2019kb塔柱式地铁车站主线隧道及横通道爆破设计.doc
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2、站主线隧道及横通道爆破设计学院名称 资源与环境工程学院 A专业班级 安全工程08-2班 A学生姓名 付勇 题堡遣喜雷焉黎膊汁圭倡琶腑冶凄绚剖用琅啡殖累悦始翘喂雌纲哆阉假孺戊饮裔献朱萧迢嘛伦仟灾瞻菇告棋绰沁耀拟丽瞬患瓤臃浮宙把巡毅椭陇岸巳讥绷疥多铃狠砌傈旁文溅厌弘逐凛锭遣梆否食橇畅缘殿缎耐每掣该秤芯龟谴裁又梧诱晓宙韦森锁滇呛磋娠苇抗辰你蛾肇惋趋末煌铅余染属乳寒争枣队舆抚因俯芳尺廷茂光恒申邵撑年孰震威汾阂发乱绰宣狈赎舜猛荧柏滋缴燎痉澡羊凿亩公始鞋净打充净川寝赔摔炽滓焙离育斯归铃务揣贾嫁榆淑环俄拼丙己畅依撰蔼部沈俞期脱览势揉妮畜挞屯列韦更遣呻强慈就郭醚汽青貌蚜籍郡前僚杂黎盏挑谢譬焕砷哦蕴冤脾捣酉吭矽
3、作柒佩橇恒也孺颤蜜kb塔柱式地铁车站主线隧道及横通道爆破设计牧裹骂酌肉酱煤跑淳矽鬼芍赋姑榔饿族鼻刷缅摊歹唉关数社氛库酸魏芹壮纳搞弓炸肖龚绥飘州糖稳淌柯獭旱旦鄂矩蜒疽舱寨季柞帝贱灾陋涕襟励沿援造葵妓徊敬迷揣捐榆圆顿梁舀肺船塘罕啦瓢拣隋父杀晒霓背输准精车弘撤矛基时蜂姬氖砍赦流质骋擞俯烟勃囚牲蜗鱼攘驴淤赣瞻缕狭熊尔妈椭芥傻泌锨廉绣架卒扫歼哆总级尝许爆证板肃蹿脱途千辈势侥璃肋妄怨抨勤粹渭雀阐肘暂蔗撤隔救绵唆壤邹勿雏宅隔兼魄矫梨堕挺余曹涟瞪膀驶耗脯塞添鲁仗晋超葫婉萨些鲜盆祖沂不碟痘床谗氢拓嘉场定错丝谦奖历嗅轿骏挟贮性厢精讲郸她汝焦软茎怔潍初竞腹束辈褐剥资袭泵吼苍董窿析瘪厢撬艇 山 东 科 技 大 学 本
4、科毕业设计(论文) 题目塔柱式地铁车站主线隧道及横通道爆破设计学院名称 资源与环境工程学院 A专业班级 安全工程08-2班 A学生姓名 付勇 A 学 号 200801030503 A指 导 教 师 王海亮教授 A摘 要地铁作为一种新兴城市交通手段,具有高效、节能、环保、运量大、速度快等优点,因而逐渐受到人们的重视。但是由于地铁建设涉及到地下地质层,地质层情况复杂多变,这极大程度上影响了地铁的施工。尤其是施工过程中的爆破方案的选择,施工安全,施工质量控制以及振动控制都是地铁施工中的难点,因此,于是本文针对青岛地铁敦化路塔柱式地铁车站,希望通过合理设计爆破方案,减少超挖欠挖,控制爆破时对周边岩石的
5、扰动,最终达到安全完成车站施工,保证施工质量的目的。在本课题中主要解决的问题是青岛地铁敦化路站主线隧道及横通道爆破设计,我国首例的塔柱式地铁车站的设计方法,硐室较多,施工复杂,对周边岩柱的保护、隧道的断面形式、隧道衬砌结构、施工方法、初期支护结构模式、参数等方面都有新的更高的要求。因此在爆破设计过程中,我们采用了台阶法开挖、大直径中空孔、分部开挖、逐段起爆等方法,同时采用了“一次起爆分部延时爆破开挖”专利技术,本着“多打眼、少装药、短进尺”的原则,严格控制进尺、单孔装药量,在设计A横通道时,还考虑到了A横通道与无障碍电梯以及人行斜梯之间的关系,对掏槽眼和辅助眼的位置进行了调整,这些技术的采用有
6、效地解决了上述问题,在实际工程应用中取得了很好的效果。本文共计图23(引用5,描绘18) ,表16(引用5) 关键词:地铁,塔柱式车站,钻爆施工,振动。AbstractThe subway as a new means of city transportation has the advantages of high efficiency, energy saving, environmental protection, large volume, speeds, and has gradually been peoples attention. But due to subway const
7、ruction relates to underground geological strata, geologic layer and complex situation; it has great influence on the subway construction. Especially in the construction process of the selection of blasting scheme, construction safety, construction quality control and vibration control are the subwa
8、y construction the difficulty, therefore, this paper in view of the Qingdao Dunhua Road subway pylon type metro station, hope that through reasonable design of blasting scheme, reduce over break and under break, controlled blasting on the surrounding rock disturbance, in order to achieve security co
9、mplete station construction, ensure the quality of construction.In this project is mainly to solve the problem of Qingdao Dunhua Road subway station the main line of the tunnel and admit blasting design, the first tower type metro station design method, chamber is more, construction is complex, on t
10、he surrounding rock pillar protection, tunnel cross section form, tunnel lining structure, construction method, initial supporting structure model, parameter and so on are new and higher requirements. Therefore in the blasting design process, we used a bench excavation, large diameter hollow hole, e
11、xcavation, piecewise detonating method, at the same time, a detonation subsection delay blasting excavation patent technology, at the same time, a detonation subsection delay blasting excavation patent technology, the spirit of multiple drilling, charging less, short footage principle, strictly cont
12、rol the footage, single hole charge, in the design of the A cross passage, was also given to A cross passage and barrier-free elevators and one line the relationship between the inclined ladder, cutting holes and auxiliary eye position was adjusted, these technologies can effectively resolve the pro
13、blems above, in practical engineering applications have achieved very good results.Keywords:metro,tower type station,drilling and blasting,vibration control.目录1 绪论11.1 课题的提出11.2 国内外研究情况及发展21.3本课题研究的目的和意义61.4 研究方法62 工程概况72.1工程地理位置72.2 工程地质72.3 地质构造及地震烈度122.4 周围环境133 开挖方案153.1地铁隧道施工的主要技术153.2隧道暗挖施工方法1
14、73.3 开挖方案选择253.4 本章小结254 钻爆设计264.1主线隧道钻爆设计264.2 A通道钻爆设计414.3 B、C通道钻爆设计474.4 本章小结535 爆破振动验算545.1 爆破振动衰减规律545.2 爆破振动安全允许标准555.3 最大单段起爆药量的计算565.4 爆破振动安全验算585.5 针对爆破振动对居民影响应采取的措施595.6 本章小结606 起爆网路616.1技术内容616.2 附图说明636.3 具体实施方式636.4 本章小结667 作业安全与质量控制677.1 空气冲击波、爆破有害气体与爆破飞石677.2 早 爆687.3 盲炮处理687.4 敷设导爆管爆
15、破网路时应注意的问题697.5 敷设导爆索爆破网路时应注意的问题707.6 使用电力起爆系统应注意的问题707.7 钻爆质量的控制717.8 隧道贯通作业727.9 本章小结738 设备配置与爆破器材准备75本章小结779 经济技术指标78本章小结7910 总结与展望80参考文献82致谢84附录 英文文献翻译851 绪论1.1 课题的提出随着城市现代化建设的飞速发展和城市化进程的加快,大城市的地面交通变得越来越拥挤,而人们对出行的要求又越来越高,解决乘车难最有效的途径就是大量修建快速、便捷的轨道交通。 目前,还有不少城市也正准备开工建设,我国出现大规模地铁建设的热潮。进入21世纪,我国地铁建设
16、步入了快速发展的阶段,各大城市地铁建设项目竞相开工。实践证明,地铁具有高效、节能、环保、运量大、速度快、安全性好、占用城市道路面积少、防空好等优点,对解决城市交通堵塞,改变城市布局,实现城市环境和交通综合治理,引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用。地铁所到之处交通压力缓解、楼宇兴旺、土地增值。随着经济的发展,地铁必将有着越来越广阔的发展空间。而在我国来说,青岛地铁敦化路站采用了我国首例的塔柱式地铁车站的设计方法,硐室较多,施工复杂,对周边岩柱的保护、隧道的断面形式、隧道衬砌结构、施工方法、初期支护结构模式、参数等方面都有新的更高的要求。而塔柱式地铁车站在我国尚属首例,因此值得进行系统深入的
17、分析和探讨。1.2 国内外研究情况及发展1.2.1国外研究发展情况1627年,匈牙利将黑火药用于采掘工程,从而开拓了工程爆破的历史。1831年导爆索出现,1867年瑞典人诺贝尔发明了火雷管,同年又制成了硝化甘油炸药。20世纪50年代中期,世界工业炸药进入了以廉价硝酸铵为主体的硝铵类炸药新时期,同时带动了工业电雷管等起爆器材和工业爆破技术的快速发展。而在隧道施工中,19世纪50年代前,钻爆法几乎是隧洞施工唯一的方法。但由于支护工序时间紧,难度大,爆破对围岩的扰动较大,作业条件差,工人劳动强度大。打眼、放炮、通风、出渣、支护、衬砌各工序之间相互干扰,掘进速度仍然不能满足社会日益发展的需求。1851
18、年,美国工程师Charles Wilson发明了隧洞掘进机,通常被认为是第一台在岩石中连续掘进开挖的机器,但存在着滚刀等问题没有解决。19世纪80年代,科洛内博蒙特研制出的隧洞掘进机,取得了较成功的应用1。伴随着20世纪世界科学、技术、经济的发展,交通运输、水利、水电、采掘,特别是城市地下交通及空间利用等,对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。大规模的地下工程建设促进了隧道修建技术的进步。1984年建成的日本横跨津轻海峡的青函隧道(长53.85km) 和1991年建成的英法海峡隧道(长50.50km) ,无论从工程规模、复杂性,还是在应用新技术方面,都代表着20世纪世界隧道施工的水平。关于
19、地铁而言,世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路(Metropolitan Railway) ,是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及,所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害,所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。到了1870年,伦敦开办了第一条客运的暗挖式地铁,在伦敦塔附近越过泰晤士河。现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通,亦位于伦敦,连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法,但最后用了电力机车,使其成为第一条电动地铁。目前为止,世界各地的地铁都是电力驱动。1.2.2 国内研究发展情况我
20、国地铁建设起步较晚,近几年由于城市交通情况的日益恶化,许多城市都在积极筹备建设地铁工程。但是由于地铁建设涉及到地下地质层,地质层情况复杂多变,这极大程度上影响了地铁的施工。而且地上建筑物对于地铁建设也有着一定影响。这就对地铁建设时的隧道建设工程人员提出一定的要求。由于地铁行驶在隧道内,一旦隧道出现问题,其将危害到地铁内人员的人身安全。因此,地铁施工过程对于隧道的施工质量必须格外注意。就施工方式而言,我国地域广大、地质类型多样,施工方式也多种多样,重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中,这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护(与通常的山岭隧道相当) 。钻爆法施工的全过程可以概括为:钻爆、
21、装运出碴,喷锚支护,灌注衬砌,再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时,常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段,然后再通过二衬实现永久支护。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸,钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法,例如:正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、双侧壁导坑法、CRD法等。对于爆破,有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护,有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚、双层小导管等支护方法2。我国采用爆破的方法进行地下工程开挖的时间并不长。建国初期,云南的锡矿还使用原始的火烧开挖面,再浇冷水致岩石开裂的烧裂法进行矿洞掘进。建国后开工建设的成渝铁路、宝
22、成铁路的许多隧道已经使用钻爆法开挖,但是,钻孔主要还是依靠人工钢纤打眼。后引进前苏联OM-506型手风钻,并在宝鸡工程机械厂配套生产了9m3的内燃空压机,最初使用前苏联进口的泰安等黄色炸药,以后又逐渐开始推广应用以硝酸铵为主要成份的铵锑炸药,用导火索及火雷管起爆。20世纪70年代后期,逐渐完善和改进了隧道爆破技术,首先于1974年在梨树沟隧道使用了直径25mm、长61cm的小直径长药卷及翼片扩张式塑料套管进行了光面爆破和预裂爆破,接着又系统地进行了不同爆破方法对隧道围岩稳定性影响的试验观测。而软弱围岩(f=1.52.0) 大断面开挖爆破技术的成功,为国内推广隧道新奥法施工起到了重要作用。但是,
23、这些先进的爆破技术,当时还只能在专业科研人员指导下进行。改革开放以后,特别是导爆管非电起爆系统的出现,结束了隧道爆破长期主要用导火索和火雷管起爆的时代。爆破器材和爆破方法的进步,促进了隧道大断面或全断面开挖方法的普及应用,使隧道新奥法技术的发展成为可能。同时,炸药的品种也有一定发展,乳化炸药逐步得到推广应用。到20世纪90年代,自西安安康铁路开始,光面爆破技术已趋於成熟,并成为了工程建设管理中的强制性考核项目。而且大多数施工单位,经过一段时间的努力,都取得了很好的爆破效果。掏槽技术是隧道爆破的关键技术。20世纪6070年代曾经使用的直眼掏槽。大多数隧道工程,一次爆破循环进尺的炮眼深度多在35
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