暗挖矿山法隧道减震爆破技术

矿山法隧道爆破施工控制要求

摘要：隧道爆破工程建设技术广泛参与矿产资源开采、运输等在中国的山区隧道建设中，如西南山区，对爆破技术的需求很多，施工技术积累，隧道施工技术不断完善。但是，就城市隧道而言，为了进一步加强隧道施工的技术和安全要求，有必要在隧道施工前进行技术勘察，并通过综合勘察信息和现有施工技术手段为施工做好充分准备。

关键词：矿山法；隧道爆破；施工控制

引言

爆破是隧道开挖掘进最常用的方法，但爆破施工有很高的专业度，需要在施工开始前做好相关设计，并在施工中严格按照设计要求进行。目前，该隧道各级围岩段的爆破施工均已完成，经检查确认施工质量合格，说明以上爆破设计与施工均合理可行，可为同类高速公路隧道工程提供参考

1爆破产生的破坏和扰动

隧道围岩爆炸造成的损害通常可分为直接扰动区和扰动区。爆炸时，产生的能量释放出来并迅速扩散到周围地区，在一定半径内的沉积岩上造成振动，爆炸对周围岩石的影响被打破。在起爆位置附近，由于起爆引起的高温和高压以及能量释放，围岩会产生不规则的碎裂和释放圆。再进一步，冲击波的表面以局部振荡波和反应波的形式向周围岩石延伸，而部分能量以大气冲击波的形式对周围岩石产生功能损害，最终导致周围岩石的松散损伤在隧道施工过程中，爆破振动效应、飞石、冲击波、噪声和爆破产生的有害气体等一系列有害效应被称为爆破有害效应。其中，爆炸振动对周围建筑物(结构)和地下管线的冲击波和噪声影响较大，有必要在爆炸过程中进行连续爆炸试验，根据现场实际爆炸效果不断优化爆炸参数，尽可能控制爆炸。

2钻爆设计 在采用钻爆法施工开始前，应对包含地质条件和开挖断面等在内的各项条件进行综合考虑，然后通过试验确定适宜的爆破参数。具体可参照以下参数范围进行：（1）硬岩：周边眼间距按55～70cm控制，周边眼最小抵抗线按60～80cm控制，相对距离按0.7～1.0控制，周边眼装药参数按0.30～0.35kg/m控制；（2）中硬岩：周边眼间距按45～65cm控制，周边眼最小抵抗线按60～80cm控制，相对距离按0.7～1.0控制，周边眼装药参数按0.20～0.30kg/m控制；（3）软岩：周边眼间距按35～50cm控制，周边眼最小抵抗线按45～60cm控制，相对距离按0.5～0.8控制，周边眼装药参数按0.07～0.12kg/m控制。光面爆破应能达到以下效果：残留炮孔痕迹需要在整个开挖轮廓面上实现均匀分布，硬岩中炮孔痕迹实际保留率应达到80%以上；中硬岩中炮孔痕迹实际保留率应达到70%以上；软岩中炮孔痕迹实际保留率应达到50%以上。两个相邻炮孔之间的岩面应保持平整，且孔壁不能产生裂隙；两个相邻的炮孔之间不能产生超过150mm的错台。

深基坑爆破开挖对邻近既有隧道结构影响的动力分析

本文研究了城市地下空间开发利用过程中的邻近施工问题，研究方向为深基坑爆破施工条件下邻近城市道路隧道结构的动力响应现象。并依托重庆江北嘴农商行基坑工程与邻近隧道的保护工程，采用ANSYS/LS-DYNA显式动力分析程序建立数值模型，模拟了各个工况条件下基坑爆破开挖时，邻近既有隧道衬砌结构的动力响应，并结合爆破振动现场监测数据进行了分析，分析研究如下了问题：①基坑爆破开挖时，各个工况条件下既有隧道二次衬砌结构振动合速度在空间的分布规律，并绘制出了振动合速度峰值在隧道周边分布图。对整个基坑开挖过程中，随着深基坑开挖深度的不断加大，隧道二次衬砌结构振动合速度的变化规律。②对位于迎爆侧振动合速度较大节点进行了深入研究，分析了节点在X、Y、Z三个方向的振动速度的相互关系及节点在各个方向振动速度峰值随开挖深度的变化规律，并对三个不同方向振动速度幅值大小的影响因素进行了分析。

同时分析了节点在三个方向的振动频率范围。③对既有隧道二次衬砌结构的最大主应力进行了研究。分析了二次衬砌结构在一次爆破荷载作用下的最大主（压）应力和最大主（拉）应力峰值在空间的分布规律，以及最大主（压）应力和最大主（拉）应力峰值随基坑开挖深度的变化规律。同时，还对二次衬砌结构的动剪应力变化规律进行了研究，分析了动剪应力的空间分布规律及不同开挖深度的变化规律。

④对隧道爆破振动的现场监测数据进行了分析，并与数值模拟结果进行了对比分析。

第1篇

一、明挖法

明挖法是指在地面开挖出相应的空间，然后在露天情况下修筑衬砌，最后再覆盖回填的地下工程施工方法。该方法适用于浅埋隧道，是软土地下工程施工中最基本、最常用的施工方法。明挖法施工速度快，成本相对较低，但可能对地表环境造成较大影响。

二、暗挖法

暗挖法是指在地下挖洞的方式进行施工，不挖开地面。暗挖法主要包括以下几种：

1. 矿山法：矿山法是一种传统的施工方法，适用于深埋隧道或岩石层。其基本原理是，隧道开挖后，岩体受爆破影响产生破裂，形成松弛状态，可能随时坍落。因此，施工时需分部开挖，并采取边挖边撑的措施，以保证安全。

2. 盾构法：盾构法是一种全机械化施工方法，适用于水下隧道、地下铁道等工程。通过盾构机械在地中推进，盾构外壳和管片支承四周围岩，防止坍塌。同时，切削装置进行土体开挖，出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构。

3. 顶管法：顶管法适用于穿越铁路、道路、河流或建筑物等障碍物的隧道或地下管道施工。通过顶管机在地下推进，将管道或隧道穿越障碍物，实现地下空间的连接。

三、沉管法

沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。首先在岸上预制好管段，然后将管段沉入水底，拼装成隧道结构。沉管法适用于水底隧道，具有施工速度快、环境影响小等优点。

四、新奥法

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。新奥法适用于软弱地层，具有施工安全、工程质量好等优点。

总之，地下工程施工方法多种多样，根据地质条件、工程需求和环境保护等因素，选择合适的施工方法至关重要。随着技术的不断进步，地下工程施工方法将更加多样化和高效。 第2篇

一、明挖法

明挖法是指在地面开挖基坑，然后在基坑内进行地下工程施工的方法。该方法适用于浅埋隧道、地下停车场等工程。其施工步骤如下：

第五章 矿山法区间施工方案与技术措施

一、竖井、联通道施工

1、 简介

区间设一个临时竖井及联通道（K20+124.44），隧道施工完成后拆除回填。其结构如图5-1 区间竖井联通道结构示意图所示。

Φ25中空锚杆Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架2榀/mC20喷砼C30模筑钢筋砼C20网喷砼Φ22砂浆锚杆砼圈梁Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架0.75m/榀C30模筑钢筋砼Φ22砂浆锚杆C20S6喷砼竖井联 通 道区间左线

图5-1 区间竖井联通道结构示意图

竖井施工流程图见图5-2。

2、 竖井与联通道支护参数

竖井支护参数见下表：

项目 材料及规格 结构尺寸

初期支护 锚杆 Φ25中空注浆

Φ22砂浆锚杆 L=4.5m，间距1.0×1.0m

L=3.5m，间距1.0×1.0m

钢筋网 Φ6.5@150mm 四周铺设

喷射砼 C20网喷砼 厚度0.3m

格栅钢架 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 纵间距1.0、0.75、0.5m

二衬 C30S8防水钢筋砼 厚度0.4m

联通道支护参数见下表：

项目 材料及规格 结构尺寸

初期支护 锚杆 Φ22砂浆锚杆 L=2m，间距1.0(1.2)×1.0(1.2)m

钢筋网 Φ6.5@150mm 四周铺设

喷射砼 C20网喷砼 厚度0.2m

格栅钢架 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 纵间距1.0、0.75m

二衬 C30S8防水钢筋砼 厚度0.3m

图5-2竖井施工工艺流程图

3、 锁口圈梁施工

测量定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖，人测量放线、定井位

竖井锁口圈开挖 施 工 准 备

封 底 安装提升架及电动葫芦 井圈C30模筑砼施工

井身开挖及支护

马 头 门 加 固 爬梯及防护网安装

开洞，转入隧道施工 模筑二衬

工对井壁进行修整；竖井锁口圈挖至设计标高后，外模采用砖砌，其内侧用砂浆抹平，然后绑扎井圈钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏；锁口圈绑扎钢筋时向下预埋连结筋；井圈采用C30商品砼，一次性连续灌注。