隧道控制爆破设计与实践
隧道控制爆破及超欠挖控制
由此可以看出：将隧道超挖控制在允许范围10cm内， 每米也要损失1680元，如果超挖增大，损失也增大，这 还不包括超挖造成的轮廓不圆顺，而用初支砼补喷的情 况，初支砼单价比二衬砼单价高，成本更大。目前，我 们的隧道超挖控制基本上没有达到这个标准，也就是说， 隧道开挖施工这一块损失严重，亏损很严重，成为隧道 施工经济效益的决定因素。
一、岩石隧道爆破特点
➢ 1、临空面少 临空面：被爆破的岩石
或介质与空气接触的表面。
爆破的临空面少，岩石 的夹制作用大，耗药量大， 不能充分发挥爆破效果。 钻眼爆破作业条件差，操 作空间狭窄。
一、岩石隧道爆破特点
➢ 2、要求高； 既要使隧道方向正确，满足精度要求；又要使
爆破后隧道断面达到设计标准，不能超挖过大。 爆破时要预防飞石崩坏支架、风管、水管、电线 等，爆落岩石块度要均匀，便于装碴运输。
隧道超欠挖是影响隧道施工综合效益的关键因素，在经济、 安全、质量和进度方面均影响显著。经济性方面，超挖增加爆破费 用、增加出碴量，延长出碴作业时间、增加回填混凝土和增加额外 的工程量；欠挖则会造成处理误工和窝工。隧道结构安全可靠性方 面，超欠挖造成隧道局部应力集中，围岩的塑性变形显著增大，洞 身围岩变形增大；欠挖超过允许限度时须处理，造成再次超挖和增
其作用是炸出较平整的隧道 断面轮廓。直接关系着到隧 道开挖边界的超欠挖大小和 对保留围岩损害的程度。
按其所在位置的不同，又可 分为帮眼、顶眼、底眼。
图-1 炮眼布置图
三、 掏槽眼类型及布置 （一）斜眼掏槽
斜眼掏槽（incline cut）的特点是掏槽眼与 开挖断面斜交，它的种类很多，如锥形掏槽、爬 眼掏槽、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。
隧道施工中的爆破与爆破振动控制
隧道施工中的爆破与爆破振动控制隧道工程是一项复杂而庞大的工程，它需要经过多个施工环节才能完工。
其中，爆破是隧道施工中常用的一种方法，可以帮助加速工程进展，但同时也会带来一定的振动问题。
本文将探讨隧道施工中的爆破技术以及如何控制爆破振动的相关策略。
一、爆破技术在隧道施工中的应用1. 爆破的作用在隧道施工中，地质条件复杂多变，爆破技术能够有效地破碎硬岩、软土等地层，加速施工进程。
通过合理的爆破设计，可以减少人工挖掘的时间和劳动力成本，提高工程效率。
2. 爆破的过程隧道爆破通常分为预裂爆破和总爆破两个阶段。
预裂爆破是通过钻孔、注水等工艺，在岩石中形成预裂缝，以便于总爆破的进行。
总爆破则是通过引爆装置，将预裂缝进行破碎。
二、爆破振动对隧道工程的影响1. 爆破振动引起的问题爆破振动会引发地表和地下的振动，对周围环境产生影响，包括建筑物、管道、地下水位等。
破坏性的振动和震动声会导致噪音扰民、建筑物的损坏，甚至影响到地下水资源。
2. 爆破振动的监测为了准确评估爆破振动对周围环境的影响，需要对振动进行实时监测和记录。
通常通过地震仪等设备，监测地表振动、动态变化等数据，以便及时采取控制措施。
三、控制爆破振动的策略1. 合理的爆破设计在隧道爆破中，合理设计爆破参数是降低振动影响的重要手段。
通过合理的装药方式、炸药量以及引爆顺序等因素的控制，可以减少振动幅度和能量释放，从而降低对周围环境的影响。
2. 防护措施的采取为了保护周围建筑物和设施不受振动影响，可以采取一系列的防护措施。
例如，在爆破前进行建筑物的加固，设置振动屏障或音频隔离墙以减缓振动传播，以及采用减震措施等。
3. 合理的施工时间安排在爆破施工中，合理的时间安排也是降低振动影响的重要因素。
避免在夜间或节假日等高峰时段进行爆破作业，可以减少振动对人们生活和工作的干扰，降低社会不安。
四、未来爆破技术的发展随着科技的不断进步，爆破技术也在不断创新和发展。
未来，我们可以期待更加智能化的爆破系统，通过使用先进的监测设备和模拟技术，实现对爆破振动的更加精准控制。
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
隧道控制爆破措施
隧道控制爆破措施1. 引言隧道控制爆破措施是指在隧道建设过程中采取的一系列防护措施，旨在预防和减少由于各种外力或内力作用对隧道结构造成的破坏和事故发生。
本文将介绍隧道控制爆破措施的必要性、主要方法和相关要点。
2. 隧道控制爆破措施的必要性在隧道建设的过程中，隧道结构承受着来自地下水、地震、突水、顶板下沉等各种外界因素的影响。
如果没有科学合理的隧道控制爆破措施，将会对隧道的稳定性和安全性产生严重影响。
因此，隧道控制爆破措施的采取具有重要意义。
3. 隧道控制爆破措施的主要方法3.1 构造设计隧道的构造设计是隧道控制爆破措施中的关键部分。
应根据具体情况采取合理的隧道形状、断面尺寸和结构形式。
合理的构造设计可以提高隧道的抗震性能和承载能力，降低发生爆破的风险。
3.2 选择合适的材料选择合适的材料是隧道控制爆破措施中的重要环节。
应根据隧道的特点和使用环境选择具有较好抗震性能、抗压能力和抗渗透性的建筑材料。
采用高强度、高韧性的材料可以有效减少爆破对隧道结构的影响。
3.3 合理的支护结构支护结构是隧道控制爆破措施中的重要技术措施。
应根据隧道的地质条件和覆岩层的稳定性，选择恰当的支护结构。
常用的隧道支护结构有钢筋混凝土衬砌、锚杆支护、钢拱架支护等，可以提高隧道的整体稳定性和抗震能力。
3.4 施工监测与预警施工监测与预警是隧道控制爆破措施中的重要环节。
通过现场监测数据的实时采集和分析，可以及时掌握隧道结构的变化情况，提前预警并采取相应的措施，以保障隧道工程的顺利进行。
3.5 安全操作安全操作是隧道控制爆破措施中的基本要求。
施工人员应进行必要的安全培训，并经过专业合格的人员操作。
在进行隧道爆破作业时，应严格按照施工方案进行，保证爆破操作的安全性和准确性。
4. 相关要点注意事项隧道控制爆破措施的实施过程中需要注意以下要点：•需要根据隧道的地质条件和环境特点来制定合理的施工方案；•在进行爆破作业前，应进行必要的安全评估，确保施工人员的人身安全；•在施工中应加强监测，及时发现和解决隧道结构变化的问题；•与隧道控制爆破有关的设备设施要经过严格检修和维护，确保其正常运行；•隧道建设单位要完善应急预案，以应对可能出现的突发情况。
隧道光面爆破质量控制方法
光面爆破效果的检测与评估
▪ 智能监控与数据分析平台
1.实时监测系统：部署各种监测设备，收集爆破过程中的多种 参数数据，实现爆破现场的全面、实时监控。 2.数据集成与挖掘：将收集到的数据整合到统一平台上，运用 大数据分析技术提取有价值的信息，揭示爆破效果与工艺参数 之间的关系。 3.反馈与决策支持：根据数据分析的结果，及时调整爆破方案 ，指导现场操作，提升光面爆破的整体质量和效益。
▪ 光面爆破的实施步骤
1.工程地质调查：进行详细的地质勘察和分析，了解隧道穿越的地层条件和潜在风 险，为制定光面爆破方案提供依据。 2.炮孔布置：根据地质条件和隧道设计要求，确定周边眼的间距、深度和倾斜角度 等参数，并确保各炮孔之间的相互协调和配合。 3.爆破参数设定：结合岩石特性、炸药性能等因素，合理选择炸药类型、用量以及 填塞长度等爆破参数，以达到最佳爆破效果。
光面爆破设计参数的优化方法
▪ 爆破技术的发展趋势
1.数字化与智能化：随着信息技术的发展，数字化和智能化将 成为未来爆破技术的重要发展方向，能够实现更加精细化的设 计和控制。 2.环保与可持续性：环保和可持续性将是未来爆破技术发展的 重要考虑因素，需要开发和应用更为绿色和环保的技术。 3.国际化与标准化：随着全球化的深入发展，国际化和标准化 也将成为爆破技术发展的必然趋势，需要加强国际交流与合作 ，推动行业标准的建立和完善。
隧道光面爆破质量控制方法
光面爆破设计参数的优化方法
光面爆破设计参数的优化方法
▪ 爆破设计参数的优化
1.爆破参数的选择和调整：根据隧道工程的具体情况，选择合适的爆破参数，如炸药类型、装 药量、孔径、深度等，并进行适当的调整。 2.参数组合的优化：通过对不同参数组合的试验和分析，找出最佳的参数组合，以提高爆破效 果和施工效率。 3.模型实验与数值模拟：利用模型实验和数值模拟技术，对爆破设计方案进行验证和优化，以 获得更精确的结果。
隧道控制爆破设计与实践
隧道控制爆破设计与实践1 工程条件道德山隧道为新建向莆铁路中的一条隧道,全长6043m,围岩以Ⅱ级为研究基础。
2 光面爆破设计2.1 光面爆破的意义隧道施工中,光爆质量越好,隧道的安全度越高,施工成本越低。
因此,研究和实施光面爆破技术在当今隧道施工中是十分必要的,具有重要意义。
2.2 光面爆破施工要点2.2.1 转变“宁超勿欠”的传统观念大部分“规范”要求严格,不允许欠挖,其实这是不科学的。
在控制超欠挖的光爆技术的研究中,首先应转变观念,即必须转变“宁超勿欠”的传统观点,树立“少欠少超”的观点。
2.2.2 提高钻孔技术水平钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角(q)、开口位置(e)和钻孔的深度(L),它们与超欠挖高度(h)有如下的关系: h=e+Ltan(q/2)(1)式表明:随外插角q和钻孔深度L的增大,h增大。
L是一个设计指标,可在设计中加以控制。
一般情况下,都采用3.5m左右的钻孔深度。
深孔爆破的一次装药量也大,对周边围岩的损伤也大。
这也不符合施工中尽可能地维护围岩自身的、固有的强度的原则。
q和e主要取决于司钻工的操作水平和所采用的钻机的某些性能。
通常,钻机都有一个外缘高度,为保证后续掘进能正常钻孔,就必须有一个超挖高度hd。
此外由于钻孔作业覆盖空间所限,以及受隧道形状的影响,拱部180度范围内,则应控制上仰角,而在两侧边墙部位则应控制水平的外插角。
周边孔开口位置e有三种情况,第一种情况是在放样线处开钻孔,第二种情况是在放样线外e处开钻孔,第三种情况是在放样线内移e 处开钻孔。
其出现机率和差值大小则主要决定于钻孔水平。
第一种情况不影响超欠挖;在第二种情况时,将使超挖增加一个e值,而第三种情况,将使超挖减小一个e值,而出现欠挖。
因而,钻孔时先定位,后钻进,并在掌子面上完整醒目地标出周边孔位线,把e控制在较小范围内(约在3cm)是可能的。
由(1)式可知:當q、L一定时,e作为一个独立参数,当e为正值时,随e的增加,h增加;而当e为负值时,随e的减小,h则减小。
隧道控制爆破技术与应用
隧道控制爆破技术与应用隧道控制爆破技术与应用摘要：本文通过隧道爆破在围岩中产生的破坏和扰动，以及爆破地震动效应的分析指出，通常用控制爆破时隧道围岩或构造物的振动峰值，能实现控制爆破破坏的目的，详细列举了隧道微振动爆破技术在应用过程中爆破参数的选定、布孔图形及装药量的计算方法。
关键词：隧道工程控制爆破微振动爆破近年来，随着国民经济的快速发展，各种建设的规模日益扩大，在全国各地，都在积极发展的高速铁路、公路、水工建设及城市地铁轻轨项目中，都有很多地下工程和隧道施工。
在这些工程中，有些隧道在开挖时，必须采用减轻爆破强度、减小爆破扰动的爆破技术，方能保证隧道施工安全，这时，通常采用以下三种情况：1、软弱围岩为避免塌方和能安全进行大断面开挖，常使用大型施工机械或微振动的隧道控制爆破。
2、城市隧道地面地下环境复杂，人口密集，房屋林立，地下管线密布，经常使用微振动控制爆破施工。
3、临近既有线施工或两相邻隧道同时施工，采用爆破施工时宜采用微振动控制爆破。
隧道爆破施工时，不对隧道围岩及隧道周围环境，特别是地表建筑物造成破坏，或过大扰动，是我们在爆破施工中追求的一个目标。
1、隧道爆破产生的破坏和扰动隧道施工爆破对隧道围岩的稳定性有显而易见的影响；当隧道埋深较浅时，常常对地面的建筑物造成扰动和破坏，开挖爆破对隧道围岩破坏和扰动大致有以下几个方面（1）接近爆破一定距离内，爆破能力对介质的作用为非弹性，围岩在这个区域内，在冲击波和高温高压的爆炸气体共同作用下，出现破碎圈；（2）稍远处伴随着冲击波在介质中产生的应力波和地震波，对围岩产生扰动和破坏。
但是，目前对岩石的爆破机理，特别是隧道爆破过程本身对围岩的作用机理的研究还很不充分，隧道工程爆破的设计和实践目前仍以工程类比法或经验为主完成，在一些隧道施工工地的现场观测资料表明，施工爆破对围岩的扰动和破坏是十分明显的。
2. 工程爆破的地震效应在岩土中爆炸时，炸药爆破能量的2%到6%将转变为地震波。
爆破隧道专项方案
一、编制依据为确保隧道爆破施工的安全、高效和质量，根据国家、交通部、建设部、山西省现行设计、施工规范、验收标准及有关文件，结合施工现场实际情况，特制定本爆破隧道专项方案。
二、工程概况本项目隧道全长X公里，属于中长隧道，地质条件复杂，围岩等级为IV级。
隧道进出口浅埋，岩溶发育，易发生坍塌。
隧道施工采用光面爆破技术，以确保施工质量和安全。
三、爆破方案设计1. 爆破方案选择根据隧道地质条件和施工要求，本工程采用光面爆破技术，实现隧道爆破施工的安全、高效和质量。
2. 爆破参数设计（1）炮孔布置：采用直眼掏槽、直眼爆破孔、斜眼光面爆破孔的布置方式。
（2）钻孔直径：根据岩石硬度，钻孔直径为Φ76mm。
（3）钻孔深度：根据隧道围岩等级，钻孔深度为4-6m。
（4）装药量：根据岩石硬度、钻孔深度和隧道围岩等级，采用分段装药，周边眼装药量应小于1kg/m，掏槽眼装药量应小于2kg/m。
（5）起爆顺序：先引爆掏槽眼，再引爆光面爆破孔。
四、爆破安全措施1. 安全防护措施（1）爆破作业人员必须经过专业培训，取得爆破作业资格证书。
（2）爆破作业前，应对施工现场进行安全检查，确保无安全隐患。
（3）爆破作业区域应设置警戒线，禁止无关人员进入。
（4）爆破作业时，爆破人员应站在安全位置，确保安全。
2. 爆破振动控制（1）根据地质条件和隧道结构，合理选择爆破参数，以降低爆破振动。
（2）爆破振动监测：在隧道进出口、洞内及洞口附近设置监测点，实时监测爆破振动。
（3）爆破振动超标时，应及时调整爆破参数，降低爆破振动。
3. 爆破飞石控制（1）根据地质条件和隧道结构，合理选择爆破参数，以降低爆破飞石。
（2）爆破作业时，爆破人员应站在安全位置，确保安全。
（3）爆破作业区域应设置警戒线，禁止无关人员进入。
五、爆破器材管理1. 爆破器材采购：严格按照国家相关规定，采购合格的爆破器材。
2. 爆破器材储存：将爆破器材存放在专用仓库，确保安全。
3. 爆破器材使用：爆破人员应严格按照操作规程使用爆破器材。
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隧道控制爆破设计与实践
摘要:文章介绍了隧道光面爆破设计,并有针对性地阐述了光面爆破的实践效果,总结了硬岩隧道控制爆破的钻爆技术,对类似隧道施工具有参考价值。
关键词:控制爆破技术实践
1 工程条件
道德山隧道为新建向莆铁路中的一条隧道,全长6043m,围岩以Ⅱ级为研究基础。
2 光面爆破设计
2.1 光面爆破的意义
隧道施工中,光爆质量越好,隧道的安全度越高,施工成本越低。
因此,研究和实施光面爆破技术在当今隧道施工中是十分必要的,具有重要意义。
2.2 光面爆破施工要点
2.2.1 转变“宁超勿欠”的传统观念
大部分“规范”要求严格,不允许欠挖,其实这是不科学的。
在控制超欠挖的光爆技术的研究中,首先应转变观念,即必须转变“宁超勿欠”的传统观点,树立“少欠少超”的观点。
2.2.2 提高钻孔技术水平
钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角(q)、开口位置(e)和钻孔的深度(L),它们与超欠挖高度(h)有如下的关系: h=e+Ltan(q/2)
q为单位炸药消耗量,经实践,取0.65kg/m3;S为开挖断面面积,117m2;a为装药系数,根据经验取0.5;γ为0.78kg/m。
计算N=195孔。
(4)炮眼深度:L=l/η,计划循环进尺l按3.5m设计,炮眼利用率η一般不低于0.85,拟采用L=4m的周边眼。
(5)药量分配:计划用药量Q=qSl;符号意义同上,Q=266kg。
如何分配？按装药估算系数计算。
Qi=li×ai。
2.4 光爆设计
在Ⅱ级围岩全断面开挖、断面积117m2时,每排炮爆破开挖长度3.3m～3.5m,钻孔196个左右,炸药用量指标0.62～0.70kg/m3,一个循环炸药用量230kg～280kg,凝灰熔岩用药量选低值,花岗岩用药量选高值。
光面爆破参数主要参考《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214-2005)第6.3.6条光面爆破参数。
3 光面爆破实践
因目前我们采用人工凿岩,非大型机械造孔,自制人工钻孔台车架子,多人同时在架子上用风动凿岩机人工造孔。
将断面上下分成五层,十个操作空间。
层高在1.5m～2.2m。
人员组织:每班需钻工30人,另加现场安全员一名,总计31人,要形成连续作业班子,共需要32名工人,进行一班半的人员配置完成连续倒班作业。
工作风枪YT-28型计28台,考虑到备用,有至少32台风枪才能满足施工需要。
炮眼布置:中部主掏槽孔16个,上部掏槽孔6个,辅助孔104个,周边孔54个,总计180个孔。
总共用了自1段到15段的奇数段位非电雷管。
周边孔采用导爆索起爆。
按此爆破参数实践,平均每炮进尺3.54m,平均每排炮用药量279kg、导爆索284.7m、非电雷管181发。
4 结语
道德山隧道在Ⅱ级围岩全断面钻爆开挖过程中,应用光面爆破技术取得良好成绩,在多次“信用评价”中获得好评,在向莆铁路有限公司的工作总结中,道德山隧道荣获“光面爆破样板工程”称号,可见光面爆破技术的应用是隧道工程提高质量、降低成本的必由之路。
参考文献
[1] 王海亮.铁路工程爆破[M].中国铁道出版社,2001.
[2] TZ214-2005.客运专线铁路隧道工程施工技术指南[M].中国铁道出版社,2005.。