初級(jí)爆破工程師培訓(xùn)課件—隧道掘進(jìn)控制爆破技術(shù)(講座）

1、2022-3-61掘進(jìn)控制爆破掘進(jìn)控制爆破2022-3-62主要內(nèi)容1 1概述概述2 2隧道開挖方法隧道開挖方法3 3地下硐庫(kù)開挖方法地下硐庫(kù)開挖方法4 4隧道掘進(jìn)爆破技術(shù)隧道掘進(jìn)爆破技術(shù) 炮眼布置及其作用炮眼布置及其作用 掏槽爆破掏槽爆破5 5隧道掘進(jìn)爆破施工技術(shù)隧道掘進(jìn)爆破施工技術(shù)2022-3-63概述概述孫鈞（中國(guó)科學(xué)院院士，孫鈞（中國(guó)科學(xué)院院士，1980）給出地下開挖工程分類如下：）給出地下開挖工程分類如下：A 臨時(shí)性礦山坑用；臨時(shí)性礦山坑用；B 豎井；豎井；C 永久性礦山坑硐，水電工程的引水隧洞（不包含高水頭涵洞）永久性礦山坑硐，水電工程的引水隧洞（不包含高水頭涵洞）導(dǎo)挖隧道，平巷和

2、大型開挖工程的導(dǎo)硐；導(dǎo)挖隧道，平巷和大型開挖工程的導(dǎo)硐；D 地下儲(chǔ)藏室，污水處理站，公路和跌路支線隧道、水電工程的地下儲(chǔ)藏室，污水處理站，公路和跌路支線隧道、水電工程的調(diào)壓室及進(jìn)出隧道；調(diào)壓室及進(jìn)出隧道；E 地下電站主硐室，公路和鐵路干線的隧道、民防硐室、隧道入地下電站主硐室，公路和鐵路干線的隧道、民防硐室、隧道入口及交叉點(diǎn)；口及交叉點(diǎn)；F 地下核電站，地鐵車站，地下體育場(chǎng)及公共設(shè)施，地下廠房。地下核電站，地鐵車站，地下體育場(chǎng)及公共設(shè)施，地下廠房。1 2022-3-64按照用途不同，地下工程可分為下列八類：按照用途不同，地下工程可分為下列八類：交通隧道：如鐵路隧道，公路隧道，城市地鐵及水底道路

3、交通隧道：如鐵路隧道，公路隧道，城市地鐵及水底道路隧道等；隧道等；水工隧洞：如水利發(fā)電站的各種輸水隧洞，為農(nóng)業(yè)灌溉開水工隧洞：如水利發(fā)電站的各種輸水隧洞，為農(nóng)業(yè)灌溉開鑿的輸水隧洞以及給排水隧洞等；鑿的輸水隧洞以及給排水隧洞等；礦山巷道：如各類礦山的運(yùn)輸巷道及開采井巷等；礦山巷道：如各類礦山的運(yùn)輸巷道及開采井巷等；地下倉(cāng)庫(kù)：食品的貯存庫(kù)，魚肉等的冷藏庫(kù)，車庫(kù)及核廢地下倉(cāng)庫(kù)：食品的貯存庫(kù)，魚肉等的冷藏庫(kù)，車庫(kù)及核廢碴封存庫(kù)等；碴封存庫(kù)等；地下工廠：如水力、火力發(fā)電站的地下廠房以及各種輕、地下工廠：如水力、火力發(fā)電站的地下廠房以及各種輕、重工業(yè)的地下廠房等；重工業(yè)的地下廠房等；2022-3-65地下

4、民用與公共建筑：如地下商店、圖書館、體育館、展地下民用與公共建筑：如地下商店、圖書館、體育館、展覽館、影劇院、住宅及綜合建筑體系覽館、影劇院、住宅及綜合建筑體系-城市地下街；城市地下街；人防工程：如人員掩蔽部、指揮部、疏散干道、連接通道、人防工程：如人員掩蔽部、指揮部、疏散干道、連接通道、醫(yī)院、救護(hù)站及大樓防空地下室等，根據(jù)以戰(zhàn)為主，平戰(zhàn)醫(yī)院、救護(hù)站及大樓防空地下室等，根據(jù)以戰(zhàn)為主，平戰(zhàn)結(jié)合的原則，這些建筑物平時(shí)可用作辦公室、會(huì)議室、工結(jié)合的原則，這些建筑物平時(shí)可用作辦公室、會(huì)議室、工廠倉(cāng)庫(kù)、食堂和招待所等；廠倉(cāng)庫(kù)、食堂和招待所等；國(guó)防地下工程：如飛機(jī)庫(kù)，艦艇庫(kù)，武器庫(kù)，彈藥庫(kù)，作國(guó)防地下工程

5、：如飛機(jī)庫(kù)，艦艇庫(kù)，武器庫(kù)，彈藥庫(kù)，作戰(zhàn)指揮部、通訊樞紐、軍醫(yī)院和各類野戰(zhàn)工事以及永備筑戰(zhàn)指揮部、通訊樞紐、軍醫(yī)院和各類野戰(zhàn)工事以及永備筑城工事等。城工事等。2022-3-662 隧道開挖方法 開挖方法：開挖方法： 全斷面開挖法，全斷面開挖法， 臺(tái)階開挖法（或半斷面開挖法）臺(tái)階開挖法（或半斷面開挖法） 導(dǎo)坑（硐）開挖法導(dǎo)坑（硐）開挖法2022-3-67 2.1 全斷面開挖全斷面開挖 實(shí)線表示在一個(gè)掘進(jìn)循實(shí)線表示在一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)中，鉆眼爆破工程是環(huán)中，鉆眼爆破工程是沿整個(gè)斷面一次完成的。沿整個(gè)斷面一次完成的。 虛線表示永久支護(hù)的輪虛線表示永久支護(hù)的輪廓線（以下各圖亦同）廓線（以下各圖亦同）2022

6、-3-682.2 臺(tái)階開挖法（或半斷面開挖法）臺(tái)階開挖法（或半斷面開挖法）當(dāng)隧道高度較高又無(wú)大型鑿巖臺(tái)車，當(dāng)隧道高度較高又無(wú)大型鑿巖臺(tái)車，不便于鉆眼爆破作業(yè)時(shí)，可將隧道分不便于鉆眼爆破作業(yè)時(shí)，可將隧道分為上下兩層，施工時(shí)形成臺(tái)階狀。這為上下兩層，施工時(shí)形成臺(tái)階狀。這種開挖法稱為臺(tái)階開挖法或半斷面開種開挖法稱為臺(tái)階開挖法或半斷面開挖法。挖法。方法一（圖方法一（圖a）：當(dāng)上半部斷面超前）：當(dāng)上半部斷面超前下半部斷面施工時(shí)，稱為正臺(tái)階工作下半部斷面施工時(shí)，稱為正臺(tái)階工作面施工法。首先開挖上部斷面面施工法。首先開挖上部斷面1并完并完成拱圈襯砌。這種開挖方法用于不太成拱圈襯砌。這種開挖方法用于不太松軟的

7、巖層中施工相當(dāng)安全，并且效松軟的巖層中施工相當(dāng)安全，并且效率比較高，平均日進(jìn)尺可達(dá)率比較高，平均日進(jìn)尺可達(dá)10m左右。左右。2022-3-69方法二（圖方法二（圖b）：如果施工）：如果施工中遇到巖體比較松軟的地段，中遇到巖體比較松軟的地段，為了安全施工和不打亂原設(shè)為了安全施工和不打亂原設(shè)計(jì)配套的施工機(jī)具，可以改計(jì)配套的施工機(jī)具，可以改變其上部半斷面開挖方法。變其上部半斷面開挖方法。如圖所示，首先開挖如圖所示，首先開挖1，待，待拱圈襯砌完成后，再進(jìn)行核拱圈襯砌完成后，再進(jìn)行核心心2的開挖，然后按的開挖，然后按3、4順順序進(jìn)行下部開挖與支襯。序進(jìn)行下部開挖與支襯。2022-3-610上斷面開挖尺寸

8、上斷面開挖尺寸 臺(tái)階長(zhǎng)度示意圖臺(tái)階長(zhǎng)度示意圖 2022-3-6112.3 導(dǎo)坑（硐）開挖法導(dǎo)坑（硐）開挖法方法一、中央下導(dǎo)坑超前全斷面開挖方法一、中央下導(dǎo)坑超前全斷面開挖法：這一開挖方法可探測(cè)掘進(jìn)前方法：這一開挖方法可探測(cè)掘進(jìn)前方的地質(zhì)情況，有利于進(jìn)一步刷大斷的地質(zhì)情況，有利于進(jìn)一步刷大斷面時(shí)的圍巖穩(wěn)定和施工安全。這一面時(shí)的圍巖穩(wěn)定和施工安全。這一方法又分為兩種。方法又分為兩種。下導(dǎo)坑超前掘進(jìn)，待其終止時(shí)，再下導(dǎo)坑超前掘進(jìn)，待其終止時(shí)，再以全斷面開挖方法趕上。也就是說(shuō)，以全斷面開挖方法趕上。也就是說(shuō)，在導(dǎo)坑開挖期間，后方的全斷面開在導(dǎo)坑開挖期間，后方的全斷面開挖即需停止，兩者不能平行作業(yè)。挖即

9、需停止，兩者不能平行作業(yè)。下導(dǎo)坑超前掘進(jìn)和后方的全斷面開下導(dǎo)坑超前掘進(jìn)和后方的全斷面開挖之間保持一定的距離。挖之間保持一定的距離。2022-3-612方法二、中央下到坑超前半斷面開方法二、中央下到坑超前半斷面開挖法挖法中央下導(dǎo)坑超前半斷面開挖方法雖中央下導(dǎo)坑超前半斷面開挖方法雖然不如全斷面開挖法那樣快速，但然不如全斷面開挖法那樣快速，但對(duì)于圍巖構(gòu)造復(fù)雜的不良地質(zhì)條件對(duì)于圍巖構(gòu)造復(fù)雜的不良地質(zhì)條件最為適宜，而且也不致于施工過(guò)程最為適宜，而且也不致于施工過(guò)程干擾。首先開挖下導(dǎo)坑干擾。首先開挖下導(dǎo)坑1，然后開，然后開挖上半斷面挖上半斷面2及及3，待拱圈支襯完，待拱圈支襯完成后，再將下部半斷面成后，再

10、將下部半斷面4向上擴(kuò)大，向上擴(kuò)大，以及按以及按5、6順序開挖，并完成邊順序開挖，并完成邊墻的混凝土澆灌工作。墻的混凝土澆灌工作。2022-3-6133 地下硐庫(kù)及其開挖方法 用途：貯存物質(zhì)，人員掩體，貯存核廢料等。用途：貯存物質(zhì)，人員掩體，貯存核廢料等。優(yōu)點(diǎn)：隱蔽性好，不站地，火災(zāi)發(fā)生率小。優(yōu)點(diǎn)：隱蔽性好，不站地，火災(zāi)發(fā)生率小。缺點(diǎn)：造價(jià)高缺點(diǎn)：造價(jià)高常見開挖工藝：常見開挖工藝：導(dǎo)坑法，留礦法，導(dǎo)坑法，留礦法，VCR法法。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明：地下硐室埋置深度必須慎重選擇，埋淺了可能會(huì)因巖應(yīng)當(dāng)說(shuō)明：地下硐室埋置深度必須慎重選擇，埋淺了可能會(huì)因巖石強(qiáng)度交差而增加支護(hù)費(fèi)用，埋深了則增加通道長(zhǎng)度，通道太長(zhǎng)石強(qiáng)度

11、交差而增加支護(hù)費(fèi)用，埋深了則增加通道長(zhǎng)度，通道太長(zhǎng)無(wú)論對(duì)建設(shè)周期還是使用周期都可能引發(fā)出一系列問(wèn)題。無(wú)論對(duì)建設(shè)周期還是使用周期都可能引發(fā)出一系列問(wèn)題。地下工程爆破開挖步驟（循環(huán)）：打眼地下工程爆破開挖步驟（循環(huán)）：打眼-裝藥裝藥-爆破爆破-通風(fēng)通風(fēng)-裝裝碴碴-支護(hù)。支護(hù)。2022-3-614巖石硐室的開挖方法巖石硐室的開挖方法摘自：李夕兵等，巖石地下建筑工程，中南工業(yè)大學(xué)出版社，摘自：李夕兵等，巖石地下建筑工程，中南工業(yè)大學(xué)出版社，1999年。年。盾構(gòu)法（盾構(gòu)法（Shield）：用于巖質(zhì)條件時(shí)常配合巖石掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行，）：用于巖質(zhì)條件時(shí)常配合巖石掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行，適用于各類巖石條件：對(duì)于特別破碎的巖體，

12、如海底隧道，適用于各類巖石條件：對(duì)于特別破碎的巖體，如海底隧道，當(dāng)有大斷層和滲漏水壓很大時(shí)，尚需配合以氣壓盾構(gòu)和化學(xué)當(dāng)有大斷層和滲漏水壓很大時(shí)，尚需配合以氣壓盾構(gòu)和化學(xué)灌漿加固。灌漿加固。巖石掘進(jìn)法巖石掘進(jìn)法(TMB法法Tunnel Boring Machine)：最近十多年：最近十多年來(lái)，國(guó)外巖石掘進(jìn)機(jī)械化發(fā)展很快，特別是用于長(zhǎng)大隧道來(lái)，國(guó)外巖石掘進(jìn)機(jī)械化發(fā)展很快，特別是用于長(zhǎng)大隧道（長(zhǎng)度（長(zhǎng)度10km）的建設(shè)，效率提高明顯。）的建設(shè)，效率提高明顯。頂進(jìn)結(jié)構(gòu)法：適用于從已有建筑下的軟巖中通過(guò)的隧道。頂進(jìn)結(jié)構(gòu)法：適用于從已有建筑下的軟巖中通過(guò)的隧道。基坑法：適用于淺埋的地下硐室?；臃ǎ哼m用于

13、淺埋的地下硐室。礦山法：即為傳統(tǒng)的鉆爆法，仍是迄今為止最為廣泛采用的礦山法：即為傳統(tǒng)的鉆爆法，仍是迄今為止最為廣泛采用的巖層成硐方法。巖層成硐方法。2022-3-6153.1 導(dǎo)坑法導(dǎo)坑法1）導(dǎo)坑掘進(jìn)：鉆爆方法同一般巷道掘進(jìn)，不用光面）導(dǎo)坑掘進(jìn)：鉆爆方法同一般巷道掘進(jìn)，不用光面爆破。爆破。2）頂、幫擴(kuò)大：鉆爆方法可參照隧道掘進(jìn)之輔助孔）頂、幫擴(kuò)大：鉆爆方法可參照隧道掘進(jìn)之輔助孔爆破。頂眼爆破、側(cè)眼爆破及光面爆破。爆破。頂眼爆破、側(cè)眼爆破及光面爆破。3）水平臺(tái)階爆破：頂拱下第一個(gè)臺(tái)階因拱腳處無(wú)法）水平臺(tái)階爆破：頂拱下第一個(gè)臺(tái)階因拱腳處無(wú)法立鉆，一般用水平孔爆破，臺(tái)階高度不超過(guò)立鉆，一般用水平孔爆

14、破，臺(tái)階高度不超過(guò)8m時(shí)，時(shí)，一次進(jìn)尺不超過(guò)一次進(jìn)尺不超過(guò)4m，可參照輔助孔及側(cè)孔穿爆參，可參照輔助孔及側(cè)孔穿爆參數(shù)。數(shù)。4）臺(tái)階爆破：水平臺(tái)階之下，用一般臺(tái)階爆破。）臺(tái)階爆破：水平臺(tái)階之下，用一般臺(tái)階爆破。2022-3-616水電站機(jī)組大廳的掘進(jìn)階段水電站機(jī)組大廳的掘進(jìn)階段鉆機(jī)鉆機(jī)裝載機(jī)裝載機(jī)立井立井自卸車自卸車2022-3-6178.3.2 留礦法留礦法主要應(yīng)用于礦山：如凡口鉛鋅礦、紅透山銅礦和黃砂主要應(yīng)用于礦山：如凡口鉛鋅礦、紅透山銅礦和黃砂坪鉛鋅礦用淺孔留礦法開挖大斷面硐室均取得了良好坪鉛鋅礦用淺孔留礦法開挖大斷面硐室均取得了良好效果。這種方法要求圍巖整體性好，穿孔爆破參數(shù)同效果。這種

15、方法要求圍巖整體性好，穿孔爆破參數(shù)同一般淺孔爆破一般淺孔爆破 。2022-3-6181-向上炮孔向上炮孔2-作業(yè)空間作業(yè)空間3-順路天井順路天井4-主井聯(lián)絡(luò)道主井聯(lián)絡(luò)道5-副井聯(lián)絡(luò)道副井聯(lián)絡(luò)道6-下部?jī)?chǔ)礦倉(cāng)下部?jī)?chǔ)礦倉(cāng)7-主井主井8-副井副井2022-3-6198.3.3 VCR法法-Vertical Crater Retreat Mining如果硐室埋深不大，可以考慮在地表向下鉆垂直孔，下部開如果硐室埋深不大，可以考慮在地表向下鉆垂直孔，下部開挖出底部結(jié)構(gòu)，用挖出底部結(jié)構(gòu)，用CVR法開挖硐室。法開挖硐室。它的實(shí)質(zhì)：在硐室的上部巷道內(nèi)按一定孔距和排距鉆鑿大直它的實(shí)質(zhì)：在硐室的上部巷道內(nèi)按一定孔距

16、和排距鉆鑿大直徑深孔到下部巷道，爆破時(shí)自底部平臺(tái)裝入長(zhǎng)度不大于直徑徑深孔到下部巷道，爆破時(shí)自底部平臺(tái)裝入長(zhǎng)度不大于直徑6倍的藥包，然后沿采場(chǎng)全長(zhǎng)和全寬按分層自下而上崩落一倍的藥包，然后沿采場(chǎng)全長(zhǎng)和全寬按分層自下而上崩落一定厚度巖石，逐層將整個(gè)采高采完。這樣下部巷道就成為出定厚度巖石，逐層將整個(gè)采高采完。這樣下部巷道就成為出碴巷道。碴巷道。特點(diǎn)：主要特點(diǎn)是垂直炮孔的兩端是敞開的，要求采用特殊特點(diǎn)：主要特點(diǎn)是垂直炮孔的兩端是敞開的，要求采用特殊裝置，將藥包停留在預(yù)定位置上，所以裝藥就成為直接影響裝置，將藥包停留在預(yù)定位置上，所以裝藥就成為直接影響爆破效果的關(guān)鍵作業(yè)。可見，當(dāng)球狀藥包埋置在采場(chǎng)頂?shù)装?/p>

17、爆破效果的關(guān)鍵作業(yè)。可見，當(dāng)球狀藥包埋置在采場(chǎng)頂?shù)装逯g的下部自由空間爆破，即倒置漏斗爆破，就成為之間的下部自由空間爆破，即倒置漏斗爆破，就成為VCR法球狀藥包爆破技術(shù)的主要特點(diǎn)。法球狀藥包爆破技術(shù)的主要特點(diǎn)。2022-3-6204.1 特點(diǎn)（與地下礦山常見的小斷面水平巷道相比）特點(diǎn)（與地下礦山常見的小斷面水平巷道相比）（1）隧道斷面一般比較大，高度和跨度常達(dá)到）隧道斷面一般比較大，高度和跨度常達(dá)到8m左右，特左右，特別是復(fù)線隧道，跨度可達(dá)到別是復(fù)線隧道，跨度可達(dá)到10m以外；以外；（2）隧道位置多處于復(fù)雜多變的地質(zhì)條件下，尤其遇到淺埋）隧道位置多處于復(fù)雜多變的地質(zhì)條件下，尤其遇到淺埋地段時(shí)，

18、巖體風(fēng)化破碎，滲水、滴水嚴(yán)重，給鉆眼爆破作業(yè)地段時(shí)，巖體風(fēng)化破碎，滲水、滴水嚴(yán)重，給鉆眼爆破作業(yè)增加了困難；增加了困難；（3）鐵路隧道服務(wù)年限長(zhǎng)，質(zhì)量要求高，要求爆破時(shí)要盡量）鐵路隧道服務(wù)年限長(zhǎng)，質(zhì)量要求高，要求爆破時(shí)要盡量減少對(duì)圍巖的破壞，確保圍巖完整。有時(shí)在爆破作業(yè)后及時(shí)減少對(duì)圍巖的破壞，確保圍巖完整。有時(shí)在爆破作業(yè)后及時(shí)進(jìn)行有效的支撐、襯砌工作，致使爆破工作面受到限制，從進(jìn)行有效的支撐、襯砌工作，致使爆破工作面受到限制，從而增加了爆破施工的難度。而增加了爆破施工的難度。4 隧道掘進(jìn)爆破2022-3-6214.2 炮眼排列及作用炮眼排列及作用隧道掘進(jìn)爆破時(shí)，一般只有一個(gè)自由面，爆破條件困難

19、。隧道掘進(jìn)爆破時(shí)，一般只有一個(gè)自由面，爆破條件困難。分類：井巷掘進(jìn)中的炮眼、按其作用的不同，可分為掏槽眼、分類：井巷掘進(jìn)中的炮眼、按其作用的不同，可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼。輔助眼和周邊眼。對(duì)于平巷道和斜井而言，周邊孔又可分為頂眼、底眼和幫眼。對(duì)于平巷道和斜井而言，周邊孔又可分為頂眼、底眼和幫眼。作用：作用：掏槽眼：為輔助眼創(chuàng)造第二個(gè)自由面掏槽眼：為輔助眼創(chuàng)造第二個(gè)自由面輔助眼：為了進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽的體積輔助眼：為了進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽的體積周邊眼：為形成正確的井巷斷面形狀周邊眼：為形成正確的井巷斷面形狀2022-3-6228.4 隧道掘進(jìn)爆破8.4.2 炮眼排列及作用1-頂眼頂眼 a-掏槽掏槽2-

20、幫眼幫眼 b-擴(kuò)槽擴(kuò)槽3-底眼底眼 c-形成巷道規(guī)格斷面形成巷道規(guī)格斷面2022-3-623隧道掘進(jìn)與礦山建隧道掘進(jìn)與礦山建設(shè)中的水平巷道掘設(shè)中的水平巷道掘進(jìn)基本方式是相同進(jìn)基本方式是相同的。的。隧道爆破一般也采隧道爆破一般也采用小直徑鉆眼爆破用小直徑鉆眼爆破法。法。2022-3-6244.3 掏槽爆破掏槽爆破 用途：掏槽爆破是為輔助眼爆破創(chuàng)造第二個(gè)自由面。用途：掏槽爆破是為輔助眼爆破創(chuàng)造第二個(gè)自由面。型式：型式：斜眼掏槽型式斜眼掏槽型式直眼掏槽型式直眼掏槽型式2022-3-6254.3.1掏槽爆破定義、特點(diǎn)、分類掏槽爆破定義、特點(diǎn)、分類1）定義：為了創(chuàng)造第二個(gè)自由面，可以在掘進(jìn)工作面的某一適

21、）定義：為了創(chuàng)造第二個(gè)自由面，可以在掘進(jìn)工作面的某一適當(dāng)位置布置少量炮眼，爆破時(shí)首先起爆，在工作面形成一個(gè)槽口，當(dāng)位置布置少量炮眼，爆破時(shí)首先起爆，在工作面形成一個(gè)槽口，為其余的炮眼爆破創(chuàng)造有利條件，這些炮眼就稱為掏槽眼。為其余的炮眼爆破創(chuàng)造有利條件，這些炮眼就稱為掏槽眼。2）特點(diǎn)：為了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼）特點(diǎn)：為了提高其他炮眼的爆破效果，掏槽眼應(yīng)比其它炮眼加深加深150200mm，裝藥量增加，裝藥量增加15%-20%。3）分類：根據(jù)巷道斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽眼）分類：根據(jù)巷道斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽眼的排列形式有很多種類，歸納起來(lái)可分為傾斜眼

22、掏槽和垂直眼掏的排列形式有很多種類，歸納起來(lái)可分為傾斜眼掏槽和垂直眼掏槽兩大類，此外還有兩者結(jié)合的混合式掏槽。槽兩大類，此外還有兩者結(jié)合的混合式掏槽。2022-3-6264.3.2 掏槽眼布置的原則掏槽眼布置的原則掏槽眼位置一般應(yīng)布置在開挖斷面的中部及中下部；掏槽眼位置一般應(yīng)布置在開挖斷面的中部及中下部；炮眼方向，在巖層層理明顯時(shí)，應(yīng)盡量垂直于巖層的層炮眼方向，在巖層層理明顯時(shí)，應(yīng)盡量垂直于巖層的層理面；理面；小型斷面的掏槽眼一般為小型斷面的掏槽眼一般為46個(gè)，大型斷面要根據(jù)開挖個(gè)，大型斷面要根據(jù)開挖方式的不同確定掏槽眼的部位和數(shù)量。方式的不同確定掏槽眼的部位和數(shù)量。2022-3-6278.4

23、.3.3 傾斜眼掏槽傾斜眼掏槽1、單向掏槽、單向掏槽a-頂部掏槽頂部掏槽b-底部掏槽底部掏槽c-側(cè)向掏槽側(cè)向掏槽d-扇形掏槽扇形掏槽2022-3-6284.3.4 錐形掏槽錐形掏槽a-三角錐形三角錐形b-正角錐形正角錐形c-圓錐形圓錐形2022-3-6298.4.3.5 楔形掏槽楔形掏槽類型：通常由兩排性對(duì)稱的傾斜炮眼組成，爆破后形成楔形槽。類型：通常由兩排性對(duì)稱的傾斜炮眼組成，爆破后形成楔形槽。楔形掏槽可分為垂直楔形和水平楔形掏槽兩種。楔形掏槽可分為垂直楔形和水平楔形掏槽兩種。應(yīng)用：楔形掏槽常用于中硬以上的均勻巖石，且巷道斷面大于應(yīng)用：楔形掏槽常用于中硬以上的均勻巖石，且巷道斷面大于4m2的

24、工作面。當(dāng)巷道巖層有水平層理時(shí)，宜采用水平楔的工作面。當(dāng)巷道巖層有水平層理時(shí)，宜采用水平楔形掏槽，以利于鉆眼和爆破。形掏槽，以利于鉆眼和爆破。特點(diǎn)：每對(duì)掏槽眼間距為特點(diǎn)：每對(duì)掏槽眼間距為0.20.5m，掏槽眼與工作面交角為，掏槽眼與工作面交角為55-75，眼底距離為，眼底距離為10-20cm優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 所需掏槽眼數(shù)較少，掏槽體積大，易將巖石拋出，有利所需掏槽眼數(shù)較少，掏槽體積大，易將巖石拋出，有利于其它炮眼的爆破，掏槽眼深度受到巷道斷面限制，因而于其它炮眼的爆破，掏槽眼深度受到巷道斷面限制，因而影響到每個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺；巖石拋擲距離遠(yuǎn)，巖堆分散，影響到每個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺；巖石拋擲距離遠(yuǎn)，

25、巖堆分散，影響裝巖效率。影響裝巖效率。2022-3-630楔形掏槽型式楔形掏槽型式a垂直楔形掏槽垂直楔形掏槽b水平楔形掏槽水平楔形掏槽2022-3-6314.3.6 直眼掏槽特點(diǎn)，形式直眼掏槽特點(diǎn)，形式直眼掏槽也稱直線掏槽直眼掏槽也稱直線掏槽特點(diǎn)：所有掏槽眼均垂直于工作面，炮眼之間相距較遠(yuǎn)且保特點(diǎn)：所有掏槽眼均垂直于工作面，炮眼之間相距較遠(yuǎn)且保持互相平行，其中有一個(gè)或數(shù)個(gè)不裝藥的空眼。持互相平行，其中有一個(gè)或數(shù)個(gè)不裝藥的空眼。形式：垂直眼掏槽有龜裂掏槽、桶形掏槽和螺旋形掏槽三種形式：垂直眼掏槽有龜裂掏槽、桶形掏槽和螺旋形掏槽三種類型。類型。2022-3-632龜裂掏槽龜裂掏槽龜裂掏槽也稱為線性

26、掏槽龜裂掏槽也稱為線性掏槽8.4 隧道掘進(jìn)爆破8.4.3 掏槽爆破 8.4.3.6 直眼掏槽特點(diǎn)，形式裝藥孔空孔2022-3-633龜裂掏槽特點(diǎn)：龜裂掏槽特點(diǎn)： 掏槽眼布置在一條直線上，彼此間嚴(yán)格平行，裝掏槽眼布置在一條直線上，彼此間嚴(yán)格平行，裝藥眼與空眼間隔布置，爆破后形成一條槽線，故又藥眼與空眼間隔布置，爆破后形成一條槽線，故又稱縫形掏槽。稱縫形掏槽。 掏槽眼數(shù)目與巷道斷面大小及巖石堅(jiān)固性成正比，掏槽眼數(shù)目與巷道斷面大小及巖石堅(jiān)固性成正比，通常為通常為37個(gè)眼。眼見距離一般取個(gè)眼。眼見距離一般取8-15cm 龜裂掏槽體積較小，故常被桶形掏槽所代替。龜裂掏槽體積較小，故常被桶形掏槽所代替。2

27、022-3-634 桶形掏槽桶形掏槽 又稱角柱掏槽，各掏槽眼互相平行且呈對(duì)稱形式?？沼址Q角柱掏槽，各掏槽眼互相平行且呈對(duì)稱形式。空眼直徑可與裝藥眼相同，也可采用大直徑空眼，以便眼直徑可與裝藥眼相同，也可采用大直徑空眼，以便增強(qiáng)自由面的作用。增強(qiáng)自由面的作用。 大直徑空眼角柱形掏槽，為普通直徑空眼桶形掏槽。大直徑空眼角柱形掏槽，為普通直徑空眼桶形掏槽。 桶形掏槽較龜裂掏槽形成的槽子體積大，在中硬巖石桶形掏槽較龜裂掏槽形成的槽子體積大，在中硬巖石中使用較為普遍。中使用較為普遍。2022-3-635桶形掏槽桶形掏槽-大直徑空眼角柱形掏槽大直徑空眼角柱形掏槽2022-3-636桶形掏槽的幾種變形桶形掏

28、槽的幾種變形圖中數(shù)字表示起爆順序圖中數(shù)字表示起爆順序2022-3-637 螺旋形掏槽螺旋形掏槽 它是由桶形掏槽發(fā)展而來(lái)的，其特點(diǎn)是各裝藥眼它是由桶形掏槽發(fā)展而來(lái)的，其特點(diǎn)是各裝藥眼至空眼的距離依次遞增，呈螺旋線布置，并由近至空眼的距離依次遞增，呈螺旋線布置，并由近及遠(yuǎn)順序起爆，能充分利用自由面，擴(kuò)大溝槽效及遠(yuǎn)順序起爆，能充分利用自由面，擴(kuò)大溝槽效果，其擴(kuò)槽原理如圖。果，其擴(kuò)槽原理如圖。2022-3-638螺旋掏槽原理示意圖螺旋掏槽原理示意圖a-大直徑空眼；大直徑空眼；b-大直徑空眼大直徑空眼圖中數(shù)字表示起爆順序圖中數(shù)字表示起爆順序2022-3-639小直徑空眼螺旋掏槽小直徑空眼螺旋掏槽1-炸藥

29、；炸藥；2-炮泥炮泥圖中數(shù)字表示起爆順序圖中數(shù)字表示起爆順序2022-3-640大直徑空眼螺旋形掏槽炮眼布置大直徑空眼螺旋形掏槽炮眼布置圖中數(shù)字表示起爆順序圖中數(shù)字表示起爆順序2022-3-6414.3.7 直眼溝槽與傾斜溝槽對(duì)比直眼溝槽與傾斜溝槽對(duì)比優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：眼深不受巷道斷面限制，可進(jìn)行較深炮眼的眼深不受巷道斷面限制，可進(jìn)行較深炮眼的爆破，加大一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺；掏槽體積里爆破，加大一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺；掏槽體積里外大小一致，因而相鄰炮眼的最小抵抗線里外外大小一致，因而相鄰炮眼的最小抵抗線里外也較一致，使爆落的礦巖塊度均勻，不會(huì)拋擲也較一致，使爆落的礦巖塊度均勻，不會(huì)拋擲太遠(yuǎn)，爆堆集中在工作

30、面附近，有利于裝巖。太遠(yuǎn)，爆堆集中在工作面附近，有利于裝巖。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：掏槽眼數(shù)較多，掏槽體積小，裝藥眼和空眼掏槽眼數(shù)較多，掏槽體積小，裝藥眼和空眼的間距不能太大且需相互平行，要求有較高的的間距不能太大且需相互平行，要求有較高的鉆眼技術(shù)。鉆眼技術(shù)。2022-3-6424.3.8 混合掏槽混合掏槽 混合掏槽是指兩種以上的混合掏槽是指兩種以上的掏槽方式混合使用。在遇到掏槽方式混合使用。在遇到巖石特別堅(jiān)硬或巷道斷面較巖石特別堅(jiān)硬或巷道斷面較大時(shí)，可以采用如圖的復(fù)式大時(shí)，可以采用如圖的復(fù)式楔形掏槽或桶形或錐形混合楔形掏槽或桶形或錐形混合掏槽。掏槽。2022-3-643三層楔形掏槽眼示意圖三層楔形掏槽眼

31、示意圖圖中圖中ho、h1、h2均為炮孔均為炮孔底至自由面的垂直線底至自由面的垂直線R0掘進(jìn)工作面（自由面），掘進(jìn)工作面（自由面），R1、R2分別為每層掏槽孔分別為每層掏槽孔底深度（自由面）底深度（自由面）2022-3-6445 隧道掘進(jìn)爆破施工技術(shù)隧道掘進(jìn)爆破施工技術(shù)2022-3-6452022-3-646第五章 隧道爆破施工技術(shù) 隧道(tunnel)是人們利用地下空間的一種形式，被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利、水電、礦山、市政、人防等部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。八達(dá)嶺高速公路山羊洼二號(hào)隧道光面爆破2022-3-647 目前，鉆爆法(drilling blast method)由于對(duì)地

32、質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、開挖成本低，特別適合于堅(jiān)硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工。鉆爆法仍是隧道掘進(jìn)的主要手段。2022-3-648 雖然我國(guó)也在引進(jìn)全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(tunnel boring machine)，但是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，鉆爆法與掘進(jìn)機(jī)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將同時(shí)并存和使用，而且在隧道掘進(jìn)機(jī)及高壓射流等新的巖石開挖技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)，隧道爆破技術(shù)也會(huì)隨著鉆孔機(jī)具的不斷改進(jìn)、爆破器材的日益發(fā)展而不斷進(jìn)步。2022-3-649 爆破開挖(excavation by blasting)是以鉆孔、爆破工序?yàn)橹?，配以裝運(yùn)機(jī)械出碴，完成隧道施工的方法，是建設(shè)隧道的主要工序，它的成敗與好壞直接影響

33、到圍巖的穩(wěn)定及后續(xù)工序的正常進(jìn)行和施工速度，是隧道建設(shè)非常重要的組成部分。2022-3-650 隧道爆破一般采用小孔徑的鉆眼爆破，其鉆眼、裝藥、堵塞、爆破等施工操作具有以下特點(diǎn)： 1.由于滴水、潮濕空氣、照明、通風(fēng)和洞內(nèi)氣溫、噪音、粉塵等的影響，鉆眼爆破作業(yè)條件差；加之它與支護(hù)、出碴運(yùn)輸?shù)裙ぷ鹘惶孢M(jìn)行，致使爆破工作面受到限制，增加了爆破的施工難度，必須合理爆破施工，保證爆破循環(huán)的正常進(jìn)行。2022-3-651 2 .爆破的臨空面少，巖石的夾制作用大，耗藥量大，不能充分發(fā)揮爆破效果。 3.對(duì)鉆眼爆破質(zhì)量要求較高。既要使隧道方向正確，滿足精度要求；又要使爆破后隧道斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不能超挖過(guò)大。爆

34、破時(shí)要預(yù)防飛石崩壞支架、風(fēng)管、水管、電線等，爆落巖石塊度要均勻，便于裝碴運(yùn)輸。 2022-3-652 4.由于隧道一般斷面較大，造價(jià)昂貴，服務(wù)年限長(zhǎng)，且維修和養(yǎng)護(hù)時(shí)常需中斷、停止隧道的使用，這對(duì)運(yùn)營(yíng)是很不利的，因此在施工中必須確保良好的工程質(zhì)量。 5.隨著以新奧法為理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的隧道越來(lái)越多，為充分利用圍巖自承力，要求施工中盡量減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，確保圍巖完整。 2022-3-653 6.隧道爆破的施工方法、施工機(jī)具和設(shè)備的選擇主要取決于開挖斷面的大小和隧道所處的山體位置，此外，變化復(fù)雜的圍巖及圍巖的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、松動(dòng)程度、耐風(fēng)化性、初始地應(yīng)力方向、隧道的跨度和地下水活動(dòng)情況對(duì)其也有較大的影響

35、。2022-3-654 巖石隧道開挖前，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼機(jī)具和爆破器材等做好鉆爆設(shè)計(jì)。合理地確定炮眼布置、數(shù)目、深度和角度、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方法、起爆順序，安排好循環(huán)作業(yè)等，以正確指導(dǎo)鉆爆施工，達(dá)到預(yù)期的效果。 第一節(jié) 隧道爆破設(shè)計(jì)2022-3-655 一、炮眼的一、炮眼的種類種類和和作用作用 隧道開挖爆破的炮眼數(shù)目，與隧道斷面的大小有關(guān)，多在幾十至數(shù)百范圍內(nèi)。炮眼類型按其所在位置、爆破作用、布置方式和有關(guān)參數(shù)的不同可分為如下幾種：2022-3-656 1.掏槽眼(cut hole)。針對(duì)隧道開挖爆破只有一個(gè)臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開

36、挖斷面的適當(dāng)位置（一般在中央偏下部)布置幾個(gè)裝藥量較多的炮眼,如圖5-1中的1#炮眼。其作用是先在開挖面上炸出一個(gè)槽腔，為后續(xù)炮眼的爆破創(chuàng)造新的臨空面。 2.輔助眼(reliever)。位于掏槽眼與周邊眼之間的炮眼稱為輔助眼。如圖5-1中的2#炮眼。其作用是擴(kuò)大掏槽眼炸出的槽腔，為周邊眼爆破創(chuàng)造臨空面。2022-3-657 3.周邊眼(perimeter hole)。沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。如圖5-1中的3#、4#、5# 炮眼，其作用是炸出較平整的隧道斷面輪廓。按其所在位置的不同，又可分為幫眼（3#眼）、頂眼（4#眼）、底眼（5#眼）。2022-3-658 爆破的關(guān)鍵是掏槽眼和周邊眼的

37、爆破，掏槽眼為輔助眼和周邊眼的爆破創(chuàng)造了有利條件，直接影響循環(huán)進(jìn)尺和掘進(jìn)效果；周邊眼關(guān)系到隧道開挖邊界的超欠挖和對(duì)周圍圍巖的影響。 2022-3-6592022-3-660 二、掏槽二、掏槽形式形式和和參數(shù)參數(shù) 掏槽效果的好壞，直接影響整個(gè)隧道爆破的成敗。根據(jù)掏槽眼與開挖面的關(guān)系、掏槽眼的布置方式、掏槽深度以及裝藥起爆順序的不同，可將掏槽方式分為如下幾類:2022-3-661 斜眼掏槽 斜眼掏槽（incline cut）的特點(diǎn)是掏槽眼與開挖斷面斜交，它的種類很多，如錐形掏槽、爬眼掏槽、各種楔形掏槽、單斜式掏槽等。隧道爆破中常用的是垂直楔形掏槽和錐形掏槽。 2022-3-662 (1)垂直楔形掏

38、槽（vertical wedge cut）。掏槽眼水平成對(duì)布置（圖51），爆破后將炸出楔形槽口。炮眼與開挖面間的夾角、上下兩對(duì)炮眼的間距a和同一平面上一對(duì)掏槽眼眼底的距離b，是影響此種掏槽爆破效果的重要因素，這些參數(shù)隨圍巖類別的不同而有所不同。表5-1列出一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)供參考。 2022-3-663圍巖類別（）斜度比a(cm)b(cm)炮眼數(shù)量（個(gè)）類以下類類類70807580707555701:0.271:0.181:0.271:0.181:0.371:0.271:0.471:0.3770806070506030503030252044666表表5-1 垂直楔形掏槽爆破參數(shù)垂直楔形掏槽爆破參數(shù)

39、2022-3-664 (2)錐形掏槽(pyramidal cut)。這種炮眼呈角錐形布置，各掏槽眼以相等或近似相等的角度向工作面中心軸線傾斜，眼底趨于集中，但互相并不貫通，爆破后形成錐形槽。根據(jù)掏槽炮眼數(shù)目的不同分為三角錐、四角錐、五角錐等。圖5-2所示為四角錐形掏槽，它常用于受巖層層理、節(jié)理、裂隙影響較大的圍巖。其有關(guān)參數(shù)見表5-2。 2022-3-6652022-3-666 斜眼掏槽具有操作簡(jiǎn)單，精度要求較直眼掏槽低，能按巖層的實(shí)際情況選擇掏槽方式和掏槽角度，易把巖石拋出，掏槽眼的數(shù)量少且炸藥耗量低等優(yōu)點(diǎn)。但是， 眼深易受開挖斷面尺寸的限制，不易提高循環(huán)進(jìn)尺(cycle length)，也

40、不便于多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)。 2022-3-667圍巖類別（）a(cm)眼數(shù)（個(gè)）類以下類類類706865601009080703456表表5-2 5-2 錐形掏槽爆破參數(shù)錐形掏槽爆破參數(shù)2022-3-668 直眼掏槽 直眼掏槽(cylinder cut)由若干個(gè)垂直于開挖面的炮眼所組成，掏槽深度不受圍巖軟硬和開挖斷面大小的限制，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)、深眼爆破和鉆眼機(jī)械化，從而為提高掘進(jìn)速度提供了有利條件。2022-3-669 由于直眼掏槽鑿巖作業(yè)較方便，不需隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽形式，僅需改變炮眼的深度，且石碴的拋擲距離也可縮短，目前現(xiàn)場(chǎng)多采用直眼掏槽。但直眼掏槽的炮眼數(shù)目和單位用藥量

41、要增多，對(duì)眼距、裝藥等要求嚴(yán)格，往往由于設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，使槽內(nèi)的巖石不易拋出或重新固結(jié)而降低炮眼利用率。2022-3-670 1直眼掏槽形式 直眼掏槽形式很多，過(guò)去常用的有：龜裂掏槽，五眼梅花掏槽和螺旋掏槽。近年來(lái)，由于重型鑿巖機(jī)械的使用，尤其是能鉆大于100mm直徑炮孔的液壓鉆機(jī)投入施工以后，直眼掏槽的布置形式有了新發(fā)展，目前常用的形式有：2022-3-671 柱狀掏槽。如圖5-3所示。它是充分利用大直徑空眼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(free hole）的空眼(buster hole) 數(shù)目，視炮眼深度而定，一般當(dāng)孔眼深度小于3.0m時(shí)采

42、用一個(gè)；0當(dāng)孔眼深度為3.0m3.5m時(shí)，采用雙臨空孔；當(dāng)孔眼深度為3.5m5.15m時(shí)采用三個(gè)。試驗(yàn)表明：第一個(gè)起爆裝藥孔離開臨空孔的距離應(yīng)不大于1.5倍的臨空孔直徑。2022-3-6722022-3-673 螺旋形掏槽。螺旋形掏槽是由柱狀掏槽發(fā)展而來(lái)，其特點(diǎn)是中心眼為空眼，鄰近空眼的各裝藥眼至空眼之間的距離逐漸加大，其聯(lián)線呈螺旋形狀，如圖5-4所示。2022-3-674 裝藥眼與空眼之間的距離分別為a=(1.01.5)D；b=(1.22.5)D；c=(3.04.0)D；d=(4.05.0)D.D為鉆孔直徑，一般不小于100mm，也可用60mm70mm的鉆頭鉆成8字形雙空。爆破按1、2、3、

43、4由近及遠(yuǎn)順序起爆，能充分利用自由面，擴(kuò)大掏槽效果。2022-3-6752022-3-676 2影響直眼掏槽效果的因素 直眼掏槽以空眼作為增加的臨空面，利用炸藥爆炸的能量將槽內(nèi)巖石破碎，并借助爆破產(chǎn)生氣體的余能將已破碎的巖石從槽腔內(nèi)拋出，在直眼掏槽中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：2022-3-677 眼距?？昭叟c裝藥眼之間的距離。當(dāng)用等直徑炮孔時(shí)，此距離一般隨巖性不同而變動(dòng)，變動(dòng)范圍為炮眼直徑的24倍；當(dāng)采用大直徑空眼時(shí)，眼距不宜超過(guò)空眼直徑的兩倍。由于掏槽效果對(duì)眼距變化很敏感，往往眼距稍大會(huì)造成掏槽失敗或效果降低，而眼距過(guò)小不僅鉆眼困難，還容易發(fā)生槽內(nèi)巖石被擠實(shí)現(xiàn)象。 2022-3-678 空眼?？昭鄄粌H

44、起著自由面和破碎巖石發(fā)展的導(dǎo)向作用，同時(shí)為槽內(nèi)巖石破碎提供一個(gè)膨脹的空間。所以，增加空眼數(shù)目，能獲得良好的效果，一般隨眼深加大，空眼數(shù)也相應(yīng)增多。 裝藥。直眼掏槽一般都是過(guò)量裝藥，裝藥長(zhǎng)度占全眼長(zhǎng)的70%90%，如果裝藥長(zhǎng)度不夠，易發(fā)生“掛門簾”和“留門坎”現(xiàn)象。當(dāng)眼深大于2.5m 時(shí)易產(chǎn)生溝槽效應(yīng)，應(yīng)采取相應(yīng)措施防止爆轟中斷。2022-3-679 輔助拋擲。直眼掏槽的關(guān)鍵是把槽內(nèi)已破碎巖石拋出槽腔，當(dāng)炮眼較深時(shí)僅利用爆炸產(chǎn)生氣體的余能拋出巖石是很難達(dá)到預(yù)計(jì)的掏槽效果的，所以當(dāng)眼深在2.0m以上時(shí)，可采用輔助拋擲措施。一般是將空眼加深100200mm，并在眼底放一卷炸藥，在掏槽眼全部起爆后接著

45、起爆。2022-3-680 鉆眼質(zhì)量。要保證鉆眼的準(zhǔn)確性，使各炮眼之間保持等距、平行是極為重要的。如果兩眼鉆穿，易造成爆生氣體過(guò)早損失，降低槽內(nèi)巖石拋出率或使巖石再生。 如果距離過(guò)大或鉆眼偏斜，易發(fā)生單個(gè)炮眼直徑擴(kuò)大或單個(gè)炮眼爆炸，炮眼間的巖 石不易崩落。2022-3-681 混合掏槽 混合掏槽是指兩種以上的掏槽方式的混合使用，一般在巖石特別堅(jiān)硬或隧道開挖斷面較大時(shí)使用。2022-3-682 （1）復(fù)式掏槽 嚴(yán)格地說(shuō)，復(fù)式掏槽(double cut)也屬于斜眼掏槽，它是在淺眼楔形掏槽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在大斷面隧道掘進(jìn)中，為加大掏槽深度，可采用兩層、三層或四層楔形掏槽眼，每對(duì)掏槽眼呈完全對(duì)稱或

46、近似對(duì)稱，深度由淺到深，與工作面的夾角由小到大。復(fù)式掏槽也叫多重楔形掏槽或V形掏槽(V-cut)。 2022-3-683 復(fù)式掏槽的爆破角(掏槽眼與工作面的夾角） 與掏槽眼深度的相互關(guān)系，應(yīng)使從每個(gè)眼底所作 的垂線恰好落在開挖斷面兩壁與開挖面相交的臨 空面上；最深掏槽眼眼底的垂直線也必須落在隧 道內(nèi)，即與已爆出的工作面相交；在每一掏槽眼 眼底所作的垂線必須與隧道壁面相交。2022-3-6842022-3-685 （2）升級(jí)掏槽 升級(jí)掏槽系采用逐級(jí)加深的炮眼布置，按掘進(jìn)方向平行鉆孔，把全部掏槽深度分階段達(dá)到爆破的目的，如圖5-6所示。2022-3-6862022-3-687 由于升級(jí)掏槽將常用掏

47、槽方法在爆破技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)和直眼掏槽在鉆眼技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，因此，其適應(yīng)能力強(qiáng)，可對(duì)各種不同的條件和巖石狀況采用不同的方法加以處理，掏進(jìn)深度可以根據(jù)炮眼的級(jí)數(shù)來(lái)確定。實(shí)踐表明，用這種方法進(jìn)行爆破是很有成效的。2022-3-688 （3）分段掏槽 為克服深眼爆破中裝藥底部?jī)H產(chǎn)生擠壓破碎作用和弱拋擲，可將掏槽炮眼分次起爆，這樣可以有利于槽腔形成，提高掏槽腔的有效深度，便于機(jī)械化作業(yè)。2022-3-689 圖5-7給出了南昆線米花嶺隧道采用的直眼二次掏槽的示意圖，炮眼利用率在90%以上。實(shí)踐表明，對(duì)于斜眼分段掏槽循環(huán)進(jìn)尺可達(dá)隧道開挖寬度的76%，炮眼利用率可在95%以上。 2022-3-69020

48、22-3-691 除此之外，其它混合掏槽還有角錐與直眼、楔形與直眼(圖5-8）等形式組合。這些一般用在比較堅(jiān)硬的巖石中。2022-3-692 三、隧道爆破的參數(shù)設(shè)計(jì)三、隧道爆破的參數(shù)設(shè)計(jì) 炮眼直徑 炮眼直徑(bore hole diameter）對(duì)鑿巖生產(chǎn)率、炮眼數(shù)目、單位耗藥量和洞壁的平整程度均有影響。加大炮眼直徑以及相應(yīng)裝藥量可使炸藥能量相對(duì)集中，爆炸效果得以改善。但炮眼直徑過(guò)大將導(dǎo)致鑿巖速度顯著下降，并影響巖石破碎質(zhì)量、2022-3-693 洞壁平整程度和圍巖穩(wěn)定性。因此，必須根據(jù)巖性、鑿巖設(shè)備和工具、炸藥性能等綜合分析，合理選用孔徑。一般隧道的炮眼直徑在32mm50mm之間，藥卷與眼壁

49、之間的間隙一般為炮眼直徑的10%15%。2022-3-694 炮眼數(shù)量 炮眼數(shù)量（number of holes）主要與開挖斷面、炮眼直徑、巖石性質(zhì)和炸藥性能有關(guān)，炮眼的多少直接影響鑿巖工作量。炮眼數(shù)量應(yīng)能裝入設(shè)計(jì)的炸藥量，通?？筛鶕?jù)各炮眼平均分配炸藥量的原則來(lái)計(jì)算，其公式為：1-5 qSN 2022-3-695式中： N炮眼數(shù)量，不包括未裝藥的空眼數(shù)； q單位炸藥消耗量，一般取q=1.2kg/m32.4kg/m3； S開挖斷面積，m2； 裝藥系數(shù)，即裝藥長(zhǎng)度與炮眼全長(zhǎng)的比值，可參考表5-3； 每米藥卷的炸藥重量（kg/m）,2號(hào)巖石銨梯炸藥的每米重量 見表5-4；2022-3-696 圍巖類

50、別炮眼名稱 、 掏槽眼輔助眼周邊眼0.50.40.40.550.450.450.600.500.550.650.800.550.700.600.75表表5-3 5-3 裝藥系數(shù)裝藥系數(shù) 值值2022-3-697 藥卷直徑（mm）32353840444550（kg/m）0.780.961.101.251.521.591.90 表表5-4 2號(hào)巖石銨梯炸藥每米重量號(hào)巖石銨梯炸藥每米重量值值2022-3-698 炮眼深度 炮眼深度（hole depth）是指炮眼底至開挖面的垂直距離。合適的炮眼深度有助于提高掘進(jìn)速度和炮眼利用率。隨著鑿巖、裝碴運(yùn)輸設(shè)備的改進(jìn)，目前普遍存在加長(zhǎng)炮眼深度以減少作業(yè)循環(huán)次數(shù)

51、的趨勢(shì)。一般根據(jù)下列因素確定炮眼深度： 2022-3-699 開挖面積 炮眼量巖石等級(jí) 開挖面積4679101213154043軟石（）次堅(jiān)石（）堅(jiān)石（）特堅(jiān)石（）1013111612181825151616201724283317191825213037422024233027354338759080100表表5-5 炮眼數(shù)量參考值炮眼數(shù)量參考值 2022-3-6100（1）圍巖的穩(wěn)定性，避免過(guò)大的超欠挖；（2）鑿巖機(jī)的允許鉆眼長(zhǎng)度、操作技術(shù)條件和 鉆眼技術(shù)水平。（3）掘進(jìn)循環(huán)安排，保證充分利用作業(yè)時(shí)間。 2022-3-6101 確定炮眼度的常用方法有三種。一種是采用斜眼掏槽時(shí)，炮眼深度受開

52、挖面大小的影響，炮眼過(guò)深，周邊巖石的夾制作用較大，故炮眼深度不宜過(guò)大。一般最大炮眼深度取斷面寬度（或高度）B的0.50.7倍，即L=（0.50.7）B。當(dāng)圍巖條件好時(shí)，采用較小值。 2022-3-6102 另一種方法是利用每一掘進(jìn)循環(huán)的進(jìn)尺數(shù)及實(shí)際的炮眼利用率來(lái)確定。即 L炮眼深度（m）； 2-5 lL l每掘進(jìn)循環(huán)的計(jì)劃進(jìn)尺數(shù)（m）； 炮眼利用率（efficiency of bore hole）， 一般要求不低于0.85。 2022-3-6103 第三種方法是按每一掘進(jìn)循環(huán)中所占時(shí)間確定，即 式中：m鉆機(jī)數(shù)量； v鉆眼速度（m/h）； t每一掘進(jìn)循環(huán)中鉆眼所占時(shí)間(h)； N炮眼數(shù)目。 3-

53、5 mvtL2022-3-6104 所確定的炮眼深度還應(yīng)與裝碴運(yùn)輸能力相適應(yīng)，使每個(gè)作業(yè)班能完成整數(shù)個(gè)循環(huán)，而且使掘進(jìn)每米坑道消耗的時(shí)間最少，炮眼利用率最高。目前較多采用的炮眼深度為1.2m1.8m，中深孔2.5m3.5m,深孔3.5m5.15m。2022-3-6105 裝藥量的計(jì)算及分配 眼裝藥量的多少，是影響爆破效果的重要因素。藥量不足，會(huì)出現(xiàn)炸不開，炮眼利用率低和石碴塊度過(guò)大；裝藥量過(guò)多，則會(huì)破壞圍巖穩(wěn)定，崩壞支撐和機(jī)械設(shè)備，使拋碴過(guò)散，對(duì)裝碴不利，且增加了洞內(nèi)有害氣體，相應(yīng)地增加了排煙時(shí)間和供風(fēng)量等。 2022-3-6106 合理的藥量應(yīng)根據(jù)所使用的炸藥的性能和質(zhì)量、地質(zhì)條件、開挖斷面

54、尺寸、臨空面數(shù)目、炮眼直徑和深度及爆破的質(zhì)量要求來(lái)確定。目前多采取先用體積公式計(jì)算出一個(gè)循環(huán)的總用藥量，然后按各種類型炮眼的爆破特性進(jìn)行分配，再在爆破實(shí)踐中加以檢驗(yàn)和修正，直到取得良好的爆破效果為止的方法。2022-3-6107計(jì)算總用藥量Q的公式為：式中：Q個(gè)爆破循環(huán)的總用藥量，kg; q爆破每立方米巖石所需炸藥的消耗 量，kg/m3,見表5-6； 4-5 qVQ2022-3-6108 V一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺所爆落的巖石總體積，且 V=lS,m3； l計(jì)劃循環(huán)進(jìn)尺m； S開挖面積, m2。 總的炸藥量應(yīng)分配到各個(gè)炮孔中去，由于各炮眼的作用及受到巖石夾制情況不同，裝藥數(shù)量亦不同，通常按裝藥系數(shù)進(jìn)行分配

55、，值可參考表5-3取值。2022-3-6109開挖部位和開挖面積（m2）圍巖類別一個(gè)自由面的水平和傾斜隧道467910121315162040431.51.31.21.21.11.81.61.51.41.32.32.01.81.71.61.12.92.52.252.12.01.4多個(gè)自由面部位擴(kuò)大挖底0.60.520.740.620.950.791.21.0表表5-6 爆破巖石所需的單位耗藥量（爆破巖石所需的單位耗藥量（kg/m3）（）（2號(hào)巖石銨梯炸藥）號(hào)巖石銨梯炸藥）2022-3-6110 四、炮眼的布置四、炮眼的布置 隧道內(nèi)布置炮眼時(shí)，必須保證獲得良好的爆破效果，并考慮鉆眼的效率。在開挖

56、面上除出現(xiàn)土石互層、圍巖類別不同、節(jié)理異常等特殊情況外，應(yīng)按實(shí)際需要布置炮眼，一般應(yīng)按下述原則布置炮眼：2022-3-6111 1.先布置掏槽眼，其次是周邊眼，最后是輔助眼。掏槽眼一般應(yīng)布置在開挖面中央偏下部位，其深度應(yīng)比其它眼深15cm20cm。為爆出平整的開挖面，除掏槽和底部炮眼外，所有掘進(jìn)眼眼底應(yīng)落在同一平面上。底部炮眼深度一般與掏槽眼相同。 2022-3-6112 2.周邊眼應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置布置。斷面拐角處應(yīng)布置炮眼。為滿足機(jī)械鉆眼需要和減少超欠挖，周邊眼設(shè)計(jì)位置應(yīng)考慮0.030.05的外插斜率。并應(yīng)使前后兩排炮眼的銜接臺(tái)階高度（即鋸齒形的齒高）最小為佳。此高度一般要求為10cm左右

57、，最大也不應(yīng)大于15cm。 2022-3-6113 3.輔助眼的布置主要是解決炮眼間距和最小抵抗線的問(wèn)題，這可以由施工經(jīng)驗(yàn)決定，一般抵抗線W約為炮眼間距的60%80%，并在整個(gè)斷面上均勻排列，當(dāng)采用2號(hào)巖石銨梯炸藥時(shí)，W值一般取0.6m0.8m。 4.當(dāng)炮眼的深度超過(guò)2.5m時(shí)，靠近周邊眼的內(nèi)圈輔助眼應(yīng)與周邊眼有相同的傾角。2022-3-6114 5.當(dāng)巖層層理明顯時(shí)，炮眼方向應(yīng)盡量垂直于層理面。如節(jié)理發(fā)育，炮眼應(yīng)盡量避開節(jié)理，以防卡鉆和影響爆破效果。 2022-3-6115 隧道開挖面的炮眼，在遵守上述原則的基礎(chǔ) 上，可以有以下幾種布置方式： 1.直線形布眼：將炮眼按垂直方向或水平方向，圍繞

58、掏槽開口呈直線形逐層排列，如圖5-9a、b所示。這種布眼方式，形式簡(jiǎn)單且易掌握，同排炮眼的最小抵抗線一致，間距一致，前排眼為后排眼創(chuàng)造臨空面，爆破效果較好。 2022-3-6116 2.多邊形布眼：這種布眼是圍繞著掏槽部位，由里向外，將炮眼逐層布置成正方形、長(zhǎng)方形、多邊形等，如圖5-9c所示。 3.弧形布眼：順著拱部輪廓線，逐圈布置炮眼，如圖5-9d所示。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(shí)，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。 2022-3-61172022-3-6118第

59、二節(jié) 周邊眼的控制爆破 在隧道爆破施工中，首要的要求是開挖輪廓與尺寸準(zhǔn)確，對(duì)圍巖擾動(dòng)小。所以，周邊眼的爆破效果，反映了整個(gè)隧道爆破的成洞質(zhì)量。實(shí)踐表明，采用普通爆破方法，不僅對(duì)圍巖擾動(dòng)大，而且難以爆出理想的開挖輪廓，故目前采用控制爆破(controlled blasting)技術(shù)進(jìn)行爆破。隧道控制爆破是指光面爆破和預(yù)裂爆破。 2022-3-6119 一一、隧道的光面爆破、隧道的光面爆破 1.隧道光面爆破的特點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn) 光面爆破是通過(guò)正確確定爆破參數(shù)和施工方法，在設(shè)計(jì)斷面內(nèi)的巖體爆破崩落后，才爆周邊孔，使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊，最大限度地減輕爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)和破壞，盡可能地保持原巖的完整性和穩(wěn)定

60、性的爆破技術(shù)。2022-3-6120 其主要標(biāo)準(zhǔn)為：開挖輪廓成形規(guī)則，巖面平整;圍巖壁上保存有50%以上的半面炮眼痕跡，無(wú)明顯的爆破裂縫;超欠挖符合規(guī)定要求，圍巖壁上無(wú)危石等。2022-3-6121 光面爆破對(duì)圍巖擾動(dòng)小，又盡可能保存了圍巖自身原有的承載能力，從而改善了襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀況；由于圍巖壁面平整，減少了應(yīng)力集中和局部落石現(xiàn)象，增加了施工安全，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(jià)，加快施工進(jìn)度；因光面爆破可減輕振動(dòng)和保護(hù)圍巖，所以它是在松軟及不均質(zhì)的地質(zhì)巖體中較為有效的開挖方法。2022-3-6122 2.隧道光面爆破的主要參數(shù) 光面爆破的成功與否主要