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新建铁路隧道下穿天然气管道安全施工技
术方案
一、工程概况
图
1、1天然气管道过隧道顶部的横断面
外呑一号隧道位于浙江省慈溪市茶亭南外呑自然村。隧道起讫里程：
DK111+345?DK111+494,全长I49m。经过现场勘查，在外呑1#隧道山顶有一直径
①30cm的慈溪天然气管道，该段天然气管道设计压力为4Mpa,管道在隧道线路里程
DK111+410,方向大致与杭甬客专线路方向垂直。管道在山顶埋深约
1、2m,距离DK111+410隧道断面洞顶垂直距离约14m（附断面图）。进出口
距离管道的距离分别为65m和84叭
外呑一号隧道位于剥蚀低山丘陵区，相对高差约60m,自然坡度15?30,植被发
育，主要为杨梅树林。
围岩分级：V级围岩129m,IV级围岩20m。
二、施工技术方案
根据国务院2001年第313号令《石油天然气管道保护条例》：第二六条违反
本条例的规定，在管道中心线两侧或者管道设施场区外各50米范围内禁止爆破。
因此，外呑1#隧道在施工中，大于50m范围以外采用控制爆破，孔深控制在
0、75-lm,周边眼单孔装药量控制在0、lkg/m,断面开挖取0、15kg/m。严格控制装
药量，控制隧道安全震动速度小于lcm/so
距管道距离小于50m范围不采取任何爆破作业，采用钻孔灌膨胀剂再用凿岩机
进行开挖和破碎岩石的施工方法。
进入天然气管道下部施工前，考虑到隧道开挖后可能会产生地表沉降，影响天
然气管道的安全。因此，设计方案采取钢桁架悬吊天然气管道的方案施工，确保隧
道在开挖过程中管道不因地表沉降而受到影响。
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三、主要的施工方法和施工工艺
㈠岩石破碎方法及施工工艺
由于在50m范围内不能采取炸药爆破的方式进行开挖作业，因此为了天然气管
道的安全，我们采用两种方案进行开挖：一：钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行
开挖和破碎作业；二：当遇到比较破碎的岩层，灌注膨胀剂迫裂的效果不理想，采
取人工风镐配合破碎机进行开挖。
迫裂法作用机理：膨胀剂灌入孔中，发生水化反应，放热、固结、体积膨胀，
对孔壁施加压力，将孔壁外的岩石破裂。
1、主要工艺流程
⑴炮孔布置
膨胀剂迫裂法布孔参数如下：
炮孔按梅花形排列，以利于把岩石破碎成小块，见下图
3、2图
3、2爆破布孔图
⑵孔距a二Kd,d为孔径，k值按下表选取混凝土的K值（孔径W50mm）表1
混凝土种类含筋率/kg.m-3标准k值素混凝土无10?18说明：把岩石视作混凝土
来考虑，标准值先选取，视破碎情况做调整
⑶最小抵抗性和排距是介质强度、自由面状况、孔径的函数，一般可参照下表
选取
最小抵抗线值表2破碎对象的名称W值/cm破碎对象的名称W值/cm软岩40?
60中、硬质岩石30?40
⑷孔深L=aH,H为被破碎体髙度，a为经验系数，对厚岩a二
1、05
⑸每米炮孔装填量及参考单耗，见下表每米炮孔用药量表3孔径
/mm3032343638404244464850用药量/kg、m-
11、
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73、03、3单位体积破碎用量表4介质种类破碎剂用量/kg、m-3备注软质岩石
破碎8?10全断面每延米需要2100kg,按109m暗洞计算，整个隧道要228吨膨胀剂。
中质岩石破碎10?15硬质岩石破碎12?20
⑹膨胀剂迫裂法装填及养护工艺如下：
①拌料散装粉状膨胀剂，严格按选定水灰比，一般控制在0,28?0、33用人工
或手提式搅拌机拌匀，搅拌时间不超过lmin,搅拌好后马上装入孔中。筒装膨胀剂只
需将之放入盛水容器中浸泡直到不发生气泡为止，一般4?5分钟即可。
②装填搅拌好的浆体必须在5?10min内装完，然后用塞子封口。
2、安全注意事项