第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)资料

矿山法施工顺序:
（1）先墙后拱法：又称为顺作法，它通常是在隧道开挖成 形后，再由下至上施作模筑混凝土衬砌。 （2）先拱后墙法：又称为逆作法，它是先将隧道上部开挖 成形并施作拱部衬砌后，在拱圈的掩护下,再开挖下部并 施作边墙衬砌。
（二）新奥法
新奥法以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础， 以维护和利用围岩自稳能力为基点，将锚杆和喷射混凝土 组合在一起作为主要支护手段，及时进行支护，以便控制 围岩的变形与松驰，使围岩成为支护体系的一部分，形成 了锚杆、喷射混凝土和隧道围岩组成的三位一体的承载结 构，共同支承岩体压力。
岩爆-特点
• 1．岩石砂岩为主，岩石坚硬干燥，在未发 生前，无明显的征兆，虽经过仔细寻找， 并无空响声，一般认为不会掉落石块的地 方，会突然发生岩石爆裂声响，石块一般 应声而下。 • 2．岩爆发生的地点多在新开挖的掌子面及 距离掌子面1～3倍洞径范围内，个别的也 有距新开挖工作面较远。
• 3．岩爆时围岩破坏的规模，小者几厘米厚， 大者可达数吨重。小者形状常呈中间厚、 周边薄、不规则的鱼鳞片状脱落，脱落面 多与岩壁平行。 • 4．岩爆围岩的破坏过程，一般新鲜坚硬岩 体均先产生声响，伴随片状剥落的裂隙出 现，裂隙一旦贯通就产生剥落或弹出，属 于表部岩爆。 • 5．由于爆破振动影响，造成开挖洞段应力 重新分布，造成碛头较大面积岩爆、爆落 出的小块鱼鳞片状碎屑甚至堵塞整个巷道。
（1）少扰动； （2）早喷锚； （3）勤量测； （4）紧封闭。
新奥法施工特点:
（1）开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采用大断面或较 大断面开挖，以减少对围岩的扰动； （2）隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的 支护作用； （3）根据围岩的特征，采用不同的支护类型和参数，适时施作密贴 于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护，以控制围岩的变形和 松驰； （4）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体 系的作用，保证隧道的稳定； （5）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修 筑的，围岩与支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安 全度； （6）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中； （7）通过施工中对围岩和支护结构的动态观察、量测，合理安排施 工程序，进行隧道工程的信息化的设计、施工与管理。
二、岩体隧道施工方法 （一）矿山法
它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后， 逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久 性支护的施工方法。
矿山法施工的“十二字原则”
（1）少扰动； （2）早支撑； （3）慎撤换； （4）快衬砌。
预备知识：岩体应力圈
• 岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能 在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石 爆裂并弹射出来的现象。一般情况下发生 在围岩级别为I类围岩中。
三、隧道开挖施工方法 （一）隧道开挖方式
隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因 素之一，因此，在选择开挖方法时，应对隧道断面大 小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要 求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进 行综合分析，采用适当的开挖方式和方法。
按开挖隧道的横断面分部情形可分为：
锚杆
• 锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称 谓）”；“anchor（早期称谓）”是当代 煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分， 他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身 支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用 于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行 主体加固。
新奥法施工程序流程:
新奥法施工采取的基本原则:
第一节 概述
一、隧道施工方法分类方式：
传统矿山法 矿山法（钻爆法） 新奥法 山岭隧道 掘进法 明挖法 盖挖法 隧道施工方法 浅埋及软土隧道 浅埋暗挖法 盾构法 沉管法 水底隧道 盾构法
(1)全断面开挖法； (2)台阶开挖法； (3)分部开挖法； (4)若干变化开挖方案。
（1）全断面开挖法
全断面开挖法就是将全部设计断面一次开挖成型，再 修筑衬砌的施工方法。
全断面一次开挖法主要工序:
使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行 装药连线，然后将钻孔台车退至安全地点，再起爆，使得 断面一次爆破成型，出渣后钻孔台车再推进至开挖面就位， 开始下一个钻爆作业循环，同时进行先墙后拱衬砌。
全断面开挖法适用条件：
（1）一般适用于Ⅰ～Ⅳ级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩 应具备从全断面开挖到施作初期支护时间段内，保持其自 身稳定的条件。 （2）有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
（3）隧道长度或施工区段长度不宜太短，一般不应小于1km， 否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
第2章 岩石隧道钻爆法施工技术
预备知识：
岩石是由单体矿物或碎屑在一定的地质作用下， 按一定的规律组合成具有某种联结作用的集合 体，是岩体的组成部分。岩石按成因可分为沉 积岩、变质岩和岩浆岩。 在工程地质中，把工程作用范围内具有一定的 岩石成分、结构特征及赋存于某种地质环境中 的地质体称为岩体。岩体是在内部的联结力较 弱的层理、片理和节理、断层等切割下，具有 明显的不连续性。这是岩体的重要特点，使岩 体结构的力学效应减弱和消失。使岩体强度远 远低于岩石强度，岩体变形远远大于岩石本身， 岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。
Leabharlann Baidu爆-产生的条件
• 1．近代构造活动山体内地应力较高，岩体 内储存着很大的应变能，当该部分能量超 过了硬岩石自身的强度时； • 2．围岩坚硬新鲜完整，裂隙极少或仅有隐 裂隙，且具有较高的脆性和弹性，能够储 存能量，而其变形特性属于脆性破坏类型， 当应力解除后，回弹变形很小;
• 3．埋深较大(一般埋藏深度多大于200m) 且远离沟谷切割的卸荷裂隙带； • 4．地下水较少，岩体干燥; • 5．开挖断面形状不规则，大型洞室群岔洞 较多的地下工程，或断面变化造成局部应 力集中的地带。