一种用于隧道断面脆性硬岩的激光破岩原理探讨
隧道工程第九章隧道掘进机(TBM)施工
永久支护
根据隧道设计要求，采用模筑混凝土、 钢筋混凝土等材料，对隧道进行永久 性支护，确保隧道结构安全。
通风与通风管道，为隧道施工提供足够的新鲜空 气，降低粉尘和有害气体浓度。
排水技术
设置合理的排水系统，将隧道内的地下水排出洞外，防止积 水对施工造成影响。
弃渣与运输技术
程量。
长隧道
TBM适用于长度较长 的隧道施工。TBM的 连续掘进能力有助于缩 短工期，降低施工难度
，提高经济效益。
复杂地质条件
TBM适用于地质条件 复杂、存在较大涌水量 的隧道施工。TBM的 密封性能较好，可以有 效地控制涌水，减少对
环境的影响。
TBM施工的历史与发展
TBM施工起源于20世纪中叶，最早应用于欧洲国家的铁路隧道施工。随着技术的不断发展 和完善，TBM逐渐应用于水利、市政、公路等领域的隧道施工。
弃渣处理
合理规划弃渣场地，确保弃渣不占用 耕地和破坏环境。
运输组织
根据施工进度和运输距离，合理安排 运输车辆和路线，确保弃渣和施工材 料的及时运输。
05
TBM施工案例分析
某地铁隧道TBM施工案例
总结词：高效快速
详细描述：某地铁隧道采用TBM施工，实现了高效快速的施工效果，缩短了工期，减少了施工对周边 环境的影响。
单护盾TBM和双护盾TBM
单护盾TBM适用于地质条件比较 简单、地下水不发育的隧道施工。
双护盾TBM适用于地质条件比较 复杂、地下水发育的隧道施工。
单护盾TBM具有结构简单、造价 低、施工速度快等优点，但同时 也存在对地质条件要求较高、施
工安全风险较大的缺点。
选择合适的TBM类型
在选择TBM类型时，应综合考虑隧道的地质条件、施工环境、工期要求、工程造 价等多方面因素。
《2024年基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定》范文
《基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定》篇一一、引言随着交通建设的快速发展，隧道工程在山区建设中扮演着越来越重要的角色。
然而，隧道施工过程中常常会遇到岩爆等地质灾害问题。
高楼山隧道作为重要的交通枢纽，其施工过程中遭遇的岩爆问题亟需进行深入的研究和判定。
本文将基于岩爆碎屑研究，对高楼山隧道岩爆的机理进行深入分析，并对岩爆类型进行准确判定。
二、高楼山隧道工程概况高楼山隧道位于山区，地质条件复杂，岩性多变。
在隧道施工过程中，由于地质构造、应力状态等因素的影响，极易发生岩爆现象。
岩爆不仅会对施工安全造成威胁，还会对工程进度和成本造成严重影响。
因此，对高楼山隧道岩爆机理的研究和类型判定显得尤为重要。
三、岩爆碎屑研究方法为了深入研究高楼山隧道岩爆机理和类型，本文采用岩爆碎屑研究方法。
首先，通过现场调查和取样，收集岩爆碎屑样本；其次，运用岩石力学、地质学等相关学科的理论和方法，对碎屑样本进行室内外试验和分析；最后，结合隧道施工过程中的地质条件和应力状态，综合分析岩爆机理和类型。
四、高楼山隧道岩爆机理分析1. 岩爆的成因机制高楼山隧道岩爆的成因机制主要包括地质构造、应力状态、岩石性质等因素。
在地质构造方面，由于地壳运动和地质构造作用，岩石内部产生了复杂的应力场；在应力状态方面，地下工程开挖后，围岩应力重新分布，可能导致局部应力集中；在岩石性质方面，不同岩石的力学性质差异较大，对岩爆的敏感性也不同。
这些因素共同作用，导致了岩爆的发生。
2. 岩爆的能量来源岩爆的能量主要来源于岩石内部的弹性应变能和地应力。
在地下工程开挖过程中，围岩应力重新分布，岩石内部产生弹性应变能。
当弹性应变能积累到一定程度时，岩石发生破坏，释放出能量，导致岩爆的发生。
地应力也是岩爆的重要能量来源之一，特别是高地应力的地区更容易发生岩爆。
五、高楼山隧道岩爆类型判定根据岩爆碎屑研究结果和隧道施工过程中的地质条件、应力状态等因素的综合分析，可以将高楼山隧道岩爆类型划分为以下两种：1. 脆性岩爆脆性岩爆是指岩石在受到外力作用时，由于岩石内部应力超过其承载能力而发生的突然破坏。
光面爆破技术
3.67
4.22
5.24
7.62
2.38
2.74
4.72
7.08
2.36
2.7
4.29
6.67
2.38
2.74
2.36
4.72
2.36
2.7
每延米额外 增加费用 （元） 3756
3756
2439 2403 2439 2403
备注
超挖按照 平均
100mm计 算
回弹量按 照15%计
算
砼费用按 照890元 /m³计算
第一部分 光面爆破的定义
光面爆破：是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆 布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成 一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施 工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的 一种控制爆破技术。光面爆破适用于稳定性好，岩体完整 而又要求控制开挖轮廓的中硬岩层。
挖值规定如下：
ห้องสมุดไป่ตู้
项目
规定值或允许偏差（mm）
拱部 边墙
破碎土、土（Ⅳ、Ⅴ级围岩） 中硬岩、软岩（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩）
硬岩（Ⅰ 级围岩） 每侧 全宽
仰拱、隧底
平均100，最大150 平均150，最大250 平均100，最大200
+100，-0 +200，-0 平均100，最大250
第三部分 光面爆破的意义
图 楔形掏槽—水平楔形 其他孔线形布置
第四部分 光面爆破
楔形掏槽—垂直楔形 其他孔环状布置
第四部分 光面爆破
各类孔孔间距取值原则： 掏槽孔的夹制作用大，爆破条件差，炮孔应较密； 辅助孔经过掏槽孔、扩槽孔爆破后，自由面条件较好， 孔距应较大；距掏槽空间越近排距越大； 扩槽孔的作用是进一步扩大槽腔，应适当加密炮孔； 周边孔的作用是控制开挖轮廓，应采用光面爆破，孔间 距必须小于排间距。
硬岩超大跨度频变断面隧道快速施工技术研究
硬岩超大跨度频变断面隧道快速施工技术研究发布时间：2022-05-17T08:06:11.451Z 来源：《建筑模拟》2022年1期作者：李传华[导读] 羊台山隧道大跨段（上下联络线）岩质主要为燕山期（γ5）花岗岩，弱风化，灰白色、清灰色，总长931.47m，断面转换17次，洞内最大开挖断面为370m³，超大跨度频变断面隧道开挖及二衬施工成为施工难题，传统工法开挖及衬砌施工存在施工风险大、成本高、进度慢等问题，基于以上工程背景，通过对以往隧道施工经验总结及目前工程施工影响因素研究，探索出了一套“台阶法+上台阶导洞扩挖开挖”及“超大断面台车快速改装”施工技术。
该技术在原有“钻爆法”基础上，优化了资源配置，规避了超大跨度隧道施工工序不衔接，降低了施工风险。
实现了硬岩超大跨度频变断面隧道安全、快速、高效的施工目标。
中铁十局城轨公司广东深圳 518000摘要：羊台山隧道大跨段（上下联络线）岩质主要为燕山期（γ5）花岗岩，弱风化，灰白色、清灰色，总长931.47m，断面转换17次，洞内最大开挖断面为370m³，超大跨度频变断面隧道开挖及二衬施工成为施工难题，传统工法开挖及衬砌施工存在施工风险大、成本高、进度慢等问题，基于以上工程背景，通过对以往隧道施工经验总结及目前工程施工影响因素研究，探索出了一套“台阶法+上台阶导洞扩挖开挖”及“超大断面台车快速改装”施工技术。
该技术在原有“钻爆法”基础上，优化了资源配置，规避了超大跨度隧道施工工序不衔接，降低了施工风险。
实现了硬岩超大跨度频变断面隧道安全、快速、高效的施工目标。
关键词：硬岩超大断面隧道；频变断面；快速开挖；台车改装引言超大跨度隧道开挖一直是隧道施工的难题，针对此类弱风化花岗岩地质，开挖工法普遍采用“台阶法”、“三台阶法”或“三台阶+临时仰拱法”。
对于超大跨度频变隧道开挖，以上工法存在开挖进度慢、成本高、断面开挖大导致风险系数高等问题，针对此情况，通过在施工中不断探索研究，摸索出一套“台阶法+上台阶导洞扩挖法”及“超大跨度二衬台车快速改装”施工技术。
全断面岩石掘进机TBM课件
TBM电气与液压系统
电气系统组成
01
描述TBM电气系统的主要组成部分，如发电机、变压器、电动
机等。
液压系统原理
02
解释液压系统的工作原理，包括液压泵、液压缸、液压阀等核
心部件。
电气与液压系统的维护与故障排查
03
介绍如何对电气和液压系统进行日常维护，以及常见故障的排
查与处理方法。
03
TBM施工技术
度、刀盘转速等。
掘进过程监控
通过先进的传感器和监控系统， 实时监测TBM的掘进状态，确保
施工安全和效率。
地质预报与应对
利用地质预报技术，提前预测不 良地质情况，并采取相应的应对
措施。
TBM设备保养与维修技术
日常保养
定期对TBM设备进行清洁、润滑、紧固等日常保 养工作，确保设备良好运行。
故障诊断与排除
TBM施工技术准备
技术调研与评估
在施工前，应对工程地质 、水文地质等进行详细调 研，评估TBM施工的适用 性。
设备选型与配置
根据工程需求，选择合适 的TBM设备型号，并配置 相应的辅助设备。
施工人员培训
对施工人员进行TBM设备 操作、维护保养等方面的 培训，确保施工的顺利进 行。
TBM始发与接收技术
通过大数据分析和人工智能技术，对 TBM施工数据进行挖掘和优化，提高 施工效率和质量。
数字孪生技术
构建TBM设备和施工过程的数字孪生 模型，实现虚拟与现实的交互与优化 ，为TBM施工提供全新的管理和决策 支持。
THANKS
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全断面岩石掘进机 TBM课件
目录
• TBM概述 • TBM结构与组成 • TBM施工技术 • TBM施工案例与风险控制 • TBM未来发展与展望
隧道断面扫描在施工中的应用
隧道断面扫描在施工中的应用摘要：随着时代的发展，铁路工程进入信息化系统管理，实现精细化施工、信息化管理以及成本的精准有效控制。
随着西部经济发展，基础建设也随之增加，尤其是隧道工程增多，隧道断面测量尤为重要，不仅要控制隧道的净空，而且还要保证二衬厚度，传统断面测量需要用全站仪进行数据采集，收集到的数据不够全面，很难对隧道开挖、初支、二衬断面进行合理科学地分析。
现采用三维激光扫描仪扫描隧道工作面，能够有效提高观测数据，还能够有效掌控各别点超欠挖情况，有效控制隧道超欠挖，指导下一步开挖工序，控制下一步超欠挖情况，提高工作效率。
因此三维激光隧道扫描仪得以广泛应用。
基于此，本篇文章对隧道断面扫描在施工中的应用进行研究，以供参考。
关键词：隧道断面；扫描施工技术；应用分析引言进入21世纪以来，我国隧道及地下工程得到了前所未有的发展，地铁、市政等基础设施建设逐渐向长距离、大跨度、深部发展，对大跨度地下工程施工技术提出了新的要求。
学者们对大跨度地下工程施工方法开展了研究，并取得丰硕成果。
采用现场调研和数值模拟方法，研究了不同施工方法下特大跨度层状岩体隧道的施工动态力学响应规律。
分析拱盖法、双侧壁导坑法和台阶法的优缺点，给出了硬岩条件下工法选择建议。
通过现场测试和理论分析研究了超大跨度隧道采用中隔壁法施工时中隔壁内力变化规律。
通过数值模拟和现场监测分析了特大断面隧道采用双侧壁导坑法和交叉中隔墙法施工时围岩变形和受力变化规律。
根据软弱围岩隧道变形的基本规律，系统总结了国内外控制隧道开挖后变形的基本对策。
1三维技术扫描技术三维激光扫描技术是近年来出现的一项新技术，如新的检测测绘技术，具有无接触、速度、主动性等特点。
与全站仪等传统测量工具相比，三维激光扫描设备不仅突破了单点测量，还收集了包含三维坐标信息和点反射强度等更全面数据信息的空间数据。
三维激光扫描仪是三维激光扫描系统的主要组成部分，由激光发射器、接收器、时间计数器、电机控制旋转滤波器、控制卡、微机、CCD机和软件组成。
定向断裂控制爆破
4.2 切槽深度a
对于不同特性的岩石和炸药，应选取不同的切 槽深度，根据Jams，W. Dally，W.L Founery等人的 研究， 对于大多数岩石来说，当炮孔内的压力超过 69MPa 时，炮孔周围将产生杂乱的裂隙，断裂面也 将难以控制。理论分析表明，相对切槽深度a/R < 0.2 时，a/R的值对临界炮孔压力的影响最敏感，当 a/R > 0.2时，其影响逐渐减少；当a/R > 0.5 时，其 影响可忽略不计。随着a/R 值的增大， 炮孔临界起 裂荷载减少，但a/R 过大，降低效应不很显著，在 工程实践中，a/R 过大将导致岩石对切刃的夹持作 用增大，机械切槽效率降低，刃具磨损加大，因此 建议a= (0.2～0.3)R。
2.主要方法
关于定向断裂控制爆破的方法，国外学者先后 提出有15种之多，比较有效而实用的方法有四种， 如图1所示： (1)炮孔形状法，即改变炮孔形状，通称切槽爆 破； (2)药卷形状法，即改变药卷形状，工程爆破中 常用轴对称侧向聚能药包爆破； (3)切缝药包法，即在药柱外套一个预先开有一 定宽度的切缝的套管的切缝药包爆破法； (4)空孔导向法，即改变装药结构，保持炮孔和 药卷形状不变，工程上一般应用于光面爆破或预裂 爆破中。
根据炸药爆轰理论，宗琦认为爆生气体膨胀充 满炮孔时的压力为：
式中
PK为临界压力，TNT的PK =280MPa； PW为平均爆轰压力， ； 0 ,D分别为炸 药的密度和爆速； 为装药体积和炮孔体积。
3.切槽爆破的力学效应
爆炸荷载对炮孔壁的作用是由爆炸冲击波的动 态作用和爆生气体的准静态压力作用两部分组成。 岩石的破碎过程是一个动态过程，平面内的应 力状态与静力内压作用是两种性质的应力状态。炸 药爆炸前，炮孔壁的位移等于零；炸药爆炸时的一 瞬间，孔壁质点获得很高的动量，这部分动量的获 得是由于爆炸冲击波引起的，孔壁质点获得的动能 随即传递给与之相邻的质点，迅速向四周传播。
提高隧道光面爆破质量qc
提高隧道光面爆破质量q cDocument number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GTQC小组活动在提高隧洞光面爆破施工质量中的应用摘要：本文针对青荣城际铁路东珠岩隧洞的具体地质特征,通过对其片岩岩的光面爆破技术进行分析研究，发现其残孔率是制约爆破效果的主要原因，作者对其进行研究后制定出一整套切实有效工程实施方案，取得了良好的爆破效果，可为以后此类地质特征的隧洞开挖提供技术参考。
关键词：隧洞光面爆破片岩一、前言光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。
尽管在理论上还不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。
一般认为，炸药起爆时爆炸气体膨胀做功所起的主导作用。
光面爆破是靠不同位置的炸药延时不同启爆，掏槽眼和辅助眼先于周边眼启爆，掏槽眼有一定外插角，将中间部分岩石提前掏出，造就临空面，最后周边眼同时起爆，各炮眼的冲击波向其四周作径向传播，相邻炮眼的冲击相遇，则产生应力波的叠加，并产生切向拉力，拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点，当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时，岩体便被拉裂，在炮眼中心连线上形成裂缝，随后，爆炸气的膨胀合裂缝进一步扩展，形成平整的爆裂面。
本文针对东珠岩隧洞的具体地质特征，并结合工程实践，针对中厚层砂岩的爆破技术进行研究，分析影响爆破的具体因素，并制定出一整套切实有效的施工工艺，大大提高的爆破效率，也取得了良好的爆破效果，为工程的保质保量奠定了坚实的基础。
二、工程概况东珠岩隧道位于山东省烟台市境内东珠岩村北500m处。
属侵蚀丘陵地貌，地形起伏不大，冲沟不发育，基岩大部分裸露，山中植被茂盛。
隧道海拔高度一般为40-100m，最大埋深为。
隧道进口里程为右改DK198+347；隧道出口里程为改右DK199+005,全长658m。
本隧道设计标准高，沉降控制要求严，施工环境复杂施工展开困难；隧道地质差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道累计长度的%，且存在断层、浅埋、，施工中存在坍塌、冒顶、掉块施工风险和工期风险。
小断面硬岩地层中隧道横通道机械施工工法(2)
小断面硬岩地层中隧道横通道机械施工工法小断面硬岩地层中隧道横通道机械施工工法一、前言随着城市发展和交通建设的需要，地下隧道的建设日益增多。
然而，一些地区的地质条件复杂，特别是小断面硬岩地层，传统的施工方法难以应对。
因此，研发一种适用于小断面硬岩地层的隧道横通道机械施工工法至关重要。
本文将介绍一种该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相关工程实例，旨在为读者提供实用的指导和参考。
二、工法特点小断面硬岩地层中隧道横通道机械施工工法具有以下特点：1. 适用于小断面硬岩地层，利用机械装备对岩石进行切割和挖掘，提高施工效率。
2. 基于工程机械的准确性和稳定性，能够保证施工过程的精度和质量。
3. 工艺流程较为简化，能够减少施工周期和成本。
4. 对施工人员的要求较低，减少了工人的劳动强度和安全风险。
三、适应范围小断面硬岩地层中隧道横通道机械施工工法适用于以下情况：1. 小断面硬岩地层中的隧道建设，如城市地铁、高速公路等。
2. 对施工周期和质量要求较高的项目。
3. 需要减少人工工作量和提高施工效率的项目。
四、工艺原理该工法的基本原理是利用工程机械对小断面硬岩地层进行切割和挖掘。
通过与实际工程相结合，采取以下技术措施：1. 选择适合的机械设备，根据地质条件和隧道断面进行合理的匹配。
2. 使用合适的刀具和切削参数，确保切削效果和效率。
3. 配置有效的岩屑处理系统，及时清理施工现场，保证施工连续进行。
4. 根据需要，加入钻爆工艺、喷射混凝土等其他辅助施工技术，提高施工效率和质量。
五、施工工艺该工法的施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 前期准备：进行工程资料整理和现场勘测，制定详细的施工方案和施工图纸。
2. 隧道导洞：采用切削机械进行隧道导洞，完成初步开挖和削减。
3. 岩石支护：根据地质条件和隧道断面，采用合适的支护工艺，如喷射混凝土、锚杆等。
4. 后期衬砌：根据隧道设计要求进行衬砌工作，确保隧道结构和稳定性。
中硬岩地质条件下高铁隧道聚能爆破技术研究
中硬岩地质条件下高铁隧道聚能爆破技术研究发布时间：2021-07-06T07:48:09.849Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：欧阳志杰[导读] 隧道光面爆破的施工质量是隧道施工控制的关键，隧道光面爆破的设计及施工就显得尤为重要，针对目前隧道光面爆破轮廓成型效果差、超挖严重，喷射混凝超耗严重等现状。
聚能爆破新技术在隧道爆破施工中得到应用及推广，聚能光面爆破对隧道围岩扰动小，周边间距可大幅放大减少周边眼钻孔数量，在隧道超欠挖方面取得较好的使用效果及经济效益，降低了隧道施工成本，保证隧道工程施工安全质量，在本工程实践中取得了较好的效果，可为今后的隧道爆破施工提供参考和借鉴。
欧阳志杰广州市越秀区桂花岗东2号中铁二十五局集团第一工程有限公司 510405摘要：隧道光面爆破的施工质量是隧道施工控制的关键，隧道光面爆破的设计及施工就显得尤为重要，针对目前隧道光面爆破轮廓成型效果差、超挖严重，喷射混凝超耗严重等现状。
聚能爆破新技术在隧道爆破施工中得到应用及推广，聚能光面爆破对隧道围岩扰动小，周边间距可大幅放大减少周边眼钻孔数量，在隧道超欠挖方面取得较好的使用效果及经济效益，降低了隧道施工成本，保证隧道工程施工安全质量，在本工程实践中取得了较好的效果，可为今后的隧道爆破施工提供参考和借鉴。
关键词：光面爆破；聚能；隧道超欠挖；成本；经济效益1、工程概况新建铁路赣州至深圳客运专线GSSG-4标密州隧道地处广东省河源市东源县蓝口镇境内，隧道全长3351.8m，隧道进出口里程分别为DK237+341.2、DK240+693；隧道洞身整体埋深大于100m，最大埋深约185m。
隧道洞身岩层主要为云母石英片岩夹千枚岩及侏罗纪下统塘群砂岩夹页岩。
隧道位于丘陵地貌，地势起伏较大，自然坡度20~60°，地面标高60~290m，局部相对高差大于100m，地表植被发育且茂密，多为灌木林，以及人工种植的桉树经济林。
本隧道内最主要的断裂为蓝口断层，位于蓝口东江东侧，与龙川大断层相互平行，相距6~7Km，二断层倾角相对，构成蓝口地堑盆地。
基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定
基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定随着交通和建筑行业的不断发展，地下隧道的建设已成为现代城市规划的重要组成部分。
然而，隧道施工中常常会遇到地质灾害问题，其中最为严重的就是岩爆。
岩爆是指隧道掌子面上的岩石猛烈破裂炸碎，给施工人员和设备带来严重威胁的现象。
岩爆的发生不仅威胁到施工人员的生命安全，还对隧道的结构稳定性产生不可忽视的影响。
因此，对岩爆的机理和类型进行分析与判定具有重要意义。
本文以高楼山隧道为研究对象，采用基于岩爆碎屑研究的方法，对其岩爆机理进行了深入分析与探讨。
首先，我们选取了现场岩屑样品，通过显微镜观察和现场测试，获取了样品的物理力学性质数据。
其次，我们对样品进行了室内试验，模拟了岩体的受力情况，进一步探究了岩爆的成因。
通过对试验数据的分析，我们发现高楼山隧道岩石的脆性特征明显，存在较高的岩石开裂倾向和破坏能力。
在岩爆类型的判定上，我们根据岩爆现象的特点和破碎程度，将其分为四个主要类型：解体型、飞翔型、挤出型和抛射型。
解体型岩爆是指岩石在地下应力作用下，出现较严重的裂纹和破碎现象，并沿隧道掌子面解体。
飞翔型岩爆是指岩石碎屑被弹射出隧道，形成飞翔物的类型。
挤出型岩爆是指岩石内部较大的岩屑通过隧道掌子面挤出。
抛射型岩爆是指岩石碎屑以高速抛射方式投掷到隧道周围。
在高楼山隧道的岩爆机理分析中，我们发现岩石内部存在较多的节理和裂隙，这些裂隙会导致应力集中，进而使得岩石破坏。
此外，岩石的物理力学性质也对岩爆机理产生着重要影响。
我们发现高楼山隧道的岩石中存在较多的脆性矿物，如石英和长石，这些矿物容易破裂，加剧了岩爆的发生。
综上所述，基于岩爆碎屑研究的方法对高楼山隧道岩爆的机理分析和类型判定具有重要意义。
通过对现场样品的分析和试验，我们揭示了高楼山隧道岩爆的机理和成因，将其分为解体型、飞翔型、挤出型和抛射型四种类型。
这些研究结果为高楼山隧道施工的安全设计和预防岩爆提供了重要参考，对保障隧道的建设和使用具有重要意义。
工程爆破
浅谈爆破技术在实际工程中的应用资源与安全工程学院爆破作为一种科学技术，应用很广，但在工程上的应用无疑是最重要、最常见的，采矿开山，修铁路、公路用钻爆法来开掘隧道，水利工程上也用一些，城市里面也使用了，拆除楼房。
利用炸药爆炸产生的巨大能量破坏某种物体的原结构，这种’破坏‘效果不是其他方法能代替的，它虽然不是独立完成一个工程，但却是一个重要的工序，特别是石方开挖、矿山开采等工程缺少了这个工序还不行。
本文将针对隧道爆破、拆除爆破两个方面，浅谈爆破技术在实际工程中的应用。
一、隧道爆破施工技术隧道是人们利用地下空间的一种形式，广泛应用于铁路、公路、水利水电、矿山、市政、人防等部门，在国民经济建设中起着重要的作用。
随着我国各项建设事业的发展，隧道工程越来越多，规模越来越大，类型越来越广，所遇到的岩体地质条件和环境越来越复杂，施工难度越来越大。
由于钻眼爆破法对地质条件适应性强，开挖成本低，特别适合于硬岩石隧道、破碎围岩隧道及大量短隧道的施工，所以它仍是目前和将来一定时期内隧道掘进的主要手段。
（1）岩石隧道钻眼爆破的特点、要求爆破的临空面较少，岩石的夹制作用大，耗药量大，而且对钻眼的爆破质量要求很高，既要保证隧道的开挖方向满足精度要求，又要使爆破后隧道断面达到设计标准，不能超、欠挖过大。
另外爆破时要防止飞石崩坏支架、风管、水电、电线等，爆落的岩石块度要均匀，便于装渣运输。
交通隧道的断面一般比较大，造价高，服务年限长，因此在施工中必须确保良好的工程质量。
隧道施工中新奥法的应用，要求施工中尽量减少爆破对围岩的扰动，确保围岩的完整，以充分利用围岩自身的承载能力。
隧道爆破的施工方法、施工机具和设备的选择主要取决于开挖断面的大小和隧道所处的山体位置。
此外，变化复杂的围岩级围岩的结构、强度、松动成都、耐风化性、初始地应力方向、隧道的跨度和地下水活动情况对钻爆施工也有较大的影响。
而且由于滴水、潮湿、噪声、粉尘等影响，钻眼爆破作业条件差，加之与支护、出渣运输等工作交替进行，增加了爆破施工的难度。
微波破岩机理
微波破岩技术的机理主要基于微波能与岩石相互作用时产生的热效应和非热效应：
1. 热效应：
- 微波能量被岩石中的水分、矿物质或其它极性分子吸收后，转化为内能，导致岩石内部温度迅速升高。
当局部温度达到一定程度时，岩石内部产生热应力，造成岩石微观结构破坏，如晶界滑移、矿物相变等，并最终导致岩石裂解或爆裂。
2. 非热效应（偶极子旋转效应）：
- 微波在极性介质中传播时，极性分子（如水分子）会随着电场方向快速改变而高速旋转，这种旋转动能也会对岩石颗粒间结合力产生剪切应力，特别是在孔隙水饱和度较高的岩石中，可有效降低岩石强度，加速裂纹扩展。
3. 介电加热：
- 岩石作为多组分混合物，其内部含有不同介电常数的成分，微波能够选择性地被高介电常数的物质吸收，从而形成局部高温区，促进裂纹的发展和扩大。
4. 热膨胀压力：
- 微波加热导致岩石内部迅速升温，材料体积膨胀，产生内部热膨胀应力，进一步促进岩石破裂。
5. 应力波叠加：
- 当微波加热同时配合其他物理手段（如超声波、机械振动等）时，多种应力波在岩石内部叠加，可能会引发更为复杂的动态破坏过程，增强整体破岩效果。
综上所述，微波破岩是利用微波能在岩石内部产生的物理化学变化来实现岩石的破碎，该方法相对传统爆破或机械破岩更加环保且可能具有更高的精准性和可控性。
在实际应用中，微波破岩技术通常与其他先进技术相结合，以提高破岩效率并减少对周围环境的影响。
PDC钻头破碎岩石机理分析
PDC钻头破碎岩石机理分析作者：韩婧来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2015年第8期韩婧吉林大学建设工程学院吉林长春130026摘要：随着我国经济的发展与人口的增长，对地下资源和矿产资源的消耗量日益增加，钻探工程的工作量也逐渐增大，因此在钻探中所消耗的岩石破碎的费用和材料损耗的费用也相当庞大，因此研究岩石破碎机理是必要的。
本文简要分析了金刚石-复合片钻头（简称PDC）在单个力作用下的受力情况和PDC 钻头破碎岩石的机理。
关键词：PDC 钻头；破碎岩石机理1 金刚石-硬质合金复合片的概念及发展问题金刚石-硬质合金复合片简称PDC，是一种新型的超硬材料，通过在硬质合金底上烧结一层细粒的人造聚晶金刚石形成，不仅具有金刚石的硬度和高耐磨性，还体现出硬质合金的韧性，可以作为单独的切削单元使用，同时随着PDC 钻头的进步，在一些钻探中已经得到推广。
在实际的钻探过程中，破碎岩石的工具的磨损是机械碎岩中的最大问题，特别是在遇到岩石抗压强度大于150 兆帕的地层，机械破岩工作很难进行，因此钻探工程必须对破碎岩石的工具进行强化，通过改变其形状和材料改善工具性能，也要深入了解破碎岩石的机理，将岩石性质、地层特征、外载条件、碎岩工具的性质等结合起来，从根本上解决问题。
2 单个PDC 与岩石作用的受力分析在PDC 钻头的形成工艺中，需要将PDC 片斜镶入钻头胎体中，因此，PDC 钻头在钻进过程中，其受力方向是斜向压入的，从而破碎岩石。
设一个斜镶的圆柱体PDC 只受到法向力F 的作用，并且垂直压入弹性岩石的半空间体中，将圆柱体的半径设为R，D 为圆柱体的压入深度，兹为切入角，是弹性体表面与PDC 轴向的夹角，如图1 所示。
从图中的PDC 切片的压入情况来看，压头的几何形状相对复杂，为了使得计算相对简单，可以将F1 分解为两个部分，一部分是圆柱体面压入岩石的压力FN1，另一部分是圆柱体底面压入的压力FN2，根据圆柱体的接触情况分析，分别对接触压力FN1，FN2 进行求解，求得在FN1方向上的最大压入深度是，圆柱面的最大的接触区域的长度CD为。
光面爆破
光面爆破注意事项光面爆破：就是控制爆破的作用范围和方向，使爆破后岩面光滑平整，防止岩石开裂，减少超、欠挖和支护工作量，增加岩壁的稳定性，减少爆破对保留岩体的破坏作用，进而达到控制岩体开挖轮廓的一种技术。
光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面。
隧道爆破施工第一节概述钻爆法目前仍是我国隧道施工中开挖的主要方法，与机械开挖相比，适用地质条件广、费用低、设备简单，但对围岩的扰动大、开挖面成形质量差，主要表现在超欠挖量上。
1、超欠挖的定义：以设计的隧道开挖轮廓线为基准，实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分称为欠挖。
2、严重的超欠挖会造成资源浪费和增大施工难度，主要表现在以下几方面：⑴弃渣量增加，需多装多运；⑵超挖空间回填，增加混凝土材料的消耗；⑶欠挖清除，造成人工、器材的超额消耗；⑷超欠挖形成的凹凸不平，对喷射混凝土、张挂防水板造成困难。
3、严重的超欠挖会影响施工质量，主要从以下几方面认识：⑴超欠挖造成开挖轮廓（形状和尺寸）与设计相差很大时，围岩应力重分布也会相差很大，使支护受力状态与设计不符；⑵超挖形成的凹角处存在应力集中，岩块易损坏；⑶欠挖形成的凸部，在高地应力的作用下，岩块易挤出；4、对隧道轮廓控制爆破的初步评价⑴隧道轮廓控制爆破两种技术——光面爆破与预裂爆破的比较。
英国人认为在有显著节理裂隙的地层中，岩体经常沿节理面破碎爆落，不完全按预裂方向开裂，应普遍采用光面爆破；我国隧道工程实践也表明，裂隙发育程度及倾角对预裂爆破后形成平滑壁面有很大影响，当裂隙与裂面斜交或几组裂隙相交，则易于造成岩石沿节理面脱落。
应根据不同地质条件采取不同的爆破方法及相应的钻爆参数。
⑵隧道轮廓控制爆破的经济价值。
瑞士经验表明，光面爆破减少20cm超挖，节省各种费用是爆破成本的4倍；前苏联资料显示，光面爆破可使超挖减少到5～10cm，使圬工消耗量降低30～50％，减少装载、运输费用5～7％；日本试验表明，采用光面爆破后，超挖率由23.77％降低到8.46％，混凝土超灌量由77.25％减少到27.5％。
一种基于隧道岩石破碎的掘进设备[发明专利]
![一种基于隧道岩石破碎的掘进设备[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a0a30a1766ec102de2bd960590c69ec3d4bbdb70.png)
专利名称：一种基于隧道岩石破碎的掘进设备
专利类型：发明专利
发明人：张立舟,叶四桥,游涛,夏毓超,曾彬,冯永能,李玉奎,刘洋,杜逢彬,王锐,周成涛,朱海明
申请号：CN202210031955.8
申请日：20220112
公开号：CN114320334A
公开日：
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于隧道岩石破碎的掘进设备，包括其上安装有滚刀的切割头，切割头上还设置有第二流体管、第一流体管，切割头上还设置有孔道，孔道内设有伸缩机构，伸缩机构的伸缩端设有用于对孔道封堵的活动头；所述滚刀通过连接杆与活动头连接；孔道内壁上还设有封堵块，封堵块能够沿孔道径向移动，对孔道进行封堵且与活动头形成冷却腔；活动头内还设有与第一流通管连通的进水管。
本发明利用设置的伸缩机构能够驱动滚刀缩回至切割头的孔道内，能够对滚刀起一定的保护作用，利用设置的封堵块能够避免破碎的石块进入至孔道内，造成孔道的堵塞，设置的冷却腔能够与切割头进行热交换，达到对切割头降温的作用，延长其使用寿命。
申请人：重庆市勘测院((重庆市地图编制中心)),重庆交通大学
地址：400020 重庆市江北区电测村231号
国籍：CN
代理机构：成都四合天行知识产权代理有限公司
代理人：董斌
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高铁隧道可溶岩地层聚能光面爆破开挖技术
Science and Technology & Innovation｜科技与创新2024年第02期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.02.034高铁隧道可溶岩地层聚能光面爆破开挖技术杨学营（中铁三局集团广东建设工程有限公司，广东广州511493）摘要：某高铁隧道洞身穿越可溶岩、岩堆及断层破碎带，隧道施工面临缓倾软质岩隧底变形、拱部塌方、岩溶段突水突泥等风险源。
为确保隧道施工安全，减少和控制隧道超欠挖量，利用聚能爆破爆破能集中、方向相对准确等特点，提高了隧道周边轮廓成型效果，优化增大隧道周边眼间距，减少钻孔量和火工品消耗量，同时减少周边眼装药量，降低爆破对周边围岩的振动影响。
现场实际数据显示，采用聚能爆破在隧道超欠挖量、喷射混凝土用量分别是采用光面爆破方法相同指标的28.6%、45.3%，取得了良好的应用效果。
关键词：高铁隧道；聚能爆破；超欠挖；消耗量中图分类号：U455 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）02-0117-03目前在基础设施隧道及地下工程特殊工况下的爆破案例越来越多，爆破施工减振消声及光面爆破效果要求也越来越高。
国内外学者和技术人员关于爆破振动减少爆破噪声等有害效应的研究成果不断见诸报道。
陈庆等（2005）[1]从雷管段间延时时间控制、单段起爆药量控制、循环进尺控制及周边预裂爆破等几个方面开展爆破振动控制技术研究与应用。
采用数码电子与塑料导爆管雷管的混合起爆网路可以达到很好的减振效果，同时能节省电子雷管50%～80%，成本优势明显[2]。
城市硬岩隧道爆破中采用大直径单中空直孔掏槽在炮眼利用率、减振效果方面均具有良好的应用效果，且振动速度控制在2 cm/s内，并在青岛地铁一期工程中得到了成功应用。
在隔振方法及新型隔振器材的研究方面，在招宝山隧道的控制爆破施工过程中，研究采用先掏槽区拉槽+周边光面爆破的控制爆破技术，确保了近距离（4 m间隔）双管隧道等结构安全[3]。
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渠的例 子 ， 我们不 妨将 这一古代 的破岩原 理用 于激 光
破 岩 上 ， 出 如 下 激 光 一 射 流 破 岩 开 挖 隧 道 的 设 想 提 水
方 案 图（ １ ． 图 ）
激 光 照 冷 水 喷 泼
３× １ ０ ３ ０ ．２ ２６０ ０ １ ．３× １ ０一 ４ ８ ４ ７ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｓ ａ ｎｅ ｒ ｋ ｓ ｌａ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏｇ ｓｒｃ ｗ ｏｃ ｐａ ｌｔｏ ｅ ｈｎ ｌ ｙ，ｔ ｐｐｌｃ ｔｏｎ ｏ ｄ ａ ｅ ｇ ｏｗｅ ａ ｅ ｏ ｒ ｋ ｔ ｎｎ ｌ ｈｅ ａ ｉａ ｉ ｆ ａ ｖ ｎｃ ｄ ｈｉ ｈ ｐ ｒ ｌｓ ｒ ｔ ｏｃ ｕ ｅ
并 进 行 可 行 性 的初 步 研 究 ．
１ 用 激 光 破 岩 方 法 开 挖 岩 石 隧 道 原 理
设 想
硬岩 的 特 点 之 一 是 其 岩 石 强 度 高 ， 现 为 脆 表
性 ［ ］对 于 脆 性 岩 石 ， 代 就 有 用 火 烧 浇 水 开 挖 水 １２ ． ６１ 古
ｔｏｎ Ｔｈｅ ｆ ａ ｉ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｅ ｓｏ ｈ ｐ ｅ ｅ ｈｏ ｒ ｏ ｄ ｆ ｒ ｈｅ ｍ ｅ ｉａ ｉ ｕｌｔｏ ｉ ． ｅ ｓｂｉｉ ｎ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆ ｔ ｅ ｐｒ ｏｓ ｄ ｍ ｔ ｄ ａ ｅ ｐｒ ｖｅ ｕ ｔ ｒｂｙ ｎｕ ｔ ｒｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ．
比认 为 ， 光 开 挖 隧 道 的 确 很 有 应 用 前 景 ． 们 知 道 ， 激 我
ｌ ｍｓ ｎＲ Ｂ等 人 在 第 ４ ｉ ｏ ａ ３届 Ｓ Ｅ ＡＩ Ｐ ／ ＭＥ 秋 季 年 会 上， 联合 提 出 了 利 用 激 光 能 量 破 碎 岩 石 和 钻 井 的 设
想 ｌ ］ 此 后 随 着 激 光 技 术 的 不 断 发 展 ， 经 成 功 地 将 １． 已
５ ６
三 峡 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
２１ ０ １年 ６月
于破 岩 有 其 自身 的优 越 性 ， 是 目前 激 光 破 岩 采 用 岩 但
石 熔 化 和 气 化 的 方 法 并 不 适 用 于 隧道 破 岩 ． 用 现 有 采
模 型 进 行 力 学 分 析 ． 虑 对 标 准 试 块 在 水 平 节 里 面 上 考
激 光是 一 种单 色 性 和方 向性极 好 、 度 极 高 、 亮 相
激 光 用 于 小 直 径 钻 孔 ， 精 密 仪 器 的 轴 承 孔 、 油 钻 如 石 孔 等 方 面 ． 常 规 的 石 油 钻 井 过 程 相 比 ， 光 钻 井 不 与 激 需 要 钻 井 液 、 头 、 管 和 套 管 ， 产 生 钻 屑 ， 幅 度 钻 油 不 大
干性极 强 的受 激辐 射光 源 ， 可 以通过 聚焦 而 获得 高 它
密 度 能 量 （ ０ Ｊ ｃ ， 间 可 以使 任 何 固体 材 料 熔 １ ／ ｍ ） 瞬 化 、 至 蒸 发 ， 此 在 理 论 上 可 以 用 激 光 来 破 坏 各 种 甚 因 固体材 料． １６ ９ ０年 ５月 ， ａ ｎ Ｃ Ｍ 发 明 了 世 界 上 第 一 台 Ｍ ｍａ 毫 瓦 级 红 宝 石 晶 体 激 光 器 后 ， ９ ８年 麻 省 理 工 学 院 １６
关 键 词 ： 光 束 ； 隧 道 ； 硬 岩 ； 喷 水 ； 大 断 面 激 数 值 模 拟
中 图 分 类 号 ： ５ ． Ｕ４ ５ ４
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２９ ８ ２ ｌ ） ３０ ５ —４ １ ７ －４ Ｘ（Ｏ １０ —０ ５０
Ｄ ｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｎｎｅ ｒ ｎｇ ｂ ｓ ｒ Ｂｅ ｍ ｓ ｕ ｓ ｏ ｎ Ｔｕ ｌＢｏ ｉ ｙ Ｌａ ｅ ａ
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 （ ０ ７ ２ １ 国 ５９８５） 通讯 作 者 ： 苗 苗 （ ７ 顿 １ ８ 一） 女 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 为 地 下工 程稳 定 性 ． — ｉ ｄ ｎ ａ ｍｉｏ １ ６ Ｃ ｎ． ９ ， 硕 研 Ｅ ｍａｌ ｕ ｍｉ ： ｏ ａ ＠ ２ ．Ｏ １
数 值 模 拟 工 作 分 两 部 分 进 行 ： 一 步 ， 于 初 始 第 对
温 度 为 ２ 。 岩 石 试 块 ， 任 意 一 面 中 心 半 径 为 １ ０ Ｃ的 在 ０
１Ｉ 的圆形 区域 内用 温 度为 ５ ０ ＴＦ ＩＩ ０ ℃的激 水 降 对 ０℃
的 Ｍｏ ｖ ｎ ａ ｅ Ｍ ｅ ｒｙ Ｆ Ｊ和 加 州 大 学 Ｗ ｉ ａ ｅ ｚ ｄ ｈ Ｆ、 Ｇａ ｒ ｌ —
降低 成本 ， 常规钻 井 相 比 ， 光钻 井 １ 与 激 ０ｈ的进 尺是
常规 钻井 的 １ Ｏ倍 ． ］ ２ ０ 年 中 国 矿 业 大 学 宋 宏 伟 教 授 课 题 组 对 激 光 ０６ 破岩 技术 在 隧道开挖 中的应用 提 出 了初 步设 想－ ， ７ 对 ］
隧 道 施 工 中 的 岩 石 主 要 有 软 岩 和 硬 岩 两 类 ， 中硬 岩 其 目前 用 Ｔ Ｍ 掘 进 机 很 难 切 削 ， Ｂ 因此 讨 论 隧 道 硬 岩 的 激 光 破 岩 很 有 意 义 ． 目前 研 究 进 展 看 ｌ ， 光 用 从 ８ 激
收 稿 日 期 ：０１ － ４０７ ２ １０
ｄ ｉｌ ａ ｅ ｉ ｎｉｉ ａ ｌ ｍ ｐ ｏ ｄ ｒ ｃ ｎｔｙ Ｔ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｄ ａ ｅ ａ ｅ ｏｃ ｐａ ｌ ｔｏ ｅ ｈｎ ｌ ｙ ａ ｒｌｉ ｈ ｓ ｂｅ ｎ ｓｇ ｆｃ ｎｔｙ ｉ ｒ ｖｅ ｅ ｅ ｌ ． ｎｇ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｖ ｎｃ ｓｏｆｌ ｓ ｒｒ ｋ ｓ ｌａ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏｇ ｔ ｈ ｍ ｅ ａ ｄ ａ ｏ ｄ ａ ｅ ｓ ｍ ｍ ａ ｉｅ ． ｏ ｎ ｂｒ ａ ｒ ｕ ｒｚ ｄ Ｂａ ｅ ｎ ｏｕ ｔ ｉ ｓａ ａ ｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｓ ｄ ｏ ｒ ｓ ｕｄ ｅ ｎｄ ｌｓ ｒ ｂｅ ｍ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉｓ，ｔ ｅ ａ ｈ ｒ ｏ ｏｓ ｈ ｕｔ ｏ ｓ ｐｒ ｐ ｅ ａ ｎ ｗ ｏｃ ｅ ｋｉ ｇ ｔ ｃ ｅ ｒ ｋ ｂｒ ａ ｎ ｅ ｈｎｏ ｏ ａ ｌ ｄ “ｌ ｓ ｒｗ ａ ｅ ｐｒ ｙ ｍ ｅ ｈ ” ｗｈｉｈ ｃ ｎ ｂｅ ｕ ｅ ｏ ｌ ｒ ｅ ｓ ａ ｅ ｈ ｒ ｏｃ ｌ ｇｙ ｃ ｌｅ ａ ｅ — ｔ ｒｓ ａ ｔ ｏｄ ｃ ａ ｓ ｄ ｔ ａ ｇ — ｃ ｌ ａ ｄ ｒ ｋ
第 ３ ３卷
第 ３期
三峡大学学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｉ ａ Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｉ． Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｓ ｆ Ｃｈ ｎ ｒ ｅ Ｇｏ ｇ ｓ Ｕｎ ｖ （ ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅ ） Ｓ
Ｖｏ１３３ Ｎ ｏ ． ．３
２１ ０ １年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．０１
一
种 用 于 隧 道 断 面 脆 性 硬 岩 的 激 光 破 岩 原 理 探 讨
顿 苗 苗 宋 宏 伟 王 春 苗
（ 中国矿 业 大学 力 学与建 筑工程 学院 深部岩 土 力学与 地 下工程 国家重 点 实验 室 ，江 苏 徐 州 ２ １ ０ ） ２ ０ ８ 摘要 ： 激光 作为 一种 新型破 岩技 术 ， 用 于岩石 隧道 开 挖技 术 的研 究 中 已经取 得 了较大 进 展． 文 在 本 在 总结 国 内外激 光破 岩技 术研 究进 展 的基 础 之 上 ， 合 现 有 激光 光 束 的特 点 ， 出 了适 用 于 大 断 结 提
进 行升温 和降温 两个过程 的数值模 拟 ， 除了得 到试块
温度场 的变化外 ， 需要 得到温度 场上应力 的变化 ． 还 采 用 图 ２所 示 的 岩 体 模 型 进 行 分 析 ， 型 的 外 形 模
的岩 石 熔 化 和 气 化 的 方 法 ， 须 同 时 使 用 多 个 激 光 必 器 ， 带 来 电力 巨 大 、 头 成 本 高 等 问 题 ． 外 ， 于 会 钻 此 对 隧 道 施 工 中 常 遇 到 的 泥 岩 等 ， 产 生 烧 结 ， 得 破 岩 会 使
ｔ ｎ ｅ ｒｌ ｎ ．Ｉ ｓ ｓ ｌ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｅ ｗｅ ｎ ｔｎ ａ ｅ ｅ ｍ ｏｎ ｎ ａ ｇ ｕ ｎ ｌ ｒ ｓ — ｅ — ｕ ｎ ｌｄ ｉ ｉ ｇ ｔｉ ｏ ｖ ｄ ｔ ａ ｈ ｃ ｌ ｒ ｂ ｅ ｂ ｔ ｅ ｉ ｙ ｌ ｓ ｒ ｂ ａ ｐ ｉ ｔ ａ ｄ ｌｒ ｅ ｔ ｎ ｅ ｏ ｓ ｓ ｅ ｌ ｃ
面 脆 性 硬 岩 隧 道 的 激 光一 水 破 岩 方 法 ， 通 过 数 值 模 拟 进 一 步 分 析 了 这 种 方 法 的 破 岩 效 果 ． 方 喷 并 该 法 解 决 了 激 光 光 点 小 而 隧道 工 程 开 挖 断 面 大 的 矛 盾 ， 有 很 强 的 实 用 性 ． 具
幽 １ 新 的 破 岩 方 法 不 意 图
温 ， 其单 面温 度降低 到 ５ ℃． 使 ０
２ ２ 模 拟 结 果 分 析 ．
该 方 案 主 要 原 理 为 用 激 光 辐 射 加 热 ， 后 洒 水 突 然 然 降 温 ， 用 显 著 的 温 度 差 ， 得 岩 体 局 部 强 烈 收 缩 利 使 产生 拉应力 而破裂 、 冲片 落 ， 上激 光头 的移 动 ， 水 加 就 像传统破 岩 刀 头 一 样 ， 到开 挖 大 断 面 岩 石 隧 道 目 达 的 ． 一 激 光 开 挖 隧 道 方 法 的 特 点 是 ：） 目前 已 有 这 １用 的较 小 的激光 器 ， 可 实 现开 挖 大面 积隧 道断 面 ；） 即 ２ 激 光 辐 射 加 热 和 喷 水 破 岩 ， 一 种 非 接 触 的 岩 石 破 碎 是 方 法 ， 以 克 服 传 统 机 械 破 岩 钻 头 磨 损 问 题 ；） 光 可 ３激
Ｄｕｎ Ｍ ｉ ｏ ｉ ｏ Ｓｏ ｇ Ｈ ｏ ｇ ｅ Ｗ ａ ｇ Ｃｈｕ ｍ ｉｏ ａｍ ａ ｎ ｎ ｗ ｉ ｎ ｎ ａ
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