钻爆法隧道结构设计与施工(合)

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5.7 隧道支护结构设计
支护结构的基本作用就是保持隧道断面的使用净 空，防止岩体质量的进一步恶化，同围岩一起组成 一个有足够安全度的隧道结构体系，承受可能出现 的各种荷载，诸如水、土压力以及一些特殊使用要 求的外荷载。此外，支护结构必须能够提供一个能 满足使用要求的工作环境，保持隧道内部的干燥和 清洁。
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§5.3 台阶爆破设计
台阶爆破几何参数如图： 抵抗线（外观抵抗线和实际抵抗线） 底部装药量、柱部装药量、堵塞长度 炮眼间距等。
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§5.3 台阶爆破设计
外观抵抗线：炮眼到最近自由面的水平距离。 实际抵抗线：炮眼到最近自由面的垂直距离。
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得到：
c (0.45 0.02)kg / m3
可近似取0.45：
Q0 cV 3 0.45V 3
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§5.3 台阶爆破设计
2） 底部分布装药
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§5.3 台阶爆破设计
2） 底部分布装药:装药长度 hb 1.3V
Q0 0.9lbV lb 1.1a2V 1.1a3V 2 1.1a4V 3
底部总装药量为：
Qb 1.43V 2 1.43V 3 1.43V 4
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§5.3 台阶爆破设计
3）柱部装药量： 当台阶高度大于抵抗线时， 称为自由面片层爆破。
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§5.3 台阶爆破设计
3）柱部装药量：
Qp b2V 2 b3V 3 b4V 4
bi 0.4ai
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§5.3 台阶爆破设计
1） 底部集中装药
引入每单位体积岩石炸药消耗量 c 由上式
可得：
c
Q0 V3
a2 V
a3
a4V
c
Q0 V3
0.07 0.40 0.004V V
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§5.3 台阶爆破设计
1） 底部集中装药 对于抵抗线，一般取值在1～15m的范围内，
（2）由荷载释放引起的破裂。
在地下工程中使用爆破，对岩体的完整性起 到主要影响，使整体稳定性下降。
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控制爆破破坏： （1）机械开挖。 （2）采用预裂或光面爆破技术。这就要求有一个 爆破的正确设计。
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以光面爆破为例： a.在隧道爆破情况下，首先要创造一个空间，爆破产生的 破碎岩石可膨胀到这个空间中。 b.下一步就是将其他爆破的岩石逐渐爆破到这个空间。平 行炮眼采用0.5s延期瞬发雷管起爆。 c.最后一步是使用光面爆破，通过同时起爆装药量较少的 周边炮眼来剥离余下0.5-1m的岩石，留下一个平整的开 挖面。
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§5.3 台阶爆破设计
1 破碎概念 装药量Q与岩石破碎量最一般的关系可表示为：
Q k2V 2 k3V 3 k4V 4
下面分五种情况进行介绍：
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§5.3 台阶爆破设计
1） 底部集中装药
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§5.3 台阶爆破设计
1 ）底部集中装药
Q0 a2V 2 a3V 3 a4V 4
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§5.3 台阶爆破设计
考虑实际情况后的几点修正： 岩石类型的影响、炸药类型的影响、钻眼斜度 的影响、炮眼间距的影响、协同炮眼的影响、钻 孔误差的影响。
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5.6 爆破损伤及控制
爆破损伤及控制
爆破损伤的原因：
（1）爆破引起的动压力及爆破引起气体膨胀 在破碎过程中起的重要作用。
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§5.2钻爆法掘进隧道
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§5.2钻爆法掘进隧道
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§5.2钻爆法掘进隧道
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§5.3 台阶爆破设计
1963 年 由 Langefors 和 Kihlstrom 编 写 的 《岩石爆破现代技术》详细介绍了台阶爆破和 隧道爆破技术，下面将详细介绍二者的设计原 理。
lp b2V b3V 2 b4V 3
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§5.3 台阶爆破设计
4）假设眼底为集中装药时的总装药量计算：
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§5.3 台阶爆破设计
4）假设眼底为集中装药时的总装药量计算：
Qt,cb Q0 l p (Hb V )
ScT Qt,cb / HbV 2
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§5.3 台阶爆破设计
5）假设眼底为分布装药时的总装药量计算： 如果台阶高度小于2V，则柱部不需要装药； 如果台阶高度大于2V，则柱部装药长度为
H b 2V
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§5.3 台阶爆破设计
5）假设眼底为分布装药时的总装药量计算：
Qt,db 1.3Vlb (Hb 2V )l p
ScT Qt,db / HbV 2
如果取台阶的高度为2V，则通过计算底部 集中装药和底部分布装药是接近的。
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§5.3 台阶爆破设计
2 台阶爆破设计（几个假设） 台阶垂直和炮眼水平； 单眼装药；确定ai时，使用相同的炸药； 每一个延期爆破一个眼； 台阶面为破碎自由面； 岩石常数根据瑞典经验确定。
第五章 钻爆法隧道结构设计与施工
主讲：孟杏微
本章重点、难点： 1、了解钻爆法常用的钻爆机械以及碎岩理论； 2、掌握台阶爆破设计和和轮廓爆破； 3、掌握隧道爆破参数的设计。
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§5.1引言
问题1：常用的碎岩方法有哪些？ 问题2：用钻爆法时可以采用哪几种开挖方法，
以及它们的适用条件？
在瑞典花岗岩中采用LFB炸药测试得到：
a2 0.07kg / m2 a4 0.004 kg / m2
a3 0.40kg / m2
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§5.3 台阶爆破设计
1） 底部集中装药
Q0 0.07V 2 0.40V 3 0.004V 4
对于某种特定的炸药，底部集中装药量只与 抵抗线有关。