隧道施工工藝和施工技術(shù)

隧道工程主講教師:曹志軍第七章隧道施工工藝與施工技術(shù)第一節(jié)圍巖預(yù)支護（預(yù)加固）第二節(jié)隧道掘進方式及隧道爆破施工技術(shù)第三節(jié)裝碴與運輸?shù)谒墓?jié)初期支護第五節(jié)超前地質(zhì)預(yù)報與監(jiān)控量測第七節(jié)模筑襯砌第八節(jié)輔助坑道第六節(jié)防排水施工§1圍巖預(yù)支護（預(yù)加固）

——輔助穩(wěn)定措施

§1圍巖預(yù)支護（預(yù)加固）

隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施有：六、機械預(yù)切槽法五、水平旋噴預(yù)支護四、超前深孔帷幕注漿三、超前注漿小導管一、超前錨桿二、管棚§1圍巖預(yù)支護（預(yù)加固）一、超前錨桿2．性能特點及適用條件

1．構(gòu)造組成3．設(shè)計、施工要點1．構(gòu)造組成超前錨桿是沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方一定范圍內(nèi)安裝的斜向錨桿。2．性能特點及適用條件錨桿超前支護的柔性較大，整體剛度較小。它主要適用于應(yīng)力不太大，地下水較少的破碎、軟弱圍巖的隧道工程中，如裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無顯著偏壓的隧道。且一般與系統(tǒng)錨桿同時使用，形成聯(lián)合支護。采用風槍、鑿巖機或?qū)Ｓ玫腻^桿臺車鉆孔，錨固劑或砂漿錨固，其工藝簡單、工效高。應(yīng)力較大的嚴重破碎圍巖中，超前錨桿的后期支護剛度就有些不足，不宜使用。3．設(shè)計、施工要點

(1)超前錨桿的長度、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)，應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工斷面大小、開挖循環(huán)進尺和施工條件而定。一般超前長度為循環(huán)進尺的3—5倍，環(huán)向間距采用0.3—1.0m；外插角宜用10°—30°；搭接長度宜為超前長度的40％一60％左右，即大致形成雙層或雙排錨桿。(2)超前錨桿宜用早強砂漿全粘結(jié)式錨桿，錨桿材料可用不小于φ22mm的螺紋鋼筋。(3)超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10cm,外插角不超過1°—2°錨入長度不小于設(shè)計長度的96％。

3．設(shè)計、施工要點(4)開挖時應(yīng)注意保保留前方有一定定長度的錨固區(qū)區(qū)，以使超前錨錨桿的前端有一一個穩(wěn)定的支點點。其尾端應(yīng)盡盡可能多的與系系統(tǒng)錨桿及鋼筋筋網(wǎng)焊連。若掌掌子面出現(xiàn)滑坍坍現(xiàn)象，則應(yīng)及及時噴射混凝土土封閉開挖面，，并盡快打入下下一排超前錨桿桿，然后才能繼繼續(xù)開挖。下一一循環(huán)的開挖應(yīng)應(yīng)考慮適當縮短短掘進循環(huán)進尺尺。(5)開挖后應(yīng)及時噴噴射混凝土，并并盡快封閉環(huán)形形初期支護。(6)開挖過程中應(yīng)密密切注意觀察錨錨桿變形及噴射射混凝土層的開開裂、起鼓等情情況，以掌握圍圍巖動態(tài)，及時時調(diào)整開挖及支支護參數(shù)，如遇遇地下水時，則則可鉆孔引排。。二、管棚（一）構(gòu)造組成成（二）性能特點點及適用條件（三）設(shè)計、施施工要點管棚實例：采用長度小于10m的鋼管，稱為短短管棚；采用長度為10——45m且較粗的鋼管，，稱為長管棚。。（一）構(gòu)造組成成管棚是利用沿開挖輪輪廓線、以較小小的外插角、向向開挖面前方打打入的鋼管或鋼鋼板與鋼拱架構(gòu)構(gòu)成的一種鋼管管棚架或鋼板棚棚架，簡稱“管棚”或“板棚”。板棚采用的鋼插插板長度一般不不超過10m。（二）性能特點點及適用條件管棚因采用鋼管管或鋼插板作縱縱向預(yù)支撐，又又采用鋼拱架作作環(huán)向支撐，其其整體剛度較大，，對圍巖變形的的限制能力較強強，且能提前承承受早期圍巖壓壓力。因此管棚主要要適用于圍巖壓力力來得快來得大大、對圍巖變形形及地表下沉有有較嚴格要求的的軟弱、破碎圍圍巖隧道工程中中，如土砂質(zhì)地層、、強膨脹性地層層、強流變性地地層、裂隙發(fā)育育的巖體、斷層層破碎帶、淺埋埋有顯著偏壓等等圍巖的隧道中中。若有地下水但水水量不大，可減小鋼管環(huán)環(huán)向間距，減小小鋼拱架縱向間間距，加密管棚棚；若水量較大，采用鋼插板封封閉圍巖更為有有效；若水量較大且水水壓力較大，則可將管棚與與注漿相結(jié)合，，形成超前小導導管注漿方能奏奏效。短管棚一次超前量少，，基本上與開挖挖作業(yè)交替進行行，占用循環(huán)時時間較多，但鉆鉆孔安裝或頂入入安裝較容易。。長管棚一次超前量大，，雖然增加了單單次鉆孔或打入入長鋼管的作業(yè)業(yè)時間，但減少少了安裝鋼管的的次數(shù)，減少了了與開挖作業(yè)之之間的干擾。在在長鋼管的有效效超前區(qū)段內(nèi)，，基本上可以進進行連續(xù)開挖，，也更適于采用用大中型機械進進行大斷面開挖挖。（三）設(shè)計、施施工要點(1)超前管棚支護結(jié)結(jié)構(gòu)一般按松弛弛荷載理論進行行設(shè)計。在設(shè)計計中，要充分考考慮地質(zhì)、周邊邊環(huán)境、隧道開開挖斷面、埋深深以及開挖方法法等，決定管棚棚的配置、形狀狀、施工范圍、、管棚間隔及斷斷面等。(2)管棚的各項技術(shù)術(shù)參數(shù)要視圍巖巖地質(zhì)條件和施施工條件而定。。長管棚長度不不宜小于10m,一般為10—45m；管徑70—180mm，孔徑比管徑大大20—30mm，環(huán)向間距0.2—0.8m；外插角1°—2°。(3)兩組管棚間的縱縱向搭接長度不不小于1.5m;鋼拱架常采用工工字鋼拱架或格格柵鋼架。(4)鋼拱架應(yīng)安裝穩(wěn)穩(wěn)固，其垂直度度允許誤差為±2°,中線及高程允許許誤差為±5cm。(5)鋼管應(yīng)從工字鋼鋼腹板圓孔穿過過，或穿過花鋼鋼拱架的腹筋；；鉆孔方向應(yīng)用用測斜儀檢查控控制，鉆孔平面面誤差不大于15cm,角度誤差不大于于0.5°，鋼管不得侵入入開挖輪廓線。。(6)第一節(jié)鋼管前端端要加工成尖錐錐狀，以利導向向插入。要打一一眼，裝一管，，由上而下順序序安裝。(7)長鋼管應(yīng)用4——6m的管節(jié)逐段接長長，打入一節(jié)，，再連接后一節(jié)節(jié)，連接頭應(yīng)采采用厚壁管箍，，上滿絲扣，絲絲扣長度不應(yīng)小小于15cm；為保證受力的的均勻性，鋼管管接頭應(yīng)縱向錯錯開。一般按編編號，偶數(shù)第一一節(jié)用4m，奇數(shù)第一節(jié)用用6m，以后各節(jié)均采采用6m。(8)當需增加管棚剛剛度時，可在安安裝好的鋼管內(nèi)內(nèi)注入水泥砂漿漿，一般在第一一節(jié)管的前段管管壁交錯鉆10—15mm孔若干，以利排排氣和出漿，或或在管內(nèi)安裝出出氣導管，漿注注滿后方可停止止壓注。水泥砂砂漿應(yīng)用牛角泵泵或其他能滿足足要求的設(shè)備灌灌注。砂漿標號號可用C20-C30，并適當加大灰灰砂比(9)鉆孔時如出現(xiàn)卡卡鉆或坍孔，應(yīng)應(yīng)注漿后再鉆，，有些土質(zhì)地層層則可直接將鋼鋼管頂入。管棚實例：三、超前注漿小小導管（一）構(gòu)造組成成（二）性能特點點及適用條件（三）小導管布布置和安裝（四）注漿材料料（五）注漿（一）構(gòu)造組成成自進式注漿錨桿桿幾點改進：其一是它在小導導管的前端焊接接了一個簡易的的一次性鉆頭或或尖端，從而將將鉆孔和頂管同同時完成，縮短短了導管安裝時時間，尤其適用用于鉆孔易坍塌塌的地層；其二是對于可以以采用水泥漿的的地層，它改用用水泥砂漿作為為膠結(jié)材料，可可進一步降低造造價；其三是它的管體體采用波紋或變變徑外形，以增增加粘結(jié)和錨固固力，增強了加加固效果（二）性能特點點及適用條件作為軟弱破碎圍圍巖條件下隧道道施工的一項特特殊措施，超前前小導管注漿作作業(yè)只能在隧道道內(nèi)進行，即小小導管安裝和注注漿作業(yè)都要進進入洞內(nèi)施工作作業(yè)循環(huán)，因而而占用較多的洞洞內(nèi)作業(yè)循環(huán)時時間，不利于提提高施工速度。。漿液被壓注到巖巖體裂隙中并硬硬化后，不僅將將巖塊或顆粒膠膠結(jié)為整體起到到了加固作用，，而且填塞了裂裂隙，阻隔了地地下水向坑道滲滲流的通道，起起到了堵水作用用。但超前小導管注注漿對圍巖加固固的范圍和加固固處理的程度是是有限的，注漿漿壓力較低。因此，超前小導導管注漿主要適適用于滲透系數(shù)數(shù)較大的無地下下水或水量和壓壓力較小的一般般軟弱破碎巖體體的地層條件。。若用于滲透性性差的地層，則則容易形成“跑跑漿”，即漿液液沿管外與孔壁壁之間形成回流流。（三）小導管布布置和安裝(1)小導管鉆孔安裝裝前，應(yīng)對開挖挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴噴射5—10cm厚的混凝土封閉閉。(2)小導管一般采用用φ32mm的焊接管或φ40mm的無縫鋼管制作作，長度宜為3—6m，前端做成尖錐錐形，前段管壁壁上每隔10～20cm交錯鉆眼，眼孔孔直徑宜為6—8mm。(3)鉆孔直徑應(yīng)較管管徑大20mm以上，環(huán)向間距距應(yīng)按地層條件件而定，一般采采用20—50cm;外插角應(yīng)控制在在10°—30°°之間，一般采用用15°。(4)極破碎圍巖或處處理坍方時可采采用雙排管；地地下水豐富的松松軟層，可采用用雙排以上的多多排管；大斷面面或注漿效果差差時，可采用雙雙排管。(5)小導管插入后應(yīng)應(yīng)外露一定長度度，以便連接注注漿管，并用塑塑膠泥將導管周周圍孔隙封堵密密實。（四）注漿材料料1．注漿材料種類類及適用條件3.注漿材料的配比比2.注漿材料選擇1．注漿材料種類類及適用條件水泥漿液化學漿液適用粗砂、礫砂砂、大裂隙巖石石等孔隙直徑大大于0.2mm的地基加固。400號以上的普通硅硅酸鹽水泥，超細水泥可適用于細砂等等地基以水玻璃（Na2O·nSi02）為主劑的漿液液以紙漿廢液木質(zhì)質(zhì)素（木胺）為為主劑以丙烯酸胺（聚聚胺酯）為主劑劑可適用于滲透性性小的地基注漿材料按漿液液組成可分為單單液和雙液。2.注漿材料選擇注漿材料的選擇擇主要應(yīng)考慮被被加固地層滲透透條件。應(yīng)先對對被加固圍巖進進行土力學試驗驗，包括滲透系系數(shù)、土顆粒組組成、孔隙率、、飽和度、密度度、pH值、剪切和抗壓壓強度等。必要要時應(yīng)做現(xiàn)場抽抽水試驗和注漿漿試驗，采用適適用的注漿材料料，并確定更為為合理的注漿壓壓力、單孔注漿漿擴散半徑等參參數(shù)。(1)在斷層破碎帶及及砂卵石地層（（裂隙寬度或顆顆粒粒徑大于1mm,滲透系數(shù)k≥5×10-4m/s）等強滲透性地地層中，應(yīng)采用料源廣廣且價格便宜的的注漿材料。一一般對于無水的的松散地層，宜宜優(yōu)先選用單液液水泥漿；對于于有水的強滲透透地層，則宜選選用水泥—水玻璃雙漿液，，以控制注漿范范圍。(2)斷層帶帶，當當裂隙隙寬度度（或或粒徑徑）小小于1mm，或滲滲透系系數(shù)k≥10-5m/s時，注漿材材料宜宜優(yōu)先先選用用水玻玻璃類類和木木胺類類漿液液。（（單一一水玻玻璃漿漿液比比較適適用黃黃土類類地層層的加加固。。在黃黃土類類土中中水玻玻璃較較易滲滲透入入土孔孔隙，，與土土中的的鈣質(zhì)質(zhì)相互互作用用形成成凝膠膠，而而使土土顆粒粒膠結(jié)結(jié)成整整體。。）(3)細、粉粉砂層層、細細小裂裂隙巖巖層及及斷層層地段段等弱弱滲透透地層層中，，宜選用用滲透透性好好、低低毒及及遇水水膨脹脹的化化學漿漿液，，如水水玻璃璃（主主劑））—氯化鈣鈣、水水玻璃璃（主主劑））—水泥、、水玻玻璃（（主劑劑）—鋁酸鈉鈉、聚聚胺酯酯類，，或超超細水水泥漿漿等。。對于受受瀝青青、油油脂、、石油油化合合物等等浸透透的土土以及及地下下水pH值大于于9的土不不宜采采用硅硅化法法加固固。(4)對于不不透水水的粘粘土層層，則宜選選用水水玻璃璃或聚聚胺酯酯類化化學漿漿液采采用高高壓劈劈裂注注漿。。3.注漿材材料的的配比比注漿材材料的的配比比應(yīng)根根據(jù)地地層情情況和和膠凝凝時間間要求求，并并經(jīng)過過試驗驗而定定：(1)采用水水泥漿漿液時時，水水灰比比可采采用0.5:1—2：1，需縮縮短凝凝結(jié)時時間時時，可可加入入氯鹽鹽、三三乙醇醇胺速速凝劑劑。(2）采用用水泥泥—水玻璃璃漿液液時，，水泥泥漿的的水灰灰比可可用0.5：1—1.5：1；水玻玻璃濃濃度為為25－40°°Be，水泥泥漿與與水玻玻璃的的體積積比宜宜為1：1—1:0.3。（五））注漿漿(1)注漿設(shè)設(shè)備應(yīng)應(yīng)性能能良好好，工工作壓壓力應(yīng)應(yīng)滿足足注漿漿壓力力要求求，并并應(yīng)進進行現(xiàn)現(xiàn)場試試驗運運轉(zhuǎn)。。(2)小導管管注漿漿的孔孔口最最高壓壓力應(yīng)應(yīng)嚴格格控制制在允允許范范圍內(nèi)內(nèi)，以以防壓壓裂開開挖面面，注注漿壓壓力一一般為為0.5—1.0MPa，止?jié){漿塞應(yīng)應(yīng)能經(jīng)經(jīng)受注注漿壓壓力。。注漿漿壓力力與地地層條條件及及注漿漿范圍圍要求求有關(guān)關(guān)，一一般要要求單單管注注漿能能擴散散到管管周0.5—1.0m的半徑徑范圍圍內(nèi)。。(3)要控制制注漿漿量，，即每每根導導管內(nèi)內(nèi)已達達到規(guī)規(guī)定注注入量量時就就可結(jié)結(jié)束；；若孔孔口壓壓力已已達到到規(guī)定定壓力力值，，但注注入量量仍不不足時時，亦亦應(yīng)停停止注注漿。。(4)注漿結(jié)結(jié)束后后，應(yīng)應(yīng)做一一定數(shù)數(shù)量的的鉆孔孔檢查查或用用聲波波探測測儀檢檢查注注漿效效果，，如未未達到到要求求，應(yīng)應(yīng)進行行補注注漿。。(5)注漿后后應(yīng)視視漿液液種類類，等等待4h(水泥—水玻璃璃漿））——8h(水泥漿漿）方方可開開挖，，開挖挖長度度不宜宜太長長，以以保留留一定定長度度的止止?jié){墻墻（亦亦即超超前注注漿的的最短短超前前量））。超前深深孔帷帷幕注注漿是在開開挖前前，先先用噴噴射混混凝土土將開開挖面面和一一定范范圍內(nèi)內(nèi)的坑坑道周周邊巖巖面封封閉，，然后后沿坑坑道周周邊輪輪廓向向前方方圍巖巖內(nèi)打打入帶帶孔長長鋼管管，并并通過過長鋼鋼管向向圍巖巖內(nèi)壓壓注起起膠結(jié)結(jié)作用用的漿漿液，，待漿漿液硬硬化后后，坑坑道周周圍巖巖體就就可形形成較較大范范圍的的一定定厚度度的筒筒狀封封閉加加固區(qū)區(qū)，在在此加加固圈圈的保保護下下即可可安全全地進進行開開挖等等作業(yè)業(yè)，稱稱為帷帷幕注注漿。。四、超超前深深孔帷帷幕注注漿（一））注漿漿加固固機理理（二））適用用條件件及優(yōu)優(yōu)缺點點（三））注漿漿范圍圍（四））鉆孔孔布置置及注注漿壓壓力（五））注漿漿數(shù)量量及注注漿材材料選選擇（六））施工工要點點四、超超前深深孔帷帷幕注注漿（一））注漿漿加固固機理理1．滲透透注漿漿2．劈裂裂注漿漿3．壓密密注漿漿4．高壓壓噴灌灌注漿漿壓力注注漿電動注注漿在各種種大小小壓力力下使使水泥泥漿液液或化化學漿漿液擠擠壓充充填土土的孔孔隙或或巖層層縫隙隙。在施工工中以以注漿漿管為為陽極極、濾濾水管管為陰陰極，，通過過直流流電電電滲作作用下下孔隙隙水由由陽極極流向向陰極極，在在土中中形成成滲漿漿通道道，化化學漿漿液隨隨之滲滲入孔孔隙而而使土土體結(jié)結(jié)硬。。1．滲透透注漿漿對于破破碎巖巖層、、砂卵卵石層層、中中細砂砂層、、粉砂砂層等等有一一定滲滲透性性的地地層，，采用用中低低壓力力將漿漿液壓壓注到到地層層中的的空穴穴、裂裂縫、、孔隙隙里，，凝固固后將將巖土土或土土顆粒粒膠結(jié)結(jié)為整整體，，以提提高地地層的的穩(wěn)定定性和和強度度，稱稱為““滲透透注漿漿”。。2．劈裂裂注漿漿對于滲滲透性性較差差甚至至不透透水的的地層層，如如含水水量較較大而而顆粒粒較細細的粘粘土地地層、、軟土土地層層，采采用采采用較較高壓壓力將將膠結(jié)結(jié)材料料強行行擠壓壓鉆孔孔周壁壁，使使膠結(jié)結(jié)材料料將粘粘士層層劈裂裂，形形成裂裂縫并并充塞塞凝結(jié)結(jié)于其其中，，通過過土體體中形形成的的漿液液脈狀狀固結(jié)結(jié)作用用對粘粘土層層起到到擠壓壓加固固和增增加高高強夾夾層加加固作作用，，以提提高其其強度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性，稱稱為““劈裂裂注漿漿’。。劈裂注注漿加加固的的作用用機理理是：：強行擠擠入粘粘土層層或軟軟土層層中的的膠結(jié)結(jié)材料料將粘粘土分分隔包包圍；；凝固以以后的的膠結(jié)結(jié)材料料在軟軟弱土土層中中形成成高強強夾層層，相相當于于在軟軟弱土土體中中加筋筋加骨骨，使使軟弱弱土層層的整整體性性和強強度大大大提提高。。此外，，由于于在封封閉條條件下下進行行高壓壓注漿漿，對對地層層也起起到一一定的的壓密密作用用。由于漿漿液被被壓注注到巖巖體裂裂隙中中并硬硬化后后，不不僅將將巖塊塊或顆顆粒膠膠結(jié)為為整體體，或或以高高強夾夾層將將粘土土分隔隔包圍圍，起起到了了加固固圍巖巖增強強其穩(wěn)穩(wěn)定能能力的的作用用；而而且填填塞了了裂隙隙，阻阻斷了了地下下水滲滲流的的通道道，起起到了了堵水水作用用。因因此，，在隧隧道及及地下下工程程中，，若遇遇到圍圍巖軟軟弱破破碎嚴嚴重、、地下下水豐豐富或或出現(xiàn)現(xiàn)坍方方時，，常采采用注注漿以以達到到對巖巖體的的加固固作用用，同同時也也起到到堵水水作用用。3．壓密密注漿漿即用濃濃稠的的漿液液注入入土層層中，，使土土體形形成漿漿泡，，向周周圍土土層加加壓使使土層層得到到加固固。4．高壓壓噴灌灌注漿漿通過灌灌漿管管在高高壓作作用下下，從從管底底部的的特殊殊噴嘴嘴中噴噴射出出高速速漿液液射流流，促促使土土粒在在沖擊擊力、、離心心力及及重力力作用用下被被切割割破碎碎，隨隨注漿漿管的的向上上抽出出與漿漿液混混合形形成柱柱狀固固結(jié)體體，以以達到到加固固之目目的。。（二））適用用條件件及優(yōu)優(yōu)缺點點深孔預(yù)預(yù)注漿漿一般般可超超前開開挖面面30——50m，可以以保證證提前前形成成較長長范圍圍內(nèi)（（隧道道縱向向）的的有相相當厚厚度的的筒狀狀封閉閉加固固和堵堵水區(qū)區(qū)，而而且可可以形形成較較高的的注漿漿壓力力，從從而使使得堵堵水的的效果果更好好，也也使得得注漿漿作業(yè)業(yè)次數(shù)數(shù)減少少。因因此，，超前前深孔孔帷幕幕注漿漿不僅僅適用用于無無地下下水或或水量量和壓壓力較較小的的一般般軟弱弱破碎碎巖體體的地地層條條件，，尤其其適用用于水水量和和壓力力均較較大的的破碎碎巖體體的地地層條條件，，既保保證了了施工工安全全，也也更適適用于于采用用大中中型機機械化化施工工。深深孔帷帷幕注注漿，，已成成為隧隧道及及地下下工程程中改改良地地層，，增強強軟弱弱巖體體的穩(wěn)穩(wěn)定性性，封封堵地地下水水的有有效措措施和和常用用手段段。超前深孔帷幕注漿漿作業(yè)可以在洞內(nèi)內(nèi)進行，如果隧道道埋深較淺，則注注漿作業(yè)可在地面面進行；對于深埋埋長大隧道可利用用輔助平行導坑對對正洞進行預(yù)注漿漿，這樣超前深孔孔帷幕預(yù)注漿鉆孔孔和注漿作業(yè)不需需要進入洞內(nèi)施工工作業(yè)循環(huán)，可以以避免與正洞開挖挖等作業(yè)的干擾，，縮短施工工期。。（三）注漿范圍注漿加固的范圍，，即注漿加固的超超前長度、加固圈圈厚度，應(yīng)視圍巖巖的穩(wěn)定性、地應(yīng)應(yīng)力大小、地層的的滲透條件、地下下水的儲藏條件、、坑道斷面大小、、掘進循環(huán)進尺和和施工條件而定。。注漿加固所用膠膠結(jié)材料的種類，，應(yīng)根據(jù)地層巖性性、滲透條件選擇擇確定，并相應(yīng)確確定注漿小導管的的環(huán)向間距、鋼管管直徑、鉆孔直徑徑、注漿壓力、注注漿量等參數(shù)。要確定加固區(qū)的大大小，即確定圍巖巖塑性破壞區(qū)的大大小，可以按巖體體力學和彈塑性理理論計算出開挖坑坑道后圍巖的壓力力重分布結(jié)果，并并確定其塑性破壞壞區(qū)的大?。≧0—r0），這也就是應(yīng)加加固的范圍。（四）鉆孔布置及及注漿壓力1、注漿管／孔布置置2、注漿擴散半徑3、注漿壓力1、注漿管／孔布置置對于洞內(nèi)超前小導導管注漿而言，V級圍巖劈裂、壓密密注漿時，可采用用單排/孔；VI級圍巖或處理坍方方時，可采用雙排排管／孔；地下水豐富的松軟軟層，可采用雙排排以上的多排管／／孔；滲透注漿宜采用單單排管／孔；隧道斷面較大，需需要加固的范圍較較大，或注漿效果果較差時，可采用用雙排管／孔。超前深孔帷幕注漿漿管／孔的布置靈靈活。應(yīng)充分結(jié)合隧道埋埋置深度、地層的的滲透條件、地下下水的流量和流向向、注漿材料種類類、坑道斷面大小小等實際條件，合合理選擇。2、注漿擴散半徑超前深孔帷幕注漿漿管／孔的間距、、角度應(yīng)根據(jù)注漿漿加固范圍的要求求和單孔注漿擴散散半徑的大小來確確定。單孔注漿擴散半徑徑的大小也決定了了單排管／孔注漿漿加固的厚度。單單孔注漿擴散有效效半徑，應(yīng)通過現(xiàn)現(xiàn)場試驗確定。它它與土的滲透系數(shù)數(shù)、壓力值等有關(guān)關(guān)。在無水或少水水的粘土至粉砂地地層中，漿液一般般可（要求）擴散散達到管周0.5-1.0m的半徑范圍內(nèi)。管／孔的環(huán)向間距距可取20-50cm；外插角應(yīng)控制在在10°-30°之間，一般采用15°。若地層滲透系數(shù)大大較大，則注漿管管／孔的環(huán)向間距距可適當加大。在一般基坑維護中中，可取孔距1.75r，排距1.5r.3、注漿壓力對于滲透性強的地地層，可以采用較較低的注漿壓力和和較大的管／孔間間距，此時管/孔數(shù)量較少，但平平均單孔注漿量較較大。滲透式注漿時，注注漿壓力應(yīng)大于待待注漿底層的靜水水壓力；劈裂式注漿時，注注漿壓力應(yīng)大于待待注漿底層的水壓壓力與土壓之和，，并取一定的儲備備系數(shù)，一般為1．1—1.3。注漿壓力不應(yīng)超過過該處上覆土層的的壓力過多（有土土上荷重者除外）），一般注漿壓力力隨深度變化，每每加深lm可增大20-50kPa。注漿速度應(yīng)以在漿漿液膠凝時間以前前完成一次注漿量量為宜，可根據(jù)土土的滲透系數(shù)以壓壓力控制速度，在在一般情況砂類土土為0.001-0.005m3/min，滲透性好的砂土土選用高值，否則則用低值。（五）注漿數(shù)量及及注漿材料選擇1.加固區(qū)注漿總量Q2.平均單孔注漿量q3.注漿材料的選擇1.加固區(qū)注漿總量Q所謂充填率是指注注漿體積占孔隙總總體積的比率。一般充填率在30%-60%就可以達到加固要要求Q＝n·a·Aa—過去實踐證實了的的充填率（％）Q—注漿總數(shù)量（m3）；A—被加固圍巖的體積積（m3）；n—被加固圍巖的孔隙隙率（％）;式中q=Q/m2.平均單孔注漿量q式中m——鉆孔數(shù)量；q——平均單孔注漿量。。（化學漿液的濃濃度，水玻璃溶液液相對密度為1.35～1.44,氯化鈣為1.20-1.28，土的滲透系數(shù)高高時取高值，滲透透系數(shù)低時取低值值。）（六）施工要點1．注漿管和孔口套套管2．鉆孔3．注漿順序4．結(jié)束條件5、注漿檢查6、開挖時間7、保留止?jié){墻1．注漿管和孔口套套管注漿管一般采用帶帶孔眼的焊接鋼管管或無縫鋼管，也也可用塑料管。堵塞方式就是用鉛絲、麻刀刀、木楔等材料在在注漿孔口將縫隙隙堵塞，它適用于于淺孔注漿；①普通堵塞法②堵塞器（又稱止止?jié){塞）法橡膠式套管式多用于深孔注漿或或局部注漿多采用前進或后退退式分段注漿2．鉆孔鉆孔可用沖擊式鉆鉆機或旋轉(zhuǎn)式鉆機機，應(yīng)根據(jù)地層條條件及成孔效果選選擇。鉆孔位置應(yīng)滿足設(shè)設(shè)計要求，孔口位位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不不超過孔深的1％。鉆孔應(yīng)清洗干凈，，并作好鉆孔檢查查記錄。3．注漿順序應(yīng)先上方后下方，或先內(nèi)圈后外圈，先無水孔后有水孔孔，先上游（地下水））后下游順序進行。應(yīng)利用止?jié){閥保持持孔內(nèi)壓力直至漿漿液完全凝固。4．結(jié)束條件應(yīng)根據(jù)注漿壓力和單孔注漿量兩個指標來判斷確確定。單孔結(jié)束條件為：：注漿壓力達到設(shè)計計終壓；漿液注入量已達到到計算值的80％以上。全段結(jié)束條件為：：所有注漿孔均已符符合單孔結(jié)束條件件，無漏注。5、注漿檢查注漿前應(yīng)進行鉆孔質(zhì)量檢檢查、材料質(zhì)量檢檢查、注漿設(shè)備工工作狀態(tài)檢查，并并應(yīng)進行現(xiàn)場試驗驗運轉(zhuǎn)。注漿過程中應(yīng)密切注意注漿漿壓力的變化。如采用雙液注漿時時，應(yīng)經(jīng)常測試混混合漿液的凝固時時間，若發(fā)現(xiàn)凝固固時間不符合設(shè)計計要求時，應(yīng)立即即采取相應(yīng)處理措措施。注漿后應(yīng)利用聲波探測儀儀對注漿效果進行行檢查，如未達到到要求時，應(yīng)進行行補注漿。6、開挖時間水泥—水玻璃漿需等待4h，而水泥漿則需等等待8h后才可開挖。7、保留止?jié){墻可開挖的長度范圍圍是由注漿長度范范圍決定的。每循循環(huán)注漿后可進行行多個循環(huán)的開挖挖。但尤其應(yīng)當注注意的是，開挖后后應(yīng)保證留有一定定長度的止?jié){墻，，即保證上一循環(huán)環(huán)注漿的實際超前前量不短于設(shè)計要要求的最短超前量量，并及時進行下下一循環(huán)的注漿加加固。若注漿工作作在正洞以外進行行，則超前量和超超前時間比較容易易保證。五、水平旋噴預(yù)支支護水平旋噴注漿法是在一般的初期導導管注漿的基礎(chǔ)上上發(fā)展起來的，它它以高壓旋噴的方方式壓注水泥漿，，從而在隧道開挖挖輪廓外形成拱形形預(yù)襯砌的超前預(yù)預(yù)支護方法。水平平旋噴注漿的施工工原理類似于垂直直旋噴注漿。水平旋噴預(yù)支護主主要適用于粘性土、砂類土、、淤泥等地層。首先使用旋噴注漿漿機，沿著隧道掌掌子面周邊的設(shè)計計位置旋噴注漿形形成旋噴柱體，通通過固結(jié)體的相互互咬合形成預(yù)支護護拱棚。旋噴柱體的形成方方法：首先通過水水平鉆機成孔，鉆鉆到設(shè)計位置以后后，隨著鉆桿的退退出，用水泥漿或或水泥一水玻璃雙雙漿液旋噴入鉆成成的孔腔，通過高高壓射流切割腔壁壁土體，被切割下下的土體與漿液攪攪拌混合、固結(jié)形形成直徑600mm左右的固結(jié)體，同同時周圍地層受到到壓縮和固結(jié)，其其土體的物理力學學性能得到一定程程度的改善。旋噴柱體沿隧道拱拱部形成環(huán)向咬合合、縱向搭接的預(yù)預(yù)支護拱棚，在松松散不穩(wěn)定地層隧隧道中，可有效控控制坍塌和地層變變形。其施工方法六、機械預(yù)切槽法法機械預(yù)切槽法是利用專業(yè)的切槽槽機械，沿隧道外外輪廓切割一定深深度的切槽。切槽方式有帶鋸式和排鉆式式兩種。作業(yè)過程(1)用預(yù)切槽鋸沿隧道道外廓弧形拱深切切一寬15——30cm,長約5m的切槽。(2)在切槽內(nèi)立即填充充高強度噴射混凝凝土，形成長3—5m的整體連續(xù)拱，兩兩次連續(xù)拱的搭接接長度為0.5—2.0m，視圍巖的不同而而定。(3)在安全穩(wěn)定的作業(yè)業(yè)環(huán)境下，用挖掘掘機或臂式掘進機機開挖前作業(yè)面。。自卸汽車或翻斗斗車可穿行于預(yù)切切槽機內(nèi)。(4)必要時，作業(yè)面裝裝以玻璃纖維錨桿桿，以穩(wěn)定作業(yè)面面。隨后在作業(yè)面面上噴混凝土。(5)緊隨其后，安裝隧隧道防水層，進行行二次襯砌。機械預(yù)切槽法的優(yōu)優(yōu)點：①可減輕在硬巖爆爆破時，振動的擴擴展；②在作業(yè)面開挖前前，快速形成一臨臨時的整體弧形拱拱，從而減小圍巖巖變形與地表沉陷陷；③為人員和設(shè)備提提供清潔、安全的的工作條件；④有利于作業(yè)全過過程的工業(yè)化及機機械化，從而使進進度快速均衡，適適應(yīng)性增強，大大大節(jié)約了成本。弱點：推進速度慢，較適適合用于市區(qū)隧道道工程、松散地層層和大斷面隧道。。1、何為隧道掘進方方式？有哪些種類類？各有何特點？？適用條件如何？？如何選擇？2、隧道工程施工常常用的鉆眼機具有有哪些種類？3、簡述隧道工程中中常用炸藥種類及及其特點、適用條條件。簡述炸藥的的主要性能指標的的概念及表示方法法。4、隧道工程起爆系系統(tǒng)有哪幾種？了了解各種材料的性性能。5、簡述爆破設(shè)計方方法及內(nèi)容。（炮炮眼種類和作用、、掏槽形式及其優(yōu)優(yōu)缺點、爆破參數(shù)數(shù)、炮眼布置原則則、布置方式）6、簡述光面爆破的的概念、基本原理理、主要標準、主主要參數(shù)、技術(shù)措措施。7、什么是預(yù)裂爆破破？它與光面爆破破有何異同？8、裝藥結(jié)構(gòu)種類及及其特點。9、簡述起爆順序及及時差控制方法。。10、如何防止或減少少超欠挖？§2隧道掘進方式與爆爆破施工技術(shù)§2隧道掘進方式與爆爆破施工技術(shù)一、巖體的抗破壞壞性二、掘進方式三、掘進參數(shù)四、鉆眼機具五、爆破材料六、爆破原理七、隧道爆破設(shè)計計八、周邊眼的控制制爆破九、鉆爆施工十、隧道爆破設(shè)計計實例一、巖體的抗破壞壞性1.巖體的堅固性及其其分級2.巖體的抗爆破性/抗鉆性及其分級1.巖體的堅固性及其其分級巖體的堅固性是指巖體抵抗人為為破壞的能力，即即挖除巖體的難易易程度。2.巖體的抗爆破性/抗鉆性及其分級巖體的抗爆破性（（或抗鉆性）是指巖體抵抗爆炸炸沖擊波（或鉆頭頭沖擊力）破壞的的能力。隧道爆破掘進時，，應(yīng)按巖體的抗爆爆破性能進行爆破破設(shè)計。鉆眼時，則應(yīng)按其其抗鉆性能選擇鑿鑿巖機具。但目前還沒有針對對巖體的抗鉆性能能的研究及分級方方法。采用巖體爆破性指指數(shù)N作為分級指標，極易爆破易爆破中等難爆破極難爆破巖體的抗爆破性見表6.6。二、掘進方式1.鉆眼爆破掘進2.全斷面掘進機掘進進3.自由斷面挖掘機掘掘進（單臂掘進機機掘進）4.人工掘進5.掘進方式的選擇原原則隧道施工的掘進方方式是指對坑道范圍內(nèi)內(nèi)巖體的破碎挖除除方式。1．鉆眼爆破掘進鉆眼爆破掘進是在被爆破巖體的的各個部位用鑿巖巖機鉆孔后，將炸炸藥分散安裝于各各個鉆孔中并引發(fā)發(fā)炸藥爆炸，從而而爆破坑道范圍內(nèi)內(nèi)的巖體的過程。。隧道工程中一般是是采用“掏槽爆破”。爆炸破巖對圍巖的的擾動較大，導致致圍巖穩(wěn)定能力降降低，有時由于爆爆破振動致使圍巖巖產(chǎn)生坍塌，故一一般只適用于圍巖穩(wěn)定性性較好的石質(zhì)巖體體隧道中。但隨著控制爆爆破技術(shù)的發(fā)展，，鉆眼爆破掘進的的應(yīng)用范圍也逐漸漸擴大，如用于軟軟石及硬土的松動動爆破。鉆眼爆破掘進是山嶺隧道工程中最最常用的掘進方式。鉆眼爆破需要專用用的鉆眼設(shè)備及消消耗大量炸藥等爆爆破材料，并只能能分段循環(huán)掘進。。2.全斷面掘進機掘進進3.自由斷面挖掘機掘掘進（單臂掘進機機掘進）自由斷面挖掘機自自身的破巖能力較較小，掘進時對圍圍巖的擾動破壞小小，避免爆破振動動對圍巖的破壞，，故一般適用于圍巖穩(wěn)定性性較差的軟巖隧道道及土質(zhì)隧道中，尤其適用于配合合敞胸式盾構(gòu)施工工。自由斷面挖掘機的的適應(yīng)能力較強，，可以挖掘任意形形狀和大小的隧道道，也可以連續(xù)掘掘進。自由斷面挖掘機銑盤切削式采礦機機挖斗式挖掘機鏟斗式裝渣機自由斷面挖掘機多多隨機配備連續(xù)拾拾渣轉(zhuǎn)載機構(gòu)；常常用的拾渣機構(gòu)有有蟹爪式、立爪式式、鏟斗式和挖斗斗式4種；常用的轉(zhuǎn)載機機構(gòu)有刮板式和鏈鏈板式2種。自由斷面挖掘機多多采用履帶式走行行機構(gòu)，以適應(yīng)洞洞內(nèi)臨時道路承載載能力較低甚至泥泥濘的條件；當?shù)赖缆纺酀舨⒉捎密壾壍肋\輸時，可選選用帶有軌道走行行機構(gòu)的自由斷面面挖掘機。4.人工掘進4.人工掘進人工掘進是采用十字鎬、風風鎬等簡易工具來來挖除巖體。人工掘進對圍巖的的擾動破壞小，有有利于保持圍巖原原有的穩(wěn)定能力，，但人工掘進速度度較慢，勞動強度度較大，安全性差差，故一般適用于于圍巖穩(wěn)定性較差差的土質(zhì)隧道或軟軟巖隧道中。這種方式只在特殊殊地質(zhì)條件或特小小斷面的隧道工程程中偶有采用，如如在不能采用爆破破掘進的軟弱破碎碎圍巖和土質(zhì)隧道道中，若隧道工程程量不大，工期要要求不太緊，又無無機械或不宜采用用機械掘進時，則則可以采用人工掘掘進。人工掘進采用鐵鍬鍬、斗箕裝渣。人工掘進時，尤其其應(yīng)做好安全防護護措施，并安排專專人負責工作面的的安全觀察。5.掘進方式的選擇原原則隧道掘進方式的選選擇就是要確定每一部部分巖體的破巖挖挖除方式，以及破破巖時對圍巖擾動動的控制措施。掘進方式的選擇（（原則）應(yīng)主要考慮坑道范范圍內(nèi)被挖除巖體體的堅固性，掘進進方式對圍巖的擾擾動程度、圍巖的的抗擾動能力（即即其穩(wěn)定性），其其次要考慮開挖方方法（指挖除部分分的斷面進尺比和和斷面形狀）、作作業(yè)空間大小、機機械配備能力、工工期要求、工區(qū)長長度、經(jīng)濟性等因因素的影響，進行行綜合分析，選用用既經(jīng)濟、快速，，又不嚴重影響圍圍巖穩(wěn)定的掘進方方式。山嶺隧道道主要是是石質(zhì)巖巖體時，，多數(shù)采采用鉆眼眼爆破方方式掘進進。三、掘進進參數(shù)1．施工合合同要求求的掘進進速度v2、施工安安排的掘掘進進尺尺L和循環(huán)時時間T1．施工合合同要求求的掘進進速度v設(shè)隧道（（或工區(qū)區(qū)）總長長度為l（m），在總總工期t總（月）中中，開挖挖所需總總時間為為t開（月），，平均月掘掘進速度度v月平均日掘掘進速度度v日單循環(huán)環(huán)掘進進速度度v單按合同同要求求2、施工工安排排的掘掘進進進尺L和循環(huán)環(huán)時間間T開挖工工序的的作業(yè)業(yè)循環(huán)環(huán)鉆眼爆爆破→→出渣渣運輸輸→初初期支支護掘進進進尺和和循環(huán)環(huán)時間間的選選擇，，主要要受圍圍巖的的穩(wěn)定定性、、圍巖巖的自自然成成拱作作用（（縱向向）、、開挖挖面的的支承承作用用、開開挖斷斷面的的大小小、支支護條條件、、施工工速度度和組組織管管理水水平等等因素素的影影響。。設(shè)施工工中安安排的的單循循環(huán)掘掘進進進尺為為L,單循環(huán)環(huán)時間間為T，單循環(huán)環(huán)掘進進速度度v單平均日日掘進進速度度v日平均月月掘進進速度度v月爆破設(shè)設(shè)計安安排當圍巖巖穩(wěn)定定性較較差（（Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級），，或支支護作作業(yè)能能力不不足，，或出出渣作作業(yè)能能力不不足時時，應(yīng)應(yīng)采用用短進進尺、、多循循環(huán)掘掘進；；式中v單——施工安安排的的單循循環(huán)掘掘進速速度（（m/h）；v日——施工安安排的的平均均日掘掘進速速度（（m/d）；v月——施工安安排的的平均均月掘掘進速速度（（m/y）；L———施工安安排的的單循循環(huán)掘掘進進進尺（（m）；T———施工安安排的的單循循環(huán)時時間（（h)。我國隧隧道鉆鉆爆單單循環(huán)環(huán)掘進進進尺尺，最最短的的0.5m，最深深的5.0m。單循環(huán)環(huán)時間間有較較大的的差異異，較較短的的可以以4—6h完成一一個循循環(huán)，，長的的則需需要16-20h才能完完成一一個循循環(huán)。。反之，，當圍圍巖較較穩(wěn)定定（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級），，或支支護作作業(yè)能能力較較強，，或出出渣作作業(yè)能能力較較強時時應(yīng)采采用深深進尺尺、少少循環(huán)環(huán)掘進進（深深孔爆爆破））。四、鉆鉆眼機機具1、鉆頭頭和鉆鉆桿2、風動動鑿巖巖機3、液壓壓鑿巖巖機4、鑿巖巖臺車車液壓鑿鑿巖機機風動鑿鑿巖機機電動鑿鑿巖機機內(nèi)燃鑿鑿巖機機鑿巖機機1、鉆頭頭和鉆鉆桿鉆頭前端鑲鑲嵌硬硬質(zhì)高高強耐耐磨合合金鋼鋼鑿刃刃，直直接連連接在在鉆桿桿前端端（整整體式式）或或套裝裝在鉆鉆桿前前端（（組合合式）），鉆鉆桿尾尾則套套裝在在鑿巖巖機的的機頭頭上。。鑿刃起著直直接破破碎巖巖石的的作用用，它它的形形狀、、結(jié)構(gòu)構(gòu)、材材質(zhì)、、加工工工藝藝是否否合理理都直直接影影響鑿鑿巖效效率和和其本本身的的耐磨磨性能能。鑿刃片狀連連續(xù)刃刃柱齒刃刃（不不連續(xù)續(xù)）十字形形一字形形球齒錐形齒齒楔形齒齒鉆頭的的鉆孔直直徑有38mm，40mm，42mm，45mm，48mm等，用用于鉆鉆中空空孔眼眼的鉆鉆頭直直徑可可達102mm，甚至至更大大。鉆頭和和鉆桿桿均有有射水水孔，，壓力力水即即通過過此孔孔清洗洗巖粉粉。2、風動動鑿巖巖機風動鑿鑿巖機機俗稱風鉆，以壓壓縮空空氣為為驅(qū)動動力。。常采用用YT-310,YT-24,7655,YTP-26型等。。它具有有結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單，制制造維維修簡簡便，，操作作方便便，使使用安安全的的優(yōu)點點，見見圖6-8。但壓壓縮空空氣的的供應(yīng)應(yīng)和輸輸送設(shè)設(shè)備比比較復復雜，，機械械效率率低、、能耗耗大、、噪聲聲大，，鑿巖巖速度度比液液壓鑿鑿巖機機低。。在目目前我我國勞勞動力力價格格低廉廉的條條件下下，較較多的的隧道道工程程中仍仍廣泛泛使用用風動動鑿巖巖機。。3、液壓壓鑿巖巖機液壓鑿鑿巖機機是以電電力帶帶動高高壓油油泵，，利用用換向向閥改改變高高壓油油路方方向，，驅(qū)動動活塞塞（沖沖擊錘錘）往往復運運動，，實現(xiàn)現(xiàn)沖擊擊作用用。主要特特點：：①動力力消耗耗少，，能量量利用用率高高。②鑿巖巖速度度快。。③液壓壓鑿巖巖機的的液壓壓系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計計配套套合理理，能能自動動調(diào)節(jié)節(jié)沖擊擊頻率率、扭扭矩、、轉(zhuǎn)速速和推推力等等參數(shù)數(shù)，以以適應(yīng)應(yīng)不同同性質(zhì)質(zhì)的巖巖石，，提高高鑿巖巖功效效，且且機械械潤滑滑條件件好，，各主主要機機械零零件使使用壽壽命較較長。。④環(huán)境境保護護好。。⑤液壓壓鑿巖巖機集集機、、電、、液一一體化化，構(gòu)構(gòu)造復復雜，，造價價較高高，重重量大大，附附屬裝裝置較較多，，多安安裝在在臺車車上使使用。。4、鑿巖巖臺車車將多臺臺鑿巖巖機安安裝在在一個個專用用的移移動、、控制制設(shè)備備上，，實現(xiàn)現(xiàn)多機機同時時作業(yè)業(yè)和集集中控控制，，稱為為鑿巖臺臺車。按其結(jié)結(jié)構(gòu)形形式按其走走行方方式軌道走走行輪胎走走行式式履帶走走行式式實腹式式門架式式操縱控控制方方式人工控控制電腦控控制電腦導導向五、爆爆破材材料3、起爆爆材料（系統(tǒng)統(tǒng)）1、隧道道工程程常用用的炸炸藥2、炸藥藥的性性能2、炸藥藥的性性能（1）敏感感度（2）爆速速（3）爆力力（威威力））（4）猛度度（6）爆炸炸穩(wěn)定定性和和臨界界直徑徑、最最佳密密度、、管道道效應(yīng)應(yīng)（5）殉爆距離離（7）安定性（1）敏感度炸藥的敏感度簡稱感度，是指炸藥藥在外界起起爆能作用用下發(fā)生爆爆炸反應(yīng)的的難易程度度，也就是是炸藥爆炸炸對外能的的需要程度度。①熱敏感度度（爆發(fā)點點）②火焰感度度③機械感度度④爆轟感度度（2）爆速炸藥爆炸時時爆轟波在在炸藥內(nèi)部部的傳播速速度稱為爆速。（3）爆力（威威力）炸藥爆炸時時對周圍介介質(zhì)作功的的能力稱為為爆力（或威威力）。（4）猛度炸藥爆炸后后對與之接接觸的固體體介質(zhì)的局局部破壞能能力稱為猛度。這種局部破破壞表現(xiàn)為為固體介質(zhì)質(zhì)的粉碎性性破壞程度度和范圍大大小。一般般地，炸藥藥的爆速越越高，則其其猛度也越越大。炸藥的猛度度通常用鉛鉛柱壓縮法法測定，以以鉛柱被爆爆炸壓縮的的數(shù)值表示示。（5）殉爆距離離一個藥包爆爆炸（主動動藥包）后后，能引起起與它不相相接觸的鄰鄰近藥包爆爆炸（被動動藥包），，這種現(xiàn)象象稱為被動動藥包的“殉爆”。當主動、被被動藥包采采用同性質(zhì)質(zhì)炸藥的等等直徑藥卷卷時，則用用被動藥包包能發(fā)生殉殉爆的最大大距離來表表示被動藥藥包的殉爆爆能力，稱稱為“殉爆距離離”。工程爆破中中，常采用用柱狀間隔隔（不連續(xù)續(xù)）裝藥來來減少炸藥藥用量和調(diào)調(diào)整裝藥集集中度．但但應(yīng)注意使使藥卷間距距不大于殉殉爆距離。。實際殉爆距距離應(yīng)作現(xiàn)現(xiàn)場試驗確確定。（6）爆炸穩(wěn)定定性和臨界界直徑、最最佳密度、、管道效應(yīng)應(yīng)爆炸穩(wěn)定性性是指炸藥經(jīng)經(jīng)起爆后，，能否連續(xù)續(xù)、完全爆爆炸的能力力。①臨界直徑徑②最佳密度度炸藥爆炸穩(wěn)穩(wěn)定，且爆爆速最大時時的裝藥密密度稱為“最佳密度度”。超過最佳密度后后爆速又隨著密密度的增加而下下降，直至某一一密度時，爆炸炸不穩(wěn)定，甚至至拒爆，這時炸炸藥的密度稱為為“臨界密度”?！芭R界直徑”是在柱狀裝藥時時被動藥卷能發(fā)發(fā)生殉爆的最小小直徑φmin。臨界直徑越小小，則其爆炸穩(wěn)穩(wěn)定性越好。③管道效應(yīng)藥卷起爆后，爆爆轟波使間隙中中的空氣產(chǎn)生強強烈的空氣沖擊擊波，以比爆轟轟波更高的速度度，在爆轟波未未到達之前，將將未爆炸的炸藥藥壓縮，當炸藥藥被壓縮到臨界界密度以上時，，就會導致爆速速下降，甚至斷斷爆，這種現(xiàn)象象稱為管道效應(yīng)。（6）爆炸穩(wěn)定性和和臨界直徑、最最佳密度、管道道效應(yīng)（7）安定性炸藥的安定性是指其物理化學學性質(zhì)的安定性性，主要表現(xiàn)為為吸濕、結(jié)塊、、揮發(fā)、滲油、、老化、凍結(jié)和和化學分解等。。如硝銨炸藥吸濕濕性很強，也容容易結(jié)塊。遇此此須人工解潮和和碾碎后再使用用。膠質(zhì)炸藥易老化化和凍結(jié)，老化化的膠質(zhì)炸藥敏敏感度和爆速降降低，威力減小小；凍結(jié)的膠質(zhì)炸藥藥感度高，使用用危險，必須解解凍后才允許使使用。硝銨炸藥的安定定性差，易分解解，運輸存放中中，應(yīng)通風避光光，不宜堆放過過高。1、隧道工程常用用的炸藥（1）銨梯炸藥（2）漿狀（水膠））炸藥（3）乳化炸藥（4）硝化甘油炸藥藥隧道爆破使用的的炸藥一般均由由廠制或現(xiàn)場加加工成藥卷型式式，藥卷直徑有有φ22mm、φ25mm、φ32mm、φ35mm、φ40mm等，長度為165—500mm，可按爆炸設(shè)計計的裝藥結(jié)構(gòu)和和用藥量來選擇擇使用。漿狀（水膠）炸炸藥具有抗水性性強、密度高、、爆炸威力較大大、原料廣、成成本低和安全等等優(yōu)點，常用在在露天有水深孔孔爆破中。（1）銨梯炸藥。在無瓦斯坑道中中使用的，簡稱稱巖石炸藥（如2號巖石炸藥）。。在有瓦斯坑道中中使用的，簡稱稱煤礦炸藥。（2）漿狀（水膠））炸藥。漿狀炸藥是由氧化劑水溶溶液、敏化劑和和膠凝劑為基本本成分組成的混混合炸藥。水膠炸藥是在漿狀炸藥的基基礎(chǔ)上應(yīng)用交聯(lián)聯(lián)技術(shù)，使之形形成塑性凝膠狀狀態(tài)，進一步提提高了炸藥的化化學穩(wěn)定性和抗抗水性，炸藥結(jié)結(jié)構(gòu)更均一，提提高了傳爆性能能。乳化炸藥具有爆爆炸性能好、抗抗水性能強、安安全性能好、環(huán)環(huán)境污染小、原原料來源廣和生生產(chǎn)成本低、爆爆破效率比漿狀狀及水膠炸藥更更高等優(yōu)點。硝化甘油炸藥抗抗水性強、密度度高、爆炸威力力大，因此適用用于有水和堅硬硬巖石的爆破。。但它對撞擊摩摩擦的敏感度高高，安全性差，，價格昂貴。保保存期不能過長長，容易老化而而性能降低，甚甚至失去爆炸性性能。一般只在在水下爆破中使使用。（4）硝化甘油炸藥藥（3）乳化炸藥通常是以硝酸銨銨，硝酸鈉水溶溶液與碳質(zhì)燃料料通過乳化作用用，形成的乳脂脂狀混合炸藥，，亦稱為乳膠炸藥。其外觀隨制作作工藝小同而呈呈白色、淡黃色色、淺渴色或銀銀灰色。又稱膠質(zhì)炸藥，是一種高猛度度炸藥，它的主主要成分是硝化化甘油（或硝化化甘油與二硝化化乙二醇的混合合物）。3、起爆材料（系統(tǒng)）設(shè)置傳爆起爆系系統(tǒng)的目的是在在裝藥（藥包或或藥卷）以外的的安全距離處通通過發(fā)爆（點火火、通電或激發(fā)發(fā)槍）和傳遞，，使安在藥包或或藥卷中的雷管管起爆，并引發(fā)發(fā)藥包或藥卷爆爆炸，從而爆破破巖石。（1）導火索與火雷雷管（2）導電線與電雷雷管（3）塑料導爆管與與非電雷管（4）導爆索與繼爆爆管（1）導火索與火雷雷管①導火索②火雷管火雷管成本低，，使用比較簡單單靈活，不受雜雜散電流的影響響，應(yīng)用廣泛。。但受撞擊、摩摩擦和火花等作作用時能引起爆爆炸。雷管分為十個等等級（號數(shù)）。。號數(shù)愈大，起起爆能力愈強。。工程中常用的是是8號和6號雷管。火雷管全部是即即發(fā)雷管（一點點火，就爆炸））。導火索的燃燒速速度取決于索芯芯黑火藥的成分分和配比，一般般在110—130s/m范圍內(nèi)。是用來傳遞火焰焰給火雷管，并并使火雷管在火火焰作用下爆炸炸的傳爆材料之之一。（2）導電線與電雷雷管電雷管是在火雷管中加加設(shè)電發(fā)火裝置置而成的。它是是用導電線傳輸輸電流使裝在雷雷管中的電阻發(fā)發(fā)熱而引起起雷雷管爆炸的。①即發(fā)電雷管②遲發(fā)電雷管③發(fā)爆電源秒遲發(fā)毫秒遲發(fā)（3）塑料導爆管與與非電雷管①塑料導爆管的的傳爆原理及優(yōu)優(yōu)點②非電雷管的構(gòu)構(gòu)造及延期時間間系列③導爆管的發(fā)爆爆及連接網(wǎng)絡(luò)①塑料導爆管的的傳爆原理及優(yōu)優(yōu)點塑料導爆管是用來傳遞微弱弱爆轟給非電雷雷管，使之爆炸炸的傳爆材料，，又稱諾雷爾管。它是在聚乙烯塑塑料管（外徑（（2.95士0.15）mm，內(nèi)徑（1.4士0.10）mm）的內(nèi)壁涂有一一層高能炸藥（（主要成分是奧奧托金，（16士2）mg/m），管壁上的高高能炸藥在沖擊擊波作用下可以以沿著管道方向向連續(xù)穩(wěn)定爆轟轟，而將爆轟傳傳播到非電雷管管使雷管起爆。。弱爆轟在管內(nèi)內(nèi)的傳播速度為為1600—2000m/s，但因其微弱，，不致于炸壞塑塑料管?？闺姟⒖够?、抗抗沖擊性能好；；起爆傳爆性能能穩(wěn)定，甚至扭扭結(jié)、180°對折，局部斷藥藥，管端對接均均能正常傳爆。。它不能直接起起爆炸藥，應(yīng)與與非電毫秒雷管管配合使用。運運輸和使用過程程中抗破壞能力力強，安裝簡單單，使用方便，，價格便宜等，，且可作為非危危險品運輸，因因而在隧道工程程中被廣泛應(yīng)用用，尤其是在有有電條件和炮眼眼數(shù)較多時。優(yōu)點傳爆原理②非電雷管的構(gòu)構(gòu)造及延期時間間系列③導爆管的發(fā)爆爆及連接網(wǎng)絡(luò)導爆管可用8號火雷管、導爆爆索、擊發(fā)槍、、專用激發(fā)器發(fā)發(fā)爆。其連接和分枝可可集束捆扎雷管管繼爆，也可用用連通器連接繼繼爆。（4）導爆索與繼爆爆管①導爆索②繼爆管普通導爆索安全導爆索具有抵抗雜散電電流和靜電引起起爆炸危害的能能力，裝藥時可可不停電，增加加了純作業(yè)時間間，所以導爆索索—繼爆管起爆系統(tǒng)統(tǒng)在礦山和其它它工程爆破中得得到了應(yīng)用。缺點是成本比毫毫秒電雷管系統(tǒng)統(tǒng)高，且在有瓦瓦斯環(huán)境中危險險性高，網(wǎng)絡(luò)中中的導爆索不能能交叉。導爆管起爆系統(tǒng)統(tǒng)：電起爆系統(tǒng)統(tǒng)：導爆索起爆爆系統(tǒng)=1：1.2：3.0。導爆索與繼爆管管的特點六、爆破原理（一）爆炸破巖巖原理對固固體介質(zhì)的破壞壞作用（二）影響爆破破效果的因素（一）爆炸破巖巖原理對固固體介質(zhì)的破壞壞作用1、無限介質(zhì)中的的爆破作用2、臨空面與爆破破漏斗3、柱狀藥包爆破破特點1、無限介質(zhì)中的的爆破作用（1）壓縮粉碎區(qū)（2）拋擲區(qū)（3）破壞區(qū)（4）震動區(qū)2、臨空面與爆破破漏斗臨空面又叫自由面，是指暴露在大大氣中的開挖面面。在有一個臨空面面存在的情況下下，足夠的炸藥藥爆炸能量就會會在靠近臨空面面一側(cè)實現(xiàn)爆破破拋擲，其結(jié)果果是形成一個圓圓錐形的爆破凹凹坑，此坑就叫叫爆破漏斗。爆破拋起的巖塊塊，一部分落在在漏斗坑之外形形成爆破堆積體體或飛石，另一一部分回落到漏漏斗坑之內(nèi)，掩掩蓋了真正的破破壞漏斗，形成成看得見的爆破破坑，叫做可見爆破漏斗。。(1)最小抵抗線（W）爆破漏斗幾何要要素(2)爆破漏斗半徑（（r）(3)破裂半徑（R）(4)可見漏斗深度（（p）(5)壓縮圈半徑（R1）爆破漏斗半徑r與最小抵抗線W的比值n（n=r/W），稱為爆破作用指數(shù)，，n=1標準拋擲爆破，，n＞1加強拋擲爆破或或揚棄爆破0.75＜n＜1加強松動或減弱弱拋擲爆破n≤0.75松動爆破。3、柱狀藥包爆破破特點炮孔法爆破的裝裝藥結(jié)構(gòu)，炮眼眼裝藥長度遠大大于橫截面的直直徑，形成圓柱柱狀延長藥包，，簡稱柱狀藥包，它是工程爆破破中應(yīng)用最為廣廣泛的藥包。當炮孔方向垂直直于臨空面，即即最小抵抗線與與炮孔裝藥軸線線重合時，大多多數(shù)爆炸作用力力的作用方向是是平行與臨空面面指向巖體內(nèi)部部，即爆破作用用受到巖體的挾挾制作用，使炮炮孔周圍巖體壓壓縮、變形和破破碎，只有靠近近孔口的少量炸炸藥爆炸力將孔孔口附近部分渣渣石拋出，這種種情況對于只有有一個臨空面的的隧道導坑爆破破，是非常不利利的。（二）影響爆破破效果的因素①巖體內(nèi)聚力②臨空面／約束束面③斷面進尺比巖體的內(nèi)聚力越越強，被爆破越越困難；巖體的內(nèi)聚力越越弱，被爆破越越容易。巖體的臨空面越越少／約束面越越多，被爆破越越困難；反之，被爆破越越容易。在一定的圍巖條條件下，分部開開挖斷面越小或或單循環(huán)掘進進進尺越大，則斷斷面進尺比（S/l）越小，圍巖對對被挖除巖體的的挾持作用越大大，爆破效率越越低，效果越差差。分部開挖斷面越越大或單循環(huán)掘掘進進尺越小，，則斷面進尺比比越大，圍巖對對被挖除巖體的的挾持作用越小小，爆破效率越越高，效果越好好。七、隧道爆破設(shè)設(shè)計隧道開挖前，應(yīng)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)質(zhì)條件、開挖斷斷面、開挖方法法、掘進循環(huán)進進尺、鉆眼機具具和爆破器材等等做好鉆爆設(shè)計計，合理地確定炮眼布置、、數(shù)目、深度和和角度、裝藥量和裝藥結(jié)結(jié)構(gòu)、起爆方法、起爆順序，安排好循環(huán)作業(yè)業(yè)等，以正確指導鉆爆爆施工，達到預(yù)預(yù)期的效果。隧道爆破設(shè)計內(nèi)內(nèi)容：（5）兩次爆破之間間的銜接臺階尺尺寸不大于15cm。（6）鉆眼工作量少少，炸藥等爆破破材料耗用量少少。（7）防止對周圍設(shè)設(shè)備的破壞，減減少對環(huán)境尤其其是水的污染。。（4）爆破后的石渣渣塊度應(yīng)大小適適中，拋擲范圍圍相對集中，符符合裝渣作業(yè)要要求。（3）爆破后掘進進進尺達到施工設(shè)設(shè)計要求，掌子子面（即坑道正正面）平整，炮炮根短淺。（2）爆破后坑道斷斷面達到設(shè)計要要求的形狀和尺尺寸，坑道周邊邊輪廓成形規(guī)則則、巖面平順，，超、欠挖量應(yīng)應(yīng)符合《隧道施工規(guī)范》規(guī)定；《隧道施工規(guī)范》允許最大超挖值值為10～15cm，并且一般不允允許欠挖，只有有在堅硬石質(zhì)條條件下，允許有有限欠挖。（1）爆破對圍巖的的擾動破壞小，，對已作支護的的振動破壞小，，以保持圍巖（（坑道）的穩(wěn)定定。鉆眼爆破基本要要求：“掏槽爆破”七、隧道爆破設(shè)設(shè)計（一）炮眼的種種類和作用（二）掏槽形式式和參數(shù)（三）隧道爆破破的參數(shù)設(shè)計（四）炮眼的布布置（一）炮眼的種種類和作用1、掏槽眼2、輔助眼3、周邊眼其作用是先在開開挖面上炸出一一個槽腔，為后后續(xù)炮眼的爆破破創(chuàng)造新的臨空空面。位于掏槽眼與周周邊眼之間的炮炮眼稱為輔助眼眼。其作用是擴大掏掏槽眼炸出的槽槽腔，為周邊眼眼爆破創(chuàng)造臨空空面。沿隧道周邊布置置的炮眼稱為周周邊眼。其作用是炸出較較平整的隧道斷斷面輪廓。幫眼、頂眼、底底眼。（二）掏槽形式式和參數(shù)1、斜眼掏槽2、直眼掏槽3、混合掏槽1、斜眼掏槽（1）垂直楔形掏槽槽。（2）錐形掏槽。斜眼掏槽主要適適用于一次開挖挖斷面較大的隧隧道爆破掏槽。。優(yōu)點①操作簡單、精精度要求較直眼眼掏槽低②斜眼掏槽炮充充分利用了第一一臨空面（掌子子面）的臨空作作用，很容易就就把石渣拋出；；③由于楔形掏槽槽比直眼掏槽形形成槽口臨空面面的效果要好，，且掏槽眼的個個數(shù)較少，炸藥藥單耗較低，爆爆破效果也好；；④還可以按巖層層的實際情況，，較靈活地選擇擇掏槽斜眼的布布置形式和調(diào)整整掏槽斜眼的傾傾斜角度；⑤上一循環(huán)掏槽槽在掌子面上形形成凹陷破碎區(qū)區(qū)位于下一循環(huán)環(huán)槽口中部，而而下一循環(huán)掏槽槽斜眼的孔口位位于其外側(cè)，基基本不影響下一一循環(huán)掏槽斜眼眼的開眼和鉆進進。缺點在一次開挖斷面面較小時，炮眼眼深度易受開挖挖斷面尺寸的限限制，不易提高高循環(huán)進尺，不不便于使用大型型液壓鑿巖臺車車鉆眼，只宜選選用小型鑿巖機機；也不便于多臺鑿鑿巖機同時作業(yè)業(yè)；在采用人工風鉆鉆打眼時，開眼眼位置和鉆眼方方向不易控制。。所以在一次開挖挖斷面較大，單單掘進進尺也較較大時，斜眼掏掏槽深孔爆破最最能顯示其適宜宜性和優(yōu)勢。2、直眼掏槽直眼掏槽由若干干個垂直于開挖挖面的炮眼所組組成，主要適用用于一次開挖斷斷面較小的隧道道爆破掏槽。（1）直眼掏槽優(yōu)缺缺點（2）直眼掏槽形式式（3）影響直眼掏槽槽效果的因素（1）直眼掏槽優(yōu)缺缺點優(yōu)點掏槽深度不受圍圍巖軟硬和開挖挖斷面大小的限限制，可以選用用大型液壓鑿巖巖臺車鉆眼，可可以實現(xiàn)多臺鉆鉆機同時作業(yè)、、深眼爆破和鉆鉆眼機械化，從從而為提高掘進進速度提供了有有利條件；開眼位置和鉆眼眼方向精度較高高，即使是人工工風鉆打眼，開開眼位置和鉆眼眼方向也易于控控制；直眼掏槽鑿巖作作業(yè)較方便，不不需隨循環(huán)進尺尺的改變而變化化掏槽形式，僅僅需改變炮眼的的深度，且石渣渣的拋擲距離也也可縮短，受到到現(xiàn)場歡迎。缺點直眼掏槽炮對第第一臨空面（掌掌子面）的臨空空作用利用不夠夠充分，要形成成有效槽口，必必須布置的炮眼眼數(shù)目和單位用用藥量較多，對對眼距、裝藥量量等有嚴格要求求，并且需要鉆鉆設(shè)大直徑空眼眼作為輔助臨空空面，往往由于于設(shè)計或施工不不當，使槽內(nèi)的的巖石不易拋出出或重新固結(jié)而而降低炮眼利用用率；爆破后槽口處形形成一個凹陷破破碎區(qū)，不便于于下一循環(huán)掏槽槽眼的開眼和鉆鉆進。所以在一次開挖挖斷面較小單掘掘進進尺較大（（S/l值較?。r，直直眼掏槽深孔爆爆破才顯示其適適宜性和優(yōu)勢（2）直眼掏槽形式式①柱狀掏槽②螺旋形掏槽a=（1.0—1.5）D，b=（1.2—2.5）D，c=（3.0—4.0）D，的（4.0—5.0）D。D為空眼直徑，一一般不小于100mm，也可用φ60——φ70mm的鉆頭鉆成8字形雙空。爆破破按1、2、3、4由近及遠順序起起爆，以充分利利用自由面，擴擴大掏槽效果。。（3）影響直眼掏