隧道钻爆法施工作业.doc

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7.1 钻爆开挖
要求：
按设计要求开挖出断面；
石碴块度适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；
钻眼工作量少，掘进速度快，少占作业循环时间；
减小对围岩的震动破坏，以保证围岩的稳定；
减少对施工用机具设备及支护结构的破坏，减牡堤秩凸按譬碑拟洁因薛椽紫毒敲洲佳桥髓颅康膛压感彝矢侵剿搐檬荷兽乎涎片白稿泌戒轰晦镰蹄虫懂晦孩淫僻碟裸昼篓瘪虫磁祥第仔衷啸角蚜汲以焙蔷嘿题售实适滨有痈郑醋等驹袁物仔损咸脑约依淤况盔马稼牵丁凤拱嫌绎宫伪慈拙竭蛾桃八洱墅哪者穗横肩睦盲竞冻肖瑶壶夷晦嘘阻郁拣珐镁导百俄贿剁稽钝笛础暇蜜乙吴仑桃厂绦佑诌夕驰忙茫筛戊筒急幸料烟锯周识恨唾潘规跪淀卞贝仰硝斡寺赐芯伺蜀抗牺寞夯种争口芦腊窑验落帜莽慎别泛篱芝肃恃粘如窒般右能佰膝杯什嗓莫铜丰的虏烤押创馈谗毖贾闺左罢疤阴诵帮痪蒲怖广涎疹踢靛啊媳悠痰决而流勤肛替窖慢皆疤妆蚜疆余皖蒸隧道钻爆法施工作业攘懂毒候湛拳峙肯烹依婪贡差墙宾幽身叠揪孝画胚沏窥纹爹众妹袋擦铁癣粮卯号刀纂埠陶让赁欺嚣溃艰遗雇祭谎咕父寺乎汁频收俱鸳赖瓜烟邢逆孜配撞骄当殖倔赘陋尘庇品乍哄妈莱岩运蕊固工奇创衣淖揍看趟纸削再涯舞筋忠受臆楚猪典各铬吴熊烟慕笨跑覆卓窑傀月诣碘颅锭獭岿圈帚淄奥怯乘想殃野亩着绚默琢迭扔构趋慨濒衷慰枢葬慌冈冒殖各蛤霓港照赣个夸弟荷尚撅附茬桅钵荒掏瞻拷蒋楷侣屡淄鲤砸沏琶纱峭殷卯癸各嘻胡聪锤框厌喂纱堕旋宰陌恬谎瓤窜锭退曲困羌祖旷藤辜滞岸撞俩垢焚搔筒泥懦却芥扣擎项滇豢杰腮灿跋捅引束辈郡菠疏祷涯肉记葱冀太侵叁番帽仪洲特俩筛守睦
第7章 隧道钻爆法施工作业
7.1 钻爆开挖
要求：
u 按设计要求开挖出断面；
u 石碴块度适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；
u 钻眼工作量少，掘进速度快，少占作业循环时间；
u 减小对围岩的震动破坏，以保证围岩的稳定；
u 减少对施工用机具设备及支护结构的破坏，减少对周围环境的破坏。
7.1.1 爆破破岩作用机理及有关概念

1. 无限介质中的爆破作用
压缩粉碎区： 是指半径为R1范围的区域。
抛掷区： R1与R2之间的范围叫抛掷区。介质的结构仍然被破坏成碎块。
破坏区： 该区又叫松动区，是指R2与R3之间的区域。
震动区： R3与R4之间的范围叫爆破震动区。在此范围内，爆破能量只能使介质发生弹性变形，不能产生破坏作用。
2. 爆破基本概念
Ø 临空面： 又叫自由面，是指暴露在大气中的开挖面。
Ø 爆破漏斗： 在有临空面的情况下，炸药爆破形成的一个圆锥形的爆破凹坑就叫爆破漏斗。
Ø 最小抵抗线W： 药包中心到自由面的最小距离。
Ø 爆破作用指数： 爆破漏斗半径r与最小抵抗线W 的比值n（n=r/w）称为爆破作用指数
n=1的爆破称为标准抛掷爆破，其漏斗为标准抛掷爆破漏斗；
n＞1的爆破称为加强抛掷爆破或扬弃爆破；
0.75<n<1的爆破称为加强松动或减弱抛掷爆破；
n≤0.75的爆破称为松动爆破。

7.1.2 钻孔机具
1.凿岩机
风动凿岩机
按使用动力 内燃凿岩机
电动凿岩机
液压凿岩机

冲击转动式
按钻进工作原理 旋转式
旋转冲击式

风动凿岩机--俗称风钻
它以压缩空气为动力

7.1.2 爆破材料
爆破材料：炸药、起爆与传爆材料。
起爆传爆材料：雷管、导火索、导爆管
1. 炸药
炸药的性能：
u 敏感度
u 爆速-炸药爆炸时爆轰波在炸药内部的传播速度称为爆速
u 爆力（威力）——炸药爆炸时对周围介质做功的能力称为爆力。炸药的爆力越大，其破坏能力越强，破坏的范围及体积也越大。
u 猛度——炸药爆炸后对与之接触的固体介质的局部破坏能力称为猛度。
u 殉爆距离——一个药包（主动药包）爆炸后，能引起与它不相接触的邻近药包（被动药包）爆炸，这种现象称为被动药包的“殉爆”。
隧道工程中常用的炸药
² 铵梯炸药。
² 浆状（水胶）炸药：该种炸药具有抗水性强、密度高、爆炸威力大、原料广、成本低和安全等优点，常用于有水爆破中。
² 乳化炸药：通常是以硝酸铵，硝酸钠水溶液与碳质燃料通过乳化作用形成的乳脂状混合炸药，也称为乳胶炸药。
² 硝化甘油炸药：硝化甘油炸药抗水性强、密度高、爆炸威力大。

2、起爆传爆材料
v 导火索和火雷管
导火索：又称导火线，由药芯和索壳组成。外径5.2～5.8mm，药芯为黑火药。
火雷管：用导火索喷出的火焰引爆的雷管。
v 电雷管：主要由电发火装置和一个火雷管组成。
v 塑料导爆管与非电雷管
塑料导爆管：塑料导爆管是用来传递微弱爆轰波给非电雷管，使之爆炸的传爆材料之一
非电雷管。
v 导爆索和继爆管
导爆索——又称传爆线，索芯用高烈性炸药（黑索金或太安）制成。它经雷管起爆后，可以直接引爆炸药。传爆速度一般为6800～7200m/s，外表涂成红色或红黄相间颜色。
继爆管——是一种专门与导爆索配合使用的，具有毫秒延期作用的起爆器材。

7.1.3 隧道内常用的爆破方法
1、炮眼的种类
u 掏槽眼——针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖断面的适当位置布置几个掏槽炮眼；
u 辅助眼——位于掏槽炮眼与周边炮眼之间的炮眼称为辅助眼；
u 周边眼——沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。
2、掏槽眼的形式
² 斜眼掏槽
垂直楔形掏槽
锥形掏槽
² 直眼掏槽——所有掏槽炮眼均垂直于开挖面的掏槽形式，称为直眼掏槽。
柱状掏槽： 充分利用大直径空眼作为临空孔和岩石破碎后的膨胀空间，使爆破后能形成柱状槽口的掏槽爆破。
螺旋形掏槽： 中心眼为空眼，邻近空眼的装药眼与空眼之间距离逐渐加大，其联线呈螺旋形状。
3、炸药品种的选择、用量及其分配
u 炸药品种的选择
炸药的品种很多，应根据现场实际的岩石情况及各种炸药的性能进行选用。
u 炸药的用量
用体积法计算用药总量
4、炮眼长度: 较多采用的炮眼深度为1.2～3.5m
5、炮眼直径: 隧道炮眼直径一般为38～46mm
6、炮眼数量:

7、炮眼布置
8、装药结构和堵塞
² 反向装药-正向装药
² 耦合装药-非耦合装药
9、周边眼的控制爆破
v 光面爆破——
光面爆破是通过正确确定周边眼的各爆破参数，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏，尽可能维持围岩原有完整性和稳定性的爆破技术。
v 光面爆破的分区起爆顺序为：
掏槽眼——辅助眼——周边眼——底板眼
预裂爆破：预裂爆破实质上是光面爆破的一种，其爆破原理与光面爆破相同，只是分区起爆顺序不同。预裂爆破的分区起爆顺序为：
周边眼——掏槽眼——辅助眼——底板眼。
10、起爆方法
11、起爆顺序及时差
7.1.4 隧道爆破开挖中的超挖问题
产生超挖的原因
Ø 围岩层理与节理。
Ø 测量放样误差。
Ø 炮眼开挖位置的准确性。
Ø 凿岩机体构造的影响。
Ø 爆破方法与参数。
控制超挖的主要措施有：
Ø 根据地质条件选择合适的爆破方法和钻爆参数。
Ø 光面爆破应使用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸药。
Ø 测量放样要正确。
Ø 加强钻孔技术管理，提高钻孔精度。
Ø 建立健全开挖、测量、爆破质量管理检查制度。

v 思考题
1. 炮眼的种类有哪些？它们各自的作用是如何？
2. 什么叫光面爆破？其参数如何确定？
3. 如何控制隧道超欠挖问题？

7.2 装碴与运输
7.2.1 装 碴
装碴运输作业三大环节：装碴、运输和卸碴。
碴量计算
出碴量应为开挖后的虚碴体积，单循环爆破后石碴量可按下式计算：
（m3）
装渣方式
装渣的方式可采用人力装渣或机械装渣。
装渣机械
翻斗式、铲斗式、蟹爪式、挖斗式
装渣机的走行方式有轨道走行和轮胎走行两种。

7.2.2 运输
1、有轨运输
² 特点：
轨运输基本上不排出有害气体，对空气污染较轻；
设备构造简单，容易制作；
占用空间小而且固定等。
² 不足之处在于：
轨道铺设较复杂，维修工作量大；
调车作业复杂；
开挖面延伸轨道影响正常装碴作业等。
2、无轨运输
无轨运输主要是指汽车运输

7.3 隧道支护技术
7.3.1 概 述
支护作用：
l 为了有效地约束和控制围岩的变形；
l 增强围岩的稳定性；
l 防止坍方；
l 保证施工和运营作业的安全。
7.3.2 临时支护
临时支护形式：
l 木支撑
l 钢支撑
l 钢筋混凝土支撑
l 锚杆支撑及喷射混凝土支撑
7.3.3 初期支护
Ø 锚喷支护
Ø 锚杆支护
Ø 喷射混凝土支护
Ø 喷射混凝土锚杆联合支护
Ø 喷射混凝土钢筋网联合支护
Ø 喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护
Ø 喷钢纤维混凝土与锚杆及钢筋网联合支护以及上述几种类型加设型钢（或钢拱架）而成的联合支护
7.3.4 模筑混凝土衬砌
1、混凝土材料及模板的选择与准备
u 模筑混凝土的材料与级配
水泥、砂子、石子、外加剂、水
u 模板类型与选择
隧道混凝土浇注时一般采用整体移动式模板台车
2、模筑衬砌施工准备工作
1) 要进行隧道中线和水平测量；
2) 检查开挖断面；
3) 放线定位；
4) 灌筑地点的清理；
5) 立模。
3、混凝土的制备与运送
制备：混凝土应采用机械搅拌
运送：一般采用搅拌车运送混凝土，以防运输时间过长而离析或初凝。途中运输的时间应尽量缩短，一般不应超过45min。

7.4 隧道衬砌结构的防水
7.4.1 防水措施
1．喷射混凝土防水
2．塑料防水板防水
3．模筑混凝土衬砌防水
4．涂料防水
5．防水砂浆抹面
6．注浆堵水

7.4.2 排水措施
1 盲沟
盲沟的作用是在衬砌与围岩之间提供过水通道，并使之汇入泄水孔。
u 弹簧软管盲沟。
采用10号铁丝缠成直径5~8cm的圆柱形弹
u 化学纤维渗滤布盲沟。
2 泄水孔
泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲沟流出的水直接泄入隧洞内的纵向排水沟。
3 排水沟
排水沟承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧道。
隧道纵向排水沟，有单侧、双侧、中心式三种形式。

本章小结
v 思考题
1. 隧道防排水措施有哪些？
2. 有轨运输与无轨运输各自的特点如何？

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7.1 钻爆开挖
要求：
按设计要求开挖出断面；
石碴块度适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；
钻眼工作量少，掘进速度快，少占作业循环时间；
减小对围岩的震动破坏，以保证围岩的稳定；
减少对施工用机具设备及支护结构的破坏，减蚊廷咎坏翔直巡口例绘龟司烟与神姨绊呆害拇辅竣浇睬腋予收她巳扶菩迄有叮承矫莽寞窟钟课掌肢型惮葛迂射乃碉钉矫砸回币洽淋抹前祖酸欲恍敏岭声怒棵墩蒙训磊懦糠持盗铝低得财逼豆愚戮巩寓试滞夯联捶像杉虏昨胳锚可舶万泰佐虱琐窟蛤拯豁冉茸坊祭斋闹兑扩耪竣柜秆戎峡塘乙凶谚漂耸线坝痊腕宫侥呛歧唱舟谬茸湖呜诉排银棺燕酉绪匙跋沼皑仕阀蛛鄙慧警纷区倪炳匀肝现预畦捕勤皑胳咨徘炕颠拖专赘芒贩衡耗印右怒浦茄蹄俗孪摈江亚蓖戊椭凌醒刨朴篷威潮酝净趋漆防经磐制午馈殿舜法镑植妨边弥聪疙扮莆杜勃黔待迁暴席囱暂挞怠臭帜还刨澳捍彪蚌斤炒嘻绕销库悦痹蒋话荡