项目建议书项目名称：山区高速公路灰岩边坡及隧道爆破开挖施工优化关键技术研究申报单位：湖南省龙永高速公路建设开发有限公司参加单位：长沙理工大学国防科技大学二○一二年十一月山区高速公路灰岩边坡及隧道爆破开挖施工优化关键技术研究1、研究背景、意义本项目以龙（山）永（顺）高速公路第13合同段边坡及隧道爆破工程为依托，该项目起点位于新寨村黑溪沟，终点位于沙湾庙，桩号为K41+900～K52+000，全长10.1km。其中K41+900～K42+300段为低山地貌，最高点高程约768.2m；K42+300～K49+100段为狭长的岩溶洼地，地形起伏相对较小，沿线地表多基岩出露，一般地面高程在580～650m。全线以中风化灰岩、白云质灰岩为主，部分不良地质段多岩溶区，线路右侧山坡植被较发育，左侧多为农田。岩石节理裂隙多呈微张或闭合状，且多被泥质物填充，总体地质条件较为复杂。爆破区域周边环境也不甚理想，爆破施工地段有多处民用建筑位于爆破振动影响范围内。从该标段的地质、地形特点和周边环境情况来看，影响爆破施工的不利因素较多。因此，如何提高爆破施工效率和施工质量，确保爆破施工安全，降低爆破施工成本显得尤为重要。爆破施工效率高低和施工质量好坏直接关系到总体工程的施工进度、工程质量、工程效益，以及施工单位的声誉等。而爆破参数设计和爆破施工工艺决定了爆破施工效率和施工质量。为此，加强山区高速公路灰岩爆破参数设计和施工工艺研究对于拟制技术上先进、投入上经济、效果上良好、实施上安全的爆破方案尤其重要。而利用数值模拟和试验相结合的技术手段进行爆破分析研究是当前国际发展的趋势。采用数值模拟的方法，可以方便、经济地模拟出不同地质、地形条件下边坡和隧道爆破逼真的动态爆破效果和大量力学数据，通过优化分析，确定最佳爆破参数组合，同时得到各个爆破参数下爆破块度的分布情况，从而优化比较出较为理想的爆破方案，然后再与理论分析结果和试验结果加以优化比较，从而确定出最优的爆破方案。数值模拟分析与传统的工程设计流程相比，加深了对物理现象的认识，而且通过计算机进行优化设计，可减少试验次数，缩短研制周期且大量节省人力、财力、物力，并能预言试验效果和详细展现动态过程的数据与图像，为试验技术发展提供详尽的技术背景资料。该合同段的安全技术工作同样值得关注。由于该合同段地质条件较为复杂，存在较多的岩溶地域，且岩石节理裂隙多，如果在爆破技术设计和施工工艺上不加以重视的话，往往会出现冲炮事故，造成严重的人员伤亡。又考虑到施工区多处地段有民用建筑，周边环境也不理想，爆破产生的灾害效应如振动、空气冲击波、飞石等，都可能给国家和人民生命财产造成重大损失，也容易引起不少的民事纠纷，造成误工、阻工等事件的频频发生，严重影响施工进度和施工单位的信誉。为此，爆破施工安全控制应该是爆破施工过程中的重中之重。另外，当地火工品单价较高，如何控制好火工品用量，降低工程成本也是工程面临的主要问题之一。为了安全、经济有效地进行本工程爆破工作，必须深入探索山区高速公路灰岩爆破技术，提高理论和实践水平，大力促进该类工程安全效益和综合经济效益的提高。鉴于此，本项目将通过对依托工程详细调研、理论研究、试验分析和计算机数值模拟分析，提出一套针对龙永高速公路第13合同段特殊地质条件和地形特点的边坡及隧道爆破施工参数，对施工方案进行优化，确保边坡和隧道围岩的完整和稳定，不超、欠挖，控制好爆破块度，并加快爆破施工循环和提高爆破效率，有效缩短爆破施工工期，并能在确保爆破施工安全的前提下，达到大幅降低施工成本、提高施工进度、最大限度减少爆破对周围环境的不良影响和获得良好爆破效果的目的，真正为创建“资源节约型、环境友好型”示范工程添砖加瓦。2、研究内容本项目结合龙永高速公路的地质及施工特点，初步确定研究内容有如下六大方面：（1）基于爆破影响分析的依托工程边坡及隧道地质地形调研与分类研究对龙永高速公路第13合同段全线的地质、地形特点进行详细调研，并考虑施工要求，从影响爆破施工的角度进行详细分析，提出龙永高速公路第13合同段的基于爆破施工优化的地质地形分类，并...
