隧道钻爆施工工艺
钻爆法隧道施工技术
大管棚
三 、洞口工程
三 、洞口工程
隧道洞口工程一般包括洞口边、仰坡开挖、防护，端墙、翼墙、 挡墙等洞门圬工；洞口边仰坡排水系统；洞口检查设备安装、洞口 加强段及缓冲结构等。
隧道洞口地段一般地质条件差，且地表水汇集，施工时要结合洞 外场地和相邻工程的情况，全面考虑、妥善安排、及早施工。隧道 洞口和洞口段施工时要制定完善的进洞方案——高风险点！
（2）软弱围岩及不良地质隧道应由设计单位进行专项超前地质 预报设计，及时收集分析预报资料，完善设计方案并指导施工。
二 、超前支护
二 、超前支护
1、常用超前支护型式
Ø超前锚杆
常用超前支护型式
Ø超前小导管 Ø超前管棚；
二 、超前支护
2、超前锚杆
(1)、概要
在隧道开挖前，沿隧道拱部开 挖轮廓线按一定外插角度安设直径 20～25mm、长度3～5m的钢筋 ，进行围岩加固。
四 、开挖方法
3、环形开挖预留核心土法
环形开挖预留核心土法是先开挖上部弧形导坑、留核心土上平台， 再开挖下部两侧边墙、中部核心土的隧道开挖方法（根据地质条件、 断面大小，可采用两或三台阶开挖），是在特殊条件下采用的一种 工法。
2~3 m
2~3 m
2~3 m
四 、开挖方法
3、环形开挖预留核心土法
四 、开挖方法
耗工费时，目前现场一般使用很少！
二 、超前支护
3、超前小导管
(1)、概要
是在隧道开挖前，沿隧道拱部开挖轮廓线按一定外插角度设直 径32～60mm、长度2.5～6m的钢管，与钢架联合使用并连成一 体，必要时利用小导管注浆对围岩超前加固的支护方式。
一般用于Ⅳ～Ⅵ级围岩、软弱破碎围岩或断层及其影响带、浅 埋和洞口等地段。对岩爆控制作用明显！
钻爆法隧道施工方法
钻爆法隧道施工方法钻爆法是一种常用的隧道施工方法，其特点是利用钻机进行钻孔，然后通过爆破将岩石炸碎，最后清除碎石进行隧道开挖。
以下是关于钻爆法隧道施工方法的相关参考内容：一、钻爆法隧道施工的流程及步骤1. 剖沟定线：首先根据规划要求，在地表上进行剖沟，确定隧道的位置和走向。
2. 钻孔预判：根据地质情况和设计要求，通过调查、取样和地质勘察等手段，对待施工区域的岩石性质和特征进行预判。
3. 钻孔布距：按设计要求和地质情况，合理布置钻孔位置和孔距。
4. 钻孔施工：使用钻机进行钻孔作业，根据地质情况，选择合适的钻头和钻具进行钻孔操作。
5. 填充装药：在钻孔中注入爆炸药物，用以破碎岩石。
6. 爆破作业：由专业爆破工程师进行爆破作业，按照设计要求执行爆破方案。
7. 清理碎石：爆破完成后，使用挖掘机和运输车等设备进行碎石清理，将炸碎的岩石搬运出隧道。
8. 衬砌施工：在隧道开挖完成后，对施工区域进行衬砌，以确保隧道的结构牢固和安全。
9. 其他工序：根据具体施工情况，可能还需要进行其他工序，如排水、通风、电气等。
二、钻爆法隧道施工方法的优缺点1. 优点：- 适用范围广：钻爆法适用于各种不同岩石类型和地质情况，包括软岩、硬岩、砂岩等。
- 施工速度快：相比其他隧道施工方法，钻爆法具有较快的施工速度，能够在短时间内完成大量的隧道开挖。
- 工艺可控：通过调整钻孔布距、爆破参数等，可以对施工过程进行精确控制，以应对复杂的地质情况。
- 经济效益好：钻爆法施工工艺简单，设备成本较低，同时施工速度快，因此具有较好的经济效益。
2. 缺点：- 环境污染：钻爆法施工过程中会产生大量噪音、粉尘和振动，对周围环境和居民产生一定的影响。
- 安全风险：爆破作业存在一定的安全风险，对施工人员和周围环境需要进行严格的安全措施和防范措施。
三、钻爆法隧道施工的注意事项1. 合理布局孔距和孔深：根据地质情况和设计要求，合理布置钻孔位置和孔距，以确保施工质量和安全。
第六章隧道钻爆法开挖施工技术
第六章隧道钻爆法开挖施工技术6。
1 隧道爆破的基本概念隧道开挖爆破是单自由面条件下的岩石爆破,爆破条件往往是很差的，要求的爆破技术较高。
特点是:爆破自由面少，一般只有一个自由面，而且是大致与炮眼方向垂直。
炮眼数目与炸药消耗量多.隧道开挖爆破涉及的主要名词如下：掏槽、光面爆破、预裂爆破。
循环进尺：一次开挖爆破的隧道进尺。
炮眼间距：同一并排两相邻炮眼的中心距离。
抵抗线：药包中心至自由面的最小距离.炮眼利用率:实际循环进尺与炮眼深度之比。
掏槽眼：开挖断面中部偏下，最先起爆的炮眼。
辅助眼：掏槽眼之外、周边眼之内的所有炮眼。
周边眼：周边轮廓线上的炮眼。
底板眼：隧道底边上的炮眼。
炸药的敏感度。
爆力和猛度。
炸药爆炸的稳定性。
6.2。
1.1 全断面开挖法适用条件：岩石坚固性中等以上、裂隙节理不发育、围岩整体性较好、断面小于100M2。
优点：可采用深孔爆破、空间大、通风容易、宜采用大型机械。
6。
2。
1.2 台阶开挖法适用条件：岩石坚固性中等以下、裂隙节理发育、围岩整体性较差。
台阶开挖法又分为:正台阶开挖法反（倒）台阶开挖法6。
2.1。
3 导洞开挖法导洞开挖法：根据主导洞位置分为上导洞、下导洞、侧导洞。
6.2.2 影响开挖方法的因素一、地质条件二、洞室的断面面积三、洞室的支护形式四、装运条件五、施工队伍与设备条件6.3 隧道爆破技术工作面的炮眼根据不同的功能分为：（1）掏槽眼（又名掏心眼）（2）辅助眼（又名崩落眼）(3)周边眼。
6。
3。
1 爆破参数隧道掘进爆破技术主要包括以下几个问题：正确确定爆破参数；选择合理的炮眼排列方式；采用有效的控制轮廓措施；解决施工操作中的安全问题。
一、爆破参数的确定原则其主要标志应当是：炮眼利用率高,应在90％以上；巷道断面轮廓合乎规格，超欠挖量不大，对围岩破坏小;岩堆比较集中，岩块大小合适，有利于装岩运输;炮眼数目少,爆破材料消耗少。
二、爆破参数爆破参数是指爆破工作中的主要技术指标。
它包括：炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、炮眼利用率、最小抵抗线等.6.3。
隧道钻爆法施工作业
隧道钻爆法施工作业隧道钻爆法施工的主要工序有开挖、出碴、支护和衬砌。
它的施工过程是在地层中挖出土石，以形成符合设计的隧道断面轮廓，并进行必要的支护和衬砌，以控制围岩的变形，确保隧道长期安全使用。
为了保证主要工序的进行，尚需配备必要的动力和机械设备，以及其它必要的通风、照明、防排水、防尘等设施。
第一节钻爆开挖钻爆开挖作业是隧道钻爆法施工中首要的一项，它是在岩体上钻凿出一定孔径和深度的炮眼，并装上炸药进行爆破，从而达到开挖的目的。
开挖作业占整个隧道施工工程量的比重较大，造价约占20％～40％，是隧道施工中较关键的基本作业。
对于开挖作业应做到以下要求。
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（石碴大小）适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；3．钻眼工作量少，掘进速度快，少占作业循环时间，并尽量节省爆破器材；4．爆破在充分发挥其能力的前提下，减小对围岩的震动破坏，以保证围岩的稳定；5．减少对施工用机具设备及支护结构的破坏，减少对周围环境的破坏（特别是隧道洞口地段爆破时）。
一、爆破破岩作用机理及有关概念炸药的爆破反应是有机物的氧化还原反应，具有高温、高压和高速度的特点。
炸药的爆炸过程是爆轰波的传播过程，也是爆炸生成气体和初始做功的过程，当炸药在岩(土)体中爆炸时，爆轰波轰击岩面，以冲击波形式向岩体内部传播，形成动态应力场。
冲击波作用时间极短，能量密度极高，使炮孔周围岩石产生粉碎性破坏。
爆炸气体静压和膨胀做功，有使岩石质点作远离药包中心运动的倾向，岩体受切向拉力，其强度达到岩石抗拉强度时，则岩石破坏，产生径向裂隙。
在爆炸结束的瞬间，随着温度的下降，气体逸散，介质又为释放压缩能而回弹，从而又可能产生环向裂缝。
在爆破力作用下，在偏离径向450的方向上还可能产生剪切裂缝。
在这些裂缝的交错切割和剩余爆破力的作用下，岩石即被破碎和移位。
（一）无限介质中的爆破作用假定将药包埋置在无限介质中进行爆破，则在远离药包中心不同的位置上，其爆破作用是不相同的。
隧道开挖爆破施工方案
4。
1洞身开挖4。
1。
1隧道洞身开挖工艺首先必须根据围岩类型选择合适的断面开挖方法，Ⅰ～Ⅲ级围岩可采用全断面法开挖；对于Ⅳ、Ⅴ级围岩可采用台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等进行全断面开挖或采用半断面开挖的方法。
对于Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面开挖时，各种方法均存在开挖与支护互相干扰的情况，要注意完善施工组织和管理，严格遵循“短进尺,弱爆破”的原则，减少对围岩及已施工的支护的扰动。
当采用半断面开挖方法时，下半断面开挖厚度及用药量要严格控制，减小扰动,防止拱部围岩失稳。
同时按设计及施工规范要求对水平收敛值、拱顶下沉值进行严格监控量测，并将量测结果及时反馈、指导施工.尤其对于不良地质地段，在开挖前必须用地质雷达、超前小导坑等方法做好超前地质预报工作，同时做好预加固、预支护等辅助施工措施。
其次，隧道开挖一般采用钻爆法施工，应根据围岩类型选择合适的施工工艺。
对于硬岩应采用光面爆破，注意以下几点：①放样准确，②打眼准确，③周边眼采用小直径或间隔装药，④全断面施工的微差控制爆破技术，⑤定期和及时检查断面，以便及时反馈、调整；对于软岩应采用预裂爆破，注意以下两个方面：（1）根据现场爆破成缝试验确定预裂孔间距﹑孔径和线装药密度 (即单位长度钻孔的装药量),及药卷直径小于孔径的不偶合装药方式的装药不耦合系数；（2）确定预裂爆破各参数后，要严格控制预裂孔的成孔质量①预裂孔的角度不能超过允许范围，否则需废孔移位重新开孔;②预裂孔的孔间距要满足爆破设计要求，若孔间距过大，则进行插孔处理；③预裂孔的孔深要满足爆破设计要求，末达规定深度须进行补钻。
4。
1。
2爆破参数计算钻爆作业必须按照钻爆设计时行钻、装药、接线和引爆，同时应满足钻眼爆破施工开挖的质量要求。
在施工作业中要充分考虑岩石的抗爆性，炸药品种及用量计算,炮眼（临空眼、掏槽眼、扩槽眼、掘进眼、内圈眼、底板眼、周边眼)布置、布置形式和炮眼数量、直径、长度、深度和角度,装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序、起爆网络，凿岩机的台数安排，钻爆参数的选择等，然后再进行爆破设计。
隧道钻爆法施工作业
药包中心到自由面的最小距离。 爆破作用指数 爆破漏斗半径r与最小抵抗线W 的比值n （n=r/w）称为爆破作用指数 n=1的爆破称为标准抛掷爆破，其漏斗为标 准抛掷爆破漏斗； n＞1的爆破称为加强抛掷爆破或扬弃爆破；
第7章
隧道钻爆法施工作业
0.75<n<1的爆破称为加强松动或减弱抛
初期支护与二衬
二衬
二衬施工接头处
预留槽安止水条
第7 章
隧道钻爆法施工作业
7.4 隧道衬砌结构的防水 7.4.1 防水措施 1．喷射混凝土防水 2．塑料防水板防水 3．模筑混凝土衬砌防水 4．涂料防水 5．防水砂浆抹面 6．注浆堵水
隧道内渗水
传统防水板施工
传统防水板施 工
近期防水板施工
土工布
4、炮眼长度:
隧道钻爆法施工作业
较多采用的炮眼深度为1.2～3.5m
5、炮眼直径: 隧道炮眼直径一般为38～46mm
6、炮眼数量: 7、炮眼布置 8、装药结构和堵塞
反向装药-正向装药 耦合装药-非耦合装药
Q kS N q
第7章
隧道钻爆法施工作业
9、周边眼的控制爆破
光面爆破—— 光面爆破是通过正确确定周边眼的各爆破参数， 使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆 破对围岩的震动和破坏，尽可能维持围岩原有完整
铁丝
防水板
止水带
防水板
施工缝
第7 章
7.4.1 排水措施
隧道钻爆法施工作业
1 盲沟
盲沟的作用是在衬砌与围岩之间提供过水 通道，并使之汇入泄水孔。 弹簧软管盲沟。 采用10号铁丝缠成直径5~8cm的圆柱形弹 化学纤维渗滤布盲沟。
弹簧软管盲沟引排局部水
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
（2）台阶开挖法
将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成 型；或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖 （即台阶分部开挖法）。
台阶开挖法特点：
（1）有利于开挖面的稳定，尤其是上部开挖支护后，下部 断面作业就较为安全；
（2）具有较大的工作空间和较快的施工速度，但上下部作 业有相互干扰影响；
（4）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体 系的作用，保证隧道的稳定；
（5）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修 筑的，围岩与支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安 全度；
（6）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中； （7）通过施工中对围岩和支护结构的动态观察、量测，合理安排施
爆破附加知识：
• 地基加固 • 核武器当量 • 广岛原子弹
爆破作用指数
• 爆破作用指数（英译：index of blasting action），它是爆破漏斗半径r和最小抵抗 线W的比值，以n表示，可以用下式表示：
•
n=r/w
• 自由面——被爆破的岩石与空气接触的面 叫做自由面，又叫临空面。自由面在工程 爆破中起着非常重要的作用，有了自由面 ，爆破后的岩石才能向这个面破坏和移动 。在工程爆破中为了控制爆破作用人们常 常在爆破附近人为地创造自由面。在长期 爆破实践中人们总结下一条简单的经验， 即自由面多，爆破效果好。
锚杆
• 锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称 谓）”；“anchor（早期称谓）”是当代 煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分， 他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身 支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用 于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行 主体加固。
新奥法施工程序流程:
第2章岩体隧道钻爆法施工技术(矿山法、新奥法)
全断面开挖法优点：
（1）开挖一次成形，对围岩振动少，有利于围岩稳定； （2）施工工序少，相互干扰小，便于施工组织与施工管理；
（3）开挖断面大，钻爆施工效率较高，可以采用深孔爆破的 方法，掘进速度快；劳动生产率高，施工速度快，质量好； （4）作业空间大，有条件充分使用大型施工机械设备，改善 劳动条件，减轻工人劳动强度。
分部开挖法优缺点：
（1）分部开挖减小了每个坑道的跨度，有利于增强坑道围 岩的相对稳定性，易于进行局部支护。因此，它主要适用 于软弱破碎围岩或设计断面较大的隧道施工。 （2）采用导坑超前开挖，有利于提前探明地质情况，便于 及时处理或变更施工手段等。 （3）其缺点是分部开挖法作业面较多，各工序相互干扰较 大，增大施工组织和管理难度。分部钻爆掘进，增加了对 围岩的扰动次数，不利于围岩的稳定。若采用的导坑断面 过小，则会使施工速度减慢面影响总工期等。
三、隧道开挖施工方法 （一）隧道开挖方式
隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因 素之一，因此，在选择开挖方法时，应对隧道断面大 小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要 求、工区长度、机械配备能力、经济性等相关因素进 行综合分析，采用适当的开挖方式和方法。
按开挖隧道的横断面分部情形可分为：
二、岩体隧道施工方法 （一）矿山法
它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后， 逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久 性支护的施工方法。
矿山法施工的“十二字原则”
（1）少扰动； （2）早支撑； （3）慎撤换； （4）快衬砌。
预备知识：岩体应力圈
• 岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能 在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石 爆裂并弹射出来的现象。一般情况下发生 在围岩级别为I类围岩中。
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隧道钻爆施工工艺
11.1.钻孔机械及各部位钻孔安排
根据本隧道围岩级别和拟采用的施工方法，本工程拟以掘进台车并利用风动钻岩机钻孔为主，钻孔台车辅助钻孔的方式配置钻孔机械。
具体安排：Ⅴ级围岩CD 法开挖地带，由于各分部开挖断面较小，拟主要采用风动凿岩机钻孔。
Ⅳ级围岩采用短台阶法地段，上台阶采用风动凿岩机钻孔，
下台阶尽量采用钻孔台车钻孔。
Ⅲ级围岩地段采用台阶法地段，由于上下台阶较短，尽量采用钻孔台车钻孔，以缩短钻孔时间，加快施工进度。
钻孔台车不能钻到位的地段，则改为风动凿岩机钻孔。
11.2.钻爆施工程序
钻爆程序详见图3.3.-08
图3.3.-08 隧道钻爆施工程序图
11.3.各工序施工说明
11.3.1.放样布眼
钻眼前，用激光指向仪精确定向，经纬仪、水平仪、钢尺相配合，测量人员用红油漆准确给出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5cm （距开挖面每50 米埋设一个中线桩，每100 米设一个临时水准点）。
11.3.2.定位开眼
采用钻孔台车或风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道轴线要保持平行。
就位后按炮眼布置图正对钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在5cm 以内。
差
11.3.3.钻眼
按照不同孔位，将钻工定点定位。
钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角（眼深3m 时，外插角＜3 度；眼深5m 时，外插角2 度），使两茬炮交界处台阶不大于15cm。
同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。
11.3.4.清孔
装药前，用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。
11.3.5.装药
装药需分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。
所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。
11.3.6.联结起爆网路
按设计的联接网络实施。
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：导爆索的连接方向和连接点的牢固性；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，要有专人负责检查。
11.3.7.非点炮人员撤离到安全区后才能引爆。
爆破后，如有瞎炮，要进行专门处理，并及时检查光爆效果，分析原因，进一步调整爆破设计。