北武夷山隧道掘进水压爆破施工技术研究报告 技术总结.doc

隧道掘进水压爆破施工技术 研究报告 技 术 总 结 2011年6月 隧道掘进水压爆破施工技术研究报告 第一章 项目总体情况介绍 一、工程概述 北武夷山隧道全长14646m，是京福铁路客专闽赣段重点控制工程之一，工期紧任务重。该隧道进口段设金奥和岚谷两条斜井，金奥斜井长733.38m，“S型”曲线，与正线交角90°；岚谷斜井全长1848.39m，与正线交角60°。隧道内不良地质情况复杂，有2670m属于极高地应力区，有1315m属于高地应力区；有4055m属于高地温危害区域，最高温度达50.3℃。岚谷斜井正线主攻方向施工任务2150m，该方向作业面的洞内施工环境直接影响该工作面施工进度。隧道掘进水压爆破技术对洞内施工环境及掘进进尺具有显著的 “节能环保”作用，该问题一直是施工单位需要解决的技术难题，通过理论研究及实际应用，解决了工程爆破存在多年已久的未能充分利用炸药能量和严重污染环境等两大难题。 二、工程地质特征 （1）地层岩性 隧道区分布的地层主要为江西段侏罗系上统南园组（J3n），为灰白色、灰紫色流纹质熔结凝灰岩为主夹凝灰质粉砂岩、页岩，偶夹石英粗面岩。 DK520+280~DK525+800为灰白色、灰紫色流纹质熔结凝灰岩为主夹凝灰质粉砂岩、页岩，偶夹石英粗面岩为晚期侏罗世火山活动强烈爆发的产物，以巨厚层状的熔结较强，含大量晶屑或岩屑的火山碎屑岩为特征，岩石坚硬，受区域构造影响，岩石垂直裂隙较发育，岩石呈块状镶嵌结构。 DK525+800~DK530+650段为灰、灰黑色流纹质晶屑凝灰熔岩，熔结凝灰结构，块状构造。岩石坚硬，受区域构造影响，岩石垂直裂隙发育，岩石呈块状镶嵌结构。 三、水文地质特征 （1）地下水 隧道测区地下水类型有孔隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水。隧址区的断层、构造裂隙带在地貌上多顺冲沟分布，节理裂隙发育，岩体破碎，导水性较好，地下水较丰富。 （2）隧道洞身涌水量及围岩富水程度 隧道涌水量及围岩富水程度分区见下表。 Qs：隧道通过含水体地段的正常涌水量 Qo：隧道通过含水体地段的最大涌水量 qo：隧道通过含水体地段的单位长度最大涌水量 四、不良地质条件 （1）高地应力和岩爆 隧道DK525+780～DK528+450段埋深为614～1100m，属于极高应力区，长度为2670m，开挖过程中极有可能发生岩爆。 隧道DK524+465～DK525+780段埋深为366～614m，属于高应力区，长度为1315m，开挖过程中有岩爆可能。 （2）高地温 根据初步勘探地质文件资料显示，预测本隧道区埋深≥356.7m的地段（DK524+395～DK528+450段，长度4055m）的地温温度≥28℃，最高50.3℃，属存在地温危害区域。 （3）高涌水 隧道洞身及斜井大部分区段穿越强富水区，强富水区最大涌水量在2800～5488.07 m3/d。 （4）穿越5条断裂构造带和3条节理密集带。 五、工程特点与难点及立项的必要性 北武夷山隧道（进口段）全长8170m，以Ⅱ级围岩为主。隧道围岩主要为凝灰岩，较硬。设5个作业面，4个作业面通过斜井辅助施工。隧道内不良地质情况复杂，有2670m属于极高地应力区，有1315m属于高地应力区；有4055m属于高地温危害区域，最高温度达50.3℃。岚谷斜井正线主攻方向施工任务2150m，该方向作业面的洞内施工环境直接影响该工作面施工进度。 隧道掘进水压爆破技术对洞内施工环境及掘进进尺具有显著的 “节能环保”作用，该问题一直是施工单位需要解决的技术难题，解决工程爆破存在多年已久的未能充分利用炸药能量和严重污染环境等两大难题。 立项目的是确保安全、优质、按期完成不良地质段隧道施工，并形成一套完整的施工工艺。为此，该项目被列为2010年度集团公司科技研究开发计划A类项目，集团公司也专门成立攻关小组，聘请专家，集思广益，经技术创新，最终形成了一套行之有效的施工方法，并取得良好的经济和社会效益。 六、工程进度安排 1、工期目标及开竣工日期 根据合福线Ⅲ标段工程总的开工安排，北武夷山隧道（进口段）从2010年4月18日起开始施工准备， 2010年6月1日正式开工，于2012年10月15日竣工，施工总工期历时852天。 2、总体进度安排 北武夷山隧道（进口段）按隧道进口、金奥斜井双车道、岚谷斜井双车道施工，共5个工作面组织施工，施工进度安排主体工程贯通工期27.4个月（按2010年6月1日开工计算，隧道2012年10月15日完工），贯通里程：DK528+450。 第二章 关键技术领域的国 研究课题 一、 课题研究内容 水压爆破的装药结构，确定最佳装药结构，隧道炮眼分布、炮眼参数选择与计算和起爆技术方面的研究，充分利用炸药性能，提高掘进进尺；降低洞内粉尘含量，改善洞内施工作业环境，