公路隧道施工洞身開挖講義總結53

甘肅交交通職職業(yè)技技術學學院主講教教師：：馬安安財2011.10模塊二二公公路路隧道道施工工隧道道施施工工任務五五隧隧道道洞身身開挖挖任務分分解：：一、能能根據據圍巖巖條件件選用用合適適的開開挖方方式；；二、掌掌握鉆鉆爆開開挖的的各項項工作作內容容；三、理理解隧隧道出出渣運運輸的的基本本要求求；四、能能對隧隧道施施工可可能發(fā)發(fā)生的的問題題加以以分析析并給給出對對策。。一、開開挖方方式及及選用用常用的的開挖挖方式式有：鉆爆爆開挖挖法、、機械械開挖挖法、、人工工和機機械混混合開開挖等等三種種。一一般山山嶺隧隧道最最常用用的是是鉆爆爆開挖挖法。。三種方方法比比較：鉆爆爆開挖挖較為為經濟濟和常常采用用，但但對圍圍巖擾擾動大大，尤尤其對對破碎碎軟弱弱圍巖巖的穩(wěn)穩(wěn)定性性不利利；機機械開開挖對對圍巖巖擾動動小，，速度度較快快，但但機械械和設設備投投資較較大；；人工工開挖挖對圍圍巖擾擾動最最小，，但掘掘進速速度很很漫，，工人人勞動動強度度太大大。實際開開挖方方式的的選擇擇，應應充分分考慮慮被挖挖掘巖巖體的的堅固固性及及圍巖巖的穩(wěn)穩(wěn)定性性，選選擇經經濟快快速，，又不不會嚴嚴重影影響圍圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性性的掘掘進方方式。。由于于洞內內地質質情況況千變變萬化化，所所以三三種基基本掘掘進方方式要要配合合采用用，要要機動動靈活活的采采用。。二、鉆鉆爆開開挖（一））鉆爆爆開挖挖基本本要求求①必須須先探探明隧隧道工工程地地質和和水文文地質質情況況，才才可進進行隧隧道開開挖；；②斷面面不宜宜欠挖挖。開開挖輪輪廓要要預留留支撐撐沉落落量和和變形形量，，以防防止出出現凈凈空不不夠的的情況況；③采用用先拱拱后墻墻程序序施工工時，，下部部開挖挖的厚厚度及及用藥藥量應應嚴格格控制制，并并采取取防護護措施施避免免損傷傷拱圈圈；④隧道道洞身身開挖挖，必必須清清除浮浮石。。除完完整堅堅硬巖巖層外外、均均應作作好支支撐，，不良良地質質地段段應結結合地地形開開挖側側向安安全洞洞；⑤合理理確定定開挖挖步驟驟和循循環(huán)尺尺寸，，保持持各開開挖工工序相相互銜銜接，，均衡衡施工工；⑥開挖挖斷面面尺寸寸應符符合設設計要要求。。開挖挖作業(yè)業(yè)中，，不得得損壞壞支護護、襯襯砌和和設備備，并并應保保護好好量測測用的的測點點；二、鉆鉆爆開開挖⑦巖石石隧道道的爆爆破，，應采采用光光面爆爆破或或預裂裂爆破破技術術，施施工中中應提提高鉆鉆眼效效率和和爆破破效果果，降降低工工料消消耗。。爆破破后，，對開開挖面面和未未襯砌砌地段段應進進行檢檢查，，對可可能出出現的的險情情，應應采取取措施施及時時處理理。對對有瓦瓦斯溢溢出的的隧道道，應應根據據工點點地質質情況況，瓦瓦斯溢溢出程程度和和設備備條件件，制制定適適宜的的施工工方案案；⑧隧道道雙向向開挖挖接近近貫通通時，，兩端端施工工應加加強聯聯系，，統(tǒng)一一指揮揮，并并采取取淺眼眼、低低藥量量，控控制爆爆破。。當兩兩開挖挖面間間的距距離剩剩下15m時，，應應改改為為單單向向開開挖挖，，直直到到貫貫通通為為止止；；⑨上上行行線線與與下下行行線線雙雙洞洞開開挖挖時時，，應應根根據據兩兩洞洞的的軸軸線線間間距距、、洞洞口口里里程程距距離離，，地地質質條條件件及及其其它它自自然然條條件件，，選選擇擇適適宜宜的的施施工工方方法法，，確確定定好好兩兩洞洞開開挖挖的的時時間間差差，，并并采采取取措措施施防防止止后后行行洞洞開開挖挖對對先先行行洞洞周周壁壁產產生生不不良良的的影影響響。。二、、鉆鉆爆爆開開挖挖（二二））鉆鉆爆爆開開挖挖設設計計1．鉆鉆爆爆設設計計內內容容鉆爆爆設設計計內內容容有有：：炮炮眼眼（（掏掏槽槽眼眼、、輔輔助助眼眼、、周周邊邊眼眼））的的布布置置、、數數目目、、深深度度和和角角度度、、裝裝藥藥量量和和裝裝藥藥結結2．鉆爆設計圖鉆爆設計圖包括：炮眼布置圖，周邊炮眼裝藥結構圖、鉆爆參數表、主要技術經濟指標及必要的鉆爆設計說明書等。鉆爆作業(yè)必須按照鉆爆設計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。3．鉆眼機械在山嶺隧道施工中，鉆爆掘進中主要使用的鑿巖機有：二、、鉆鉆爆爆開開挖挖風動動鑿鑿巖巖機機和和液液壓壓鑿鑿巖巖機機。。其其工作作原原理理都是是利利用用鑲鑲嵌嵌在在鉆鉆頭頭體體前前端端的的鑿鑿刃刃反反復復沖沖擊擊并并轉轉動動破破碎碎巖巖石石而而成成孔孔。。鑿鑿巖巖機機有有的的可可以以通通過過調調節(jié)節(jié)沖沖擊擊功功率率和和轉轉動動速速度度大大小小，，以以適適應應不不同同硬硬度度的的石石質質，，達達到到最最佳佳的的成成孔孔效效果果。。將多多臺臺液液壓壓鑿鑿巖巖機機安安裝裝在在一一個個專專門門的的移移動動設設備備上上，，實實現現多多機機同同時時作作業(yè)業(yè)，，稱稱為為鑿鑿巖巖臺臺車車。。二、鉆爆爆開挖4．爆破材材料隧道工程程中使用用的爆破破材料有有炸藥、、導火索索、雷管管、導爆爆索、繼繼爆管及及起爆材材料等。。⑴炸藥（（成分分，優(yōu)缺缺點，使使用情況況）隧道工程程常用炸炸藥一般般以某種種或幾種種單質炸炸藥為主主要成份份，另加加一些外外加劑混混合而成成。目前前，在隧隧道爆破破施工中中，使用用最廣的的是硝銨銨炸藥。。硝銨炸炸藥品種種很多，，但其主主要成分分是硝酸銨，占60%以上，其其次是梯恩梯或或硝酸鈉鈉（鉀）），占10%～15%左右。①銨梯炸炸藥；②②漿狀炸炸藥；③③乳化炸炸藥；；④硝化化甘油炸炸藥（又又稱膠質質炸藥））。二、鉆爆爆開挖隧道工程程爆破使使用的炸炸藥，一一般由廠廠制或在在現場加加工成藥卷形形式，藥卷直徑有Ф22mm，Ф25mm,Ф32mm,Ф35mm，Ф40mm等，長度一般為165～500mm，可按爆爆破設計計的裝藥藥結構和和用藥量量來選擇擇使用。。各種系系列炸藥藥的成分分、性能能、敏感感度（熱熱敏感度度、火焰焰感度、、機械感感度、爆爆感度））、爆速速、威力力、猛度度、爆炸炸穩(wěn)定性性、最佳佳密度等等可見產產品說明明書。⑵起爆材材料及網網絡設計計設置傳爆爆起爆系系統(tǒng)的目目的是在在裝藥（（藥卷或或藥包））以外安安全距離離處，通通過發(fā)爆爆（點火火、通電電或激發(fā)發(fā)槍）和和傳遞，，使安在在藥卷或或藥包中中的雷管管起爆，，并引發(fā)發(fā)藥卷或或藥包爆爆炸，達達到爆破破巖石的的效果。。起爆系統(tǒng)統(tǒng)組成：：起爆元元件、傳傳爆元件件和末端端工作元元件。二、鉆爆爆開挖起爆系統(tǒng)統(tǒng)的工作作過程是是：導火火索點燃燃后引爆爆雷管；；從而使使傳爆元元件中的的導爆管管起爆傳傳爆，當當導爆管管傳爆到到連接塊塊中的傳傳爆雷管管時，雷雷管起爆爆，再引引起周圍圍的導爆爆管起爆爆和傳爆爆；這樣樣連續(xù)傳傳爆下去去，是所所有炮眼眼炸藥起起爆。1）起爆材材料：①導火索索與火雷雷管：導導火索是是用來傳傳遞火焰焰給火雷雷管，并并使火雷雷管在火火焰作用用下傳爆爆引發(fā)爆爆炸的材材料。②電雷管管：它是是用電線線傳輸電電流，使使裝在雷雷管中的的電阻發(fā)發(fā)熱而引引起雷管管爆炸。。③塑料導導爆管與與非電雷雷管：塑塑料導爆爆管是用用來傳遞遞微弱爆爆轟給非非電雷管管，使之之爆炸的的傳爆材材料之一一。在聚聚乙烯塑塑料管的的內壁涂涂有一層層高能炸炸藥，管管壁上的的高能炸炸藥在沖沖擊波作作用下可可以沿著著管道方方向連續(xù)續(xù)穩(wěn)定爆爆轟，從從而將爆爆轟傳播播到非電電雷管使使雷管起起爆。二、鉆爆爆開挖塑料導爆爆管的優(yōu)點：抗電、、抗火、、抗沖擊擊性能好好；起爆爆傳爆性性能穩(wěn)定定，扭結結、對折折、局部部斷藥、、管端對對接均能能正常傳傳爆。不不能直接接起爆炸炸藥，應應與非電電毫秒雷雷管配合合使用。。運輸和和使用過過程中抗抗破壞能能力強、、使用方方便，價價格便宜宜，且可可作為非非危險品品運輸等等優(yōu)點。。因此在在隧道工工程中被被廣泛應應用，尤尤其是在在有電條條件和炮炮眼數量量較多時時適合使使用。導爆管可可用8號火雷管管、導爆爆索、擊擊發(fā)槍、、專用激激發(fā)器發(fā)發(fā)爆。其其連接和和分支可可集束捆捆扎雷管管繼爆，，也可以以用連通通器連接接繼爆，，如圖2-5-1，圖2-5-2所示。二、鉆爆爆開挖圖2-5-1導爆管-非電雷管起爆網絡之一I火雷管；Ⅱ導火索；Ⅲ圖中O符號為炮眼，旁邊數字為毫秒雷管段別。二、鉆爆爆開挖圖2-5-2導爆管-非電管起起爆網絡絡之二1-導爆索；；2-8號雷管及及膠布；；3-導爆管；；4連接塊；；5-炮眼二、鉆爆爆開挖④導爆索索與繼爆爆管。導導爆索是是以單質質猛炸藥藥黑索金金或太安安作為索索芯的傳傳爆材料料，它經經雷管起起爆后，，可以直直接引爆爆其他炸炸藥。導導爆索有有普通導導爆索和和安全導導爆索兩兩種。繼爆管是是一種專專門與導導爆索配配合使用用的，具具有毫秒秒延期作作用的起起爆器材材（圖2-5-3）。導爆索與與繼爆管管具有低低抗架散散電流和和靜電引引起爆炸炸危害的的能力，，裝藥時時可以不不停電，，增加了了純作業(yè)業(yè)時間，，所以導導爆索—繼爆管起爆系系統(tǒng)在隧道工工程爆破中得得到了應用。。缺點是成本本比毫秒電雷雷管系統(tǒng)高，，且在有瓦斯斯環(huán)境中危險險性高，網絡絡中的導爆索索不能交叉。。圖2-5-3導爆索與繼爆管1-導火索；2-副起爆藥；3-加強帽；4-緩沖劑；5-大內管；6-消爆管；7-導爆索；8-雷管殼；9-正起爆藥；10-紙墊；l1-外套管；12-連接管二、鉆爆開挖挖2）起爆網絡起爆網絡可分分為電爆破網網絡和非電爆爆破起爆網絡絡。在隧道的的一個工作面面上，往往要要起爆幾十發(fā)發(fā)至兩百發(fā)左左右炮眼。為為準確起爆，，最好采用電電起爆。電起起爆最大特點點是可以用儀儀表檢查電雷雷管的質量和和起爆網絡的的連接情況，，從而保證起起爆網絡的正正確性和可靠靠性。只要網網絡設計正確確，計算無誤誤，就能保證證安全起爆。。非電起爆在在有瓦斯的環(huán)環(huán)境下不準采采用，而電起起爆則可以，，所以電起爆爆的適用范圍圍較廣。主要要缺點是準備備工作比較復復雜，需要一一定的電力設設備，網絡設設計計算較繁繁，相對于導導爆管起爆而而言，不易廣廣泛推廣便用用。二、鉆爆開挖挖在爆破中，電電爆破網絡可可設計成串聯聯、并聯、混混合聯三種形形式。串聯的優(yōu)點是是：消耗電能能小，接線簡簡單，易于操操作，便于檢檢查，導線消消耗少。缺點點是：一個雷雷管不通，會會造成全部雷雷管拒爆；或或因敏感度高高的雷管先爆爆而使電路中中斷，造成其其他雷管拒爆爆。為了提高高這種網絡的的準爆可靠性性，實際爆破破中也常來用用復式串聯網網絡。并聯的優(yōu)點是是不致因為其其中一個雷管管斷路而引起起其余雷管拒拒爆。缺點是是電爆網絡總總電流大，需需要斷面較大大的母線，連連接線消耗多多，漏接雷管管不易發(fā)現。。此外，當各各雷管電阻不不同，通過電電流就不同，，可能產生拒拒爆現象。這這種方法適用用于導坑等小小斷面爆破。。混合聯可分為為串并聯和并并串聯兩種。?；旌下撌菍崒嶋H工作中采采用較多的方方法。它要求求各支路的電電阻基本平衡衡，否則會造造成瞬發(fā)雷管管發(fā)火時間的的差異，更會會造成毫秒雷雷管秒量的額額外誤差。二、鉆爆開挖挖5．炸藥品種選選擇及用藥量量計算巖石的抗爆性（或抗鉆性））是指巖石抵抵抗爆炸沖擊擊波（或鉆頭頭沖擊）破壞壞的能力。巖石的抗鉆性性主要取決于于其物理力學學性質，特別別是巖石在動動載作用下的的變形性質和和內聚力強弱弱，另外也受受到巖體結構構特征和地下下水等因素的的影響。隧道工程應按巖石的抗爆爆破性進行鉆爆設計計，并按其抗鉆性選擇鑿巖機具。應應根據巖石的的抗爆性、炸藥藥性能和價格格進行選擇炸藥藥品種及計算算用藥量Q值，以獲得較較良好的爆破破效果和較低低的成本費用用。⑴炸藥品種選選擇炸藥品種很多多，可按課本本93頁表2-5-1選用，但應注注意越脆和韌韌性越強的巖巖體，應選用用猛度較高，，爆速較高的的炸藥。目前前，在隧道工工程中，用于于爆破施工中中最多的是硝硝銨類炸藥。。二、鉆爆開挖挖⑵炸藥用量計計算影響炸藥消耗耗量的因素主要有：巖石石堅硬程度和和巖層的構造造；炸藥的威威力；坑道斷斷面積及臨空空面數目等。。確定用藥量的的原則：從理理論上講，應應按照達到預預定爆破效果果的條件下，，其爆炸功與與巖石阻抗匹匹配的原則計計算確定。①隧道爆破中中，每循環(huán)爆爆破的總裝藥藥量值，按下下式計算：Q=K·L·S②耗藥量K可參考已往施施工經驗值確確定，課本96頁表2-5-2。炸藥單位消耗耗量K值的確定，主主要受巖石的的抗爆破性、、斷面進尺比比S/L、臨空面數目目、炮眼布置置形式、掏槽槽效果等因素素影響。二、鉆爆開挖挖一般巖石的完完整性系數值值越大，K值就越大；斷斷面進尺比S/L越大，則K值越??；臨空空面越多，K值越??；炮眼眼布置不當或或掏槽效果不不佳，K值會越大.隧道爆破中實實際采用的值值，通常K=0.7kg/m3～2.5kg/m3；96頁表2-5-3是斷面面積S=4m2～20m2導坑爆破開挖挖的值表。20m2以上的大斷面面隧道，其值值可以參照有有關工程實例例采用對比法法選擇確定；；在進行隧道施施工爆破設計計時，炸藥單單耗量值及單單位耗藥量的的多少，應根根據隧道開挖挖現場進行實實地試驗計算算確定。二、鉆爆開挖挖6．掘進速度V和掘進進尺L及開挖面的支支承作用。鉆爆掘進每循循環(huán)過程一般般包括三個作業(yè)環(huán)節(jié)節(jié)：即每一次進進尺的鉆眼爆爆破→出渣運運輸→支撐初初期支護（必必要時采取臨臨時支撐）。。單循環(huán)爆破掘掘進深度稱為為爆破掘進進尺L；單循環(huán)所占用用的時間稱為為循環(huán)時間t；日掘進深度稱稱為掘進速度V=24L/t。⑴掘進速度：：采用較大的掘掘進進尺或較較短的循環(huán)時時間，均可取取得較快的掘掘進速度；掘掘進速度的加加快，要增加加勞動力和施施工機械，才才能節(jié)省施工工時間。實際際工程中，應應根據工期要要求，合理的的選擇掘進速速度。二、鉆爆開挖挖⑵掘進進尺和和循環(huán)時間的的選擇當掘進速度確確定后，主要要根據圍巖的的穩(wěn)定性，開開挖面的支承承作用，開挖挖斷面大小，，支撐或支護護條件，機械械配套能力和和施工組織管管理水平等因因素合理地選選擇掘進進尺尺和循環(huán)時間間，且須保證證爆破作業(yè)應應在上一循環(huán)環(huán)噴射混凝土土終凝不少于于4h后進行。實際中可以采采用短進尺，，多循環(huán)掘進進，或者采用用深進尺，少少循環(huán)掘進。。一般在圍巖巖穩(wěn)定性較差差（Ⅳ～Ⅵ級），或開挖挖斷面較小，，或支護條件件較差，或鉆鉆眼和出渣能能力不足時，，應采用短進進尺、多循環(huán)環(huán)掘進。反之之，當圍巖較較穩(wěn)定（Ⅰ～Ⅲ），或支護速速度較快，或或鉆眼和出渣渣能力較強時時，應采用深深進尺，少循循環(huán)掘進（采采用深孔控制制爆破）。目目前，我國隧隧道工程鉆爆爆掘進進尺多多在0.5m～5.0m左右。二、鉆爆開挖挖⑶開挖面的支支承作用隧道掘進方向向上最前端的的開挖作業(yè)正正面稱為開挖面（掌子子面）。開挖面前方方（一定范圍圍內尚未被挖挖除的）巖體體，對已開挖挖區(qū)段的圍巖巖起著一定的的約束作用，，這種約束稱稱為開挖面的支承承作用。隨著隧道掘掘進，開挖面面的支承作用用逐漸前移并并消失，此后后，圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定則依賴其其自穩(wěn)能力（（成拱作用））的發(fā)揮及支支撐或初期支支護的作用。。實測結果表明明，對一般巖巖體，開挖面面的支承作用用，約可持續(xù)續(xù)到1～3倍的洞徑區(qū)段段。巖體越破破碎，其支承承作用的影響響長度就會越越短。在隧道施工過過程中，在開開挖面的支承承作用消失之之前即作好支支撐或初期支支護。因此在在隧道施工中中，注意選擇適當的掘掘進進尺和允允許暴露區(qū)段段的長度。一般在軟弱弱破碎圍巖中中，應采用較較短的掘進進進尺，并應及及時予以支撐撐或支護。二、鉆爆開挖挖7．炮眼直徑⑴合理選擇炮炮眼直徑炮眼直徑對鑿鑿巖速度、炮炮眼數目、炸炸藥單位消耗耗量、坑道壁壁的平整程度度和石渣塊度度等均有影響響。當炮眼直直徑及藥卷直直徑較大時，，可減少炮眼眼數目，使炸炸藥相對集中中，但是炮眼眼直徑過大，，鑿石速度大大大減慢；炸炸藥相對集中中，則石渣塊塊度較大及洞洞壁平整度不不好，并且對對圍巖爆破擾擾動較嚴重。。因此必須根根據隧道石質質、鑿巖能力力、炸藥性等等條件，選擇擇合理的炮眼眼直徑。⑵藥卷直徑的的選擇為了避免發(fā)生生管道效應導導致藥卷拒爆爆，要求藥卷卷直徑的大小小應與炮眼直直徑相匹配。。二、鉆爆開挖挖在隧道工程施施工爆破中，，常用不偶合合系數來控制制藥卷直徑，，不偶合系數數λ=D/Ф（D為炮眼直徑，，Ф為藥卷直徑））反映炮眼孔孔壁與藥卷之之間的空隙程程度。一般應應將不偶合系系數控制在1.1～1.4之間，且要求求藥卷直徑不不小于該炸藥藥卷的臨界直直徑。實際爆破設計計時，對掏槽槽炮眼及輔助助炮眼應采用用較小的λ值，以提高炸炸藥的爆破效效率；對周邊邊炮眼則可采采用較大的λ值，以減少對對圍巖的擾動動破壞。8．炮眼數目N及比鉆眼數n⑴炮眼數目的確確定施工爆破中，，應根據各炮炮眼平均分配配炸藥量的原原則計數炮眼眼數目N值：二、鉆爆開挖挖N=Q/q=（K·S）/(α·β)總裝藥量：Q=K·L·S;單孔平均裝藥藥量：q=α·βL⑵比鉆眼數nn是指單位（1平方米）開挖挖斷面的平均均鉆眼數?？砂聪率接嬘嬎悖簄=N/S比鉆眼數n是評評價價在在同同等等條條件件下下，，鉆鉆眼眼工工作作量量的的一一個個指指標標。。掏掏槽槽眼眼的的n值較較大大；；周周邊邊眼眼次次之之；；輔輔助助眼眼的的n值較較小小。。即即在在不不同同部部位位的的炮炮眼眼布布置置的的密密度度、、間間距距是是不不相相同同的的。。二、、鉆鉆爆爆開開挖挖9．炮炮眼眼布布置置鉆眼眼前前應應定定出出開開挖挖斷斷面面中中線線，，水水平平線線和和斷斷面面輪輪廓廓，，標標出出炮炮眼眼位位置置，，經經檢檢查查符符合合鉆鉆爆爆設設計計要要求求后后方方可可鉆鉆眼眼。。炮眼眼的的深深度度、、角角度度、、間間距距應應按按爆爆破破設設計計要要求求確確定定，，并并應應符符合合下下列列精精度度規(guī)規(guī)定定：：①掏掏槽槽眼眼眼眼口口間間距距誤誤差差和和眼眼底底間間距距誤誤差差不不得得大大于于50mm；②輔輔助助眼眼眼眼口口排排距距、、行行距距誤誤差差不不得得大大于于50mm；③周周邊邊眼眼沿沿隧隧道道設設計計斷斷面面輪輪廓廓線線上上的的間間距距誤誤差差不不得得大大于于50mm，周周邊邊眼眼外外斜斜率率不不得得大大于于50mm/m，眼眼底底不不超超出出開開挖挖斷斷面面輪輪廓廓線線100mm，最最大大不不得得超超過過150mm；④內內圈圈炮炮眼眼至至周周邊邊眼眼的的排排距距誤誤差差不不得得大大于于50mm，炮炮眼眼深深度度超超過過2.5m時，，內內圈圈炮炮眼眼與與周周邊邊眼眼宜宜采采用用相相同同的的斜斜率率。。二、、鉆鉆爆爆開開挖挖隧道道爆爆破破通通常常采采用用掏槽槽爆爆破破，即即將將開開挖挖斷斷面面上上的的炮炮眼眼分分區(qū)區(qū)布布置置和和分分區(qū)區(qū)順順序序起起爆爆，，逐逐步步擴擴大大完完成成一一次次爆爆破破開開挖挖，，分分區(qū)區(qū)是是按按照照炮炮眼眼的的位位置置、、作作用用的的不不同同有有三種種炮炮眼眼：掏掏槽槽眼眼、、輔輔助助眼眼，，周周邊邊眼眼。。爆爆破破中中各各有有不不同同的的位位置置、、長長度度、、方方向向、、間間距距的的要要求求。。圖2-4-4三種炮眼1—4為掏槽眼；5—10為輔助眼，其余為周邊眼二、、鉆鉆爆爆開開挖挖⑴隧隧道道洞洞身身開開挖挖輪輪廓廓線線及及預預留留變變形形量量因為為坑坑道道開開挖挖后后圍圍巖巖由由于于失失去去部部分分約約束束而而產產生生向向坑坑道道方方向向的的收收縮縮變變形形（（收收斂斂）），，所所以以施施工工開開挖挖輪輪廓廓線線應應在在設設計計開開挖挖輪輪廓廓線線的的基基礎礎上上適適當當加加大大，，稱稱為為預留留變變形形量量。確定定開開挖挖斷斷面面時時，，除除應應滿滿足足隧隧道道凈凈空空和和結結構構尺尺寸寸外外，，還還應應考考慮慮初初期期支支護護并并預預留留適適當當的的變變形形量量。。預留留變變形形量量的的大大小小可可根根據據圍圍巖巖級級別別、、斷斷面面大大小小、、埋埋置置深深度度、、施施工工方方法法和和支支護護情情況況等等，，采采用用工工程程類類比比法法預預測測。。當當無無預預測測值值時時可可參參照照課課本本99頁表2-5-5選用，并應根根據現場監(jiān)控控量測結果進進行調整。二、鉆爆開挖挖⑵掏槽眼布置置方法合理布置掏槽槽眼應掌握好好炮眼的三度：深度、密度度和斜度，并并通過計算確確定用藥量及及放炮順序等等。①掏槽炮的作用是將開挖面上上適當部位先先掏出一個小小型槽口，以以形成新的臨臨空面，為后后爆的輔助炮炮開創(chuàng)更有利利的臨空面，，達到提高爆爆破效率的作作用；②掏槽眼只有有一個臨空面面，且受周圍圍巖石的擠壓壓作用，故常常需要采用較較大的炸藥單單位消耗量K值和較大的裝裝藥系數α值，以增大爆爆破粉碎區(qū)，，并利用爆炸炸沖擊波及爆爆炸產物作功功，將巖石拋拋擲出槽口。。為保證掏槽炮炮能有效地將將石渣拋出糟糟口，常將掏掏槽眼比設計計掘進進尺加加深10～20cm，并采用反向向連續(xù)裝藥和和用雙雷管起起爆；二、鉆爆開挖挖③槽口尺寸常常在1.0m2～2.5m2之間，要與循循環(huán)進尺，斷斷面大小和掏掏槽方式協(xié)調調。要求掏槽槽眼口間距誤誤差和眼底間間距誤差不得得大于5cm；④掏槽方式一一般可分為斜斜眼掏槽和直直眼掏槽兩大大類（圖）。。斜眼掏槽的優(yōu)優(yōu)點：可按巖巖層實際情況況選擇掏槽方方式和掏槽角角度，容易把把石渣拋出槽槽口，且掏槽槽眼數目較少少。其缺點是是眼深度受坑坑道斷面尺寸寸的限制，不不便于多臺鉆鉆機同時鉆眼眼，鉆眼方向向難掌握準確確。直眼掏槽的優(yōu)優(yōu)點：便于多多機同時鉆眼眼和不受斷面面尺寸對爆破破進尺的限制制，適用于深深孔爆破，從從面為加快掘掘進速度提拱拱了有利條件件，且掏槽石石渣拋擲距離離較短。目前前現場多采用用直眼掏槽。。但缺點是其其炮眼數目較較多，炸藥單單耗量K值也要加大，，炮眼位置和和垂直方向要要求具有較高高的精度，才才能保證良好好的爆破效果果。因地質多多變，幾種掏掏槽方式可混混合使用。圖2-5-5斜眼掏槽布置a）錐形；b、c）楔形；d）爬眼二、鉆爆開挖挖近年來直眼掏掏槽中多采用用大直徑空眼，其作用相當當于為裝藥掏掏槽提拱了臨臨空面，并取取得了良好的的掏槽效果。。一般在中硬硬和堅硬巖層層中，對于設設計循環(huán)進尺尺為3.5m左右時，采用用雙空孔形式式最佳，對3.5rn～5.5m的深孔掏槽，，宜采用三空空孔形式最好好；對3m以下的淺眼掏掏槽，則采用用單空孔形式式較好。為了保證掏槽槽炮眼爆炸后后巖渣有足夠夠的膨脹空間間，一般要求求空眼體積約約為掏槽槽口口體積的l0%～20%為宜。⑶輔助眼布置置方法輔助眼的作用用是進一步擴擴大槽口體積積和爆破量，，并逐步接近近開挖斷面形形狀，為周邊邊眼創(chuàng)造有利利的爆破條件件。二、鉆爆開挖挖輔助眼的布置置主要是指炮炮眼間距E值和最小抵抗線V值的確定。主主要根據巖石石軟硬和用藥藥量多少，由由工地試驗確確定。其布置置原則可參照照后述周邊眼眼的布置原則則進行，只是是V、E值及單孔裝藥藥量q較大些。一般般取E/V=0.6～0.8為宜。并宜采采用孔底連續(xù)續(xù)裝藥。輔助助眼應由內向向外，逐層布布置，逐層起起爆，逐步接接近開挖斷面面輪廓形狀。。抵抗線：裝藥重心到到自由面的距距離，其最小小距離稱最小小抵抗線。二、鉆爆開挖挖⑷周邊眼的布布置方法周邊眼的作用用目的是成型型（形成輪廓廓線）作用。。周邊眼爆破破后使坑道斷斷面達到設計計的形狀和尺尺寸。周邊眼眼的位置一般般是沿著設計計輪廓線均勻勻布置，其炮炮眼間距和最最小抵抗線長長度均比輔助助眼小，目的的是使爆破出出坑道的輪廓廓較為平順和和控制超欠挖挖量。當周邊眼的底底端位于巖質質較松軟或較較破碎狀時，，炮眼口應放放在設計輪廓廓線以內，眼眼底則應根據據巖石抗爆破破性來確定其其位置，應將將炮眼方向以以3%～5%的斜率外插，，這是為了控控制超欠挖和和下一循環(huán)鉆鉆眼時便于落落鉆開眼；對對于中硬巖層層可將周邊眼眼放在設計輪輪廓線上；對對于堅硬巖層層可將周邊眼眼放在設計輪輪廓線以外10～15cm。此外，為了了保證開挖面面平整，輔助助眼及周邊眼眼應使其眼底底落在同一垂垂直面上，必必要時應根據據實際情況調調整炮眼的深深度。二、鉆爆開挖挖分部開挖炮眼眼布置圖全斷面開挖炮炮眼布置圖三、光面爆破破和預裂爆破破法（三）光面爆爆破和預裂爆爆破法(控制爆破)1．光面爆破法法光面爆破是通過調整周周邊眼的各爆爆破參數，使使爆炸先沿各各孔的中心連連線形成貫通通的破裂縫，，然后內圍巖巖體裂解，并并向臨空面方方向拋擲。特點：這種爆破在圍圍巖中產生的的裂縫較少，，使爆破后的的巖石表面能能按設計輪廓廓線成型，表表面較平順，，超欠挖很小小。光面爆破的技技術要求：（1）依圍巖特點點合理選擇周周邊眼間距和和周邊眼的最最小抵抗線。。要點：周邊眼間距比比一般爆破的的間距小，周周邊眼的最小小抵抗線亦要要相應減小，，即適當加密密周邊眼，調調整間距與抵抵抗線比值E/V。周邊眼的間間距視巖石的的抗爆性、炸炸藥性能、炮炮眼直徑和裝裝藥量而定，，三、光面爆破破和預裂爆破破法一般可取E=(8-18)d，d為炮眼直徑，，對于堅硬和和破碎巖石宜宜取較小的值值；對于軟質質或整體性好好的巖石宜取取較大的值。。周邊眼的間間距與最小抵抵抗線比值通通常取E/V=0.8為宜，周邊眼眼最小抵抗線線一般取V=50～90cm左右。（2）嚴格控制周周邊眼的裝藥藥量應使藥量沿炮炮眼全長合理理分布，并合合理選擇炸藥藥品種和裝藥藥結構。周邊邊眼宜采用小小直徑藥卷和和低爆速炸藥藥，可借助傳傳爆線以實現現空氣間隔裝裝藥；用于光光面爆破的周周邊眼的炸藥藥，與主體爆爆破的炸藥相相比，應選擇擇爆速較低，，猛度較低，，爆力較大，，傳爆性良好好的炸藥，而而底板眼則宜宜選用高爆力力的炸藥，可可以克服上覆覆石渣的壓制制和起到翻渣渣作用。周邊邊炮眼的裝藥藥量與裝藥密密度要減少，，并使炸藥均均勻地分布在在整個炮眼內內，周邊眼裝裝藥量應具有有破巖所需的的應力能量，，又三、光面爆破破和預裂爆破破法不致造成對圍圍巖的嚴重破破壞，施工中中應根據炮眼眼孔距E、光面層厚度度V、石質及炸藥藥種類等因素素綜合考慮選選擇和調整。。一般單位炮炮眼長度裝藥藥量即線裝藥藥密度控制在在0.04kg/m～0.4kg/m。（3）采用周邊眼眼同時起爆。。要求采用毫秒秒雷管微差順順序起爆，應應使周邊爆破破時產生臨空空面，同段的的周邊眼雷管管起爆時差應應盡可能小，，盡可能能同同時起爆，使使炮眼間爆炸炸力起共同作作用，比較容容易炸成平面面。對石質稍稍差的巖石，，宜采用毫秒秒遲發(fā)電雷管管起爆周邊炮炮眼，它既具具有同時起爆爆的爆破威力力，又可以減減少對輪廓線線以外圍巖的的擾動。三、光面爆破破和預裂爆破破法光面爆破的起起爆順序是:掏槽眼→輔助助眼→周邊眼眼→底板眼。。輔助眼應由里里向外逐層起起爆，還應使使輔助眼爆破破后盡量接近近開挖輪廓形形狀，爆破層層厚度盡可能能一致；并應應注意不要使使爆炸落下的的石渣堵死周周邊眼的臨空空面。（4）嚴格掌握鉆鉆眼作業(yè)，使使三種炮眼的的位置及方向向準確無誤，，否則光面爆爆破的效果會會明顯降低，，達不到光面面爆破的目的的。（5）各光面爆破破參數如周邊邊眼間距E，最小抵抗線線V、相對距E/V和裝藥藥集中中度q等，應應采用用工程程類比比法或或根據據爆破破漏斗斗及成成縫試試驗確確定，，在無無條件件試驗驗時，，可按按課本本103頁表2-5-6選用。。三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法2．預裂裂爆破破法裂爆破破實質質上也也是光光面爆爆破的的一種種型式式，是是在光光面爆爆破法法的基基礎發(fā)發(fā)展起起來的的。其其爆破破原理理與光光面爆爆破原原理相相同，，只是是在爆爆破的的順序上，光光面爆爆破是是先引引爆掏掏槽眼眼，接接著引引爆輔輔助眼眼，最最后才才引爆爆周邊邊眼；；而預預裂爆爆破則則是首首先引引爆周周邊眼眼，使使沿周周邊眼眼的連連心線線炸出出平順順的預預裂面面。由由于這這個預預裂面面的存存在，，對后后爆的的掏槽槽眼和和輔助助眼的的爆炸炸波能能起反反射和和緩沖沖作用用，可可以減減輕爆爆炸波波對圍圍巖的的破壞壞影響響，爆爆破后后的開開挖面面整齊齊規(guī)則則。由由于成成洞過過程和和破巖巖條件件不同同，在在減輕輕對圍圍巖的的擾動動程度度上，，預裂裂爆破破較光光面爆爆破的的效果果更好好一些些。所以預預裂爆爆破更更適用用于穩(wěn)穩(wěn)定性性較差差的軟軟巖或或破碎碎巖層層中。。但預預裂爆爆破的的周邊邊眼間間距和和最小小抵抗抗限都都要比比光面面爆破破的小小，相相應地地要增增多炮炮眼數數量，，鉆眼眼工作作量增增大。。總之，，硬巖巖宜采采用光光面爆爆破，，軟巖巖宜采采用預預裂爆爆破，，分部部開挖挖時可可采用用預留留光面面層光光面爆爆破。。三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法3．毫秒秒爆破破法毫秒爆爆破法法，其其實質質是以以毫秒秒雷管管嚴格格按一一定順順序起起爆炸炸藥包包組，，使爆爆破前前后階階段的的時間間間隔隔極其其短促促，以以毫秒秒計算算。爆爆破產產生的的巖石石破壞壞作用用力（（應力力波或或沖擊擊波））可以以疊加加，促促使巖巖石易易于被被炸碎碎；同同時，，前后后段爆爆破傳傳遞到到圍巖巖內部部的沖沖擊波波又相相互干干擾和和相互互抵消消，使使沖擊擊波對對圍巖巖的震震動破破壞大大為減減弱。。該爆爆破法法具有有下列列優(yōu)點：①滿足足光面面爆破破的技技術要要求，，可以以獲得得良好好的爆爆破效效果；；②毫秒秒爆破破對圍圍巖的的震動動破壞壞最少少；同同時，，可以以減少少滯炮炮和滯滯炮帶帶來的的麻煩煩；③把毫毫秒爆爆破一一次爆爆破的的總延延長時時間很很短，，即使使有瓦瓦斯的的巖層層瓦斯斯也尚尚來不不及泄泄出就就爆破破完畢畢，可可提高高掘進進速度度。實現毫毫秒爆爆破一一般有有兩個個方法法：一一是用用毫秒秒雷管管和毫毫秒起起爆器器（用用延長長儀器器控制制延發(fā)發(fā)時間間）；；另一一種方方法是是使用用毫秒秒雷管管起爆爆。三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法（四））裝藥藥結構構裝藥方方法主主要有有三種種：1）藥包包直徑徑與掘掘進炮炮眼直直徑一一樣，，藥包包集中中在孔孔底稱稱為集集中裝裝藥；；2）空氣氣（或或木棒棒）間間隔裝裝藥；；3）小直直徑藥藥包，，全孔孔均勻勻裝藥藥，孔孔口用用炮泥泥堵塞塞。其中小小藥包包連續(xù)續(xù)裝藥藥對控控制超超挖效效果最最好。。裝藥結結構是是指繼繼爆藥藥卷和和起爆爆藥卷卷在炮炮眼中中的布布置形形式。。按起起爆藥藥卷在在炮眼眼中的的位置置和其其中雷雷管的的聚能能穴的的方向向可分分為正正向裝裝藥和和反向向裝藥藥；按按其連連續(xù)性性則可可分為為連續(xù)續(xù)裝藥藥和間間隔裝裝藥。。1．正向向裝藥藥將起爆爆藥卷卷放在在炮眼眼口第第二個個藥卷卷位置置上，，雷管管聚能能穴朝朝向眼眼底，，并用用炮泥泥堵塞塞眼口口，即即每一一個炮炮眼內內從眼眼底向向眼口口的裝裝藥順序是：先先裝普普通藥藥卷→→次裝裝引爆爆藥卷卷→后后用炮炮泥堵堵塞眼眼口。。三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法2．反向向裝藥藥將起爆爆藥卷卷放在在眼底底第二二個藥藥卷位位置上上，雷雷管聚聚能穴穴朝向向眼口口，即即每個個炮眼眼內從從眼底底向眼眼口的的裝藥藥順序是：先先裝引引爆藥藥卷→→次裝裝普通通藥卷卷（圖圖）。。國內外外實踐踐證明明，反反向裝裝藥結結構能能提高高炮眼眼利用用率，，減少少瞎炮炮率，，減少少石渣渣塊度度，便便于裝裝渣運運輸，，增強強拋擲擲能力力和降降低炸炸藥消消耗量量。當當炮眼眼俞深深時，，反向向裝藥藥結構構的爆爆破效效果愈愈好。。裝藥結結構的的選用用：掏掏槽眼眼和輔輔助眼眼多采采用大大直徑徑藥卷卷在孔孔底連連續(xù)裝裝藥。。周邊邊眼可可采用用小直直徑藥藥卷連連續(xù)裝裝藥或或用大大直徑徑藥卷卷間隔隔裝藥藥。裝裝藥前前應將將炮眼眼內泥泥漿、、石屑屑吹洗洗干凈凈。已已裝藥藥的炮炮眼應應及時時堵塞塞密封封。周周邊眼眼的堵堵塞長長度不不宜小小于200mm。三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法三、光光面爆爆破和和預裂裂爆破破法（五））起爆爆順序序及時時差⑴除預預裂爆爆破