第七章 隧道爆破施工技术
隧道爆破技术
用于铁路、公路、地铁等交通 线路的建设，穿越山体、河流
等障碍物。
水利工程
在水电站、水库等水利工程中 ，建设引水隧洞或泄洪隧洞。
矿业开采
在矿山开采中，隧道爆破技术 用于开拓矿井和采场。
军事用途
在战争时期，隧道爆破技术可 用于挖掘战壕、破坏敌方设施
等军事目的。
02
隧道爆破技术的基本原 理
炸药爆炸的原理
爆破施工的步骤与注意事项
堵塞
装药
将炸药按照设计的装药结构装入 炮孔，注意不要损坏雷管和导爆 索。
用炮泥将炮孔堵塞严实，防止炸 药爆炸时产生的气体外泄。
起爆网络连接
按照设计的爆破网路连接起爆网 络，确保所有炮孔按照预定的顺 序起爆。
钻孔
使用钻机按照设计的炮孔位置和 深度进行钻孔，确保炮孔的位置、 深度和角度符合设计要求。
数字化
数字化技术为隧道爆破提供了新的手段。通过建 立数字模型、进行数值模拟和远程监控，可以更 好地预测和控制爆破效果，提高施工效率和质量 。
隧道爆破技术的未来展望
高效能炸药和起爆器材
智能化爆破管理系统
环保和安全技术
多学科融合发展
随着新材料和新工艺的发展， 高效能炸药和起爆器材将会更 加安全、可靠和高效，为隧道 爆破施工提供更好的支持。
隧道爆破技术的发展历程
初期阶段
隧道爆破技术起源于19世纪中叶， 最初使用黑火药进行岩石爆破。
发展阶段
随着科技的不断进步，新型炸药和 爆破技术的出现，隧道爆破技术逐 渐成熟。
现代阶段
采用计算机技术、传感器技术和智 能控制技术等手段，实现精准控制 爆破过程，提高作业效率和安全性。
隧道爆破技术的应用场景
01
探讨隧道开挖爆破施工技术
探讨隧道开挖爆破施工技术1. 引言1.1 隧道开挖爆破施工技术的重要性隧道开挖爆破施工技术在隧道工程中起着至关重要的作用。
隧道作为连接城市交通、输送能源和资源的重要通道，其建设对于促进经济发展、改善人民生活水平具有重要意义。
而隧道开挖爆破施工技术可以有效地提高施工效率，减少施工成本，缩短工期，降低施工风险，保障工程质量，从而推动隧道工程的快速发展。
隧道开挖爆破施工技术可以在复杂地质条件下进行作业，如在岩层、砂砾层等不同地质环境中开挖隧道，具有适应性强的特点。
通过爆破技术，可以迅速破碎岩石，减少机械开挖过程中对设备的磨损，节约了时间和人力成本。
爆破技术可以控制爆破产生的振动和冲击，减少对周围环境和建筑物的影响，保证施工安全。
隧道开挖爆破施工技术还可以实现对隧道的精确控制，精准地控制爆破参数，确保施工过程中的安全性和可控性。
爆破技术还可以减少挖掘机械的使用，降低施工噪音和尘埃污染，保护环境和减少对周围居民的影响。
隧道开挖爆破施工技术在隧道工程中具有重要的应用价值和广阔的发展空间。
1.2 隧道开挖爆破施工技术的发展历史隧道开挖爆破施工技术的发展历史可以追溯到古代。
在古代，人们使用简单的爆破方法，如用火药或其他爆炸物炸开隧道。
随着科学技术的发展，隧道开挖爆破施工技术逐渐得到改进和完善。
19世纪末，随着电气工程和化学工程的发展，爆破技术得到极大的提升，隧道开挖爆破施工技术迎来了一个大发展的时代。
20世纪初，随着工程技术的不断进步，新型的爆破材料和爆破设备被引入到隧道开挖施工中，使得隧道开挖爆破施工技术的效率大大提高。
此后，随着电子技术和自动化技术的广泛应用，隧道开挖爆破施工技术的发展进入了一个新阶段。
近年来，随着隧道建设规模的不断扩大和复杂性的增加，隧道开挖爆破施工技术也在不断创新和完善。
采用先进的爆破技术、智能化的爆破设备以及精细化的施工管理手段，使得隧道开挖爆破施工技术已经成为现代隧道建设的重要组成部分，为加快隧道建设进程、提高工程质量和安全性发挥着重要作用。
隧道工程爆破技术PPT课件
排放标准
确保废气排放符合国家和地方的相关标准，避免对环境和人体健康造成危害。
爆破噪声控制与减振
1 2
噪声来源分析
分析爆破产生的噪声来源，了解噪声的特性。
噪声控制措施
采取适当的控制措施，如消声、吸声、隔声等， 降低噪声对周边环境和人员的影响。
3
减震措施
采取适当的减震措施，如设置减震沟、使用减震 材料等，降低爆破对周边建筑和设施的影响。
详细描述
早期的隧道工程爆破技术采用手工凿岩的方式，炸药和雷管的性能也比较落后。随着科技的不断进步 ，隧道工程爆破技术也得到了极大的发展。现代的隧道工程爆破技术采用了先进的爆破设计和监测技 术，同时引入了智能化的爆破设备和安全管理系统，大大提高了施工效率和安全性。
02
隧道工程爆破技术的基本原理
炸药爆炸的原理
03
爆破效果
爆破后隧道断面平整，岩石块度适中 ，便于挖掘机和装载机进行挖掘和装 载。同时，爆破过程中对周围山体的 震动和飞石控制较好，没有造成严重 的安全事故。
06
隧道工程爆破技术的未来发展
新型炸药与起爆器材的研究与应用
总结词
新型炸药与起爆器材的研究与应用是隧 道工程爆破技术未来发展的重要方向之 一。
装载。同时，爆破过程中对周围山体的震动和飞石控制较好，没有造成
严重的安全事故。
某铁路隧道爆破工程案例
案例概述
某铁路隧道位于山区，全长约7公里，也是采用爆破技术进 行开挖。
爆破设计
根据地质勘察资料，设计采用深孔爆破方案，炮孔深度为5-7米，孔径为 50-60毫米。炸药选用TNT和黑索金混合炸药，采用分段装药结构。
详细描述
隧道工程爆破技术是利用炸药爆炸瞬间产生的能量，将岩石 破碎成满足施工要求的小块，然后通过运输设备将其运出隧 道。该技术具有施工速度快、开挖成本低、适用范围广等优 点，因此在各类隧道工程中被广泛应用。
隧道爆破施工技术
隧道爆破的比较分析选定
预裂爆破法 ：是在开挖轮廓线上钻凿相互平行较密集的炮眼，装炸药并使之先于其它 爆破眼起爆，当轮廓线上的炮眼间距、数量、装药结构合适时，爆破后各炮眼间将形 成相互贯通的裂隙，与原岩分割开来。此后再爆破其它炮眼，由于轮廓线上裂缝已形 成，所以其它炮眼爆破时不会引起围岩岩体破坏，而构成光滑的平整壁面。预裂爆破 可以起到较好的隔振作用。 光面爆破法：它与预裂爆破法恰好相反，轮廓线上的炮眼（周边眼）是在其它炮眼爆 破后最后起爆，是软岩、中硬岩巷道浅眼爆破施工中广泛应用的方法。与预裂爆破法 比较，周边轮廓线上炮眼数较少。根据断面不同，施工方法可分为光面层光面爆破法 和全断面一次爆破光面爆破法。
◆形成规则的、较圆顺的、接近于设计要求的轮廓，其结构受力好，应力集中
少，有利于围岩稳定，维护自稳能力，提高了围岩的承载能力；对围岩的扰 动范围小，有力保护围岩原有结构，有效地减少应力集中所引起的塌坍现象 ，尤其是在不良地质段；同时在深埋高地应力地带施工，可减少岩爆发生强
度,大大有利于施工安全。
◆良好的光面爆破有利于下步喷锚作业，降低喷射混凝土回弹率。
爆是在周边孔主爆区之前起爆（先周边，后中间），而光面爆破是周边孔在主爆区之后起爆（掏槽、辅助、周边）。 预裂爆破是在一个自由面条件下爆破，所受的夹制作用很大。而光面爆破是在两个自由面条件下爆破，受夹制作用小。 预裂爆破在进出洞、软弱围岩条件下，在减轻对围岩扰动的程度上比光面爆破更好，但在国内常规条件的隧道拱部爆破中因钻 孔比光面爆破多、炸药消耗多，研究理论欠缺还需不断调整参数。而全断面爆破和直墙式隧道的侧壁预裂爆破炸药量更少、更 经济。光面爆破对于全断面开挖、仰拱开挖等施工时，因爆破后岩石堆满，侧壁及底部最后起爆，效果稍差。 国外不少大型隧洞开挖，拱部采用光面爆破，其他部位使用预裂爆破。国内多采用光面爆破（预裂爆破林论研究欠缺，计算方 法不完善，受地质条件影响大，施工过程需随变化不断调整爆破设计）。
隧道爆破施工方案及技术措施
隧道爆破施工方案及技术措施1.1总体施工方案隧道暗洞均采用新奥法施工，洞口V级围岩采用超前管棚作为预支护，加固地层确保安全进洞，初期支护以锚网喷支护为主，辅以钢拱架。
洞身V级围岩采用注浆小导管超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，辅以钢拱架，该段模注混凝土及仰拱需及早施做。
隧道开挖采用CD法、分部开挖法和台阶法开挖。
隧道V级围岩采用环形开挖留核心土法，上部留核心土支挡开挖工作面，有利于及时施做拱部初期支护以加强开挖工作面的稳定性，核心土以及下部开挖在初期支护啊的保护下进行，V a型衬砌每循环开挖进尺＜0.75m，V b型衬砌每循环开挖进尺＜1.0m，初期支护应紧跟开挖掌子面；隧道IV级围岩采用上下台阶法开挖施工，IV b型衬砌每循环开挖进尺＜2.0m，初期支护应紧跟开挖掌子面。
为避免初期支护拱脚下沉，每榀拱架设置拱脚锁脚锚杆，长度与相应围岩级别匹配。
隧道在开挖时，V级围岩段采用机械开挖或预裂爆破，严禁大强度爆破。
在施做初期支护时，根据洞室软弱围岩稳定时间较短的特点，必须及时施做初期支护等，锚杆需做拔拉试验，V级围岩抗拔力不小于50KN，IV级围岩抗拔力不小于70KN，并根据围岩监控测量的结果以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况，若变形速率值突然增大，除加强初期支护外，必须立即封闭仰拱。
所有围岩段系统锚杆均采用有压注浆锚杆，通过压力注浆使未胶结的围岩形成整体和一定厚度的承载圈以提高自身承载力，最终根据围岩监控测量结果，在初期支护趋于稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。
隧道初期支护由上而下，采用先拱后墙法施工，隧道二次衬砌施工，采取在施工边墙、拱顶前先施做仰拱。
隧道的开挖、支护、衬砌及监控测量等，严格按照《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道施工技术细则》要求执行，并参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》。
隧道施工开挖时应少扰动岩体，严格控制超、欠挖，钢筋网和钢支撑必须紧贴围岩面，支撑紧密，再加以混凝土预制块垫、“楔”紧，使初期支护及时可靠。
隧道工程施工爆破操作技术
水下隧道施工需特别注意施工安全，严格控制爆破振动和 冲击波对周边环境和结构的影响，采取必要的防护措施。
城市地铁隧道施工爆破技术应用案例
城市环境分析
城市地铁隧道施工需考虑周边建筑、管线等城市环境的影响，进行详细的环境调查和评估 。
精细化爆破技术
在城市地铁隧道施工中，需采用精细化爆破技术，如微差爆破、预裂爆破等，以减小对周 边环境的影响。
安全管理制度建立和执行情况检查
建立安全管理制度
安全培训和教育
制定隧道施工爆破安全管理制度，明确各 级管理人员和操作人员的职责和权限，确 保安全管理有章可循。
对参与隧道施工爆破作业的人员进行安全 培训和教育，提高其安全意识和操作技能 水平。
安全检查和隐患排查
应急预案制定和演练
定期对隧道施工爆破作业现场进行安全检 查和隐患排查，及时发现和处理潜在的安 全隐患。
盾构法
使用盾构机在地下掘进，在护盾的保 护下，在机内安全地进行开挖和衬砌 作业，从而构筑成隧道的施工方法。
隧道施工爆破技术应用范围
硬岩隧道
对于硬岩隧道，由于岩石硬度大、难 以挖掘，因此常采用爆破技术进行开 挖。
大断面隧道
特殊地质条件
在特殊地质条件下，如遇到断层、破 碎带等不良地质情况时，采用爆破技 术能够更灵活地应对复杂的地质环境 。
施工安全控制
城市地铁隧道施工需严格遵守安全规定，采取必要的防护措施，如设置警戒线、疏散周边 人员等，确保施工安全。同时，要加强施工过程中的监测和预警工作，及时发现并处理潜 在的安全隐患。
05
隧道施工爆破操作技术质ຫໍສະໝຸດ 控制 与安全管理质量控制关键环节及措施
爆破设计质量控制
根据地质勘察资料、隧道断面形状和尺寸等，进行爆破设计，选择合 适的爆破参数和装药结构，确保爆破效果符合设计要求。
隧道施工工艺和施工技术
一．超前锚杆
超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，向开挖面前 方一定范围内安装的斜向锚杆。
性能特点及适用条件：
超前锚杆支护的柔性较大，整体刚度较小。
它主要适用于应力不太大，地下水较少的破碎、软弱围 岩的隧道工程中，如裂隙发育的岩体、断层破碎带等、 浅埋无显著偏压的隧道。且一般与系统锚杆同时使用， 形成联合支护。 应力较大的严重破碎围岩中，超前锚杆的后期支护刚度 就有些不足，不宜使用。
预裂爆破的分区起爆顺序是： 周边眼—掏槽眼—辅助眼—底板眼 在一个开挖断面上，同圈（层）炮眼同时起爆， 不同圈（层）的炮眼则“由内向外逐层起爆”。
§3装碴与运输
出碴，即将开挖的石碴迅速装车运出洞外，是隧道作业 的基本作业之一。
将开挖的石碴迅速装车运出洞外，是提高隧道掘进速度 的重要环节。该项作业往往占全部开挖作业时间的50 ％左右，控制着隧道的施工速度。
2.全断面掘进机掘进
3.自由断面挖掘机掘进（单臂掘进机掘进）
自由断面挖掘机自身的破岩能力较小，掘进时对围岩的扰动破坏小， 避免爆破振动对围岩的破坏，故一般适用于围岩稳定性较差的软岩隧 道及土质隧道中，尤其适用于配合敞胸式盾构施工。
4.人工掘进
人工掘进是采用十字镐、风镐等简易工具来挖除岩体。
2、辅助眼
位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼。 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。
3、周边眼 沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。 其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。
帮眼、顶眼、底眼。
（二）装药
装药结构是指被动药卷和主动药卷在炮眼中的布置形式。它
包括药卷之间的间距、主动药卷的位置和方向、眼口的堵塞
超前锚杆
二．超前小导管
隧道爆破挖掘的施工技术
隧道爆破挖掘的施工技术隧道工程对于交通、水利、能源等行业来说都具有重要的作用。
然而，在隧道工程的建设过程中，最耗费工夫和成本的就是隧道挖掘工程，而隧道爆破挖掘是当前应用较广泛的一种方法。
一、隧道爆破挖掘方式隧道爆破挖掘方式是指采用爆破器材对岩石、土壤等进行破碎、破坏，以实现人工开挖的施工方式。
它的主要特点是工程效率高、施工速度快、成本低廉。
但同时，也有一些制约其应用的问题，例如会产生噪声、振动等，需要考虑周边环境及产生的安全隐患等。
二、隧道爆破挖掘的施工流程隧道爆破挖掘的施工流程主要可以分为以下几个步骤：1. 断面设计与预处理在确定隧道的断面形状和所需开挖的尺寸后，需要对隧道壁面进行预处理。
预处理主要是为了减少后期开挖时可能遇到的问题，例如岩层的不稳定性、裂缝较多等。
同时，预处理还有助于提高施工成功率，减少因不可预见因素而造成的延迟。
2. 爆破方案设计爆破方案是保障爆破施工成功的重要因素之一。
爆破方案设计需要综合考虑当前地质条件、施工环境、隧道设计等因素，确保爆破破碎块尽可能地小，最大限度减少破坏和对人工开挖岩方的干扰，同时要保证爆破的安全性。
3. 布置爆炸装置在完成爆破方案设计后，需要对隧道内布置爆炸装置。
爆炸装置的布置需要细致仔细，保证所有设备都能够准确地执行爆破任务，并且不会影响施工人员的安全。
在爆破前，需要检查爆炸装置是否正确布置，同时需要进行一定程度的安全防护工作，例如隔离施工区域、减少对周边环境和建筑物的影响等。
完成安全准备后，进行爆破操作。
5. 清理完成爆破后，需要对爆炸残骸进行清理，确保隧道内环境干净整洁，不会影响后续施工工作。
三、隧道爆破挖掘施工中的注意事项1. 精确测量在隧道爆破挖掘中，需要精确测量隧道内岩层的结构组成，以便制定更为准确的爆破方案。
同时，在爆破操作完成后，需要进行隧道断面的测量，以保证隧道开挖的尺寸满足要求。
2. 爆破分类隧道内岩石的种类和密度或不同的，作为施工人员，需要对不同的岩石进行不同的爆破方式，以保证爆破破碎的块石均匀小。
隧道爆破施工技术
本章小结随着科学技术的发展，隧道开挖方法也迅猛发展。
但就目前来说，国内外的隧道开挖方法仍以钻爆法为主。
本章从隧道钻爆施工特点入手，对隧道爆破技术、开挖方法、掏槽形式、炮眼布置、装药量等参数的计算进行了系统的阐述，大断面中深孔钻爆是铁路隧道爆破的发展方向。
隧道钻爆法施工虽然已有了几十年的经验，但超欠挖和对围岩扰动仍是一个长期困扰隧道施工的问题，为此本章介绍了周边眼的控制爆破——光面爆破和预裂爆破以及减轻地振动的控制爆破技术。
实践证明，机械切割与爆破相结合的方法是解决上述问题行之有效的方法。
在煤系地层，瓦斯是隧道施工中常遇到的问题之一，本章就瓦斯的特性以及瓦斯隧道对爆破材料和爆破作业的要求进行了介绍，阐述了隧道穿越煤系地层的施工方法。
复习题1.阐述隧道内炮眼的种类和作用。
2.炮眼布置的原则是什么？3.隧道内钻眼爆破有什么特点？4.瓦斯隧道对爆破材料有什么要求？5.简述隧道穿越煤系地层的震动放炮法。
6.在光面爆破中，常采用哪些措施来增强光面爆破的结果？7.机械预切槽法施工有什么特点？它和预裂爆破有什么区别？8.大断面隧道掘进爆破设计。
已知：某隧道全长1 km，断面尺寸如图5—15所示。
洞身大部分穿过砂岩和砂质泥岩，轻微分化，节理发育，无明显层理，设计f＝4～5，属V类围岩。
要求月成洞150 m，全断面一次开挖，每日两个台班，每月按30 d计。
为确保成洞质量，采用光面爆破法。
设计要求：（1）确定合理的台班进尺。
（2）钻眼爆破设计：a.掏槽形式；b.炮眼的炮孔深度、孔距、炮眼布置、爆破参数、装药量计算。
（3）钻机型号、钻机数量。
（4）钻爆参数表。
（5）爆破技术指标：a．开挖断面积；b．预计循环进尺；c．每循环的爆落放量；d．比钻眼量（个/m2，延米/m2）；e．实际耗药量（kg/m3）。
（6）爆破网路设计。
隧道工程第七章第一节_围岩预支护(预加固)
预衬砌 开挖面
超前锚杆 链锯
预筑拱
支承架
适用：粘性土、砂性土、淤泥等地层。
六、机械预切槽法
1.基本原理
是用专用的预切槽 机沿隧道横断面周 边预先切割或钻一 条有限宽度的沟槽。
在硬岩中，切槽可作为爆破的临空面，起爆顺序 与传统的爆破相反，不是由里向外而是由外向里逐 层起爆，这种方法可以显著降低钻爆法施工的爆破 振动速度。
在松散地层中，切槽后立即向槽内喷入混凝土， 在开挖面前方形成一个预筑拱，随后才将切槽所定 的开挖面开挖出来，这样有效地减少因开挖面开挖 而产生的围岩变形与地表沉降，并使开挖工作能在 预筑拱保护下安全有效地进行。
➢洞口管棚一般采用套拱定位，套拱部位开挖应视 现场地质条件及配套设备确定。
➢管棚节间用丝扣连接。管棚单序孔第一节长6(9) m，双序孔第一节长3(4.5)m，其余管节长度均为 6(9)m。
➢管棚安装后，管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔 壁间空隙，连接压浆管及三通接头。
➢管棚注浆前，应向开挖工作面、拱圈及孔口管周 围岩面喷射厚10cm的C25混凝土，以防钢管注浆时 岩面缝隙跑浆。
3.管棚超前支护参数选择
➢管棚应采用热轧无缝钢管制作，必要时钢管内安 装钢筋笼。 ➢钢管直径应符合设计要求，一般为直径70~180 mm ，钢管中心间距宜为管径的2~3倍。 ➢管棚长度应根据地层情况选用，一般为10~40m。 ➢管棚外插角一般为0~3 ° 。 ➢管棚终端位置应达到防护对象的长度加上因开挖 而造成的开挖工作面松弛范围的长度。纵向两组 搭接长度应符合设计要求并应大于3m 。
➢断层带，当裂隙宽度(或粒径)小于1mm，或渗透 系数k≥10-４m/s时，注浆材料宜优先选用水玻璃类 和木胺类浆液。
➢细、粉砂层、细小裂隙岩层及断层地段等弱渗透 地层中，宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化 学浆液，如聚胺脂类，或超细水泥浆。
隧道工程隧道爆破施工技术PPT学习教案
第七章 隧道施工工艺及施工技术
3 震动区 在破裂区外围的岩体中，应力波和爆轰气体 的能量已不足以对岩石造成破坏，应力波的能 量只能引起该区域内岩石质点发生弹性振动， 这个区域称为震动区。 在震动区，由于地震波的作用，有可能引起 地面或地下建筑物、构筑物的破裂、倒塌，或 导致路堑边坡滑坡、隧道冒顶片帮等灾害。
12
345
a.空气冲击波作用机理
λ
6
7
8
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第七章 隧道施工工艺及施工技术
b.等离子体作用机理
冲击波 等离子体
炮孔
爆轰波 爆轰产物
炸药受等离子体 作用的区域
图1－19 炮孔中作用于未反应药卷上的等离子体效应
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第七章 隧道施工工艺及施工技术
(2)消除沟槽效应和防止爆轰中断的措施 a.采用偶合散装炸药消除径向间隙。
n r
(三)爆破漏斗的分类 W 根据爆破作用指数n值的不同，分为以下四种： 1.标准抛掷爆破漏斗(n=1) 2.加强抛掷爆破漏斗 (n＞1 ) 3.减弱抛掷爆破漏斗 (0.75＜n＜1 ) 4.松动爆破漏斗 (0＜n＜0.75 )
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W W
第七章
W
隧道施工工艺及施工技术
r
r
45° 45°
偶合装药
不偶合装药
b.沿药卷全长布设导爆索，可 以有效地起爆炮眼内的细长排 列的所有药卷。
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普通导爆索
第七章 隧道施工工艺及施工技术
c.每装数个药包后，装1个能填实炮孔的大直径 药包，以阻止空气冲击波或等离子体的超前传播 。 d.给药卷套上由硬纸板或其它材料做成的隔环，其 外径稍小于炮眼直径。 e.选用不同的包装涂覆物 。 f.采用临界直径小，对沟槽效应抵抗能力大的炸药 。
2024年隧道爆破施工安全技术规定
____年隧道爆破施工安全技术规定第一章总则第一条为了确保隧道爆破施工的安全性，保障施工人员和周围环境的安全，制定本规定。
第二条本规定适用于隧道爆破施工，包括隧道掘进、岩土开挖等爆破施工活动。
第三条隧道爆破施工应符合国家有关爆破工程的法律法规和技术标准，并结合隧道工程的特点制定具体施工方案。
第二章施工组织与管理第四条隧道爆破施工应由具有相应资质的专业爆破公司进行，公司应具备必要的技术力量和管理能力。
第五条施工方案应明确工程的施工范围、方法、工期以及施工过程中的安全措施等内容。
第六条施工前应组织召开安全技术交底会，明确施工方案和各个工序中的安全措施，并确保相关人员了解和掌握。
第七条施工现场应设立安全管理人员，负责施工现场的安全管理和协调。
第八条施工现场应规范设置安全警示标识，明确隧道爆破施工区域和禁止入内区域。
第九条施工现场应配备完善的安全防护设施，包括防护网、安全标志牌、防护栏杆等。
第十条施工现场应配备消防设备和应急救援设备，提供及时有效的安全救援措施。
第三章施工人员管理与培训第十一条参与隧道爆破施工的人员应持有相应资质证书，并具备相关的工作经验和技术知识。
第十二条施工人员应严格遵守施工方案和安全操作规程，不得擅自更改施工参数或采取其他违章操作。
第十三条施工人员应定期进行职业技能培训，提高安全意识和应对突发事件的能力。
第十四条施工人员应佩戴相应的个人防护用具，如安全帽、防护眼镜、防护鞋等。
第四章施工设备与材料管理第十五条施工设备和工具应经过检测合格，使用前应进行试运行和检查。
第十六条施工设备和工具应定期进行维修和保养，确保其正常工作和安全使用。
第十七条施工材料应符合国家标准和技术要求，不得使用过期或劣质材料。
第十八条施工设备和材料的存放应符合规定，防止堆放不当导致的意外事故。
第五章施工过程与安全措施第十九条施工现场应进行地质勘察和爆破风险评估，确定爆破参数和方案。
第二十条爆破前应设置警示区，禁止人员和车辆进入，并采取必要的措施保护周围环境和建筑物。
第7章 隧道爆破法施工技术
第7章
隧道爆破法施工技术
华北水利水电大学 资源与环境学院
王江锋 副教授
CONTENTS
7.1 隧道爆破的基本概念 7.2 隧道爆破器材及起爆方法 7.3 隧道掏槽爆破技术 7.4 隧道光面爆破技术
7.5 隧道爆破设计
华北水利水电大学 资源与环境学院
7.1
隧道爆破的基本概念
7.1
序号 1 2 3 直眼掏槽 大小断面均可以，小断面更优 越 韧性岩层不适用 一次爆破深度可以较大 斜眼掏槽 大断面较适用 对各种地质条件均适用 受隧道宽度限制，不宜太深 （<5m）
4
5 6 7 8
技术要求高，钻眼精度影响大
炸药用量较多 需用雷管段数多 钻眼互相干扰少 渣堆较集中
相对来说可稍差些
相对较少些 需用雷管段数少 钻眼时，钻机干扰大 抛渣远，易打坏设备
围岩保持稳定，不产生或很少产生炮震裂隙。 创造舒适安全的施工条件，能加快施工进度，节省隧道工程 造价。
轮廓线钻眼法 光面爆破的三大类型 预裂爆破法 光面爆破法
7.4
隧道光面爆破技术
（一）光面爆破作用机理
爆破时产生的冲击波和高温 高压气体作用在眼壁上，炮眼周 围的岩石受到强烈的压缩而破碎， 粉碎圈以外的岩石在压缩波作用 下产生径向裂缝，当压缩波传到 自由面时，因弹性能的释放又以 拉伸波的形式向反方向传播，此 二拉伸波在其传播过程中把岩石 拉成切向裂缝，将岩体拉成岩块， 剩余气体的压力把岩块从岩体中 抛掷出去，形成相互作用的爆破 漏斗。
7.2
隧道爆破器材及起爆方法
瞬发电雷管
延期电雷管
7.2
隧道爆破器材及起爆方法
电爆网络的连接方式：
(1)串联
隧道施工工艺及技术方法课件
套拱施作完成
隧道施工工艺及技术方法
管棚施工（预留核心土）
7.1.3 超前注浆小导管 超前注浆小导管是在开挖前，沿隧道周边，向前方围岩钻孔
并安装带孔小导管，或直接打入带孔小导管，并通过小导管向 围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就 形成了有一定厚度的加固圈，即可安全地进行开挖等作业。超 前小导管实际上是超前锚杆的发展。
超前锚杆是指沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面 前方钻孔安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的 围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。
超前锚杆设置方式
隧道施工工艺及技术方法
隧道施工工艺及技术方法
超前锚杆性能特点及适用条件 锚杆超前支护的特点：柔性较大，整体刚度较小。隧道开挖
后，杆体及周边固结的部分围岩支承上覆岩土体，防止围岩坍 塌，减少洞室变形。
7.1 围岩预支护（预加固）
软弱破碎围岩中，即使采取短进尺开挖，开挖面和开完后的 坑道也可能不稳定，尤其在地下水丰富时更为严重。对于不稳定 的围岩体系，掌子面前方围岩的预加固和预支护是控制和减少坑 道开挖后周边收敛变形、防止坍塌的关键环节。
掌子面：即开挖坑道（采 煤、采矿或隧道工程中）不断 向前推进的工作面。
隧道工程 第7章 隧道施工工艺及技术方法
2017年4月14日
隧道施工工艺及技术方法
第一节 围岩预支护（预加固） 第二节 隧道爆破施工技术 第三节 装渣与运输（自学） 第四节 初期支护 第五节 监控量测与数据分析 第六节 防排水施工工艺（自学） 第七节 二次衬砌（自学） 第八节 辅助坑道（自学）
隧道光面爆破技术
注：同层连续、隔层跳段延时起爆。
隧道爆破施工技术
五、光面孔导爆索连接起爆
（1）导爆索起爆的连接方式：
隧道爆破施工技术 （2）导爆索起爆网路
隧道爆破施工技术 （3）导爆管起爆网路
隧道爆破施工技术
两台阶开挖炮眼布置图
隧道爆破施工技术
隧道爆破施工技术
三台阶开挖炮眼布置图
隧道爆破施工技术
其作用是先在开挖面上炸出一个 槽腔，为后续炮眼的爆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ创造新的临 空面。
隧道爆破施工技术
（二）周边眼
沿隧道设计轮廓布置的炮 眼称为周边眼。如图中的蓝 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。
隧道爆破施工技术
（三）辅助眼
位于掏槽眼与周边眼之 间的炮眼称为辅助眼。如图 中的黑色炮眼。
汇报完毕， 敬请专家、领导指正！
谢 谢！
隧道爆破施工技术
隧道光面爆破控制技术
中铁四局黔张常铁路项目部
2017.3
主要内容：
1 2 3
隧道爆破施工技术
一、炮眼的种类及作用
种类：
隧道爆破施工技术
（一）掏槽眼
针对隧道开挖爆破只有一个临空 面的特点，为提高爆破效果，宜先在 开挖断面的适当位置（一般在中央偏 下部)布置几个装药量较多的炮眼,如 图中的红色炮眼。
隧道爆破施工技术
所以本工程应整体偏小取。本工程建议： 硬岩（III级）：a=45～55cm、w=
（55～65）； 中硬岩（IV级）：a=35～45cm、w=
（45～55）； 软 岩（V级）：a=30～40cm、w=
（40～50）。
隧道爆破施工技术
探讨隧道开挖爆破施工技术
探讨隧道开挖爆破施工技术隧道开挖爆破施工技术是一种在隧道工程中常见的工程施工方法，通过控制爆破技术的实施，能够有效地提高隧道工程的开挖效率和质量。
本文将从爆破施工原理、设备与材料、爆破参数设计以及安全防护等方面进行探讨，以期为隧道开挖爆破施工技术的应用提供参考。
一、爆破施工原理爆破施工是利用炸药的爆炸能量破坏岩石或土体的一种工程施工方法。
在隧道开挖中，通过合理的炸药选用、装药方案设计以及引爆时间控制，能够实现对隧道岩体的快速破坏，从而实现开挖的目的。
爆破施工原理主要包括以下几个方面：1. 炸药选用：隧道开挖爆破施工中常用的炸药品种包括炸药胶、无烟炸药、水胶炸药等。
针对不同的岩体性质和开挖要求，需要选择不同种类和规格的炸药，以达到最佳的爆破效果。
2. 装药方案设计：装药方案是指在爆破孔洞中按照一定的规则、比例和方式填充炸药、起爆药和打捞装置等物质的具体方案。
通过科学的装药方案设计，能够实现对岩体的有效破坏，并最大程度地减少对周边环境和设施的影响。
3. 引爆时间控制：在爆破施工中，通过控制起爆药的引爆时间，能够实现对爆炸能量的精确控制，从而保证爆破效果和安全性。
二、设备与材料隧道开挖爆破施工需要使用一系列的设备与材料来完成。
主要包括爆破设备、炸药、起爆药、打捞装置等。
1. 爆破设备：爆破设备主要包括钻孔设备、装药设备、起爆设备和安全设备等。
钻孔设备用于在岩体中钻孔，用于填充炸药；装药设备用于将炸药、起爆药等装入爆破孔洞中；起爆设备用于对炸药进行引爆；安全设备用于爆破现场的安全管理。
3. 起爆药：起爆药是引起炸药爆炸的关键物质，其引爆方式可以采用电火花、导爆管等形式，需要根据具体情况来选择合适的起爆装置。
4. 打捞装置：打捞装置用于在爆破后将爆破孔洞中的碎石、炸药渣等清理，以便下一次爆破施工的进行。
三、爆破参数设计1. 炸药用量：炸药用量是影响爆破效果的重要参数之一。
炸药用量的确定需根据岩体的性质、强度、裂隙发育情况以及爆破要求进行综合考虑，以保证爆破效果和安全性。
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试验表明：第一个起爆装药孔离开临空孔的距离应 不大于1.5倍的临空孔直径。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
螺旋形掏槽 螺旋形掏槽是由柱状掏槽发展而来，其特点 是中心眼为空眼，邻近空眼的各装药眼至空眼 之间的距离逐渐加大，其连线呈螺旋形，并且 由近及远依次起爆。
a=(1.0～1.5)D b=(1.2～2.5)D c=(3.0～4.0)D d=(4.0～5.0)D D为钻孔直径，一般不小于100mm
隧道施工工艺及施工技术
药包爆炸 爆轰波 作用于岩壁 气体产物
楔 入 应 力 波 作 用 下 的 破 碎 岩 块
爆轰气体 与应力波 共同作用 学说
此时继续 压缩
产生压碎区域
产生冲击波
衰减为应力波 继续衰减
径向裂隙
环向裂隙
使破碎岩块向前延伸并进一步张开 若P足够大，则推动破碎岩块作径向抛掷运动
第七章
隧道施工工艺及施工技术
第七章
隧道施工工艺及施工技术
第二节 隧道爆破施工技术
一、 爆破对固体介质的破坏作用
炸药爆炸的定义 炸药爆炸是一种高速进行的，能自动传播的 化学反应，在此反应过程中放出大量的热，并 生成大量的气态产物。 炸药爆炸的三要素 (1)放出热量
爆炸
(2)生成气体产物 (3)反应的高速度
第七章
特点：掏槽眼与开挖断面斜交。 包括：锥形掏槽、各种楔形掏槽、单向掏槽等。 隧道爆破中常用的是垂直楔形掏槽和锥形掏槽。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
单向掏槽 楔形掏槽 锥形掏槽
(1)斜眼掏槽布置形式
单向掏槽
由数个朝同一方向倾斜的炮眼组成。 适用于隧道断面内有软弱夹层、层理、节理 和裂隙时。 单向掏槽法可根据巷道断面大小或软弱夹层 的厚度不同，布置一排或两排掏槽眼。 掏槽眼的倾斜角度一般为50°~70 °，岩石 坚固程度高，角度取小值。
二、起爆器材
设置传爆起爆系统的目的是在装药以外的安全 距离处通过发爆和传递，使装在药包或药卷中的雷 管起爆，并引发药包或药卷爆炸，从而爆破岩石。 起爆器材包括：导火索、导爆索、继爆管、导 爆管、雷管、起爆药柱、起爆器和起爆所需的其它 用品。
三大索类器材：导火索、导爆索和导爆管。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
第七章
隧道施工工艺及施工技术
四、周边眼的控制爆破
(一)隧道控制爆破的分类
光面爆破 光面爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔，采 取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之 后起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。 预裂爆破
预裂爆破是指沿开挖边界布置密集炮孔，采 取不耦合装药或装填低威力炸药，在主爆区之 前起爆，以形成平整的轮廓面的爆破作业。
雷管
起爆药柱
起爆器
第七章
隧道施工工艺及施工技术
常用的工业炸药起爆方法可分为导火索起 爆法、导爆索起爆法、导爆管起爆法和电力起 爆法。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
三、 隧道爆破设计
岩石隧道爆破特点
临空面少
对钻眼爆破质量要求高
尽量减小对围岩的扰动 复杂地质条件对钻爆施工影响大 作业环境差，施工干扰大
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(b)底部掏槽 (a)顶部掏槽
(c)侧向掏槽
(d)扇形掏槽
第七章
隧道施工工艺及施工技术
楔形掏槽
由两排相对称的倾斜炮眼组成，爆破后形成一 个楔形槽。 楔形掏槽的分类及适用条件 分为：垂直楔形掏槽和水平楔形掏槽
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(b)水平楔形掏槽 (a)垂直楔形掏槽
第七章
隧道施工工艺及施工技术
4.装药量的计算
目前多采取先用体积公式计算出一个循环的总 用药量，然后按各种类型炮眼的爆破特性进行分 配，再在爆破实践中加以检验和修正，直到取得 良好的爆破效果为止的方法。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
Q q V
V lS
(1)首先计算总用药量
(2)折合成炸药卷数(以2号岩石铵梯炸药为准
(a)菱形布置
(b)楔形布置
(c)三角形布置
第七章
隧道施工工艺及施工技术
作为临空孔(free hole）的空眼(buster hole) 数目， 视炮眼深度而定:
一般当孔眼深度小于3.0m时采用一个； 当孔眼深度为3.0m～3.5m时，采用双临空孔；
当孔眼深度为3.5m～5.15m时采用三个。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(2)直眼掏槽的特点 适用于中硬岩层或坚硬岩层 适宜采用中深孔爆破 凿眼效率高 炮眼利用率高 抛掷距离短 耗药量大 要求严格
第七章
隧道施工工艺及施工技术
3.混合掏槽
混合掏槽是指两种 以上的掏槽方式的混 合使用，一般在岩石 特别坚硬或隧道开挖 断面较大时使用。主 要有：复式掏槽、升 级掏槽和分段掏槽。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
2.炮眼数目 炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石 性质和炸药性能有关，炮眼的多少直接影响凿 岩工作量。 炮眼数量应能装入设计的炸药量，通常可根 据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算
第七章
隧道施工工艺及施工技术
qs
N
式中：N—炮眼数量，不包括未装药的空眼数；
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(三)隧道爆破参数的设计
炮眼直径
炮眼数目
炮眼深度
装药量
第七章
隧道施工工艺及施工技术
1.炮眼直径 必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能 等综合分析，合理选用孔径。 一般隧道的炮眼直径在φ32mm~φ50mm之间， 药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的 10%~15%。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
复式楔形掏槽 为了提高循环进尺，可以采用复式楔形掏槽
三级复式楔形掏槽
第七章
隧道施工工艺及施工技术
二级复式楔形掏槽（V形掏槽）
第七章
隧道施工工艺及施工技术
特点 掏槽深度大、掏槽效果好 能提高炮眼利用率； 布置和施工都较为复杂。 注意：选择掏槽形式的时候要根据围岩地质条件以 及设备情况综合确定。 若断面较大、有足够的设备、司钻空间较大时，可 采用混合掏槽中的复式掏槽；若断面不大、设备不 足、司钻空间小，可采用垂直楔形掏槽或直眼掏槽。
l—每掘进循环的计划进尺数；
l 月循环计划进尺 天数 台班数
η—炮眼利用率，不低于0.85。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
按每一掘进循环所占用时间确定
L m vt N
式中，m—钻机数量； v—钻眼速度m/h； t—每一掘进循环中钻眼所占时间(h) 。
目前较多采用的炮眼深度为1.2m~1.8m， 中深孔2.5m~3.5m,深孔3.5m~5.15m。
垂直楔形掏槽适用于中硬 以上的均质岩石
水平楔形掏槽适用于 岩层为水平层理时。 (使用较少)
第七章
隧道施工工艺及施工技术
楔形掏槽的特点 掏槽数目较少，掏槽体积大，易将岩石抛出。 掏槽眼深度受到隧道断面尺寸的限制，岩堆分 散。
b
α B
第七章
隧道施工工艺及施工技术
锥形掏槽
炮眼呈角锥形布置，各掏槽眼以相等或近似相 等的角度向工作面中心轴线倾斜，眼底趋于集中， 但互相并不贯通，爆破后形成锥形槽。 根据掏槽炮眼数目的不同分为三角锥、四角锥、 五角锥等。适用于岩石较坚硬的均质岩层。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(一)炮眼的种类和作用
掏槽眼
周边眼 辅助眼
图5-1
炮眼布置图
第七章
隧道施工工艺及施工技术
5cm ① ①
1.掏槽眼
③④
5cm
②
②
⑤
①
10cm
20cm
20cm 10cm
作用：先在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮 眼的爆破创造新的临空面。 掏槽眼与底眼比其它炮眼深15~25cm，装药量 增加15%~20%，采用连续装药结构。
④
10cm
②
②
⑤
20cm 20cm 10cm
作用：炸出较平整的隧道断面轮廓。 周边眼装药量最小，多采用不耦合装药。 底眼比其它炮眼深15~25cm。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(二)掏槽形式 根据掏槽眼与工作面的相对关系以及掏槽 眼在被爆岩体中的排列形式，可分为斜眼掏槽、 直眼掏槽缓和混合掏槽。
1.斜眼掏槽
q—单位炸药消耗量，一般取q=1.2kg/m3~2.4kg/m3； S—开挖断面积，m2； τ—装药系数(见表) γ—每米药卷的炸药重量（kg/m）
第七章
隧道施工工艺及施工技术
3.炮眼的深度 炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。 合适的炮眼深度有助于提高掘进速度和炮眼利 用率。
L
第七章
隧道施工工艺及施工技术
第七章
隧道施工工艺及施工技术
5cm ① ①
2.辅助眼
5cm
③④ ② ② ⑤
②
10cm
Hale Waihona Puke 20cm20cm 10cm
作用：扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破 创造临空面。 装药量介于掏槽眼和周边眼装药量之间，多采 用连续装药结构。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
③
③④ 5cm ① ① 5cm
3.周边眼
④ ⑤
φ32mm,长200mm，m=0.15kg)
故炸药卷数
n
Q 0 . 15
然后，按装药系数进行分配。
第七章
隧道施工工艺及施工技术
(四)炮眼的布置 布置方式
直线形布置 形式简单且易掌握，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。