第六章 隧道钻爆法开挖施工技术
水利工程施工 第六章 地下建筑工程
2.2 爆破开挖轮廓控制
2.3 钻孔爆破循环作业
第六章地下建筑工程
一. 平洞与大断面洞室开挖-平洞/先拱后墙/先墙后拱/ 先加固后开挖 二. 新奥法施工与TBM-支护原理/支护形式/TBM 三. 案例:大型地下工程-奥林匹克地下体育场/那不勒 斯地铁/广州地铁 一.地下工程施工 1.特点 施工于地下,场地受限制,干扰大,施工组织 复 杂,安全问题突出,受不良地质条件影响极大 2.工作项目 洞室开挖,出渣,临时支撑,衬砌支护, 洞室灌浆,质量检查 3.危险 塌方,涌水,流砂,地热,有害气体
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 地下建筑工程的施工顺序 钻孔爆破法开挖 (重点) 掘进机开挖 衬砌施工 喷锚支护 (难点) 地下工程施工辅助作业
1 地下建筑工程的施工顺序
1.1 1.2 1.3 1.4 平洞施工工作面 平洞施工的程序 (重点) 大断面洞室的施工程序 竖井的施工程序 (难点)
二.围岩分类
根据洞室围岩性质,判断围岩是否稳定,确定山岩压力,提出支护设计 方案和确定施工方法。目前我国地下工程施工设计中经常采用的围岩分类主 要有六种: (1)水工技术规范中的围岩分类。SDJ 212—83 (水工建筑物地下工程施工技 术规范》围岩分类;SDJ134—84《水工隧洞设计规范》围岩分类。 (2)国家标准中的围岩分类。GBJ86—85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》, 冶金、煤炭工业系统多采用该规范中围岩分类法。 (3)普氏分类法。普罗托奇雅可诺夫根据岩石坚固系数t和岩体弱化系数A,对 围岩进行分类,坚固岩体中大多采用普氏分类法。 (4)比耶涅夫斯基岩体地质力学分类。该分类法的优点是综合考虑岩石的单轴 抗压强度、RQD、节理状态、节理间距、地下水等五个综合因素,确定围岩 等级,再根据节理产状进行修正,最后确定将围岩分成五个等级,具有工程 意 (5)巴顿分类。挪威著名人士N.巴顿根据岩石质量对围岩进行定量评价、分类。 我国很多工程多采用巴顿围岩分类法。 (6)水电地下工程围岩分类法。该方法首先根据洞室围岩变形破坏基本类型、 形式、岩体完整性、岩石强度、岩体结构和地下水等综合因素影响,定性评 价围岩分类,然后再根据围岩稳定性及其变形破坏等有关要素指标对围岩进 行定量分类。不同的是对水文地质的影响考虑更进一步,对地下水渗透量、 涌水状态、压力水头值都深入研究。
钻爆法隧道施工技术
大管棚
三 、洞口工程
三 、洞口工程
隧道洞口工程一般包括洞口边、仰坡开挖、防护,端墙、翼墙、 挡墙等洞门圬工;洞口边仰坡排水系统;洞口检查设备安装、洞口 加强段及缓冲结构等。
隧道洞口地段一般地质条件差,且地表水汇集,施工时要结合洞 外场地和相邻工程的情况,全面考虑、妥善安排、及早施工。隧道 洞口和洞口段施工时要制定完善的进洞方案——高风险点!
(2)软弱围岩及不良地质隧道应由设计单位进行专项超前地质 预报设计,及时收集分析预报资料,完善设计方案并指导施工。
二 、超前支护
二 、超前支护
1、常用超前支护型式
Ø超前锚杆
常用超前支护型式
Ø超前小导管 Ø超前管棚;
二 、超前支护
2、超前锚杆
(1)、概要
在隧道开挖前,沿隧道拱部开 挖轮廓线按一定外插角度安设直径 20~25mm、长度3~5m的钢筋 ,进行围岩加固。
四 、开挖方法
3、环形开挖预留核心土法
环形开挖预留核心土法是先开挖上部弧形导坑、留核心土上平台, 再开挖下部两侧边墙、中部核心土的隧道开挖方法(根据地质条件、 断面大小,可采用两或三台阶开挖),是在特殊条件下采用的一种 工法。
2~3 m
2~3 m
2~3 m
四 、开挖方法
3、环形开挖预留核心土法
四 、开挖方法
耗工费时,目前现场一般使用很少!
二 、超前支护
3、超前小导管
(1)、概要
是在隧道开挖前,沿隧道拱部开挖轮廓线按一定外插角度设直 径32~60mm、长度2.5~6m的钢管,与钢架联合使用并连成一 体,必要时利用小导管注浆对围岩超前加固的支护方式。
一般用于Ⅳ~Ⅵ级围岩、软弱破碎围岩或断层及其影响带、浅 埋和洞口等地段。对岩爆控制作用明显!
钻爆法隧道施工方法
钻爆法隧道施工方法钻爆法是一种常用的隧道施工方法,其特点是利用钻机进行钻孔,然后通过爆破将岩石炸碎,最后清除碎石进行隧道开挖。
以下是关于钻爆法隧道施工方法的相关参考内容:一、钻爆法隧道施工的流程及步骤1. 剖沟定线:首先根据规划要求,在地表上进行剖沟,确定隧道的位置和走向。
2. 钻孔预判:根据地质情况和设计要求,通过调查、取样和地质勘察等手段,对待施工区域的岩石性质和特征进行预判。
3. 钻孔布距:按设计要求和地质情况,合理布置钻孔位置和孔距。
4. 钻孔施工:使用钻机进行钻孔作业,根据地质情况,选择合适的钻头和钻具进行钻孔操作。
5. 填充装药:在钻孔中注入爆炸药物,用以破碎岩石。
6. 爆破作业:由专业爆破工程师进行爆破作业,按照设计要求执行爆破方案。
7. 清理碎石:爆破完成后,使用挖掘机和运输车等设备进行碎石清理,将炸碎的岩石搬运出隧道。
8. 衬砌施工:在隧道开挖完成后,对施工区域进行衬砌,以确保隧道的结构牢固和安全。
9. 其他工序:根据具体施工情况,可能还需要进行其他工序,如排水、通风、电气等。
二、钻爆法隧道施工方法的优缺点1. 优点:- 适用范围广:钻爆法适用于各种不同岩石类型和地质情况,包括软岩、硬岩、砂岩等。
- 施工速度快:相比其他隧道施工方法,钻爆法具有较快的施工速度,能够在短时间内完成大量的隧道开挖。
- 工艺可控:通过调整钻孔布距、爆破参数等,可以对施工过程进行精确控制,以应对复杂的地质情况。
- 经济效益好:钻爆法施工工艺简单,设备成本较低,同时施工速度快,因此具有较好的经济效益。
2. 缺点:- 环境污染:钻爆法施工过程中会产生大量噪音、粉尘和振动,对周围环境和居民产生一定的影响。
- 安全风险:爆破作业存在一定的安全风险,对施工人员和周围环境需要进行严格的安全措施和防范措施。
三、钻爆法隧道施工的注意事项1. 合理布局孔距和孔深:根据地质情况和设计要求,合理布置钻孔位置和孔距,以确保施工质量和安全。
第六章隧道钻爆法开挖施工技术
第六章隧道钻爆法开挖施工技术6。
1 隧道爆破的基本概念隧道开挖爆破是单自由面条件下的岩石爆破,爆破条件往往是很差的,要求的爆破技术较高。
特点是:爆破自由面少,一般只有一个自由面,而且是大致与炮眼方向垂直。
炮眼数目与炸药消耗量多.隧道开挖爆破涉及的主要名词如下:掏槽、光面爆破、预裂爆破。
循环进尺:一次开挖爆破的隧道进尺。
炮眼间距:同一并排两相邻炮眼的中心距离。
抵抗线:药包中心至自由面的最小距离.炮眼利用率:实际循环进尺与炮眼深度之比。
掏槽眼:开挖断面中部偏下,最先起爆的炮眼。
辅助眼:掏槽眼之外、周边眼之内的所有炮眼。
周边眼:周边轮廓线上的炮眼。
底板眼:隧道底边上的炮眼。
炸药的敏感度。
爆力和猛度。
炸药爆炸的稳定性。
6.2。
1.1 全断面开挖法适用条件:岩石坚固性中等以上、裂隙节理不发育、围岩整体性较好、断面小于100M2。
优点:可采用深孔爆破、空间大、通风容易、宜采用大型机械。
6。
2。
1.2 台阶开挖法适用条件:岩石坚固性中等以下、裂隙节理发育、围岩整体性较差。
台阶开挖法又分为:正台阶开挖法反(倒)台阶开挖法6。
2.1。
3 导洞开挖法导洞开挖法:根据主导洞位置分为上导洞、下导洞、侧导洞。
6.2.2 影响开挖方法的因素一、地质条件二、洞室的断面面积三、洞室的支护形式四、装运条件五、施工队伍与设备条件6.3 隧道爆破技术工作面的炮眼根据不同的功能分为:(1)掏槽眼(又名掏心眼)(2)辅助眼(又名崩落眼)(3)周边眼。
6。
3。
1 爆破参数隧道掘进爆破技术主要包括以下几个问题:正确确定爆破参数;选择合理的炮眼排列方式;采用有效的控制轮廓措施;解决施工操作中的安全问题。
一、爆破参数的确定原则其主要标志应当是:炮眼利用率高,应在90%以上;巷道断面轮廓合乎规格,超欠挖量不大,对围岩破坏小;岩堆比较集中,岩块大小合适,有利于装岩运输;炮眼数目少,爆破材料消耗少。
二、爆破参数爆破参数是指爆破工作中的主要技术指标。
它包括:炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、炮眼利用率、最小抵抗线等.6.3。
隧道钻爆法施工作业
隧道钻爆法施工作业隧道钻爆法施工的主要工序有开挖、出碴、支护和衬砌。
它的施工过程是在地层中挖出土石,以形成符合设计的隧道断面轮廓,并进行必要的支护和衬砌,以控制围岩的变形,确保隧道长期安全使用。
为了保证主要工序的进行,尚需配备必要的动力和机械设备,以及其它必要的通风、照明、防排水、防尘等设施。
第一节钻爆开挖钻爆开挖作业是隧道钻爆法施工中首要的一项,它是在岩体上钻凿出一定孔径和深度的炮眼,并装上炸药进行爆破,从而达到开挖的目的。
开挖作业占整个隧道施工工程量的比重较大,造价约占20%~40%,是隧道施工中较关键的基本作业。
对于开挖作业应做到以下要求。
1.按设计要求开挖出断面(包括形状、尺寸、表面平整、超欠挖等要求);2.石碴块度(石碴大小)适中,抛掷范围相对集中,便于装碴运输;3.钻眼工作量少,掘进速度快,少占作业循环时间,并尽量节省爆破器材;4.爆破在充分发挥其能力的前提下,减小对围岩的震动破坏,以保证围岩的稳定;5.减少对施工用机具设备及支护结构的破坏,减少对周围环境的破坏(特别是隧道洞口地段爆破时)。
一、爆破破岩作用机理及有关概念炸药的爆破反应是有机物的氧化还原反应,具有高温、高压和高速度的特点。
炸药的爆炸过程是爆轰波的传播过程,也是爆炸生成气体和初始做功的过程,当炸药在岩(土)体中爆炸时,爆轰波轰击岩面,以冲击波形式向岩体内部传播,形成动态应力场。
冲击波作用时间极短,能量密度极高,使炮孔周围岩石产生粉碎性破坏。
爆炸气体静压和膨胀做功,有使岩石质点作远离药包中心运动的倾向,岩体受切向拉力,其强度达到岩石抗拉强度时,则岩石破坏,产生径向裂隙。
在爆炸结束的瞬间,随着温度的下降,气体逸散,介质又为释放压缩能而回弹,从而又可能产生环向裂缝。
在爆破力作用下,在偏离径向450的方向上还可能产生剪切裂缝。
在这些裂缝的交错切割和剩余爆破力的作用下,岩石即被破碎和移位。
(一)无限介质中的爆破作用假定将药包埋置在无限介质中进行爆破,则在远离药包中心不同的位置上,其爆破作用是不相同的。
隧道钻爆法施工方法
隧道钻爆施工方法1 全断面开挖法地下工程断面采用一次开挖成型(主要是爆破或机械开挖)的施工方法叫全断面开挖法。
该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成;工序简单,便于组织大型机械化施工;施工速度快,防水处理简单。
缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
另外,机械设备配套费用也较大。
1.1 施工顺序全断面开挖法施工主要工序: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,然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点,再起爆,一次爆破成型,出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位,开始下一个钻爆作业循环。
同时,施作初期支护,铺设防水隔离层(或不铺设),进行二次模筑衬砌。
全断面开挖法施工顺序:①全断面开挖;②喷锚支护;③灌注衬砌。
开挖顺序见下图3.1-1所示。
图3.1-1 全断面开挖法施工顺序全断面开挖法施工作业程序及各工序合理间距如下图所示(单位:m)。
图3.1-2 全断面开挖作业程序及间距1.2 施工工艺流程全断面开挖工艺流程见下图3.1-3所示。
注:1.钻孔;2.装药、爆破;3.初喷;4.装渣;5.量测;6.局部挂网;7.复喷;8.挖沟、铺底超前;9.铺防水板;10.模筑衬砌。
图3.1-3全断面开挖工艺流程1.3 施工要点(1)开挖断面大,炮眼数量多,炮眼深度一般为3.5~5m,宜均匀布置每台凿岩机任务,使钻眼作业同时完成。
(2)钻爆和装运顺序作业,工序安排必须紧密配合,衬砌与开挖间距应能满足台车退避到安全地点和爆破不损坏圬工等要求。
(3)加强运输调度工作和合理配备装运机械,并宜采用连续装碴作业设施。
(4)当顶部围岩破碎时,应及时支护,先初喷后复喷,并增加机械手进行复喷作业,以利于稳定地层和加快施工进度。
(5)尽可能采用衬砌模板台车,配合混凝土浇注机或输送泵施工将拱墙一次完成;铺底混凝土必须提前施作,且不滞后200m;当地层较差时铺底应紧跟,这是确保施工安全和质量的重要做法。
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程范本
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程范本第一章总则第一条为了保证隧道钻爆法掘进施工的安全和顺利进行,有效防止工伤事故的发生,提高施工作业的质量和效率,根据有关法规、标准和规程制定本安全操作规程。
第二章作业前准备第二条作业前必须对施工现场进行检查和排除安全隐患。
第三条检查施工现场的各种设备和设施。
第四条在爆破前,必须制定详细的爆破方案,并根据方案组织人员进行培训和教育。
第三章作业要求第五条钻爆作业前,必须正确选择合适的钻炮、钻杆和钻头。
第六条钻爆作业期间,必须严格遵守安全操作规程。
第七条当发现矿石或岩石较硬、较大时,必须调整钻孔的位置、角度和深度。
第八条爆破前,必须关闭施工现场附近的电气设备和设施,并采取防雷措施。
第九条爆破前必须撤离人员,防止人员伤害。
第四章事故应急处理第十条在爆破作业中,如发生事故,必须立即停止施工,保护好现场,报告上级,并组织人员进行事故应急处理。
第十一条在救援人员到达之前,必须严禁非救援人员进入现场。
第十二条事故发生后,必须详细记录事故原因和处理经过,并进行事后分析和总结。
第五章安全检查与验收第十三条钻爆施工完成或暂时停止时,必须进行安全检查和验收。
第十四条安全检查要求对爆破装置、爆破药剂、电缆和配电设备进行检查。
第十五条安全检查合格后,方可继续施工或恢复施工。
第六章管理与培训第十六条施工现场应设置明显的安全警示标志。
第十七条隧道钻爆施工人员必须经过严格的技术和安全培训,并取得相应资格证书。
第十八条隧道钻爆施工单位必须建立健全的管理制度,加强对隧道钻爆施工的监管和指导。
第七章处罚与奖励第十九条对违反本规程的人员,应根据有关规定进行处罚。
第二十条对积极参与隧道钻爆施工安全工作,做出突出贡献的人员,应予以奖励。
第八章附则第二十一条本规程自颁布之日起生效,隧道钻爆施工单位须按要求执行。
第二十二条本规程由隧道钻爆施工单位负责解释。
以上是隧道钻爆法掘进施工安全操作规程的范本,仅供参考。
实际操作中,需根据具体情况进行具体制定,详细规定各项安全操作要求,以确保施工的安全和顺利进行。
钻爆法施工工序
钻爆法施工工序
钻爆法是一种常用的隧道开挖方法,其主要流程包括以下几个步骤:
1. 测量放线:在隧道掘进前,需要进行测量放线,以确保隧道的中线和水平位置的准确性。
2. 施作超前支护:在隧道开挖前,需要施作超前支护,以提高隧道开挖后的稳定性。
常见的超前支护包括超前锚杆、超前小导管、超前中管鹏等。
3. 掌子面采用风枪钻孔并安放炸药:在施作超前支护后,需要进行掌子面钻孔和安放炸药。
钻孔需要采用风枪进行,以便于在炸药爆炸时形成足够的冲击力,使岩石崩裂。
4. 爆破后通风排烟,出碴:在爆破后,需要进行通风排烟,以便于排除爆破产生的烟雾和灰尘。
同时,需要出碴,以便于隧道的掘进。
5. 掌子面排险,并初喷,安设钢架,施作防水层:在隧道掘进后,需要进行掌子面排险,以确保隧道的安全性。
同时,需要进行初喷,以便于巩固岩石。
最后,需要安设钢架,以便于支撑隧道的结构,并进行防水层的施工,以便于保护隧道的壁面。
钻爆法施工工序需要根据具体的地质条件、隧道规模、工期要求等因素进行适当调整,以确保隧道的施工质量和安全性。
第06章隧道施工方法-钻爆开挖等
SUI DAO GONG CHENG
1. 爆破破岩作用及有关概念
隧 道 工 程
(1) 无限介质中的爆破作用 假定将药包埋置在无限介 质中进行爆破,则在远离药包中心不同的位置上,其爆破作 用是不相同的。大致可以划分为四个区域,如图6-30所示。 1) 压缩粉碎区。 它是指 半径为R1范围的区域。该区域 内介质距离药包最近,受到的 压力最大,故破坏最大。当介 质为土壤或软岩时,压缩形成 一个环形体孔腔;介质为硬岩 时,则产生粉碎性破坏,故称 为压缩粉碎区。
SUI DAO GONG CHENG
c
4
隧 道 工 程
d
1
临空孔 装药孔
3 2
a b
单临空孔型 SUI DAO GONG CHENG
双临空孔型
三临空孔型
图6-35 柱状掏槽
图6-36 螺旋形掏槽
(3) 炮眼布置 1) 直线形布孔 将炮眼按垂直方向或水平方向,围绕掏 槽开口成直线形逐层排列,如图6-37所示。这种布孔图式, 形式简单容易掌握,同排炮眼的最小抵抗线一致,间距一致, 前排眼为后排眼创造临空面,爆破效果较好。
6
SUI DAO GONG CHENG
『 6.7 ▎钻爆开挖和装渣运土
隧 道 工 程
『 6.7.1 ▎钻爆开挖
钻爆开挖作业是在岩体上钻凿出一定孔径和深度的炮眼, 并装上炸药进行爆破,从而达到开挖的目的,是隧道施工中 较关键的基本作业。 开挖作业应做到的要求:① 按设计要求开挖出断面(包 括形状、尺寸、表面平整、超欠挖等要求);② 石碴块度(大 小)适中,抛掷范围相对集中,便于装碴运输;③ 钻眼工作 量少,掘进速度快,少占作业循环时间,尽量节省爆破器材; ④ 在充分发挥爆破能力的前提下,减小对围岩的震动破坏; ⑤ 减少对施工用机具设备及支护结构的破坏,减少对周围环 境的破坏(特别是隧道洞口地段爆破时)。
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程隧道钻爆法是一种常用的隧道施工方法,而隧道钻爆法掘进施工又是隧道钻爆法的一项重要环节。
隧道的钻爆施工过程中,安全操作规程是保障工作人员安全的关键,以下将详细介绍隧道钻爆法掘进施工的安全操作规程。
一、安全操作规范:1. 工作人员要全面熟悉并严格遵守隧道钻爆法相关规程和操作安全规范,必须经过专业培训,并持有相关的资质证书。
2. 工作面要进行必要的排水和通风,确保工作环境干燥且空气流通良好。
3. 施工现场应按规定设置明显的警示标识,确保施工区域的安全。
4. 施工前必须制定详细的施工方案,包括爆破设计和安全措施,并提前与相关单位进行沟通和协调。
5. 在施工现场,必须配备足够的消防设备和灭火器材,并定期检查维护。
6. 工作人员必须穿戴符合规定的安全防护用品,包括安全帽、防护鞋、护目镜、防护手套等。
二、钻爆设备的安全操作规范:1. 钻机和钻具的选用和维护必须符合国家相关标准,定期检查维护设备的各项安全指标。
2. 钻机的设置和安装必须稳固可靠,与电源线缆保持足够的安全距离。
3. 钻机操作人员必须具备相应的操作技能,严禁无证、无技能的人员擅自操作。
4. 钻机的启停和操作必须在严密控制下进行,操作人员必须遵守操作规程,严禁随意调整设备参数。
5. 爆破物质的存放、搬运和使用必须符合国家相关标准,必须由专职人员进行,并配备必要的防护设备。
三、施工现场安全操作规范:1. 施工现场要保持整洁有序,机具设备和杂物要摆放整齐,防止堆放不当而引起的安全事故。
2. 施工现场必须划定合理的安全警戒线,并由专人进行看护,非作业人员严禁进入。
3. 施工现场要配备足够的照明设备,确保操作人员的视线清晰,避免发生操作失误。
4. 施工现场必须保持良好的通风条件,及时排除有毒有害气体和尘埃。
5. 操作人员要严格按照施工方案进行作业,不得擅自更改钻孔位置和深度。
6. 施工现场要定期进行安全检查和评估,及时发现和排除隐患,并做好相应的记录。
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程隧道钻爆法掘进施工是一项危险性较高的施工技术,为了确保工程的顺利进行,保障施工人员的安全,制定一套完善的安全操作规程是非常重要的。
以下是隧道钻爆法掘进施工安全操作规程的内容,共约2000字。
一、施工前的准备工作1. 钻爆队伍的组织与培训(1)组建专业的钻爆队伍,包括钻爆工、机械操作工、安全员等,各岗位要求严格按照相关资质标准进行选配。
(2)对钻爆队伍进行必要的培训,包括工作流程、作业规程、安全知识等方面的培训,确保施工人员熟练掌握技术操作和安全知识。
(3)按照工作性质和特点,制定相应的应急救援方案,并举行应急演练,提高应急处置能力。
2. 施工设备和材料的检查与维护(1)对施工所需的设备和材料进行检查,确保其完好、正常运转,不存在安全隐患。
(2)按照设备使用说明书进行正确的使用和维护保养,定期进行养护检修,及时处理设备故障。
3. 施工现场安全条件的检查(1)对施工现场进行全面的安全检查,防止存在水源、火源和有毒有害气体等危险因素。
(2)划定施工现场及周边区域的安全警戒线,确保施工现场的相对封闭,防止非施工人员进入。
4. 施工方案编制与审核(1)编制详细的施工方案,包括爆破设计、钻孔布置、爆破参数等,并将方案报相关主管部门审核。
(2)方案审核通过后,将方案复制下发给施工人员,确保大家充分了解施工要求和操作流程。
二、钻爆操作的安全要求1. 钻孔过程中的安全措施(1)严格按照方案要求进行钻孔,不得超程或深度不足。
(2)钻孔前,清理钻孔周围杂质,确保钻孔通畅,防止孔底堵塞。
(3)工人在进行钻孔作业时,必须穿戴好安全帽、防护眼镜、耳塞等个人防护装备,防止钻屑溅入眼、进入耳朵。
2. 爆破过程中的安全措施(1)严格遵守爆破设计参数,不得私自修改炸药用量、引爆时间等。
(2)爆破前,对施工区域进行警示,确保非施工人员不得接近。
(3)在爆破前,要对爆破前的岩层进行检查,确保岩层稳定,不存在不可控制的岩体。
第六章 隧道施工方法
隧道施工方法
主要内容 • 隧道施工方法概述 • 主要开挖方法 • 新奥法的概念 • 隧道岩土控制变形分析工法简介 • 隧道洞口施工
第一节
隧道施工方法概述
一、隧道施工的概念
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、 施工技术和施工管理的总称。
隧道工程特点 •隧道工程全部为隐蔽工程,工程地质和水文十分 重要,甚至起决定性的作用;
新奥法施工的基本原则可以归纳:
少扰动——扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动
持续时间。
早支护 勤量测 紧封闭——一方面指及早封闭岩面,另一方面指要
适时闭合支护。
第三节 主要开挖方法
开挖方法分类:
1 全断面法(全断面法、导洞超前全断法)
2 台阶法(两台阶、三台阶、三台阶七步开挖法、 环形导坑预留核心土法等) 3 中隔壁法(中隔壁法和交叉中隔壁法) 4 侧壁导坑法(单侧壁导坑法和双侧壁导坑法) 5 其他方法(中洞法和洞桩法等)
•隧道施工工作面少(正常情况下只有进、出口两个 工作面),工期较长;
•隧道施工环境差,采取有效措施加以改善; •工程施工不受季节变换及气候变化的影响;பைடு நூலகம்
•施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中,往往 远离既有交通线,运输不便,供应困难; •隧道埋设于地下,一旦建成就难以更改,所以, 除了事先必须审慎规划和设计外,施工中还要做到 不留后患。
一、全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形, 然后修建衬砌的施工方法。
适用条件
(1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全 断面开挖到初期支护前这段时间内,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,根据经验一般 不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性 较差。
隧道工程钻爆法开挖技术
二、辅助眼
位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼。 如图5-1中的黑色炮眼。
其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔,为周边眼爆 破创造临空面。
三、周边眼
周边眼(perimeter hole)。沿隧道周边布置 的炮眼称为周边眼。如图5-1中的蓝色炮眼。
其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。 按其所在位置的不同,又可分为帮眼、顶眼、 底眼。
一般取值范围为1.0---2.0,在孔距较小情 况下一般取大值。在岩石抗压强度较大时,一 般取小值。
❖ 装药量
周边眼的装药量通常以线装药密度表示。 施工中应根据孔距、光面层厚度、石质及炸 药种类等综合考虑确定装药量。
在光面层单独爆落时,周边眼的线装药密度 一般为0.15kg/m~0.25kg/m,全断面一次起爆 时,一般可达0.30kg/m~0.35kg/m。
楔形掏槽炮眼的对数视围岩类别而定:一般 Ⅳ级围岩,掏槽眼2对;Ⅲ围岩,掏槽眼2-3对;Ⅱ级围岩,掏槽眼3对;Ⅰ级围岩,掏 槽眼3--4对
➢楔形掏槽
❖ 楔形掏槽的分类及适用条件
分为:水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽 水平楔形掏槽适用于岩层为水平层理时。 垂直楔形掏槽适用于中硬以上的均质岩石
(a)垂直楔形掏槽 (b)水平楔形掏槽
周边眼的间距E与光面层厚度W有着密切关系, 通常以周边眼的密集系数K(K=E/W)表示,其 大小对光面爆破效果有较大影响。
一般取K=0.8-1,过大会留下岩埂,过小, 形成凹坑
❖ 装药不耦合系数
在控制爆破中是一个很重要的参数。主要用 于预裂爆破与光面爆破。定义:炮孔直径与药 包直径之比.
用途:保护爆破的完整度,以防龟裂与减少 裂隙,保持岩体稳定性。用在预裂孔或周边眼 内。
第二节 掏槽眼布置
隧道工程第六章隧道施工方法2
正确认识
新奥法是修建隧道一种基本理论,是包 含设计与施工内容的隧道工程新概念。
新奥法使用锚喷支护是为了达到保护围岩强 度、控制围岩变形、实现发挥围者自承能力 的目的。 只有采用施工监控量测才能掌握围岩变形 动态,做到控制变形。
锚杆、喷射混凝土和施工量测是新奥法的三
大要素。
SUI DAO GONG CHENG
造价低
浅埋车站,如北京、哈
境恶劣,风险大
尔滨等城市地铁
施工方法 环境场地要求
优点
缺点
隧
矿山法
岩石和坚硬土体, 地面干扰小,造价 进度慢,劳动强度
如青岛和重庆地铁 低
高,风险大
道
工 程
盾构法 和顶管法
城市软地层、深埋 隧道,如上海、广 州、北京等城市地 铁
地面影响小,机械 化程度高,安全, 工人劳动强度低, 进度快
??
① 矿山法:因最早应用于矿石开采而得名,它包括传统方法和
隧
道 工
新奥法。由于在这种方法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破
程 进行开挖,故又称为钻爆法。有时为了强调新奥法与传统矿山
法的区别,而将新奥法从矿山法中分出另立系统。
② 掘进机法:包括隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,简写 为TBM)法和盾构掘进机法。
6) 对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少
的一个重要环节,从现场量测反馈信息及时修改设计和施工
隧 方案。
道 工
7) 对外层衬砌周围岩体的渗水,要通过足够的“排堵措
程 施”予以解决,如在两层衬砌之间设置中间防水层等。
『 6.2.4 ▎新奥法施工方法
1. 全断面法
全断面法全称为“全断面一次开挖法”,即按隧道设计 断面轮廓一次开挖成型的方法,即一次钻孔,一次爆破成型、 SUI DAO一GO次NG初CH期ENG支护到位,如图6-3所示。
井巷工程 第六章
大钻机开挖竖井
2、斜井 倾角大于48°的斜井, 倾角大于48°的斜井,施工条件 与竖井相近,可按竖井方法施工。 与竖井相近,可按竖井方法施工。 倾角小于30°的斜洞, 倾角小于30°的斜洞,一般采 30 用自下而上的全断面开挖法, 用自下而上的全断面开挖法,用卷 扬机提升出碴,开挖完成后衬砌。 扬机提升出碴,开挖完成后衬砌。
水工隧洞较长,纵向需要分段进行浇筑, 水工隧洞较长,纵向需要分段进行浇筑, 分段长度根据围岩约束特性、 分段长度根据围岩约束特性、隧洞断面大 小、混凝土浇筑能力和模板结构型式等因 素确定,一般分段长度以4~15m为宜 为宜。 素确定,一般分段长度以4~15m为宜。 当结构上设有永久伸缩缝时,可利用结构 当结构上设有永久伸缩缝时, 永久缝分段; 永久缝分段;当结构永久缝间距离过大或 无永久缝时,可设施工缝分段, 无永久缝时,可设施工缝分段,并作好施 工缝的处理。 工缝的处理。
3、周边炮孔 ——布置在开挖断面四周,控制开 ——布置在开挖断面四周,控制开 挖断面轮廓的炮孔,称为周边炮孔,也称为轮廓 边线炮孔。
2.崩落炮孔 2.崩落炮孔 —— 崩落炮孔的主要作用是爆落岩 体,为周边炮孔的爆破创造有利条件。
二、周边孔光面爆破
1.光面爆破原理及特点 1.光面爆破原理及特点 光面爆破原理:应力拉伸波原理(见第二章) 光面爆破原理:应力拉伸波原理(见第二章) 光面爆破特点: 光面爆破特点:在断面设计开挖线上布置 间距较小的周边孔, 间距较小的周边孔,采用的定的减弱装药 结构(不耦合、间断装药) 结构(不耦合、间断装药)等一系列施工 工艺,于崩落孔爆破后起爆周边孔的装药, 工艺,于崩落孔爆破后起爆周边孔的装药, 从而获得较为平整的开挖轮廓。总之“ 从而获得较为平整的开挖轮廓。总之“小 孔径、密孔距、不耦合间断装药、 孔径、密孔距、不耦合间断装药、同时起 爆。
大学课程《水利工程施工与建筑材料》PPT教学课件:第六章 隧洞施工
钻孔爆破法的施工程序
装药及堵塞
雷管
加工堵塞炮孔用砂袋
装药及堵塞
35
起爆网络连接
第二节 隧洞钻孔爆破施工
三、 清孔装药 在有水或潮湿的炮孔中,应采取防水措施或改用防水炸
药。当采用导爆索起爆时,应该用胶布将导爆索与每个药卷 紧密贴合,才能充分发挥导爆索的引爆作用。
第二节 隧洞钻孔爆破施工
• 四、堵塞 • 常用的堵塞材料有砂子、黏土、岩粉等。小直径炮孔则常
平洞的开挖方法 断面分部开挖
断
●台阶法开挖
面
分
部
开
挖
●导洞法开挖
正台阶法开挖 反台阶法开挖
上导洞法开挖 下导洞法开挖 上下导洞法开挖
14
(二) 台阶开挖法
台阶开挖法一般是将设计断面分成上、下断面(或上、 中、下断面)分次开挖成形的开挖方法。有正台阶法和反台 阶法。洞径或洞高在10m以上,应采用台阶法开挖。 1.正台阶法 在大断面平洞施工中应用较为普遍,其上层开挖高度一般 为6~8m。 如图6-4所示
第二节 隧洞钻孔爆破施工
3.光爆孔布置 孔底应根据岩石的抗爆破性来确定其位置,应将炮孔方向
以3%~5%的斜率外插,这一方面是为了控制超欠挖,另一方 面是为了便于下次钻孔时容易落钻开孔。一般对于松软岩层, 孔底应落在设计轮廓线上;对于中硬岩及硬岩,孔底应落在设 计轮廓线以外10~15cm。此外,为保证开挖面平整,辅助孔 及周边孔的深度应使其孔底落在同一垂直面上,必要时应根据 实际情况调整炮眼深度。
48mm等,用于钻中空孔眼的钻头直径可达102mm,甚至更 大。超过50mm的钻孔施工时,则需要配备相应型号和钻孔 能力的钻机施工。钻头和钻杆均有射水孔,压力水即通过此孔 清洗 岩粉。
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程
隧道钻爆法掘进施工安全操作规程隧道钻爆法掘进施工安全操作规程第一章总则第一条为规范隧道钻爆法掘进施工,保障工人生命财产安全,提高工程质量,制定本规程。
第二条本规程适用于一切隧道钻爆法的掘进施工。
第三条隧道钻爆法掘进施工必须严格按照规程进行,任何单位和个人不得擅自改变和违反规程。
第四条钻爆工人必须经过培训,持有合法操作证书,方可进行工作。
第二章安全措施第五条钻爆工作现场必须设置专门的警示标志,提示外来人员注意安全。
第六条钻爆作业前,必须进行安全检查,确保工作场地的安全。
第七条钻孔必须安全牢固,钻孔深度应符合设计要求。
第八条在钻孔过程中,必须采取防尘措施,保证空气质量。
第九条爆破前,必须对现场进行封闭,确保人员的安全。
第十条爆破前必须进行检查,确保无人员及动物在爆破范围内。
第十一条严禁在爆破范围内进行一切作业,以防意外伤害。
第十二条爆破作业后,必须进行现场检查,确保无残留炸药等安全隐患。
第十三条隧道内气体应采取适当措施检测和防治。
第十四条确保隧道内照明系统的正常运行,保证工人作业的安全。
第十五条钻爆作业中,各种电气设备必须符合国家标准要求,并接受定期检查。
第十六条除钻爆工作外,其他工作必须暂停,保证工人的安全。
第十七条在特殊情况下,必须及时报告相关部门,采取紧急措施保证人员的安全。
第三章事故处理第十八条钻爆作业中如发生事故,必须立即停止施工,并通知相关部门和责任人。
第十九条事故处理时,必须有专门的人员负责,并采取适当的措施进行救援。
第二十条对于事故原因的调查和分析,必须进行详细的报告,以便进一步改善工作安全。
第四章管理要求第二十一条钻爆施工现场必须有专门的管理人员,制定施工计划和管理措施,并负责实施和监督。
第二十二条钻爆工人在现场必须严格遵守作业规程,配合管理人员的工作。
第二十三条管理人员必须对施工现场进行定期巡视,发现问题及时处理。
第二十四条钻爆作业结束后,必须对现场进行清理,保持施工环境的整洁。
隧道开挖施工方法
隧道开挖施工方法1. 引言隧道开挖是建筑工程中的一项重要任务,对于交通、能源和城市化的发展起到了至关重要的作用。
为确保施工过程的安全和有效,需要采取一系列科学合理的开挖施工方法。
本文将详细介绍隧道开挖施工中常用的方法。
2. 钻爆法钻爆法是隧道开挖中常见的一种方法。
首先,需要利用钻机进行钻孔,将爆破剂注入孔内进行爆破。
爆破后,岩石会产生破碎和松动,然后采用装载机等设备进行岩石的清理和运输。
钻爆法主要适用于岩石较硬的地层,工作效率高,但同时也对施工环境要求较高,可能会产生噪音和振动。
3. 掘进机械法掘进机械法是隧道开挖中另外一种常用的方法。
这种方法采用机械设备进行挖掘,可以分为液压掘进机、机械掘进机和刀盘掘进机等多种类型。
掘进机械法适用于各种地质条件,能够高效地完成开挖任务,并且对施工环境的影响较小,也减少了对人力的依赖。
4. 冻结法冻结法是在特殊地质条件下使用的一种隧道开挖方法。
该方法主要适用于含水层、软弱土层和渗透性较强的地层。
通过向地层注入低温制冷剂,使地层的温度降低至冻结点以下,使地层构成冰体,从而构成边坡,并达到支护和加固的目的。
冻结法的施工过程复杂,费用较高,但可以确保施工安全和效果。
5. 岩爆控制法岩爆是指在岩石开挖过程中由于地应力释放等因素引起的岩石破裂和爆炸现象。
岩爆对隧道施工造成了一定的威胁和困扰。
为了控制岩爆风险,可以采取一些措施,例如:喷射混凝土加固、锚杆支护和预应力锚索等。
这些措施可以提高岩体的抗拉强度和抗剪强度,降低岩爆风险。
6. 填充法填充法是隧道施工过程中保护地表和控制沉降的一种方法。
在开挖完成后,需要将隧道中形成的空洞或者裂隙进行填充,以保证地表的稳定。
填充材料可以选择砂浆、混凝土等。
填充法可以减少地表沉降和产生地面塌陷或沉降的风险。
7. 结论隧道开挖施工中,采取合适的施工方法是确保工程质量和施工安全的关键。
钻爆法、掘进机械法、冻结法、岩爆控制法和填充法都是常见的隧道开挖施工方法。
钻爆法开挖隧道施工工艺及方法
钻爆法开挖隧道施工工艺及方法3.5.3.1钻爆法施工(1)施工工艺采用光面爆破,控制开挖轮廓,减少超欠挖,同时减少对围岩的扰动,软弱围岩采用机械开挖或微震爆破开挖。
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工,断层破碎带地段可采用带临时仰拱或横撑的台阶法施工。
隧道开挖工艺见下图。
隧道开挖施工工艺流程图(2)施工方法台阶法施工程序见下图。
①Ⅱ③ⅣⅣ⑤ⅥⅦⅧⅧ开挖步骤:① 上台阶开挖;Ⅱ上台阶初期支护;③ 下台阶开挖;Ⅳ 下台阶初期支护; ⑤ 仰拱开挖;Ⅵ 仰拱施工;Ⅶ 仰拱回填;Ⅷ 拱墙衬砌;台阶法开挖顺序图1)测量放线钻孔前测量放样,准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置,用激光铅直仪控制边线。
距开挖面50m 处埋设中线桩,每100m 设置临时水准点。
每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理,及时调整爆破参数,以达到最佳开挖断面效果。
2)钻孔作业钻眼前,钻工要熟悉炮眼布置图,严格按钻爆设计实施。
特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量,未经主管工程师同意不得随意改动。
定人定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。
准确定位凿岩机钻杆,使钻孔位置误差不大于5cm ,保持钻孔方向平行,严禁相互交错。
周边眼钻孔外插角度控制:眼深3m 时外插角<3º,眼深5cm 时外插角<2º,使两茬炮接口处台阶不大于15cm 。
同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求,眼底保持在一个铅垂面上。
3)周边眼的装药结构周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件,严格控制周边眼装药量,采用合理的装药结构,尽量使炸药沿孔深均匀分布。
施工时采用不耦合装药结构,不耦合装药系数一般控制在1.4~2.0范围内。
4)装药及起爆根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药,有水地段及周边眼采用乳化炸药,其余地段均采用2号岩石硝铵炸药。
周边眼用φ25×200mm小药卷,不耦合装药;其余炮眼用φ40×200mm 药卷,连续装药。
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第六章隧道钻爆法开挖施工技术6.1隧道爆破的基本概念⏹隧道开挖爆破是单自由面条件下的岩石爆破,爆破条件往往是很差的,要求的爆破技术较高。
⏹特点是:爆破自由面少,一般只有一个自由面,而且是大致与炮眼方向垂直。
炮眼数目与炸药消耗量多。
⏹隧道开挖爆破涉及的主要名词如下:⏹掏槽、光面爆破、预裂爆破。
⏹循环进尺:一次开挖爆破的隧道进尺。
⏹炮眼间距:同一并排两相邻炮眼的中心距离。
⏹抵抗线:药包中心至自由面的最小距离。
⏹炮眼利用率:实际循环进尺与炮眼深度之比。
⏹掏槽眼:开挖断面中部偏下,最先起爆的炮眼。
⏹辅助眼:掏槽眼之外、周边眼之内的所有炮眼。
⏹周边眼:周边轮廓线上的炮眼。
⏹底板眼:隧道底边上的炮眼。
⏹炸药的敏感度。
⏹爆力和猛度。
⏹炸药爆炸的稳定性。
⏹6.2.1.1全断面开挖法⏹适用条件:岩石坚固性中等以上、裂隙节理不发育、围岩整体性较好、断面小于100M2。
⏹优点:可采用深孔爆破、空间大、通风容易、宜采用大型机械。
⏹6.2.1.2台阶开挖法⏹适用条件:岩石坚固性中等以下、裂隙节理发育、围岩整体性较差。
⏹台阶开挖法又分为:⏹正台阶开挖法⏹反(倒)台阶开挖法⏹6.2.1.3导洞开挖法⏹导洞开挖法:根据主导洞位置分为上导洞、下导洞、侧导洞。
⏹6.2.2影响开挖方法的因素⏹一、地质条件二、洞室的断面面积三、洞室的支护形式四、装运条件⏹五、施工队伍与设备条件6.3隧道爆破技术⏹工作面的炮眼根据不同的功能分为:⏹(1)掏槽眼(又名掏心眼)(2)辅助眼(又名崩落眼)(3)周边眼。
⏹6.3.1爆破参数⏹隧道掘进爆破技术主要包括以下几个问题:⏹正确确定爆破参数;选择合理的炮眼排列方式;采用有效的控制轮廓措施;解决施工操作中的安全问题。
⏹一、爆破参数的确定原则⏹其主要标志应当是:⏹炮眼利用率高,应在90%以上;⏹巷道断面轮廓合乎规格,超欠挖量不大,对围岩破坏小;⏹岩堆比较集中,岩块大小合适,有利于装岩运输;⏹炮眼数目少,爆破材料消耗少。
⏹二、爆破参数⏹爆破参数是指爆破工作中的主要技术指标。
它包括:⏹炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、炮眼利用率、最小抵抗线等。
⏹6.3.2爆破参数的估算⏹1、炸药消耗量的确定⏹通常采用爆下1M3岩石所需炸药的公斤数作为指标,用符号q表示,叫做:单位炸药消耗量,单位为:k g/M3。
也有的来用掘进每米巷道消耗多少炸药作为指标,单位为:k g/M。
⏹q值的大小与下列因素有关:岩石性质、巷道断面大小、炮眼深度和直径、炸药性质、掘进方向等。
⏹参考平巷炸药和雷管消耗定额P21,表3-2。
⏹从表中可以看到岩石性质、断面大小、掘进方向对q值的影响规律。
⏹还须根据本企业实际消耗、技术条件来综合确定。
根据经验公式计算:见P20,3-1、3-2、3-3。
6.3隧道爆破技术⏹2、孔炮眼数目的确定⏹掘进工作面上所需的炮眼数目,显然是愈少愈好,即在能保证爆破效果的前提下,应当尽量减少炮眼数。
⏹炮眼数目过少,装药集中、爆破震动大。
⏹炮眼数目过多,凿岩(钻眼)时间增加,进度慢、成本高。
⏹确定炮眼数目的方法最主要的还是根据经验。
因为影响确定炮眼数目的因素很多,如岩石性质、炸药威力、眼深与掘进时间的关系、巷道断面、自由面状况、炮眼深度、装药系数、装药方式等。
⏹这些因素中最重要的是岩性、巷道断面大小和装药条件三者。
(1)也可以采用经验公式计算:P21,3-4。
P22,3-5。
⏹(2)根据炸药定额一循环爆破岩石所需总装药量Q按下式计算:⏹Q=ηq s l式中q—单位炸药消耗量,k g/m3;s—巷道掘进断面面积m2;l—炮眼的平均深度m;η—炮眼利用率,η=l/ll—一茬炮进尺,m。
⏹按炮眼实际装药总装药量用下式计算:⏹Q=Na lρ/m式中N—炮眼总数;a—装药系数,为炮眼里的装药长度对眼长度之比,一段取0.5~0.7;m—每个药卷的长度,m;ρ—每个药卷的质量,k g;⏹两式相等得炮眼总数为⏹N=q sηm/aρ(3)根据巷道断面积大小和岩石坚固性系数确定眼数。
工作面上每单位面积所需的可用简单的经验公式求出式中n—单位面积所需要的炮眼数(个);f—岩石坚固性系数;S—巷道断面积(米2);N—工作面上炮眼总数(个)。
⏹3、炮眼直径⏹炮眼直径的大小直接影响到炮眼数目、单位炸药消耗量、凿岩工劳动生产率、井巷轮廓整齐性等。
⏹我国在浅眼爆破中多用直径为32m m的标准药包,与之相适应的炮眼直径为38~42m m,炮眼开口部分直径可达44~48m m。
⏹国外一些国家,由于采用轻型高频凿岩机,使用高威力高感度炸药,所以,多采用24~34毫米的小直径钎头,取得高速掘进的效果。
⏹在我国,由于受下列两方面因素的限制,未能出现更小的炮眼直径。
⏹(1)我国低感度炸药的临界直径值不允许太小。
⏹(2)钎杆质量还不够高,直径过小时钎杆易断。
⏹为了管理方便,根据凿岩设备、技术和药包直径,确定炮眼直径,使规格单一化,以便制备钎头,使工作效率提高。
6.3隧道爆破技术⏹4、炮眼深度⏹合理确定炮眼深度,对于提高掘进速度和炮眼利用率、降低掘进成本都有重大影响。
眼深一经确定,就同时决定了循环时间、每班循环次数等掘进工作组织参数。
⏹所以,实践中往往用调整炮眼深度来确保正规作业,加强技术管理和劳动组织,以提高掘进速度。
国内外平巷掘进采用的眼深为1.2~3.5米。
⏹决定眼深的因素主要是工作组织、劳动力配备和凿岩设备机械化程度,尤其是设备问题是主要因素。
⏹5、炮眼间距与抵抗线⏹炮眼间距与抵抗线的确定,是根据炮孔数量,结合开挖断面。
⏹采用不同的掏槽方式,结合辅助眼,周边眼眼距与抵抗线要求来确定。
⏹6.3.3布孔技术⏹将炮眼布置在工作面上,使之符合爆破效果要求,叫布孔技术,也称为炮眼排列。
炮眼排列的方式很多,合理的炮眼排列方式应满足以下几个要求:⏹1)炮眼利用率高,爆破效果好,材料消耗省;2)眼距合适(最小抵抗线恰当),不致带炮或挤死邻炮眼;3)巷道轮廓整齐,超欠挖量小,爆堆集中;4)便于凿岩操作。
⏹一、掏槽眼的布置⏹掏槽眼的作用是增加第二个自由面、扩大自由面,它直接影响爆破效果。
⏹1)掏槽眼一般布置在开挖断面中部或偏下的位置。
⏹2)掏槽眼应比其他炮眼深15~20c m,叫做超深。
超深的作用是形成的自由面使其他炮眼利用率提高。
⏹一)小断面浅眼掏槽⏹小断面浅眼掏槽:是指断面面积小于20m2,炮孔深度小于2.5m。
⏹1)尽量利用裂隙、软岩夹层等有利条件布置掏槽位置。
⏹2)根据掏槽眼与工作面的夹角,分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类。
⏹下面介绍掏槽眼布置的一些类型。
⏹(1)斜眼掏槽⏹掏槽眼不是垂直工作面,而是与工作面斜交,使爆破后有一个向巷道方向的分力能使岩碴向空间方面抛出。
此法使用的掏槽眼数少,有利于掏出槽子,但打眼不方便,掏槽深度受到限制,炮眼角度不易掌握。
多用在工作面面积较大处。
⏹斜眼掏槽又有多种形式。
掏槽形或的选择主要决定于巷道断面和地层条件。
⏹斜眼掏槽的主要优点是:⏹1、适用于任何岩石并能获得较好的掏槽效果;⏹2、能将槽洞内破碎了的岩石全部或部分抛出,形成有效自由面,为崩落眼创造有利的破岩条件;⏹3、槽眼位置和倾角的精确度对掏槽效果的影响较小。
⏹斜眼掏槽具有以下缺点:⏹1、钻眼方向难以掌握,要求钻工具有较熟练的技术水平,掏槽型式和参数也全凭经验选择;⏹2、当巷道断面和炮眼深度变化时,必须相应修改掏槽爆破的几何参数,不可能设计出适用于任何断面和炮眼深度的标准掏槽方式;⏹3、掏槽深度受巷道断面的限制;⏹4、全断面巷道爆破下岩石的抛掷距离较大,爆堆分散,因此,除给清道和装岩造成困难外,还容易崩坏支架和设备。
⏹(2)直眼掏槽⏹掏槽眼垂直于工作面,深度不受巷道断面的限制。
随着深眼爆破的发展,直眼掏槽的应用将愈来愈广泛。
⏹这种掏槽由于受到自由面限制,通常都有空眼(不装药的炮眼),用以增大自由面。
⏹1、直眼掏槽的特点2、布孔参数固定,适用于机械凿岩、循环进尺变化时,不需调整布孔参数,只需调整炮孔深度、炸药药量3、抛渣距离较小4、炮眼数量较多。
5、炮孔精度要求较高,要求熟练的钻眼技术。
⏹(3)掏槽爆破减震技术⏹掏槽爆破炸药药量一般较大,在软岩中,对围岩造成震动破坏较大。
⏹为了降低爆破震动对围岩造成的破坏,采用分多段爆破,增加炮孔数量,减少药量实施减震爆破。
⏹(4)掏槽形式的选择开挖断面大小、地质岩体条件、施工机械设备、钻眼爆破技术水平、开挖技术条件⏹二)大断面中深眼掏槽⏹(1)眼掏槽类型V型掏槽、扇形掏槽、大直径直眼掏槽6.3隧道爆破技术⏹三)全断面深眼掏槽爆破技术(1)岩石性质(2)空眼直径与数量(3)起爆眼与空眼的距离(4)炸药性能与药量(5)殉爆与瞎炮(6)管道效应(7)钻眼偏差(8)起爆顺序与时差(9)正向起爆与反向起爆⏹6.3.4光面爆破技术⏹光面爆破简称光爆,是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术。
用光面爆破法开掘出来的井巷成形规整,符合设计的断面轮廓尺寸,岩壁无明显的爆震龟裂,保护了围岩的整体性,提高了围岩的稳定性与自承能力。
⏹(一)光爆的发展⏹光面爆破在我国的发展,是随着我国推广应用锚喷支护而相应发展起来的。
⏹光爆是锚喷支护的重要前提和基础,光爆和锚喷的有机结合,构成了“光爆锚喷”新技术,这是我国锚喷支护技术的进一步发展。
⏹《煤矿安全规程》第四十一条规定:⏹采用锚杆、锚喷等支护形式时,应遵守下列规定:⏹(二)采用钻爆法掘进的岩石巷道,必须采用光面爆破。
⏹(二)光爆的类型⏹1.按爆破时序分类⏹(1)周边后裂法,又称修边法。
(2)周边先裂法,又称预裂法。
⏹2.按爆破深度分类⏹(1)浅孔光爆法。
孔深不大于2~2.5m的简易光面爆破。
(2)中深孔光爆法。
孔深大于2.5m、小于5~6m的极限深度的深循环掘进光面爆破。
(3)特深孔光爆法,又称超深光爆法。
一次钻爆掘进深度可达6m以上的光面爆破。
⏹(三)光爆的标准⏹原煤炭工业部在《光爆锚喷试行规程》中对光爆的标准规定了三项指标:⏹(1)眼痕率不少于50%。
⏹(2)超挖尺寸不得大于150m m,欠挖尺寸不得超过质量标准要求。
⏹在《井巷施工验收规范》中对欠挖标准规定如下:⏹巷道高度:欠挖应小于30m m。
巷道宽度:主要巷道欠挖应小于20m m;一般巷道应小于50m m。
⏹(3)岩面上不应有明显的炮震裂缝。
⏹(四)光爆的优点⏹光爆与普通爆破相比,具有以下四方面的优点:(1)由于光爆巷道成形规整,消除围岩凸凹处的应力集中,最大限度地保持了围岩自身强度,从而增强了围岩自承能力,为锚喷支护提供了基础。
(2)由于光爆大大地减少了掘进超挖量(一般普通爆破的超挖量为20%~30%,而光爆的超挖量只有4%~6%),因此可减少材料(支护和炸药等)消耗,从而降低成本,加快掘进速度。
(3)光爆可有效地减少对工作面围岩的破坏,使井巷围岩较为稳定,有利于施工和安全。