【正文】 規(guī)模、產(chǎn)狀、及巖石動(dòng)力參數(shù)。地質(zhì)雷達(dá)對(duì)隧底、邊墻、隧頂外圍巖的不良地質(zhì)探測(cè)效果最好，在超前平行導(dǎo)坑中應(yīng)用可對(duì)正洞起到超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的作用。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容(1)計(jì)算 IV 級(jí)、V 級(jí)圍巖荷載，確定不同的圍巖級(jí)別條件下襯砌類型，襯砌長(zhǎng)度，二襯厚度和計(jì)算配筋，進(jìn)行洞身二襯結(jié)構(gòu)檢算，并繪制襯砌結(jié)構(gòu)橫剖面圖，結(jié)構(gòu)配筋圖。(2)按工程類比法確定不同的圍巖級(jí)別條件下隧道的初支結(jié)構(gòu)及形式。(3)進(jìn)行隧道總體施工方案設(shè)計(jì)，包括總體施工部署、進(jìn)洞方案、洞身不同圍巖段開挖方法等。(4)設(shè)計(jì)具體的施工工藝，包括開挖、出碴、初支、二襯、防水工程、量測(cè)及其它相關(guān)施工工藝，繪制相應(yīng)的施工工法步序圖，防水結(jié)構(gòu)圖，監(jiān)測(cè)布置圖以及其它必要附圖。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4第 2 章盧家山二號(hào)隧道概況 工程概況合武線盧家山二號(hào)隧道進(jìn)口里程 KD136+155，出口里程 DK136+371，全長(zhǎng)216m。 地質(zhì)概況盧家山二號(hào)隧道全程地質(zhì)較單一，為第四系殘積粉質(zhì)粘土、黃褐色、硬塑、厚度 ～ 1m，侏羅系上統(tǒng)白大畈組凝灰?guī)r，紫灰色，全風(fēng)化～弱風(fēng)化，地下水不發(fā)育。其中，DK136+155～DK136+207 是 V 級(jí)圍巖段，長(zhǎng)52m；DK136+207～DK136+250 是 IV 級(jí)圍巖段全長(zhǎng)43m；DK136+250～DK136+342 是 III 級(jí)圍巖段，全長(zhǎng)92m；DK136+342~DK136+371 為 V 級(jí)圍巖段，長(zhǎng) 29m。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5第 3 章結(jié)構(gòu)計(jì)算根據(jù)隧道地質(zhì)情況，運(yùn)用工程類比法確定本隧道所有圍巖段均采用復(fù)合式襯砌，襯砌結(jié)構(gòu)必須滿足運(yùn)營(yíng)安全要求、防水要求和美觀要求。 二襯結(jié)構(gòu)計(jì)算原理盧家山二號(hào)隧道Ⅳ級(jí)圍巖、Ⅴ級(jí)圍巖的二次襯砌結(jié)構(gòu)都采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。這種方法又叫作“荷載結(jié)構(gòu) ”法，這種方法是將支護(hù)和圍巖分開考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載主體，地層對(duì)結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在地下結(jié)構(gòu)上的荷載，以計(jì)算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變形的方法。其設(shè)計(jì)原理是按圍巖分級(jí)或由實(shí)用公式確定圍巖壓力，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的約束作用是通過彈性支承來體現(xiàn)的，而圍巖的承載能力則在確定圍巖壓力和彈性支承的約束能力時(shí)間接考慮。 荷載計(jì)算 荷載計(jì)算公式(1)判斷深淺埋 (2~.5)pqHh?式中 p——深淺埋隧道分界的深度qh——等效荷載高度值石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6系數(shù) 2～ 在松軟的圍巖中取高限，而在叫堅(jiān)硬圍巖中去低限。當(dāng)隧道覆蓋層厚度 h≧Hp 時(shí)為深埋， qh＜h﹤ pH時(shí)為淺埋，h＜ qh時(shí)為超淺埋。（2）當(dāng)隧道為深埋時(shí)，采用我國(guó)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的單線、雙線、及多線鐵路隧道按破壞階段設(shè)計(jì)時(shí)垂直壓力公式式中 hq——等效荷載高度值；S——圍巖級(jí)別，如 III 級(jí)圍巖 S=3；?——圍巖的容重；w——寬度影響系數(shù)，其值為 w=1+i(B5）其中 B——坑道寬度（ m） ；i——B 每增加一米，圍巖壓力的增減率（以 B=5m 為基準(zhǔn)） ，當(dāng) B5 時(shí)取i=，B5m，取 i=。水平均布松動(dòng)壓力 e 按表 31 中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（一般取平均值） 。表 31 水平均布松動(dòng)壓力圍巖級(jí)別 III IV V均布?jí)毫? (~)q (~)q(3)當(dāng)隧道為淺埋時(shí)，分兩種情況①我國(guó)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦，當(dāng)隧道埋深 h小于或等于等效荷載高度qh時(shí)（即 ＜ qh時(shí)） ，圍巖垂直均布?jí)毫??式中 ——圍巖容重；h——隧道埋置深度。????石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7圍巖水平均布?jí)毫?e 按朗金公式計(jì)算e=（q＋ ?Ht）tan 2（ 45?－ 0?）②我國(guó)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦，當(dāng)隧道埋深 h大于等效高度 qh（即h﹥ qh）時(shí)，圍巖的垂直均布松動(dòng)壓力 q計(jì)算為：= hk?　　式中 k——壓力縮減系數(shù)，其值為 k=1－　　　　　(31)(32)　B— —隧道開挖高度；H——洞頂巖體覆蓋厚度。表 32 各級(jí)圍巖的 ?及 0?值圍巖級(jí)別 Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ? 0?（～） 0（～） 0（～） 0?060?～70 50?～60 40?～50 30?～40求圍巖水平松動(dòng)壓力若水平壓力按梯形分布，則作用在隧道頂部和底部的水平壓力可直接寫為1eh???2H2022(tan1)ttant??????tanhB????00tanttan1()ta??????石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8?為側(cè)壓力系數(shù)，可由式 31 計(jì)算若水平壓力均布，則 荷載計(jì)算盧家山二號(hào)隧道，進(jìn)口里程 DK136+155，出口里程 DK136+371，隧道全長(zhǎng)216m。(1)里程 DK136+155 至 DK136+207 為 V 級(jí)圍巖，總長(zhǎng) 52m，最大埋深：h=。 qh=?2S1 [1+i(B5)]=h ,所以按超淺埋計(jì)算。選取 DK136+207 里程處斷面，h=，選取 ?=20kN/m3圍巖垂直壓力：q= ?h=20?=188kN/m2圍巖水平壓力：e=（q＋ ?Ht）tan 2（ 045.???）=（188+ ?20 ）tan 2()=(2)里程 DK136+207 至 DK136+250 為 IV 級(jí)圍巖，長(zhǎng) 43m，最大埋深h=。qh=?2S1 [1+i(B5)]=令 pH= qh=17mh= p，按淺埋計(jì)算選取 DK136+250 里程處斷面，h=，選取 ?=23kN/m3 0?=5?，???=44O，12()e??石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9??， ??==圍巖豎向壓力：=水平方向壓力：按梯形分布 1eh???=???=(3)里程 DK136+250 至里程 DK136+342 為 III 級(jí)圍巖，長(zhǎng) 92m，最小埋深，最大埋深 =?2S1 [1+i(B5)]==（2~） qh=~所以按深埋計(jì)算：取 ?=23kN/m3圍巖豎向壓力：q= q=23?=圍巖水平壓力：e== =(4)里程 DK136+342 至 DK136+371 為 V 級(jí)圍巖，長(zhǎng) 29m，最大埋深 17mqh=?2S1 [1+i(B5)]=h 所以按淺埋計(jì)算，選取 ?=20kN/m3選取 DK136+342 里程處截面，h=17m ， 0?= 45?， ????2022(tan1)ttt???????00tattan1(n)tan?????????hqrB???2022(tan1)ttant??????石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10=3圍巖豎向壓力：=圍巖水平壓力：按梯形分布 1eh???=???= 襯砌內(nèi)力計(jì)算在 IV、 V 級(jí)圍巖段，二次襯砌按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算采用荷載—結(jié)構(gòu)模型，采用有限元 ANSYS 進(jìn)行模擬。單元類型為二維梁?jiǎn)卧?，梁?jiǎn)卧獙挾葹閱挝粚挾?，梁的高度按二次襯砌實(shí)際厚度考慮。圍巖抗力采用彈簧單元模擬，彈簧施加范圍及數(shù)量根據(jù)試算中結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，圍巖彈性抗力系數(shù)按規(guī)范選值，僅當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生朝向圍巖方向的位移時(shí)添加彈簧單元。計(jì)算時(shí)，參數(shù)選擇如表 33，計(jì)算模型圖見圖 31。表 33 襯砌及圍巖計(jì)算參數(shù)結(jié)構(gòu)及圍巖 容重(kN/m179。)彈性抗力系數(shù)K(MPa/m)彈性模量(GPa) 泊松比C30 混凝土 23 —— 31 Ⅳ級(jí)圍巖 350 —— ——? ?00tanttan1()tan??????????2thqrB?=石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11Ⅴ級(jí)圍巖 150 —— ——圖 31 計(jì)算模型圖（1）里程 DK136+207 至 DK136+250該段為 IV 級(jí)圍巖，淺埋，選取里程 DK136+250 處橫截面進(jìn)行計(jì)算，以下是采用 ansys 有限元軟件得到的軸力圖和彎矩圖。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 32IV 級(jí)圍巖襯砌軸力圖圖 33IV 級(jí)圍巖襯砌彎矩圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13表 34Ⅳ級(jí)圍巖襯砌部分節(jié)點(diǎn)內(nèi)力節(jié)點(diǎn)號(hào) 節(jié)點(diǎn)位置 軸力(N) 彎矩(N*m)1 拱頂 1768000 25056022 拱肩 2295600 23482065 墻腳 1260200 138690（2）里程 DK136+342 至 DK136+371該段為 V 級(jí)圍巖，淺埋，選取里程 DK136+342 處橫截面計(jì)算，以下是采用ansys 有限元軟件得到的軸力圖和彎矩圖。圖 34V 級(jí)圍巖襯砌軸力圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14圖 35V 級(jí)圍巖襯砌彎矩圖表 35V 級(jí)圍巖襯砌部分節(jié)點(diǎn)內(nèi)力節(jié)點(diǎn)號(hào) 節(jié)點(diǎn)位置 V 級(jí)圍巖淺埋 彎矩（N*m）1 拱頂 1813900 16882054 墻腳 1917200 21911067 仰拱 1446700 236060 二次襯砌強(qiáng)度檢算及配筋 強(qiáng)度檢算公式根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，雙線高速鐵路隧道復(fù)合式襯砌，需按照破壞階段或容許應(yīng)力法對(duì)隧道結(jié)構(gòu)截面進(jìn)行檢算。①混凝土和砌體矩形截面中心及偏心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算：石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15aKNRbh???式中 K——安全系數(shù)；N——軸向力（MN ） ；Ra——混凝土或砌體的抗壓極限強(qiáng)度（MPa ） ；?——構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，對(duì)于隧道襯砌，明洞拱圈及墻背回填緊密的邊墻，可取 =，對(duì)于其他構(gòu)件，應(yīng)按長(zhǎng)細(xì)比查得；?——軸向偏心力影響系數(shù)，其值查《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》可得；h——截面的厚度（ m） ；b——截面的寬度(m)。②從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中 Rl——混凝土的抗拉極限強(qiáng)度；0e——截面偏心距。對(duì)混凝土矩形構(gòu)件，按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的安全系數(shù)及材料強(qiáng)度數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng) 0e? 時(shí)，由抗壓強(qiáng)度控制承載力，不必檢算抗裂；當(dāng)e0 時(shí)，由抗拉強(qiáng)度控制承載力，不必檢算抗壓。③混凝土矩形截面的大偏心受壓構(gòu)件（x≤） ，其截面強(qiáng)度按下列公式計(jì)算： (39。)WggKNRbxA???此時(shí)，中性軸的位置按下式確定：當(dāng)軸向力作用于鋼筋 Ag 與 Ag’的重心之間時(shí)，式中的左邊第二項(xiàng)取正號(hào)，當(dāng)???0(39。)(/2)ggWebxeh???石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16作用于 Ag 與 Ag’重心之外時(shí)，則取負(fù)號(hào)。如計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí)，則混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)大于等于 2a’,如不符合，應(yīng)按下式計(jì)算：式中 N——軸向力（MN）。e,e’——鋼筋 Ag 與 Ag 39。的重心到軸向力作用點(diǎn)的距離 (m)。④鋼筋混凝土矩形截面的小偏心受壓構(gòu)件（x） ，其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：。 39。(39。)agKNeRbhAha???表 36 混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)材料種類 混凝土 砌體荷載組合 主要荷載主要荷載+ 附加荷載主要荷載主要荷載+附加荷載混凝土或砌體達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度 破壞原因混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度 表 37 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)荷載組合 主要荷載主要荷載+附加荷載039。(39。)gKeRAha??石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17鋼筋達(dá)到計(jì)算強(qiáng)度或混凝土達(dá)到抗壓或抗剪極限強(qiáng)度 混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度 表 38 混凝土極限強(qiáng)度（MPa）混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度種類 符號(hào)C15 C20 C25 C30 C40 C50抗壓 Ra 彎曲抗壓 Rw 抗拉 Rl 強(qiáng)度檢算及配筋各級(jí)圍巖二襯結(jié)構(gòu)需檢算各節(jié)點(diǎn)的安全系數(shù)，首先由 aKNRbh???或反向解出安全系數(shù) K 值，同時(shí)用得出的 K 值與規(guī)范要求 K 值進(jìn)行比較。當(dāng) Kx≥K 時(shí)，則可以認(rèn)為是安全的，不用進(jìn)行配筋驗(yàn)算，可以按最小配筋率配筋，否則需要驗(yàn)算配筋。（1）IV 級(jí)圍巖配筋根據(jù)規(guī)范要求受壓構(gòu)件全部縱向配筋最小配筋率可知，單側(cè)縱向鋼筋面積不應(yīng)%bh=900mm 2。采用對(duì)稱配筋，取每側(cè) 4根 20?鋼筋，則單側(cè)的縱向鋼筋面積As=As’=1256mm 2,保護(hù)層厚度取40mm ，縱向鋼筋采用Φ10@250，箍筋???石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18采用φ8@表 39IV 級(jí)圍巖配筋檢算表節(jié)點(diǎn)號(hào)受壓區(qū)高度 X(m)計(jì)算彎矩（Nm）配筋后的安全系數(shù)1 250560 22 234820 65 138690 經(jīng)檢算，以上配筋量對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。配筋圖見附圖。（2）V 級(jí)圍巖配筋根據(jù)規(guī)范要求受壓構(gòu)件全部縱向配筋最小配筋率可知，全部縱向鋼筋面積不應(yīng)小于 %bh=1000mm2。采用對(duì)稱配筋，取每側(cè) 4 根 2?鋼筋，則單側(cè)的縱向鋼筋面積 As=As’=1520mm2,保護(hù)層厚度取 50mm，縱向鋼筋采用 Φ12@250，箍筋采用φ10@表 310V 級(jí)圍巖配筋檢算表節(jié)點(diǎn)號(hào)受壓區(qū)高度 X(m)計(jì)算彎矩（Nm）配筋后的安全系數(shù)1 168820 54 219110 67 236060 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19經(jīng)檢算，以上配筋量對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，故可采用上述配筋。配筋圖見附圖 隧道的結(jié)構(gòu)形式以及支護(hù)參數(shù)本隧道結(jié)構(gòu)形式以及支護(hù)參數(shù)的選取采用了工程類比的方法。經(jīng)過查閱相關(guān)地質(zhì)情況的設(shè)計(jì)資料，選取支護(hù)參數(shù)如表 311表 311 盧家山二號(hào)隧道復(fù)合式襯砌支護(hù)參數(shù)表噴射混凝土 錨桿 鋼筋網(wǎng) 鋼架 二次襯砌襯砌類型聚丙烯纖維摻量(kg/m179。)部位厚度(cm）設(shè)置部位長(zhǎng)度(m)間距(m)(環(huán)縱)網(wǎng)格間距(cm)設(shè)置部位規(guī)格間距(m)拱墻(cm)仰拱/底板(cm)預(yù)留變形量(cm)Ⅲ 全環(huán)/15拱墻 12525拱部— — 40 55/ 5Ⅳ 全環(huán)/25拱墻 12020拱墻格柵(拱墻) 45﹡ 55﹡ 8Ⅴ 全環(huán)/28拱墻0.82020拱墻格柵(全環(huán)) 50﹡ 60﹡ 10注：①表中帶﹡者為鋼筋混凝土；②所有仰拱噴射混凝土中均摻加合成纖維；③噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25，素混凝土等級(jí)為 C25，鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20第 4 章隧道施工 總體方案合武線盧家山二號(hào)隧道全程地質(zhì)較單一，為第四系殘積粉質(zhì)粘土、黃褐色、硬塑、厚度 ～1m ，侏羅系上統(tǒng)白大畈組凝灰?guī)r，紫灰色，全風(fēng)化～弱風(fēng)化，地下水不發(fā)育。盧家山二號(hào)隧道進(jìn)口里程 DK136+155，出口里程 DK136+371，全長(zhǎng)216m。DK136+155DK136+170 和里程 DK136+359DK136+371 段為 V 級(jí)圍巖超淺埋段，擬采用明挖法施工,修建拱式明洞；DK136+170DK136+207 和DK136+342DK136+359 為 V 級(jí)圍巖段，擬采用 CRD 法施工，施工采用超前注漿小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)支護(hù)；DK136+207DK136+250 為 IV 級(jí)圍巖段，擬采用臺(tái)階法進(jìn)行爆破開挖，且采用超前注漿小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)支護(hù)；DK136+250DK136+342 為 III級(jí)圍巖段，擬采用臺(tái)階法爆破施工。 開挖方法和工序 明挖法洞口段施工應(yīng)按照“早進(jìn)晚出”的原則優(yōu)化方案。隧道進(jìn)口里程 DK136+155 地面標(biāo)高為 ，內(nèi)軌軌頂面標(biāo)高，里程 DK136+155～DK136+170 修筑拱式明洞。地質(zhì)條件為第四系坡石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21積粉質(zhì)粘土，采用明挖法施工。(1)邊仰坡施工注意事項(xiàng)有：①準(zhǔn)確定出洞口的位置，按設(shè)計(jì)放出邊、仰坡及洞臉開挖邊線。②洞口土石方開挖前，施工洞頂截水溝，攔截地表水。③仰坡開挖采用 1： 坡度放坡，仰坡開挖后及時(shí)用錨桿加固并掛雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)。④人工配合挖掘機(jī)按照審計(jì)坡度、尺寸進(jìn)行洞門及明洞土方開挖。先用挖掘機(jī)按照測(cè)量放線開始粗刷，預(yù)留部分有人工進(jìn)行修整。⑤噴混凝土之前，先用高壓風(fēng)對(duì)受噴面進(jìn)行沖洗，清理干凈受噴面的浮土和松散結(jié)構(gòu)。邊仰坡施工具體工序見圖 41。放樣施工洞頂截水溝刷坡清除坡面浮土、浮石鉆孔、安裝 ?22 砂漿錨桿初噴 4cm 混凝土鋪設(shè)第一層鋼筋網(wǎng) 噴射混凝土鋪設(shè)第二次鋼筋網(wǎng)噴混凝土至設(shè)計(jì)高度石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22圖 41 邊仰坡施工流程圖(2)仰拱施工和明洞襯砌設(shè)計(jì)明洞的輪廓與隧道相一致，但是結(jié)構(gòu)截面的厚度比洞身隧道大。施工仰拱前，先施作調(diào)平層，然后安裝鋼筋，施工仰拱混凝土。施工計(jì)劃在仰拱完成后，一次性將邊墻和襯砌混凝土澆筑到位，避免形成施工縫，利于防水。明洞襯砌施工如下：①襯砌模板安裝。采用整體式模板臺(tái)車澆筑混凝土，臺(tái)車在工廠內(nèi)訂制加工，施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況再做局部改進(jìn)，以便于施工、拆模和移動(dòng)。臺(tái)車要現(xiàn)場(chǎng)拼裝檢驗(yàn)合格，將模板準(zhǔn)確定位。精確測(cè)量安裝軌道。②鋼筋安裝。模板安裝完成后，進(jìn)行鋼筋安裝施工，鋼筋安裝時(shí)注意不得污染模板，對(duì)模板內(nèi)的其他雜物應(yīng)清除干凈。注意檢查鋼筋保護(hù)層厚度。③外模安裝。該明洞襯砌外模設(shè)計(jì)采用木模板。背部橫撐采用鋼管，在定位后固定，由于高度較高，增加部分斜撐，防止脹模。④澆筑混凝土?；炷猎跀嚢枵炯邪韬?，由混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)輸。采用輸送泵灌入，由下至上分層澆筑搗固。⑤拆模養(yǎng)生。 法施工盧家山二號(hào)隧道 V 級(jí)圍巖段采用 CRD 法進(jìn)行開挖。該方法是將隧道分側(cè)分層進(jìn)行開挖，分部封閉成環(huán)。每開挖一部均及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁、安裝底部臨時(shí)仰拱。一側(cè)超前的上、中部，待初期支護(hù)完成且噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 70%以上時(shí)再開挖隧道的另一側(cè)的上、中部，然后開挖一側(cè)的下部，最后石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23開挖另一側(cè)的下部，左右交替開挖。工藝流程圖見圖 42。圖 42CRD 法施工工藝流程1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)2 測(cè)量放線3 隧道頂部超前小導(dǎo)管注漿加固4 左側(cè)上部開挖與初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)仰拱5 左側(cè)中部開挖與初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)仰拱6 右側(cè)上部開挖與初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)仰拱7 右側(cè)中部開挖與初期支護(hù)，設(shè)置臨時(shí)仰拱8 左側(cè)仰拱開挖9 右側(cè)仰拱開挖10 拆除中隔壁和臨時(shí)仰拱11 澆筑仰拱施作二次襯砌石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24各部開挖時(shí)，周邊輪廓要盡量圓順以減小應(yīng)力集中；每部開挖完成后要及時(shí)設(shè)置臨時(shí)仰拱，并盡量縮短成環(huán)時(shí)間；中隔壁和中間臨時(shí)仰拱在灌注二次襯砌前，應(yīng)逐段拆除，拆除時(shí)應(yīng)加強(qiáng)量測(cè)。CRD 法施工中開挖方式為人工配合機(jī)械開挖，2 部和 4 部采用人工配合小型機(jī)械，大型機(jī)械輔助進(jìn)行。先開挖邊墻處，再開挖中隔壁一側(cè)，預(yù)留 30cm，采用人工開挖至設(shè)計(jì)輪廓線。右側(cè)滯后左側(cè)控制在 10m 以內(nèi)。每側(cè)上部臺(tái)階長(zhǎng)度控制在10m，中部臺(tái)階控制在 10m 以內(nèi)。下部開挖，根據(jù)仰拱施工離掌子面的距離不超過 30m 的原則跟進(jìn)。 臺(tái)階法施工盧家山二號(hào)隧道 III 級(jí)圍巖段和 IV 級(jí)圍巖段均采用采用臺(tái)階法施工，爆破開挖。臺(tái)階開挖法是將隧道設(shè)計(jì)斷面分兩次或三次開挖，其中上臺(tái)階超前一定距離后，上下臺(tái)階同時(shí)并進(jìn)的施工方法。盧家山二號(hào)隧道 III 級(jí)圍巖段地質(zhì)條件為侏羅系上統(tǒng)大畈組凝灰?guī)r，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，地下水不發(fā)育，分三層臺(tái)階開挖，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)支護(hù)及早封閉，所以采用短臺(tái)階法開挖。臺(tái)階長(zhǎng)度定為 12m。IV 級(jí)圍巖段 爆破設(shè)計(jì)Ⅲ級(jí)圍巖段爆破設(shè)計(jì)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)25III 級(jí)圍巖段采用鉆爆法開挖，為了減少超挖和控制對(duì)圍巖的擾動(dòng)，綜合研究地址情況、開挖斷面大小、開挖進(jìn)尺快慢、爆破器材性能、鉆眼機(jī)具和出渣能力等因素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)。爆破開挖全部選用 2 號(hào)巖石銨梯炸藥，藥卷直徑選用 32mm。該藥卷每米質(zhì)量為 。隧道爆破參數(shù)及炮眼布置如下 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)（1）炮眼直徑炮眼直徑的大小直接影響鉆眼速度、工作面的炮眼數(shù)目、單位耗藥量、爆落巖石的塊度和隧道輪廓的平整性。根據(jù)隧道巖性、鑿巖設(shè)備和工具、炸藥性能等進(jìn)行綜合分析，選用炮眼直徑 42mm.（2）炮眼數(shù)目炮眼數(shù)目主要與開挖斷面、炮眼直徑、巖石性質(zhì)和炸藥性能有關(guān)。炮眼數(shù)目確定的原則是在保證爆破效果的前提下，盡可能減小炮眼數(shù)目。①上臺(tái)階炮眼數(shù)上臺(tái)階面積 S= 單位耗藥量 q 取 ，裝藥系數(shù) ?取 。炮眼總數(shù) qSN???=?=，所以炮眼數(shù)取 140 個(gè)。掏槽眼設(shè)置 8 個(gè)。周邊眼數(shù) N 周 的確定，需先確定周邊眼的間距 E。周邊眼間距 E 與巖體的抗拉、抗壓強(qiáng)度以及炮眼的直徑有關(guān)。一般情況下，間距 E=（10～15）d，d 是炮孔直徑。軟質(zhì)巖石 E 宜取大值，此處取 E=。所以取 N 周 1=35，N 底 1=26。輔助眼數(shù)=14035826=71石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)26②中臺(tái)階炮眼數(shù)中臺(tái)階面積 S=，單位耗藥量 q 取 ，裝藥系數(shù) ?取 。炮眼總數(shù) qSN???= ?=，取 150 個(gè)。周邊眼邊距 E 取 ，N 周 2=?=，取 20 個(gè)底眼數(shù)目 N 底 2=27輔助眼數(shù)=1502027=103③下臺(tái)階炮眼數(shù)下臺(tái)階面積 S=，單位耗藥量 q 取 ，裝藥系數(shù) ?取 。炮眼總數(shù) qSN???=?=，取 78 個(gè)周邊眼邊距 E 取 ，N 周 3=?=，取 31 個(gè)輔助眼數(shù)=7831=47（3）炮眼深