【正文】 法，同時(shí)采用了“一次起爆分部延時(shí)爆破開挖”專利技術(shù)， 本著“多打眼、少裝藥、短進(jìn)尺”的原則，嚴(yán)格控制進(jìn)尺、單孔裝藥量， 在設(shè)計(jì) A 橫通道時(shí)，還考慮到了 A 橫通道與無(wú)障礙電梯以及人行斜梯之間的關(guān)系，對(duì)掏槽眼和輔助眼的位置進(jìn)行了調(diào)整， 這些技術(shù)的采用有效地解決了上述問(wèn)題，在實(shí)際工程應(yīng)用 中取得了很好的效果。 尤其是施工過(guò)程中的爆破方案的選擇，施工安全，施工質(zhì)量控制以及振動(dòng)控制都是地鐵施工中的難點(diǎn) ，因此， 于是本文 針對(duì)青島地鐵敦化路塔柱式地鐵車站， 希望通過(guò) 合理設(shè)計(jì)爆破方案 ， 減少超挖欠挖，控制爆破時(shí)對(duì)周邊巖石的擾動(dòng)，最終達(dá)到安全完成車站施工，保證施工質(zhì)量的 目的。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 山 東 科 技 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目 塔柱式地鐵車站主線隧道及橫通道爆破設(shè)計(jì) 學(xué)院名 稱 資源與環(huán)境工程學(xué)院 A 專業(yè)班 級(jí) 安全工程 082 班 A 學(xué)生姓 名 付勇 A 學(xué) 號(hào) 202001030503 A 指 導(dǎo) 教 師 王海亮教授 A 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘 要 地鐵作為一種新興城市交通手段，具有 高效、節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)量大、速度快等優(yōu)點(diǎn) ，因而逐漸受到人們的重視。 但是由于地鐵建設(shè)涉及到地下地質(zhì)層，地質(zhì)層情況復(fù)雜多變，這極大程度上影響了地鐵的施工。 在本課題中主要解決的問(wèn)題是青島地鐵敦化路站 主線隧道及橫通道爆破設(shè)計(jì) ， 我 國(guó)首例的塔柱式地鐵車站的設(shè)計(jì)方法，硐室較多，施工復(fù)雜，對(duì)周邊巖柱的保護(hù)、隧道的斷面形式、隧道襯砌結(jié)構(gòu)、施工方法、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)模式、參數(shù)等方面都有新的更高的要求。 本文共計(jì)圖 23(引用 5，描繪 18) ，表 16(引用 5) 關(guān)鍵詞 ： 地鐵 ，塔柱式車站，鉆爆 施工 ，振動(dòng)。s attention. But due to subway construction relates to underground geological strata, geologic layer and plex situation。 目前，還有不少城市也正準(zhǔn)備開工建設(shè)， 我國(guó)出現(xiàn)大規(guī)模 地 鐵建設(shè) 的熱潮。實(shí)踐證明，地鐵具有 高效、節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)量大、速度快、安全性好、占用城市道路面積少、防空好等優(yōu)點(diǎn) ，對(duì)解決城市交通堵塞，改變城市布局，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境和交通綜合治理，引導(dǎo)城市走可持續(xù)發(fā)展之路起到了很大的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵必將有著越來(lái)越廣闊的發(fā)展空間。 而塔柱式地鐵車站在我國(guó)尚屬首例，因此值得 進(jìn)行 系統(tǒng)深入的分析和探討。 1831 年導(dǎo)爆索出現(xiàn)， 1867 年瑞典人諾貝爾發(fā)明了火雷管，同年又制成了硝化甘油炸藥。 而在隧道施工中， 19 世 紀(jì) 50 年代前，鉆爆法幾乎是隧洞施工唯一的方法。打眼、放炮、通風(fēng)、出渣、支護(hù)、襯砌各工序之間相互干擾，掘進(jìn)速度仍然不能滿足社會(huì)日益發(fā)展的需求。19 世紀(jì) 80 年代，科洛內(nèi)178。 伴隨著 20 世紀(jì)世界科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸、水利、水電、采掘 ，特別是城市地下交通及空間利用等，對(duì)隧道工程在數(shù)量和難度上提出了更高的要求。 1984 年建成的日本橫跨津輕海峽的青函隧道 (長(zhǎng) ) 和 1991 年建成的英法海峽隧道 (長(zhǎng) ) ，無(wú)論從工程規(guī)模、復(fù)雜性，還是在應(yīng)用山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 新技術(shù)方面，都代表著 20 世紀(jì)世界隧道施工的水平。當(dāng)時(shí)電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用 蒸汽機(jī)車 。 到了 1870 年，倫敦開辦了第一條客運(yùn) 的 暗 挖式地鐵，在倫敦塔附近越過(guò) 泰晤士河 。最初鐵路的建造者計(jì)劃使用類似纜車的推動(dòng)方法，但最后用了電力機(jī)車，使其成為第一條電動(dòng)地鐵。 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展情況 我國(guó)地鐵建設(shè)起步較晚，近幾年由于 城市交通情況的日益惡化，許多城市都在積極籌備建設(shè)地鐵工程。而且地上建筑物對(duì)于地鐵建設(shè)也有著一定影響。由于地鐵行駛在隧道內(nèi)，一旦隧道出現(xiàn)問(wèn)題，其將危害到地鐵內(nèi)人員的人身安全。 就施工方式而言，我國(guó)地域廣大、地質(zhì)類型多樣，施工方式也多種多山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 樣，重慶、青島等城市處于堅(jiān)硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護(hù) (與 通常的山嶺隧道相當(dāng) ) 。在通過(guò)不良地質(zhì)地段時(shí)，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護(hù)手段，然后再通過(guò)二襯實(shí)現(xiàn)永久支護(hù)。對(duì)于爆破，有光面爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)。 我國(guó)采 用爆破的方法進(jìn)行地下工程開挖的時(shí)間并不長(zhǎng)。建國(guó)后開工建設(shè)的成渝鐵路、寶成鐵路的許多隧道已經(jīng)使用鉆爆法開挖 ,但是 ,鉆孔主要還是依靠人工鋼纖打眼。 20 世紀(jì) 70 年代后期 ,逐漸完善和改進(jìn)了隧道爆破技術(shù) ,首先于 1974 年在梨樹溝隧道使用了直徑 25mm、長(zhǎng) 61cm 的小直徑長(zhǎng)藥卷及翼片擴(kuò)張式塑料套管進(jìn)行了光面爆破和預(yù)裂爆破 ,接著又系統(tǒng)地進(jìn)行了不同爆破方法對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性影響的試驗(yàn)觀測(cè)。但是 ,這些先進(jìn)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 的爆破技術(shù) ,當(dāng)時(shí)還只能在專業(yè)科研人員指導(dǎo)下進(jìn)行。爆破器材和爆破方法的進(jìn)步 ,促進(jìn)了隧道大斷面或全斷面開挖方法的普及應(yīng)用 ,使隧道新奧法技術(shù)的發(fā)展成為可能。到 20 世紀(jì) 90 年代 ,自西安安康鐵路開始 ,光面爆破技術(shù)已趨於成熟 ,并成為了工程建設(shè)管理中的強(qiáng)制性考核項(xiàng)目。 掏槽技術(shù)是隧道爆破的關(guān)鍵技術(shù)。大多數(shù)隧道工程 ,一次爆破循環(huán)進(jìn)尺的炮眼深度多在 3~5 m以內(nèi)。斜眼掏槽不像直眼掏槽那樣要求有較高的鉆眼精度、更多的炮眼數(shù)量及比較多的雷管段數(shù)。 隧道工程在完成爆破開挖的同時(shí)，最大限度地保護(hù)圍巖不受或少受擾動(dòng)破壞，是長(zhǎng)期以來(lái)工程技術(shù)人員追求的一個(gè)目標(biāo)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 本課題研究的目的和意義 敦化路車站是國(guó)內(nèi)首個(gè)塔柱式車站，硐室較多，施工復(fù)雜，在整個(gè)隧道掘進(jìn)過(guò)程中以爆破為主。 特別是 A、 B、 C 三個(gè)橫通道與電梯豎井，人行電梯斜井相鄰，周邊圍巖十分脆弱，進(jìn)行合理的爆破方案設(shè)計(jì)， 有效解決隧道超欠挖，控制振動(dòng)，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，是本站設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，可以有效延長(zhǎng)車站使用壽命，保證車站安全運(yùn)行，同時(shí)以后國(guó)內(nèi)的塔柱式車站的設(shè)計(jì)起到良好的示范作用。 查閱相關(guān)資料學(xué)習(xí)有關(guān)隧道爆破的知識(shí)，在導(dǎo)師和研究生的指導(dǎo)下，參考有關(guān)文獻(xiàn)和案例，結(jié)合工程實(shí)際，確定合適的爆破方案，按照合理步驟，完成工程設(shè)計(jì)。車站所處地段北高南低，地面高差較大。車站共設(shè) 3 個(gè)出入口、 2 組風(fēng)亭，由于本站周邊環(huán)境比較復(fù)雜，周圍建筑物較為密集，本站設(shè)兩個(gè)臨時(shí)施工豎井，分為位于吳興二路、外掛設(shè)備房與 1 號(hào)風(fēng)道交叉口處，本站設(shè)計(jì)利用吳興二路及外掛設(shè)備房處的臨時(shí)施工豎井作為主要施工出渣口，采用暗挖施工。地下水主要為基巖風(fēng)化裂隙水，水量貧，富水性差。地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有弱山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 腐蝕性。 第四系上更新統(tǒng)沖洪積層 (Q3al+pl) 第 ? 層粉質(zhì)粘土：黃褐～褐黃色，可塑，局部硬塑狀，具中等壓縮性，見(jiàn)有鐵錳氧化物及少量結(jié)核，夾有灰白色高嶺土條帶，含少量砂粒，切面稍光滑，韌性中等，干強(qiáng)度較高，該層厚度不均勻，透水性差，滲透系數(shù)為 ，評(píng)價(jià)為弱透水。按其風(fēng)化程度分： 第 ? 中層：強(qiáng)風(fēng)化花崗巖中亞帶：淺肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，巖體成散體～碎裂狀，巖芯呈巖夾土或半 巖半土狀，遇水易軟化、崩解，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)所帶巖芯手捻呈砂礫狀，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英，見(jiàn)較多黑云母和角閃石等暗色礦物，節(jié)理裂隙極發(fā)育，除石英外長(zhǎng)石等礦物大部分風(fēng)化為粘土，施工中采用合金鉆進(jìn)工藝鉆進(jìn)平穩(wěn)進(jìn)尺較快。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 第 ? 下層：強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下亞帶：淺肉紅～肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，巖體成散體～碎裂狀，巖芯手捻呈砂礫～角礫狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)跳錘，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英，見(jiàn)較多黑云母和角閃石等暗色礦物，節(jié)理裂隙極發(fā)育，除石英外長(zhǎng)石等礦物大部分風(fēng)化為粘 土，施工中采用合金鉆進(jìn)工藝鉆進(jìn)平穩(wěn)進(jìn)尺較快。 第 ? 1 層強(qiáng)風(fēng)化帶煌斑巖： 灰黃色～黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已全部破壞，礦物成分主要由斜長(zhǎng)石、黑云母、角閃石等組成，巖芯水泡軟化崩解，受水浸泡手捻具有塑性。滲透系數(shù)為 ～ ，透水評(píng)價(jià)為弱 ~中等透水。該層巖石堅(jiān)硬程度為軟質(zhì)巖，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為 Ⅳ 級(jí)； 第 ? 1 層中風(fēng)化帶煌斑巖： 灰黃色～黃褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要由斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母等組成，原巖風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要為構(gòu)造節(jié)理和風(fēng)化裂隙，裂隙面呈黑褐色，礦物部分高嶺土化，巖芯呈碎塊～塊狀，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 裂隙面見(jiàn)鐵色浸染，局部夾有粘性礦物。 第 ? 層及第 ? 1 層裂隙局部發(fā)育，賦水性及透水性較差，滲透系數(shù)為，滲透評(píng)價(jià)為弱透水。巖石新鮮，礦物多未蝕變，僅節(jié)理面礦物有所蝕變，節(jié)理不發(fā)育，巖芯較完整，堅(jiān)硬，錘擊聲脆，巖樣多呈短柱～長(zhǎng)柱狀。 第 ? 1 層微風(fēng)化帶 煌斑巖： 灰綠～灰黑色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要由斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母等組成，斜長(zhǎng)石含量約為 50%，角閃石含量約為 35%，石英含量約為 1%，基質(zhì)為細(xì)粒～隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 微風(fēng)化層巖石堅(jiān)硬程度為硬質(zhì)巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí) Ⅲ 級(jí)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 水文地質(zhì)概況 (1) 地下水類型及賦存條件 場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下 水類型按賦存方式主要為基巖裂隙水 (風(fēng)化裂隙水、構(gòu)造裂隙水 ) 。地下水在基巖中的賦存量較小，逕流條件也差，透水性弱。基巖裂隙水的分布及其透水性受巖石風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙發(fā)育控制，在平面和垂向上都表現(xiàn)出較明顯的不均勻性，因此并 不能否定局部有較大涌水量的可能。 勘察場(chǎng)區(qū)地處勘察場(chǎng)區(qū)地面多為人行道、道路，地面交通繁忙。地下水主流向?yàn)樽詵|北流向西南，地層的滲透性較差，地下水逕流量不大。 (3) 含水層與相對(duì)隔水層的分布 勘察場(chǎng)區(qū)第四系地層不發(fā)育，第四系孔隙水無(wú)賦存空間，富水性差，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 本區(qū)地下水含水層 主要為基巖強(qiáng)、中風(fēng)化帶。 地質(zhì)構(gòu)造及地震烈度 青島市所處大地構(gòu)造單元相對(duì)穩(wěn)定，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造受華夏式 NE 向構(gòu)造體系的控制，較大的斷裂構(gòu)造有“滄口斷裂”，“王哥莊 山東頭斷裂”，“劈石口 浮山所斷裂 ”。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 上述斷裂相對(duì)于區(qū) 域構(gòu)造體系，具有規(guī)模小、影響地殼深度淺、構(gòu)造線簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，不具備“地應(yīng)力場(chǎng)”集中的條件。 場(chǎng)區(qū)構(gòu)造以風(fēng)化 節(jié)理 、構(gòu)造裂隙及燕山晚期侵入巖脈為主。節(jié)理結(jié)構(gòu)面一般較平直，緊閉 ~閉合，很少有充填物， 多為高角度節(jié)理， 傾角一般 為 75176。 煌斑巖侵入巖脈較發(fā)育，受其影響，形成較多風(fēng)化凹槽。本區(qū)不具備發(fā)生破壞性地震的構(gòu)造條件，影響烈度主要來(lái)自遠(yuǎn)場(chǎng)的 “中 ～ 強(qiáng)”地震，場(chǎng)區(qū)區(qū)域上屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。具體參數(shù)以山東省地震工程研究院編寫的《青島市軌道交通一期場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》為準(zhǔn)。 400，埋深 ) 、電信管 (360179。 700,埋深約 ,人行道下方 ) 。 北站廳南側(cè)為上下行通道，北側(cè)設(shè)有通風(fēng)豎井。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 3 開挖方案 地鐵隧道施工的主要技術(shù) 就施工工藝而言，目前主要有明挖法、暗挖法、蓋挖法、沉管法等等，其中以明挖法和暗挖 法應(yīng)用較為廣泛。除了要開挖地面，其他的地下結(jié)構(gòu)如地下電話線，自來(lái)水管道等也要重新布置。明挖法的優(yōu)點(diǎn)是施工技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)，常被作為首選方案。 暗挖法 暗挖法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工力一法。暗挖法的優(yōu)勢(shì)在于適用范圍廣泛，能應(yīng)用于各種復(fù)雜條件，對(duì)于建筑物高度密集的地方 (如香港的香港島 ) ，暗挖法甚至是唯一可行的地鐵建造方法，同時(shí)對(duì)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 街道或其他地下設(shè)施的影響非常小，甚至可在水底建造 (倫敦、首爾和香港的城市軌道系統(tǒng)都有很多越過(guò)河流或海港的隧道 ) ，隧道的設(shè)計(jì)也根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行不同的施工設(shè)計(jì)，例如車站會(huì)比站與站之間的隧道高一些，有助列車離站時(shí)加速以及進(jìn)站時(shí)減速。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。 沉管法 沉管法是將隧道管段分段預(yù)制，分段兩端設(shè)臨時(shí)止水頭部，然后浮運(yùn)至隧道軸線處，沉放在預(yù)先挖好的地槽內(nèi)，完成管段間的水下連接，移去臨時(shí)止水頭部，回填基槽保護(hù)沉管，鋪設(shè)隧道內(nèi)部設(shè)施，從而形成一個(gè)完整的水下通道。由于其埋深小，包括連接段在內(nèi)的隧道線路總長(zhǎng)較 采用暗挖法和盾構(gòu)法修建的隧道明顯縮短。基槽開挖、 管段預(yù)制、浮運(yùn)沉放和內(nèi)部鋪裝山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 等各工序可平行作業(yè)，彼此干擾相對(duì)較少，并且管段預(yù)制質(zhì)量容易控制。 隧道 暗挖施工 方法 根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：正臺(tái)階法、反臺(tái)階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、 CRD 法等。是指在地質(zhì)條件較好的隧道施工中，以鑿巖臺(tái)鉆孔、裝藥、填塞、起爆網(wǎng)絡(luò)連接，一次完成整個(gè)斷面開挖 ，并以裝渣、運(yùn)輸機(jī)械完成出渣作業(yè)的方法。同時(shí)，施作初期支護(hù)，鋪設(shè)防水隔離層 (