法的轉(zhuǎn)化

101、。</p><p>　　4.4.3 臺階法到三臺階法的轉(zhuǎn)換</p><p>　　此種轉(zhuǎn)化較為簡單，只需將應采用臺階法開挖的圍巖開挖至設計里程，然后將兩臺階的間距及時調(diào)整縮小，在慢慢縮小上臺階的開挖高度，將掌子面劃分為上、中、下三個工作面，即可進行三臺階法的開挖。</p><p><b>　　4.5 爆破設計</b></p>&

102、lt;p>　　4.5.1 Ⅲ級圍巖爆破設計</p><p>　　根據(jù)本隧道圍巖的特點，圍巖采用鉆孔臺車鉆孔。結(jié)合本隧道地質(zhì)情況，由于含有地下水，故采用直徑φ32mm二號巖石乳化炸藥。雷管采用國產(chǎn)的Ⅱ型系列非電毫秒雷管。 按光面爆破設計，進行爆眼布置。布置時，輔助炮眼由內(nèi)向外逐層布置，周邊眼沿隧道設計輪廓線布置。起爆采用延時毫秒雷管隔段起爆。即掏槽眼最先起爆，后續(xù)依次為輔助眼起爆，最后周邊眼起爆。

103、</p><p><b>　　計算爆破參數(shù)：</b></p><p>　　由于是臺階法開挖，分上下兩個臺階和落底三部分，每斷面分上下臺階進行參數(shù)設計。上臺階高度定為4.5m,面積為42m2，周長為29.48m；下臺階面積為57.54 m2；落底部分面積為24.22 m2。</p><p><b>　　(1)上臺階</b>&

104、lt;/p><p><b>　　①計算炮眼數(shù)N</b></p><p>　　爆破斷面面積S=42m2</p><p>　　查表得單位炸藥消耗量q=1.1kg/m3，結(jié)合實際工程經(jīng)驗確定各炮眼的裝藥系數(shù)為：掏槽眼=0.55，輔助眼=0.45，周邊眼=0.45。綜合考慮各炮眼的裝藥系數(shù)取τ=0.48，2號巖石銨梯炸藥每延米質(zhì)量γ=0.78。所以<

105、/p><p>　　N=1.1×42／0.48×0.78=123.3 實際取123個炮眼。</p><p><b>　?、诿垦h(huán)炮眼深度</b></p><p>　　本工程月掘進循環(huán)計劃進尺為140，每月施工28d，采用2班循環(huán)掘進平行作業(yè)，本設計取炮眼利用率為，則每循環(huán)炮眼深度為：</p><p&g

106、t;　　140÷28÷2÷0.93=2.688m</p><p>　　實際取炮眼深度為2.7m，每循環(huán)進尺L1=2.7×0.93=2.5m。</p><p><b>　?、叟诳字睆?lt;/b></p><p>　　選用2號巖石乳化炸藥，藥卷直徑為32mm，長度為200mm，每卷質(zhì)量為0.15kg。炮孔過小不利

107、于裝填藥卷；炮孔過大會降低爆破效果和鉆眼速度。根據(jù)施工實際的經(jīng)驗，確定炮孔直徑為42mm。</p><p><b>　?、芘谘坶g距和排距</b></p><p><b>　　a掏槽眼</b></p><p>　　根據(jù)本隧道的特點，采用直眼掏槽，錐形布置。眼深在每循環(huán)炮眼深度的基礎上加深0.2故取深度為2.9m。由炮眼深度共

108、布置5個掏槽眼，其中一個直徑為100mm的空眼，作為輔助自由面和巖石破碎后的膨脹補償空間。 </p><p><b>　　b周邊眼</b></p><p>　　根據(jù)本隧道的實際情況，光爆孔間距E取為500mm，最小抵抗線W為600mm，光爆孔密集系數(shù)K為0.83，周邊眼依隧道周邊總長度計算周邊眼個數(shù)為</p><p>　　N=29.48/0.5

109、=58.96個 </p><p>　　實際取59個周邊眼。</p><p><b>　　c輔助眼</b></p><p>　　為了減小鉆眼工作量，加快施工速度，輔助眼的間距應該適當加大，為60個。</p><p><b>　?、菅b藥量</b></p><

110、p>　　a根據(jù)裝藥量公式計算一個循環(huán)總裝藥量為</p><p>　　Q=qv=1.1×42×2.7×0.93=116kg </p><p>　　由于其中q為2號巖石銨梯炸藥的單位耗藥量，應換算為2號巖石乳化炸藥的裝藥量。2號巖石乳化炸藥的換算系數(shù)為e=1.1。則一個循環(huán)的2號巖石乳化炸藥總裝藥量為

111、116×1.1=127.6kg。</p><p>　　b按裝藥系數(shù)計算單孔裝藥量以及總裝藥量</p><p><b>　　4個掏槽眼</b></p><p>　　單孔裝藥卷數(shù)=0.5×2.9÷0.2=7.25卷 取7卷</p><p>　　單孔裝藥量=7×0.15=1.05kg&

112、lt;/p><p>　　換算為2號巖石乳化炸藥：</p><p>　　單孔裝藥量=1.05×1.1=1.155kg</p><p>　　單孔裝藥卷數(shù)=1.155÷0.15=7.7卷 取8卷</p><p><b>　　59個周邊眼</b></p><p>　　單孔裝藥卷數(shù)=0.4

113、5×2.7÷0.2=6.075卷 取6卷</p><p>　　單孔裝藥量=6×0.15=0.9kg</p><p>　　換算為2號巖石乳化炸藥：</p><p>　　單孔裝藥量=0.9×1.1=0.99kg</p><p>　　單孔裝藥卷數(shù)=0.99÷0.15=6.6卷 取6.5卷<

114、/p><p><b>　　60個輔助眼</b></p><p>　　單孔藥卷數(shù)量0.45×2.7÷0.2=6.075卷 取6卷</p><p>　　單孔裝藥量=6×0.15=0.9kg</p><p>　　換算為2號巖石乳化炸藥：</p><p>　　單孔裝藥量=0.9

115、×1.1=0.99kg</p><p>　　單孔裝藥卷數(shù)=0.99÷0.15=6.6卷 取6.5卷</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)計算每循環(huán)進尺總的裝藥量為</p><p>　　Q=4×1.2+59×0.975+60×0.975=120.825kg</p><p>　　此值略大于體積公式計算

116、的總藥量，但基本是一致所以按此值進行裝填炸藥。炮眼布置如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 Ⅲ級圍巖上臺階炮眼布置圖(標注單位m)</p><p><b>　　(2)下臺階</b></p><p>　　由于上臺階爆破開挖創(chuàng)造了臨空面，只布置輔助眼和周邊眼。</p><p>　　N=1.1×57.54

117、／0.48×0.78=169.054個 實際取169個，如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 Ⅲ級圍巖下臺階炮眼布置圖(標注單位m)</p><p><b>　　(3)落底</b></p><p>　　N=1.1×24.22／0.48×0.78=71.15個 實際取71個，如圖4-5所示。.<

118、;/p><p>　　圖4-5 Ⅲ級圍巖落底炮眼布置圖(標注單位m)</p><p>　　經(jīng)過調(diào)整具體炮眼布置圖見附錄。調(diào)整后的炮眼數(shù)量和裝藥量見表4-2。</p><p>　　表4-2 Ⅲ級圍巖爆破參數(shù)表</p><p>　　4.5.2 Ⅳ級圍巖爆破設計</p><p>　　根據(jù)本隧道圍巖的特點，圍巖采用鉆孔臺車鉆孔

119、。結(jié)合本隧道地質(zhì)情況，采用直徑φ32mm二號巖石銨梯炸藥。雷管采用國產(chǎn)的Ⅱ型系列非電毫秒雷管。</p><p><b>　　計算爆破參數(shù)：</b></p><p>　　采用三臺階法開挖，分上、中、下兩個臺階和落底三部分。上臺階高度定為3.4m，面積為29m2，周長為26.4m；中臺階高度為3.3m，面積為43.24m2；下臺階高度為3.3m，面積為44.5m2；落底部

120、分面積為16.29m2。</p><p><b>　　(1)上臺階</b></p><p><b>　?、儆嬎闩谘蹟?shù)N</b></p><p>　　爆破斷面面積S=29m2 </p><p>　　由面積S查表得單位炸藥消耗量q=1.1kg/m3，結(jié)合實際工程經(jīng)驗確