某隧道穿越小区段施工方案

人和场隧道浅埋下穿建筑物段施工方案

编制：

复核：

审核：

中铁十局兰渝铁路LYS-14标段项目经理部第九分部

二〇一一年四月

人和场隧道浅埋下穿地表建（构）筑物施工方案

——针对人和场隧道浅埋、通过建筑物的特点

一、编制依据

1、人和场隧道初步设计图纸、地质资料；

2、隧道地表建筑物现场调查情况；

3、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；

4、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）

5、《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）

6、《铁路隧道超前预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）

7、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）

8、《爆破安全规程》（GB6722-2003）

二、工程概况

人和场隧道3#斜井位于重庆市人和镇隧道经过地段下穿多处建筑物、公路，施工安全压力大。

人和场隧道3#斜井小里程下穿段为Ⅴ级围岩，目前3#斜井小里程掌子面里程为DK950+500，距仁和欣座小区只有50m距离（距仁和欣座最近一栋建筑）。

三、仁和欣座、人和丽景小区基本情况说明

仁和欣座小区, 建筑层高为6～7层，人和丽景小区, 建筑层高为7～13层，均为条形钢筋混凝土基础，位于隧道正上方的建筑物共有6栋。隧道下穿小区总长度为225m，下穿里程为DK950+330～DK950+470（仁和欣座），DK950+195～DK950+280（人和丽景），最小埋深为22m，最大埋深为34m。根据前期调查结果显示，仁和欣座及人和丽景小区为人和地区最早一批安置房，房屋质量较差，隧道上方房屋普遍存在较大裂缝，宽3～5cm，长2～4m。

四、人和场隧道控制爆破

人和场隧道通建筑物段，为确保施工安全且不惊扰当地居民，我部在此段开挖中拟采取“短进尺、弱爆破、多打眼、少装药、勤量测、强支护”的施工方法。在建筑物段施工中侧重爆破地震速度的监测与控制。通过控制爆破地震速度来控制隧道的爆破施工，以达到保证地表建筑物安全的目的。

4.1、控制洞内爆破地震波速度

4.1.1、爆破方案设计的理论依据

降低爆破地震波的破坏作用，保证地面建筑物的安全，即减震控制爆破。

爆破后沿岩体的切割面（或爆裂面）应具有一定的平整度，并能保持原岩体自身的稳定性，从而保证爆破效果及隧道内的安全，即光面和稳定性控制爆破。

《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定,一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足地震安全速度的要求：

一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物为2～3cm/s；

根据爆破安全规程的要求，并结合本隧道所处的地形，地质情况以及地表的建筑物的重要程度，拟定出地表质点振动速度：

地表建（构）筑物不超过2cm/s。

如果爆破地震波引起的建筑物的地面质点振动速度小于以上规定，即认为该建筑物是安全的；反之，则会危及该建筑物的安全。

此爆破方案设计的理论依据：通过控制单段最大装药量，来控制地面质点的振动速度，以此来控制爆破施工作业，确保地面建筑物的安全。

4.1.2、爆破公式的选用

以地面建筑物基础底部（或地面）至爆源中心的距离为安全控制半径，借助于地面质点振动速度的经验公式 V=k（Q1/3/R）α，并以质点振动速度的允许值作为控制标准，反算出单段最大允许用药量。

即单段最大装药量计算公式：

Q= R3（v/K）3/α

上式中   Q——微差爆破最大一段装药量（Kg）

     R——被保护建筑物至爆破装药中心的距离（m）

     v——被保护建筑物所允许的振动速度（cm/s）

     K——与爆破点地震波传播介质（地质）特性有关的系数，参考下表选取。

     a——与爆破点地形、地质有关的衰减指数，参考下表选取。

                不同岩性的K、a值

4.1.3、爆破物品的选用

炸药选用乳化炸药，起爆雷管选用电雷管，导爆雷管调段使用，段间距时差控制在100ms以上。

依据公式   Q= R3（v/K）3/α进行单段最大允许用药量的计算

根据隧道围岩的特点和隧道的埋深情况（取最小值R=30），分情况计算单段最大允许装药量。

（1）第二、隧道围岩为软岩时（Ⅴ级围岩），K、a分别取300、2.0。最小处埋深取22米。

a)隧道埋深取 R=22米，质点振动速度v =3cm/s进行计算。

Q=22×22×22×（3/300）3/2.0

 =10.65Kg      ____________   方案一

b)隧道埋深取 R=22米，质点振动速度v =2cm/s进行计算。

Q=22×22×22×（2/300）3/2.0

 =5.79Kg     ____________   方案二

通过计算确定：通过小区段的Ⅴ级围岩爆破设计方案采用方案二，单段最大装药量拟控制在5.79Kg之内。

（2）根据以上爆破方案设计原则，我部设计爆破方案如下：

①循环进尺设计为0.8m。

②采用上下台阶法钻眼，分部分次起爆，上台阶分两部起爆。

③炮眼按浅密原则布置，周边眼间距设计45cm。

4.1.5、控制爆破振动的其它措施 

⑴掏槽眼的位置尽量布置在台阶底部，以加大掏槽部爆源至地表的距离，减小掏槽爆破对构筑物的震动影响。

⑵选用低威力、低爆速的炸药。

⑶采用间隔装药的形式。采用不偶合装药结构。

4.2、穿越地表小区浅埋段施工方法

4.2.1、支护形式

Ⅴ级初期支护参数：拱部φ42超前小导管注浆：φ42超前小导管，长4m、环向间距0.4m，纵向间距2.4m，小导管注1：0.6水泥浆，注浆压力为0.2Mpa～0.3 Mpa；工20b型钢：型钢钢架纵向间距0.8m；节点板采用厚度δ=16mm的钢板，M24螺栓联结。钢架间采用Φ22带肋钢筋连结，环向间距1.0米，纵向间距0.8米。径向锚杆：拱部采用Φ22中空锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，锚杆长为4m，环向间距1.5m，纵向间距0.8m；钢筋网片：采用φ8钢筋，网格间距20cm×20cm；锁脚锚杆：每榀8根，单根长4m；喷射混凝土：C25喷射混凝土，厚28cm。

4.2.2、Ⅴ级围岩施工工序

⑴、循环进尺设计为0.8m。

⑵、上下台阶开挖上台阶开挖高度7.4m，下台阶开挖高度3m，上台阶长20m，下台阶长15m，仰拱与掌子面35m，二衬与掌子面距离最大保证70m。

4.3浅埋段钻爆设计

人和场隧道在下穿一般建筑物时，开挖采用上台阶分六部开挖的施工方案进行施工，每次爆破作业均在地表进行振动速度检测。

I部掏槽采用双排深度为1.3m 的掏槽眼，炮眼8个；底板眼深度为1.1m ，炮眼3个,合计炮眼11个。最大段装药量为3.12Kg，总装药量为5.36Kg。开挖面积21.9m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.31kg/m3。

Ⅱ部线路右侧扩大陶槽部分辅助眼深度为1.1m ，炮眼8个；底板眼眼1个，深度1.1m；合计炮眼9个。最大段装药量为1.92Kg，总装药量为4.24Kg。开挖面积10.5m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.5kg/m3。

Ⅲ部线路左侧扩大陶槽部分辅助眼深度为1.1m ，炮眼8个；底板眼眼1个，深度1.1m；合计炮眼9个。最大段装药量为1.92Kg，总装药量为4.24Kg。开挖面积10.5m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.5kg/m3。

Ⅳ部边墙部位辅助眼12个，深度1.1m；周边眼20个，深度1.1m；底板眼2个，深度1.1m，合计炮眼34个。最大段装药量3.84Kg，总

装药量为8.96Kg。开挖面积19.6m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.57kg/m3。

Ⅴ部拱顶部位辅助眼7个，深度1.1m；合计炮眼7个。最大段装药量3.36Kg，总装药量为3.36Kg。开挖面积8.8m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.48kg/m3。

Ⅵ拱顶部位辅助眼7个，深度1.1m；周边眼27个，深度1.1m；合计炮眼34个。最大段装药量3.36Kg，总装药量为6.6Kg。开挖面积14.2m2，循环进尺0.8m，炸药单耗0.58kg/m3。

4.4、隧道监控量测

兰渝铁路LYS-14标段人和场隧道属浅埋隧道，围岩稳定性差，且未施工段隧道上方通过11栋房屋。为确保隧道施工顺利进行，须认真进行监控量测，及时掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度，及时掌握施工爆破对隧道上方建筑物的震动情况，保障施工安全。优化施工方案。

结合隧道具体条件，确定开展监控量测的项目有：爆破地震波检测、洞外建筑物观测、隧道内围岩变形量测、围岩稳定性和支护效果分析。

4.4.1、洞内监测

严格按现行《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）的要求执行。当地质条件变差，或测量出现异常情况时，量测频度加大，必要时一小时或更短的时间量测一次，后期量测间隔时间可加大到几个月量测一次。

隧道洞内检测分为：围岩周边收敛、隧道拱顶下沉测量。

隧道施工时及时进行围岩量测、地表建筑物监测、爆破地震波振动速度检测，根据测量结果及时修整施工方法、钻爆设计参数及循环进尺。

①上台阶爆破开挖时，测量地表处的爆破振动速度，开挖后2h内测量地表建筑物的沉降情况。

②下台阶爆破开挖时，测量地表处的爆破振动速度，开挖后2h内测量地表建筑物的沉降情况。

③仰拱施工前测量地表建筑物的沉降情况。

④衬砌施工前测量地表建筑物的沉降情况。

⑤洞内围岩量测按正常施工进行。

4.4.2、地表监测

人和场隧道通过地表建筑物时，为确保地表建筑物安全，需请有专门资质的第三方单位负责对地表建筑物进行监控量测，地表检测分为：爆破地震波振动速度检测、建筑物沉降观测、建筑物倾斜观测。人和场隧道通过比华利段，地表检测委托煤炭科学总院重庆研究院进行检测。

地面建筑物沉降观测的范围在人和场隧道通过地表居民楼及其它建筑物。为了保证地面建筑物的绝对安全，施工前对地面建筑物进行全面调查和测量摸底后，选择有代表性的建筑物进行观测。在开挖前设置观测点，测量原始数据。

五、其他安全措施

（1）通过埋深小于40米的结构物或较为易损建筑物时，在支铁办或地方相关部门的配合下，对相关建筑物进行调查取证，提取建筑物的影相资料，同时保留必要的文字记录和标识。取证时必须有第三方在场进行签认，必要时请公证处进行公证。

（2）通过建筑物时，为了把对居民的影响尽可能减少，我们将提前以告示的形式通知居民或企事业单位，对于高危病人（老年高血压、脑血栓等病人）或不能抗震的高精密仪器，尽可能协调安排其临时撤离危险区，待隧道施工安全通过后再搬回。

六、应急处理步骤

⑴一旦发生事故，除立即向当地机关报警（120、110）外，同时向经理部指挥机构报告，指挥机构立即赶赴现场指挥，立即组织人员扑救，不可贻误战机。

⑵定期组织实战演练，每半年组织一次应急演习，日常工作中要组织救险队员学习防护知识、救援常识，并作好自身防护工作。

⑶根据事故发生情况，统一步署应急预案的实施工作，紧急调用各类物资、机具设备、人员、资金等。

⑷根据事故灾害情况，有危及周边单位及人员的险情时，组织精干力量进行人员及物资的疏散工作。

⑸配合上级部门进行事故调查处理工作，搞好稳定社会秩序及伤亡人员的善后及安抚工作。

七、工期安排

根据兰渝铁路铺架关门工期要求及人和场隧道实际情况，穿越剩余小区计划工期2011年5月20日～2011年9月20日，合计4个月。