地下洞室開挖施工技術(shù)及質(zhì)量控制201511

1、水電站地下洞室開挖施工技術(shù)及質(zhì)量控制水電站地下洞室開挖施工技術(shù)及質(zhì)量控制目目 錄錄 一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材 三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) 四四 爆破震動(dòng)控制爆破震動(dòng)控制 五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 六六 地下洞室開挖設(shè)備地下洞室開挖設(shè)備 七七 地下洞室開挖質(zhì)量的控制地下洞室開挖質(zhì)量的控制 八八 地下工程安全事故案例地下工程安全事故案例一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 豐滿水豐滿水 一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)電

2、站電站全面治理（重建）工程全面治理（重建）工程一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 1、地下洞室的分類、地下洞室的分類 （1）按工作性質(zhì)可分為過水和不過水兩大類； （2）按體型及布置形式可分為圓形、城門洞、馬蹄形、平洞、斜井、豎井、大型洞室等。 （對(duì)結(jié)構(gòu)為圓形的斷面，設(shè)計(jì)不必考慮施工交通改變斷面形狀，而由施工單位自己根據(jù)施工特點(diǎn)確定洞內(nèi)交通形式） （3）按結(jié)構(gòu)特性可分為不襯砌結(jié)構(gòu)、柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)（錨噴支護(hù)）、混凝土襯砌結(jié)構(gòu)和鋼襯結(jié)構(gòu)等；一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)2 2、地下埋管、地下埋管 （1 1）地下埋管的特點(diǎn)及構(gòu)造）地下埋管的特點(diǎn)及構(gòu)造地

3、下埋管是埋藏于地層巖石之中的鋼管，其為抽水蓄能電站中應(yīng)用最多的一種壓力管道。主要解決滲漏和大HD值的硐室穩(wěn)定問題。 鋼襯與巖體之間用混凝土回填后共同受力的組合結(jié)構(gòu)。（ （。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)（2）地下埋管的施工）地下埋管的施工 地下埋管施工過程：開挖巖洞（清理石渣、支護(hù)等）安裝鋼管回填砼各種灌漿(回填灌漿、固結(jié)灌漿、接縫灌漿)。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) （3）壓力鋼管選材）壓力鋼管選材 在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591-2008中牌號(hào)牌號(hào)質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)CSi

4、MnpSQ345A0.200.501.70+0.0350.035B0.0350.035C0.0300.030D0.180.0300.025E0.0250.020牌號(hào)牌號(hào)質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度/沖擊吸收能量沖擊吸收能量公稱厚度（直徑、邊長）12mm150mm150mm250mm250mm400mmQ345B203427C027D-20E-40表7 夏比（V型）沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度和沖擊吸收能量一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 鍋爐和壓力容器用鋼板鍋爐和壓力容器用鋼板GB713-2008中中6.1 牌號(hào)和化學(xué)成分6.1.1 鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分（熔煉分析）應(yīng)符合表1

5、的規(guī)定。 表1 化學(xué)成分6.1.1.4 根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)議，可規(guī)定Q345R和Q370R鋼的P含量0.015%、S含量0.005%，14Cr1MoR和12Cr2Mo1R鋼的P含量0.012%。6.4.1.2 根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)議，Q245R、Q345R和和13MnNiMoR鋼板鋼板可進(jìn)行可進(jìn)行-20沖擊試驗(yàn)，沖擊試驗(yàn)，代替表2中的0沖擊試驗(yàn)，其沖擊功值應(yīng)符合表2的規(guī)定。牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAlQ345R0.200.551 . 201.600.0250.0150.020一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室

6、的類型及特點(diǎn) 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布公告 2012年 第15號(hào) 關(guān)于批準(zhǔn)發(fā)布GB713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板國家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單的公告表一更改為新表 表1 化學(xué)成分牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAlQ345R0.200.551.201.600.0250.0100.020一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 表2 力學(xué)性能和工藝性牌號(hào)牌號(hào)交貨狀態(tài)交貨狀態(tài)鋼板厚度鋼板厚度/mm拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度Rm/(N/m)伸長率A%溫度/180b=2a不小于不小于Q345R熱軋控軋

7、或正火31651064034521041d=2a1636500630325d=3a36604906203156010049062030520100150480610285150200470600265一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)DLT5141 -2001 水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范中6.1.2 鋼管所用鋼材應(yīng)根據(jù)鋼管結(jié)構(gòu)型式、鋼管規(guī)模、使用溫度鋼管結(jié)構(gòu)型式、鋼管規(guī)模、使用溫度、鋼材性能、制作安裝工藝要求以及經(jīng)濟(jì)合理等因素選定。 鋼管主要受力構(gòu)件（包括管壁、支撐環(huán)、岔道加強(qiáng)構(gòu)件等）可采用下列鋼種：Q235-C、D

8、級(jí)碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q345C、D級(jí)低合金結(jié)構(gòu)鋼；20R、16MnR、15MnNbR、15MnVR等壓力容器鋼；07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等高強(qiáng)度壓力容器鋼。明管宜采用容器鋼。明管宜采用容器鋼。6.1.3 鋼管主要受力構(gòu)件所用鋼材的保證條件，除應(yīng)滿足鋼材國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的化學(xué)成分和力學(xué)性能等技術(shù)要求以外，還應(yīng)滿足下列條件： 3 沖擊韌性指標(biāo)、沖擊試驗(yàn)溫度和取樣部位及取樣方向等，應(yīng)按相應(yīng)鋼材國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行，各工程亦可根據(jù)具體運(yùn)行條件另提補(bǔ)充要求。各工程亦可根據(jù)具體運(yùn)行條件另提補(bǔ)充要求。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)SL281-2003 水電站壓力鋼管設(shè)

9、計(jì)規(guī)范水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范中4.1.2 鋼管管壁、支撐環(huán)、岔道加強(qiáng)構(gòu)件等主要受力構(gòu)件應(yīng)使用鎮(zhèn)靜鋼。宜用的碳素結(jié)構(gòu)鋼有Q235的C、D級(jí)鋼板；低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼有Q345、Q390的C、D、E級(jí)鋼板；壓力容器用鋼板有20R、16MnR、15MnNbR等。 明管、岔管宜采用壓力容器用鋼。明管、岔管宜采用壓力容器用鋼。4.1.4 主要受力構(gòu)件用鋼材夏比沖擊試驗(yàn)（主要受力構(gòu)件用鋼材夏比沖擊試驗(yàn)（V形缺口）的溫度和取樣方形缺口）的溫度和取樣方向，應(yīng)根據(jù)工程具體運(yùn)行條件提出要求。向，應(yīng)根據(jù)工程具體運(yùn)行條件提出要求。水電站壓力鋼管選材從檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、可焊性、使用性能、重要性等方面水電站壓力鋼管選材從檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、

10、可焊性、使用性能、重要性等方面應(yīng)選用容器鋼，主要承擔(dān)防滲作用的鋼襯可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用普通應(yīng)選用容器鋼，主要承擔(dān)防滲作用的鋼襯可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用普通低合金鋼。低合金鋼。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)（4）壓力鋼管的抗外壓穩(wěn)定問題）壓力鋼管的抗外壓穩(wěn)定問題 地下埋管鋼襯的外壓失穩(wěn)問題比內(nèi)壓?jiǎn)栴}更需注意，因?yàn)椋?地下埋管是一種薄殼結(jié)構(gòu)，有圍巖聯(lián)合作用，其承受內(nèi)壓的潛在安全度相對(duì)較高，但管道放空時(shí)所受外壓力容易造成管道外壓失穩(wěn)。 鋼襯的外壓荷載包括地下水壓力、鋼襯與混凝土之間接縫灌漿壓力等。l 防止埋管鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施：防止埋管鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施：地下埋管鋼襯的嚴(yán)

11、重失穩(wěn)事故多發(fā)生在地下水作用的情況。工程上一般可以采用：1) 降低地下水水壓力。此為防止鋼襯失穩(wěn)的根本方法，排水廊道結(jié)合排水孔及排水管等措施。 2) 精心施工，做好鋼襯與混凝土之間的接縫灌漿，減小縫隙。3) 設(shè)加勁環(huán)、錨筋的方法來提高穩(wěn)定性 4）施工過程做好灌漿孔封堵，避免漏封和滲漏。 一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 3、地下洞室的施工特點(diǎn)、地下洞室的施工特點(diǎn) （1）由于地質(zhì)條件的不可預(yù)見性，施工方法直接受到工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和施工條件的制約，因此，施工中強(qiáng)調(diào)隨機(jī)應(yīng)變的能力。 （2）地下工程主要采用鉆爆法開挖

12、，在同一工作面表現(xiàn)為周期性的循環(huán)，可能遇到不良地質(zhì)地段而發(fā)生塌方、有害氣體逸出及地下涌水等突發(fā)事件。因此，施工中必須備有充分的應(yīng)急措施。 （3）施工環(huán)境和條件相對(duì)較差，作業(yè)空間狹窄，工序交叉多，干擾大，通風(fēng)散煙和地下排水困難，安全問題比較突出。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn) 4、施工支洞布置、施工支洞布置施工支洞:應(yīng)根據(jù)地下建筑物的布置、進(jìn)度安排、地形、地質(zhì)、施工方法、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保確定進(jìn)口位置和明挖方案等。在保證安全的前提下最大程度減少對(duì)林地、耕地的破壞，利于環(huán)境保護(hù)，通過加強(qiáng)支護(hù)盡早進(jìn)洞減少明挖。施工支洞洞口可根據(jù)地形進(jìn)行明拱回填恢復(fù)植被的型式達(dá)到工程與自然的和諧。

13、施工交通道路中采用地下施工交通洞型式也是應(yīng)發(fā)揚(yáng)的保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)型式。一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)一一 水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)水電站地下洞室的類型及特點(diǎn)二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室施工的主要手段是鉆孔、裝炸

14、藥、爆破以形成所需要的規(guī)地下洞室施工的主要手段是鉆孔、裝炸藥、爆破以形成所需要的規(guī)定尺寸和形狀的地下空間，簡(jiǎn)稱定尺寸和形狀的地下空間，簡(jiǎn)稱“鉆爆法鉆爆法”，其主要鉆爆設(shè)備和器，其主要鉆爆設(shè)備和器材有：材有：1、鑿巖鉆孔設(shè)備、鑿巖鉆孔設(shè)備（1）手風(fēng)鉆手風(fēng)鉆應(yīng)用較為靈活。由于手風(fēng)鉆輕便小巧，人工鉆頭定位十分容易，實(shí)施周邊孔光面爆破時(shí)，炮孔殘留率高，洞室成型好。（2）鑿巖臺(tái)車臺(tái)車最適宜的工作高度為8.5m，適用于大斷面洞室的開挖。多臂鉆造孔可大幅減少鉆孔人力投入，對(duì)安全有利，但由于多臂鉆造孔對(duì)周邊孔超欠挖控制難度大，機(jī)械費(fèi)用高，現(xiàn)在在國內(nèi)地下硐室施工中應(yīng)用仍不夠廣泛。但應(yīng)用洞內(nèi)支護(hù)對(duì)質(zhì)量安全均有利。

15、二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材 2、爆破器材、爆破器材 （1）炸藥 1）起爆藥 2）乳化炸藥特點(diǎn)特點(diǎn)品種品種應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍感度高，加熱、摩擦或撞擊易引爆主要有二硝基重氧酚、雷汞、氮化鉛等用于制作起爆器才如雷管、非電雷管特點(diǎn)特點(diǎn)品種品種應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍威力高、感度高、抗水性好、安全性好，對(duì)沖擊、摩擦、撞擊感度低。巖石型、露天型、煤礦許用型。巖石型適用無沼氣、無粉塵爆炸危險(xiǎn)、有水的巖石爆破。二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材 （2）起爆材料種類 1）導(dǎo)火索：導(dǎo)火索是一種以黑火藥為藥芯，外面纏有棉、麻纖和防潮層的索繩狀點(diǎn)火材料，它的用途是在一定時(shí)間內(nèi)將火焰?zhèn)鹘o火

16、雷管使之引爆。 2）導(dǎo)爆索：是一種以黑索金為芯藥的繩索狀的起爆材料，用以傳遞爆轟波，起爆藥包。 3）塑料導(dǎo)爆管：是一種以奧克托金等炸藥涂在內(nèi)壁中中空塑料細(xì)管，它的作用是傳遞爆轟波。二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材 4）雷管： 電雷管：瞬發(fā)電雷管一般電爆網(wǎng)絡(luò)用。 延期雷管延期以秒計(jì)數(shù)的間隔分段爆破。 毫秒雷管毫秒微差爆破。 抗雜電雷管用于雜散的電流危害的施工點(diǎn)。 非電毫秒雷管：是用塑料導(dǎo)爆管延期時(shí)間以毫秒數(shù)量級(jí)計(jì)量的雷管。它與毫秒延期電雷管的區(qū)別在于：不用毫秒電雷管中的電點(diǎn)火裝置，而用一個(gè)與塑料導(dǎo)爆相連接的塑料連接套，由塑料導(dǎo)爆管的爆炸波來點(diǎn)燃延期藥。 數(shù)碼雷管，一般應(yīng)用于精細(xì)

17、爆破，誤差在千分之一毫秒，單價(jià)是普通雷管的幾十倍。（豐滿非電毫秒雷管甲供3.2元/發(fā)，數(shù)碼雷管最少150元/發(fā)）二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材段號(hào)段號(hào)第第1毫秒系列毫秒系列10225103501047510511010615020720020825020931025103804011460451255050136505014760501588075二二毫秒延期雷管的段別及毫秒范圍：二二 地下洞室鉆爆設(shè)備及器材地下洞室鉆爆設(shè)備及器材三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破

18、技術(shù) 1、預(yù)裂爆破技術(shù)、預(yù)裂爆破技術(shù) 進(jìn)行石方開挖時(shí)，在正式爆破開挖之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)的輪廓線爆破出一條一定寬度的貫穿裂縫，這一裂縫能反射或吸收隨后起爆的主炮孔的應(yīng)力波，起到屏蔽作用，從而能最大限度地減少對(duì)要保留巖體的破壞，使之獲得較平整的開挖輪廓，此種爆破技術(shù)為預(yù)裂爆破。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （1）預(yù)裂爆破技術(shù)特性）預(yù)裂爆破技術(shù)特性 1）預(yù)裂孔先爆，一般超前50ms以上，其爆破參數(shù)有孔徑(76-90手風(fēng)鉆45）、孔距（80-120）、裝藥結(jié)構(gòu)（間隔裝藥，下部加強(qiáng)）、線裝藥密度（0.4-0.6kg/m)、堵塞長度(0.8-1.2m)等。 2）底部裝藥量適當(dāng)增加，上

19、部應(yīng)適當(dāng)減少裝藥，且孔口做好堵塞。 3）預(yù)裂面與最近一排主炮緩沖孔之間的距離(1-1.5m)為主炮孔間距(2.0-3m)的一半，并減少裝藥量。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （2）預(yù)裂爆破質(zhì)量主要影響因素）預(yù)裂爆破質(zhì)量主要影響因素 1）所選爆破參數(shù)是否適當(dāng)，應(yīng)通過爆破試驗(yàn)選定參數(shù)。 2）地質(zhì)條件，尤其是節(jié)理裂隙組合情況與預(yù)裂面的關(guān)系。 3）鉆孔質(zhì)量及爆破作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)（3）地質(zhì)條件對(duì)預(yù)裂爆破的影響）地質(zhì)條件對(duì)預(yù)裂爆破的影響1）一般而言，巖石越完整均勻則越有利于預(yù)裂爆破，非勻質(zhì)、破碎和多裂隙的巖層則不利于預(yù)裂爆破，特別是巖石

20、的層理產(chǎn)狀裂隙發(fā)育程度和裂隙主要方向?qū)︻A(yù)裂爆破效果的影響極大。2）巖石裂隙大的，會(huì)使開挖面不平整度增加，甚至造成超挖；3）走向平行于預(yù)裂縫的裂隙比橫穿過預(yù)裂縫的裂隙對(duì)預(yù)裂爆破的影響要?。?）與預(yù)裂線平面交叉成銳角的裂隙，最有可能使壁面不平整和超挖；5）通常認(rèn)為：當(dāng)巖石裂隙率較多時(shí)，難形成預(yù)想的裂縫，開挖邊緣的巖石遭到強(qiáng)烈破壞，形成超挖，可采用小孔距預(yù)裂爆破以收到良好的預(yù)裂效果。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （4）預(yù)裂爆破質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)）預(yù)裂爆破質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 1）預(yù)裂縫要貫通且在地面有一定的開裂寬度；對(duì)于中等堅(jiān)硬巖石，縫寬不宜小于1.0cm ，堅(jiān)硬巖石縫寬應(yīng)達(dá)到0.5cm左右

21、；但在松軟巖石中，縫寬達(dá)到1.0cm時(shí)，減震作用并未顯著提高，須經(jīng)試驗(yàn)確定。 2）預(yù)裂面開挖后，不平整度小于15cm（建基面）. 3）預(yù)裂面上的炮孔痕跡保留率應(yīng)不低于80%（II、III類圍巖），且炮孔附近巖石不出現(xiàn)嚴(yán)重的爆破裂隙。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （5）施工要點(diǎn)）施工要點(diǎn) 要使預(yù)裂爆破達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)首先根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)地爆破試驗(yàn)，以取得最佳爆破參數(shù)。尤其須對(duì)炮孔直徑、間距、孔深、超深、鉆孔精度、裝藥結(jié)構(gòu)、線裝藥密度、不偶合系數(shù)、巖石極限抗壓強(qiáng)度、裂隙發(fā)育情況及堵塞、起爆網(wǎng)絡(luò)布置等爆破參數(shù)，需通過初步設(shè)計(jì)并經(jīng)爆破試驗(yàn)調(diào)整后確定，施工過程中

22、嚴(yán)格按工藝參數(shù)要求實(shí)施。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)（6）預(yù)裂爆破參數(shù)的確定（經(jīng)驗(yàn)公式）預(yù)裂爆破參數(shù)的確定（經(jīng)驗(yàn)公式）1）炮孔間距 a=（712）D a炮孔間距（mm） D鉆孔直徑（mm） 712系數(shù)，當(dāng)孔徑小時(shí)取大值，孔徑大時(shí)取小值，當(dāng)巖石完整時(shí)取大值，巖石破碎時(shí)取小值。2）不偶合系數(shù) Dd=D/d=25 或D=（25）d Dd不偶合系數(shù)，堅(jiān)硬巖石選較小值，松軟巖石選大值。 D、d分別為鉆孔、藥卷直徑（mm).3）線裝藥密度 線裝藥密度可采用工程類比法或經(jīng)驗(yàn)公式選定 當(dāng)巖體較為堅(jiān)硬，其抗壓強(qiáng)度為20.0MPa200.0MPa時(shí)： Qx=0.0420.5a0.6 當(dāng)巖體較

23、為堅(jiān)硬，其抗壓強(qiáng)度為10.0MPa150.0MPa時(shí)： Qx=9.320.53r0.6Qx 線裝藥密度，g/m,以全孔長度計(jì)；a炮孔間距，cm,適用45120cm; 巖石極限抗壓強(qiáng)度，MPa，r 預(yù)裂孔半徑，mm 4)、洞挖主爆單耗確定單位耗藥量q的值與巖石性質(zhì)、炸藥性質(zhì)、自由面條件、炮孔直徑、孔深、孔向、孔傾角、地質(zhì)構(gòu)造等多種因素相關(guān)，由于爆破條件多變，炸藥爆轟反應(yīng)及巖石破碎過程的復(fù)雜性至今尚無完善的理論計(jì)算方法。人們長期實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)建立的經(jīng)驗(yàn)公式，基本上是體積公式，它的基本原理是裝藥量與巖石對(duì)爆破作用成正比，這種抵抗力主要是重力作用，各種經(jīng)驗(yàn)公式的適用范圍存在局限性，對(duì)于新進(jìn)入開挖爆破的區(qū)

24、域，合理的單耗q值應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)中取得。單位耗藥量q的確定方法初期試驗(yàn)，參考條件相似的經(jīng)驗(yàn)公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；參考國家有關(guān)消耗定額；結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)行試驗(yàn)爆破，根據(jù)爆破效果，進(jìn)行合理調(diào)整參數(shù)獲得合理的q值；爆破施工過程，同一爆區(qū)、同一種巖石，風(fēng)化程度不同，孔位、孔向與構(gòu)造節(jié)理分布不同、自由面的條件及孔網(wǎng)參數(shù)不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不斷總結(jié)調(diào)整，才能取得合理采用q值的效果。A、掘進(jìn)斷面小于20m2的q值經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式可用劉清榮經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式： 式中：q巖石單位耗藥量，kg/m3； f普氏巖石堅(jiān)固系數(shù)； Sx相對(duì)斷面積，Sx= ，S平洞斷面積，m2； dx裝藥相對(duì)直徑，dx= ，

25、mm,d裝藥直徑，mm；e炸藥類型系數(shù)， ，ex炸藥爆力，cm3(毫升)；h炸藥猛度，mm，ex與h值，可從廠家獲得。 L x孔深對(duì)炸藥耗量系數(shù)，當(dāng)孔深1m 時(shí)，L x=1.05；孔深1.52.5m時(shí)，L x=1.0；孔深3m，L x=1.1；孔深3.5m, L x=1.15。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)xxxeLdSfq34331.0B、掘進(jìn)斷面2050m2經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式 可用戈斯帕揚(yáng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式： 式中：q單位巖石耗藥量，kg/m3；k1炮孔裝藥充填系數(shù)，一般為（0.70.8）L，L 孔深； n炮孔利用系數(shù)，即有效爆深與孔深之比的值；k2等效炸藥換算系數(shù)，k= ，Q炸藥釋放

26、的爆熱，千焦/千克，可從廠家獲得，Q0標(biāo)準(zhǔn)炸藥爆熱，千焦/千克；k3巖石裂隙率的修正系數(shù)，（0.71）；Fs自由面系數(shù)，一個(gè)自由面Fs=1，兩個(gè)自由面Fs=0.60.7；S平洞斷面積，m2；斷面大于50m時(shí)上式乘 為該斷面掘進(jìn)單位耗藥量。C、堅(jiān)硬巖石大斷面掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式瑞典經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式 ：三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)FkkSnkLfq3211)33(8S508.014Sq三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （7）預(yù)裂爆破實(shí)例）預(yù)裂爆破實(shí)例三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)三三 地下洞室常用的爆

27、破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)孔內(nèi)延時(shí)預(yù)裂爆破網(wǎng)絡(luò)孔外延時(shí)預(yù)裂爆破網(wǎng)絡(luò)孔內(nèi)孔外延時(shí)組合預(yù)裂三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) 2、光面爆破施工技術(shù)、光面爆破施工技術(shù)光面爆破也是控制開挖輪廓的爆破方法之一，它與預(yù)裂爆破不同之處在于光面爆破是在開挖主爆孔的藥包爆破之后進(jìn)行的，而預(yù)裂爆破是在巖體開挖之前進(jìn)行的，它是在主體爆破后，利用布置在設(shè)計(jì)開挖輪廓線上的光爆炮孔，準(zhǔn)確地把預(yù)留的“光爆層”從保留巖體上切下來，形成平整的開挖壁面。這種爆破技術(shù)只能控制臨近開挖輪廓的最后一層巖石（即“光爆層”），爆除時(shí)對(duì)保留巖體不產(chǎn)生大的破壞，以形成比較規(guī)整的開挖壁面，減少超挖和欠挖。三三 地下洞室常用的爆

28、破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （1）光面爆破的優(yōu)點(diǎn)）光面爆破的優(yōu)點(diǎn) 1）光面爆破對(duì)圍巖的破壞要輕微得多，聲波探測(cè)表明，采用光面爆破時(shí)，圍巖松弛帶的范圍只是普通常規(guī)爆破方法的1/31/2； 2）光面爆破可以大大地減少隧道的超欠挖量，提高工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，并能大量減少混凝土澆筑量； 3）采用光面爆破，圍巖的壁面平整、危石少、撬頂工作簡(jiǎn)單，增加了圍巖的穩(wěn)定和施工安全，并為錨噴支護(hù)的使用創(chuàng)造了有利條件。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （2）衡量光面爆破的質(zhì)量指標(biāo)）衡量光面爆破的質(zhì)量指標(biāo) 1）開挖輪廓面成型規(guī)則，巖面平整，無欠挖，相鄰兩炮孔澗的巖面不平整度小于15cm，徑向超挖

29、20cm。 2）巖壁上半個(gè)炮孔痕跡應(yīng)均勻分布，殘留孔痕跡保留率對(duì)節(jié)理不發(fā)育巖體在80%以上，對(duì)節(jié)理裂隙較發(fā)育和發(fā)育巖體，應(yīng)達(dá)到5080%；對(duì)節(jié)理極發(fā)育的巖體，應(yīng)達(dá)到2050%。 3）巖壁上觀察不到明顯的爆破裂隙，對(duì)圍巖只有輕微的破壞。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù) （3）施工特點(diǎn)）施工特點(diǎn) 1）做到布孔準(zhǔn)確，深度相同，方位及孔斜率一致，開孔位置偏差不大于3cm。 2）嚴(yán)格控制裝藥量，保證合理的裝藥結(jié)構(gòu)；一般均采用特制小藥卷不偶和間隔裝藥。在經(jīng)過試驗(yàn)后，也可采用特別低密度低威力炸藥全孔裝藥。 3）孔口堵塞材料要符合要求并用炮棍搗實(shí)。粘性土等。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞

30、室常用的爆破技術(shù) （4）光面爆破主要參數(shù)的確定）光面爆破主要參數(shù)的確定1）最小抵抗線W,通常采用13m,或用下式計(jì)算： W=（720）D2）炮孔間距 a=(0.60.8)W3）單孔裝藥量，用線裝藥密度Qx表示，即 Qx=qaW D鉆孔直徑 q松動(dòng)爆破單位耗藥量光面爆破的藥包結(jié)構(gòu)以及施工工藝與預(yù)裂爆破基本相同，光面層的爆破一般在主體爆破之后進(jìn)行，起爆可用即發(fā)非電雷管或?qū)П饕?，以達(dá)到同時(shí)齊爆。三三 地下洞室常用的爆破技術(shù)地下洞室常用的爆破技術(shù)（5）光面爆破實(shí)例）光面爆破實(shí)例 光爆孔間距：45cm 光爆孔線裝藥密度：0.15kg/m 單耗：0.9kg/m3 主爆孔間距：1.0m 主爆孔與緩沖孔距

31、離：0.8m三 地下洞室常用的爆破技術(shù)（6）光面爆破實(shí)際效果圖）光面爆破實(shí)際效果圖三 地下洞室常用的爆破技術(shù)孔內(nèi)延時(shí)光面爆破網(wǎng)絡(luò)孔外延時(shí)光面爆破網(wǎng)絡(luò)孔內(nèi)孔外延時(shí)結(jié)合光面爆破網(wǎng)絡(luò)四四 爆破控制爆破控制四 爆破控制 4. 1 爆破控制內(nèi)容爆破控制內(nèi)容 1） 爆碴按用途要求，確保破碎度和獲得率； 2）爆破地震效應(yīng)，確保邊坡穩(wěn)定、建基面巖體完整、新澆砼及附近建（構(gòu)）筑物的質(zhì)量不受損害。 3）邊坡預(yù)裂光爆爆破的質(zhì)量；四 爆破控制4.2 爆破震動(dòng)控制爆破震動(dòng)控制 爆破振動(dòng)控制技術(shù)在國內(nèi)外已非常成熟，對(duì)各類建筑有著嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，爆破振動(dòng)測(cè)試是爆破施工的重要環(huán)節(jié)，一方面爆破的方法和爆破的參數(shù)影響爆破地震的振

32、動(dòng)強(qiáng)度，通過監(jiān)測(cè)指導(dǎo)爆破施工，增進(jìn)爆破施工效率，另一方面確保被保護(hù)物(工區(qū)周圍人員和建筑物)的安全性。 爆破振動(dòng)測(cè)試設(shè)備主要是通過監(jiān)測(cè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的三個(gè)分量值（水平、切向、垂直）、主振頻率及振動(dòng)速度隨時(shí)間的衰減變化曲線。四 爆破控制 (1) 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)目的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)目的 a. 通過對(duì)石方開挖爆破工藝試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)爆破振動(dòng)在地表建構(gòu)筑物確定的地面位置測(cè)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得有效可靠的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。 b.了解和掌握開挖區(qū)域爆破地震波的基本傳播規(guī)律，重要被保護(hù)建筑物和保護(hù)設(shè)備對(duì)爆破地震波的動(dòng)力響應(yīng)特性。監(jiān)測(cè)被保護(hù)建（構(gòu)）物的安全；驗(yàn)證爆破工藝試驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)爆破工藝試驗(yàn)有效進(jìn)行

33、（如保證試驗(yàn)安全、控制試驗(yàn)質(zhì)量、改進(jìn)試驗(yàn)工藝等）。 c.對(duì)爆破試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)估和優(yōu)化。 d.及時(shí)對(duì)爆破振動(dòng)的強(qiáng)度提出控制措施，從而確保地面被保護(hù)建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)性和結(jié)構(gòu)性的安全。 e.提出反饋開挖合理開挖方案和鉆、爆參數(shù)。四 爆破控制 (2) 保護(hù)建筑物地表質(zhì)點(diǎn)振速控制指標(biāo)保護(hù)建筑物地表質(zhì)點(diǎn)振速控制指標(biāo)四 爆破控制序號(hào)序號(hào)保護(hù)對(duì)象類別保護(hù)對(duì)象類別安全允許振速（安全允許振速（cm/s）10Hz10Hz50Hz50Hz100Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋a0.51.00.71.21.11.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物a2.02.52.32.82.73.03鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋a3.04

34、.03.54.54.25.04一般古建筑與古跡b0.10.30.20.40.30.55水工隧道c7156交通隧道c10207礦山巷道c15308水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備0.59新澆大體積混凝土d：齡期：初凝3d2.03.0齡期：3d7d3.07.0齡期：7d28d7.012注1：表列頻率為主振頻率，系指最大振幅所對(duì)應(yīng)波的頻率。注2：頻率范圍可根據(jù)類似工程或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)波形選取。選取頻率時(shí)亦可參考下列數(shù)據(jù)：硐室爆破20Hz；深孔爆破10Hz60Hz；淺孔爆破40Hz100Hz。a、選取建筑物安全允許振速時(shí)，應(yīng)綜合考慮建筑物的重要性、建筑質(zhì)量、新舊程度、自振頻率、地基條件等因素。b、省級(jí)以上（含省

35、級(jí)）重點(diǎn)保護(hù)古建筑與古跡的安全允許振速，應(yīng)經(jīng)專家論證選取，并報(bào)相應(yīng)文物管理部門批準(zhǔn)。c、選取隧道、巷道安全允許振速時(shí)，應(yīng)綜合考慮構(gòu)筑物的重要性、圍巖狀況、斷面大小、深埋大小、爆源方向、地展振動(dòng)頻率等因素。d、非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。 ( 3) 衰減規(guī)律分析衰減規(guī)律分析 爆破振動(dòng)傳播規(guī)律測(cè)試：在爆破區(qū)域布置振動(dòng)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)，第1個(gè)布置在距離爆區(qū)最近10m處，第2至5個(gè)測(cè)點(diǎn)距離爆區(qū)的水平距離分別為25m、50m、80m、140m（測(cè)距可適當(dāng)調(diào)整），測(cè)線布置在爆區(qū)的后沖向，測(cè)試2至3次后統(tǒng)計(jì)出爆破振動(dòng)傳播規(guī)律，后期每層開挖完成后補(bǔ)充監(jiān)測(cè)資料對(duì)爆破振動(dòng)傳播規(guī)律進(jìn)行定

36、期修正，以提高預(yù)報(bào)的正確性。 工程中通常采用以炸藥量和爆心距為主要影響因素的薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)質(zhì)點(diǎn)峰值振速的衰減特性進(jìn)行描述，其表達(dá)式為： V=K（Q1/3/R）式中：Q為最大單響藥量，kg；R為爆心距，m；K為與巖石性質(zhì)、爆破參數(shù)等有關(guān)的因子；為振動(dòng)衰減系數(shù)； 為比例藥量Q1/3/R。采用上式對(duì)多次爆破試驗(yàn)的實(shí)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分別得到水平切向、水平徑向及垂直向爆破振動(dòng)衰減規(guī)律。四 爆破控制四 爆破控制為比例藥量Q1/3/R (4) 爆破單段藥量控制爆破單段藥量控制 獲取K值、值后根據(jù)式(1)推算得到最大單響藥量公式如下： Qmax=R(V允/K)1/3 (2) 式中，Qmax為最大

37、允許單響藥量、kg， V允為控制點(diǎn)處允許的安全振速值。 根據(jù)式(2)，若規(guī)定了允許的安全振速值，且某一點(diǎn)至爆源的距離R已知，則可推算出以該點(diǎn)為控制點(diǎn)的最大允許爆破單響藥量。爆區(qū)不同巖性的爆區(qū)不同巖性的K、 參考值參考值四 爆破控制巖性巖性K K堅(jiān)硬巖石501501.31.5中硬巖石1502501.51.8軟巖石2503501.82.0 振動(dòng)監(jiān)測(cè)波形圖（離爆破區(qū)振動(dòng)監(jiān)測(cè)波形圖（離爆破區(qū)20m） 振動(dòng)監(jiān)測(cè)波形圖（離爆破區(qū)振動(dòng)監(jiān)測(cè)波形圖（離爆破區(qū)100m） 四 爆破控制 (5) 地表質(zhì)點(diǎn)振速控制地表質(zhì)點(diǎn)振速控制 1) 降低單響藥量是控制爆破振動(dòng)最直接、有效的措施，因爆破振動(dòng)強(qiáng)度與藥量成正比關(guān)系。通過

38、采用孔間微差起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單孔單響，其次在裝藥結(jié)構(gòu)上采用間隔裝藥、不隅合裝藥等技術(shù)手段，使單孔藥量減少。最大限度地控制單響藥量，可顯著降低地震波峰值。 控制重點(diǎn)： a. 嚴(yán)格審查爆破設(shè)計(jì)，優(yōu)化起爆網(wǎng)絡(luò)，充分考慮非電毫秒雷管誤差，采用間隔較大的雷管進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，孔內(nèi)孔外延時(shí)結(jié)合爆破網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)計(jì)算各孔起爆時(shí)間，避免串段、重段，同時(shí)應(yīng)考慮單段（組）起爆時(shí)間差小于70ms的爆破地震波峰值疊加問題。 b. 在具有敏感設(shè)備爆破區(qū)（運(yùn)行中發(fā)電設(shè)備等），在控制最大單響藥量同時(shí)控制總裝藥量，長時(shí)間擾動(dòng)易對(duì)敏感設(shè)備造成破壞。四 爆破控制 2) 炸藥能量在最小抵抗線（W）方向的主要表現(xiàn)形式為破碎巖石的位移和空氣沖

39、擊波的傳播，而在反方向的主要表現(xiàn)形式是地震波。即在地質(zhì)、地形條件及爆破參數(shù)相同的條件下，振動(dòng)作用最強(qiáng)烈的方向是最小抵抗線（W）的后方。所以深孔梯段爆破采用V形起爆網(wǎng)絡(luò)，可有效分散和減弱地震波強(qiáng)度。 3) 采用斜孔爆破，使爆破地震波盡可能多的向地心方向傳播，降低面波強(qiáng)度，控制地表質(zhì)點(diǎn)振速。 4) 采用預(yù)裂爆破、打減震孔和挖減震溝，預(yù)裂縫能使爆破地震波大都產(chǎn)生全反射，減震孔及減震溝能部份產(chǎn)生全反射。實(shí)踐表明，預(yù)裂縫降震率可達(dá)到2040%以上，減震孔降震率可達(dá)510%，預(yù)裂爆破已成為控制爆破振動(dòng)強(qiáng)度的有效措施。四 爆破控制四 爆破控制間隔10ms ,爆破振動(dòng)峰值疊加 四 爆破控制重段 4.3 震動(dòng)監(jiān)

40、測(cè)技術(shù)震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)四 爆破控制動(dòng)態(tài)記錄儀遠(yuǎn)程距離實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)無線震動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備沖擊波及地震波監(jiān)測(cè)設(shè)備四 爆破控制炮被覆蓋炮被+布魯克網(wǎng)覆蓋水平預(yù)裂孔裝藥水平預(yù)裂孔裝藥、聯(lián)網(wǎng) 4.4 建基面質(zhì)量控制措施建基面質(zhì)量控制措施 建基面巖體質(zhì)量及超欠挖的質(zhì)量指標(biāo)，一般為超欠挖在20cm內(nèi)，建基面無明顯爆破裂隙、巖石抗壓強(qiáng)度損失不超過規(guī)定要求。 建基面質(zhì)量通過嚴(yán)格控制保護(hù)層鉆爆來實(shí)現(xiàn)，保護(hù)層鉆爆，目前主要有下述方法： (1) 常規(guī)分層鉆爆法常規(guī)分層鉆爆法 保護(hù)層的常規(guī)分層鉆爆，通常用手風(fēng)鉆對(duì)保護(hù)層自上而下分層進(jìn)行鉆爆, 每層鉆孔前，均發(fā)生用大量人力對(duì)鉆孔場(chǎng)地進(jìn)行清理，最后一層鉆孔至建基面或距建基面小于20c

41、m范圍。這個(gè)方法人力用量大、成本消耗大、工期耗用多。 (2) 水平預(yù)裂法與水平光爆法水平預(yù)裂法與水平光爆法 水平預(yù)裂或水平光爆一次性爆除保護(hù)層巖體，質(zhì)量好、進(jìn)度快、成本低，是常用方法。四 爆破控制 （3）柔性墊層法柔性墊層法 柔性墊層法爆除保護(hù)層巖體，是目前采用的先進(jìn)方法之一，但是孔底下部仍有一定的破壞深度，且建基面平整度難以控制。 （4）柔性墊層與水平光爆相結(jié)合法柔性墊層與水平光爆相結(jié)合法 即柔性墊層的炮孔孔底距建基面一定距離，柔性墊層爆破并挖碴后，對(duì)余下的保護(hù)層用手風(fēng)鉆造水平孔或近似的緩傾角鉆孔，一次鉆爆至建基面，確保建基面的質(zhì)量。四 爆破控制五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)

42、五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)開挖形式開挖形式適用條件適用條件特點(diǎn)特點(diǎn)由洞外向洞內(nèi)開挖洞口施工條件好；洞外有良好的通道；地質(zhì)條件較差，洞口先支護(hù)穩(wěn)定后，步步為營向洞內(nèi)掘進(jìn)必須先處理好洞口邊坡；通風(fēng)散煙條件好。由洞內(nèi)向洞外開挖洞口有建筑物或施工干擾；洞口無場(chǎng)外道路；洞口在水下；地質(zhì)條件較差時(shí)，有時(shí)也用該方法；洞口明挖量大，工期不允許等待洞口處理完畢再進(jìn)洞；旁側(cè)有條件開挖施工支洞。減少洞外施工干擾；避開洞外水下作業(yè)或洞外減少大工程量的擋水圍堰；由洞內(nèi)向洞外逐步加固可減少邊坡滑塌的因素；通風(fēng)條件差，運(yùn)距可能會(huì)增加。1 1、地下洞室常規(guī)開挖

43、施工程序、地下洞室常規(guī)開挖施工程序1）洞口開挖）洞口開挖五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)2）洞室開挖施工工藝流程見如如右右框框圖：圖：五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 2、工藝要求及作業(yè)方法、工藝要求及作業(yè)方法 對(duì)洞口段10m范圍，采用短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破，一般進(jìn)尺為0.81.0m，以防止爆破震動(dòng)造成洞頂山坡和洞口巖石發(fā)生震裂、松動(dòng)和塌方。進(jìn)洞10m以后，根據(jù)各斷面形式，采用不同的開挖方法。根據(jù)開挖斷面的大小，確定開挖設(shè)備的型號(hào)及施工人數(shù)。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （1）爆破設(shè)計(jì)）爆破設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)情況、爆破器材性能及鉆孔機(jī)具等條件初

44、步確定光爆孔間距、線裝藥密度、緩沖孔及主爆孔間距、單耗、鉆孔深度、掏槽方式、聯(lián)網(wǎng)方式等。掏槽孔爆破是隧道、洞室爆破的關(guān)鍵技術(shù)，其排列方式有很多種，歸納起來可分成斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。掏槽孔比其它炮孔加深1520cm，藥量增加15%20%。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （2）爆破試驗(yàn)）爆破試驗(yàn) 在進(jìn)行洞身開挖之前，要進(jìn)行爆破開挖試驗(yàn)，以確定炸藥的單耗量及爆破效率，及爆破震動(dòng)、爆破對(duì)鄰近建筑物的影響等。 爆破試驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)包括炮孔布置（主要指掏槽孔和周邊孔）、鉆孔深度、裝藥量以及起爆網(wǎng)絡(luò)和爆破器材的選用等。鉆孔、裝藥、起爆等相關(guān)技術(shù)參數(shù)按各洞室開挖支護(hù)施工措施執(zhí)行。試驗(yàn)過程

45、中，從布孔鉆孔到爆后效果分析的每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)都必須認(rèn)真做好記錄，以利分析比較和改進(jìn)。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)（3）測(cè)量放樣）測(cè)量放樣對(duì)于網(wǎng)絡(luò)控制測(cè)量，根據(jù)業(yè)主給定的網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)，測(cè)量人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)進(jìn)行加密，使測(cè)量網(wǎng)絡(luò)延伸到施工區(qū)域附近。洞室開挖時(shí)，將洞口附近的網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)延伸至洞口，沿隧洞軸線作導(dǎo)線控制測(cè)量。（4）開挖鉆孔前的準(zhǔn)備工作）開挖鉆孔前的準(zhǔn)備工作場(chǎng)地已進(jìn)行了平整。圍巖的危石已進(jìn)行了處理。供風(fēng)、供水、供電線路延伸到工作面。鉆孔開挖設(shè)備已做好檢修。技術(shù)員對(duì)各班操作手進(jìn)行技術(shù)交底，技術(shù)交底的內(nèi)容包括：工作面部位；所開挖的隧洞、洞室的結(jié)構(gòu)尺寸；開挖爆破參數(shù)，包括孔深、

46、孔距；造孔的技術(shù)要求。并對(duì)鉆進(jìn)設(shè)備的操作性能及注意事項(xiàng)進(jìn)行交底。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （5）鉆孔）鉆孔根據(jù)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的該部位施工措施中的爆破孔布置圖，用多臂鉆或手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，由熟練的多臂鉆機(jī)長或手風(fēng)鉆操作手進(jìn)行鉆孔作業(yè)。1）鉆孔要求“平、直、齊”，周邊孔偏差不大于5cm，爆破孔偏差不大于10cm。 2）炮孔的底孔應(yīng)落在爆破圖規(guī)定的平面上，炮孔孔徑應(yīng)符合報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)要求，多臂鉆孔徑為F50mm，手風(fēng)鉆孔徑為F45mm。3）炮孔裝藥之前，監(jiān)理和質(zhì)檢員對(duì)掌子面上的炮孔進(jìn)行檢查，如有遺漏，則要補(bǔ)鉆；并對(duì)周邊光爆孔進(jìn)行仔細(xì)檢查，以控制欠挖和過量超挖。對(duì)炮孔的

47、各項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)合格后，方可裝藥。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （6）裝藥、連線、起爆）裝藥、連線、起爆 裝藥、連線完成監(jiān)理檢查驗(yàn)收后簽發(fā)準(zhǔn)爆證。 （7）通風(fēng)散煙及噴水除塵）通風(fēng)散煙及噴水除塵 （8）安全處理）安全處理 通風(fēng)、灑水除塵之后，進(jìn)行爆破后檢查，包括有無啞炮及四周圍巖的安全處理，以確保進(jìn)洞人員和設(shè)備的安全。 （9）出渣、清底）出渣、清底 （10）支護(hù)）支護(hù)3 3. 洞挖主要施工缺陷洞挖主要施工缺陷 1）鉆孔偏斜較大 2）超欠挖大，洞壁欠挖影響襯砌斷面尺寸和結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定 3）半孔率低 控制措施：控制措施： 1）選擇性能優(yōu)良合適鉆機(jī) 2）放點(diǎn)后逐一檢查，實(shí)行開孔許可證 3）

48、設(shè)后視點(diǎn)，校正鉆孔方向 4）縮短進(jìn)尺 5）改進(jìn)鉆爆臺(tái)車設(shè)計(jì)，方便操作鉆機(jī) 6）優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，調(diào)整孔間距、線狀藥密度、聯(lián)網(wǎng)方式等 7）建立考核機(jī)制，促進(jìn)操作工人質(zhì)量意識(shí)。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 4、新奧法施工、新奧法施工 新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱,它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ),將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法。 4.1 新奧法施工特點(diǎn)新奧法施工特點(diǎn) （1）及時(shí)性）及時(shí)性 新奧法施工采用噴錨支護(hù)為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，阻止圍巖進(jìn)入松動(dòng)的狀態(tài)，在必要的情況下可以

49、進(jìn)行超前支護(hù)，在隧洞爆破后立即施工以錨噴混凝土支護(hù)能有效地制止巖層變形的發(fā)展，并控制應(yīng)力降低區(qū)的伸展而減輕支護(hù)的承載，增強(qiáng)巖層的穩(wěn)定性。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （2）封閉性）封閉性 由于噴錨支護(hù)能及時(shí)施工，而且是全面密粘的支護(hù)，因此能及時(shí)有效地防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護(hù)原有巖體強(qiáng)度。隧洞開挖后，圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫，加上原有地質(zhì)構(gòu)造上的裂縫，隨時(shí)都有可能產(chǎn)生變形或塌落。當(dāng)噴射混凝土支護(hù)以較高的速度射向巖面。很好的充填圍巖的裂隙，節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強(qiáng)度。同時(shí)噴錨支護(hù)起到了封閉圍巖的作用，隔絕了水和空氣同巖層的接

50、觸，使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開，導(dǎo)致圍巖失去穩(wěn)定。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （3）粘結(jié)性）粘結(jié)性 噴錨支護(hù)同圍巖能全面粘結(jié)。 （4）柔性）柔性 新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護(hù)為主要支護(hù)手段，因錨桿噴射混凝土支護(hù)能夠形成柔性薄層，與圍巖緊密粘結(jié)的可縮性支護(hù)結(jié)構(gòu)，允許圍巖有一定的協(xié)調(diào)變形，可以和圍巖共同產(chǎn)生變形，在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，并能有效控制允許圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮。另一方面，噴錨支護(hù)在與圍巖共同變形中受到壓縮，對(duì)圍巖產(chǎn)生越來越大的支護(hù)反力，能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形，防止圍巖發(fā)生松動(dòng)破壞。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)

51、地下洞室開挖施工技術(shù) 4.2新奧法理論要點(diǎn)及施工要點(diǎn)新奧法理論要點(diǎn)及施工要點(diǎn)（1）新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別,充分利用圍巖的自穩(wěn)能力傳統(tǒng)方法認(rèn)為圍巖是一種荷載，應(yīng)用厚壁混凝土加以支護(hù)松動(dòng)圍巖。而新奧法認(rèn)為圍巖是一種承載機(jī)構(gòu)，構(gòu)筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)（以噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成支撐環(huán)，來承受壓力，并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定，而不致松動(dòng)破壞。達(dá)到充分利用圍巖的自穩(wěn)能力。新奧法將圍巖視為隧洞承載構(gòu)件的一部分，因此采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對(duì)圍巖的震動(dòng)，以保全其整體性。同時(shí)注意隧洞表面盡可能平滑，避免局部應(yīng)力集中。新奧法將錨桿、噴射混凝土適當(dāng)進(jìn)行組合，形

52、成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖，使噴射層與圍巖緊密結(jié)合，形成圍巖-支護(hù)系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （2）適時(shí)支護(hù)）適時(shí)支護(hù) 允許圍巖有一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強(qiáng)度。圍巖的變形是控制在一定范圍內(nèi)的，必須避免圍巖變形過大，從而導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度的削弱以致引起垮落、失穩(wěn)。 （3）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)）加強(qiáng)監(jiān)測(cè) 在施工過程中對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并用監(jiān)測(cè)結(jié)果修改初步設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。量測(cè)的結(jié)果可以作為施工現(xiàn)場(chǎng)分析參數(shù)和修改設(shè)計(jì)的依據(jù)，因而能夠預(yù)見事故和險(xiǎn)情，以便及時(shí)采取措施，

53、防患于未然。由上所述，新奧法的支護(hù)原則是：圍巖不僅是載物體，而且是承載結(jié)構(gòu)；圍巖承載圈和支護(hù)體組成圍巖的統(tǒng)一體，是一個(gè)力學(xué)體系。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 5 、主要支護(hù)手段與施工順序、主要支護(hù)手段與施工順序 （1）開挖 開挖作業(yè)的內(nèi)容依次包括：鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、出渣等。開挖作業(yè)與一次支護(hù)作業(yè)同時(shí)交叉進(jìn)行，為保護(hù)圍巖的自身支撐能力，第一次支護(hù)工作應(yīng)盡快進(jìn)行。 根據(jù)地質(zhì)條件和斷面形狀盡量采用全斷面開挖，地質(zhì)條件較差時(shí)可以采用分塊多次開挖。如導(dǎo)洞法、臺(tái)階法、分區(qū)開挖、預(yù)留核心柱法等，一次開挖長度應(yīng)根據(jù)巖質(zhì)條件和開挖方式確定。巖質(zhì)條件好時(shí)，長度可大一些，巖質(zhì)條件差時(shí)長度可小

54、一些。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)導(dǎo)洞預(yù)留保護(hù)層開挖五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) （2）支護(hù) 第一次支護(hù)作業(yè)包括：一次噴射混凝土、打錨桿、掛網(wǎng)、立鋼拱架、復(fù)噴混凝土，在隧洞開挖后，應(yīng)盡快地噴一層薄層混凝土（3-5mm）。 按一定系統(tǒng)布置錨桿，加固深度圍巖，在圍巖內(nèi)形成承載拱，由噴層、錨桿及巖面承載拱構(gòu)成外拱，起臨時(shí)支護(hù)作用，同時(shí)又是永久支護(hù)的一部分。復(fù)噴后應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度（一般為10-15mm）,并要求將錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架等覆裹在噴射混凝土內(nèi)。完成第一次支護(hù)的時(shí)間非常重要，一般情況應(yīng)在開挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間的二分之一時(shí)間內(nèi)完成。目前的施工經(jīng)驗(yàn)是松散圍巖應(yīng)在爆破后

55、三小時(shí)內(nèi)完成，主要由施工條件決定。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 1）錨桿按錨固型式分全長黏結(jié)型（水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿）、端頭錨固型（脹殼式、倒楔式）、摩擦型。 水泥卷及樹脂錨桿可達(dá)快速錨固作用，適用對(duì)洞室開挖隨機(jī)錨桿及破碎巖體的快速支護(hù)。 端頭錨固型可快速錨固巖體。 2）錨桿按受力狀態(tài)分張拉型、非張拉型 張拉錨桿對(duì)有層狀節(jié)理面，通過張拉錨桿達(dá)到加固巖體的作用 預(yù)應(yīng)力錨索主要應(yīng)用大型洞室深層巖體穩(wěn)定。 3）管式錨桿和自鉆式注漿錨桿，在巖石破碎容易塌孔使用該類型錨桿五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)自鉆注漿錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿中空注漿錨桿五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室

56、開挖施工技術(shù) 4）超前錨桿 爆破前，將超前錨桿打入掘進(jìn)前方穩(wěn)定巖體內(nèi)，末端支撐在拱部圍巖內(nèi)專為超前錨桿提供支點(diǎn)的徑向懸吊錨桿，或與支撐在作為支護(hù)的結(jié)構(gòu)錨桿上，使其起到支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)拱部上方巖體，有效約束圍巖在爆破后的一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生松弛和坍塌。 5）錨筋樁 錨筋樁主要對(duì)邊坡，隧洞，壩體進(jìn)行主動(dòng)加固。錨筋樁作為深入地層的受拉構(gòu)件，它一端與工程構(gòu)筑物連接，另一端深入地層中其功能是將錨固體與巖層的粘結(jié)摩擦作用增大，增加錨固體的承壓作用，將自由段的拉力傳至巖體深處。 錨筋樁一般采用長9m的3根或5根直徑32mm的鋼筋焊接組成。施工時(shí)在巖石或土質(zhì)邊坡上鉆孔，將注漿管與錨筋樁綁扎后一起插入孔中，利用注

57、漿管全孔一次灌注水泥漿液。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 6）錨桿控制要點(diǎn)： 錨桿長度：通過驗(yàn)收孔深，無損檢測(cè)控制。 錨桿方向：對(duì)施工期安全尤為重要，作業(yè)工人手風(fēng)鉆作業(yè)時(shí)造孔方向水平向容易操作，而錨桿方向應(yīng)垂直開挖輪廓線，或穿過不利節(jié)理裂隙面。 錨桿錨固劑密實(shí)度：除隨機(jī)錨桿外，盡量采用注漿型式，錨固劑（樹脂和水泥卷）應(yīng)重點(diǎn)控制錨固劑按使用說明書施工并保證填充數(shù)量。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 7）鋼支撐 鋼構(gòu)架支撐有格柵構(gòu)架和型鋼構(gòu)架兩類 在洞口、岔洞段、軟弱破碎巖體部位根據(jù)需要使用鋼支撐加固巖體避免坍塌。 鋼支撐構(gòu)件應(yīng)與圍巖結(jié)合緊密，通過鎖腳錨桿和噴混凝土形

58、成拱肋 8）超前灌漿 在軟弱、破碎地層中鑿空后極易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或者結(jié)構(gòu)斷面較大時(shí)，采取超前小導(dǎo)管灌漿配合鋼拱架使用。在條件允許時(shí)，也可在地面進(jìn)行超前注漿加固；在有導(dǎo)洞時(shí)，也可在導(dǎo)洞內(nèi)對(duì)隧洞周邊進(jìn)行徑向注水泥漿或水泥水玻璃漿液、化學(xué)漿液(聚氨酯類、丙烯酰胺類)加固。 五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)鋼拱架安裝五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)（3）監(jiān)測(cè)）監(jiān)測(cè)在安裝錨桿的同時(shí)，在圍巖和支護(hù)中埋設(shè)儀器或測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行圍巖位移和應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量：依據(jù)測(cè)量得到的信息來了解圍巖的動(dòng)態(tài)，以及支護(hù)抗力與圍巖的相適應(yīng)程度。一次支護(hù)后，在圍巖變形趨于穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)行第二次支護(hù)和封底

59、，即永久性的支護(hù)（或是補(bǔ)噴射混凝土，或是澆注混凝土內(nèi)拱），起到提高安全度和整個(gè)支護(hù)承載能力增強(qiáng)的作用，而此支護(hù)時(shí)機(jī)可以由監(jiān)測(cè)結(jié)果得到。新奧法的基本思想是充分利用圍巖的自穩(wěn)能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)加監(jiān)控來指導(dǎo)地下工程的設(shè)計(jì)與施工。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù)（4）施工的基本原則）施工的基本原則1） 管超前：指采用超前小導(dǎo)管注漿防護(hù)，實(shí)際上就是采用超前支護(hù)的各種手段，提高掌子面的穩(wěn)定性，防止圍巖松弛和坍塌；2）嚴(yán)注漿：指在導(dǎo)管超前支護(hù)后，立即進(jìn)行壓注水泥漿或其它化學(xué)漿液，填充

60、圍巖空隙，使隧道周圍形成一個(gè)具有一定強(qiáng)度的殼體，以增強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)能力；3）短開挖：指一次注漿，多次開挖，即限制一次進(jìn)尺的長度，減少對(duì)圍巖的松弛；4）強(qiáng)支護(hù)：指在淺埋的松軟地層中施工，初期支護(hù)必須十分牢固，具有較大的剛度，以控制開挖初期的變形；5） 快封閉：指在臺(tái)階法施工中，如上臺(tái)階過長時(shí)，變形增加較快，為及時(shí)控制圍巖松弛，必須采用臨時(shí)仰拱封閉，開挖一環(huán)，封閉一環(huán)，提高初期支護(hù)的承載能力；6）勤量測(cè)：指對(duì)隧道施工過程進(jìn)行經(jīng)常性的量測(cè)，掌握施工動(dòng)態(tài)，及時(shí)反饋，是淺埋暗挖法施工成敗的關(guān)鍵。五五 地下洞室開挖施工技術(shù)地下洞室開挖施工技術(shù) 6、不良地質(zhì)條件預(yù)加固和預(yù)支護(hù)技術(shù)、不良地質(zhì)條件預(yù)加固和預(yù)支護(hù)技