钻爆法施工工艺流程图
隧道钻爆法施工作业
隧道钻爆法施工作业钻爆作业过程简述…开挖作业基本要求: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．石碴块度适中，便于装碴运输;3．钻眼工作量少，少占作业循环时间；4．尽量减小对围岩的震动破坏.一、爆破破岩作用机理及有关概念（一）无限介质中的爆破作用（图7-1)1．压缩粉碎区～半径为的区域.2．抛掷区～与之间的范围.3．松动区～与之间的区域.4．震动区~与之间的范围。
（二）爆破基本概念1．临空面：指暴露在大气中的开挖面.在爆破中的作用：临空面越多,爆破威力越大。
2．爆破漏斗（图7—2)爆破漏斗：在只有一个临空面的情况下，爆破形成圆锥形的爆破凹坑。
爆破漏斗由以下几何要素组成：①最小抵抗线：药包中心到临空面的最短距离②爆破漏斗半径③破裂半径:药包中心到爆破漏斗边沿的距离④漏斗深度⑤压缩圈半径其中，最关键的是。
3．爆破作用指数爆破作用指数:爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值。
对于爆破效果有重要影响,注意到取决于，可见最小抵抗线是关键因素. (三）柱状药包爆破特点适用于隧道爆破的是柱状药包。
特点：柱状药包爆炸应力波的传播方向,是以药包轴线为轴线，沿着垂直于药包表面的方向往四周传播。
所以,这对于仅在孔口有一个临空面的爆破，是十分不利的.动脑筋，多设置临空面…二、钻孔机具（一）凿岩机(钻机）按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机四种。
目前在隧道开挖中,广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机.1．风动凿岩机（见图7—3）俗称风钻。
以压缩空气为动力。
既可单人操纵，也可装在台车上使用，但以前者为主。
优点:①结构简单，操作方便；②不怕超负荷和反复起动,在多水、多尘等不良环境中仍能正常工作。
缺点：①压缩空气供应设备复杂；②能量利用率低；③噪音大。
2．液压凿岩机由液压马达提供动力。
只能用于台车。
优点：①动力消耗少，能量利用率高，其动力消耗仅为风动凿岩机的1/3～1/2；②凿岩速度高.液压凿岩机凿岩速度比风动凿岩机高50％～150％。
表5-2 钻爆施工工艺流程
表5-2 钻爆施工工艺流程图及文字说明钻爆施工工艺流程图文字说明：一、爆破试验辅助洞爆破、开挖，对于不同的围岩地段，在开始施工时，都要根据初拟的钻爆设计进行钻爆试验，通过试验，一方面检验爆破设计是否合理，爆破振动对支护及已成洞段围岩有否危害，对爆破参数进行优化，并将试验形成报告，送监理工程师核批，作为正式进行钻爆、开挖依据，同时检验机械配备、劳力、组织循环作业安拆是否合理，对施组进行优化，以取得最优的施工效果。
二、钻孔台车钻爆要点1、钻孔：⑴定位钻孔作业前，根据钻孔设计划定台车臂作业区域，各臂钻孔的顺序，水沟风枪钻孔的配合时段及作业时间，使钻孔不发生相互干扰而有序进行。
钻孔时，严格按操作规程作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边眼外插角。
⑵激光定向布孔用激光投射仪进行隧洞轴线指向标示和投射孔位布设，台车钻臂以投射激光及孔位为依据，按孔位钻进并控制好方向，确保钻孔质量。
⑶要达到准、平、直、齐①准：钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时可稍稍移动孔位，但顶眼只能左右移动，帮眼只能上下移动，周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm，眼口开眼误差：Ⅱ、Ⅲ类围岩深眼可从轮廓线偏移5cm，Ⅳ类围岩可从轮廓线偏内3cm，周边眼外插角的角度误差浅眼以0.03的斜度外插方向度与轮廓线法线方向一致。
②直：边墙直线段炮眼先钻上方标准孔，插上炮杆，使边墙孔在同一条垂线上。
③平：周边炮眼要相互平行。
④齐：各炮眼底落在垂直隧洞轴线的同一平面上，钻孔深度要根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。
2、装药：⑴保护用好导爆管开箱取出导爆管时，应小心不使导爆管受损伤，应尽可能保持导爆管的原包装和导爆管端头的封口，尽可能不要损坏。
起爆药卷的导爆管长度应根据眼孔深度、炮孔间距和网络分组连结方法确定，以便于装药、连接、控制和节省导爆管的消耗；起爆药卷的脚线应避免接头，在眼孔长度范围内，不能使用有接头的导爆管。
使用前应对导爆管进行直观检查，发现已破裂的应切去。
钻爆法施工
钻爆施工法的特点 • 8.比较灵活，可以很快地开始开挖施 工； • 9.可以开挖各种形状、尺寸、大小的 地下洞室； • 10.可以采用比较简单便宜的施工设备， 也可以采用先进、高效、比较贵的设 备； • 11.可以适应坚硬完整的围岩，也可以 适应较为软弱破碎的围岩。
现场监控量测
是否符合管 理基准 是 防水隔离层 二次衬砌 结 束
否
钻爆施工法的特点
• 1．适用于各种地质条件和地下水条件。 • 2．具有适合各种断面形式和变化断面的高度灵活 性。 • 3．通过分部开挖和辅助工法，有效地控制地表下 沉和坍塌。 • 4．与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很 经济。 • 5．与掘进机法比较，对围岩匀质性质无要求。 • 6．与明挖法比较，可以极大地减少对地面交通和 商业活动的影响，避免大量的拆迁。 • 7．从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钻孔机具：
缺点：①重量大，附属装置多，仅能在台车 上使用； ②造价高。 二、凿岩台车 凿岩台车：将多台凿岩机安装在一个专门 的移动设备上，实现多机同时作业。图7— 4所示。 适宜于：大断面全断面隧道。 有风动、液压两种，主要是后者，1～4臂。
钻孔机具：
钻爆法施工工艺流程图
施工准备 确定施工方案 开 挖 （修改施工案） （改变开挖步骤、顺 序） 初期支护 修正支 护参数
隧道施工
钻孔机具：
一、凿岩机(钻机) 按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电 动凿岩机和液压凿岩机四种。目前在隧道开挖中， 广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机。 1．风动凿岩机： 俗称风钻，以压缩 空气为动力。既可单 人操纵，也可装在台 车上使用，但以前者 为主。（如图7-3）
钻孔机具：
钻爆法
水下爆破施工
水下爆破施工
根据信息论的观点，根据以往类似工程经验和投入工程水下钻爆机械设备力量综合考虑，对水下 爆破选用钻孔爆破法施工。其施工工艺流程如下：爆破设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确 定孔深→套管护孔→钻孔→成孔冲洗→测量验孔→装药→连线→平台撤离→起爆信号→起爆、震 动监测→爆破效果检查→解除警戒。
器材选择
器材选择
（1）钻孔设备的选型 由于水下钻孔爆破，加之水面上的限制，选用 KQ-100潜孔钻机钻孔，孔径 Φ90 mm。 （2）钻孔附属机构 水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 KQ -100型潜孔钻，药卷为 Φ70 mm，炸药选 用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔，在钻孔之前，先将 1根下端带有环形 (钻径 Φ117 mm)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层)，并钻入基岩一定深度，然后在套管中下钻杆， 在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度，钻孔应有一定的超钻深度，超钻深度取 1. 0～ 1.5 m，即实际钻孔深度为 1.5 m～4.5 m。 （3）爆破器材的品种选取。
掘进方式
3、分部开挖法，在围岩稳定性较差，一般需要支护的情况下，开挖大断面的隧洞时，可先开挖 一部分断面，及时做好支护，然后再逐次扩大开挖。用钻爆法开挖隧洞，通常从第一序钻孔开始， 经过装药、爆破、通风散烟、出碴等工序，到开始第二序钻孔，作为一个隧洞开挖作业循环。尽 量设法压缩作业循环时间，以加快掘进速度。20世纪80年代，一些国家采用钻爆法在中硬岩中开 挖断面面积为100㎡左右的隧洞,掘进速度平均每月约为200m。中国鲁布革水电站工程，开挖直 径8.8m的引水隧洞,单工作面平均月进尺达231m,最高月进尺达373.7m。
钻爆法(矿山法)巷、隧道施工
1.2.3先导洞后全断面扩挖法
该法先沿隧道的中线、按全长开挖导洞，然后再扩挖至 设计断面的施工方法。导洞的位置，可根据具体条件位于隧 道底板或顶板或中部（拱基线水平）。导洞可用掘进机或钻 爆法挖掘。
该法优点很多，可对隧道范围内的地质进行连续的地质 调查，能进行涌水和瓦斯的预防及连续排放，能在扩挖之前 预先加固岩体；能使岩体中的高应力预先释放；有利于扩挖 期间的通风；便于增加一些中间入口，多头同时扩挖，缩短 整个隧道的开挖时间。
1.3.2反台阶施工法 （上行分层施工法）
特点：
• 即首先挖掘最下部分层，然后逐一向上挖掘其 余各分层。该法能使施工工序减少，干扰小，下部 断面可一次挖至设计宽度，空间大，便于出岩运输 和布置管线，能节省大量材料。上部台阶施工需架 设棚架，断面较小、仅一道台阶时也可利用爆破后 岩堆进行拱部的锚喷支护。 本法较适合于围岩 稳定、不需临时支护、无大型装岩设备的情况。由 于安全性比较差，后面台阶施工对前面施工会有影 响，故应用不多。
• 第二，在装岩、钻孔机械能力足够时，应尽 量减少分层数。
• 第三，要根据围岩稳定情况及永久衬砌的形 式合理确定掘砌之间的协调关系。
特点：
• 该法工序少，干扰小，上部钻孔可与装岩 同时作业，不需支撑和棚架，节省大量木材， 必要时可以喷射混凝土或砂浆作为临时支护。 采用锚喷作永久支护时更为适宜。
• 该法不仅适用于围岩稳定性较好、开挖后 不需或局部仅需临时支护的隧道，在土层隧道 中也同样可用。
1.2.2下断面先行施工法
该法是先将隧道的下半断面在全长范围内开挖完， 然后再开挖上半断面。
下半断面采用全断面开挖并进行衬砌。上部断面 可以站在岩堆上钻孔（水平孔）或从隧道地板向上钻 垂直孔。在不采用对头施工的隧道中，下部掘通后， 上部可从两个洞口组织钻孔和装岩作业。
钻爆法施工方法
钻爆法施工方法一、隧洞出口钻爆段施工1 洞身开挖主洞39+823~40+823段洞身开挖施工采用“新奥法”进行施工，施工严格遵循“短进尺、少扰动、强支护、勤观测、早衬砌”的原则，Ⅲ、Ⅳ类围岩洞段开挖采取全断面开挖，Ⅴ类围岩段，为保证围岩稳定，洞挖采用上下台阶法施工，Ⅲ类围岩开挖循环进尺3～3.5m，Ⅳ～Ⅴ类围岩开挖循环进尺5m。
开挖采用YT28风动凿岩机钻孔，人工钻爆台架装药爆破，采用扒渣机装渣、自卸汽车运输石渣至永久弃渣场。
2 支护遵循强支护、及时封闭、勤观测的方案进行施工，开挖完成后，及时进行初期支护。
若采用台阶法施工，在上台阶开挖完成后，及时进行初期支护，当上台阶的支护全部完成后才能进行下台阶的开挖施工。
支护采用系统锚杆联合网喷砼支护，支护滞后开挖掌子面20～30m，在上台阶开挖完成后，支护必须全部完成，才进行下台阶施工。
在施工中及时进行围岩量测，并根据量测反馈的围岩变形信息，调整支护参数。
锚杆钻孔采用YT28风动凿岩机钻孔，采用快硬水泥卷锚杆，人工安装锚杆并挂网。
喷射混凝土采用洞外安设完成的拌合楼拌合混凝土，采用湿喷机喷射混凝土，供风采用22m3/min电动空压机。
混凝土喷射完成后及时清理工作面，避免延误下一道施工工序。
二、F7断层带施工2.1 开挖F7断层带开挖方案：TBM掘进至27+642.00后，后退60m，在刀盘左前方开挖高3m、宽3m施工通道。
首先在刀盘左前位置开挖一个高3m、宽3m、长3m的洞室，人工清渣，然后TBM向前推进、至该洞室位于连接桥左下方，将小型扒渣机等施工设备放置于此洞室内；TBM后退，将小型扒渣机等设备转运到刀盘前方，自该洞室开始施工通道开挖；开挖支护完成后，TBM向前推进使通道口分别位于刀盘前方和连接桥区位置，运输轨道从连接桥左侧延伸至刀盘前方，通过该通道进行F7断层开挖、出渣和支护。
F7断层采用台阶法开挖，扒渣机配合有轨运输出渣。
F7断层洞段开挖施工通道如图2-1所示。
钻爆法暗挖隧道施工工艺与工法
3.1 CRD施工工法
适用范围 翔安海底隧道中，在洞口采用大管棚支护地段、陆域IV/V级围岩地段、 富水砂层地段、海域风化深槽地段，由于隧道开挖跨度较大、且对围岩 变形控制严格，因此采用CRD工法进行施工。 施工工艺原理 采用CRD预留核心土的方法，将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分 部施工。 CRD法遵循“小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”施工
119.3
14.3
112.5
40.5
106.5
13.3
101.8
30.10
91.5
6.5
157.8
13.3
93.5
12.0
122.1
23.9
3.1 CRD施工工法
施工要点 合理开挖支护步序
结构安全系数比较
测点 CRD1、3 部超前时安全系数
1
5.1
2
5.7
3
3.9
4
4.0
5
4.7
6
4.1
7
5.0
3.1 CRD施工工法
3.2 双侧壁导坑施工工法
适用范围 适用于围岩较差的V级围岩条件下的行车隧道开挖，在浅埋大跨度隧道施 工时，采用此工法可较好的控制地表下沉，保持掌子面的稳定性。 施工工艺原理 利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工,左、右导 洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时 支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。
8
5.2
9
4.8
CRD1、2 部超前时安全系数 4.8 4.9 3.2 3.8 4.2 4.0 5.1 4.9 4.5
3.1 CRD施工工法
施工要点 合理开挖支护步序
钻爆法施工工艺流程图、钻孔桩施工工艺流程图
测量砼面高度
灌注水下砼 拔除护筒
截除桩头、无损检测
设置泥浆泵
泥浆备料
组拼及检验导管
吊运砼
备制砼
钻爆法施工工艺流程图
施工准备
确定施工方法
（修改施工方案）
开
挖
（改变开挖步骤、顺 序）
现场监控量测
初期支护
修正支 护参数
是否
否
符合管理基准
是 防水隔离层
二次衬砌
结束
钻孔桩施工工艺流程图
制作护筒
准备工作
开挖埋设护筒 钻机就位
钻进
钻孔注浆 泥浆沉淀
供水 泥浆池
制作钢筋笼
清
孔
பைடு நூலகம்设立钢筋笼
测量沉碴厚度
设立导管
钻爆法施工技术在隧道工程中的应用
钻爆法施工技术在隧道工程中旳应用摘要: 重要从隧道钻爆法施工常用配套设备、工序流程、技术特点、关键技术和持续发展等方面来表述钻爆法施工技术在隧道工程中旳应用。
关键词:隧道工程;钻爆法;施工工序流程；施工技术0 引言由于隧道掘进钻爆法施工(如下简称“隧道爆破)具有经济、高效及对地质适应能力强旳明显优势,因此至今仍是我国隧道掘进施工中旳最重要和最常用旳技术手段。
我国已建成旳各类隧道、隧洞计约万座,总延长约7 000 km,其中90%以上是用隧道爆破旳措施完毕掘进施工旳。
可以说,在我国百年以来旳隧道建设发展历史中,有很大旳篇章就是隧道爆破技术旳发展历史。
尤其是近来旳二三十年,隧道爆破技术有着“革命性”旳变化,为国家基本建设事业立下了不朽旳功勋,很值得我们回忆和总结。
通过回忆和总结,可以深入提高我们传承和发展隧道爆破技术旳信心、力量和智慧。
隧道爆破技术虽然已经相称成熟,早为许多人所掌握,不过,假如认真地审阅和评价我们既有旳技术水平,就会发现隧道爆破技术发展旳空间仍然很大,其发展旳前途仍然光明。
本文试从隧道钻爆法施工常用配套设备、工序流程、技术特点、关键技术和持续发展等方面来表述钻爆法施工技术在隧道工程中旳应用。
1我国钻爆法施工常用配套设备为了迅速、安全掘进隧洞, 国外钻爆法施工一般采用凿岩台车钻孔、锚杆台车安装锚杆、混凝土喷射台车喷锚支护, 衬砌台车二次成型衬砌。
这也是国内钻爆法设备旳应用发展方向。
下面对此类重要施工设备应用探讨如下:1.1 凿岩台车凿岩台车是钻孔爆破开挖旳关键攻坚设备, 它机械化程度高、钻进速度快, 不仅用于隧洞旳凿岩开挖, 并且广泛用于钻孔、喷锚支护、灌浆加固中。
目前国内工地上旳液压凿岩台车绝大部分从国外进口, 重要制造商包括瑞典旳Atlas、Sandvik,挪威旳AMV企业等。
由于增长了车载电脑, 使凿岩台车具有很高旳人机对话功能, 能在凿岩过程中自动修整凿石参数和自动纪录钻孔数据, 可以对岩层进行分析, 从而及时调整爆破参数1.2 锚杆台车锚杆台车重要完毕隧洞旳锚杆安装, 加固洞室顶拱与边壁旳岩石。
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。
隧道施工工艺及流程图
目录一、光面爆破施工及流程图2二、超前大管棚施工及流程图6三、超前小导管施工及流程图9四、系统锚杆施工及流程图12五、湿喷混凝土施工及流程图14六、格栅/工字钢拱架施工及流程图16七、结构防、排水施工及流程图18八、衬砌施工及流程图29九、仰拱及填充施工及流程图37一、光面爆破施工及流程图隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的振动，充分发挥围岩的自承能力。
钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键.采用光面爆破技术进行爆破作业，根据围岩情况,及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果，保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，爆破采用光面爆破.周边眼残眼率硬岩达到80％以上，中硬岩达到60％以上。
光面爆破施工工艺流程见图1-1。
1—1光面爆破施工工艺流程图在Ⅱ、Ⅲ级石质围岩施工时采用全断面开挖，均采用光面爆破技术施工.每个作业面每天2～3个循环，每循环平均进尺约3.0~3。
3m，每日进尺7。
5～8m。
炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。
非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。
炮眼直径d:选用42mm的钻孔直径。
炮眼深度L：Ⅱ类围岩炮眼深度约周边眼4。
0m，掏槽眼5。
5m,辅助掏槽眼5m.抵抗线W：当炮眼直径在35~42mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=（15～25)d或W=（0.3～0。
6)L。
据此Ⅳ级围岩取W=50cm，Ⅱ、Ⅲ级围岩取55cm。
炮眼间距a:同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为: W =（1。
1~1.8）E.根据以往的施工经验取W=1。
25E，Ⅳ级围岩取E=62cm.Ⅱ级围岩取70cm。
堵塞长度：不小于20cm。
掏槽眼形式：掏槽眼采用楔形掏槽,由于断面大掏槽眼角度布置方便,只要满足抵抗线不串通，至少20cm即可，将掏槽眼设置在偏中线一侧（左右均可）2.5～2.8m。
光面爆破参数的确定：方案采用工程类比法，参考国内相似地质条件隧道光面爆破施工的资料及铁路隧道施工规范进行设计。