隧道洞身开挖(终)PPT资料.ppt

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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。

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖

（一）钻爆开挖基本要求

（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、钻爆开挖二、钻爆开挖u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；

u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；

u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

（二）钻爆开挖设计

（二）钻爆开挖设计p1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。

p2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。

p3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、钻爆开挖二、钻爆开挖p4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。

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖u隧道工程爆破使用的炸药，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。

p起爆材料及网络设计p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。

p起爆系统组成：

起爆元件、传爆元件和末端工作元件。

二、钻爆开挖二、钻爆开挖p起爆系统的工作过程是：

导火索点燃后引爆雷管；

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。

p1）起爆材料：

p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。

p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。

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p塑料导爆管的优点：

抗电、抗火、抗冲击性能好；

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。

p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；

3-导爆管；

4连接块；

5-炮眼二、钻爆开挖二、钻爆开挖p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。

p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）。

p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-导爆索；

8-雷管壳；

9-正起爆药；

10-纸垫；

l1-外套管；

12-连接管二、钻爆开挖二、钻爆开挖p2）起爆网络p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p在爆破中，电爆破网络可设计成串联、并联、混合联三种形式。

p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。

p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。

p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，更会造成毫秒雷管秒量的额外误差。

二、钻爆开挖二、钻爆开挖p5炸药品种选择及用药量计算p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。

p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。

p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。

p炸药品种选择p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，用于爆破施工中最多的是硝铵类炸药。

二、钻爆开挖二、钻爆开挖p炸药用量计算p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。

p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。

p隧道爆破中，每循环爆破的总装药量值，按下式计算：

Q=KLSp耗药量K可参考已往施工经验值确定，课本96页表2-5-2。

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p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；

炮眼布置不当或掏槽效果不佳，K值会越大.p隧道爆破中实际采用的值，通常K=0.7kg/m32.5kg/m3；

96页表2-5-3是断面面积S=4m220m2导坑爆破开挖的值表。

20m2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；

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p6掘进速度V和掘进进尺L及开挖面的支承作用。

p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）。

p单循环爆破掘进深度称为爆破掘进进尺L；

p单循环所占用的时间称为循环时间t；

p日掘进深度称为掘进速度V=24L/t。

p掘进速度：

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p掘进进尺和循环时间的选择p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。

p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、钻爆开挖二、钻爆开挖p开挖面的支承作用p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