《鐵路隧道施工與維護(hù)》課件-項目4 山嶺隧道施工

項目4山嶺隧道施工任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.2掌握隧道施工主要施工方法任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知一、隧道施工的“松弛荷載理論”和“巖承理論”隧道及地下洞室工程，其核心問題，是開挖和支護(hù)兩個關(guān)鍵工序。即如何開挖，才能更有利于洞室的穩(wěn)定和便于支護(hù)；若需支護(hù)時，又如何支護(hù)才能更有效地保證洞室穩(wěn)定和便于開挖。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知一種理論是“松弛荷載理論”：20年代提出。核心內(nèi)容：穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力，不產(chǎn)生荷載；不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌，需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支承。這樣，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能塌落的巖體重力。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知另一種理論是“巖承理論”：50年代提出的現(xiàn)代支護(hù)理論。核心內(nèi)容：圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力；不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定是有一個過程的，如果在這個過程中提供必要的幫助或限制，則圍巖仍然能夠進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。表4－1－1是對兩大理論體系的比較說明。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知松弛荷載理論巖承理論認(rèn)識圍巖產(chǎn)生圍巖壓力，支護(hù)結(jié)構(gòu)承受圍巖壓力圍巖不但產(chǎn)生圍巖壓力，而且承受圍巖壓力，還承受大部分的圍巖壓力。力學(xué)原理“荷載—結(jié)構(gòu)”力學(xué)體系“圍巖—支護(hù)”力學(xué)體系支護(hù)臨時支撐和整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)。初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)，二次襯砌采用整體式混凝土襯砌開挖分部開挖，鉆爆法和中小型機(jī)械開挖采用大斷面開挖理論基礎(chǔ)傳統(tǒng)礦山法新奧法任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知二、新奧法新奧法：即奧地利隧道施工新方法(NewAustrianTunnelMethod，簡稱為NATM)，是奧地利學(xué)者臘布希維茲首先提出的。新奧法的施工原則為充分保護(hù)并利用圍巖的承載能力；施工要點為控制爆破、噴錨支護(hù)和施工監(jiān)測；實施方法為設(shè)計、施工和監(jiān)測三位一體的動態(tài)模式。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知光面爆破效果圖任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知噴錨支護(hù)施工技術(shù)人員在蘭新鐵路第二雙線

烏拉泊隧道進(jìn)口處監(jiān)控量測任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知測量隧道洞內(nèi)拱頂下沉任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知記錄隧道監(jiān)控量測應(yīng)力變化任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知三、新奧法的基本概念1、開挖作業(yè)宜采用對圍巖擾動較小的控制爆破和較少的開挖步驟，避免過度破壞巖體的穩(wěn)定。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知2、隧道的開挖應(yīng)盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖的自身支護(hù)作用；任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知3、根據(jù)圍巖級別，采用不同支護(hù)類型和參數(shù)，及時施作密貼于圍巖的柔性支護(hù)，以控制圍巖的變形和松弛；4、在軟弱破碎地段，使斷面及早閉合，從而有效發(fā)揮支護(hù)體系的作用，保證隧道的穩(wěn)定性；任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知5、二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修建，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個整體，從而提高支護(hù)體系的安全度；6、盡量使開挖后的隧道斷面周邊輪廓光滑、圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中；7、在施工中對圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的監(jiān)控量測，以便能夠合理安排施工程序，修正不合理的設(shè)計和施工方法。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知新奧法的概念：根據(jù)彈塑性理論，以巖石力學(xué)為基礎(chǔ)提出支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)參數(shù)，開挖后及時采用柔性支護(hù)，在盡量抑制圍巖變形、積極發(fā)揮圍巖自承能力的同時，依靠現(xiàn)場量測來指導(dǎo)隧道的設(shè)計和施工。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知四、新奧法施工程序新奧法的施工過程主要包括：開挖、初期支護(hù)、構(gòu)筑防水層、二次模筑混凝土襯砌四部分。1、開挖為了充分利用圍巖的自承能力，盡量采用較大斷面進(jìn)行開挖，地質(zhì)條件較差時可采用臺階法開挖或分部環(huán)形開挖。爆破宜采用光面爆破或預(yù)裂爆破。隧道開挖任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知2、初期支護(hù)初期支護(hù)包括下列各個工序：一次噴射混凝土，打錨桿，設(shè)置鋼筋網(wǎng)，必要時架設(shè)鋼支撐，二次噴射混凝土等。噴射混凝土任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知洞內(nèi)的鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知3、構(gòu)筑防水層在初期支護(hù)完成后，臨近二次襯砌前構(gòu)筑防水層。4、二次模筑混凝土襯砌當(dāng)圍巖與初期支護(hù)變形收斂后，用模筑混凝土構(gòu)筑二次襯砌。防水層任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知永和隧道襯砌模板臺車任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知五、新奧法施工基本原則認(rèn)知隧道施工采取的基本原則，可以概括為“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”四句話十二個字。任務(wù)4.1隧道施工理論及新奧法的認(rèn)知復(fù)習(xí)思考題：1、什么是新奧法？新奧法施工包括哪些過程？新奧法施工的原則是什么？任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法工作任務(wù)：

(1)根據(jù)隧道斷面、地質(zhì)情況、圍巖特點確定開挖方法；

(2)掌握各種開挖方法的特點、適用條件及施工注意事項。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道施工就是要在地層中按照設(shè)計要求的尺寸開挖出巖體，進(jìn)行必要的支護(hù)，盡可能保持坑道圍巖的穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的洞室。開挖和支護(hù)，是隧道施工的兩大作業(yè)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道施工方法的選擇，主要取決于隧道的地質(zhì)條件、隧道長度與工期要求，同時應(yīng)結(jié)合機(jī)具設(shè)備情況、材料供應(yīng)情況以及施工技術(shù)水平等因素綜合考慮。隧道施工方法實際上是指隧道開挖成形的方法。按開挖隧道的橫斷面分部情形來分，可分為全斷面法、臺階法、分部開挖法等。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法

1.全斷面開挖法全斷面一次開挖法就是按照隧道設(shè)計輪廓一次爆破成型，然后支護(hù)，再修筑襯砌的施工方法，如圖4.2.1所示。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法1-全斷面開挖；Ⅱ-初期支護(hù)；3-隧道底部開挖(撿底)；Ⅳ-底板(仰拱澆筑)

Ⅴ-拱墻二次襯砌任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（1）施工順序①用鉆孔臺車鉆孔，然后裝藥聯(lián)線；②退出鉆孔臺車，引爆炸藥，開挖出整個隧道的斷面輪廓；③排除危石，安裝拱部錨桿(必要時)和噴射第一層混凝土；④裝渣、運渣；任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法⑤安裝邊墻錨桿(必要時)和噴射第一層混凝土；⑥拱、墻噴射第二層混凝土(必要時)；⑦按上述工序開始下一輪循環(huán)作業(yè)；⑧在圍巖和初期支護(hù)基本穩(wěn)定后，或按施工組織要求的日期施做二次模筑混凝土襯砌及澆筑隧道底部混凝土。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）適用條件①Ⅰ--Ⅳ級整體性好的圍巖。用于Ⅳ級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖后到支護(hù)前這一時間內(nèi)，保持其自身的穩(wěn)定；任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法②有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機(jī)械設(shè)備等大型施工機(jī)械；③隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗一般不應(yīng)小于1km，否則，采用大型機(jī)械化施工經(jīng)濟(jì)性較差。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道機(jī)械化施工有三條主要作業(yè)線，即開挖作業(yè)線、噴錨作業(yè)線、模筑混凝土襯砌作業(yè)線。它們所采用的大型機(jī)械設(shè)備主要有：①開挖作業(yè)線——鉆孔臺車、裝藥臺車、裝載機(jī)配合自卸汽車(無軌運輸時)、裝碴機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車(有軌運輸時)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法鉆孔臺車裝藥臺車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法裝載機(jī)自卸汽車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法裝碴機(jī)任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法梭式礦車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法②噴錨作業(yè)線——混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、噴錨作業(yè)平臺、進(jìn)料運輸設(shè)備及錨桿注漿設(shè)備。③模筑混凝土襯砌作業(yè)線——混凝土拌和工廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺、襯砌鋼模臺車。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法在機(jī)械設(shè)備選型時應(yīng)遵循：生產(chǎn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維修性、環(huán)保性、耐用性、靈活性及配套性等八個原則。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（3）全斷面法施工應(yīng)符合的規(guī)定①全斷面開挖時，應(yīng)控制一次同時起爆的炸藥量，減少爆破振動對圍巖的影響；②長及特長隧道應(yīng)采用大型施工機(jī)械，各種施工機(jī)械應(yīng)合理配套，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的綜合效率；任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法2.臺階法臺階法可分為上、下兩部或上、中、下三部開挖，及由其演變的三臺階七部開挖法、弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法等。兩部臺階法施工工序見圖4.2.2。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法臺階法施工應(yīng)符合下列規(guī)定（1）根據(jù)圍巖條件和施工機(jī)械配備情況合理確定臺階長度、臺階高度及臺階數(shù)量，其各部形狀應(yīng)在有利于保持圍巖穩(wěn)定的前提下盡量便于機(jī)械作業(yè)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道開挖采用三臺階法施工任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）當(dāng)圍巖自穩(wěn)能力較好，隧道開挖跨度不大時，為方便作業(yè)，臺階長度宜控制在10-50m以內(nèi)；圍巖穩(wěn)定性較差時，臺階長度宜控制在3-10m。（3）上部斷面使用鋼架時，可采用擴(kuò)大拱腳和施作鎖腳錨桿(管)等措施，防止拱部下沉變形。上下斷面初期支護(hù)鋼架連接應(yīng)平順，螺栓連接應(yīng)牢固。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（4）圍巖整體性較差時，施工中應(yīng)采取措施減少下部開挖時對上部圍巖和支護(hù)的擾動，下部斷面開挖應(yīng)兩側(cè)交錯進(jìn)行，下部斷而應(yīng)在上部斷面噴混凝土達(dá)到一定強度后開挖。（5）當(dāng)圍巖不穩(wěn)定時進(jìn)尺宜為1-1.5m，落底后應(yīng)立即施作初期支護(hù)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法3.分部開挖法分部開挖法包括中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（1）中隔壁法(CD法)中隔壁法(CD法)是將隧道分為左右兩部分進(jìn)行開挖，先在隧道一側(cè)采用二部或三部分層開挖，施作初期支護(hù)和中隔墻臨時支護(hù)，再分臺階開挖隧道另一側(cè)，并進(jìn)行相應(yīng)的初期支護(hù)的施工方法。施工順序見圖4.2.4。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法中隔壁法施工應(yīng)符合下列規(guī)定:①中隔壁法左右部的臺階高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備確定。每側(cè)按兩部或三部分臺階開挖，開挖后應(yīng)及時施作初期支護(hù)、中隔壁;兩側(cè)先后距離宜保持10-20m，上下斷面的距離宜保持3-5m。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法②各部開挖時，相鄰部位的噴混凝土強度應(yīng)達(dá)設(shè)計強度的70%以上。③先行側(cè)的中隔壁應(yīng)設(shè)置為向外鼓的弧形。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法④中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除。中隔壁一次拆除長度應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果確定，不宜大于15m。臨時支護(hù)拆除后應(yīng)及時施作仰拱和二次襯砌。⑤特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設(shè)防水板時再割斷。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）交叉中隔壁法(CRD)交叉中隔壁法(CRD法)是分部開挖、支護(hù),分部閉合成小環(huán)，最后全斷面閉合成大環(huán)。每開挖一部均需及時施作初期支護(hù)、中隔壁及臨時仰拱。交叉中隔壁法施工工序見圖4.2.5。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法交叉中隔壁法施工應(yīng)符合下列規(guī)定：①根據(jù)地質(zhì)條件，隧道斷面的分部，應(yīng)以初期支護(hù)受力均勻，便于發(fā)揮人力、機(jī)械效率為原則，一般水平方向分兩部、上下分二至三層開挖。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法②先行施工部位的臨時支撐(中隔壁、臨時仰拱)，均應(yīng)有向外(下)鼓的弧度。③各部開挖及支護(hù)應(yīng)自上而下，開挖后及時施作初期支護(hù)、中隔壁、臨時仰拱，步步成環(huán)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法④同一層左右兩部開挖工作面相距不宜大于15m，上下層開挖工作面相距宜保持3-4m，且待噴混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的70％后開挖相鄰部位。⑤宜縮短各部開挖工作面的間距，使初期支護(hù)盡早封閉成環(huán)。⑥根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，中隔壁及臨時仰拱在仰拱澆筑前逐段拆除，每段拆除長度宜不大于15m。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，及時施作導(dǎo)坑四周初期支護(hù)及臨時支護(hù)，然后再根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小，對剩余部分采用二部或三部開挖的方法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序見圖4.2.6。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工應(yīng)符合下列規(guī)定：①雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖時，應(yīng)先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，再開挖中間剩余部分。②側(cè)壁導(dǎo)坑形狀宜近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑寬度宜為整個斷面寬度的1/3。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法③側(cè)壁導(dǎo)坑、中部開挖應(yīng)采用短臺階，臺階長度3-5m，必要時保留核心土。④開挖循環(huán)進(jìn)尺不宜大于初期支護(hù)鋼架間距。⑤拱部與兩側(cè)壁間的鋼拱架應(yīng)定為準(zhǔn)確，連接牢固。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法運用“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”修建國內(nèi)第一大跨雙連拱的公路隧道—最大開挖跨度32.6米的京珠高速公路五龍嶺隧道，1998年10月開工，1999年11月全隧貫通。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法復(fù)習(xí)思考題：1、簡述全斷面開挖法施工的順序。2、全斷面開挖法的適用條件是什么？？3、隧道施工方法按開挖隧道的橫斷面分部情形可分為哪些？各有哪些規(guī)定？任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工工作任務(wù)：（1）能確定隧道各種圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）的施工方法。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工1.超前錨桿及其施作（1）構(gòu)造組成超前錨桿是指沿著開挖輪廓線，以一定的外插角，向開挖面前方鉆孔安裝錨桿，形成對前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。如圖4.3.1所示。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工超前錨桿圖4.3.1超前錨桿預(yù)錨固圍巖任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（2）性能特點及適用條件錨桿超前支護(hù)的柔性較大，整體剛度較小。它主要適用于地下水較少的破碎、開挖面有可能坍塌的隧道中，應(yīng)配合鋼架使用。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（3）超前錨桿施工應(yīng)符合的規(guī)定

①超前錨桿應(yīng)按設(shè)計長度加工，材質(zhì)采用螺紋鋼筋時，應(yīng)將鋼筋頭部加工成扁鏟形或尖錐形。

②超前錨桿宜采用鑿巖機(jī)或鑿巖臺車鉆孔，鉆孔時應(yīng)控制用水量，以防塌孔。鉆孔的位置和外插角應(yīng)符合設(shè)計要求。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工③錨桿砂漿應(yīng)采用足夠全長粘結(jié)的早強水泥砂漿從孔底注入。④錨桿端頭應(yīng)與鋼架焊接牢固。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工2.管棚及其施作（1）構(gòu)造組成管棚是指利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)(圖4.3.2)。采用長度小于10m的鋼管，稱為短管棚；采用長度為10-45m且較粗的鋼管，稱為長管棚。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（2）性能特點及適用條件管棚主要適用于松散破碎的軟弱圍巖、淺埋地段或隧道圍巖變形過大時。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（3）施工工藝流程為：設(shè)置管棚基地—水平鉆孔—壓入鋼管（必須嚴(yán)格向鋼管內(nèi)或管周全土體注漿）—管棚支護(hù)條件下進(jìn)行開挖。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工隧道管棚施工任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工隧道管棚施工任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工隧道管棚施工任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（4）管棚施工應(yīng)符合的規(guī)定①鉆進(jìn)地層易于成孔時，宜采用鉆孔頂入法。地質(zhì)狀況復(fù)雜、不宜成孔時，可采用跟管鉆進(jìn)工藝。②洞口管棚一般采用套拱內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)向管定位，套拱長度宜為2—3m。套拱施工時應(yīng)將導(dǎo)向管牢固、準(zhǔn)確固定在拱架上，再澆筑混凝土。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工④管棚安裝后，管口應(yīng)封堵鋼管與孔壁間空隙，連接壓漿管。⑤管棚注漿前，宜將開挖工作面用噴混凝土封閉。⑥管棚注漿應(yīng)將鋼管及周圍的空隙充填密實。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工3.超前注漿小導(dǎo)管及其施作(1)構(gòu)造組成超前注漿小導(dǎo)管是在開挖前，沿坑道周邊，向前方圍巖鉆孔并安裝帶孔小導(dǎo)管，或直接打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作用。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工

圖4.3.3超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固圍巖b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔15oa)超前小導(dǎo)管布置小導(dǎo)管鋼支撐0.2m3.5~6.0mc)小導(dǎo)管全圖管箍(φ6鋼筋加焊)出漿孔1.5m不鉆孔0.2mφ25~φ35mm有縫鋼管任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（2）性能特點及適用條件

漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。

超前注漿小導(dǎo)管不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于含水的軟弱破碎圍巖。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工（3）小導(dǎo)管布置和安裝①小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射5—10cm厚的混凝土封閉。②小導(dǎo)管一般采用Φ38—50mm的無縫鋼管制作，長度宜為3—5m，前端做成尖錐形。③鉆孔直徑一般與管徑配套，不大于50mm。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工④極破碎圍巖或處理坍方時采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。⑤小導(dǎo)管插入后外露長度一般為30cm，以便連接注漿管，并用塑膠泥將導(dǎo)管周圍空隙封堵密實。任務(wù)4.3圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）施工復(fù)習(xí)思考題：1、隧道施工中常用的預(yù)支護(hù)的措施有哪些？任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)工作任務(wù)：（1）掌握隧道鉆孔爆破施工常用爆破器材的性能及常用爆破網(wǎng)路知識；（2）了解隧道鉆孔爆破設(shè)計工作。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1.爆破原理（1）炸藥爆炸的基本特征炸藥爆炸具有高溫、高壓和高速度的特征。炸藥爆炸對周圍介質(zhì)的破壞，主要靠兩種作用，即動作用和靜作用。動作用是指爆炸產(chǎn)生的沖擊波、應(yīng)力波形成的破壞；靜作用是指爆炸生成氣體產(chǎn)生的流體靜壓或膨脹功形成的破壞和拋擲。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（2）爆破對介質(zhì)的破壞作用1）爆破的內(nèi)部作用當(dāng)藥包在巖體中的埋置深度較大，或藥包的質(zhì)量很小時，炸藥的爆炸作用就達(dá)不到自由面，這種情況下的爆破作用叫做爆破的內(nèi)部作用，相當(dāng)于單個藥包在無限介質(zhì)中的爆破作用。當(dāng)炸藥置于無限均勻介質(zhì)中爆炸時，在巖石中將形成以炸藥為中心的由近及遠(yuǎn)的不同破壞區(qū)域，分別稱為粉碎區(qū)、裂隙區(qū)和震動區(qū)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.1爆破的內(nèi)部作用

R0—藥包半徑；R1—粉碎區(qū)半徑；R2—裂隙區(qū)半徑任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）爆破漏斗當(dāng)單個藥包在巖體中的埋置深度不大時，可以觀察到自由面上出現(xiàn)了巖體開裂、鼓起或拋擲現(xiàn)象。這種情況下的爆破作用叫做爆破的外部作用，其特點是在自由面上形成了一個倒圓錐形爆坑，稱為爆破漏斗。如圖4.4.3所示。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.3爆破漏斗的幾何要素任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)①爆破漏斗的幾何要素

a.自由面自由面是指被爆破的介質(zhì)與空氣接觸的面，又稱為臨空面。

b.最小抵抗線最小抵抗線是指藥包中心距自由面的最短距離。習(xí)慣上用W表示最小抵抗線。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)c.爆破漏斗半徑爆破漏斗半徑是指形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。常用r表示爆破漏斗半徑。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)d.爆破漏斗破裂半徑爆破漏斗破裂半徑簡稱破裂半徑，是指從藥包中心到爆破漏斗底圓圓周上任一點的距離。e.爆破漏斗深度是指爆破漏斗頂點至自由面的最短距離。圖中的H表示爆破漏斗深度。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)f.爆破漏斗可見深度爆破漏斗可見深度是指爆破漏斗中渣堆表面最低點到自由面的最短距離，如圖中P所示。g.爆破漏斗張開角即爆破漏斗的頂角。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②爆破作用指數(shù)

爆破漏斗底圓半徑與最小抵抗線的比值稱為爆破作用指數(shù)，用n表示，爆破作用指數(shù)在工程爆破中是一個極重要的參數(shù)。爆破作用指數(shù)值的變化，直接影響到爆破漏斗的大小、巖石的破碎程度和拋擲效果。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③爆破漏斗的分類

根據(jù)爆破作用指數(shù)值的不同，將爆破漏斗分為以下四種。

A.標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗；B.加強拋擲爆破漏斗；

C.減弱拋擲爆破漏斗；D.松動爆破漏斗。爆破漏斗分類任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（3）柱狀藥包的爆破特點當(dāng)炮孔裝藥長度遠(yuǎn)大于橫斷面的直徑時，形成圓柱狀延長藥包，簡稱為柱狀藥包。它是工程爆破中應(yīng)用最為廣泛的藥包。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2.爆破器材簡介爆破器材主要包括炸藥、起爆器材和傳播材料。（1）工業(yè)炸藥工業(yè)炸藥又稱為民用炸藥，它是以氧化劑和可燃劑為主體，按照氧平衡原理構(gòu)成的爆炸性混合物。工業(yè)炸藥在鐵路、公路建設(shè)及煤礦、冶金、石油、地質(zhì)、水電、建筑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1）工程爆破對工業(yè)炸藥的基本要求

①爆炸性能良好，具有足夠的爆炸威力；

②具有適中的敏感度，既能保證順利方便地起爆，又能保證制造、運輸、加工和使用時的安全；任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

③接近于零氧平衡，爆炸后有毒氣體生成量少；

④物理化學(xué)性能較穩(wěn)定，保證在一定的貯存期內(nèi)不變質(zhì)失效；

⑤原料來源豐富，制造加工簡單，成本低。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）工業(yè)炸藥分類工業(yè)炸藥按照其物理狀態(tài)、組分特性、主要化學(xué)成分或使用范圍等有多種分類方法。其中按使用范圍可分為煤礦許用炸藥、巖石炸藥和露天炸藥。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)①煤礦許用炸藥。這類炸藥對爆炸能量、爆溫、爆炸火焰長度、爆炸產(chǎn)物中有害氣體及灼熱固體顆粒等都有嚴(yán)格的限制，適用于有瓦斯和(或)煤塵爆炸危險的環(huán)境。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②巖石炸藥。這類炸藥對爆炸后所產(chǎn)生的有毒氣體有嚴(yán)格的限制，適用于無瓦斯和(或)煤塵爆炸危險的環(huán)境。③露天炸藥。這類炸藥不考慮對瓦斯、煤塵引爆的危險，對爆炸后產(chǎn)生的有毒氣體也沒有嚴(yán)格的限制，適用于露天爆破工程。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

3）炸藥的特性①炸藥的敏感度炸藥對外能作用起爆的難易程度就稱為該炸藥的敏感度，簡稱為感度。某種炸藥起爆時所需的外能小，則這種炸藥的感度高；反之，某炸藥起爆所需的外能大，則這種炸藥的感度低。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●熱感度。亦稱爆發(fā)點，即指炸藥爆炸的最低溫度，它表示炸藥對熱的敏感度。爆發(fā)點低，則表示炸藥易受熱起爆?！窕鹧娓卸?。表示炸藥對火焰（明火星）的敏感度。有些炸藥雖然對溫度的作用反應(yīng)遲鈍，但對火焰卻非常敏感。如黑火藥一接觸火就很容易燃燒或引起爆炸。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●機(jī)械感度。指炸藥對機(jī)械能（撞擊、摩擦）作用的敏感度?！癖Z感度。指炸藥對爆炸能的敏感度。不同的炸藥所需的起爆能是不同的。但是同一種炸藥，裝藥密度的大小不同也會使起爆敏感度發(fā)生變化。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

②爆速

爆轟波在炸藥藥柱中的傳播速度稱為爆轟速度，簡稱爆速，通常單位用m/s或km/s表示。

爆速是衡量炸藥性能的重要指標(biāo)之一。在理想的情況下，一種炸藥的爆速應(yīng)當(dāng)是一個常量，實際情況則不然，炸藥的爆速總是低于理想的爆速，其主要影響因素有：任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●藥柱直徑與約束條件。實踐表明在藥柱直徑較小的情況下，增強藥柱的約束條件可以顯著提高炸藥的爆速，減小其臨界直徑值。工程爆破采用柱狀裝藥時，常用藥卷的“臨界直徑”來表示炸藥的爆炸穩(wěn)定性。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●炸藥密度。概括的說，當(dāng)炸藥組分配比和工藝條件控制一定時，炸藥的爆速隨著密度的增加而增大。表4-4-1列舉了乳化炸藥爆速與密度的關(guān)系。就工業(yè)炸藥而言，當(dāng)藥柱直徑一定時，存在有使爆速達(dá)到最大值的密度值，即最佳密度。再繼續(xù)增大密度，就會導(dǎo)致爆速下降。當(dāng)爆速下降至臨界爆速，爆轟波就不再穩(wěn)定傳播，最終導(dǎo)致熄爆。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●炸藥粒度。一般來說，減小炸藥粒度能夠縮短炸藥的反應(yīng)時間，從而提高炸藥的爆速。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③爆力炸藥爆炸對周圍介質(zhì)的做功能力稱為爆力。炸藥的爆力愈大，破壞巖石的能量就愈多。爆力的大小取決于炸藥的爆熱、爆溫和爆炸生成氣體的體積。炸藥的爆熱、爆溫愈高，生成的氣體體積就愈大，則爆力就越大。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)④猛度炸藥爆炸后對與之接觸的固體介質(zhì)局部破碎的能力稱為猛度。猛度的大小主要取決于爆速，爆速愈高，猛度愈大，巖石的破壞程度越大。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)⑤炸藥爆炸的穩(wěn)定性

爆炸穩(wěn)定性是指炸藥經(jīng)起爆后，能否連續(xù)、完全爆炸的能力。它主要受炸藥的化學(xué)性質(zhì)、爆轟感度以及裝藥密度、藥包大小(或藥卷直徑)、起爆能力等因素的影響。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)臨界直徑“臨界直徑”是在柱狀裝藥時被動藥卷能發(fā)生殉爆的最小直徑。最佳密度炸藥爆炸穩(wěn)定，且爆速最大時的裝藥密度稱為“最佳密度”。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)溝槽效應(yīng)工程爆破中，常采用鉆孔柱狀藥卷裝藥，若藥卷直徑較鉆孔直徑小，則在藥卷與孔壁之間有一個徑向空氣間隙。藥卷起爆后，爆轟波使間隙中的空氣產(chǎn)生強烈的空氣沖擊波，這股空氣沖擊波速度比爆轟波速度更高，它在爆轟波未達(dá)到之前，即將未爆炸的炸藥壓縮，當(dāng)炸藥被壓縮到臨界密度以上時，會導(dǎo)致爆速下降，甚至拒爆，這種現(xiàn)象稱為溝槽效應(yīng)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)⑥殉爆距離一個藥包爆炸(主動藥包)后，能引起與它不相接觸的鄰近藥包爆炸(被動藥包)，這種現(xiàn)象稱為被動藥包的“殉爆”。當(dāng)主動、被動藥包采用同性質(zhì)炸藥的等直徑藥卷時，則用被動藥包能發(fā)生殉爆的最大距離來表示被動藥包的殉爆能力，稱為“殉爆距離”。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)⑦炸藥的氧平衡在炸藥爆炸的化學(xué)反應(yīng)中，炸藥中所含的氧剛能夠?qū)⒖扇荚赝耆趸?，稱為零氧平衡。如有多余的氧，則稱為正氧平衡。如氧含量不足，則稱為負(fù)氧平衡。零氧平衡的炸藥在爆炸效果(爆炸生成熱量最高)和安全方面(不產(chǎn)生有毒氣體)都是較好的。故在配制炸藥時，盡量接近零氧平衡，或具有微量的正氧平衡。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)復(fù)習(xí)思考題：1、什么是自由面、最小抵抗線、爆破漏斗半徑？2、工程爆破對工業(yè)炸藥有哪些基本要求？任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1、什么是自由面、最小抵抗線、爆破漏斗半徑？自由面是指被爆破的介質(zhì)與空氣接觸的面，又稱為臨空面。最小抵抗線是指藥包中心距自由面的最短距離。爆破漏斗半徑是指形成倒錐形爆破漏斗的底圓半徑。2、工程爆破對工業(yè)炸藥有哪些基本要求？

(1)爆炸性能良好，具有足夠的爆炸威力；

(2)具有適中的敏感度，既能保證順利方便地起爆，又能保證制造、運輸、加工和使用時的安全；

(3)接近于零氧平衡，爆炸后有毒氣體生成量少；

(4)物理化學(xué)性能較穩(wěn)定，保證在一定的貯存期內(nèi)不變質(zhì)失效；

(5)原料來源豐富，制造加工簡單，成本低。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)(2)隧道爆破常用炸藥簡介

1）乳化炸藥乳膠炸藥是通過乳化劑的作用，使氧化劑水溶液（硝酸銨和硝酸鈉的過飽和水溶液）的微滴均勻分散在含有空氣泡或空氣微球等多孔物質(zhì)的油相連續(xù)介質(zhì)中而形成的一種油包水型的乳膠狀炸藥。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)乳化炸藥具有爆炸性能好、抗水性能強、安全性能好、環(huán)境污染小、原料來源廣和生產(chǎn)成本低、爆破效率比漿狀及水膠炸藥更高等優(yōu)點。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)目前我國已有巖石型、露天型和煤礦許用型三大類多個品種、規(guī)格的乳化炸藥，分別滿足不同爆破作用的需要。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）水膠炸藥水膠炸藥是以硝酸甲胺為主要敏化劑，加入氧化劑、密度調(diào)節(jié)劑等材料，經(jīng)溶解、混合后，懸浮于有膠凝劑的水乳液中，再經(jīng)化學(xué)交聯(lián)而制成的一種凝膠狀的工業(yè)炸藥。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

3）硝化甘油炸藥又稱為膠質(zhì)炸藥，是一種高密度炸藥，它的主要成分是硝化甘油。硝化甘油炸藥抗水性強、密度高、爆炸威力大，因此適用于有水或堅硬巖石的爆破。但它對撞擊摩擦的敏感度高，安全性差，價格昂貴，保存期不能過長，容易老化而導(dǎo)致性能降低，甚至失去爆炸性能。一般只在水下爆破使用。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（3）起爆器材及起爆方法起爆方法根據(jù)所用器材不同可分為：電雷管起爆法、導(dǎo)爆索起爆法、導(dǎo)爆管起爆法以及混合起爆法。常用的起爆器材有：電雷管、導(dǎo)爆索、塑料導(dǎo)爆管等。不同的爆破方法所用的起爆器材也不同。電雷管起爆法采用電引火裝置點燃雷管，故也稱為電力起爆法。與電力起爆法相對應(yīng)的導(dǎo)爆管起爆法和導(dǎo)爆索起爆法又統(tǒng)稱為非電起爆法。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)電雷管任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)電子雷管任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1）電力起爆法電力起爆法就是利用電能引爆電雷管進(jìn)而直接或通過其他起爆方法起爆工業(yè)炸藥的起爆方法。構(gòu)成電力起爆法的器材有電雷管、導(dǎo)線、起爆電源和測量儀表。電力起爆法的最大特點是起爆前可以用儀表檢查電雷管和對網(wǎng)路進(jìn)行測試，檢查網(wǎng)路的施工質(zhì)量，從而保證網(wǎng)路的準(zhǔn)確性和可靠性。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)電雷管是在火雷管中加設(shè)電發(fā)火裝置而形成的。電雷管分即發(fā)電雷管和遲發(fā)電雷管兩種。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)延期電雷管任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）導(dǎo)爆管起爆法導(dǎo)爆管起爆是一種非電起爆系統(tǒng)，是70年代出現(xiàn)的一種新的起爆方法。我國于1978年研制成功并應(yīng)用于生產(chǎn)。該法具有抗雜電、操作簡單、使用安全可靠、成本較低等優(yōu)點，目前應(yīng)用非常廣泛。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)塑料導(dǎo)爆管任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)①塑料導(dǎo)爆管塑料導(dǎo)爆管是用來傳遞微弱爆轟波給非電雷管，使之爆炸的傳爆材料，因其是由瑞典科學(xué)家諾內(nèi)爾（Nonel）首創(chuàng)的一種新型傳爆材料，故又稱為諾內(nèi)爾管。塑料導(dǎo)爆管的構(gòu)造如圖所示。塑料導(dǎo)爆管是內(nèi)壁涂有混合炸藥粉末的空心塑料軟管。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)的組成塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)包括擊發(fā)元件、傳爆元件、起爆元件、連接元件等，如圖4.4.8所示。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1-傳爆元件(導(dǎo)爆管)；2-連接元件(內(nèi)有傳爆雷管)；3-起爆元件(多用非電毫秒延期雷管)；4-擊發(fā)元件(多用起爆雷管，擊發(fā)槍和火帽，擊發(fā)筆)。圖4.4.8塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③導(dǎo)爆管雷管及連接網(wǎng)路塑料導(dǎo)爆管所傳遞的微弱爆轟不能直接引爆工業(yè)炸藥，應(yīng)與雷管組成導(dǎo)爆管雷管來使用。國產(chǎn)導(dǎo)爆管雷管的延期時間也分為毫秒、半秒、秒延期三個系列。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（4）裝藥結(jié)構(gòu)及其對爆破效果的影響炸藥在被爆介質(zhì)內(nèi)的安置方式稱為裝藥結(jié)構(gòu)。1）根據(jù)炮孔內(nèi)藥卷與炮孔、藥卷與藥卷之間的關(guān)系，炮孔爆破法中的裝藥結(jié)構(gòu)可以分為以下幾種：按藥卷與炮孔在徑向的關(guān)系分為①耦合裝藥。藥卷與炮孔在徑向無間隙（圖4.4-15(a)），如散裝藥。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②不耦合裝藥。藥卷與炮孔在徑向有間隙，間隙內(nèi)可以是空氣或其他緩沖材料（圖4.4.15(b)），如水、砂等。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）按藥卷與藥卷在炮孔軸向的關(guān)系分為①連續(xù)裝藥。藥卷與藥卷在炮孔軸向緊密接觸。1-導(dǎo)爆管；2-起爆藥；3-雷管；4-底藥。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)這種裝藥方式就是把藥卷一個緊接一個地裝入炮眼，直至把該炮眼需用藥量裝完。如藥柱過長，炮眼中的炸藥起爆后，爆速會逐漸衰減，甚至?xí)袛啾Z，可在藥柱中部加用一小段導(dǎo)爆索。隧道一般均采用此種裝藥方式。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

連續(xù)裝藥的起爆藥卷放置位置，應(yīng)保證最大限度地利用炸藥能，一般采用反向起爆法，即將起爆藥卷裝在炮眼底部第2個藥卷位置，這樣既可保證不破壞眼底巖石，又因雷管集中穴朝外，爆轟波由里向外，可取得較好效果。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②間隔裝藥。藥卷(或藥卷組)之間在炮孔軸向存在一定長度的空隙，空隙內(nèi)可以是空氣、炮泥、木墊或其他材料（圖4.4.15(d)）。1--底藥；2--起爆藥；3—木棍；4--藥卷；5--電雷管腳線或?qū)П?。任?wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)間隔裝藥是在炮眼底部先裝一個起爆藥卷，然后間隔一定距離裝半個藥卷，再隔一定距離再裝半個藥卷……直到預(yù)計藥量裝填完畢。其裝藥形式如圖所示。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)3.隧道爆破設(shè)計隧道爆破的原則是：先做出設(shè)計，在掌子面上布置炮孔，而后根據(jù)設(shè)計的炮孔深度及方向鉆孔，然后根據(jù)設(shè)計裝藥量及起爆順序?qū)⒄ㄋ幖安煌蝿e的雷管裝入炮孔，待做好安全防護(hù)工作后連接導(dǎo)爆網(wǎng)路線并起爆。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（1）隧道掘進(jìn)對爆破的要求

①開挖出的斷面符合設(shè)計要求，周邊平整，最大限度地降低對圍巖的破壞。

②炮孔利用率要高，以提高隧道掘進(jìn)的循環(huán)進(jìn)尺。

③爆落的巖石塊度要均勻，爆堆集中，以提高裝巖效率。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（2）炮孔的種類和作用隧道爆破工作面上的炮孔，按其位置和作用的不同分為：掏槽孔、輔助孔和周邊孔。周邊可又可分為頂孔、幫孔和底孔。各類炮孔布置如圖4.4.16所示。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)復(fù)習(xí)思考題：1、什么是炸藥的敏感度？2、隧道內(nèi)常用的炸藥有哪些？3、起爆方法根據(jù)所用器材的不同可分為哪些？4、裝藥結(jié)構(gòu)按藥卷與藥卷在炮孔軸向的關(guān)系可分為哪些？任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（3）掏槽形式和參數(shù)根據(jù)掏槽孔與工作面的相對關(guān)系以及掏槽孔在被爆巖體中的排列形式，可將掏槽孔分為三種：斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)1）斜孔掏槽斜孔掏槽是指掏槽孔方向與工作面按一定角度斜交的炮孔排列形式。通常分為單向掏槽、楔形掏槽和錐形掏槽幾種形式。隧道爆破中常采用的是垂直楔形掏槽和錐形掏槽。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

①單向掏槽任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②楔形掏槽楔形掏槽由數(shù)對(一般為2-4對)對稱相向傾斜的炮孔組成。爆破后形成楔形槽子。楔形掏槽爆力比較集中，爆破效果較好，掏出的槽口體積較大，可以適應(yīng)各種不同堅固程度的巖層。楔形掏槽根據(jù)巖層層理不同，可分成水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽兩類。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.18垂直楔形掏槽炮孔布置示意圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③錐形掏槽由數(shù)個共同向中心傾斜的炮孔組成。爆破后槽子呈角錐形。炮孔布置形式有三角錐形、四角錐形(四門斗)、五角錐形等，如圖4-4-18所示。有關(guān)參數(shù)見表4.4.6。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4-4-18錐形掏槽示意圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)斜孔掏槽具有操作簡單、運用靈活，能按巖層的實際情況選擇掏槽方式和掏槽角度，易把巖石拋出，掏槽孔的數(shù)量少且炸藥消耗量低等優(yōu)點。其缺點是炮孔深度易受到開挖斷面尺寸的限制，不易提高循環(huán)進(jìn)尺，不便于多臺鑿巖機(jī)同時作業(yè)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）直孔掏槽直孔掏槽由若干個垂直于開挖面的炮孔所組成，掏槽深度不受圍巖軟硬和開挖斷面大小限制，可以實現(xiàn)多臺鉆機(jī)同時作業(yè)、深孔爆破和鉆孔機(jī)械化，從而為提高掘進(jìn)速度提供了有利條件。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)由于直孔掏槽鑿巖作業(yè)較方便，不需隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽形式，僅需改變炮孔深度，且石渣的拋擲距離也可縮短，受到現(xiàn)場歡迎。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

①直孔掏槽形式直孔掏槽形式很多，目前常用的形式有：●柱狀掏槽(圖4.4.20)。它是充分利用大直徑空孔作為臨空孔和巖石破碎后的膨脹空間，使爆破后能形成柱狀槽口的掏槽爆破。作為臨空孔的空孔數(shù)目，視炮孔深度而定。一般當(dāng)孔深小于3.0m時，采用1個；當(dāng)孔深為3.0-3.5m時，采用雙臨空孔；當(dāng)孔深為3.5-5.15m時，采用3個。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.20柱形掏槽任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●螺旋形掏槽。螺旋形槽由柱狀掏槽發(fā)展而來，其特點是中心孔為空孔，鄰近空孔的各裝藥孔至空孔之間的距離逐漸加大，其連線呈螺旋形狀，如圖4.4.21所示。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.21螺旋形掏槽炮孔布置示意圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②直孔掏槽的特點●適用于硬巖或中硬巖層?！裉筒凵疃炔皇荛_挖斷面大小的限制，適宜采用中深孔爆破。●鑿巖作業(yè)較方便，各臺鑿巖機(jī)間相互干擾小，便于多臺鑿巖機(jī)同時作業(yè)，提高鉆孔效率和掘進(jìn)深度。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●容易控制孔底深度，使孔底落在同一平面上，炮孔利用率高?！癖茣r石渣的拋擲距離較短，不易打壞支護(hù)及機(jī)具設(shè)備等?！裉筒叟诳讛?shù)目較多，耗藥量較大?！駥拙?、裝藥等有嚴(yán)格要求，如設(shè)計或施工不當(dāng)，易造成槽腔內(nèi)巖石拋不出來或部分拋不出來的現(xiàn)象。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③影響直孔掏槽效果的因素●孔距?？湛着c裝藥孔之間的距離對掏槽效果影響較大，孔距過大就會造成掏槽失敗或效果降低，孔距過小不僅會使鉆孔困難，還容易發(fā)生槽內(nèi)巖石被擠實的現(xiàn)象。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●空孔數(shù)目。空孔不僅起著輔助自由面的作用，而且還起著為槽內(nèi)巖石破碎提供膨脹補償空間的作用。所以，增加空孔數(shù)目能獲得良好的掏槽爆破效果。一般是炮孔越深，空孔數(shù)越多。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●裝藥。與其他掏槽方式相比，直孔掏槽的裝藥量最大，裝藥長度占全孔長的70%-90%。如果裝藥長度不夠，易發(fā)生“掛門簾”和“留門檻”現(xiàn)象。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●輔助拋擲。當(dāng)孔深大于2.0m時，容易產(chǎn)生槽腔內(nèi)巖石部分拋擲不出來的現(xiàn)象，因此，可采取輔助拋擲措施。其方法一般是將空孔加深100-200mm，并在孔底放1-2卷炸藥，待掏槽孔全部起爆后接著起爆。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)●鉆孔質(zhì)量。鉆孔質(zhì)量直接影響著掏槽效果。炮孔偏斜過大，會造成兩孔鉆穿或孔底距離過大，從而降低槽內(nèi)巖石拋出率或使炮孔間的巖石不能有效崩落。因此，必須嚴(yán)格按設(shè)計施工，提高鉆孔精度。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)3）混合掏槽混合掏槽是指兩種或兩種以上掏槽方式的組合掏槽。①混合掏槽的布置形式根據(jù)組成混合掏槽的各掏槽方式的不同，其布置形式較多。常用的混合掏槽布置形式有柱狀與錐形混合掏槽和復(fù)式楔形掏槽兩種形式。圖4-4-21為這兩種混合掏槽方式的示意圖。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.22混合掏槽任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②混合掏槽的特點●一般在巖石特別堅硬或隧道開挖斷面較大時使用?！窬哂刑筒凵疃却?、掏槽效果好的優(yōu)點?！衲芴岣咛筒劭着诳桌寐??！窕旌咸筒叟c單一的斜孔掏槽和直孔掏槽相比，其布置和施工都較為復(fù)雜。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（4）隧道爆破的參數(shù)設(shè)計

1）炮孔直徑炮孔直徑的大小直接影響鉆孔速度、工作面的炮孔數(shù)目、單位耗藥量、爆落巖石的塊度和隧道輪廓的平整性。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)加大炮孔直徑以提高裝藥量可使炸藥能量相對集中。爆炸效果得以改善，但炮孔直徑增大將導(dǎo)致鉆孔速度明顯下降，并影響巖石破碎質(zhì)量、洞壁平整程度和圍巖的穩(wěn)定性。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

因此，必須根據(jù)巖性、鑿巖設(shè)備和工具、炸藥性能等進(jìn)行綜合分析，合理選用炮孔直徑。隧道所選用的炮孔直徑一般在32-50mm之間，藥卷與孔壁之間的間隙一般為炮孔直徑的10%-15%。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

2）炮孔數(shù)目炮孔數(shù)目主要與開挖斷面、炮孔直徑、巖石性質(zhì)和炸藥性能有關(guān)。炮孔數(shù)目過少將造成爆破石塊中大塊增多，隧道壁面不平整，甚至?xí)霈F(xiàn)炸不開的情況；相反，炮孔數(shù)目過多將使鉆孔工作量增大。

任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)因此，炮孔數(shù)目確定的基本原則是在保證爆破效果的前提下，盡可能地減少炮孔數(shù)目。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)炮眼數(shù)目計算：式中：

N--導(dǎo)坑炮眼數(shù)量；

α--炮眼裝填系數(shù)(見表4.4.6)；

γ--炸藥每ｍ長度的質(zhì)量（kg/ｍ）；

q--單位炸藥消耗量（kg/ｍ3）；

S--導(dǎo)坑開挖面積（ｍ2）。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)3）炮孔深度的確定炮孔深度是指孔底至工作面的垂直距離。合理的炮孔深度有助于提高掘進(jìn)速度和炮孔利用率。可采用以下方法確定炮孔深度。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

炮孔利用率是指每次爆破炮孔長度被利用部分占炮孔長度的百分率，其值可用下式計算：式中L--炮孔長度（ｍ）；

l--炮孔未爆炸部分的長度（ｍ）任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)①按每掘進(jìn)循環(huán)的計劃進(jìn)尺數(shù)來確定式中L--炮孔深度，m；

l--每掘進(jìn)循環(huán)的計劃進(jìn)尺數(shù)，m；

--炮孔利用率，一般要求不低于0.85。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②按每一掘進(jìn)循環(huán)中鉆眼所占的時間決定：

m-鉆機(jī)數(shù)量；v-鉆眼速度（m/h）；

t-每一掘進(jìn)循環(huán)中鉆眼所占的時間（h）；

N-炮眼數(shù)目。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)4）裝藥量的計算裝藥量是影響爆破效果的重要因素。藥量不足，則炮孔利用率低或產(chǎn)生大塊，甚至?xí)霈F(xiàn)炸不開的現(xiàn)象；藥量過大，則會破壞圍巖穩(wěn)定，產(chǎn)生飛石，崩壞支架和機(jī)械設(shè)備等，且拋渣分散，降低裝渣機(jī)裝巖效率。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)合理的藥量應(yīng)根據(jù)所使用的炸藥性能和質(zhì)量、地質(zhì)條件、開挖斷面尺寸、自由面數(shù)目、炮孔直徑和深度及爆破的質(zhì)量要求等綜合確定。目前采用的方法是，先用裝藥量體積公式計算出一個循環(huán)的總裝藥量，然后再按各種不同類型的炮孔進(jìn)行分配，經(jīng)爆破實踐檢驗和修正，直到取得良好的爆破效果為止。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)式中V--導(dǎo)坑每一循環(huán)爆破的巖石體積(ｍ3)；

q--爆破每立方巖石所需要的炸藥量(kg/ｍ3)。根據(jù)計算的裝藥量(Q)，將它分配到導(dǎo)坑的各炮眼中。掏槽眼及底眼的裝藥量最多，輔助眼次之，幫眼及頂眼最少。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（5）炮孔的布置炮孔一般按下述原則布置:①先布置掏槽孔，其次是周邊孔，最后是輔助孔。掏槽孔一般應(yīng)布置在開挖面中央偏下部位。為爆出平整的開挖面，除掏槽孔和底部炮孔外，所有炮孔孔底應(yīng)落在同一平面上。通常掏槽孔與底部炮孔深度相同，比其他炮孔深15-20cm。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②周邊孔應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計位置布置。斷面拐角處應(yīng)布置炮孔。為滿足機(jī)械鉆孔需要和減少超欠挖，周邊孔設(shè)計位置應(yīng)考慮3%-5%的外插斜率，并應(yīng)使前后兩排炮孔的銜接臺階高度(即鋸齒形的齒高)最小。此高度一般要求為10cm，最大不應(yīng)超過15cm。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③輔助孔的布置主要是解決炮孔間距和最小抵抗線的問題，這可以由施工經(jīng)驗決定。一般抵抗線W約為炮孔間距的60%-80%，并在整個斷面上均勻排列。④當(dāng)炮孔的深度超過2.5m時，靠近周邊孔的內(nèi)圈輔助孔應(yīng)與周邊孔有相同的傾角。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)⑤當(dāng)巖層層理明顯時，炮孔方向應(yīng)盡量垂直于層理面。如節(jié)理發(fā)育，炮孔應(yīng)盡量避開節(jié)理，以防卡鉆和影響爆破效果。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)隧道開挖面的炮孔，在遵守上述原則的基礎(chǔ)上，可以有以下幾種布置方式：①直線形布孔。將炮孔按垂直方向或水平方向圍繞掏槽開口呈直線形逐層排列，這種布孔方式，形式簡單且易掌握，同排炮孔的最小抵抗線一致，間距一致，前排孔為后排孔創(chuàng)造臨空面，爆破效果較好。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②多邊形布孔。這種布孔是圍繞著掏槽部位由里向外將炮孔逐層布置成正方形、長方形、多邊形等。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)③弧形布孔。順著拱部輪廓線逐圈布置炮孔，此外，還可將開挖面上部布置成弧形，下部布置成直線形，以構(gòu)成混合型布置。④圓形布孔。當(dāng)開挖面為圓形時，炮孔圍繞斷面中心逐層布置成圓形。這種布孔方式，多用在圓形隧道、泄水洞以及圓形豎井的開挖中。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)圖4.4.23隧道炮孔布置圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)4.隧道周邊孔的控制爆破在隧道爆破施工中，首要的要求是開挖輪廓的尺寸準(zhǔn)確，對圍巖擾動小。所以，周邊孔的爆破效果反映了整個隧道爆破的成洞質(zhì)量。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)實踐表明，采用普通爆破方法不僅對圍巖擾動大，而且難以爆出理想的開挖輪廓，故目前采用控制爆破技術(shù)進(jìn)行爆破。隧道控制爆破主要是指隧道的光面爆破和預(yù)裂爆破。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（1）隧道光面爆破1）隧道光面爆破標(biāo)準(zhǔn)及特點光面爆破是為使爆破形成平整的開挖面，減小超挖，由開挖面中部向外側(cè)依次順序起爆的起爆方法。隧道光面爆破后的圍巖斷面輪廓整體、可以最大限度地減少爆破對圍巖的擾動和破壞，盡可能地保持原巖的完整性和穩(wěn)定性。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)光面爆破效果圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)光面爆破的標(biāo)準(zhǔn)為：開挖輪廓成形規(guī)則，巖面平整；硬巖圍巖壁上保存有80%以上的半面炮孔痕跡，中硬巖圍巖壁上保存有60%以上的半面炮孔痕跡，無明顯的爆破裂縫；超欠挖尺寸符合規(guī)定要求，圍巖面上無危石。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)隧道光面爆破具有如下幾方面的特點：①對圍巖的擾動小，可提高圍巖的自身承載能力。②能有效減少應(yīng)力集中現(xiàn)象，減少落石和塌方的發(fā)生，提高施工安全度。③減少了超挖和回填量，若與錨噴支護(hù)相結(jié)合，能節(jié)省大量混凝土，降低工程造價，加快施工速度。④可降低爆破震動有害效應(yīng)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)2）光面爆破技術(shù)措施為了獲得良好的光面爆破效果，可采取以下技術(shù)措施：①采用小直徑藥卷或?qū)Ｓ玫牡捅?、低密度、低威力炸藥。任?wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)②采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。光面爆破的不耦合系數(shù)最好大于2，但藥卷直徑不應(yīng)小于該炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆。當(dāng)采用間隔裝藥時，相鄰炮孔所用的藥卷位置應(yīng)錯開，以充分利用炸藥效能。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

③嚴(yán)格掌握與周邊孔相鄰的內(nèi)圈炮孔的爆破效果，為周邊孔爆破創(chuàng)造臨空面。周邊孔應(yīng)做到同時起爆。④嚴(yán)格控制裝藥集中度，必要時可采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)。⑤確保鉆孔精度。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（2）隧道預(yù)裂爆破預(yù)裂爆破是由于首先起爆周邊孔，在其他炮孔未起爆之前先沿著開挖輪廓線爆破出一條用以反射爆破地震應(yīng)力波的裂縫的爆破施工技術(shù)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)預(yù)裂爆破效果圖任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)預(yù)裂爆破的目的與光面爆破相同，只是在炮孔的爆破順序上不同。光面爆破是先引爆掏槽孔，再引爆輔助孔，最后引爆周邊孔。而預(yù)裂爆破則是首先引爆周邊孔，使沿周邊孔的連心線炸出一條平順的預(yù)裂縫。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)由于這個預(yù)裂縫的存在，對后爆的掏槽孔、輔助孔的爆轟波能起反射和緩沖作用，可以減輕爆轟波對圍巖的破壞影響，保持巖體的完整性，使爆破后的開挖面整齊規(guī)則。合格的預(yù)裂面應(yīng)當(dāng)滿足如下要求：不平整度不超過15cm，半孔率80%~90%，預(yù)裂面巖面完整且無明顯爆破裂隙。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)由于成洞過程和破巖條件不同，在減輕對圍巖的擾動程度上，預(yù)裂爆破較光面爆破的效果更好一些。所以，預(yù)裂爆破很適用穩(wěn)定性較差而又要求控制開挖輪廓的軟弱圍巖，但預(yù)裂爆破的周邊孔距和最小抵抗線都要比光面爆破小，相應(yīng)地要增加炮孔數(shù)量，鉆孔工作量也相應(yīng)增大。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)5.鉆爆施工鉆爆施工是把鉆爆設(shè)計付諸實施的重要環(huán)節(jié)，包括鉆孔、裝藥、堵塞和爆破后可能出現(xiàn)的問題處理等。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（1）鉆孔在隧道開挖爆破過程中，廣泛采用的鉆孔設(shè)備為鑿巖機(jī)和鉆孔臺車。為保證達(dá)到良好的爆破效果，施鉆前應(yīng)由專門人員根據(jù)設(shè)計布孔圖現(xiàn)場布設(shè)，必須標(biāo)出掏槽孔和周邊孔的位置，嚴(yán)格按照炮孔的設(shè)計位置、深度、角度和孔徑進(jìn)行鉆孔。如出現(xiàn)偏差，由現(xiàn)場施工技術(shù)人員確定其取舍，必要時應(yīng)廢棄重鉆。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（2）裝藥在炸藥裝入炮孔前，應(yīng)將炮孔內(nèi)的殘渣、積水排除干凈，并仔細(xì)檢查炮孔的位置、深度、角度是否滿足設(shè)計要求。裝藥時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計的炸藥量進(jìn)行裝填。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)（3）填塞及起爆填塞是保證爆破成功的重要環(huán)節(jié)之一，必須保證足夠的填塞長度和填塞質(zhì)量，禁止無填塞爆破。隧道內(nèi)所用的炮孔堵塞材料一般為砂子和黏土混合物，其比例大致為砂子50%~40%，黏土50%~60%，填塞長度視炮孔直徑而定。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)

（4）起爆順序及時差除預(yù)裂爆破的周邊孔是最先起爆外，在一個開挖斷面上，起爆順序是由內(nèi)向外逐層起爆。這個起爆順序可以利用延期雷管的不同延期時間(段別)來實現(xiàn)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)(5)盲炮的預(yù)防和處理放炮時，炮孔內(nèi)預(yù)期發(fā)生爆炸的炸藥因故未發(fā)生爆炸的現(xiàn)象稱為盲炮，俗稱瞎炮。炸藥、雷管或其他火工品不能被引爆的現(xiàn)象稱為拒爆。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)(6)超欠挖問題隧道的允許超欠挖值應(yīng)符合表4.4.11的規(guī)定。隧道不應(yīng)欠挖，當(dāng)圍巖完整、石質(zhì)堅硬時，允許圍巖個別突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入襯砌。對整體式襯砌，侵入值應(yīng)小于1/3，并小于10cm；對噴錨襯砌不應(yīng)大于5cm；拱腳和拱腳以上1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁欠挖。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)(7)隧道爆破質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)爆破時，圍巖的破壞范圍過大，將威脅到施工安全；石渣塊度過大，將會影響裝運速度；孔底不平，炮孔利用率不高，會影響掘進(jìn)速度；光爆效果不好，超挖過大，則是造成經(jīng)濟(jì)效益不好的直接原因。根據(jù)長期總結(jié)的經(jīng)驗，并考慮到隧道施工的現(xiàn)狀，一般采用表4.4.12所示的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)6.隧道爆破設(shè)計實例（作業(yè)）（1）爆破參數(shù)設(shè)計1）計算炮孔數(shù)目；2）每循環(huán)炮孔深度的確定；3）炮孔直徑的選擇；任務(wù)4.4鉆孔爆破施工技術(shù)4）炮孔間距和排距；5）裝藥量；（2）炮孔布置；（3）炮孔網(wǎng)路及起爆任務(wù)4.5裝渣運輸工作任務(wù)：（1）了解隧道裝渣運輸常用機(jī)械設(shè)備的特點；（2）能夠根據(jù)具體情況，選擇隧道裝渣運輸機(jī)具，合理組織施工。任務(wù)4.5裝渣運輸

坑道開挖后，要把開挖的石渣運出洞外，還要把支護(hù)材料運進(jìn)洞內(nèi)，這種作業(yè)叫裝渣運輸。裝渣運輸作業(yè)按其采用的裝渣運輸機(jī)具和設(shè)備的不同可分為三類。第一類是有軌裝渣－有軌運輸。第二類是無軌裝渣－無軌運輸。第三類是無軌裝渣－有軌運輸。任務(wù)4.5裝渣運輸1.裝渣

(1)渣量及裝渣生產(chǎn)率①渣量的估算裝渣數(shù)量可按下式估算：任務(wù)4.5裝渣運輸式中：Z—石碴數(shù)量(ｍ3)；K—土石松脹系數(shù)，指開挖后體積增大的系數(shù)，見表4.5.1；△—超挖系數(shù)，一般用1.15--1.25；d—一個循環(huán)的開挖進(jìn)尺(ｍ)；S—開挖斷面積(ｍ2)。任務(wù)4.5裝渣運輸②裝碴生產(chǎn)率需要的裝碴生產(chǎn)率，按坑道掘進(jìn)月進(jìn)度計劃要求的平均裝碴生產(chǎn)率計算，其計算式為：任務(wù)4.5裝渣運輸式中

Ab—需要的裝碴生產(chǎn)率(ｍ3/h)；

D—坑道月計劃進(jìn)度(ｍ/30d)；

任務(wù)4.5裝渣運輸R—掘進(jìn)循環(huán)率，其值

λ—裝碴占掘進(jìn)時間的百分比；

720--24h/d×30d；其它符號同上式。任務(wù)4.5裝渣運輸（2）裝渣方式的選擇裝渣的方式可采用人力裝渣或機(jī)械裝渣。人力裝渣勞動強度大、速度慢，僅在短隧道缺乏機(jī)械或小斷面開挖無法使用機(jī)械時才考慮采用。任務(wù)4.5裝渣運輸（3）裝渣機(jī)械及其選擇裝渣機(jī)械的類型很多，按其扒渣機(jī)構(gòu)形式可分為：鏟斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。裝渣機(jī)的走行方式有軌道走行、輪胎走行、履帶走行三種。任務(wù)4.5裝渣運輸隧道施工中較為常見的裝渣機(jī)有以下幾種：①翻斗式裝渣機(jī)翻斗式裝渣機(jī)又稱鏟斗后卸式裝渣機(jī)，為軌行式。它裝完一個斗車后，要把重車推出，把另一個空車推進(jìn)，才能繼續(xù)裝渣，是非連續(xù)型裝渣機(jī)械。任務(wù)4.5裝渣運輸翻斗式裝渣機(jī)任務(wù)4.5裝渣運輸②蟹爪式裝渣機(jī)它是一種連續(xù)裝渣機(jī)械，在前端裝有傾斜受料盤，其上裝有一對蟹爪(也稱雙臂)，如圖4.5.5所示。裝渣時全機(jī)向前低速推進(jìn)，將受料盤插入渣堆，兩個蟹爪連續(xù)交錯扒取石渣，經(jīng)皮帶(或鏈條)輸送機(jī)將石渣裝入車輛。任務(wù)4.5裝渣運輸蟹爪式裝渣機(jī)任務(wù)4.5裝渣運輸蟹爪式裝巖機(jī)任務(wù)4.5裝渣運輸③立爪式裝渣機(jī)由履帶行走架、鏈條刮板式輸送機(jī)以及爪臂三大部分組成。任務(wù)4.5裝渣運輸立爪式裝巖機(jī)任務(wù)4.5裝渣運輸④鏟斗式裝渣機(jī)這種裝渣機(jī)多采用輪胎走行，也有采用履帶走行或軌道走行的。任務(wù)4.5裝渣運輸⑤挖掘式裝渣機(jī)這種裝渣機(jī)是近幾年發(fā)展起來的較為先進(jìn)的隧道裝渣機(jī)。任務(wù)4.5裝渣運輸挖掘式裝渣機(jī)任務(wù)4.5裝渣運輸

2.運輸（1）有軌運輸

1）運輸車輛軌行式運輸車輛有斗車、梭式礦車和槽式礦車等。任務(wù)4.5裝渣運輸①梭式礦車梭式礦車是放在兩個轉(zhuǎn)向架上的大斗車，車底設(shè)有鏈板式或刮板式輸送帶，石碴從前端接入，依靠傳送機(jī)傳遞到后端，石碴就可布滿整個礦車的底部。任務(wù)4.5裝渣運輸梭式礦車任務(wù)4.5裝渣運輸②槽式列車任務(wù)4.5裝渣運輸2）牽引機(jī)車采用有軌運輸時，要用牽引機(jī)車將鏟裝在斗車內(nèi)的石渣拖出洞外。JXBK12交流傳動蓄電池電機(jī)車任務(wù)4.5裝渣運輸（2）無軌運輸機(jī)械1）斗車國產(chǎn)斗車種類很多，按其斷面形狀分為V形、U形、箱形及箕斗形等；按其卸碴方法分為側(cè)傾、前傾及三方向傾等。任務(wù)4.5裝渣運輸斗車任務(wù)4.5裝渣運輸1噸翻斗車任務(wù)4.5裝渣運輸斗車任務(wù)4.5裝渣運輸紅巖翻斗車任務(wù)4.5裝渣運輸2）自卸汽車任務(wù)4.5裝渣運輸3.卸碴洞內(nèi)的石渣運至洞外渣場卸掉稱為卸渣。卸碴時要注意以下幾點：①卸碴要根據(jù)地形特點并考慮棄碴的利用和處理，進(jìn)行全面的規(guī)劃，合理安排卸碴。②要注意節(jié)約用地，不占或少占農(nóng)田。任務(wù)4.5裝渣運輸③洞口有橋涵而又必須棄碴時，要事先制定可靠措施，避免對洞口橋墩臺造成偏壓而使之移位、變形；④沿河棄碴時要注意避免堵塞河道。任務(wù)4.5裝渣運輸復(fù)習(xí)思考題：1、裝渣運輸作業(yè)按其采用的裝渣運輸機(jī)具和設(shè)備的不同可分為哪些？2、隧道內(nèi)常用的裝渣機(jī)有哪些？軌行式運輸車輛有哪些？任務(wù)4.6支護(hù)工作任務(wù)：（1）掌握初期支護(hù)施工方法的基本工序與適用條件；（2）掌握二次襯砌的施工工序。任務(wù)4.6支護(hù)隧道支護(hù)分為永久支護(hù)與施工支護(hù)。初期支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式因圍巖的級別不同而有以下幾種：①I-Ⅱ級圍巖僅在局部地段采用錨桿支護(hù)，有巖爆時則加掛鋼筋網(wǎng)防護(hù)；②Ⅲ-Ⅳ級圍巖可選用錨桿、錨桿掛網(wǎng)、噴混凝土或噴錨聯(lián)合支護(hù)；任務(wù)4.6支護(hù)③V-Ⅵ級圍巖多采用噴、錨、網(wǎng)的支護(hù)方式，有時還需設(shè)置鋼拱支撐。當(dāng)采用分部開挖的施工方法時，可采用構(gòu)件支撐。任務(wù)4.6支護(hù)1.初期支護(hù)初期支護(hù)一般由錨桿、噴射混凝土、鋼架、鋼筋網(wǎng)等及其它們的組合組成，初期支護(hù)施作后即成為永久性承載結(jié)構(gòu)的一部分，它與圍巖共同構(gòu)成了永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系。任務(wù)4.6支護(hù)錨噴支護(hù)較傳統(tǒng)的構(gòu)件支撐，無論在施工工藝和作用機(jī)理上都有一些特點：①靈活性；②及時性；③密貼性；④深入性；⑤柔性；⑥封閉性。任務(wù)4.6支護(hù)

（1）錨桿

1）錨桿的支護(hù)效應(yīng)錨桿的支護(hù)作用有如下幾種：①支承圍巖；②加固圍巖；③提高層間摩阻力，形成“組合梁”；④“懸吊”作用。任務(wù)4.6支護(hù)2）錨桿的種類錨桿的種類很多，若按其與被支護(hù)體的錨固形式來分，大致可分為以下幾種：①端頭錨固式錨桿。利用內(nèi)外錨頭的錨固力來限制圍巖變形松動。一般用于硬巖地下工程中的臨時加固。隧道工程中常用作局部錨桿。任務(wù)4.6支護(hù)②全長黏結(jié)式錨桿。采用水泥砂漿（或樹脂）作為填充料，不僅有助于錨桿的抗剪和抗拉以及防腐蝕作用，而且具有較強的長期錨固能力，有利于約束圍巖位移。隧道工程中常用作系統(tǒng)錨桿和超前錨桿。任務(wù)4.6支護(hù)③摩擦式錨桿。是用一種沿縱向開縫(或預(yù)變形)的鋼管，裝入比鋼管直徑小的鉆孔，對孔壁施加摩擦力，從而約束孔周巖體變形。隧道工程中，常由于端頭機(jī)械錨固容易失效，或全長黏結(jié)不便施工(不能生效)，而采用全長摩擦式錨桿。任務(wù)4.6支護(hù)④混合式錨固錨桿。是端頭錨固方式與全長黏結(jié)錨固方式的結(jié)合，它既可以施加預(yù)應(yīng)力，又具有全長黏結(jié)錨桿的優(yōu)點。一般用于大體積、大范圍工程結(jié)構(gòu)的加固，如高邊坡、大壩、大型地下洞室等。任務(wù)4.6支護(hù)隧道工程中常用錨桿的構(gòu)造①普通水泥漿錨桿普通水泥砂漿錨桿，是以普通水泥砂漿作為粘結(jié)劑的全長粘結(jié)式錨桿，其構(gòu)造如圖4.6.5。任務(wù)4.6支護(hù)圖4.6.5普通水泥砂漿全粘結(jié)錨桿砂漿桿體墊板螺母任務(wù)4.6支護(hù)②早強藥包內(nèi)錨頭錨桿早強藥包內(nèi)錨頭錨桿，是以快硬水泥卷或早強砂漿卷或樹脂作為內(nèi)錨固劑的內(nèi)錨頭錨桿。其構(gòu)造見圖4.6.6。任務(wù)4.6支護(hù)圖4.6.6早強藥包內(nèi)錨頭錨桿1-不飽和聚脂樹脂＋加速劑＋填料；2-纖維紙和塑料袋；3-固化劑＋填料；4-玻璃管；5-堵頭(樹脂膠泥封口)；6-快硬水泥；7-濕強度較大的濾紙筒；8-玻璃纖維紗網(wǎng)；9-樹脂錨固劑；10-帶麻花頭桿體；11-墊板；12-螺母9101112擋圈12345678a)b)任務(wù)4.6支護(hù)③縫管式摩擦錨桿縫管式錨桿由前端冠部制成錐體的開縫管桿體、擋環(huán)以及墊板組成(4.6.7)。a)縫管式錨桿圖4.6.7縫管式摩擦錨桿桿體墊板擋環(huán)任務(wù)4.6支護(hù)縫管式錨桿任務(wù)4.6支護(hù)④楔縫式內(nèi)錨頭錨桿圖4.6.8楔縫式內(nèi)錨頭錨桿D-鉆孔直徑；φ-錨桿桿體直徑；δ-錨桿桿體楔縫寬度；b-楔塊端頭厚度；α-楔塊的楔角；h-楔塊長度；h1-楔頭兩翼嵌入鉆孔壁長度；n-楔縫兩翼嵌入鉆孔壁深度A楔塊桿體墊板螺母h1hadnDδφ任務(wù)4.6支護(hù)3)錨桿的布置錨桿的布置分為局部布置和系統(tǒng)布置。

任務(wù)4.6支護(hù)①局部布置它主要用在裂隙圍巖。重點加固不穩(wěn)定塊體，隧道拱頂受拉破壞區(qū)為重點加固區(qū)域。錨桿局部布置的原則為：拱腰以上部位錨桿方向應(yīng)有利于錨桿的受拉；拱腰以下及邊墻部位錨桿宜逆向不穩(wěn)定巖塊滑動方向。任務(wù)4.6支護(hù)

②系統(tǒng)布