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隧洞光面爆破施工技术某工程线路总长355km（其中隧洞长约112km），根据不同的地质情况隧洞选择相应的开挖支护方法。
目前各施工单位大都采用钻爆法开挖，通过光面爆破设计取得满意的爆破效果。
一、光面爆破简介隧洞工程在钻孔爆破施工过程中往往会由于爆破效果差而造成洞室开挖轮廓凹凸不平，甚至会出现严重的超挖、欠挖等情况，增加了二次爆破量和混凝土回填量，既延长了工期，又影响了原围岩的稳定性。
为了避免以上情况的出现，在施工中选择合理有效的爆破方法显得尤为重要，而光面爆破正是一种能够有效控制洞室开挖轮廓的爆破技术，它是通过正确确定爆破参数和施工方法，先将设计断面内的岩体爆破崩落后再引爆周边孔，不仅可以实现洞室开挖轮廓成型规整、减少混凝土回填量和围岩应力集中，而且能够最大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能保持围岩原有的承载能力，改善支护结构的受力情况。
二、光面爆破参数选择光面爆破主要参数包括：炮孔直径、周边孔间距、最小抵抗线、炮孔密集系数、装药量、不耦合系数等。
影响光面爆破参数选择的因素多种多样，主要包括地质条件、岩石特性、炸药种类、断面大小以及钻孔质量等。
∙炮孔直径d钻孔爆破中开挖断面上一般布置的炮孔可以分为三类：掏槽孔、崩落孔和周边孔。
掏槽孔是布置在开挖断面中央偏下部，包括楔形掏槽、锥形掏槽及直孔掏槽等方式，目的是将开挖断面炸出一个槽腔，增加临空工作面；周边孔是布置在开挖断面轮廓上，钻孔时候需要有一定的外插斜率，其作用是要爆出一个平整的洞室开挖轮廓；崩落孔是布置在掏槽孔和周边孔之间，主要是扩大掏槽孔炸出来的槽腔，同时也为周边孔创造自由面。
一般隧洞施工开挖现场常用的炮眼直径为35-45mm。
∙周边孔间距E周边孔间距与最小抵抗线是光面爆破中的两个重要参数。
通常在岩质软弱、裂隙发育地段，孔间距应小而抵抗线应大；在坚硬、整体性较好的岩石上，孔间距应大而抵抗线应小。
光面爆破中的周边孔间距一般取E=（8～18）d。
工程爆破药量计算的基本公式
爆破作业是施工中最为重要的一项作业，有利于施工进度，也有利于节约施工成本。
程爆破药量计算是施工中一项重要环节，该计算反映了药量计算的准确性和施工安全。
以，爆破药量计算的准确性和安全性越高，爆破成果越理想。
爆破药量的计算理论和方法是工程爆破学中很重要的内容，其中基本公式和计算方法能够帮助我们准确快速地计算出爆破药量。
基本公式：
工程爆破药量计算：药量V =F*L*H*B*D）/（ρP*Vt）
其中，F为爆破孔数；L为单个孔深度；H（Height）为爆破孔距杆端距离；B（Bore）为爆破孔直径；D（Depth）为每一孔的椭圆深度；ρP为装药密实度；Vt为有效药量。
药量计算方法：
（1）搞清楚爆破作业的某些基本要求，如孔距、孔深等；
（2）准确测量破坏区域的高度、宽度等；
（3）根据爆破作业内容确定爆破药量及药量规模；
（4）根据爆破工艺施工图，确定爆破孔数、深度、宽度、高度和角度；
（5）根据爆破药量计算基本公式，计算爆破孔每孔装药量；
（6）根据实际施工情况，调整爆破孔每孔装药量；
（7）根据上述结果，确定实施爆破的药量种类和总量。
为了提高爆破的效果，工程爆破药量的选择在施工中也是至关重
要的。
据爆破工艺施工图上的爆破要求，结合实际情况，选择合适的爆破药量，有利于更好地实现爆破工艺施工图规定的目标。
综上所述，工程爆破药量计算的基本公式和计算方法是爆破施工的重要环节，只有准确计算出爆破药量，才能够更好地实现施工进度和施工安全。
此，在爆破施工中，应把工程爆破药量的计算放在重要的位置，着重提高工程爆破药量计算的准确性和安全性，以保证施工质量。
湖北水利水电职业技术学院教师授课教案课程名称：水利水电工程施工技术200 年至200 年第学期第38 次课授课班级：03级水工编制日期：年月日图11-2 全断面开挖机械化程序台阶掌子掘进是将整个断面分为上下两层，上层超前于下层一定距离掘进。
为了方便出渣，上层超前距离不宜超过2~3.5m，且上下层应同时爆破，通风散烟后，迅速清理上台阶并向下台阶扒渣，下台阶出渣的同时，上台阶可以进行钻孔作业。
由于下台阶爆破是在两个临空面情况下进行的，可以节省炸药。
当隧洞断面面积较大，但又缺乏钻孔台车等大型施工机械时，可以采用这种开挖方式。
（一）导洞开挖法导洞开挖法就是在开挖断面上先开挖一个小断面洞（即导洞）作为先导，然后再扩大至设计要求的断面尺寸和形状。
这种开挖方式，可以利用导洞探明地质情况、解决施工排水问题，导洞贯通后还有利于改善洞内通风条件，扩大断面时导洞可以起到增加临空面的作用，从而提高爆破效果。
根据导洞与扩大部分的开挖次序，有导洞专进和导洞并进两种方法。
导洞专进法是将导洞全部贯通后，再进行扩大部分开挖，有利于通风和全面了解地质情况，但洞内施工设施一般要进行二次铺设，费工费事。
除地质情况复杂外，一般不采用。
导洞并进法是将导洞开挖一段距离（一般为10~15m）后，导洞与断面扩大同时并进。
导洞开挖法一般是在工程地质条件恶劣、断面尺寸较大、不利于全断面开挖时才采用的开挖方法。
导洞开挖，根据导洞位置不同，有上导洞、下导洞、中间导洞和双导洞等不同方式。
1、上导洞开挖法导洞布置在隧洞的顶部，断面开挖对称进行，开挖与衬砌程序如图11-3 所示。
这种方法适用于地质条件较差，地下水不多，机械化程度不高的情况。
其优点是安全问题比较容易解决，如顶部围岩破碎，开挖后可先行衬砌，以策安全。
缺点是出渣线路需二次铺设，施工排水不方便，顶拱衬砌和开挖相互干扰，施工速度较慢。
筑，待其强度达到设计强度的70%时，再开挖和浇筑另一个马口。
各段马口的开挖可交叉进行。
隧道爆破孔数计算公式爆破孔数是指通过一定孔位（钻孔深度）所能容纳爆破所需炸药的总量。
根据爆破设计要求和工程实际需要，一般爆破孔数应在2000~3000个。
一般来说钻孔越多，就越容易产生较大的孔隙水压力，越大则爆破孔数越多。
具体计算方法如下：爆破孔数=孔深(2000)/1000*孔距(15)*孔深(20)*孔间距(5):如果计算爆破孔数的孔距不足1000 mm/1000 mm且孔距小于10 m时，可在钻机孔后加长钻头；孔距大于10 m而孔距小于10 m时，应加长钻头；孔深大于10 m、孔距小于10 m时可增加孔深；当孔深大于10 m时增加孔距.由以上公式可得：孔深小于10 m时，就不需要再加长钻头；孔深大于10 m时需要增加孔间距.根据爆破设计需要确定孔数和孔深时，首先要计算孔数。
常用计算方法是取孔距；计算孔深时需根据施工阶段爆破时发生的实际爆破破坏进行计算：在某一孔距上施工一段或一个钻孔中爆破量是多少时取多少孔深计算孔数。
为了便于计算起爆孔数、爆后爆破位置尺寸、炸药量以及控制起爆后爆破孔深等均需事先确定。
1、计算公式如一个孔深为1000 mm的洞，在确定起爆孔数时，应考虑不同炸药的消耗比例，即按每段开挖的长度取若干个孔数再加减后的平均孔深；孔深和孔距之间也应考虑因素，如孔深小于10 m 时，就不需要再加长钻头，但如果孔深超过10 m则需要增加钻头数量及钻数。
计算爆破孔数可采用分步法——先按孔型、孔深和孔距计算孔数，然后再按设计的孔数计算爆破孔孔深的方法是确定孔数的最简便方法。
公式如下：式中: t、 L、 t分别为起爆孔、爆后位置尺寸、孔深和孔距; A、 B、 C为钻孔个数; B、 C为孔深; C、 D为孔深×孔距; D为钻孔个数; D为孔距; D 为钻孔长度; E为孔深×孔距; E为起爆点布置范围; E为炸药消耗比例; E为孔深增加率; T为爆破点数（根据爆破计算所得); T为工程计算所得天数; T为爆破顺序。
0引言在当今社会，城市基础设施建设日新月异，隧道工程在交通、水利、能源等领域的应用日益广泛。
然而，复杂地质条件如断层、软岩、涌水等，常常对隧道爆破施工形成巨大挑战。
因此，如何在复杂地质条件下优化隧道爆破工艺，提高施工效率，确保工程安全，成为当前研究的热点问题[1-5]。
本文以东风路隧道爆破施工为例，探讨复杂地质条件下隧道爆破工艺的优化策略，为同类项目提供借鉴与参考。
东风路隧道项目地质复杂多变，施工难度大。
传统的爆破工艺往往难以适应这种多变的地质环境，导致施工进度受阻，甚至引发安全事故[6]。
因此，本文旨在通过分析东风路隧道的地质特点，爆破理论与实地实践经验相结合。
对爆破工艺提出针对性优化方案。
以期在确保工程安全的前提下，提高施工效率，降低工程成本，为类似工程提供有益的参考。
1工程概况及爆破工艺1.1工程概况东风路（建设路-银岭路）项目位于南宁市五象新区，设计起点位于与现状建设路交叉口边缘，东风路隧道穿越五象岭公园，起点位于建设路一侧，终点位于东风南路一侧，起止桩号为K0+344~K0+924，全长580m ，为双洞小净距隧道，净距11.5m ，隧道净空为13.5×5m 。
隧道内设置1处人行通道。
隧道由进口向出口方向为上坡、最大坡率3.38%。
起点洞口位置左侧略有起伏，右侧地势平坦。
隧道出口地形相对陡峭。
最大埋深78m 。
隧道一览表及东风路隧道标准断面图如表1和图1。
1.2原有爆破工艺东风路隧道工程位于五象岭公园内，面临着复杂多变的地质条件，如断层、软岩、涌水等，这使得隧道爆破施工成为一个技术性和挑战性并存的任务。
原爆破工艺主要采用了浅孔爆破法，该方法在一般地质条件下具有较好的效果，但在东风路隧道的复杂地质环境下，其局限性显得尤为突出。
首先，浅孔爆破法对于软岩和断层等软弱地层的适应性较差，容易导致超挖和欠挖现象，对隧道施工质量和进度造成严重影响。
其次，原爆破工艺中的炮孔直径、孔距和装药量等关键参数的设计主要依赖于经验公式和现场试验，缺乏针对性和精确性。
4.3 Ⅳ级围岩爆破设计工程概况大瑶山隧道位于广东省乐昌市的庆云镇至两江镇的九峰河，隧道全长10331m，隧道以碳酸盐岩和碎屑岩为主，隧道内考虑到断裂带、部分浅埋段岩体风化、破碎等，2隧道围岩多为Ⅳ级。
隧道穿越地区有断裂构造，围岩较为破碎，裂缝较发育，断裂带附近易富水，岩溶水赋水性为中等，碎屑岩及浅变质岩属含水丰富的基岩裂隙水含水层，所以地下水较发育。
隧道断面设计为马蹄型，跨度B=14.22m，高为H=11.93m。
爆破方案选择为了保证隧道的开挖质量，又能加快施工速度，缩短工期，故IV级围岩实施爆破区段采用上、中、下三台阶开挖的光面爆破方案，由于围岩较为破碎，所以采用段台阶法，实现及早支护封闭。
由于采用三台阶的开挖方法，所以每循坏进尺的爆破工作都要分成三部分完成的。
对于一个开挖断面，先对上台阶进行爆破开挖、出渣，当上台阶向前开挖推进一定距离后，再对中、下进行爆破作业，应尽量减少相邻两个工作面之间施工相互干扰。
每月施工28天，采用2班循环掘进平行作业，月掘进计划进尺为120m。
爆破参数选择(一)上台阶参数计算(1)炮眼数N断面炮眼数是受多个因素限制，它和爆破作业面积、围岩等级等因素有关。
炮眼数目N可根据式（4-1）计算得出：(4-1)N=qSτγ⁄实际根据表4-1选式中，q—炸药消耗量，一般取1.2~2.4 kg m3取: q1= 1.0, q2=0.74, q3=0.74, q4=0.74。
S—爆破作业的面积，由开挖断面图可知，IV级围岩开挖断面S=137.2m2，上台阶断面积为S1=36.6m2，中台阶断面积S2=46.5m2，下台阶断面积S3=42.5m2；仰拱断面积S4=11.2m2。
??—系数，根据表4-3取值，选取时要综合考虑各类炮眼,上台阶取???0.43；??—药卷的炸药质量，2号岩石铵梯炸药的每米质量见表4-2；本工程中取???0.78 ；根据上式计算得出，上台阶炮眼数为N1?109个，中台阶炮眼数为N2?102个，下台阶炮眼数为N3?94个，仰拱炮眼数为N4?25个。
水工隧洞光面爆破施工指导一．概况福安市湾坞供水工程主洞形式采用城门型，断面尺度为2.2 m×2。
5m、2。
0m×2。
2m。
从设计资料分析,洞身段均以Ⅰ～Ⅱ、Ⅲ类围岩为主,隧洞进出口为Ⅳ类围岩。
二、施工放样在隧洞开挖前应对原有导线点进行复测，确保导线点的正确性。
隧洞开挖后应及时进行导线加密测量,并对加密导线点进行平差计算。
隧洞施工时应及时快速进行隧洞中心线的放样工作,并做好隧洞高程腰线以便施工时进行高程控制。
三．施工方案隧洞开挖采用钻爆法（其工艺流程见图2—1），以新奥法理论指导施工.采用全断面开挖，光面爆破。
采用直线型掏槽,按设计开挖轮廓线布置周边炮眼、辅助眼。
工作面同时开动2台YT-27型气腿式凿岩机钻眼作业.2#岩石硝铵炸药(有水地段采用乳化炸药），周边眼采用中φ25光爆小药卷，8#纸雷管簇联非电毫秒导爆雷管起爆。
图2-1 钻爆法开挖施工工艺流程框图3。
1具体施工技术方案㈠施工围堰隧洞口临近河道地段河道涨水时易倒灌洞内,隧洞施工时必须在其洞口附近设置施工围堰.围堰施工方法根据实际情况（了解当地最大洪水）采用两种方案。
第一:在河道两岸原河堤的位置加高培厚。
采用人工配合机械,人工编织袋装土筑围堰，填筑粘土心墙闭气，编织袋粘土用农用车或人力车运至工作面，用人工堆叠。
围堰的高度根据现场情况确定，堰顶高出水面至少1。
5m，围堰的顶宽1.2m，底宽3。
5～4m，坡度为1:0.8；第二:堤脚及基础若为砂砾透水层，在堤坝迎水坡铺设防渗膜布，防止水流渗入。
隧洞口附近没有河道地段在下暴雨时雨水易倒灌洞内，隧洞施工时必须在其洞口附近设置施工围堰。
围堰采用麻袋装土方式施工。
㈡施工排水①在洞脸顶部设排水沟下设集水井，挖一排水沟把水统一引至集水井处用潜水泵抽排，采用4—6 寸潜水泵抽水，用橡胶软管接至围堰3m 以外.②隧洞内渗水的抽排方案：工作面在出口处的向上坡方向开挖隧洞时，在洞室一侧开设排水沟,利用排水沟自流排水，排水沟随工作面的掘进开凿，并经常清理，必要时，设置水沟盖板。
隧洞爆破方量的计算公式隧洞爆破是隧道工程中常用的一种施工方法，它能够有效地提高隧道的开挖效率，减少工程周期。
在进行隧洞爆破作业时，需要对爆破方量进行准确的计算，以确保施工的顺利进行。
本文将介绍隧洞爆破方量的计算公式及相关内容。
一、隧洞爆破方量的定义。
隧洞爆破方量是指在进行隧道爆破作业时，所需使用的炸药量和其他爆破材料的总量。
它是根据隧洞的具体情况和爆破设计要求来确定的，是爆破设计的重要参数之一。
二、隧洞爆破方量的计算公式。
隧洞爆破方量的计算公式一般为：爆破方量 = 隧洞断面积×预计爆破深度×爆破密度。
其中，。
隧洞断面积，指隧洞横截面的面积，一般可根据设计图纸或实际测量得出。
预计爆破深度，指爆破设计要求的爆破深度，一般由爆破设计师根据工程实际情况确定。
爆破密度，指炸药在单位体积内的质量，是一个重要的爆破参数，一般由爆破设计师根据工程实际情况确定。
通过以上公式的计算，可以得出隧洞爆破方量的具体数值，从而为爆破作业提供准确的参考数据。
三、隧洞爆破方量计算的注意事项。
在进行隧洞爆破方量计算时，需要注意以下几个方面：1. 考虑隧洞的实际情况，隧洞的断面形状、尺寸、岩性等因素都会影响爆破方量的计算，因此在进行计算时需要充分考虑这些因素。
2. 合理确定爆破深度，爆破深度是影响爆破方量的重要因素之一，需要根据隧洞的实际情况和爆破设计要求来合理确定。
3. 爆破密度的确定，爆破密度是影响爆破方量的另一个重要因素，需要根据隧洞的岩性、爆破设计要求等因素来合理确定。
4. 考虑安全因素，在进行爆破方量计算时，需要充分考虑安全因素，确保计算结果能够满足爆破作业的安全要求。
通过合理的计算和严格的控制，可以确保隧洞爆破作业的顺利进行，同时也能够提高施工效率，减少工程成本。
四、隧洞爆破方量计算的实际应用。
隧洞爆破方量的计算是隧道工程中的重要环节，它直接影响着爆破作业的效果和安全性。
在实际应用中，爆破方量的计算需要结合隧道的具体情况和爆破设计要求，通过合理的计算和严格的控制，确保爆破作业的顺利进行。
确定炮眼数目和装药量（1）每茬炮所需的炮眼数目N = qS·η/(T·μ)式中：N——炮眼数目，个（取整数）q——单位体积炸药消耗量，一般取1.2～2.4kg/m3；根据通风风量计算（详见附：通风计算）出本巷q最大取值1.5kg/m3。
S——巷道掘进断面积，m2；本巷断面规格6.0m宽、3.0m高故S=18m2。
η——炮眼利用率；本巷η取83%。
T——装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，一般取0.5～0.7；本巷T取0.5。
μ——每m药卷的炸药质量，kg/m；本巷μ取1.07kg/m。
经计算每茬炮所需的炮眼数目N = qS·η/(T·μ)=1.5×18×0.83/0.5×1.0=41.88≈42个。
根据炮眼数目合理布置炮眼时上下眼距为650mm、左右眼距为700mm。
这与炮眼间距规定的350～600mm不符。
若以炮眼间距规定的最大值600mm合理布置炮眼则炮眼个数为56个。
这与所计算的炮眼数目不符。
（2）一次爆破所需的总炸药量Q=q·V=1.5×27=40.5kg式中：q——单位体积炸药消耗量，1.5kg/m3V——每循环爆落的煤（岩）实体，18×1.5=27 m3；18—断面面积，m2；1.5—每循环进尺，m。
附：通风计算本巷最长供风距离150m。
每个独立通风的掘进工作面实际需要的风量，应按巷道瓦斯、CO2涌出量、风速、人数、炸药量、局部通风机实际吸风量等规定要求分别进行计算，然后取其中最大值。
按炸药量计算Q掘≥10A掘式中：A掘—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，40.5kg。
代入数据得：Q掘≥10×40.5=405m3/min.根据各类通风条件计算工作面实际需要的风量可知按炸药量计算时值最大。
局部通风机实际需要吸风量计算根据掘进工作面风筒末端的实际需要出风量，考虑风筒的漏风因素，按照风筒百米漏风率实测值计算局部通风机的实际需要吸风量。
图一 隧道断面图（单位：）隧道施工设计—新奥法一、工程概况某隧道全长1km ，断面尺寸如图一所示。
硐身大部分穿过砂数45f =，属Ⅴ围岩。
要求月成硐150m ，全断面一次开挖，每日2个循环，每月按28d 计。
二、施工方案选择施工方法，即采用“钻眼爆破”方式开挖，为了使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度的减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能的保持原岩的完整性和稳定性，拟采用全断面光面爆破施工方案。
又由于岩石的坚固系数45f =，属Ⅴ围岩，据隧道围岩稳定性基本分级表，围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常出现小坍塌，浅埋时易出现地表下沉或坍塌至地表。
采用锚杆喷射混泥土作为初期支护的支护手段，使用1520cm 厚钢筋网喷射混泥土，设置2.0 3.0m 长的锚杆，采用仰拱。
三、爆破方案设计 1、爆破器材的选择 1）炸药的选择隧道工程爆破用的炸药应是使用安全、性能稳定、威力适当、产生有毒有害气体少的炸药。
目前在隧道施工爆破中使用最广的是硝胺类炸药。
根据工程情况，选用2号岩石硝铵炸药，周边眼使用小直径炸药，其他眼使用标准型炸药。
其药卷规格、炸药性能如表一所示：2)起爆材料起爆材料可以用导爆管和非电雷管，因为塑料导爆管具有抗电、抗火、抗冲击性能好；起爆传爆性能稳定，甚至扭结、180°对折、局部断药、管端对接仍能正常传爆；安装简单；使用方便；价格便宜；运输和使用过程中抗破坏能力强；且可以作为非危险品运输等优点。
导爆管的发爆可以用8号火雷管、导爆索、击发枪、专用激发器发爆，本工程中使用8号火雷管发爆。
2、爆破参数的确定 1）炮眼深度L本工程要求月成硐150m ，全断面一次开挖，每日2个循环，每月按28d 计，每掘进循环的计划进尺数150282 2.679l m =÷÷=，根据炮眼深度计算式有：2.6792.910.92lL m η=== 式中 L ——炮眼深度，m ；l ——每掘进循环的计划进尺数，m ；η——炮眼利用率，不低于0.85，本设计取0.92。
一、单位耗药量单位耗药量(一)单位耗药量(二)炸药换算系数e值单位耗药量（四）单位耗药量K及其它参数（五）二、隧道爆破设计爆破设计（一）、规范规定《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）规定：光面爆破参数预裂爆破参数说明：1、上表所列参数适用于炮眼深度1.0～3.5m ，炮眼直径40～50mm ，药卷直径20～25mm ；2、当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E 应取小值；3、周边眼抵抗线W 值在一般情况下均应大于周边眼间距E 值。
软岩在取较小E 值时，W 值应适当增大；4、E/W ：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值；5、表列装药集中度q 为2号硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。
换算系数：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=换算炸药爆力号硝铵炸药爆力换算炸药猛度号硝铵炸药猛度2221K （二）、爆破器材的选择⑴炸药：一般情况下，多采用二号硝铵炸药，洞内有水时应采用乳化油炸药、水胶炸药或其他防水性炸药；有瓦斯的隧道内，应采用煤矿安全炸药（如2、3号煤矿炸药，2、3号煤矿抗水炸药，煤矿水胶炸药，煤矿乳化油炸药，被筒炸药，当量炸药，离子交换炸药）；在软弱围岩周边爆破时，选择低爆速光爆专用炸药，如二号低爆速炸药。
隧道常用炸药国产光面爆破专用炸药⑵雷管：在无瓦斯隧道内，可首先考虑采用非电毫秒雷管或半秒雷管；在有瓦斯的隧道内，采用煤矿瞬发电雷管或毫秒延期电雷管。
雷管的段间隔时间差应考虑控制在100ms左右，在软弱围岩中爆破，为避免振动强度的迭加作用，雷管最好跳段使用，特别是1～5段的雷管。
大断面隧道爆破，至少要求有1～15段雷管。
（三）、参数确定一个φ32*25cm 药卷用药量0.195kg 一个φ25*25cm 药卷用药量0.125kg 一个φ20*25cm 药卷用药量0.0875kg 炸药密度0.85～1.05g/cm 3 光面爆破岩石饱和抗压强度39.7～46.25MPa ，属于中硬岩 规范参数装药不偶和系数D （炮眼直径Rh/药卷直径Rc ）1.5～2，宜取2.0 周边眼间距E 取45～60cm最小抵抗线V,应大于周边眼间距，取60～75cm 相对距E/V 取0.8～1周边眼装药集中度q （kg/m ）0.2～0.3 眼深：全断面3～3.5m ，台阶法1～3m单位用药：全断面0.9～2kg/m3，台阶法0.4～0.8kg/m3 炮眼直径取43mm ，考虑油压凿岩机炮眼直径42～46mm 时，V ＝0.5～0.7，q ＝0.28～0.38 炮眼直径34～38mm 时，V ＝0.4～0.6，q ＝0.14～0.21 中空孔到装药眼间距λ：岩层系数，中硬岩以上取1.9～2.2：中空孔径（mm ） d ：装药眼径（mm ）掏槽炮眼间距不小于20cm ，掏槽炮眼比辅助眼深10cm 周边眼炮泥堵塞长度不小于20cm 全断面开挖：222dd d A ++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ϕϕϕλπϕ断面尺寸：72.97m2，宽11m ，高8m 1.3循环进尺的选定在软弱围岩中，宜采用0.8～1.5m ，一般取1.1m 。
水利水电职业技术学院教师授课教案课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至200 年第学期第 38 次课图11-2 全断面开挖机械化程序台阶掌子掘进是将整个断面分为上下两层，上层超前于下层一定距离掘进。
为了方便出渣，上层超前距离不宜超过2~3.5m，且上下层应同时爆破，通风散烟后，迅速清理上台阶并向下台阶扒渣，下台阶出渣的同时，上台阶可以进行钻孔作业。
由于下台阶爆破是在两个临空面情况下进行的，可以节省炸药。
当隧洞断面面积较大，但又缺乏钻孔台车等大型施工机械时，可以采用这种开挖方式。
（一）导洞开挖法导洞开挖法就是在开挖断面上先开挖一个小断面洞（即导洞）作为先导，然后再扩大至设计要求的断面尺寸和形状。
这种开挖方式，可以利用导洞探明地质情况、解决施工排水问题，导洞贯通后还有利于改善洞通风条件，扩大断面时导洞可以起到增加临空面的作用，从而提高爆破效果。
根据导洞与扩大部分的开挖次序，有导洞专进和导洞并进两种方法。
导洞专进法是将导洞全部贯通后，再进行扩大部分开挖，有利于通风和全面了解地质情况，但洞施工设施一般要进行二次铺设，费工费事。
除地质情况复杂外，一般不采用。
导洞并进法是将导洞开挖一段距离（一般为10~15m）后，导洞与断面扩时并进。
导洞开挖法一般是在工程地质条件恶劣、断面尺寸较大、不利于全断面开挖时才采用的开挖方法。
导洞开挖，根据导洞位置不同，有上导洞、下导洞、中间导洞和双导洞等不同方式。
1、上导洞开挖法导洞布置在隧洞的顶部，断面开挖对称进行，开挖与衬砌程序如图11-3 所示。
这种方法适用于地质条件较差，地下水不多，机械化程度不高的情况。
其优点是安全问题比较容易解决，如顶部围岩破碎，开挖后可先行衬砌，以策安全。
缺点是出渣线路需二次铺设，施工排水不方便，顶拱衬砌和开挖相互干扰，施工速度较慢。
图11-5不挖马口的先拱后墙法2、下导洞开挖法导洞布置在断面的下部，如图11-6所示。
这种开挖方法适用于围岩稳定、洞线较长、断面不大、地下水比较多的情况。
其优点是：洞施工设施只铺设一次，断面扩大时可以利用上部岩石的自重提高爆破效果，出渣方便，排水容易，施工速度快；缺点是：顶部扩大时钻孔比较困难，石块依自重爆落，岩石块度不易控制。
如遇不良地质条件，施工不够安全。
图11-6下导洞开挖法施工顺序3、中间导洞开挖法导洞在断面的中部，导洞开挖后向四周扩大。
这种方法适用于围岩坚硬，不需临时支撑，且具有柱架式钻机的场合。
柱架式钻机可以向四周钻辐射炮眼，断面扩大快，但导洞与扩大部分同时并进，导洞出渣困难。
4、双导洞开挖法双导洞开挖又分为两侧导洞法和上下导洞法两种。
两侧导洞开挖法是在设计开挖断面的边墙侧底部分别设置导洞，这种开挖方法适用于围岩松软破碎、地下水严重、断面较大，需边开挖边衬砌的情况。
上下导洞法是在设计开挖断面的顶部和底部分别设置两个导洞，这种方法适用于开挖断面很大、缺少大型设备、地下水较多的情况，其上导洞用来扩大，下导洞用于出渣和排水，上下导洞之间用竖井连通。
导洞一般采用上窄下宽的梯形断面，这样的断面受力条件较好，并且可以利用断面的两个底角布置风、水、电等管线。
导洞的断面尺寸应根据开挖、支撑、出渣运输工具的大小和人行道布置的要求确定。
在方便施工的前提下，导洞尺寸应尽可能小一些，以便加快施工进度，节省炸药用量。
导洞高度一般为2.2~3.5m，图11-7 隧洞炮孔布置图（二）炮孔数目和深度隧洞开挖断面上的炮孔总数N与岩石性质、炸药品种、临空面数目、炮孔大小和装药方式等因素有关。
对炮孔数目，由于影响因素多，精确计算尚有困难，施工前可采用下面经验公式估算，在爆破过程中再加以检验和修正。
N＝fSK（11-1）式中Ｋ－临空面影响系数，一个临空面取2.7，两个临空面取2.0；ｆ－岩石的坚固系数；Ｓ－开挖断面面积，m2。
炮孔深度应考虑开挖断面尺寸、围岩类别、钻孔机具、出渣能力和掘进循环作业时间等因素确定。
一般情况下，加大炮孔深度后，装药、放炮、通风等工序所占用的时间将相对减少，单位进尺的速度可以加快。
但是钻孔深度加大后，钻机凿岩速度会有所降低，炮孔利用率将相对减少，炸药消耗量会随之增加，一次爆落的岩石数量增加，出渣时间也相应增加。
故加大炮孔深度的多少，应进行综合分析后确定。
为简单起见，一个工作循环进尺深度可参照下列原则确定：当围岩为Ⅰ～Ⅲ类时，风钻钻孔可取1.2m，钻孔台车钻孔可取2.5~4m；当围岩为Ⅳ～Ⅴ类时，不宜超过1.5m。
掏槽孔和周边孔的深度可根据崩落孔的深度确定。
（二）装药量隧洞开挖，装药量的多少直接影响开挖断面的轮廓、掘进速度、爆落岩体的块度、围岩稳定和爆破安全。
施工前可按下式估算炸药用量，并在施工中加以修正。
Ｑ＝KSL（11-2）式中Ｑ——一次爆破的炸药用量，kg；Ｋ——单位耗药量，kg/m3，可参考表11-2选用；Ｓ——开挖断面面积，m2；Ｌ——崩落炮孔深度，m。
表11-2 隧洞开挖单位炸药（2号硝铵炸药）消耗量(单位:kg/m3)工程项目岩石类别软岩(f<4)中硬岩(f=4~10)坚硬岩(f=10~16)特硬岩(f＞16)导洞面积4~6m2面积7~9m2面积10~12m21.501.301.201.801.601.502.302.001.802.302.502.25 扩大0.60 0.74 0.95 1.20 挖底0.52 0.62 0.79 1.00图11-8 门框形木支撑图11-9 钢支撑（四）装渣运输装渣与运输是隧洞开挖中最繁重的工作，所花时间约占循环时间的50~60%，是影响掘进速度的关键工序。
因此，应合理选择装渣运输机械，并进行配套计算，做好洞出渣的施工组织工作，确保施工安全，提高出渣效率。
隧洞出渣常见的装运方式有：1、人工装斗车出渣这种方式适用于隧洞断面较小，机械化程度不高的情况。
人工装渣，要求爆落岩石块度很小。
为了减轻装渣的劳动强度，可在装渣地点铺上钢板，使岩石爆落于钢板上，以利用铁铲装车；当采用下导洞开挖时，上导洞可利用漏斗棚架出渣（图11-6）；当采用上导洞开挖时，上导洞可用活动工作平台车出渣（如图11-10）。
图11-10 工作平台装渣2、装岩机装渣、机车牵引斗车或矿车出渣这种出渣方式适用于开挖断面较大的情况。
装岩时可采用0.4~1.0m3的装岩机（图11-11、图11-12），装岩斗车或矿车可由电气机车或电瓶车牵引。
当运距近、出渣量少时，也采用人力推运或卷扬机牵引运输。
根据出渣量的大小可设置单线或双线运输。
单线运输时，每隔100~200m应设置一错车岔道，岔道长度应够停放一列列车，如图11-13所示；双线运输时，每隔300~400m应设置一岔道，以满足调车要求，如图11-14所示。
堆渣地点应设置在洞口附近，其高程较洞口低，以便重车下坡，并可利用废渣铺设路基，逐渐向外延伸。
图11-11 0.4m3风动铲式装岩机图11-12隧洞1m3短臂正向铲图11-13单线调车示意图图11-14 双线调车示意图这种装运方式适用于大断面隧洞开挖。
装岩采用斗容量为1~3m3的装载机或液压正铲，自卸汽车洞运输宜设置双车道，如设置单车道时，每隔200~300m应设错车道，运输道路要符合矿山道路的有关规定。
（五）隧洞开挖的辅助作业隧洞开挖的辅助作业有通风、散烟、防尘、防有害气体、供水、排水、供电照明等。
辅助作业是改善洞劳动条件、加快工程进度的必要保证。
1、通风与防尘通风和防尘的主要目的是为了排除因钻孔、爆破等原因而产生的有害气体和岩尘，向洞供应新鲜空气，改善洞温度、湿度和气流速度。
（1）通风方式通风方式有自然通风和机械通风两种。
自然通风只有在掘进长度不超过40m时，才允许采用。
其他情况下都必须有专门的机械通风设备。
机械通风布置方式有：压入式、吸入式和混合式三种，如图11-15所示。
压入式是用风管将新鲜空气送到工作面，新鲜空气送入速度快，可保证及时供应，但洞污浊空气是经洞身流出洞外；吸入式是将污浊空气由风管排出，新鲜空气从洞口经洞身吸入洞，但流动速度缓慢；混合式是在经常性供风时用压入式，而在爆破后排烟时改用吸入式，充分利用了上述两种方式的优点。
图11-15 隧洞机械通风方式（2）通风量通风量可按以下要求分别计算，并取其中最大值，再考虑20%~50%的风管漏风损失。
1）按洞同时工作的最多人数计算，每人所需通风量为3m3/min；2）按冲淡爆破后产生的有害气体的需要计算，使其达到允许的浓度（CO的允许浓度应控制在0.02%以下）；3)按洞最小风速不低于0.15m/s的要求，计算和校核通风量。
（3）防尘、防有害气体除按地下工程施工规定采用湿钻钻孔外，还应在爆破后通风排烟、喷雾降尘，对堆渣洒水，并用压力水冲刷岩壁，以降低空气中的粉尘含量。
2、排水与供水隧洞施工，应及时排除地下涌水和施工废水。
当隧洞开挖是上坡进行、且水量不大时，可沿洞底两侧布置排水沟排水；当隧洞开挖是下坡进行或洞底是水平时，应将隧洞沿纵向分成数段，每段设置排水沟和集水井，用水泵排出洞外。
对洞钻孔、洒水和混凝土养护等施工用水，一般可在洞外较高处设置水池利用重力水头供水，或用水泵加压后沿洞铺设的供水管道送至工作面。
3、供电与照明洞供电线路一般采用三相四线制。
动力线电压为380V，成洞段照明用220 V，工作段照明用24~36 V。
在工作较大的场合，也可采用220 V的投光灯照明。
由于洞空间小、潮湿，所有线路、灯具、电气设备都必须注意绝缘、防水、防爆，防止安全事故发生。
开挖区的电力起爆线，必须与一般供电线路分开，单独设置，以示区别。
四、循环作业施工组织开挖循环作业是指在一定时间，使开挖面掘进一定深度（即循环进尺）所完成的各项工作。
循环时间。
