隧道洞身开挖(终)全解课件.ppt

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1、甘肃交通职业技术学院,主讲教师：马安财2011.10,模块二 公路隧道施工,隧 道 施 工,任务五 隧道洞身开挖,任务分解：一、能根据围岩条件选用合适的开挖方式；二、掌握钻爆开挖的各项工作内容；三、理解隧道出渣运输的基本要求；四、能对隧道施工可能发生的问题加以分析并给出对策。,一、开挖方式及选用,常用的开挖方式有：钻爆开挖法、机械开挖法、人工和机械混合开挖等三种。一般山岭隧道最常用的是钻爆开挖法。三种方法比较：钻爆开挖较为经济和常采用，但对围岩扰动大，尤其对破碎软弱围岩的稳定性不利；机械开挖对围岩扰动小，速度较快，但机械和设备投资较大；人工开挖对围岩扰动最小，但掘进速度很漫，工人劳动强度太大。

2、实际开挖方式的选择，应充分考虑被挖掘岩体的坚固性及围岩的稳定性，选择经济快速，又不会严重影响围岩稳定性的掘进方式。由于洞内地质情况千变万化，所以三种基本掘进方式要配合采用，要机动灵活的采用。,二、钻爆开挖,（一）钻爆开挖基本要求必须先探明隧道工程地质和水文地质情况，才可进行隧道开挖；断面不宜欠挖。开挖轮廓要预留支撑沉落量和变形量，以防止出现净空不够的情况；采用先拱后墙程序施工时，下部开挖的厚度及用药量应严格控制，并采取防护措施避免损伤拱圈；隧道洞身开挖，必须清除浮石。除完整坚硬岩层外、均应作好支撑，不良地质地段应结合地形开挖侧向安全洞；合理确定开挖步骤和循环尺寸，保持各开挖工序相互衔接，均衡施

3、工；开挖断面尺寸应符合设计要求。开挖作业中，不得损坏支护、衬砌和设备，并应保护好量测用的测点；,二、钻爆开挖,岩石隧道的爆破，应采用光面爆破或预裂爆破技术，施工中应提高钻眼效率和爆破效果，降低工料消耗。爆破后，对开挖面和未衬砌地段应进行检查，对可能出现的险情，应采取措施及时处理。对有瓦斯溢出的隧道，应根据工点地质情况，瓦斯溢出程度和设备条件，制定适宜的施工方案；隧道双向开挖接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥，并采取浅眼、低药量，控制爆破。当两开挖面间的距离剩下15m时，应改为单向开挖，直到贯通为止；上行线与下行线双洞开挖时，应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离，地质条件及其它自然条件，选择

4、适宜的施工方法，确定好两洞开挖的时间差，并采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良的影响。,二、钻爆开挖,（二）钻爆开挖设计1钻爆设计内容 钻爆设计内容有：炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。2钻爆设计图 钻爆设计图包括：炮眼布置图，周边炮眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的钻爆设计说明书等。钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。3钻眼机械 在山岭隧道施工中，钻爆掘进中主要使用的凿岩机有：,二、钻爆开挖,风动凿岩机和液压凿岩机。其工作原理都是利用镶嵌在钻头体前端的凿刃反复冲击并转动破碎岩石而成孔。凿岩机有

5、的可以通过调节冲击功率和转动速度大小，以适应不同硬度的石质，达到最佳的成孔效果。将多台液压凿岩机安装在一个专门的移动设备上，实现多机同时作业，称为凿岩台车。,二、钻爆开挖,4爆破材料 隧道工程中使用的爆破材料有炸药、导火索、雷管、导爆索、继爆管及起爆材料等。炸药（成分，优缺点，使用情况）隧道工程常用炸药一般以某种或几种单质炸药为主要成份，另加一些外加剂混合而成。目前，在隧道爆破施工中，使用最广的是硝铵炸药。硝铵炸药品种很多，但其主要成分是硝酸铵，占60%以上，其次是梯恩梯或硝酸钠（钾），占10%15%左右。铵梯炸药；浆状炸药；乳化炸药；硝化甘油炸药（又称胶质炸药）。,二、钻爆开挖,隧道工程爆破

6、使用的炸药，一般由厂制或在现场加工成药卷形式，药卷直径有22mm，25mm,32mm,35mm，40mm等，长度一般为165500mm，可按爆破设计的装药结构和用药量来选择使用。各种系列炸药的成分、性能、敏感度（热敏感度、火焰感度、机械感度、爆感度）、爆速、威力、猛度、爆炸稳定性、最佳密度等可见产品说明书。起爆材料及网络设计设置传爆起爆系统的目的是在装药（药卷或药包）以外安全距离处，通过发爆（点火、通电或激发枪）和传递，使安在药卷或药包中的雷管起爆，并引发药卷或药包爆炸，达到爆破岩石的效果。起爆系统组成：起爆元件、传爆元件和末端工作元件。,二、钻爆开挖,起爆系统的工作过程是：导火索点燃后引爆雷

7、管；从而使传爆元件中的导爆管起爆传爆，当导爆管传爆到连接块中的传爆雷管时，雷管起爆，再引起周围的导爆管起爆和传爆；这样连续传爆下去，是所有炮眼炸药起爆。1）起爆材料：导火索与火雷管：导火索是用来传递火焰给火雷管，并使火雷管在火焰作用下传爆引发爆炸的材料。电雷管：它是用电线传输电流，使装在雷管中的电阻发热而引起雷管爆炸。塑料导爆管与非电雷管：塑料导爆管是用来传递微弱爆轰给非电雷管，使之爆炸的传爆材料之一。在聚乙烯塑料管的内壁涂有一层高能炸药，管壁上的高能炸药在冲击波作用下可以沿着管道方向连续稳定爆轰，从而将爆轰传播到非电雷管使雷管起爆。,二、钻爆开挖,塑料导爆管的优点：抗电、抗火、抗冲击性能好；

8、起爆传爆性能稳定，扭结、对折、局部断药、管端对接均能正常传爆。不能直接起爆炸药，应与非电毫秒雷管配合使用。运输和使用过程中抗破坏能力强、使用方便，价格便宜，且可作为非危险品运输等优点。因此在隧道工程中被广泛应用，尤其是在有电条件和炮眼数量较多时适合使用。导爆管可用8号火雷管、导爆索、击发枪、专用激发器发爆。其连接和分支可集束捆扎雷管继爆，也可以用连通器连接继爆，如图2-5-1，图2-5-2所示。,二、钻爆开挖,图2-5-1 导爆管-非电雷管起爆网络之一I火雷管；导火索；图中O符号为炮眼，旁边数字为毫秒雷管段别。,二、钻爆开挖,图2-5-2导爆管-非电管起爆网络之二1-导爆索；2-8号雷管及胶布

9、；3-导爆管；4连接块；5-炮眼,二、钻爆开挖,导爆索与继爆管。导爆索是以单质猛炸药黑索金或太安作为索芯的传爆材料，它经雷管起爆后，可以直接引爆其他炸药。导爆索有普通导爆索和安全导爆索两种。继爆管是一种专门与导爆索配合使用的，具有毫秒延期作用的起爆器材（图2-5-3）。导爆索与继爆管具有低抗架散电流和静电引起爆炸危害的能力，装药时可以不停电，增加了纯作业时间，所以导爆索继爆管起爆系统在隧道工程爆破中得到了应用。缺点是成本比毫秒电雷管系统高，且在有瓦斯环境中危险性高，网络中的导爆索不能交叉。,图2-5-3导爆索与继爆管1-导火索；2-副起爆药；3-加强帽；4-缓冲剂；5-大内管；6-消爆管；7-

10、导爆索；8-雷管壳；9-正起爆药；10-纸垫；l1-外套管；12-连接管,二、钻爆开挖,2）起爆网络起爆网络可分为电爆破网络和非电爆破起爆网络。在隧道的一个工作面上，往往要起爆几十发至两百发左右炮眼。为准确起爆，最好采用电起爆。电起爆最大特点是可以用仪表检查电雷管的质量和起爆网络的连接情况，从而保证起爆网络的正确性和可靠性。只要网络设计正确，计算无误，就能保证安全起爆。非电起爆在有瓦斯的环境下不准采用，而电起爆则可以，所以电起爆的适用范围较广。主要缺点是准备工作比较复杂，需要一定的电力设备，网络设计计算较繁，相对于导爆管起爆而言，不易广泛推广便用。,二、钻爆开挖,在爆破中，电爆破网络可设计成串

11、联、并联、混合联三种形式。串联的优点是：消耗电能小，接线简单，易于操作，便于检查，导线消耗少。缺点是：一个雷管不通，会造成全部雷管拒爆；或因敏感度高的雷管先爆而使电路中断，造成其他雷管拒爆。为了提高这种网络的准爆可靠性，实际爆破中也常来用复式串联网络。并联的优点是不致因为其中一个雷管断路而引起其余雷管拒爆。缺点是电爆网络总电流大，需要断面较大的母线，连接线消耗多，漏接雷管不易发现。此外，当各雷管电阻不同，通过电流就不同，可能产生拒爆现象。这种方法适用于导坑等小断面爆破。混合联可分为串并联和并串联两种。混合联是实际工作中采用较多的方法。它要求各支路的电阻基本平衡，否则会造成瞬发雷管发火时间的差异

12、，更会造成毫秒雷管秒量的额外误差。,二、钻爆开挖,5炸药品种选择及用药量计算岩石的抗爆性（或抗钻性）是指岩石抵抗爆炸冲击波（或钻头冲击）破坏的能力。岩石的抗钻性主要取决于其物理力学性质，特别是岩石在动载作用下的变形性质和内聚力强弱，另外也受到岩体结构特征和地下水等因素的影响。隧道工程应按岩石的抗爆破性进行钻爆设计，并按其抗钻性选择凿岩机具。应根据岩石的抗爆性、炸药性能和价格进行选择炸药品种及计算用药量Q值，以获得较良好的爆破效果和较低的成本费用。炸药品种选择炸药品种很多，可按课本93页表2-5-1选用，但应注意越脆和韧性越强的岩体，应选用猛度较高，爆速较高的炸药。目前，在隧道工程中，用于爆破施

13、工中最多的是硝铵类炸药。,二、钻爆开挖,炸药用量计算影响炸药消耗量的因素主要有：岩石坚硬程度和岩层的构造；炸药的威力；坑道断面积及临空面数目等。确定用药量的原则：从理论上讲，应按照达到预定爆破效果的条件下，其爆炸功与岩石阻抗匹配的原则计算确定。隧道爆破中，每循环爆破的总装药量值，按下式计算：Q=KLS耗药量K可参考已往施工经验值确定，课本96页表2-5-2。炸药单位消耗量K值的确定，主要受岩石的抗爆破性、断面进尺比S/L、临空面数目、炮眼布置形式、掏槽效果等因素影响。,二、钻爆开挖,一般岩石的完整性系数值越大，K值就越大；断面进尺比S/L越大，则K值越小；临空面越多，K值越小；炮眼布置不当或掏

14、槽效果不佳，K值会越大.隧道爆破中实际采用的值，通常K=0.7kg/m32.5 kg/m3；96页表2-5-3是断面面积S=4m220 m2导坑爆破开挖的值表。20 m2以上的大断面隧道，其值可以参照有关工程实例采用对比法选择确定；在进行隧道施工爆破设计时，炸药单耗量值及单位耗药量的多少，应根据隧道开挖现场进行实地试验计算确定。,二、钻爆开挖,6掘进速度V和掘进进尺L及开挖面的支承作用。钻爆掘进每循环过程一般包括三个作业环节：即每一次进尺的钻眼爆破出渣运输支撑初期支护（必要时采取临时支撑）。单循环爆破掘进深度称为爆破掘进进尺L；单循环所占用的时间称为循环时间t；日掘进深度称为掘进速度V=24L

15、/t。掘进速度：采用较大的掘进进尺或较短的循环时间，均可取得较快的掘进速度；掘进速度的加快，要增加劳动力和施工机械，才能节省施工时间。实际工程中，应根据工期要求，合理的选择掘进速度。,二、钻爆开挖,掘进进尺和循环时间的选择当掘进速度确定后，主要根据围岩的稳定性，开挖面的支承作用，开挖断面大小，支撑或支护条件，机械配套能力和施工组织管理水平等因素合理地选择掘进进尺和循环时间，且须保证爆破作业应在上一循环喷射混凝土终凝不少于4h后进行。实际中可以采用短进尺，多循环掘进，或者采用深进尺，少循环掘进。一般在围岩稳定性较差（级），或开挖断面较小，或支护条件较差，或钻眼和出渣能力不足时，应采用短进尺、多循

16、环掘进。反之，当围岩较稳定（），或支护速度较快，或钻眼和出渣能力较强时，应采用深进尺，少循环掘进（采用深孔控制爆破）。目前，我国隧道工程钻爆掘进进尺多在0.5m5.0m左右。,二、钻爆开挖,开挖面的支承作用隧道掘进方向上最前端的开挖作业正面称为开挖面（掌子面）。开挖面前方（一定范围内尚未被挖除的）岩体，对已开挖区段的围岩起着一定的约束作用，这种约束称为开挖面的支承作用。随着隧道掘进，开挖面的支承作用逐渐前移并消失，此后，围岩的稳定则依赖其自稳能力（成拱作用）的发挥及支撑或初期支护的作用。实测结果表明，对一般岩体，开挖面的支承作用，约可持续到13倍的洞径区段。岩体越破碎，其支承作用的影响长度就会

17、越短。在隧道施工过程中，在开挖面的支承作用消失之前即作好支撑或初期支护。因此在隧道施工中，注意选择适当的掘进进尺和允许暴露区段的长度。一般在软弱破碎围岩中，应采用较短的掘进进尺，并应及时予以支撑或支护。,二、钻爆开挖,7炮眼直径合理选择炮眼直径炮眼直径对凿岩速度、炮眼数目、炸药单位消耗量、坑道壁的平整程度和石渣块度等均有影响。当炮眼直径及药卷直径较大时，可减少炮眼数目，使炸药相对集中，但是炮眼直径过大，凿石速度大大减慢；炸药相对集中，则石渣块度较大及洞壁平整度不好，并且对围岩爆破扰动较严重。因此必须根据隧道石质、凿岩能力、炸药性等条件，选择合理的炮眼直径。药卷直径的选择为了避免发生管道效应导致

18、药卷拒爆，要求药卷直径的大小应与炮眼直径相匹配。,二、钻爆开挖,在隧道工程施工爆破中，常用不偶合系数来控制药卷直径，不偶合系数=D/（D为炮眼直径，为药卷直径）反映炮眼孔壁与药卷之间的空隙程度。一般应将不偶合系数控制在1.11.4之间，且要求药卷直径不小于该炸药卷的临界直径。实际爆破设计时，对掏槽炮眼及辅助炮眼应采用较小的值，以提高炸药的爆破效率；对周边炮眼则可采用较大的值，以减少对围岩的扰动破坏。8炮眼数目N及比钻眼数n炮眼数目的确定施工爆破中，应根据各炮眼平均分配炸药量的原则计数炮眼数目N值：,二、钻爆开挖,N=Q/q=（K S）/()总装药量：Q=K L S;单孔平均装药量：q=L比钻眼

19、数nn是指单位（1平方米）开挖断面的平均钻眼数。可按下式计算：n=N/S 比钻眼数n是评价在同等条件下，钻眼工作量的一个指标。掏槽眼的n值较大；周边眼次之；辅助眼的n值较小。即在不同部位的炮眼布置的密度、间距是不相同的。,二、钻爆开挖,9炮眼布置钻眼前应定出开挖断面中线，水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，经检查符合钻爆设计要求后方可钻眼。炮眼的深度、角度、间距应按爆破设计要求确定，并应符合下列精度规定：掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50mm；辅助眼眼口排距、行距误差不得大于50mm；周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm，周边眼外斜率不得大于50mm/m，眼底不超出开挖

20、断面轮廓线100mm，最大不得超过150mm；内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于50mm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。,二、钻爆开挖,隧道爆破通常采用掏槽爆破，即将开挖断面上的炮眼分区布置和分区顺序起爆，逐步扩大完成一次爆破开挖，分区是按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼：掏槽眼、辅助眼，周边眼。爆破中各有不同的位置、长度、方向、间距的要求。,图2-4-4 三种炮眼14为掏槽眼；510为辅助眼，其余为周边眼,二、钻爆开挖,隧道洞身开挖轮廓线及预留变形量因为坑道开挖后围岩由于失去部分约束而产生向坑道方向的收缩变形（收敛），所以施工开挖轮廓线应在设计开挖轮廓线的基础上

21、适当加大，称为预留变形量。确定开挖断面时，除应满足隧道净空和结构尺寸外，还应考虑初期支护并预留适当的变形量。预留变形量的大小可根据围岩级别、断面大小、埋置深度、施工方法和支护情况等，采用工程类比法预测。当无预测值时可参照课本99页表2-5-5选用，并应根据现场监控量测结果进行调整。,二、钻爆开挖,掏槽眼布置方法合理布置掏槽眼应掌握好炮眼的三度：深度、密度和斜度，并通过计算确定用药量及放炮顺序等。掏槽炮的作用是将开挖面上适当部位先掏出一个小型槽口，以形成新的临空面，为后爆的辅助炮开创更有利的临空面，达到提高爆破效率的作用；掏槽眼只有一个临空面，且受周围岩石的挤压作用，故常需要采用较大的炸药单位消

22、耗量K值和较大的装药系数值，以增大爆破粉碎区，并利用爆炸冲击波及爆炸产物作功，将岩石抛掷出槽口。为保证掏槽炮能有效地将石渣抛出糟口，常将掏槽眼比设计掘进进尺加深1020cm，并采用反向连续装药和用双雷管起爆；,二、钻爆开挖,槽口尺寸常在1.0m22.5m2之间，要与循环进尺，断面大小和掏槽方式协调。要求掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；掏槽方式一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类（图）。斜眼掏槽的优点：可按岩层实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，容易把石渣抛出槽口，且掏槽眼数目较少。其缺点是眼深度受坑道断面尺寸的限制，不便于多台钻机同时钻眼，钻眼方向难掌握准确。直眼掏槽的优点：便于多机同

23、时钻眼和不受断面尺寸对爆破进尺的限制，适用于深孔爆破，从面为加快掘进速度提拱了有利条件，且掏槽石渣抛掷距离较短。目前现场多采用直眼掏槽。但缺点是其炮眼数目较多，炸药单耗量K值也要加大，炮眼位置和垂直方向要求具有较高的精度，才能保证良好的爆破效果。因地质多变，几种掏槽方式可混合使用。,图2-5-5 斜眼掏槽布置a）锥形；b、c）楔形；d）爬眼,二、钻爆开挖,近年来直眼掏槽中多采用大直径空眼，其作用相当于为装药掏槽提拱了临空面，并取得了良好的掏槽效果。一般在中硬和坚硬岩层中，对于设计循环进尺为3.5m左右时，采用双空孔形式最佳，对3.5rn 5.5m的深孔掏槽，宜采用三空孔形式最好；对3m以下的浅

24、眼掏槽，则采用单空孔形式较好。为了保证掏槽炮眼爆炸后岩渣有足够的膨胀空间，一般要求空眼体积约为掏槽槽口体积的l0%20%为宜。辅助眼布置方法辅助眼的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量，并逐步接近开挖断面形状，为周边眼创造有利的爆破条件。,二、钻爆开挖,辅助眼的布置主要是指炮眼间距E值和最小抵抗线V值的确定。主要根据岩石软硬和用药量多少，由工地试验确定。其布置原则可参照后述周边眼的布置原则进行，只是V、E值及单孔装药量q较大些。一般取E/V=0.60.8为宜。并宜采用孔底连续装药。辅助眼应由内向外，逐层布置，逐层起爆，逐步接近开挖断面轮廓形状。,抵抗线：装药重心到自由面的距离，其最小距离称最小抵抗

25、线。,二、钻爆开挖,周边眼的布置方法周边眼的作用目的是成型（形成轮廓线）作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。周边眼的位置一般是沿着设计轮廓线均匀布置，其炮眼间距和最小抵抗线长度均比辅助眼小，目的是使爆破出坑道的轮廓较为平顺和控制超欠挖量。当周边眼的底端位于岩质较松软或较破碎状时，炮眼口应放在设计轮廓线以内，眼底则应根据岩石抗爆破性来确定其位置，应将炮眼方向以3%5%的斜率外插，这是为了控制超欠挖和下一循环钻眼时便于落钻开眼；对于中硬岩层可将周边眼放在设计轮廓线上；对于坚硬岩层可将周边眼放在设计轮廓线以外1015cm。此外，为了保证开挖面平整，辅助眼及周边眼应使其眼底落在同一垂直面

26、上，必要时应根据实际情况调整炮眼的深度。,二、钻爆开挖,分部开挖炮眼布置图,全断面开挖炮眼布置图,三、光面爆破和预裂爆破法,（三）光面爆破和预裂爆破法(控制爆破)1光面爆破法光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。特点：这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖很小。光面爆破的技术要求：（1）依围岩特点合理选择周边眼间距和周边眼的最小抵抗线。要点：周边眼间距比一般爆破的间距小，周边眼的最小抵抗线亦要相应减小，即适当加密周边眼，调整间距与抵抗线比值E/V。周边眼的间距视岩石

27、的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定，,三、光面爆破和预裂爆破法,一般可取E=(8-18)d，d为炮眼直径，对于坚硬和破碎岩石宜取较小的值；对于软质或整体性好的岩石宜取较大的值。周边眼的间距与最小抵抗线比值通常取E/V=0.8为宜，周边眼最小抵抗线一般取V=5090cm左右。（2）严格控制周边眼的装药量应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药品种和装药结构。周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药，可借助传爆线以实现空气间隔装药；用于光面爆破的周边眼的炸药，与主体爆破的炸药相比，应选择爆速较低，猛度较低，爆力较大，传爆性良好的炸药，而底板眼则宜选用高爆力的炸药，可以克服上覆石渣的压制和起到翻渣

28、作用。周边炮眼的装药量与装药密度要减少，并使炸药均匀地分布在整个炮眼内，周边眼装药量应具有破岩所需的应力能量，又,三、光面爆破和预裂爆破法,不致造成对围岩的严重破坏，施工中应根据炮眼孔距E、光面层厚度V、石质及炸药种类等因素综合考虑选择和调整。一般单位炮眼长度装药量即线装药密度控制在0.04kg/m0.4kg/m。（3）采用周边眼同时起爆。要求采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生临空面，同段的周边眼雷管起爆时差应尽可能小，尽可能能同时起爆，使炮眼间爆炸力起共同作用，比较容易炸成平面。对石质稍差的岩石，宜采用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼，它既具有同时起爆的爆破威力，又可以减少对轮廓线以外围

29、岩的扰动。,三、光面爆破和预裂爆破法,光面爆破的起爆顺序是:掏槽眼辅助眼周边眼底板眼。辅助眼应由里向外逐层起爆，还应使辅助眼爆破后尽量接近开挖轮廓形状，爆破层厚度尽可能一致；并应注意不要使爆炸落下的石渣堵死周边眼的临空面。（4）严格掌握钻眼作业，使三种炮眼的位置及方向准确无误，否则光面爆破的效果会明显降低，达不到光面爆破的目的。（5）各光面爆破参数如周边眼间距E，最小抵抗线V、相对距E/V和装药集中度q等，应采用工程类比法或根据爆破漏斗及成缝试验确定，在无条件试验时，可按课本103页表2-5-6选用。,三、光面爆破和预裂爆破法,2预裂爆破法裂爆破实质上也是光面爆破的一种型式，是在光面爆破法的基

30、础发展起来的。其爆破原理与光面爆破原理相同，只是在爆破的顺序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，接着引爆辅助眼，最后才引爆周边眼；而预裂爆破则是首先引爆周边眼，使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面。由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼和辅助眼的爆炸波能起反射和缓冲作用，可以减轻爆炸波对围岩的破坏影响，爆破后的开挖面整齐规则。由于成洞过程和破岩条件不同，在减轻对围岩的扰动程度上，预裂爆破较光面爆破的效果更好一些。所以预裂爆破更适用于稳定性较差的软岩或破碎岩层中。但预裂爆破的周边眼间距和最小抵抗限都要比光面爆破的小，相应地要增多炮眼数量，钻眼工作量增大。总之，硬岩宜采用光面爆破，软岩宜采用预裂爆破，分部开挖

31、时可采用预留光面层光面爆破。,三、光面爆破和预裂爆破法,3毫秒爆破法毫秒爆破法，其实质是以毫秒雷管严格按一定顺序起爆炸药包组，使爆破前后阶段的时间间隔极其短促，以毫秒计算。爆破产生的岩石破坏作用力（应力波或冲击波）可以叠加，促使岩石易于被炸碎；同时，前后段爆破传递到围岩内部的冲击波又相互干扰和相互抵消，使冲击波对围岩的震动破坏大为减弱。该爆破法具有下列优点：满足光面爆破的技术要求，可以获得良好的爆破效果；毫秒爆破对围岩的震动破坏最少；同时，可以减少滞炮和滞炮带来的麻烦；把毫秒爆破一次爆破的总延长时间很短，即使有瓦斯的岩层瓦斯也尚来不及泄出就爆破完毕，可提高掘进速度。实现毫秒爆破一般有两个方法：

32、一是用毫秒雷管和毫秒起爆器（用延长仪器控制延发时间）；另一种方法是使用毫秒雷管起爆。,三、光面爆破和预裂爆破法,（四）装药结构装药方法主要有三种：1）药包直径与掘进炮眼直径一样，药包集中在孔底称为集中装药；2）空气（或木棒）间隔装药；3）小直径药包，全孔均匀装药，孔口用炮泥堵塞。其中小药包连续装药对控制超挖效果最好。装药结构是指继爆药卷和起爆药卷在炮眼中的布置形式。按起爆药卷在炮眼中的位置和其中雷管的聚能穴的方向可分为正向装药和反向装药；按其连续性则可分为连续装药和间隔装药。1正向装药将起爆药卷放在炮眼口第二个药卷位置上，雷管聚能穴朝向眼底，并用炮泥堵塞眼口，即每一个炮眼内从眼底向眼口的装药顺

33、序是：先装普通药卷次装引爆药卷后用炮泥堵塞眼口。,三、光面爆破和预裂爆破法,2反向装药将起爆药卷放在眼底第二个药卷位置上，雷管聚能穴朝向眼口，即每个炮眼内从眼底向眼口的装药顺序是：先装引爆药卷次装普通药卷（图）。国内外实践证明，反向装药结构能提高炮眼利用率，减少瞎炮率，减少石渣块度，便于装渣运输，增强抛掷能力和降低炸药消耗量。当炮眼俞深时，反向装药结构的爆破效果愈好。装药结构的选用：掏槽眼和辅助眼多采用大直径药卷在孔底连续装药。周边眼可采用小直径药卷连续装药或用大直径药卷间隔装药。装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮眼应及时堵塞密封。周边眼的堵塞长度不宜小于200mm。,三、光面爆破

34、和预裂爆破法,三、光面爆破和预裂爆破法,（五）起爆顺序及时差除预裂爆破的周边眼是最先起爆外，在同一个开挖断面上，起爆顺序是由内向外逐层起爆；试验和研究表面：各层炮之间的起爆时差越小，则爆破效果越好。常采用的时差为40ms200 ms，称为微差爆破；内圈炮眼先起而外圈炮眼后起，这个顺序不能颠倒，否则爆破效果不佳，甚至失败。但在深孔爆破时，要注意将掏槽炮与辅助炮之间的时差稍加大，以保证掏槽炮在此时差内将石渣抛出槽口，防止槽口堵塞，为后爆辅助炮提供有效的临空面；在内外圈中的同圈炮必须同起爆，尤其是掏槽眼和周边眼，以保证同圈炮的共同作用的爆破效果；延发时间可由孔内控制或孔外控制。,三、光面爆破和预裂爆

35、破法,（六）瞎炮的处理在爆破过程中，炮眼装药未能起爆，称为拒爆，亦即瞎炮。为了取得良好的爆破效果，必须预先防止瞎炮的发生。应选用合格的炸药和雷管以及其它起爆材料，清理好炮眼中的积水和残渣。在装药、堵塞、网络联结等各项操作中，严格按照有关细则进行。瞎炮产生后，应封锁现场，查明原因，采取相应处理措施，一般可采用二次爆破法、炸毁法及冲洗法等三种方法。,四、出渣与运输,要达到隧道快速掘进，重点应抓好两项作业，即导坑开挖和洞内运输。洞内运输工作量很大，它包括在开挖面上装渣并运出洞外弃土场去卸掉（即装渣、出渣与卸渣）；另外还要从洞外运进混凝土拌和料、支撑、拱架、模板和轨道材料等。首先出渣是隧道施工的基本作

36、业之一。出渣作业能力的强弱在很大程度上影响隧道施工速度，因为出渣作业在整个作业循环中所占时间约40%60%。围岩条件较好时可在支护前出渣，围岩条件较差时可先初期支护后出渣。出渣作业包括：装渣、运渣与卸渣三个环节。在选择出渣方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性及工期要求等相关因素综合考虑。,四、出渣与运输,（一）装渣包括人工装渣和机械装渣。机械装渣时，应选用能在隧道开挖断面内发挥高效率的机械，其装渣能力应与每次开挖土石方量及运输的容量相适应。（二）运输运输方式：包括有轨式运输和无轨式运输。两种运输作业应符合相应的规定；卸渣作业应符合规定：包括弃渣

37、场的选择，弃渣场地的防护及排水及卸渣作业。,五、隧道施工可能发生的问题及对策,新奥法施工的基本原则是根据围岩性质允许产生适量的变形，但又不使围岩松动塌落。在设计、施工过程中围岩松动超过预计时，应根据观察和量测结果找出原因，进行改正。新奥法中经常出现的一些异常现象及应采取的措施列于表2-5-7中，其中，措施A指进行比较简单的改变就可解决问题的措施；措施B指包括需要改变支护方法等比较大的变动才能解决问题的措施。表中只列出大致的对策标准，优先用哪种措施，要视各个隧道的围岩条件、施工方法、变形状态综合判断。,五、隧道施工可能发生的问题及对策,五、隧道施工可能发生的问题及对策,The end Thanks！,