太公山隧道光面爆破的应用与分析

太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术1毕业设计(论文)设计(论文)题目：专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：重庆工程职业技术学院太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术2重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）成绩认定书系专业班学生，其毕业设计（论文），经答辩委员会答辩，成绩评定为。答辩委员会主任签字：答辩委员会（代章）年月日太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术3重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）课题评分标准及相应得分课题：学生：成绩：评分标准及得分：道路与桥梁工程专业毕业设计的综合成绩由平时成绩、设计成绩、答辩成绩三部分组成。其评定标准如下：1、优秀：（1）施工组织设计、论文内容完整，可操作性强；（2）设计期间遵守作息时间，全勤；（3）答辩主题明确，语言流畅，思维敏捷，准确无误；（4）能综合运用所学知识分析与解决设计、论文中的问题。2、良好：（1）施工组织设计、论文内容较完整，可操作性较强；（2）设计期间缺勤二天以内；（3）答辩主题较明确，语言较流畅，思维较敏捷；（4）较能运用所学知识分析与解决设计、论文中的问题。3、中：（1）施工组织设计、论文内容较完整，具有一定可操作性；（2）设计期间缺勤三天以内；（3）答辩主题较明确，语言较流畅；（4）较能运用所学知识分析设计、论文中的问题。4、及格：（1）施工组织设计、论文内容基本完整，具有一定可行性；（2）设计期间缺勤五天以内；（3）答辩主题不够明确，语言不够流畅；（4）不能运用所学知识分析设计、论文中的问题。5、不及格：（1）施工组织设计、论文内容不完整，不具有可行性；（2）设计期间不遵守纪律，缺勤一周以上；（3）答辩主题不明确，语言不流畅；太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术4（4）答辩概念不清楚，有原则性错误，经启发仍不能正确回答。太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术5重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）指导教师评语指导教师签字：年月日太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术6摘要光面爆破是指爆破开挖时，沿设计开挖轮廓钻孔装药，在开挖区主爆破孔之后起爆，以获得比较平整壁面的爆破；配合锚喷支护，光面爆破使开挖面平整、准确，减少超、欠挖和对围岩的扰动，便于锚喷成形，并减少回弹量，充分发挥锚喷支护及时，与围岩密贴，柔性好，且有良好的物理力学性能的作用。光面爆破广泛应用于隧道的开挖过程中，本文以渝黔线太公山隧道出口工区的工程实际为例，对其工作原理、参数选定做一个探究分析。关键词：隧道；光面爆破太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术7AbstractSmoothblastingisreferstotheblastingexcavation,thedesignedalongtheexcavationcontourdrillingchargeandexplosivesintheareaofthemainblastingholeexcavation,inordertoobtainasmoothwallblasting;combinedboltingandshotcretesupport,thesmoothblastingtoexcavationsurfaceissmoothandaccurate,reducethesuper,underbreakandonthesurroundingrockdisturbance,easytoanchorsprayforming,andreducetheamountofspringback,givefullplaytotheboltingandshotcretingsupportintime,closedtightlywiththesurroundingrock,goodflexibilityandgoodphysicalandmechanicalproperties.Smoothblastingiswidelyusedintunnelexcavationprocess,inthispaper,theactualprojectofChongqingandGuizhouLineTaiGongmountaintunnelexportareaexample,onitsworkingprinciple,parameterselectedtodoaresearchanalysis.Keywords：tunnel；smoothblasting太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术8目录1前言..................................................................92工程概况..............................................................92.1工程介绍........................................................92.2施工方案........................................................93光面爆破............................................................113.1光面爆破的原理.................................................113.2光面爆破与预裂爆破的区别.......................................113.3影响光面爆破的因素.............................................113.4太公山隧道出口工区光面爆破优化设计.............................113.4.1设计原则..................................................113.4.2钻爆参数的选择............................................123.4.3爆破参数检算..............................................204太公山隧道出口工区工程实例应用分析...................................215结论...............................................................25参考文献..............................................................26致谢................................................................26太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术91前言二十世纪六十年代，我国就对铁路隧道进行了光面爆破试验，在开挖方法上取得了较大的改进，到七十年代末，通过大量的试验与研究，光面爆破技术具有一定的使用价值与推广意义，得到新的发展，到九十年代，我国已成功的运用于软弱围岩大断面的爆破，光面爆破技术在地质条件复杂、修建难度极大的大瑶山隧道取得了历史性的突破，我国深孔爆破技术达到国际先进水平。自五十年代奥地利的腊布塞维奇提出“新奥法”以来，锚喷支护作为一种新的施工方法也被提出来，是人们对隧道传统施工概念的转变，日本于七十年代在上越新干线中山隧道采用锚喷支护获得成功是一个很好的例子。我国从六十年代就开始引进锚杆和喷混凝土技术，从临时支护逐渐发展为永久支护，从七十年代后期，锚喷支护在我国各个隧道成功试点，锚喷支护逐渐被我国隧道工程人员所接受，其应对复杂地质条件的优越性发展至今成为不可缺的支护手段。无论是光面爆破，还是锚喷施工，都是隧道开挖支护过程中的首要工序，不仅直接影响着隧道的掘进速度，还与隧道工程的质量和造价有着紧密而不可分的关系，本文通过对太公山隧道出口工区的施工实例，结合实践，对光面爆破与锚喷施工做一个应用分析，提出问题，也是一次新的学习与认识。2工程概况2.1工程介绍太公山隧道进口位于重庆市江津区杜市镇，出口位于綦江县新盛镇。隧道起讫里程DK43+513～DK49+909,全长6396m，最大埋深450m。出口工区段起讫里程DK49+909～DK47+100，围岩主要为Ⅲ级，IV级，占全隧93%。本隧为高瓦斯隧道，其中出口工区D1K47+420～D1K49+710（平导：PDK47+420～PDK49+650）为高瓦斯工区，其余段落为低瓦斯工区。本隧道为双线隧道，按设计时速200km/h且满足开行双层集装箱列车的客货共线标准设计。对开挖过程中确保隧道洞室安全稳定要求高。地震动峰值加速度0.05g。隧道穿越蓬莱镇组(J3p)及遂宁组(J2sn)地层，岩性为砂岩、泥岩互层，泥岩为软质岩，属易软化岩；岩体发育2-4组节理裂隙，裂隙间距0.15-0.50m，洞身穿越太公山向斜，轴部附近岩体破碎，隧道开挖后向斜轴部一带及软岩地段易出现洞顶坍方、冒落和隧底浸水软化，围岩变形等工程地质问题，隧道工程地质条件一般。由于隧道洞身地质结构为缓倾岩石走向，围岩普遍较差、断面大，开挖洞顶轮廓线难以控制，成型后初期支护难度高、工作量大，安全隐患大。在施工中应严格控制钻孔方向，根据围岩情况调整爆破参数，初期支护及时跟进，确保成型质量和施工安全。2.2施工方案本隧采用新奥法施工，根据围岩情况及工期要求确定开挖方法，Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，Ⅳ级围岩采用台阶法（临时仰拱）开挖，Ⅴ级围岩采用大拱脚台阶法开挖。全隧采用简易台架凿岩机结合YT-28风动凿岩机钻孔光面爆破。初期支护采用锚喷支护及湿喷技术，按设计要求对结构支护太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术10体系的稳定性进行监控量测、分析，并按仰拱超前的原则组织施工，拱墙二次衬砌采用一次立模灌筑。图2-1台阶法施工工序横断面图图2-2台阶法施工工序纵断面图太公山隧道光面爆破的应用与分析建筑工程学院道路与桥梁工程技术113光面爆破3.1光面爆破的原理光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳定性的爆破技术。光面爆破作用机理是炸药爆破时产生的冲击波和高温高压气体作用在眼壁上，炮眼周围的岩石受到强烈压缩而破碎与此同时形成的压缩应力波向四面八方传播，最后形成相互作用的爆破漏斗，当爆破参数选取合理，隧道外轮廓面将形成连续的光滑壁面。3.2光面爆破与预裂爆破的区别隧道控制爆破施工主要为光面爆破与预裂爆破，预裂爆破是由于先起爆周边眼，在其它炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条贯穿缝，对后爆的掏槽眼、辅助眼的爆轰波能起反射作用，可以减轻爆轰波对围岩破坏的影响，保持岩体完整性和开挖面的整齐规则，同光面爆破目的相同，只是在炮眼的爆破顺序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，再引爆的辅助眼，最后引爆周边眼。由于成洞过程和破岩条件不同，理论上在减轻对围岩的扰动程度上，预裂爆破较光面爆破的效果更好，但就目前的状况来看，对预裂爆破的理论研究还很欠缺，计算方法很不完善，大多是通过经验类比初步确定和实验调整，而且受到岩石石物理性质、地质构造、炸药品种、钻孔直径、孔距、装药量等影响，其爆破技术较光面爆破更为复杂，往往隧道爆破过程中，光面爆破效果更优于预裂爆破。3.3影响光面爆破的因素光面爆破的成功与否主要取决于爆破参数的确定。主要参数包括：周边炮眼的间距、光面爆破层的厚度、周边眼密集系数和装药集中度等。影响光面爆破参数选择的因素很多，包括围岩地质构造、断面大小、炸药种类、装药方法、起爆方法与顺序