3隧道鉆爆施工

1三、隧道與地下工程掘進(jìn)爆破1三、隧道與地下工程掘進(jìn)爆破2目錄前言隧道常用掏槽形式隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)隧道周邊孔控制爆破特殊條件隧道爆破地鐵隧道施工隧道爆破進(jìn)展與展望青藏鐵路之最2目錄前言31、前言隧道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。由于鉆爆法對(duì)地質(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，目前仍是隧道掘進(jìn)的主要手段。目前我國(guó)引進(jìn)全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，但根據(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。

31、前言隧道是人們利用地下空間的一種形式，被廣泛應(yīng)用于4爆破開挖是以鉆孔、爆破工序?yàn)橹?，配以裝運(yùn)機(jī)械出碴而完成隧道施工的方法。爆破開挖是建設(shè)隧道的主要工序，它的成敗與好壞直接影響到圍巖的穩(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。隧道爆破一般采用小孔徑鉆孔爆破.鉆爆法開挖隧道的缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工環(huán)境較差，但隨著巖石爆破技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械化程度的提高，鉆爆法的優(yōu)勢(shì)必將得到進(jìn)一步的發(fā)揮。1、前言4爆破開挖是以鉆孔、爆破工序?yàn)橹?，配以裝運(yùn)機(jī)械出碴而完成隧道5鐵路、公路交通等隧道爆破與礦山巷道掘進(jìn)爆破原則基本相同，但其具有以下特點(diǎn)：隧道斷面大，其高度和跨度超過6.0m，雙線鐵路和高速公路隧道以大斷面和超大斷面為主；爆破應(yīng)重視對(duì)圍巖保護(hù)。地質(zhì)條件復(fù)雜，尤其淺埋隧道（埋深小于2.0倍跨度）巖石風(fēng)化嚴(yán)重，受地表水、裂隙水影響較大，巖石節(jié)理、裂隙、軟弱夾層等直接影響鉆孔和爆破效果。隧道服務(wù)年限長(zhǎng)，造價(jià)昂貴；施工中必須保證良好的質(zhì)量；運(yùn)營(yíng)中應(yīng)減少維修，避免中斷交通。隧道爆破鉆孔質(zhì)量和精度要求高，孔位、方向和深度要準(zhǔn)確，使爆破斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，超、欠挖在允許范圍之內(nèi)。1、前言5鐵路、公路交通等隧道爆破與礦山巷道掘進(jìn)爆破原則基本相同，但6表1國(guó)際遂道協(xié)會(huì)對(duì)隧道斷面的劃分劃分?jǐn)嗝娣e/m2超小斷面<0.3小斷面3.0～10.0中等斷面10.0～50.0大斷面50.0～100.0超大斷面>100.06表1國(guó)際遂道協(xié)會(huì)對(duì)隧道斷面的劃分劃分?jǐn)嗝娣e/m2超小7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)：

鉆爆條件差。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。爆破臨空面少。巖石的夾制作用大，耗藥量大，不能充分發(fā)揮爆破效果。鉆孔質(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)，不能超控過大。爆破時(shí)要預(yù)防飛石崩壞支架、風(fēng)管、水管、電線等，爆落巖石塊度均勻，便于出碴。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。隧道爆破施工方法、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位置。鉆孔是隧道爆破的關(guān)鍵工序。1、前言7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8隧道開挖常用方法：全斷面法、臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法(CD法、CRD法)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(孔鏡法)和中導(dǎo)洞超前預(yù)留光爆層法。根據(jù)隧道的斷面大小、地質(zhì)情況、圍巖性質(zhì)和施工隊(duì)伍素質(zhì)等綜合考慮選取開挖方法。一般情況下，I、II、III級(jí)圍巖地段采用全斷面方法；IV、V級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法。圍巖比較破碎地段，隧道特大斷面或超淺埋段，采用CD法、CRD法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。I、II、III級(jí)圍巖地段，隧道斷面較大時(shí)，采用中導(dǎo)洞超前預(yù)留光爆層法。1、前言8隧道開挖常用方法：全斷面法、臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法(CD法9單側(cè)壁導(dǎo)坑法：CD法或CRD法。CD法是CENTERDIAPHRAGM簡(jiǎn)稱；CRD則是CROSSDIAPHRAGM簡(jiǎn)稱。二者既有聯(lián)系又有區(qū)別；適用于圍巖軟弱且大斷面隧道爆破開挖。CD法是用鋼支撐和噴射混凝土隔壁分割進(jìn)行開挖的方法。CRD法是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割進(jìn)行開挖，一般在地質(zhì)條件要求分部開挖及時(shí)封閉的條件下采用。適用于圍巖較差、地表沉陷難于控制或淺埋隧道，特點(diǎn)是：?jiǎn)蝹?cè)導(dǎo)坑超前，中壁和另側(cè)正臺(tái)階法施工，極大地降低了拱頂和邊墻位移，但仰拱為薄弱環(huán)節(jié)，施工中易出現(xiàn)開裂，且圍巖變化時(shí)不易調(diào)整施工方法。1、前言9單側(cè)壁導(dǎo)坑法：CD法或CRD法。1、前言10單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工示意圖10單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工示意圖11掏槽孔：斷面中下部，最先起爆、擔(dān)負(fù)掏槽爆破擴(kuò)槽孔：隨掏槽孔之后起爆的一部分炮孔邊墻孔：直墻部位的炮孔拱頂孔：隧道拱圈部位的炮孔；周邊孔：周邊輪廓線上的炮孔；底板孔：隧道最底部的一排炮孔；二臺(tái)孔：底板孔上面的一排炮孔；崩落孔：其他爆破巖石的炮孔，又稱掘進(jìn)孔。隧道爆破各部位炮孔名稱位置圖1、前言11隧道爆破各部位炮孔名稱位置圖1、前言122、隧道常用掏槽形式掏槽效果的好壞，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，可將掏槽方式分為三種:(1)楔形掏槽;(2)直孔掏槽;(3)混合掏槽122、隧道常用掏槽形式掏槽效果的好壞，直接影響整個(gè)隧道爆破13

楔形掏槽布孔示意圖

13楔形掏槽布孔示意圖14

直孔掏槽布置示意圖

14直孔掏槽布置示意圖153、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)（1）循環(huán)進(jìn)尺隧道掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺主要受鉆孔設(shè)備能力、工程進(jìn)度要求和巖石特性等的影響，需要綜合考慮確定，從經(jīng)濟(jì)效益考慮，循環(huán)進(jìn)尺宜取大值，但還要綜合考慮鉆孔機(jī)械的最大鉆進(jìn)深度，鉆孔的效率與之配套裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備的裝運(yùn)能力，巖體所能承受的爆破地震動(dòng)強(qiáng)度，循環(huán)作業(yè)能力等因素。（2）炮眼直徑一般隧道的炮眼直徑在32～50mm之間;藥卷與眼壁之間的間隙一般為炮眼直徑的10％～15％.（3）炮眼數(shù)量炮眼數(shù)量主要與開挖斷面、炮眼直徑、巖石性質(zhì)和炸藥性能有關(guān).：N=qS/

式中：N，炮眼數(shù)量；q，單位炸藥消耗量，一般取q＝1.2～2.4kg/m3；S,開挖斷面積；

，裝藥系數(shù)，即裝藥長(zhǎng)度與炮眼全長(zhǎng)的比值；

，每米藥卷的炸藥質(zhì)量，kg/m。炮眼數(shù)量常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值可參考表。153、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)（1）循環(huán)進(jìn)尺16（4）炮孔深度炮眼深度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)的趨勢(shì)。炮眼深度一般根據(jù)下列因素確定：（1）圍巖的穩(wěn)定性，避免過大的超欠挖；（2）鑿巖機(jī)允許鉆孔長(zhǎng)度、操作條件和技術(shù)水平；（3）掘進(jìn)循環(huán)安排，保證充分利用作業(yè)時(shí)間。目前較多采用的炮孔深度為1.2～1.8m，中深孔2.5～3.5m，深孔3.5～5.15m。

3、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)16（4）炮孔深度3、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)17（5）裝藥量計(jì)算及分配炮孔裝藥量多少是影響爆破效果重要因素。藥量不足，會(huì)出現(xiàn)炸不開，炮眼利用率低和石碴塊度過大；裝藥量過多，則會(huì)破壞圍巖穩(wěn)定，崩壞支撐和機(jī)械設(shè)備，使拋碴過散等。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。3、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)17（5）裝藥量計(jì)算及分配炮孔裝藥量多少是影響爆破效果重要因183、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)序號(hào)炮孔名稱布置位置布置原則1掏槽孔隧道中心，偏下

為了便于裝運(yùn)，爆后找頂及噴混凝土等作業(yè)，要求碴堆集中一些，堆得高一些。為此掏槽區(qū)應(yīng)布置在斷面中下方2周邊孔沿隧道掘進(jìn)周邊輪廓線布置

隧道光面和預(yù)裂爆破，孔距E和光爆層厚度W光的關(guān)系以保證光面效果，一般?。篍=0.8W光3擴(kuò)槽孔內(nèi)圈孔圍繞掏槽孔布置擴(kuò)槽孔、內(nèi)圈孔比掘進(jìn)孔密。為確保爆破效果，為后續(xù)炮孔創(chuàng)造良好臨空面，擴(kuò)槽孔應(yīng)適當(dāng)加密。4二臺(tái)孔底板孔底板及底板附近

二臺(tái)孔、底板孔要克服先爆炮孔產(chǎn)生的巖碴增加的負(fù)荷，因此也應(yīng)適當(dāng)加密。他們的間距或抵抗線一般為掘進(jìn)孔的80%左右。5崩落孔掏槽孔一周邊孔之間

掘進(jìn)孔一般均勻布置即可，可采用線性布置形式，也可采用環(huán)形布置形式。一般情況下，抵抗線應(yīng)小于同排（同一環(huán)形）炮孔間距，常為炮孔間距的80%～100%。目前國(guó)內(nèi)也有采用大孔距小抵抗線的線性布置形式，炮孔間距為抵抗線的1.5～2倍。（6）炮孔布置原則183、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)序號(hào)炮孔名稱布置位置布置原則1掏槽孔19（7）裝藥結(jié)構(gòu)隧道爆破，正向和反向起爆，研究表明：掏槽孔的首段應(yīng)該采用正向裝藥起爆，其他孔采用反方向裝藥起爆；從減振觀點(diǎn)來(lái)看，每段起爆間隔時(shí)差應(yīng)大于50ms，但每段起爆間隔時(shí)間又不宜過長(zhǎng)，間隔時(shí)間過長(zhǎng)，能量不能互相作用，后段爆破不能起補(bǔ)充前段爆破的破碎作用和拋擲作用。一般：掏槽爆破間隔時(shí)間為50～75ｍｓ，后續(xù)炮孔段間隔時(shí)間最大達(dá)到200～300ms。當(dāng)爆破對(duì)隧道周圍設(shè)施有影響時(shí)，按受影響設(shè)施的最大允許振動(dòng)速度值確定最大一段允許炸藥量。（8）起爆順序?yàn)榱藴p小對(duì)圍巖不必要的破壞，同一段號(hào)起爆的總藥量要小于計(jì)算的最大單段允許用藥量；此外，周邊孔爆破和底板孔爆破的質(zhì)點(diǎn)速度最大，有必要將周邊孔和底板孔分為幾個(gè)段位來(lái)爆破；正確的爆破順序應(yīng)為先掏槽，而后擴(kuò)槽孔、掘進(jìn)孔、二臺(tái)孔、內(nèi)圈孔、底板孔。最后周邊孔光面爆破。3、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)19（7）裝藥結(jié)構(gòu)3、隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì)20隧道掘進(jìn)炮孔布置圖（V級(jí)圍巖）設(shè)計(jì)示例20隧道掘進(jìn)炮孔布置圖（V級(jí)圍巖）設(shè)計(jì)示例21偏壓隧道掘進(jìn)炮孔布置圖（V級(jí)圍巖，掏槽孔向深埋側(cè)偏移）

設(shè)計(jì)示例21偏壓隧道掘進(jìn)炮孔布置圖（V級(jí)圍巖，掏槽孔向深埋側(cè)偏移）224、隧道周邊孔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。周邊孔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，而且難以爆出理想開挖輪廓，故目前廣泛采用控制爆破技術(shù)。隧道控制爆破是指光面爆破和預(yù)裂爆破。

224、隧道周邊孔控制爆破在隧道爆破施工中，首要的要求是開挖234、隧道周邊孔控制爆破41影響隧道光面、預(yù)裂爆破的因素A地質(zhì)條件影響：地質(zhì)條件是影響光爆、預(yù)裂效應(yīng)最主要因素。巖石特性，地質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)化程度，直接影響光面爆破效果。一般硬巖、中硬巖、巖石完整性較好的巖體，有利于光面爆破，宜采用中深孔光面爆破；當(dāng)?shù)刭|(zhì)復(fù)雜，裂隙發(fā)育和風(fēng)化較嚴(yán)重部位，應(yīng)適當(dāng)縮小孔距，減小線裝藥密度，這樣有利于光面形成，即使沒有留下半孔，但對(duì)圍巖擾動(dòng)也較小。B鉆孔精度的影響：鉆孔精度主要體現(xiàn)兩方面內(nèi)容：1）盡量克服開孔誤差、鉆孔角度誤差、測(cè)量放線誤差、嚴(yán)格控制鉆孔外插角度和外插量，保證輪廓面平整成型；2）確定孔距E和光爆層厚度光的關(guān)系以保證光面效果，一般?。篍=0.8W。C爆破技術(shù)和施工工藝：包括：1）選擇低密度、低爆速的專用光面爆破炸藥；2）采用不耦合裝藥，不偶合系數(shù)?。?.25≤D≤2.0范圍內(nèi)；3）裝藥密度合理，防止過大或過??；4）不耦合間隔裝藥采用導(dǎo)爆索連接，防止裝藥太集中；確保填塞質(zhì)量；5）光面、預(yù)裂爆破最好采用齊發(fā)爆破，需要控制時(shí)，齊發(fā)數(shù)量不應(yīng)小于5發(fā)，延時(shí)時(shí)間小于25ms為宜。234、隧道周邊孔控制爆破41影響隧道光面、預(yù)裂爆破的因素244.2隧道光面爆破（1）隧道光面爆破特點(diǎn)光面爆破是通過正確確定爆破參數(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)定性的爆破技術(shù)。主要標(biāo)準(zhǔn)：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。光面爆破對(duì)圍巖擾動(dòng)小，又保存了圍巖自身的承載能力，從而改善了襯砌結(jié)構(gòu)受力狀況；減少超挖和回填量，若與錨噴支護(hù)相結(jié)合，能節(jié)省混凝土，降低造價(jià)，加快施工進(jìn)度；在松軟及不均質(zhì)的地質(zhì)巖體中較為有效的開挖爆破方法。4、隧道周邊孔控制爆破244.2隧道光面爆破（1）隧道光面爆破特點(diǎn)4、隧道周邊孔25（2）隧道光面爆破主要參數(shù)光面爆破的成功與否主要取決于爆破參數(shù)的確定。其主要參數(shù)包括：周邊炮眼的間距、光面爆破層的厚度、周邊眼密集系數(shù)和裝藥集中度等。影響光面爆破參數(shù)選擇的因素，主要有巖石的爆破性能、炸藥品種、一次爆破的斷面大小、斷面形狀、鑿巖設(shè)備等，其中影響最大的是地質(zhì)條件。光面爆破參數(shù)的選擇，通常采取簡(jiǎn)單的計(jì)算并結(jié)合工程類比加以確定，在初步確定后，一般都要在現(xiàn)場(chǎng)爆破實(shí)踐中加以修正改善。4.2隧道光面爆破4、隧道周邊孔控制爆破25（2）隧道光面爆破主要參數(shù)光面爆破的成功與否主要取決于爆26周邊炮眼間距E：一般取E=(l0～18)d；當(dāng)炮眼直徑為32～40mm時(shí)，E＝32～70cm;光面層厚度及炮眼密集系數(shù)：光面層厚度就是周邊眼的最小抵抗線W；周邊眼的間距E與光面層厚度W有著密切關(guān)系，通常以周邊眼的密集系數(shù)K＝E／W表示；實(shí)踐表明，K＝0.8較為適宜，光面層厚度W一般取50～80cm。裝藥量：周邊眼的裝藥量通常以線裝藥密度表示；線裝藥密度一般為0.15～0.25kg/m，全斷面一次起爆時(shí)，為減少殘眼，裝藥密度需適當(dāng)增加，一般可達(dá)0.30～0.35kg/m。4.2隧道光面爆破4、隧道周邊孔控制爆破26周邊炮眼間距E：一般取E=(l0～18)d；當(dāng)炮眼直徑274.3隧道預(yù)裂爆破預(yù)裂爆破是由于首先起爆周邊眼，在其他炮眼未爆破之前先沿著開挖輪廓線預(yù)裂爆破出一條用以反射爆破地震應(yīng)力波的裂縫而得名。預(yù)裂爆破目的：是在炮眼的爆破順序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，再引爆輔助眼，最后引爆周邊眼；而預(yù)裂爆破則是首先引爆周邊眼，使沿周邊眼的連心線炸出平順的預(yù)裂面。由于預(yù)裂面的存在，對(duì)后爆的掏槽眼、輔助眼的爆轟波能起反射和緩沖作用，可以減輕爆表波對(duì)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。4、隧道周邊孔控制爆破274.3隧道預(yù)裂爆破預(yù)裂爆破是由于首先起爆周邊眼，在其他28目前，確定預(yù)裂爆破主要參數(shù)的方法有理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)類比法三種。就目前的狀況來(lái)說，對(duì)預(yù)裂爆破的理論研究還很欠缺，設(shè)計(jì)計(jì)算方法也很不完善，多半須通過經(jīng)驗(yàn)類比初步確定爆破參數(shù)，再由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整，才能獲得滿意的結(jié)果。4、隧道周邊孔控制爆破4.3隧道預(yù)裂爆破28目前，確定預(yù)裂爆破主要參數(shù)的方法有理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)295.1軟巖隧道爆破5.2淺埋（偏壓）隧道爆破5.3小間距隧道爆破5、特殊條件隧道爆破295.1軟巖隧道爆破5、特殊條件隧道爆破305.1軟巖隧道爆破一般把強(qiáng)度低、風(fēng)化、破碎的巖層統(tǒng)稱為軟弱圍巖。在這一類巖層中開挖的隧道，稱為軟巖隧道。在軟弱圍巖隧道施工時(shí)，為了采用鑿巖臺(tái)車等高效的施工機(jī)械，提高隧道施工速度，更重要的是為了能應(yīng)用新奧法施工技術(shù)開挖和支護(hù)隧道，區(qū)別于傳統(tǒng)的施工概念。常常要求盡量采用大斷面方法施工?？傮w設(shè)計(jì)思想：拱部采用光面爆破，邊墻采用預(yù)裂爆破，核心采用控制爆破，減少爆破振動(dòng)的影響和對(duì)圍巖擾動(dòng)，目的是盡可能減輕對(duì)圍巖的擾動(dòng)，維護(hù)圍巖自身的穩(wěn)定性，達(dá)到良好的輪廓成形。5、特殊條件隧道爆破305.1軟巖隧道爆破一般把強(qiáng)度低、風(fēng)化、破碎的巖層統(tǒng)稱為31采用鉆爆法開挖時(shí)，可以采用減輕震動(dòng)控制爆破技術(shù)進(jìn)行半斷面小臺(tái)階開挖爆破，主要具體措施：A、合理選擇開挖方案：軟弱圍巖，—般采用半斷面小臺(tái)階開挖、小進(jìn)尺開挖、分步開挖或下部小導(dǎo)坑先行、全斷面擴(kuò)大的開挖方法，在圍巖過于軟弱、巖體極風(fēng)化、破碎、松散的情況下，可采用拱部先打通、支護(hù)，后進(jìn)行下半斷面開挖與支護(hù)，進(jìn)尺宜在0.8～1.5m，常選用1.m左右。B、周邊采用光面爆破，或輪廓線鉆孔法，或預(yù)留光面層光面爆破或采用風(fēng)鎬修邊，效果比較好。5.1軟巖隧道爆破5、特殊條件隧道爆破31采用鉆爆法開挖時(shí)，可以采用減輕震動(dòng)控制爆破技術(shù)進(jìn)行半斷面32C、合理選擇掏槽方式：一般宜選用楔形掏槽，尤其是小進(jìn)尺循環(huán)楔形掏槽效果好。在有條件鉆大直徑空孔時(shí)，可選用螺旋掏槽。D、控制最大一段藥量：確定允許的爆破振動(dòng)速度值，由實(shí)際測(cè)得的爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律或參照類似工程條件的爆破振動(dòng)速度公式計(jì)算。E、優(yōu)化炮孔的布置方式：合理分區(qū)，適當(dāng)布置起爆順序，首先破壞被爆巖石的拱形結(jié)構(gòu)，使其具有自坍趨勢(shì)，達(dá)到減少裝藥量的目的，對(duì)于下臺(tái)階爆破，可采用豎直鉆孔方式。底板孔可分成幾個(gè)段落分開起爆。這樣減少了底板孔同段起爆，共同作用的炸藥量，改變了底板孔抵抗線的方向，實(shí)際上縮小了底板孔孔的抵抗線，從而可減小底板孔爆破產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度。5.1軟巖隧道爆破5、特殊條件隧道爆破32C、合理選擇掏槽方式：一般宜選用楔形掏槽，尤其是小進(jìn)尺循335.2淺埋隧道爆破市政、交通、水利等設(shè)施建設(shè)，經(jīng)常遇到淺埋隧道。例如，廣州地鐵一號(hào)線體育中心站—廣州東站區(qū)間有一段長(zhǎng)310m雙線隧道，由于林和村居民樓拆遷困難，不得已改為暗挖法施工通過，受明挖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，林和村暗挖區(qū)間埋深特淺，距地表僅7m左右，暗挖區(qū)間有220m通過民房密集區(qū)。又如，宜昌市云集淺埋隧道為穿越東山連接老城區(qū)與開發(fā)區(qū)的一條城市隧道，埋深15.8m；杭州市錢江引水入城工程淺埋段洞頂上覆巖土厚度只有19.5～26.4m，隧道上方有需保護(hù)民房。密興路隧道、110應(yīng)急線隧道等。5、特殊條件隧道爆破335.2淺埋隧道爆破市政、交通、水利等設(shè)施建設(shè)，經(jīng)常遇到34

淺埋隧道爆破34淺埋隧道爆破35火郎峪隧道，段淺埋偏壓，最小埋深4m

35火郎峪隧道，段淺埋偏壓，最小埋深4m36

民房

高壓線

停車場(chǎng)

洞頂延慶110應(yīng)急線隧道工程與周邊環(huán)境36民房高壓線停車場(chǎng)洞頂延慶110應(yīng)急線隧道工程與37拱頂測(cè)點(diǎn)110應(yīng)急線滾天溝隧道隧道洞口停車場(chǎng)37拱頂測(cè)點(diǎn)110應(yīng)急線滾天溝隧道隧道洞口停車場(chǎng)38由于洞頂覆蓋巖土層薄，一般基巖較破碎，工程地質(zhì)條件較差，爆破開挖必須確保隧道圍巖穩(wěn)定；隧道一般處于城鎮(zhèn)地區(qū)，隧道上方往往建有廠房、民房等建筑物，爆破開挖必須確保隧道上方建筑物的安全；關(guān)于淺埋隧道在不良地質(zhì)條件下實(shí)施爆破開挖的成功案例很多，在爆破開挖施工方面積累了許多有益的經(jīng)驗(yàn)，可以歸納為以下三點(diǎn)：以爆破施工全過程的安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為依托，全面、超前掌握圍巖和應(yīng)保護(hù)建筑物的安全動(dòng)態(tài)，指導(dǎo)施工安全；以降低爆破振動(dòng)為重點(diǎn)，制定科學(xué)、合理的施工方案，采取有效的綜合措施，確保隧道上方建筑物的安全，保證工程的順利進(jìn)展；以實(shí)施信息化施工為手段，加快反饋速度，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)爆破對(duì)環(huán)境影響的有效控制。5.2淺埋隧道爆破淺埋隧道爆破開挖特點(diǎn)：

5、特殊條件隧道爆破38由于洞頂覆蓋巖土層薄，一般基巖較破碎，工程地質(zhì)條件較差，39淺埋隧道，“短進(jìn)尺、弱爆破、多循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)”是爆破開挖施工的基本原則;采用輪廓光面爆破和先進(jìn)的掏槽減振技術(shù)是前提；實(shí)施毫秒延期爆破是關(guān)鍵；控制爆破規(guī)模，即控制單響藥量和一次起爆藥量是降低爆破振動(dòng)的保證；開可采取選用低爆速炸藥、或采用小直徑炸藥，布置減振干擾孔等輔助技術(shù)措施。5.2淺埋隧道爆破淺埋隧道爆破開挖控制技術(shù)：

5、特殊條件隧道爆破39淺埋隧道，“短進(jìn)尺、弱爆破、多循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)”是爆破開挖405.3小間距隧道爆破鐵路、公路建設(shè)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩條平行隧道并行開挖或在既有隧道附近新建一條隧道情況，例如，單線隧道增建二線隧道，或新線隧道一開始就需建平行的雙線。我國(guó)隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：在Ⅳ、Ⅴ類圍巖中，兩隧道的凈距應(yīng)大于2.0～2.5Ｂ；Ⅲ類圍巖中，應(yīng)大于2.5～3.0Ｂ（Ｂ為隧道開挖寬度）。有時(shí)由于隧道布置方向的限制或工程的需要，兩條隧道之間的間距較小，若凈距縮小，則將影響隧道的穩(wěn)定性。5、特殊條件隧道爆破405.3小間距隧道爆破鐵路、公路建設(shè)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩條平行41八達(dá)嶺過境線隧道（22.8km)——連續(xù)下穿京包鐵路(11m)

、八達(dá)嶺長(zhǎng)城、野生動(dòng)物園、八達(dá)嶺高速公路

建設(shè)中(07.9)建成通車后(11.9)41八達(dá)嶺過境線隧道（22.8km)——建設(shè)中(07.9)42小間距隧道42小間距隧道43雙線平行隧道距離直接影響隧道的穩(wěn)定和安全，施工隧道的爆破開挖對(duì)既有隧道安全，受爆源、介質(zhì)和隧道自身三大條件的影響，可能會(huì)引起鄰近既有隧道圍巖的損傷和穩(wěn)定。施工關(guān)鍵是控制爆破對(duì)圍巖的破壞，保證爆破施工對(duì)中隔墻的穩(wěn)定性，保持鄰近既有隧道的動(dòng)力穩(wěn)定。小間距隧道施工采用分區(qū)開挖、循環(huán)施工的方案，可減小爆破振動(dòng)、顯著地降低爆破炸藥單耗，施工中需要處理好爆破開挖與支護(hù)的關(guān)系，嚴(yán)格控制鉆爆施工工藝，配以現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)試驗(yàn)和儀器觀測(cè)，提高施工管理水平。5.3小間距隧道爆破小間距隧道爆破開挖控制技術(shù)：

5、特殊條件隧道爆破43雙線平行隧道距離直接影響隧道的穩(wěn)定和安全，施工隧道的爆破446、地鐵隧道施工地鐵隧道施工類似于一般隧道施工，但地鐵隧道工程的地質(zhì)條件及地面環(huán)境條件更復(fù)雜，鉆爆開挖存在以下難點(diǎn)：

隧道埋深淺，鉆爆開挖時(shí)，防止爆破振動(dòng)引起上方軟弱地層的坍塌、危及施工安全，甚至塌至地面影響地面安全；由于某些隧道線先于在建隧道線完成，或者是兩條隧道線同時(shí)在建，但兩條線隧道間距較小，先行開挖隧道支護(hù)易受后開挖隧道爆破振動(dòng)影響甚至破壞；地鐵隧道從城區(qū)下方穿過，地面有大量的建筑和市政設(shè)施，鉆爆施工易對(duì)地面及地中建(構(gòu))筑物產(chǎn)生振動(dòng)影響，嚴(yán)重的還會(huì)危及生命財(cái)產(chǎn)安全；工期緊、降振與開挖進(jìn)度矛盾突出安全條件下快速開挖方法，鉆爆是關(guān)鍵。446、地鐵隧道施工地鐵隧道施工類似于一般隧道施工，但地鐵隧45地鐵隧道爆破多采用CRD法施工；采用控制爆破技術(shù)和控制炸藥單耗實(shí)現(xiàn)降低爆破震動(dòng)強(qiáng)度，減少對(duì)爆破施工區(qū)段建筑物的影響，盡可能減輕對(duì)圍巖擾動(dòng)；充分利用圍巖自有強(qiáng)度維持隧道的穩(wěn)定性，有效地控制地表沉降，控制隧道圍巖的超欠挖，達(dá)到良好的輪廓成型。小斷面通道開挖選取一次可挖的導(dǎo)坑斷面，其余部分在不超過振動(dòng)控制范圍時(shí)，擴(kuò)挖光爆，完成開挖。特殊地段和淺埋、斷層破碎帶，穿越道路、地下管線時(shí)，采用預(yù)裂爆破、周邊布空孔、限定振速減少藥量等方法，減小振動(dòng)，并與支護(hù)手段相結(jié)合，保持隧道圍巖穩(wěn)定，保證施工安全，防止損傷管線、破壞道路、危及地面建筑物。6、地鐵隧道施工45地鐵隧道爆破多采用CRD法施工；采用控制爆破技術(shù)和控制炸46廣州地鐵五號(hào)線—廣州火車站地鐵隧道爆破

46廣州地鐵五號(hào)線—廣州火車站地鐵隧道爆破477、隧道爆破進(jìn)展與展望7.1隧道爆破開挖的特點(diǎn)炸藥已經(jīng)在隧道掘進(jìn)中應(yīng)用了幾個(gè)世紀(jì)，20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于機(jī)械掘進(jìn)方法特別是TBM法，具有在適宜條件下的快速掘進(jìn)、對(duì)環(huán)境影響小和控制超挖比爆破法小等優(yōu)點(diǎn)，在許多情況下已經(jīng)取代了爆破開挖方法。TBM法有其不利的方面，如開挖的斷面為圓形、在不穩(wěn)定地層中機(jī)械利用率降低、機(jī)械高投資和長(zhǎng)時(shí)間裝卸阻礙了在短隧道中的應(yīng)用等;TBM的不足使得爆破法開挖在大斷面隧道(如公路隧道)以及礦山巷道中仍有廣泛的應(yīng)用。477、隧道爆破進(jìn)展與展望7.1隧道爆破開挖的特點(diǎn)48掘進(jìn)爆破技術(shù)在很大程度依賴于爆破技術(shù)和鑿巖設(shè)備的進(jìn)展。對(duì)于許多類型的地下開挖工程，爆破還是一種有效的選擇?，F(xiàn)有的大型鑿巖臺(tái)車改善了鉆爆法總體效率。Atlas公司的鑿巖臺(tái)車已經(jīng)能夠適應(yīng)100m2的斷面，并裝備有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)通過傳感器和中央處理器相連，使得操作者能夠監(jiān)視鉆進(jìn)數(shù)據(jù)和診斷系統(tǒng)的任何故障，設(shè)計(jì)的鉆孔模式被儲(chǔ)存在能夠提供自動(dòng)確定炮眼位置的PCMCIA卡上，并直接控制鑿巖臺(tái)車的操作，雙臂鑿巖臺(tái)車能夠在寬6.8m、高5.3m斷面范圍進(jìn)行全自動(dòng)平行操作。48掘進(jìn)爆破技術(shù)在很大程度依賴于爆破技術(shù)和鑿巖設(shè)備的進(jìn)展。對(duì)49影響鉆孔效率和準(zhǔn)確性的因素體現(xiàn)在超欠挖、根據(jù)設(shè)計(jì)的炮孔布置形式進(jìn)行準(zhǔn)確和快速的炮孔排列、最佳的裝藥、對(duì)于不同地層條件以最適宜的速度掘進(jìn)多樣化的炮孔等。鑿巖臺(tái)車的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和爆破設(shè)計(jì)軟件結(jié)合能夠大幅度提高爆破的精確性?，F(xiàn)代液壓鉆機(jī)比早期鉆機(jī)在鉆孔深度上能夠提高50%，一方面，在地層穩(wěn)定性許可的條件下，炮孔深度越大、循環(huán)進(jìn)尺越高；另一方面，當(dāng)鉆桿延伸到最大長(zhǎng)度時(shí)，影響爆破輪廓的準(zhǔn)確性，可以采用分步掘進(jìn)法，在頂部采用傳統(tǒng)的鉆爆法，而底部采用臺(tái)階鉆爆法施工對(duì)于大斷面的開挖更有效。49影響鉆孔效率和準(zhǔn)確性的因素體現(xiàn)在超欠挖、根據(jù)設(shè)計(jì)的炮孔布507.2鉆孔爆破的自動(dòng)化控制新技術(shù)（1）遙控操作設(shè)備掘進(jìn)過程中應(yīng)用遙控操作的鑿巖臺(tái)車進(jìn)行鉆眼和遙控裝巖.（2）鉆孔過程開挖循環(huán)由計(jì)算機(jī)控制的雙臂鑿巖臺(tái)車，在整個(gè)掘進(jìn)過程中保持不變的計(jì)劃鉆眼模式，并被輸入到面板計(jì)算機(jī)中，由定位鉆臂和自動(dòng)鉆孔的控制系統(tǒng)來(lái)完成鉆眼。鉆孔的定位在地面由遠(yuǎn)程遙控來(lái)完成，循環(huán)的主要部分是在潮濕的噴射混凝土下鉆孔，定位導(dǎo)航系統(tǒng)確保炮眼的平直和精度。（3）爆破過程采用光爆炸藥和乳化炸藥、電子雷管。507.2鉆孔爆破的自動(dòng)化控制新技術(shù)（1）遙控操作設(shè)備517.3掘進(jìn)與爆破

新型技術(shù)（1）數(shù)碼電子雷管起爆系統(tǒng)Orica公司認(rèn)為高精度的起爆延期時(shí)間是降低超挖的關(guān)鍵，該公司發(fā)展和生產(chǎn)了先進(jìn)的電子雷管起爆系統(tǒng)，它具有對(duì)精確延期時(shí)間的單獨(dú)程序控制和可以在炮孔中進(jìn)行檢測(cè)的特點(diǎn)，采用該起爆系統(tǒng)實(shí)施的爆破能夠滿足最苛求的爆破設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。可提供從1ms間隔開始起爆，366段延期的電子起爆系統(tǒng)。系統(tǒng)包含一個(gè)電子集成電路，可以精確控制雷管點(diǎn)火時(shí)間。目前已國(guó)產(chǎn)化。517.3掘進(jìn)與爆破

新型技術(shù)（1）數(shù)碼電子雷管起爆系52（2）搖控起爆技術(shù)在山嶺隧道中迫切需要降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)安全性。日本NOF公司為此提出了兩種方案，一種是自動(dòng)裝藥系統(tǒng)，另一種是遙控起爆系統(tǒng)（RCB）

。其中乳化炸藥自動(dòng)裝藥機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于隧道工程中，而搖控起爆系統(tǒng)也已經(jīng)在海底爆破中進(jìn)行了應(yīng)用。采用的遙控起爆系統(tǒng)是隧道施工中無(wú)線電爆破作業(yè)方法的一種。遙控起爆系統(tǒng)是由電磁雷管、天線圈和振蕩器組成，雷管由磁芯、接收器和點(diǎn)火回路組成。這一系統(tǒng)是以電磁原理為依據(jù)，其基本技術(shù)早在七十年代進(jìn)行了研究，發(fā)展成為海底爆破的無(wú)線電起爆系統(tǒng)，并且已經(jīng)成功應(yīng)用于日本的HS大橋建設(shè)的水下爆破作業(yè)中。52（2）搖控起爆技術(shù)在山嶺隧道中迫切需要降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高535354（3）大直徑中空孔掏槽技術(shù)大直徑中空直眼掏槽是在工作面中下部用大直徑鉆機(jī)鉆鑿一個(gè)或幾個(gè)中空炮眼，一般60~250mm，通常大于100mm的炮眼作為掏槽炮眼的臨空面，在大直徑炮眼的周圍配合一些小炮眼以逐漸增大的距離布置掏槽炮眼進(jìn)行掏槽。一般有菱形掏槽、螺旋形掏槽、對(duì)稱掏槽等。（4）光面爆破周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)光面爆破是在兩個(gè)自由面的條件下進(jìn)行的，大大改善了爆破條件，同時(shí)對(duì)保留巖體的破壞影響也有所改善，這是它區(qū)別于預(yù)裂爆破的主要點(diǎn)。光面爆破技術(shù)并不復(fù)雜，它只需控制好光面爆破參數(shù)，采用合理的炮孔布置和開挖順序即可實(shí)現(xiàn)。54（3）大直徑中空孔掏槽技術(shù)55555656577.4隧道爆破震動(dòng)及其控制爆破地震效應(yīng)是爆破安全的重要研究課題之一。國(guó)內(nèi)外對(duì)露天爆破地震波的傳播規(guī)律、危害作用及減震技術(shù)已進(jìn)行了大量的研究，建立了爆破地震效應(yīng)監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)。為了有效防護(hù)爆破振動(dòng)對(duì)建