隧道工程掘进爆破

导坑式施工法
是以一个或 多个小断面导坑 超前一定距离开 挖，随后逐渐扩 大开挖至设计断 面，并相继进行 砌筑的方法。 导坑式施 工方法按导坑位 置不同分为中央 下导坑、中央上 导坑、上下导坑 和两侧导坑等。
掏槽爆破
掘进爆破的主要任务是保证在安全条件下，高速度、高质量 的将岩石按规定断面爆破下来，并尽可能不损坏隧道周围的岩石 。为此，需在工作面上合理布置一定数量的起不同作用的炮孔。
掏槽方式
掏槽爆破是隧道掘进爆破技术中的主要难点和 关键，掏槽的好坏直接影响其他炮孔的爆破效果， 因此必须选择合理的掏槽孔布置方式。 掏槽孔按其布置方式的不同，可分为斜孔掏槽 和直孔掏槽。 斜孔掏槽的特点：适用范围广，爆破效果好， 所需炮孔少；但炮孔方向不易掌握，炮孔深度受巷 道断面大小的限制，碎石抛掷距离大。 直孔掏槽的特点：所有炮孔都垂直于工作面， 技术易于掌握，可实现多台钻机同时作业；有较高 的炮孔利用率；碎石投掷距离小，岩堆集中；不受 断面大小限制。但总炮孔数目多，炸药消耗量大。
全断面开挖法
正台阶 反台阶 长台阶 短台阶 微台阶 中央下导坑法 中央上导坑法 导坑施工法 侧壁导坑法
隧道开挖方法
台阶施工法
先墙后拱法 先拱后墙法 交叉中隔壁法 中隔壁法 中导坑法 双侧导坑法 单侧导坑法
台阶式施工法
该法是将隧道断面 分成若干（一般2为~3 ）个分层，各分层呈 台阶状同时推进施工 。其最大特点是缩小 了断面高度，勿需笨 重的钻孔设备。 按台阶布置方式的 不同，台阶式施工可 分为正台阶法和反台 阶法。
崩落孔爆破与周边孔爆破
掏槽爆破后，由于槽腔的存在，崩落孔爆破就存在两个自由面，类似露天台阶爆破情 况，因此崩落孔爆破参数的选取与台阶爆破相同，其最小抵抗线可按下式计算： 1、根据单孔装药原理估算W。
db W 100
0.785 0 Lk mp
5-6
式中：q—单位体积炸药消耗量（ kg/m3 ）； db—装药半径（m） LK—炮孔装药系数 LK=0.7~0.8 ρ0—装药密度（kg/m3）； m—炮眼密集系数 2、根据最小抵抗线和孔径的比值选取： 坚硬岩石W=(25~30)db；
常用的掏槽方式如图：
锥形掏槽
楔形掏槽
单向掏槽
平行龟裂掏槽
角柱式掏槽
螺旋式掏槽
常用的掏槽方式如图：
掏槽孔装药量计算
1、斜孔掏槽的装药量计算。 Q=qV/n 式中： Q—每个掏槽孔装药数量（kg）； q—掏槽爆破岩石单位体积炸药消耗量（kg/m3 ） V—槽腔体积，m3； n—斜孔掏槽炮眼数 q取值为：Ⅵ类围岩2.0~2.5kg/m3；Ⅴ类 1.8~2.2kg/m3； Ⅲ~Ⅳ类1.5~1.75kg/m3； Ⅲ~ 类 1.0~1.5kg/m3；
掏槽孔装药量计算
3、按装药系数确定直孔掏槽的炮孔装药量。
Q Lq1
式中： Q—每个掏槽孔装药数量（kg）； q1—直孔掏槽炮孔线装药密度（kg/m） —炮孔装药Fra Baidu bibliotek数 4、直孔掏槽的炮孔装药长度。
5- 4
0 lc L dc2 3 3 q k 0 . 4 0 .6 n


5-5
式中： L/lc—掏槽孔深度/装药长度（m）； qk—掏槽孔装药量系数（kg/m3） 0 —炮孔装药密度（kg/m3）； dc—装药直径（m）；
掏槽孔间距确定
掏槽眼间距计算 1、直孔掏槽炮孔间距。
a 2rp d b p2 0 1
5-5
式中：a—掏槽孔间距（m）； 1 db—装药半径（m） D p2 2 pH 1 0 p2—作用在炮孔壁上压力 r 0c p D、ρ0—炸药爆速（m/s）与装药密度（kg/m3）； ρ、CP—岩石密度（kg/m3）与声速（m/s） pH—炸药爆轰压力 2、斜孔掏槽炮孔间距。（见书本P189）
以水平隧道为例，掘进工作面布置 炮眼（或称炮孔）按作用不同分三种： （1）掏槽孔——用于爆破出新的自由面， 为其他炮孔创造有利的爆破条件。 （2）崩落孔——是碎散岩石的主要炮眼。 经掏槽孔爆破后，崩落孔就有了足够大 的平行或大致平行于炮孔的第二自由面， 能在该自由面方向上形成较大体积的岩 石爆破。 （3）周边孔——又称轮廓孔，主要用作 使爆破后的隧道断面、形状和方向符合 设计要求。巷道中的周边孔按其所在位 置又分为顶孔、帮孔和底孔。
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掏槽孔装药量计算
2、平行直孔掏槽的装药量计算。
q1 qn a1 d1 2
(简化公式)
5- 2
5-3
q1 1.5 10 3 a1 d1 a1 d1 2 (兰格弗尔斯式)
式中：d1—空孔直径（m）； q1—平行直孔掏槽炮孔线装药密度（kg/m） qn—平行直孔掏槽单位面积岩石破裂装药系数kg/m2 a1—装药炮孔与空孔的中心距（m） qn取值为：Ⅵ类围岩6.5~7.5kg/m2；Ⅴ类6.0~6.5kg/m2； Ⅲ ~Ⅳ类5.5~6.0kg/m2； Ⅲ~Ⅱ类4.5~5.0kg/m2；
中等坚硬岩石W=(30~35)db； 松软岩石W=(35~40)db；
崩落孔爆破与周边孔爆破
3、经验公式估算：
W 0 gdc (2 3 f k )
式中：fk—岩石抗爆性系数 g—炸药相对做功能力，水胶炸药取g=110； dc—装药直径(m)； 4、崩落爆破炮孔间距取为：ar=(0.8~1.3)W； 5、崩落孔装药量Q=qarWL；
5-7
f k 1 f 15
周边孔爆破的目的是保证开挖轮廓满足设计，并能够减少对周边围岩的破 坏。
总结
目前，由于钻爆法对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适 合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，因此 钻爆法仍是隧道掘进的主要手段。
虽然我国也在引进全断面隧道掘进机，但是根据我国 的国情，钻爆法与掘进机在相当长的时间内将同时并 存和使用，而且在隧道掘进机及高压射流等新的岩石 开挖技术进一步发展的同时，隧道爆破技术也会随着 钻孔机具的不断改进、爆破器材的日益发展而不断进 步。
地下工程掘进爆破
目录
1
概述
2
隧道掘进施工方法
3
掏槽爆破
4
崩落孔爆破与周边孔爆破
5
总结
概述
人类进行地下掘进理由有 两条 （一）开采地下资源 ,如 煤炭和各种金属、非金 属矿藏的开采。 （二）获取、利用地下空 间，如地下仓库、地下 厂房、地下防空硐室、 交通隧道、运输与管线 隧道、水工隧道等。
隧道掘进施工方法