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第六章地下建筑工程严鹏第二节钻爆法开挖⚫ 1 隧洞钻爆开挖的特点⚫2炮孔的类型及作用⚫ 3 光面爆破参数设计⚫ 4 隧洞钻爆技术的发展严鹏上节课内容回顾地下工程的施工特点和施工程序中小型断面隧洞全断面开挖◼洞高≤ 8~10m 全断面法◼洞高>10m 分层分块严鹏施工难效率低导言⚫如何进行地下工程的开挖？火烧水浇钢钎大锤手持风钻钻孔台车凿岩机具和爆破理论、器材的发展使钻爆法成为首选方法鞭炮火箭火烧水浇法修建栈道严鹏露天台阶爆破地下工程爆破开挖的特点？严鹏（1）条件差：场地狭窄，钻孔与支护、出碴等交叉进行；地下照明、通风、噪声及渗水等影响大不同工序交叉进行作业环境差严鹏（2）破碎难：爆破自由面少，岩石夹制作用大，岩石破碎的难度大，爆破单位耗药量高爆爆工作面自由面严鹏（3）轮廓平：断面开挖轮廓成型有严格标准爆破破碎爆后轮廓面成型矛盾严鹏针对上述三个特点，地下工程爆破开挖如何实现破局呢？第六章地下建筑工程严鹏第二节钻爆法开挖⚫ 1 隧洞钻爆开挖的特点⚫ 2 炮孔的类型及作用⚫ 3 光面爆破参数设计⚫ 4 隧洞钻爆技术的发展6.2.2 炮孔的类型及作用严鹏◼按炮孔的作用、布置方式，开挖面上的炮孔分成三类：（1）掏槽孔（2）崩落孔（3）周边孔严鹏（1）掏槽孔◼位置：断面中下部◼起爆顺序：首先起爆◼作用：在开挖面上炸出一个槽腔，为后续爆破创造临空面◼特点：密布孔、多装药直孔桶形掏槽严鹏（2）崩落孔◼位置：掏槽与边界间◼起爆顺序：在掏槽爆破后，由中心往外逐层顺序起爆◼作用：扩大掏槽槽腔，崩落开挖面上大部分岩石，也为周边孔创造自由面崩落区崩落区严鹏（3）周边孔/光面爆破孔◼位置：开挖轮廓上◼起爆顺序：在断面各类炮孔中最后起爆◼作用：爆出较为平整的洞室开挖轮廓◼特点：密钻孔，弱装药光面爆破形成的轮廓面严鹏周边孔崩落孔掏槽孔严鹏◼轮廓质量主要取决于光爆孔的布置及参数选择洞壁成型良好洞壁成型较差⚫轮廓起伏大，混凝土回填量和二次修整爆破量增大⚫对围岩稳定和施工安全极为不利光面爆破的效果决定了隧洞钻爆开挖质量第六章地下建筑工程严鹏第二节钻爆法开挖⚫ 1 隧洞钻爆开挖的特点⚫ 2 炮孔的类型及作用⚫ 3 光面爆破参数设计⚫ 4 隧洞钻爆技术的发展严鹏⚫（1）光爆孔装药结构不耦合装药◼装药不耦合系数(uncoupling coefficient): k =D/d，一般为1.25~2.5◼线装药密度Qx(Linear charge density)：q—松动爆破单耗，kg/m3；W—光爆层厚度xQ qaW=Pb0Pb1炮孔压力时程曲线弱装药P b1≤[σ动]避免粉碎区严鹏相邻炮孔中爆炸荷载叠加⚫（2）光爆孔间距◼周边炮孔的间距：a=(8~12)*D ◼光爆层厚(最小抵抗线)：W=(1.0~1.2)a22002(1)V a P D γργ⎛⎫= ⎪+⎝⎭爆炸荷载第六章地下建筑工程严鹏第二节钻爆法开挖⚫ 1 隧洞钻爆开挖的特点⚫ 2 炮孔的类型及作用⚫ 3 光面爆破参数设计⚫ 4 隧洞钻爆技术的发展严鹏公元9世纪末中国发明了黑火药精细爆破理论及技术16世纪末期，炸药应用于地下采矿和巷道掘进20世纪60到80年代，冲击波拉伸破坏理论和爆炸气体膨胀压破坏理论爆炸力学岩石动力学工程勘探工程爆破技术计算机技术火烧水浇钢钎大锤手持风钻——半机械化钻孔爆破钻孔台车—机械化钻爆法信息化施工6.2.3 隧洞钻爆技术的发展严鹏⚫三峡水电站地下厂房光面爆破效果严鹏⚫溪洛渡水电站泄洪洞光面爆破效果严鹏⚫向家坝水电站地下厂房光面爆破效果（1）隧洞钻爆开挖特点（2）炮孔的类型及作用（3）光面爆破参数设计（4）隧洞钻爆技术发展掏槽崩落光面爆破条件差破碎难轮廓平密钻孔弱装药精细爆破、信息化施工课堂小结严鹏◼锦屏二级水电站引水隧洞埋深1500～2500m ，地应力值高达40 ～70MPa ，请问钻爆设计中如何考虑地应力因素？思考题MS13MS11MS9MS7MS5MS3VII VIV IV III II I MS1pλpλpp高应力破坏现象2525m严鹏。
爆破开挖施工方法及技术措施一、施工方法1、施工程序爆破开挖工程作业程序图爆破开挖工程施工程序图2、爆破设计根据设计图纸、地质情况、爆破器材性能及施工机械等条件，进行钻爆设计。
其主要内容如下：（1）工程概况；（2）工程地质及水文地质条件；（3）爆破开挖孔网技术参数；（4）炸药品种、炸药用量及装药结构；（5）起爆网路；（6）爆破安全控制及监测；（7）爆破对环境影响的安全评价；（8）爆破孔平面布置图及剖面图；（9）绘制下列图表：（10）爆破孔装药结构图；（11）起爆网路设计图；（12）爆破器材用量表。
3、工作面清理爆破清渣后，进入下一层炮块造孔前，必须将工作面清理相对平整，浮渣清除干净，便于钻孔设备就位，以保证钻孔施工质量。
工作面平整度要求不大于50cm,满足机械作业便利，钻孔孔口周边50cm要求人工扒渣至基岩满足测量放样与标识以及开钻要求。
4、钻孔放样由测量队、作业队技术员按批准的爆破设计图放出孔位，主爆孔要求放出每排炮孔方位角，孔斜，采用红油漆在孔位旁标出孔号，测量实测孔口高程，计算各孔的实际孔深，交钻孔人员，并在工作面标识几个高程；预裂孔要放出每个孔的钻孔孔位、钻孔方位，方位点要求标识在稳定基岩上或架设的稳定钢管上，质量部跟踪检查记录。
预裂孔逐孔放样后，测量队提交钻孔资料，包括单孔编号、单孔深、单孔倾角，并进行现场交底。
5、钻孔施工（1）钻孔人员严格按测量放样的孔位、孔斜及提供的钻孔深度施工，要求主爆孔孔位平面挪动范围不超过±10cm，孔深误差不超过±20cm,预裂孔孔位允许在轮廓方向左右挪动范围不超过±5cm,孔深不超过±10cm，钻孔角度（孔斜）偏差不超过允许误差范围。
钻孔施工按钻机定位、量测钻孔角度、钻孔、检查、孔口保护、记录钻孔深度顺序进行。
钻孔施工应有交接班记录。
（2）对于潜孔钻造预裂孔，钻机采用架管固定，反复调整钻机满足开钻条件，定位后，用样架尺、自制量角器测量钻杆角度，开孔0.3、0.5、1m时分别校正钻孔角度，此时采用低风压、慢进尺行进。
爆破法开挖
爆破法开挖是一种常见的土木工程开挖方法，主要用于在岩石或者较硬地层中进行开挖工作。
具体的操作步骤包括以下几个方面：
1.勘察与设计：在开挖前需要进行地质勘察与设计工作，确定
岩石的种类、性质和围岩的稳定性等。
根据勘察结果，制定爆破设计方案。
2.布置爆破孔：根据设计方案，使用钻机在待开挖的地表上钻孔，钻孔的形状和布置根据具体情况需要进行调整，一般为直孔或斜孔。
3.装药与起爆：在钻孔中放置爆破药物，如炸药、起爆帽等，
然后根据炸药的类型和爆破设计的要求，选择适当的方式进行起爆操作。
4.爆破效果检测与清理：爆破后需要对爆破效果进行检测，观
察是否达到预期的开挖效果。
同时，还需对爆破碎片进行清理，保证工地的安全与整洁。
需要注意的是，在进行爆破法开挖时，需要严格遵守相关的安全操作规程，确保周围环境和人员的安全。
同时，还要考虑工程施工对周边环境和结构的影响，避免可能的破坏和损失。
第二节钻孔爆破法开挖地下建筑物开挖,目前广泛采用钻孔爆破法.一、钻孔爆破设计钻爆设计的主要任务是：① 确定开挖断面的炮孔布置，包括各类炮孔的位置、深度及方向；② 确定各类炮孔的装药量、装药结构及堵孔方式；③ 确定各类炮孔的起爆方法和起爆顺序。
1.炮孔类型开挖断面上的炮孔，按作用的不同，分为：①淘槽孔；②崩落孔；③周边孔。
2.炮孔数目初步计算常用公式为：其中式中 N——一次掘进循环中开挖面上的炮孔总数；Q——一次爆破的炸药用量，kg;γ——单个炮孔每米装药量，kg/m;d——药卷直径，cm;Δ——炸药容重，kg/cm3k——装药压紧系数，通常对硝铵炸药k=0.1，对硝化甘油炸药k=1.2；α——炮孔的装药系数;W——炮孔深度,m;K——单位耗药量,kg/m3S——开挖断面面积,㎡。
3.炮孔深度炮孔深度的确定，主要与开挖断面的尺寸、掏槽型式、岩层性质、钻机型式、自有面数目和循环作业时间的分配等因素有关。
合理的炮孔深度，能提高爆破效果，降低开挖费用和加快掘进速度。
二、钻孔爆破开挖轮廓的控制地下建筑物采用钻孔爆破法开挖，其轮廓控制主要取决于周边孔的布置及其爆破参数的选择。
为了降低糙率，减少回填和整修工程量，目前洞挖作业的轮廓控制普遍推广光面爆破。
其施工方法是沿设计开挖线布置小孔径、密间距的周边孔，采用低密度、低爆速、低猛度和高爆力的光爆炸药，不耦合连续装药或间隔装药，进行弱震爆破，炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的光爆层，形成光面。
三、钻孔爆破循环作业循环作业的主要工序一般有：钻孔准备、钻孔、装药、设备撤离、起爆、通风排烟、安全检查、临时支撑、出渣准备、出渣、延长运输线路和风水电管线等。
