全断面法-台阶法隧道施工光面爆破技术
隧道台阶法施工方式
在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、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。
全断面开挖法隧道机械化施工，有三条主要作业线：开挖作业线：钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。
锚喷作业线：混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。
模筑衬砌作业线：混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。
全断面法施工特点：(1)开挖断面与作业空间大、干扰小;(2)有条件充分使用机械，减少人力;(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件;(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
台阶法施工至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：(1)初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短。
(2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。
隧道施工的六大方法
隧道施工的六大方法在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、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。
全断面开挖法隧道机械化施工，有三条主要作业线：开挖作业线：钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。
锚喷作业线：混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。
模筑衬砌作业线：混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。
全断面法施工特点：(1)开挖断面与作业空间大、干扰小;(2)有条件充分使用机械，减少人力;(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件;(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
台阶法施工至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：(1)初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短。
(2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
隧道开挖的光面爆破技术应用
隧道开挖的光面爆破技术应用摘要：本文结合工程实例，对光面爆破在隧道开挖过程中的应用谈一些看法。
关键词：隧道，开挖，光面爆破，应用Abstract: combining with practical engineering, the smooth blasting in tunnel excavation process some views on the application.Keywords: tunnel excavation, smooth blasting, applications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。
隧道全断开挖光面爆破，是应用光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种施工方法。
它与传统的爆破法相比，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施工安全，同时，又能减少超、欠挖，提高工程质量和进度。
一、光面爆破的机理为便于问题分析任取周边炮孔当中的相邻两孔A、B进行分析：如右图示：A、B炮孔中各自产生的爆炸气体分别向炮孔周围扩散，当A、B间距适当时，由于各自起导向孔的作用，因此无论是A、B炮孔同时起爆还是A孔先爆，应力首先是在各自炮孔壁产生应力集中现象，并且发展最快，就向被削弱的介质方向集中，沿两孔联心线方向形成贯穿的裂缝，继之在爆炸高压气体的准静态应力作用下，使径向裂缝尽一步发展，在爆炸气体压力作用下，由于最长的径向裂缝发展所需要的能量最小，所以该处的裂缝将首先得到扩展。
因此连心线方向也就成为裂缝继续扩展的最优方向，而其它方向的裂缝发展甚微，从而保证了裂缝沿连心线将岩体断开。
当然有个前提是间距适当，当间距过大时，是形不成贯穿裂缝的。
光面爆破是沿开挖轮廓线布置间距较小的平行炮眼，在这些光面炮眼中进行药量较少的不耦合装药，然后同时起爆，爆破时沿这些炮眼的中心连线破裂成平整的光面。
山东城际铁路隧道爆破开挖技术交底(光面爆破,三台阶七步开挖,附示意图)
按炮眼布置正确钻孔，掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。
⑷钻眼
司钻工要熟悉炮眼布置，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，以确保周边眼准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，要根据眼口的位置、岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，掏槽眼要加深10cm。炮眼的深度和角度要符合设计要求。掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm；周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
施工技术交底
施工单位名称：中国建筑股份有限公司武黄城际铁路二标项目经理部一分部
交底日期：编号：HBCJ WHSG2JD-ZY-
工程名称
魏家庄隧道
里程/桩号
DK14+460～DK15+200
设计文件图号
施工部位
开挖爆破
技术交底内容：
爆破工艺流程、爆破方法、爆破注意事项。
技术措施：
1.光面爆破工艺流程
工艺流程见光面爆破工艺流程图。
6
雷管用量
发
217
7
炸药用量
Kg
311.73
8
比钻眼数
个/m2
1.42
9
比钻眼量
m/m3
1.50
10
比装药量
Kg/m3
0.79
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.24
12
预计炮眼利用率
%
93
6.7正台阶光面爆破施工
采用正台阶法掘进。爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、普通毫秒延期电雷管起爆系统，毫秒微差有序起爆。
隧道开挖方法、的方案及支护方法
地下水发育的断层破碎带 或可能出现突水涌泥地段
大管棚施工工艺框图
注浆设计
测量定位 套拱施工
注浆参数试验
注浆配置 注浆设备就位调试
否
管棚机钻孔 安设大管棚
安设止浆塞
注浆 效果检查 合格 下一孔施工
管棚机就位
钢管φ108mm,厚6mm 中至中80cm
500 500
15#
20#
Байду номын сангаас
25#
钢管φ108mm,厚6mm
开挖界线
φ50mm锁脚钢管L=3m 壁厚3.5mm
超前砂浆锚杆
Ⅹ
I18横撑,C单元
单元 接头（三）
开挖界限
接头（一） 开挖界限
单元
隧 道 中 线 横撑， 单元
超前砂浆锚杆 单元
临时钢架
Ⅹ
I18横撑,C单元
定位系筋
锁脚钢管
开挖界限 单元
φ50mm锁脚钢管L=3m 壁厚3.5mm
Ⅸ
Ⅸ
Ⅸ
双侧壁导坑法施工工序横断面
施工准备 （含超前地质预报）
爆破设计
试验验证
测量放线
钻眼（深度不同）
药量计算
信 息
装药（药量不同）
反
馈
爆破
初喷后装碴运输
断面检查、爆破效果分析 良好
进入下一道工序
2、台阶法：分上下台阶开挖。
台阶法开挖施工工艺框图（Ⅳ级围岩）
施工准备 （含超前地质预报）
爆破设计
试验验证
上下台阶测量放线
测量放线
上台阶钻眼
中
线
喷15 厚 砼
临时钢架 开挖界线
开挖界线
Ⅴ
φ50 锁脚钢管 ＝3 壁厚3.5
四、隧道光爆要点
四、光面爆破施工要点在隧道爆破施工中，首要要求是开挖轮廓与尺寸准确，对围岩扰动小。
采用光面爆破能使开挖轮廓与尺寸准确，对围岩扰动小，大大地减少了超欠挖，安全、经济。
早在1979年就在衡广复线坪乐段大瑶山等11座隧道开挖施工中全面推广应用光面爆破技术，取得很大成功，并创造了大断面深孔掏槽技术和全断面深孔光面爆破技术，并在全国进行推广应用。
1隧道光面爆破技术1.1隧道光面爆破的特点与标准（1）特点光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，尤其是正确选择周边眼的钻爆参数与装药结构，周边孔爆破是在设计断面主爆体爆破之后最后同时起爆，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持围岩的完整性和稳定性的爆破技术。
（2）主要标准开挖轮廓成形规则，岩面平整；围岩岩壁上保持50%以上的半边炮眼痕迹，无明显的爆破裂缝；超欠挖符合规定要求，围岩无危石、无坍塌等现象。
（3）光面爆破的优越性对围岩的扰动小，又尽可能保存围岩自身原有的承载能力，从而改善了初期支护和衬砌结构的受力状况，可以减小初期支护强度。
由于围岩岩壁圆顺平整，减少了应力集中和局部落石现象，是隧道防坍的有力措施，从而增加了施工安全度，减少了超挖和回填量，能节省大量混凝土，降低工程成本，加快施工进度。
光面爆破可减轻振动和保护围岩，所以它是山岭隧道、城市市政隧道、地铁隧道等有效的开挖爆破方法。
1.2隧道光面爆破的主要参数隧道光面爆破主要参数包括：周边眼的间距（E），周边眼的抵抗线（W）（即周边眼至内圈眼的距离）、周边眼密集系数（K=E/W）和装药集中度（线装药密度）等。
同时，应根据爆破器材，选择周边装药结构和安排起爆雷管。
影响光面爆破参数的因素很多，主要有岩石的可爆性、炸药品种、一次爆破的断面大小、断面形状、凿岩设备、钻孔直径和深度等，其中影响最大的是地质条件。
光面爆破参数的选择，通常采用简单的计算并结合工程类比法加以确定，在初步确定后，一般可在现场爆破实践中加以修正改善。
隧道全断面开挖光面爆破工法（附示意图）
隧道全断⾯开挖光⾯爆破⼯法（附⽰意图）隧道全断⾯开挖光⾯爆破⼯法(附⽰意图)隧道全断⾯开挖光⾯爆破⼯法光⾯爆破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。
隧道全断开挖光⾯爆破⼯法，是应⽤光⾯爆破技术，对隧道实施全断⾯⼀次开挖的⼀种施⼯⽅法。
它与传统的爆破法相⽐，最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作⽤，从⽽减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，确保施⼯安全，同时，⼜能减少超、⽋挖，提⾼⼯程质量和进度。
⼀、光⾯爆破作⽤原理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，对岩体产⽣两种效应：⼀是药包爆炸瞬时⾼温⾼压⽓体形成的冲击波效应；⼆是爆炸⽓体膨胀做功所起的作⽤。
光⾯爆破是周边眼同时起爆，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，爆炸⽓的膨胀使裂缝进⼀步扩展，形成平整的爆裂⾯⼆、光⾯爆破的技术要点要使光⾯爆破取得良好效果，⼀般需掌握以下技术要点：1.根据围岩特点，合理选定周边眼的间距和最⼩抵抗线，尽最⼤努⼒提⾼钻眼质量。
2.严格控制周边眼的装药量，尽可能将药量沿眼长均匀分布。
3.周边眼宜使⽤⼩直径药卷和低猛度、低爆速的炸药。
为满⾜装结构要求，可借助导爆索(传爆线)来实现空⽓间隔装药。
4.采⽤毫秒微差有序起爆。
要安排好开挖程序，使光⾯爆破具有良好的临空⾯。
(⼀)周边眼常⽤参数的选择1.周边眼间距E它是直接控制开挖轮廓⾯平整度的主要因素。
⼀般情况下E=(12~15)d，其中炮眼直径d=35~45mm。
对于节理较发育、层理明显以及开挖轮廓要求较⾼的地下⼯程，周边眼间距可适当减⼩，也可在两炮眼之间增加⼀个不装药的导向空眼。
铁路隧道开挖工法
中隔壁法（CD法）
中隔壁法开挖方式
中隔壁法（CD法）
①
④
②
⑤
③
m 3~5 m 3~5 m 3~5 m 3~5
⑥
m 3~5 m 3~5
上：中隔壁法施工示意图 右：中隔壁法施工开挖
6、交叉中隔壁法 （CRD法、cross diagram） 将大断面分部分块开挖，环向初支步 步成环、纵向每步拉开短步序，一般适用 于Ⅴ～Ⅵ级围岩，围岩自稳性极差、浅埋、 洞口、下穿建构筑物等。 工法优点：步步成环，安全度高，可较 好地控制沉降。 工法缺点：工效低、进度慢、造价较施工
2、台阶法
隧道分两次或三次开挖，台阶 间控制一定距离，上下平行作业，
一般用在Ⅳ～Ⅴ级围岩。
施工要点： （1）根据围岩条件合理确定台阶长度和台 阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径， 台阶高度根据地质情况、断面大小和施工机械 设备情况确定。 （2）上台阶施作钢拱架，必要时采用扩大 拱脚、锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初 期支护变形；下台阶施工时应保证初期支护钢 架整体顺接平直，螺栓连接牢固，钢拱架必须 落在实处，严禁悬空或落在虚碴上。 （3）下部施工时应采取措施，减少对上部 围岩、支护的扰动。
4、三台阶七步开挖法 在三个台阶上分七个工作面，以前后七 个不同位置相互错开同时开挖，然后分部及 时支护，形成支护整体。一般适用于黄土地 区。
施工要点： （1）做好工序衔接，尽量缩短台阶长度； （2） 隧道周边预留30厘米人工开挖，其 余采用机械开挖，局部需要爆破时，采用弱爆 破； （3）左右落底错开2～3米，严禁对开； （4）完善洞内排水 措施，严禁水浸泡拱 （墙）脚及在施工现场漫流。必要时配合井点 降水将水位降至仰拱以下。 （5）掌子面配备人员一般75人。
隧道开挖施工(全断面、台阶法)-10月份第四周学习内容
2.3隧道开挖施工隧道开挖方法应根据隧道的地质条件，隧道的断面尺寸，机械设备配置，以及周边条件等因素综合选择，常用的的开挖方法有全断面、台阶法（两台阶、三台阶）、中隔壁法（CD法），交叉中隔壁法（CRD 法），双侧壁导坑法。
2.3.1全断面开挖施工全断面开挖:隧道开挖时整个断面一次爆破成型的施工方法，适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ～Ⅱ级围岩地段，Ⅲ级围岩单、双线铁路隧道采取了有效的预加固措施后，可采用全断面开挖。
开挖循环进尺应根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。
一、作业内容施工测量、钻爆设计、凿岩台车或开挖台架就位、钻孔、装药起爆、通风、出渣。
二、工艺流程图全断面开挖施工工艺流程框图及施工方法示意图见图2.3.1-1。
三、工序步骤及标准(一)施工准备1.编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书；2.按计划准备充足开挖、支护所使用的各项材料，使其满足施工要求。
施工设备及各种机料具已准备就绪；3.施工人员经过培训，均能满足现场施工要求；(二)超前地质预报1.在施工过程中通过超前预报对地表及围岩变化情况进行监测，随时掌握动态情况，提前研究技术措施和施工方案。
2.隧道施工地质超前预报手段可采用常规地质分析法、超前水平钻孔法、反射波法等。
地质分析法可对开挖作业面的地质情况进行准确判定，超前水平钻孔可预测前方30m的地质情况，地震波反射法可预测前方100~150m的地质情况。
3.地质超前预报应做到准确及时，动态预报可能发生地质灾害的位置、性质，为验证和修改（变更）设计及调整施工方案提供依据。
当地质条件和设计不符合时，应及时会同各方进行设计变更，以便修改支护参数或开挖方式，确保施工的安全。
(三)施工测量测量技术人员利用洞内中线控制桩点，画出工作面开挖轮廓线，并标记出钻孔位置。
(四)凿岩台车（多功能台架）就位根据工作面的开挖轮廓线把凿岩台车（多功能台架）开到指定位置，固定台车，并调整台车的高度，便于工作。
隧道全断面法施工工艺
隧道全断面法施工工艺1、全断面法施工工艺全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺，全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。
⑴全断面法施工工艺流程见图1⑵工艺主要说明及要求适用范围：适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ～Ⅱ级围岩地段，Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后，亦可采用全断面开挖施工工艺。
作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。
本标段在Ⅱ级围岩地段采用多功能台架凿岩机钻孔，进行全断面开挖。
用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场，锚杆台车进行全断面锚杆安装、钢筋网挂设和喷混凝土施工。
钻爆采用光面爆破技术爆破，喷混凝土采用湿喷技术。
测量放线：测放中线、水平、所有炮眼位置；多功能台架就位钻孔爆破：多功能台架就位、全断面钻孔、装药、爆破；排烟：爆破后，利用通风机排除炮烟；出碴：用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；初期支护：采用混凝土湿喷机在素喷一层混凝土封闭围岩后，局部打设锚杆；初期支护完毕，进入下一开挖循环。
⑶施工特点开挖断面与作业空间大，干扰小；有条件充分使用机械，减少人力；工序少、便于施工组织与施工管理，改善劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
图1全断面法施工工艺流程图2、台阶法施工工艺台阶开挖是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工工艺。
⑴台阶法施工工艺流程图见图2⑵工艺主要说明及要求台阶长度必须根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定。
适用范围：铁路客运单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩地段，Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。
作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。
在本标段的Ⅲ～Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，在每一开挖循环中，利用风动凿岩机钻孔；出碴时，用挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；上下台阶均采用风动凿岩机钻孔，人工安装锚杆及钢筋网挂设和喷混凝土施工。
各级围岩爆破的施工方法
一．隧道爆破技术要求⑴根据围岩特点，合理选定周边眼的间距E、最小抵抗线W和炮眼深度L，辅助炮眼交错均匀布置在内圈眼与掏槽眼之间，周边炮眼、内圈眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深10cm。
⑵严格控制周边眼的装药量,尽可能将药量沿眼长均匀分布，同步起爆。
⑶周边眼使用小直径药卷、低猛度和低爆速的乳化炸药.为了满足瓦斯隧道安全施工要求，有瓦斯突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药，必须采用煤矿许用电雷管连续正向装药,严禁反向装药，雷管以外不装药。
严禁使用秒及毫秒级电雷管，使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段延期时间不得大于130毫秒。
⑷爆破参数计算公式：Q=qV,Q:一个爆破循环的总用药量，kg；q：爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量,主要取决于围岩级别、临空面数目、断面大小。
施工中Ⅲ级围岩全断面开挖q=1；Ⅳ级围岩上导坑开挖q=1，下导坑q=0。
7；Ⅴ级围岩开挖q=0。
6。
V：一个循环进尺所爆落的岩石体积（紧方）,m3,V=S×LL：设计进尺＝炮眼深度×炮眼利用率（取0.9）S：开挖断面面积m2⑸采用毫秒差有序起爆，使光面爆破具有良好的临空面.⑹爆破网络采用串联,接头拧紧，明线部分包裹绝缘层；常规采用串并联结合复式网络.⑺采用绝缘母线单回路爆破，母线与洞内电缆线、电线和信号线分别在隧道两侧。
⑻在岩石中，炮眼深度不足0.9米时，装药长度不得大于炮眼深度的1/2,炮眼深度为0.9米以上,装药长度不得大于炮眼深度2/3，煤层中，装药长度小于炮眼深度1/2.所有炮眼剩余部分用水泡泥和黏土泡泥，水泡泥外剩余泡眼部分应用黏土泡泥封满填实,严禁使用煤粉、块状材料或其它可燃材料做炮泥.⑼瓦斯隧道采用不低于二级煤矿许用炸药和电毫秒雷管。
以下爆破设计均采用2#岩石乳化炸药进行计算.二．各级围岩爆破的施工方法(1)洞身开挖1.围岩级别及工期主洞开挖施工35个月（2014年11月1日～2017年9月30日）。
隧道光面爆破技术
摘 要：介绍凉风凹 1#隧道进口段光面爆破参数的选择、施工方法 及工艺，对控制隧道超欠挖起了积极的作用。
关键词：公路隧道；光面爆破；参数选择；施工技术 一、 工程概述凉风凹 1#隧道进口段位于国道主干线（GZ40）二连浩特至 河口云南水富至麻柳湾高速公路中的第九合同段。
该隧道双幅全长 2750m，隧道采用左右幅分离的双洞单向行车双车道。
隧道设计为净 跨 11.2m，净高 7.1m 的单心圆拱曲墙断面，为长大隧道。
隧道区域 处于构造侵蚀的低山区，为分水岭地貌，最大埋深 501.44m，主要出 侏罗系地层，岩性组合为紫红、紫黑、灰绿色砂岩、粉砂质泥岩、泥 质粉砂岩不等厚互层。
进口段均处于陡坎地段，进口由紫红色泥岩组 成受风化营力影响，浅表层 2～3m 风化破碎强烈，围岩类别低，围岩 类别划分难度较大。
进口段隧道穿越深度以泥岩为主，其围岩类别为 II、III 类，其中 III 类围岩占 65%。
采用台阶法开挖、锚、喷、格 栅、网、初期支护，全断面复合式衬砌。
二、光面爆破的特点 根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场 实际情况，决定采用光面爆破施工。
光面爆破施工，可以减少对围岩 的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显 著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大 减少超欠挖量。
据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量 由原来的 15%～20%降低到 4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程 度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。
三、光面爆破方案的确定 目前，大断面隧道光面爆破施工有 2 种方法：一是预留光爆层法；二 是全断面一次性开挖法，根据施工现场的实际条件及围岩情况，该隧 道采用预留光爆层法。
四、爆破方案设计1、爆破参数的选择光面爆破参数选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种与性能； 隧道开挖断面的形状与尺寸，装药结构与起爆方法。
隧道施工方法及工艺流程
隧道开挖施工方法一、全断面施工Ⅱ级围岩整体性较好，采用全断面光面爆破开挖(开挖顺序见I Ｉ围岩开挖示意图），锚喷初期支护，采用凿岩机钻孔，Ⅱ级围岩开挖进尺3．５m。
出渣采用装载机或挖掘装载机装渣,采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。
全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
全断面法施工工艺见“Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图”。
Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图二、台阶法施工Ⅲ级围岩采用台阶法开挖,台阶法施工将断面分为上下两部分(见III级围岩开挖示意图）。
上台阶长度30m，下台阶长度为10m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动,拱部及边墙采用光面爆破。
上台阶断面采用简易工作台架、Y Ｔ28风钻钻孔；下台阶断面采用凿岩机钻孔,Ⅲ级围岩开挖进尺3.1m。
采用装载机装渣,自卸汽车运渣。
全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
台阶法施工工艺见“台阶法施工工艺流程图”。
台阶法施工工艺流程图三、台阶法施工Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上中下三部分(见Ⅳ级围岩开挖示意图)。
上台阶长度５m,中台阶长度6ｍ，下台阶长度为6m,为了保证开挖轮廓圆顺、准确,维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动,拱部及边墙采用光面爆破。
上台阶采用简易工作台架、YT2８风钻钻孔;Ⅳ级围岩开挖进尺2.１ｍ。
采用挖掘机装渣,自卸汽车运渣。
全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
三台阶开挖法施工工艺流程图三、大拱脚台阶法施工V级围岩地段采用大拱脚台阶开挖法施工,尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖,侧翻式挖掘机装碴,自卸汽车运输。
必要时采用微振动爆破，YT２8风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆,每循环进尺0.８m。
附:大拱脚台阶法开挖施工流程图施工工序:1、（1）弱爆破开挖①部。
（2）施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立大拱脚钢架，并设锁脚锚杆。
（3）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2、（1）弱爆破开挖②部。
隧道工程6-4-1 爆破施工技术-隧道基本开挖方法(全断面、台阶法)
第10页
2 台阶法
• 长台阶法：适用于Ⅰ~Ⅴ级围岩；施工中上 下部可以配备同类型的机械平行作业，机械 不足时可交替作业。施工干扰少，机械配套， 可进行单工序作业。
第11页
2 台阶法
• 短台阶法：适用于Ⅲ~Ⅴ级围岩；可缩短仰 拱封闭时间，改善初期支护受力条件；但上 部出碴对下部断面施工干扰较大，不能全部 平行作业。
• (c) 二次衬砌作业线--- 混凝土拌和站、混凝 土输送车及输送泵、衬砌模板台车等。
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1 全断面开挖法
• （3）施工特点：
• 开挖断面与作业空间大，干扰小；
• 有条件充分使用机械，减少人力；
• 工序少，便于施工组织和管理，改善劳动条 件； • 开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩 稳定。
《铁路隧道》
第6章 隧道工程矿山法施工
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
隧道矿山法概述 围岩预加固方法 洞口段施工方法 爆破施工技术 初期支护施工 二次衬砌施工 隧道施工通风与降尘 隧道施工组织
• 1 全断面开挖法 • 2 台阶法
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概述
• 隧道施工方法的选择，主要取决于隧道的地 质条件、隧道长度与工期要求，同时应结合 机具设备情况、材料供应情况以及施工技术 水平等因素综合考虑。隧道施工方法，按开 挖隧道的横断面分部情形来分，可分为：
• 全断面法； • 台阶法； • 分部开挖法等。
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1 全断面开挖法
• 全断面开挖法就是按照隧道设计轮廓一次爆 破成型，然后修筑衬砌的施工方法。
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2 台阶法
• 台阶法是指正台阶二步开挖法，它是全断面 一次开挖法的变化方法。根据台阶长度分： 长台阶法、短台阶法和微台阶法。采用何种 方法，根据两个条件：
铁路隧道开挖工法
台阶法示意图及照片
3~5 m
两台阶法施工立体图示
三台阶法施工照片
• 注意问题：检查发现上台阶拱架节点大量悬空，安 全隐患大。
3、环形开挖预留核心土法 先开挖上部弧形导坑，预留核 心土平台，再开挖下部两侧边墙、 中部核心土。一般适用在Ⅳ～Ⅴ级 掌子面直立性较差的围岩。
施工要点： （1）后一侧开挖形成全断面时，
及时完成全断面初期支护闭合。 （2）根据监控量测信息，初期支
护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆 除长度不宜超过15m。
（3）临时支护拆除后及时施做仰 拱和二次衬砌。
中隔壁法（CD法）
中隔壁法开挖方式
中隔壁法（CD法）
①
⑤ ⑥
④
②
③
3~5 m 3~5 m
右下：交叉中隔壁法施工
7、双侧壁导坑法 （眼镜工法）
先开挖两侧导坑，再开挖中部， 一般适用于Ⅴ～Ⅵ级围岩的大断面。 围岩自稳性极差、浅埋、洞口、下 穿建构筑物等。
施工要点： （1）侧壁导坑形状应近似椭圆
形，导坑断面宽度一般为整个断面的 1/3。
（2）两侧壁导坑超前中部10～ 20m，中部采用台阶法开挖，保持平 行作业。
台车钻眼施工 小导洞超前施工
自制台架施工
2、台阶法 隧道分两次或三次开挖，台阶 间控制一定距离，上下平行作业， 一般用在Ⅳ～Ⅴ级围岩。
施工要点： （1）根据围岩条件合理确定台阶长度和台
阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径， 台阶高度根据地质情况、断面大小和施工机械 设备情况确定。
（2）上台阶施作钢拱架，必要时采用扩大 拱脚、锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初 期支护变形；下台阶施工时应保证初期支护钢 架整体顺接平直，螺栓连接牢固，钢拱架必须 落在实处，严禁悬空或落在虚碴上。
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全断面法\台阶法隧道施工光面爆破技术
摘要：隧道爆破是隧道开挖中的关键工序，爆破效果优劣，不仅影响着隧道开挖的施工进度和质量，还直接影响着经济效益。
本文主要介绍了某高速铁路大阳山隧道全断面法、台阶法施工的关键技术，特别阐述了Ⅲ、Ⅳ类围岩光面爆破施工的关键技术措施。
关键词：全断面；台阶；光面爆破；技术
1、工程概况
大阳山隧道位于青海省境内。
地属祁连山地，海拔约1900～2400m，为低中山和沟谷地貌，地形起伏较大。
全长9405m，曲线段约1300m，其余为直线段，其中Ⅲ级围岩2180m，Ⅳ级围岩6090m，Ⅴ级围岩1022m。
隧道最大埋深约350m，最小埋深不足20m，设置斜井2座。
开挖断面为单洞室双线结构，
1.1工程地质
隧道洞身通过区主要地层有第四系全新统冲积粗圆砾土；上更新统风积砂质黄土；上第三系泥岩夹砂岩夹砾岩；震旦系云母片麻岩夹云母片岩；元古代花岗闪长岩。
1.2水文地质
本隧道沿线地表水为湟水河，流量较大，但支流较小，随季节而变化。
地下水类型主要为基岩裂隙水。
基岩裂隙水分布于基岩原生及风化节理、裂隙中。
水量不大、水质较差。
2、主要施工技术方案
大阳山隧道采用新奥法原理组织施工，软弱围岩施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则。
隧道采用双向加斜井施工，斜井进入正洞后分别向两端开挖。
Ⅲ类围岩采全断面法光面爆破施工，Ⅳ类围岩采全断面法或台阶法光面爆破施工，Ⅳ围岩采用短台阶法和三台阶七步法机械开挖，出碴采用无轨运输。
防水板挂设采用自制多功能作业台车无钉铺挂。
进出口采用压入式通风，斜井采用混合式通风。
二次衬砌使用衬砌台车拱墙一次模筑成型。
砼洞外集中拌和，砼搅拌运输车运至洞内，泵送砼入模。
3、关键施工技术、
3.1光面爆破设计
（1）设计原则。
据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案。
根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。
严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。
选用低密度低爆速、低猛度的炸药；本工程主要采用二号岩石硝铵炸药，有水地段采用乳化炸药。
非电毫秒雷管采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。
（2）钻爆设计要求。
爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。
编制详细的爆破作业指导书，并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。
采用光面爆破，合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。
爆破后要求炮眼痕迹保存率：硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶不大于15cm。
每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
洞口附近爆破施工严格控制单位装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。
（3）掏槽方式。
采用中空直眼或斜眼掏槽。
直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。
（4）放样布眼。
钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。
在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
每次测量放线的同时，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，以达最佳爆破效果。
（5）定位开眼。
按炮眼布置图正确钻孔，对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。
（6）钻眼。
严格按钻爆设计实施。
定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。
（7）清孔。
装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
（8）装药结构及堵塞方式。
装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。
所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于25cm。
周边眼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，采取分段
非连续装药结构。
施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。
根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。
周边眼用φ20×150小药卷，不耦合装药，其余炮眼用φ32×500药卷。
采用塑料导爆管非电起爆。
对于煤层、瓦斯地段采用煤矿安全炸药和毫秒电雷管。
装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作；严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。
（9）联结起爆网路。
起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路联好后，专人负责检查。
（10）光面爆破参数控制。
根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。
（11）爆破效果监测及爆破设计优化
爆破效果检查。
检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕迹保存率。
爆破设计优化。
每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。
根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。
根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。
根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。
3.2光面爆破施工工艺流程
3.3全断面法光面爆破施工
Ⅲ级围岩采用全断面光面爆破开挖，每循环进尺3.0m左右。
全断面光面爆破孔眼布置及掏槽眼、辅助眼与周边眼形式如下图示意。
（1）全断面孔眼布置示意图
（2）掏槽眼示意图
（3）辅助眼、周边眼示意图
3.4台阶法光面爆破施工
IV级围岩采用台阶法钻爆开挖，开挖循环进尺为2m左右。
按照起拱线划分上下两个台阶，上台阶长度3～5m。
周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。
台阶法光面爆破孔眼布置，辅助眼及周边眼如全断面爆破相似。
只是掏槽眼形式有所不同如下图示意。
3.5光面爆破注意事
施工期间应作好量测、地质核对和描述，并根据地质情况和爆破效果，调整钻爆参数。
爆破后，设专人负责找顶找帮，同时要对开挖面进行检查，对可能产生险情的地段，及时采取措施处理。
采用全断面法开挖时，隧底要按设计的炮眼斜度钻够深度，防止欠挖。
钻眼严格控制外插角的角度，按照设计控制开挖断面，控制超欠挖。
钻眼深度、角度按设计施工，钻孔偏斜度不大于1°，周边眼在断面轮廓线上开孔并向外扩散，眼底向外张量不大于20cm。
装药前先将炮眼内的泥浆、石粉等吹洗干净，经检查合格后装药，严格控制装药量。
周边眼采用间隔装药，辅助眼采用不耦合装药。
4、结束语
总之，为保证爆破工程顺利施工，应根据现场情况，及时做好技术上的调整、做好安全上的加强，爆破作业严格按照爆破设计执行，由爆破工程技术人员在现场指导，验收炮孔参数，进行装药量计算，做好爆破原始资料的收集、整理和技术总结。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。