鉆爆法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和具體施工合

鉆爆法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和具體施工合2010-05-28本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：1、了解鉆爆法常用的鉆爆機(jī)械以及碎巖理論；2、掌握臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)和和輪廓爆破；3、掌握隧道爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)。2010-05-28問(wèn)題1：常用的碎巖方法有哪些？問(wèn)題2：用鉆爆法時(shí)可以采用哪幾種開(kāi)挖方法，以及它們的適用條件？§5.1引言2010-05-28§5.2鉆爆法掘進(jìn)隧道2010-05-28§5.2鉆爆法掘進(jìn)隧道2010-05-28§5.2鉆爆法掘進(jìn)隧道2010-05-28§5.2鉆爆法掘進(jìn)隧道2010-05-28§5.2鉆爆法掘進(jìn)隧道2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1963年由Langefors和Kihlstrom編寫(xiě)的《巖石爆破現(xiàn)代技術(shù)》詳細(xì)介紹了臺(tái)階爆破和隧道爆破技術(shù)，下面將詳細(xì)介紹二者的設(shè)計(jì)原理。2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)臺(tái)階爆破幾何參數(shù)如圖：抵抗線（外觀抵抗線和實(shí)際抵抗線）底部裝藥量、柱部裝藥量、堵塞長(zhǎng)度炮眼間距等。2010-05-282010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)外觀抵抗線：炮眼到最近自由面的水平距離。實(shí)際抵抗線：炮眼到最近自由面的垂直距離。2010-05-282010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1破碎概念裝藥量Q與巖石破碎量最一般的關(guān)系可表示為：下面分五種情況進(jìn)行介紹：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1）底部集中裝藥2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1）底部集中裝藥在瑞典花崗巖中采用LFB炸藥測(cè)試得到：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1）底部集中裝藥

對(duì)于某種特定的炸藥，底部集中裝藥量只與抵抗線有關(guān)。2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1）底部集中裝藥

引入每單位體積巖石炸藥消耗量由上式可得：2010-05-282010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)1）底部集中裝藥

對(duì)于抵抗線，一般取值在1～15m的范圍內(nèi)，得到：可近似取0.45：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)2）底部分布裝藥2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)2）底部分布裝藥:裝藥長(zhǎng)度底部總裝藥量為：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)3）柱部裝藥量：當(dāng)臺(tái)階高度大于抵抗線時(shí)，稱為自由面片層爆破。2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)3）柱部裝藥量：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)4）假設(shè)眼底為集中裝藥時(shí)的總裝藥量計(jì)算：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)4）假設(shè)眼底為集中裝藥時(shí)的總裝藥量計(jì)算：2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)5）假設(shè)眼底為分布裝藥時(shí)的總裝藥量計(jì)算：如果臺(tái)階高度小于2V，則柱部不需要裝藥；如果臺(tái)階高度大于2V，則柱部裝藥長(zhǎng)度為2010-05-282010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)5）假設(shè)眼底為分布裝藥時(shí)的總裝藥量計(jì)算：

如果取臺(tái)階的高度為2V，則通過(guò)計(jì)算底部集中裝藥和底部分布裝藥是接近的。2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)2臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)（幾個(gè)假設(shè)）臺(tái)階垂直和炮眼水平；單眼裝藥；確定ai時(shí)，使用相同的炸藥；每一個(gè)延期爆破一個(gè)眼；臺(tái)階面為破碎自由面；巖石常數(shù)根據(jù)瑞典經(jīng)驗(yàn)確定。2010-05-28§5.3臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)考慮實(shí)際情況后的幾點(diǎn)修正：巖石類(lèi)型的影響、炸藥類(lèi)型的影響、鉆眼斜度的影響、炮眼間距的影響、協(xié)同炮眼的影響、鉆孔誤差的影響。2010-05-285.6爆破損傷及控制爆破損傷及控制爆破損傷的原因：（1）爆破引起的動(dòng)壓力及爆破引起氣體膨脹在破碎過(guò)程中起的重要作用。（2）由荷載釋放引起的破裂。在地下工程中使用爆破，對(duì)巖體的完整性起到主要影響，使整體穩(wěn)定性下降。2010-05-28

控制爆破破壞：

（1）機(jī)械開(kāi)挖。（2）采用預(yù)裂或光面爆破技術(shù)。這就要求有一個(gè)爆破的正確設(shè)計(jì)。

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以光面爆破為例：

a.在隧道爆破情況下，首先要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)空間，爆破產(chǎn)生的破碎巖石可膨脹到這個(gè)空間中。

b.下一步就是將其他爆破的巖石逐漸爆破到這個(gè)空間。平行炮眼采用0.5s延期瞬發(fā)雷管起爆。

c.最后一步是使用光面爆破，通過(guò)同時(shí)起爆裝藥量較少的周邊炮眼來(lái)剝離余下0.5-1m的巖石，留下一個(gè)平整的開(kāi)挖面。2010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-282010-05-285.7隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本作用就是保持隧道斷面的使用凈空，防止巖體質(zhì)量的進(jìn)一步惡化，同圍巖一起組成一個(gè)有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系，承受可能出現(xiàn)的各種荷載，諸如水、土壓力以及一些特殊使用要求的外荷載。此外，支護(hù)結(jié)構(gòu)必須能夠提供一個(gè)能滿足使用要求的工作環(huán)境，保持隧道內(nèi)部的干燥和清潔。2010-05-28按支護(hù)作用機(jī)理，目前采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)大致可以歸納為以下三類(lèi)。(1)剛性支護(hù)結(jié)構(gòu)(2)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)(3)復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)5.7隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2010-05-28

這類(lèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)通常具有足夠大的剛性和斷面尺寸，一般用來(lái)承受強(qiáng)大的松動(dòng)地壓。但只要可能，就應(yīng)避免松動(dòng)壓力的發(fā)生。剛性支護(hù)只有很小的柔性，這類(lèi)支護(hù)通常采用現(xiàn)澆混凝土，有的采用石砌塊或混凝土砌塊。

(1)剛性支護(hù)結(jié)構(gòu)2010-05-28(2)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)是根據(jù)現(xiàn)代支護(hù)原理而提出來(lái)的，它既能及時(shí)地進(jìn)行支護(hù)，限制圍巖過(guò)大變形而出現(xiàn)松動(dòng)，又允許圍巖出現(xiàn)一定的變形，同時(shí)還能根據(jù)圍巖的變化情況及時(shí)調(diào)整參數(shù)。所以，它是適應(yīng)現(xiàn)代支護(hù)原理的支護(hù)形式。錨噴支護(hù)是一種主要的柔性支護(hù)類(lèi)型，其他如預(yù)制的薄型混凝土支護(hù)及鋼支撐等亦均屬于柔性支護(hù)。2010-05-28

錨噴支護(hù)是指錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)以及它們與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)的組合。國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的錨噴支護(hù)類(lèi)型有如下六種：a錨桿支護(hù)；b噴射混凝土支護(hù)；c錨桿噴射混凝土支護(hù)；d鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)；e錨桿鋼支撐噴射混凝土支護(hù)；f錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)(2)柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)2010-05-28a.錨桿支護(hù)2010-05-28錨桿支護(hù)2010-05-28b.噴射混凝土支護(hù)噴射混凝土支護(hù)---早期支護(hù)2010-05-28c.錨桿噴射混凝土支護(hù)2010-05-28d.鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)2010-05-28鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)2010-05-28f.錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混泥土支護(hù)2010-05-28（3）金屬網(wǎng)常用的三種形式：a.金屬網(wǎng)板金屬網(wǎng)板使用薄鋼板經(jīng)冷沖壓或者熱沖壓制成。b.焊接金屬網(wǎng)焊接金屬網(wǎng)是由ф6~ф8的鋼筋焊接而成的。c.編制金屬網(wǎng)主要用來(lái)加固圍巖缺陷部分和防止圍巖剝落。2010-05-282010-05-282010-05-28（4）鋼拱架

兩種基本形式：

a.用型鋼做成的鋼拱

b.鋼筋焊接成的格柵拱鋼拱架可以迅速架設(shè)，并能提供足夠的支護(hù)抗力?，F(xiàn)在主要用來(lái)做為早期支護(hù)，但大多數(shù)情況下都是將它灌入混凝土作為永久支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分。2010-05-28鋼支撐支護(hù)2010-05-282010-05-282010-05-28支護(hù)結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)計(jì)算混凝土或噴混凝土結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)計(jì)算(1)混凝土或噴混凝土的支護(hù)設(shè)計(jì)2010-05-285.7.3支護(hù)結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)計(jì)算2010-05-282010-05-28灌漿錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

灌漿錨桿的支護(hù)特性是比較復(fù)雜的，它對(duì)圍巖變形的約束能力是通過(guò)錨桿與膠結(jié)材料之間的剪應(yīng)力來(lái)傳