时间：2022-06-04 15:52:05
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇预裂爆破技术论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：露天矿开采预裂爆破边坡
预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆生高压气体的气楔作用，使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝，从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。主要用于进出口明挖和洞内台阶竖直钻孔爆破。钻孔直径d为64mm和76mm，洞内主要采用64mm的孔。孔深为4m～12m，孔底用φ50mm、柱部用φ25mm或φ35mm的炸药，其偶合系数对64mm的孔为1.8或2.6，对76mm的孔为2.2或3.0。间距a和线装药密度q线均是先通过经验公式试选试爆，然后调整为合理值，且根据不同部位和地质条件随时进行调整。
1预裂爆破要求
1.1预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。
1.2预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。
1.3预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。
2预裂爆破技术措施
2.1炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。
2.2炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。
2.3不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。
2.4线装药密度一般取250～400g／m。
2.5药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm不大于药卷的列爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，为线装药密度的2～5倍。
2.6装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。
2预裂爆破的参数选取
2.1 间距a选用的经验公式为：
a =（6～10）d，对d=64mm的孔：a=0.4m～0.65m，对d=76mm的孔：a=0.45m～0.8m；
2.2 E、H库图诺夫采用：a=22dβ.K3α水. KY。式中：E为药包直径（米）； K3α为水挤压系数。全挤压时（即抵抗线很大时），K3α水=0.85。在斜坡或台阶上作业，松动孔超过三排时K3α水=1.0，同样条件下松动排数较小时， K3α水=1.1。KY为地质条件系数。没有很明显的层面或裂隙KY=1.0。在占优势的裂隙组与预裂缝的夹角呈90°时，KY=0.9，角度为20°～70°时，KY=0.85，在水平岩层以及地质构造平面与裂缝相吻合时，KY=1.15。这样计算结果a=0.4m～0.9m。 转贴于 中国论文下载中心 studa
2.3根据兰格弗乐斯经验数据：d=64mm:a=0.55m～0.8m，d=76mm：a=0.6m～0.9m。通过施工调整确定为：（1）进口明挖和LDO+000～LDO+800段， a=0.5m～1.0m；（2）LDO+800～LD1+087.75和出口明挖，a=0.5m～0.7m。
2.4 根据q线选用的经验公式为：
2.4.1武汉水利电力学院公式；q线=0.12[δ压]0.5.[a]0.84.[d/2]0.24。对进口明挖至LDO+800段基本为正长岩或变质玄武岩：δ压≈176.5Mpα，q线=0.43kg/m～0.77kg/m；对LDO+800至出口明挖：δ压≈80.0Mpα，q线=0.28kg/m～0.5kg/m。3.3.2根据兰格弗乐斯的经验数据：对d64mm的孔q′线=0.35kg/m；对d76mm的孔q′线=0. 5kg/m。此时是纳比特炸药，对乳化炸药需乘系数1.2，所以对d64mm孔，q线=0.35kg/m×1.2=0.42kg/m，d76mm孔q线=0.5kg/m×1.2=0.6kg/m，只不过此时的q线是指全孔的装药集中度。根据施工调整确定为：q线=0.25kg/m～0.8kg/m对出口取小值，进口取大值。
3应注意的事项
3.1关于预裂后在预裂面附近钻辅助孔或爆破孔成孔率低的问题，实际施工时，在地质情况不佳的情况下，解决这一问题的措施主要是控制预裂装药量和堵塞段长度。
3.2关于预裂与爆破区爆破连线的问题
预裂药包的结构形式较多地采用间隔装药，导爆索引爆。当预裂孔与开挖区爆破孔在一次放炮内起爆，为达到预裂效果，预裂应先响于开挖区。预裂所用的导爆索爆速为6 000～7 000 m/s，是爆破区所用传爆管爆轰速度2 000 m/s的3倍。若预裂与爆破区相连雷管选用不当，预裂过早起爆所产生的飞石在爆破区内传爆管传爆之前将传爆管砸坏，将造成爆破区哑炮。故预裂连结起爆雷管段位应早于相邻主爆孔段位100 s左右。
3.3关于预裂孔角度变化的问题
影响预裂孔角度变化的因素除上述外，还存在一些不可避免的因素。如：钻机冲击器外径大于钻杆外径，钻机花架上卡瓦内径与冲击器外径相符。在预裂孔角度不等于90度时，钻机开孔沿钻杆轴向施加压力，分解为水平力，垂直力。在钻头接触地面时，水平方向阻力小，钻杆有向水平力方向移动的趋势，钻杆受卡瓦约束。因钻杆外径小于卡瓦内径，在水平力作用下，钻杆轴线偏离原来的轴线位置，使钻杆壁向水平力方向紧靠卡瓦内壁，从而使预裂孔角度在开孔时将变缓，新卡瓦开孔角度变缓约0.5度；而磨损严重卡瓦的开孔角度变缓可达1.5度。由于上述原因，在调整钻机预裂角度时，应比设计角度调陡1～2度。
4.爆破作业的主要安全规定
(1)各种爆破作业必须使用符合国家标准或行业标准的爆破器材，不准使用擅自制造的炸药。
(2)进行爆破工作的群采矿山、矿点，必须设爆破工作负责人、爆破员和爆破器材保管员。这些职员应了解所使用的爆破器材的性能、爆破技术和有关的安全知识。
(3)凡从事爆破工作的职员，都必须经过培训，考试合格并持有合格证。
(4)进行浅眼爆破时，应有爆破说明书。其内容包括装药量、装药结构、填塞长度、起爆方法等。
(5)爆破作业地点有以下情况之一时，禁止进行爆破作业：有冒顶或边坡滑落危险；通路不安全或通路阻塞；进行中深孔、深孔爆破时，爆破参数或施工质量不符合设计要求；工作面有涌水危险或炮眼温度异常；危险边界上未设警戒；光线不足或无照明。
(6)进行爆破器材加工和爆破作业职员禁止穿化纤衣服；在大雾天、雷雨时、黄昏、夜晚，禁止进行露天爆破。
(7)装药时，必须遵守以下规定：
用木制炮棍；装起爆药包时，严禁投掷或冲击；一旦起爆药包没装到位，禁止拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆索、导爆管或电雷管脚线，应按处理盲炮的有关规定处理。
(8)进行填塞工作时，必须遵守以下规定：
装药后，必须保证填塞质量，禁止采用无填塞爆破；浅孔爆破时，一般填塞长度为孔深的1／3；禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；堵塞要十分小心，不得破坏起爆线路；禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
(9)炮响完后，经过充分透风，才准进进爆破作业地点。
(10)爆破工作开始前，必须确定危险区的边界并没置明显的标志。地下爆破应在有关通道上设置岗哨。回风巷应设路障，并挂上“爆破危险区，不准进内”的牌子。
(11)爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使在危险区的职员能够听到、看到。爆破后，经检查确认安全时，方可发出解除警戒信号。
(1 2)爆破员进进放炮地点后，应检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮现象。假如发现有这些现象，应及时处理。若不能处理时，应设立危险警戒或标志。常用的处理盲炮的方法有重新起爆法、诱炮法、打平行眼装药爆破法、用水冲洗法。
5. 爆破器材的储运和治理
爆破器材库的位置、结构和设施等的设置，要符合《爆破安全规程》的规定和要求，经主管部分的审定，并报当地公安局批准。爆破器材的治理存放、收发和运输必须符合《爆破安全规程》的有关规定。
经过检验，确认失效的爆破器材或不符合国家标准或技术条件的，都应销毁。销毁爆破器材时，必须登记造册并编制书面报告，报告中应说明被销毁爆破器材的名称、数目、销毁原因、销毁方法、销毁地点和时间，并报有关部分。
6.爆破事故的预防
要预防爆破事故的发生，主要措施如下。
(1)保持爆破安全间隔 爆破时必然会产生爆破地震、空气冲击波、碎石飞散及有害气体，因而危及爆区四周职员、设备、建筑物及井巷等的安全。因此，爆炸设计时必须确定爆破危害范围并指定安全间隔。安全间隔主要包括爆破地震的安全间隔、爆破空气冲击波的安全间隔、个别碎石飞散的安全间隔、电力起爆的安全间隔、爆破有害气体扩散安全间隔。
(2)精心设计，在设计之前必须做到情况明确；设计时要确定最大答应药量，然后公道选取爆破参数，选择公道的延发时间，作出切实可行的爆破方案；制定爆破事故预防措施；对设计文件要严厉审核把关。
(3)精心施工，各级职员持证上岗，组成严格的治理体制；根据工程特点，分别制定各种安全制度、岗位责任、关键技术操纵细则；按规程要求做好爆破器材检验；确保装药、堵塞、连线三个关键工序的施工质量；做好爆后安全检查和处理。
(4)加强安全治理，按规程要求报治理部分审批、备案；建立、健全严格的指挥治理组织；建立质量保证体系，制定质量保证大纲和各工序质保程序。
关键词：水利工程；施工；地下洞室；爆破；危险；控制
随着人类社会的发展，地下工程将越来越多地应用在国民经济基本建设各个领域，在水利水电、公路、铁路、油库等工程建设中，越来越多地采用了地下洞室。对于地下洞室群在开挖爆破施工中的安全、相邻洞室及交叉洞室的施工、厂房岩壁吊车梁基础的爆破施工工艺、以及如何实现快速光爆等，本人在几十年的地下工程施工中，积累和探索了一定的经验，在此与同行分享和探讨。
一、水利工程地下主要洞室开挖方法概述
（1）主厂房。Ⅰ～Ⅶ层边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。岩锚梁部位精确测量造孔、密孔、小药量开挖，开挖前锚杆上、下锁口。Ⅷ～Ⅹ层通过与尾水支洞间竖井溜渣槽（井）开挖，支护跟进。配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备，总用时30个月。
（2）主变室。从上、下二层开挖，底板预留保护层；边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。
（3）尾调室。上层连通洞以上部位反导井掘进至穹顶，然后由上而下扩挖至连通洞底板高程；再向下通过反井钻机形成与底部贯通的1.4 m导井，扩挖导井至6m的溜渣井，再通过手风钻造孔、小型反铲扒渣自上而下扩挖形成，平均月扩挖仅5m[1]。
（4）尾闸室。通过施工支洞分二层完成岩锚梁及其以上部位开挖后，以反井钻机形成与底部尾水支洞贯通的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔、人工扒渣自上而下扩挖形成。
（5）压力管道竖井。以反井钻进形成贯通上、下平段的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔，人工扒渣自上而下扩挖形成，每日平均扩挖1-1.5 m。
（6）尾水支洞、尾水隧洞。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进，平均月进百米。
（7）导流洞。通过多工作面分 3 层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备。 平均月进百米。
（8）抗力体置换洞。分2层开挖，采用光面爆破，手风钻造孔，小型反铲、装载机、运输车出渣，竖井溜渣后再通过大型设备装运渣月。进度 40～60m。
（9）泄洪洞有压段、无压段。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙与底板保护层开挖，支护跟进[2]。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等大型设备，平均月进百米。
（10）泄洪洞工作闸室。通过施工支洞分 2 层完成交通洞底板以上开挖，通过正、反井作业形成与泄洪洞沟通的溜渣竖井，以潜孔钻、反铲进行自上而下的扩挖、扒渣、支护。早期爆破时对设备予以覆盖保护，后期通过渣堆使设备移向泄洪洞躲炮，安全效果优异。
（11）泄洪洞龙抬头段。通过正、反井作业形成约 70＃5m）的溜渣斜井，以潜孔钻、反铲自上而下分层扩挖形成。
二、水利工程地下洞室爆破施工过程分析
（1）施工准备
施工准备工作包括场地平整、测量放样，以及其它常规准备工作。由于预裂面一般就是最终的边界开挖面，因此，预裂缝的位置必须准确，当采用垂直的预裂孔时，放样工作没有什么困难，只要按设计的孔位精确的测量就可以了。对于倾斜的孔，特别是预裂面呈某种曲折面的斜孔，放样工作就要复杂得多，这是因为斜孔的孔口与孔底并不在同一个坐标位置上，而是随该孔的倾斜度以及地面的起伏而变化。此时，采用整体样架放样就要方便得多。
（2）钻孔
钻孔的机具根据炮孔的直径和孔深来选用，一般情况下，直径小于50mm，深度在6m以内的孔，多采用手风钻，孔径在70mm以上的深孔，则要采用潜孔钻。钻孔时，必须严格控制质量，允许的偏斜度应控制在1度以内[3]。由于岩面的不平整或钻进的方向不是垂直，往往容易引起孔口的偏离，此时，可以采用人工撬凿或用钻机冲击的方法，凿出孔口位置，经检测无误后，才开始钻进。
（3）药包加工
用于预裂爆破的药包，最好能在钻孔内均匀地连续分布。在实际施工中，大多须在现场加工制备，通常采用两种方法：一是将炸药装填于一定直径的硬质塑料管内连续装药，为了顺利地引爆和传爆，在整个管内贯穿一根导爆索。另一种是采用问隔装药，即按照设计的装药量和各段的药量分配，将药卷绑扎在导爆索上，形成一个断续的炸药串。由于每个孔的深度不一致，装药量也不同，因此，对于每一个孔应当分别准备各自的药串，编上该孔的孔号，不能混淆，然后包扎好待用。
（4）装药、堵塞和起爆
为使炸药爆炸时能够获得良好的不藕合效应，药柱（或药卷串）应置于炮孔的中心。为达此目的，可采用一种塑料制的膨胀联结套将药柱固定在炮孔中央。在我国的预裂爆破中，多半将药卷串绑在竹片上，再插人孔中。对于垂直孔，竹片应置于保留区的一侧，对于倾斜的孔，竹片应置于孔的下侧面。
炸药装填好以后，堵塞之前先要用纸团等松软的物质盖在炸药柱上，堵塞过程中，应注意使药卷串保持在孔中央的位置上，不要因堵塞而将药卷串推向孔边。堵塞应密实，以防止爆炸气体冲出，影响预裂效果。在预裂爆破中，一般都采用导爆索起爆，效果较好。也可采用电雷管或非电雷管起爆。预裂爆破最好能一次同时起爆，但当预裂规模大时，为了减轻预裂爆破过程中的振动影响，也可以分段起爆。
三、水利工程地下洞室爆破安全防护技术措施
我们要根据爆破安全规程的要求，结合本地的实际情况，制定好安全防护措施和做好安全警戒工作：
（一）参加爆破工作的人员应有公安部门颁发的爆破安全作业证，要持证上岗。
（二）爆破作业人员必须树立安全第一的思想，严格按爆破安全规程规定的安全事项和要求操作。
（三）现场爆炸物品都由炸药库统一配送。爆炸物品的使用必须按照当地公安部门的要求，在爆炸物品到达工地后应放到指定地点存放，并由专人负责看守。领发时必须指定爆破工专人领取并做好登记，不得随意发放。
（四）从装药时开始，场地四周应放出警戒，根据本工地的周围环境，确定爆破的警戒范围为200m，并要按照警戒位置固定专人布置哨位，在附近特别加强了警戒。参加施工的爆破人员，都佩戴明显的标志，其他无关人员一律禁止入内。
（五）爆破装药、连线完成后，应由爆破指挥长按照爆破安全规程规定的起爆顺序，在各警戒点到位后预警-起爆-解除警戒的信号[4]。
（六）爆破结束后，爆破人员对现场又做了进一步检查，尤其要对爆后形成的浮石和危石认真进行排除，处理时周围也要警戒，防止发生意外事故。组织有爆破经验的专职队伍进行爆破作业，关注爆破先进技术的推广，严格组织和管理爆破队伍，将大大提高我国地下洞室开挖爆破的安全生产水平。
参考文献：
[1] 陈志刚，刘殿魁.SH波冲击下浅埋任意形孔洞的动力分析[J].地震工程与工程振动. 2004（04）
[2] 马宏伟.引水隧道在地震波入射时的动力响应解析解[D].北京交通大学 2013
[3] 陈志刚，刘殿魁.椭圆孔对SH波散射的远场解[J].哈尔滨工程大学学报. 2003（03）
关键词：“掏心”微差爆破；震动力；取水口结构
中图分类号：P632文献标识码： A
一、引言
1、工程概况
山东液化天然气项目取水口泵房工程场地西南侧，工程内容包括取水泵房、前池、滤网间、明渠四部分，原状地形标高为-1.0~2.0m（理论最低潮位高程），根据取水口区域的地形、地质条件，设计采用强度等级为C40F350钢筋混凝土现浇框架结构直接座落在中风化岩石上，考虑取水口基础较低 -7.6 ~ -6.9 m，需完成取水口基础所在位置的爆破作业，再在取水口施工场地四周采取止水措施，形成干地施工条件。
取水泵房基础爆破实施同时，距离取水口区域较近的液化天气储罐基础正在作业，其中底层筏板结构已浇筑完成一个月，而且取水口区域距离罐区1#罐最小距离为203m，爆破装药时要严格控制齐爆药量，确保爆破震动不会对储罐产生不利影响。
二、施工方案选定
1、方案比选和确定
1.1、浅孔分层爆破和帷幕灌浆方案
基坑内需要干地施工条件，考虑围堰安全和稳定采用在基坑外侧抛填两道石堤，内外堤间抛填两米厚粘性土进行止水，粘土芯墙完成后，再进行下部岩基帷幕灌浆施工，降低岩石裂隙间透水系数，加强基坑稳定性。帷幕灌浆孔深度根据地质情况确定，原则深入中风化层2.0米，最终根据压水试验确定最终孔深。拟进行双排帷幕灌浆施工。孔间距为1.2m，排间距为1.0m，插空进行布孔。
浅孔爆破进行钻孔时，应首先小范围试爆，确定合适的钻孔间距和装药量，然后在工作面上准确布置孔位，用水准仪测出每一孔位的顶面标高，根据设计底标高和确定的超深值，定出每一钻孔的钻孔深度，然后在钻杆上做出标记，以保证钻孔的底端在同一标高层上，防止因钻孔深度不一造成的爆破后底面不平现象，确保开挖后的底面平整度。
1.2、深孔微差爆破和预裂爆破施工方案
爆破区根据地质报告为弱风化花岗岩和微风化花岗岩。爆破地区岩体结构较质密，节理、裂隙发育一般。施工场地位于海水与陆域边缘，水位受潮汛影响较大，需根据潮水的涨落进行打孔爆破。
本工程爆破深度范围为7.0~8.5m，分为深孔爆破和预裂爆破。爆破区域地质主要为中风化岩，局部少量微风化岩，爆破边坡需要进行保护。炸药选用2号岩石乳化炸药，具有抗水性能强、爆炸性能和安全性能较好，密度0.95~1.3g/cm3。
采用塑料导爆管起爆法，毫秒微差起爆网路，由击发器引爆导爆雷管进行起爆。预裂爆破中使用塑料导爆索，爆速不小于6000 m/s，适用于水下爆破施工。
导爆管起爆网络选择：
根据现场实际情况及相关经验，深孔宜采用孔内外延期相结合的方法，即孔内采用同段高段次导爆管雷管，具体施工采用15段导爆管雷管；孔外采用2段、3段、5段、7段导爆管雷管接力传爆。为确保传爆可靠性，整个起爆线路为加强复式网络联接。为保证爆区前、后排起爆顺序时还应特别注意前后排对应炮孔的起爆时差不宜相差太大。爆破设计参数：
a.孔径：Φ＝11.5cm
b.施工高度：H＝5～7m
c.深孔间距：a＝2.0m
d.深孔排距：b＝1.5m
e.超钻：h＝1.5m
f.孔深：L＝6.5～8.5m
g.单位炸药消耗量：q＝1.72／m3
h.单孔装药量：Q＝k*q*a*b*H＝36.9～48.2
k――考虑受前面各排孔的矿岩阻力作用的增加系数k=1.1
i.堵塞长度：L1=2～3m
进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。
预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高。
线装药密度
Q线=0.367〔δ〕压0.5（d）0.86
式中：〔δ〕压―岩石极限抗压强度，MPa；
根据该地区岩石可取〔δ〕压=600kg/cm2=60MPa；
d―炮孔直径，m；此处设计的d=115mm=0.115m；
则Q线=0.367×600.5×0.1150.86=440g/m。
实际装药结构，其基本原则是：
a.填塞深度，根据经验公式L＝8～15D和D＝115mm，取填塞深度为0.92～1.7m，实际取值为1.5m。
b.装药减弱段，为了不使爆破时伤及孔口，因此对于装药的最上端的1m应进行减弱，大概取线性密度的一半即可；
c.装药正常段，其装药密度与计算值相当即可；
d.底部加强段，为了克服底部夹制作用，靠底部0.5m～1.5m应增加药量，孔较深时增加的大，孔浅增加的少。
e.装药时距孔口1.5m的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。
1.3、方案选定
浅孔爆破由于选用小药量爆破方法,可以减小爆破对基底的破坏,以保证应有的地基承载力,并可较好的控制开挖超深和开挖面的平整度，但是浅孔爆破一次爆破深度浅，需要多次分层爆破作业，钻孔同时做好止水施工提供干地施工条件，如此将加大工程费用投入和延长施工时间；深孔爆破具有一次性爆破到位，施工相对简便，爆破作业前不需要止水围堰施工，安全可靠，但是深孔爆破装药量大，要一次性爆破完成，需采取可靠技术措施进行孔内和空间微差爆破，减小爆破震动力。
2、施工工艺流程
测量控制――钻孔――清孔验孔――装药――堵塞――连线――起爆――检查处理盲炮――开挖外运土方
3、施工工艺要点及施工措施
①测量控制
根据施工图纸选定打孔施工范围，测量人员使用用全站仪测设布孔区域位置和岩面标高，计算台阶深度并考虑超钻深度确定孔深。
根据炮孔排距b=1.5m和间距a=2.0m确定钻孔平面位置，对钻孔位置进行编号，填写孔位信息卡，最终填写内容包括孔号、孔口标高、设计孔深、孔底标高、实际孔深等。布点完成后，根据合理施工顺序组织打孔施工，打孔过程中要加强已成孔的保护。
②钻孔
根据每个钻孔信息卡内容，核对孔口标高，按设计要求的孔深和顺序钻孔施工。孔位和孔深偏差不大于0.1m。钻孔完成后，要及时对孔口周边0.5m范围内的石屑和块石进行清理，防止掉落钻孔中，并用纤维袋对已合格钻孔进行封堵。
③清孔验孔及标识
在装药前进行钻孔质量检测，核对孔位信息卡，逐孔量测成孔深度并做好记录，钻孔深度符合设计要求方可装药施工。如深度超过设计要求，需采用砂或碎石填至要求的标高。
④装药
每次爆破装药前必须按爆破设计的要求在每个孔口处标识卡上记录该孔装填药量及装药结构，堵塞长度、使用导爆管段别，以便于装药人员现场作业。装药时每装一节炸药用炮杆测量孔深，确保装药避免栓塞。
按爆破设计要求的药量、密度和爆破方式进行装药。装药量偏差不大于5％（长度），装药时应将每孔雷管段别标识卡放在孔外，以便检验。
⑤堵塞
装药后必须保证堵塞质量，深孔或浅眼爆破，堵塞材料就地取用钻岩产生的岩粉，堵塞要紧密，装药后将剩余部分炮孔全部堵塞；禁止用石块和易燃材料堵塞炮孔；堵塞要认真小心，不得破坏起爆线路；禁止在深孔装入起爆药包后直接用木竹杆直接冲击起爆药包；.堵塞时应从底部开始逐渐向上慢慢用力捣实，确保堵塞质量。
⑥联线
本工程爆破网络采用非电导爆管组成的复式微差起爆网络，采用导爆雷管引爆导爆管，传爆至传爆雷管、再引爆支路导炮孔内的雷管激发爆破。其中支路传爆导爆将传爆雷管包裹至中央，用胶布缠绕扎紧。按爆破设计的最大齐爆药量要求进行网络连接。各联结点必须密封完好，爆破联线必须由有经验的爆破员进行操作，无关人员撤离联线区域。
⑦检查
网络联结必须严格按自检、专检和复检三道程序进行。自检、专检结合在联线过程中进行，由爆破员边联接边检查，同时设专人监督联线工作是否符合爆破设计和技术规范要求。联线完毕后，由本次爆破现场指挥和技术负责人进行复检，合格后方可进入下道工序作业。对不合格的联线必须严格按程序文件要求进行纠正，直至合格方可进行下道工序。
⑧起爆
爆破作业现场设立爆破领导小组，由领导小组协调各工序、各班组之间作业。在规定时间内完成爆破前的准备工作。在确认条件成熟的情况下（所有人员、设备疏散至安全距离外、炸药车开至指定停放区），复查起爆网路由爆破总指挥通知连线员联线，爆破信号一致通过，爆破总指挥命起爆命令。
三、实施效果
爆破区域岩石破碎充分，未发生盲炮现象，施工机械开挖容易；预裂面开挖后的不平整度不大于15cm，预裂面上的炮孔痕迹保留率不低于80%，表面清晰整齐且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙；通过在储罐基础区域设置的震动检测仪器，对爆破过程进行全过程监测，震动速度和震动加速度均符合设计要求，震动速度为0.9 v/cm2。
结语
“掏心”爆破作业采用合理的起爆顺序，充分利用爆轰波产生能量，岩石破碎效果理想，同时通过采用孔内和孔间微差爆破技术，降低一次齐爆药量，减小对周边建筑震动能量，缩短施工工期合理保证施工进度要求，提高施工整体效益。
参考文献：
1、中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB6722-2003）
厚硬顶板高压预注水弱化机理研究硕士毕业论文开题报告
学科专业： 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题，并附主要参考文献：
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采，厚硬顶板难冒问题突出，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团高度重视，XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源，在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展，国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨，XX年原煤产量29.6亿吨，XX年原煤产量超过30.0亿吨，XX年原煤产量为35.2亿吨，预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少，煤矿相继进入深部开采期，随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高，难于冒落，如不及时采取强制处理，将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落，一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架，从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面，采空区积存的大量高浓度瓦斯气体，沿风巷、机巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破坏力很风，在风暴所经过之处，其强烈的冲击作用，摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭，甚至使矿车翻倒，轨道弯曲，对井下人员及设备造成严重的危害。例如，潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药，炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力，使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气，存在一定的危险性，稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水，利用水对岩体的压裂和软化作用，破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度，当工作面采过后，顶板可正常垮落，减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性，变难冒为易冒，实现长壁综合机械化采煤，提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量，改善劳动环境;注水与回采作业平行，预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代，已有近50年历史，处于世界领先的地位，在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究，较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开，康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究，提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果，在总结其他人的研究成果的基础上，对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明：随软化系数的减小和软化厚度的增加，上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小：若厚硬岩层岩样本身能被注水软化，而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法，可选用其他弱化厚岩层的方法，或注水软化法与其他弱化方法共同使用，从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后，顶板岩体发生塑化，改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中，从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落，减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数，减小顶板来压强度，从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析，或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述，而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
[1]宋永津，控制煤层坚硬难冒顶板技术[m]，煤炭工业出版社，XX，9.
[2]靳钟铭，徐林生，煤矿坚硬顶板控制[m]，北京，煤炭工业出版社，1994.
[3]钱鸣高，石平五，矿山压力与岩层控制[m]，中国矿业大学出版社，XX，11.
[4]王桂尧，孙宗顺，徐纪成，岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨，岩土工程学报，1996，18(4)：68～74.
[5]rebinder p a，sehreiner l a，zhigach k f.h，aridness reducers in
drilling：a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction
of rocks during[m].moscow：akad naunk，tansl.by melboune：csiro，1994.
[6]汤连生，张鹏程，王思敬，水——岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究.岩石力学与工程学报，XX，21(6)：22～27.
[7]郑少河，朱维中，裂隙岩体渗流损伤耦合模型的理论分析，岩石力学与工程学报，XX，20(2)：156～159.
[8]周维垣，高等岩石力学[m]，北京，水利水电出版社，1990.
[9]y.p chugh，effects of moisture on strata control in coal mines，engineering geology，1981(17)：241～255.
[10]康红普，水对岩石的损伤，水文地质与工程地质，1994，(2)：39～40.
[11]朱珍德，胡定，裂隙水压力对岩体强度的影响，岩土力学，XX，21(1)：6l～67.
[12]闫少宏，宁宇，康立军等，用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究，煤炭学报，XX，25(1)：32～35.
[13]a.巴内基等，a.k.雷，g.辛格，高压注水控制坚硬顶板，中国煤炭，XX，30(12)：73～74.
[14]陈荣华，张连英，厚硬顶板采场注水软化的数值模拟，矿山压力与顶板管理，XX，3：85～86.
[15]陈荣华，钱鸣高，缪协兴，注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟，岩石力学与工程学报，XX，z4(13)：2266～2271.
[16]宁宇，陈晖，坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究，煤炭学报，1990，15(1)：83～92.
[17]刘东燕，严春风，陈彦峰，压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究，岩土工程学报，1999，21(1)：56～59.
[18]孙广忠，岩体结构力学[m]，北京，科学出版社，1998.
2 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义，完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
2.1 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上，采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法，开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究，使坚硬顶板弱化，使难冒顶板转化为可冒落顶板，改善坚硬顶板的冒落性，减少采空区的悬顶面积，从而减轻周期来压对工作面支架的影响，保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下：
(1)水对裂隙岩体强度的影响，重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题，建立流固耦合的渗流方程，并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理，为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
本人在本科阶段主修土木工程，在理论分析上对地上、地下结构，以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段，在导师的指导和带领下，专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践，并阅读了大量的文献资料。
另外，国内关于坚硬顶板控制资料相对较多，基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持，给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段，在导师徐颖教授的指导下，以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月～4月：资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月～8月：厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月～10月：对高压注水破坏过程进行数值模拟分析，并得出结论
(4)XX年6月～XX年1月：论文编写;
【关键字】大型隧道工程，隧道锚，施工，支护优化
一、前言
大型隧道工程的施工工程量巨大且又复杂，在进行开发前许多问题需要进一步解决探讨。隧道工程施工前，需进行风险监测和评估；大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题也不容忽视。
二、大型隧道工程地质环境条件
1.地质条件复杂，施工技术难度大，现场施工条件差，对工程周边环境和市政设施影响范围的控制要求高，风险因素和风险事件多，发生的概率较大。
2.盾构推进施工风险大，损失后果严重。隧道工程项目周边都是重要筑物和市政公用设施，加上越江隧道建设本身投资比较大，一旦发生事故，往往造成比较严重的损失后果
3.评价指标权重的确定
根据大型泥水盾构进出洞施工各风险事件的权重大小，可以用层次分析法（AHP） 把一个施工工况中同级各个因子两两相互比较（包括因子自身的比较），按重要性大小进行权重标度。上海复兴东路越江隧道工程大型泥水盾构进出洞施工各因子权模糊综合评价模型概述模糊综合评价通过构造等级模糊子集，把反映评价对象的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后，利用模糊变换原理对各指标进行综合运算，得出评价结果。
三、施工监测
1.监测内容
施工期间共设置7项监测内容：围护墙体水平位移（测斜）；围护墙顶垂直沉降及水平位移监测；坑外地下水位监测；支撑轴力监测；立柱点监测；周边建（构）筑物垂直位移及倾斜监测；周边土体地表沉降监测。重要是对围护墙移及地表沉降进行监测。
2.信息化施工
（一）在工作井第5层土开挖时，工作井南侧围护墙有局部渗漏水的现象，且出水量较大，同时监测数据显示坑外地下水位日下降量达30 cm，于是立即要求挖机停止继续向下开挖土方，并在墙身内外采用堵漏补救措施（在渗漏部分的墙身内凿槽，埋设开孔型PE泡沫条和注浆管；用早强水泥封缝，然后压注水溶性聚氨酯堵漏。墙外采用工程钻机钻孔，钻孔深度达到地下连续墙的渗漏处，然后下钻杆实施双液注浆堵漏，注浆范围为渗漏处左右各放宽3 m。双液注浆的配合比为水泥：水玻璃=1：0.5；注浆压力小于0.2 MPa），等监测数据都在报警值范围内。
（二）工作井施工至第6层土，开挖Ⅱ区时，监测Et报显示东侧围护墙体变形明显，El最大位移量达一2.91 mm，最大位移点位于墙顶以下25 m处。针对这种情况，立即组织力量，同步抽槽开挖Ⅳ区的土方，随挖随撑，抓紧安装东西向直撑并施加预应力，同时要求监测单位1天测2次，以便随时掌握基坑变形情况。随着第6道支撑全部安装完毕，墙移趋向于稳定日变化量小于1 mm。经分析是由于Ⅱ区斜撑数量较多，钢牛腿制作焊接间延长，导致基坑曝露时间较长，从而引起该时间段内围护墙移变化量较大，但整个过程其最大累计量及变化速率都在允许范围内。随着中国城市化进程的加快，越来越多的城市投入到地下轨道交通的规划建设当中。地下隧道越来越多，不可避免伴随着重叠交叉隧道的产生，群洞隧道施工的关键技术研究关系着轨道交通的安全问题，因此群洞隧道研究已经成为现代地下工程研究的热点。
四、隧道锚施工关键技术
施工过程中必须采取措施减少对岩体的扰动，保护岩层的完整性，出碴运输系统必须适应洞内大坡道及频繁变坡，减少工序的干扰。
1.掘进施工
首先在锚洞洞口进行工作坑开挖，根据现场地质和岩石强度采用预裂爆破和挖掘机大掘进、人工修整边坡、明槽施工，为保证边坡稳定，边坡坡度根据实地情况确定。
2.掘进方案
在锚洞进洞施工中，优先采用机械掘进，选择YT-28型风动支腿式凿岩设备，两座隧道锚的施工顺序问题，采取左右洞错位掘进施工，左洞为先掘进洞，右洞为后掘进洞，待先掘进洞到底后，再掘进后掘进洞，左侧隧道锚采用上下台阶法分3层掘进方式，上下台阶之间的间距为8--10 m。为了减少对围岩的扰动和减少超挖，采用了控制爆破技术，拱部采用了光面爆破技术，边墙适当进行预裂爆破。
3.爆破控制
爆破掘进时，把爆破振动对相邻室的影响作为控制的重要内容。为最大限度地减少爆破对围岩的扰动破坏，隧道锚的钻爆施工采用了小间距、低爆速设计，炮眼按浅密原则布设，严格控制周边眼的装药量，周边眼间距为40cm并适当布设空眼。
4.喷锚及衬砌施工
隧道锚的喷锚及衬砌主要分为前锚室段、锚塞体和后锚室两个阶段：1）前锚室段：前锚室段的围岩级别为Ⅲ级，初期支护采用?25先锚后灌式中空锚杆，L=3.0m，环纵向间距1 m，梅花形布置，洞壁设E6钢筋焊接网，设置间距为1米的钢格栅拱架。
五、支护技术的优化
1.支护技术存在的问题
在总结分析前人研究成果的基础上，结合大量的现场工程实践，研究认为常规锚杆支护技术主要存在以下几个方面的问题：
（一）常规支护用直径20mm、长2.0m锚杆的长度和刚度不足，从而发挥不出锚杆的支护作用。顶板围岩的松动圈半径一般在2～2.3m，2.0m长的锚杆其不能锚固到围岩的塑性硬化区内，导致锚杆失效不起作用；经常会出现锚杆被拉断的现象，说明锚杆的刚度不够，不能满足巷道开掘初期变形速度快、变形量大的特点。
（二）围岩表面约束能力差。由于高应力或构造应力的影响，使得支护体首先在较为薄弱的地方出现过量变形、岩石松动和破坏，进而形成破碎区，破碎区的发展导致围岩自承圈破坏。如不能及时将破碎区形成一个较为完整的整体，就不能发挥顶板岩石的自稳能力，从而不能有效地遏制围岩的局部破坏和破碎区向纵深发展，进而导致巷道围岩遭到更严重的破坏。
2. 常规支护技术优化
通过以上常规支护技术存在的问题，经本人对工作地点的实际情况了解，我率先提出了新的支护方式，使用直径为22mm、长2.4m取代原有普通锚杆的支护，得到了老工程技术的批准及大力支持。
采用新型直径为22mm、长2.4m的全程锚杆取代直径20mm、长2.0m锚杆，进行巷道顶板支护，使巷道开掘后顶板松动圈形成了一个整体，增大围岩的强度，提高围岩自承能力，控制了顶板的下沉量。采用强度大、长度较长的锚杆能锚固在稳定的岩层内，并适时在巷道关键部位进行锚索加固支护（由于锚索长度较大，能够深入到深部较稳定的岩层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护），很好的解决了巷道顶板下沉、破碎的问题，随着支护强度的增大，有效的控制了顶板岩层的变形，施工的安全也得到了保证，同时一直困扰的进尺问题也迎刃而解。
六、结束语
隧道施工的完成，对于人们的生活具有着重要意义。当今，在修建大型隧道过程中，隧道锚施工还存在着许多技术上的不足，大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题必须提上日程，认真严谨的对待与研究。
参考文献：
[1]黄宏伟 越江隧道工程大型泥水进出洞施工风险综合评价 地下空间与工程学报 2012年，23页
[2]张猛 群洞隧道优化施工技术及影响效应研究 山东大学研究论文 2013年5月，18-21页
【关键词】爆破技术；工程；城市建设；应用
中图分类号：K826文献标识码： A
一、当前工程爆破领域技术进步所呈现的主要技术特点
爆破技术的发展不仅取决于机械设备、工业炸药、测量技术、工程地质领域的发展;而且依托爆炸力学、爆轰理论、岩石力学等基础学科的研究成果。随着岩石爆破理论、断裂力学、爆炸力学研究的深人,以及先进测试技术、电子计算机技术的发展及其在爆破中的广泛应用,现代爆破技术的发展朝着机械化、自动化、精细化、数字化方向发展。技术上呈现以下几个特点:
(1)钻爆工艺逐步由其技术性能与所要求的工艺过程相适应的机械设备完成,爆破施工的综合机械化水平快速提高。
(2)将钻、爆、铲、装、运作为一个系统工程考虑,将爆破技术、工艺和地质地形条件、机械装备综合考虑进行爆破优化设计。
(3)广泛应用全息扫描技术、图像分析处理技术、钻孔指数分析技术,根据岩石性质和可爆性特点选择合理的爆参数以及性能匹配的炸药。
(4)爆破规模不断扩大,深孔和台阶爆破广泛采用顺序起爆和孔内分段微差爆破技术,又代替铜室爆破的趋势。
(5)关注环境及生态保护,广泛采用各种控制爆破技术,降低工程爆破作业的有害效应。
二、工程爆破技术的应用
1、高等级公路石方路基工程
为满足高等级公路所需克服的高差较大、波浪起伏、沟谷相见等不利地形，以及高等级公路中所需的各种技术标准，进行深挖高填土石方工程成了高等级公路施工中的最常见的困难之一。同时深挖高填工程一般具有传统上施工速度慢、工程数量大、施工效率低等不足，成了决定工程进度的前提和关键。另外路基石方具有以下特点：石方工程相对集中，给大爆破和机械化施工营造了良好的施工条件；工程数量大，同时占路基土石方工程的数量比例也相对比较大，因此很有必要进行机械化和爆破施工；地形地质复杂，地质迂回曲折、地形缓坡连续等复杂地质条件，也需要各种爆破技术配合使用。通过采用新的爆破技术，可在确保施工质量的前提下，有效加快高等级公路石方路基工程的施工进度。
目前运用到高等级多边界条件下公路石方路基工程中的爆破技术有以下几种：
（1）预裂爆破和光面破波；
该爆破技术主要针对开挖界面设计的有效控制爆破方法。该方法沿爆破开挖区边坡或设计轮廓，合理布置一排有较小间距的平衡钻孔，并在其孔内进行不耦合或间歇式的装药，同时在开挖区主爆破之前或之后起爆，以此来获得稳定性好、光滑平整、符合设计轮廓的边坡面。
（2）多边界条件爆破；
多边界条件也即是爆破的地形变化条件，通常将其分为如下4种：平坦地形、山包地形、倾斜地形以及垭口地形。该爆破技术遵循的是“最小抵抗线”的基本原理。通常按照如下计算公式计算多边界药量：
Q=（0.4+0.6n3）KW3
上述公式中，Q代表药包装药量；n代表爆破任用指数；n=r/W（其中r为爆破的基本作用半径）；K在式中表示形成标准抛掷漏斗时的线耗药量；而W在式中表示为最小抵抗线。
（3）微差爆破；
（4）深孔爆破；
该爆破方法也即为深度在5m以上且炮孔径大于75mm时所采用的长药包爆破法。该爆破方法具有劳动生产率高的特点，另外好久有爆破时对路基边坡影响比大炮小等特点。若同时配合光面或预烈爆破，则爆破效果及安全问题将更容易控制。但同时该技术由于需要运用大型机械，因此在开辟场地、转移工地等准备工作中均比较复杂，且往往在爆破以后还会存在20%左右的大石块需要再行二次爆破。
（5）松动爆破和定向爆破等。
2、钢筋混凝土路面爆破拆除
钢筋混凝土路面是当前构筑各种道路的主要形式之一，是用来承受静态或准静态荷载。对于此类构筑路面，根据其承受荷载不同，混凝土和钢筋率的厚度也会不同。对于此类路面进行爆破，如在路面或路面一定距离处放置一定炸药，很容易造成路面成坑或开裂的事故。可喜的是，随着电子计算机技术的发展，有限元法等现代数值计算方法在工程分析中得到了深入应用。对于钢筋混凝土有限元进行分析，可清晰的给出结构内力及其变形发展的过程；可清楚的描述裂缝的形成及开展；同时对结构极限承载能力做出科学可靠的评估；以此来揭示出结构薄弱的环节及薄弱部位，从而更利于结构的优化设计。通过有限元分析程序，对所提供的材料进行分析，可科学计算出爆破冲击荷载下钢筋混凝土路面的相应情况，以此来更好的将爆破技术利用到钢筋混凝土路面拆除中。
3、桥梁工程
随着经济高速发展，许多桥梁无法保障正常的安全通行，需要维修、改造，也有一些桥梁亟待拆除重建。目前常用的桥梁爆破拆除技术有以下几种：
（1）膨胀爆破
膨胀爆破属于一种静态破碎方式，与常规火药爆破相比，其膨胀压发生的时间较长，常温下10-26h工作体发生裂纹，其产生的压力较低仅有30.8-50Mpa，属于低压慢加载过程。它的爆破可以在无音量、
无振动、无烟气、无飞石的条件下安全破碎，因此对人的正常工作生活以及交通等均不造成影响。
（2）静态爆破
静态爆破采用无声破碎剂（简称SCA）的静态爆破方式，相关实践证明显示，该爆破方式，属于一种施工简单、安全可靠的岩石、混凝土破碎方法。
4、隧道施工
通常会在丘陵山区开展一些小间距平行隧道或浅埋隧道的钻爆施工，但在复杂环境下浅埋隧道钻爆施工中，还存在较为敏感的爆破振动控制问题，因此要想更加有效的实现平衡隧道或浅埋隧道的钻爆施工，就必须做好爆破振动控制。要想降低爆破振动，从笔者近几年的工作实践认为，必须从多方面综合考虑，同时采取综合措施来使爆破效果达到最佳状态。可从以下几方面进行控制：
（1）爆破振动跟踪监测
首先通过振动监测，来总结爆破振动规律，并结合其规律调整爆破方案，并针对监测结果确定最终的控制爆破技术措施。
（2）减小爆破单响药量
利用电子雷管或短延时、高精度雷管爆破，电子雷管具有可任意设置延时时间的特点，并且不受段别数量限制，以此来发挥精确延时错峰减震的效果优势。进而降低爆破振动。
（3）减小爆破夹制作用
改善起爆顺序、调整掏槽方案、减轻爆破夹制作用，以此来降低爆破振动。
除此之外还有其它许多减振技术措施，如与预裂隔振法、周边开槽等都可以有效实现降低爆破振动的作用。
三、结束语
综上所述，爆破技术是当前城市建设工程施工中必不可少的应用技术，具有无可替代的重要作用，希望通过对其技术的不断研究和应用，让爆破技术在城市建设中发挥更大的作用，为城市建设做出更大的贡献。
参考文献：
[1]赵艳飞. 工程爆破安全监控技术与安全管理政策研究与应用[D].西南交通大学,2011.
关键词：隧道施工；设备配套；凿岩设备；装碴运输设备
Abstract: with the improvement of high-speed railway tunnel construction technology, mechanized construction has become the trend of the development of tunnel construction and tunnel construction mechanization matching is an important subject of scientific and reasonable configuration, can give full play to the mechanical efficiency, achieve the best investment, obtain the biggest economic benefits. Tunnel construction equipment are analyzed in this paper the general measures and management technology, and in this paper, the drilling and blasting method construction equipment selection and application of the management.
Key words: the tunnel construction; Form a complete set of equipment; Drilling equipment; Ballast transportation equipment
中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、隧道施工设备配套
（一）配套选择的影响因素
1、隧道断面距离和大小:隧道断面宽度和尺寸决定了隧道施工设备的综合利用效率。隧道施工属地下工程建设,因此,施工设备的选型和配套在受隧道内部空间限制的条件下不仅要考虑设备性能以及互相之间的匹配,还必须考虑设备本身的外形尺寸、工作半径等。所有的运输和随时进出洞设备的外形尺寸要能满足通过衬砌台车和错车安全距离的要求。如选型不当,则设备在洞内可能无法正常工作,或互相之间形成干扰,最终导致其不能最大限度的发挥效能。如装碴设备的选择就必须考虑洞内空间。装碴设备的工作半径太小则影响装碴速度,大型设备的效能就无法得到充分发挥。
2、隧道施工量和规模:隧道自身的规模大小决定了隧道施工机械设备的规模。当隧道较长,投资较大时,可使用大型的隧道施工设备,这样既保证了大型设备效能的发挥,同时,大型设备带来的必然是工期、效率和人员成本的较少,也相对的降低了开支。相反,如果小型隧道使用大型设备施工,无论是在设备效能还是在成本核算上都是不合理的。所以隧道的施工需要进行成本控制,在考虑投入产出比例的前提下根据隧道的规模来选配机械设备。
3、施工方案:施工方案确定的施工方法是决定隧道施工设备的选型与配套的第一要素。根据施工现场的地质条件、环境因素综合制定隧道施工方案,根据方案和预估的工程量确定设备的选型。如:采用钻爆法施工,需要考虑的渣土的运输方式、以及根据运输量确定设备的台套;同时需要考虑的二次衬砌的设备选型。总之,选择的机械设备要符合施工方案的设计要求。
4、工期:工期决定了隧道施工的机械化程度,全面的机械化施工加上合理的资源调配必然会获得较高的生产效率,因此,在隧道工程工期要求紧得情况下,应尽量多的采用机械化施工,保证设备的性能和产量,同时协调各个作业面的机械化施工程度,保证机械设备的匹配和效率的最大化。
5、环保、职业健康：洞内的空气污染主要来自于爆破产生的粉尘、有害气体和设备产生的废气。对于长大隧道,洞内通风距离长,排烟难度大,因此应尽量选用电动设备,少用或不用内燃设备,且选用大功率通风设备,以改善洞内工作环境,保证操作人员的身体健康。此外,设备的噪音污染也应适当考虑。
（二）机械化配套要点
1、设备的选型和数量要满足机械化施工的要求。
2、机械化施工要满足施工工法要求。
3、洞内电压需满足机械设备的正常运转。
4、机械质量的可靠性是机械化快速施工的关键，否则将会造成其它资源的闲置和浪费，因此质量可靠、维修简便、经济合理是机械设备选型的重要标准。
5、选用机械设备的配件易于购买，配件和易损件能及时供应。
二、钻爆法施工设备配套管理
（一） 钻爆法
通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式。钻爆法对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，所以仍是隧道掘进的主要手段。
（二）凿岩设备
凿岩设备是山岭隧道钻爆法施工的龙头设备，配置是否合理将直接影响到工程进度和经济效益。在钻爆掘进中目前应用最多的有液压台车、手持风动凿岩机、液压凿岩机。凿岩机械选择凿岩设备的选用应考虑到岩石性质、断面大小、进度要求、工程量大小和造价等影响因素。
开动凿岩机械数量的确定,决定因素有凿岩生产率和开挖断面尺寸,可以按照以下公式计算:N=∑Ld/Tvd,其中Ld为每一循环钻孔总长度,∑Ld则为开挖断面面积,vd凿岩机实际生产率,一般用每分钟掘金长度(米)计算,T为开挖循环作业计划的凿岩时间,Tvd,为每台凿岩机或(钻臂)的工作面积。(2)凿岩机械生产率,一般根据凿岩机厂商提供的数据进行判断,公式为Vd=V0φβ,其中Vd为凿岩机械的实际生产率(米/分钟),φ为同时开动干扰系数,β为工作时间利用系数,这两者值一般小于1,主要根据具体工作环境进行确定,一般取值0.7~0.9,则V0为纯钻速,单位同Vd。凿岩设备根据结构形式主要分为三种类型可供选择:开敞式硬岩掘进机,如德国Wirth生产的双排支撑靴结构和美国Robbins公司的单排支撑靴结构。其特点是适用于地址条件比较稳定的隧道,否则掘进时,需在护盾后及时进行喷锚支护;单护盾式硬岩掘进机,它有完整的圆形护盾,在掘进时依靠推进缸支撑在安装好的管片或整体衬砌上获得支反力;双护盾式硬岩掘进机,其特点就在于由于前后护盾和伸缩护盾和支撑靴作用,能保证其在不同地址条件下施工。
液压凿岩台车与风动凿岩机在不同的隧道施工中各有不同的优势与使用条件和要求。放弃液压凿岩台车是技术的后退，全采用液压凿岩台车不合国情，同市场经济相违背。在具体工程实践中可参考表1来分析。
表1
（二）装碴运输设备
装碴机械的选择应使之能在开挖断面内高效作业，并和运输机械相匹配，灵活方便，污染小，维修费用低。隧道运输有3种方式：无轨运输、有轨运输、皮带运输。无轨运输。利用自卸车辆作为运输工具，多应用于大断面隧道和短隧道。其优点是机动灵活，弃碴不需二次倒运，可直接运至弃碴场。缺点是洞内受内燃废气和噪声污染严重，在长隧中施工通风难以解决。对隧底损坏严重，轮胎消耗大，在小断面隧道施工中受限制。有轨运输。在隧道内铺设轨道，利用电瓶车牵引出碴车和进料车运输。其优点是无废气和噪声污染，施工通风容易解决，对隧底不会造成损坏，特别适合于长大隧道和小断面隧道。缺点是机动性差，一次投资较大，施工管理复杂，弃碴场较远时需在洞外设二次弃碴倒运站。通过对这两种运输方式的比较，可得出，在独头掘进1000m以下的短隧道中，可采用无轨运输方式；在独头掘进1000m以上的长隧道中，应首选有轨运输方式。
（三）作业注意事项
1、机械化施工在很大程度上降低了施工人员的劳动强度，但对相关操作人员的技术要求较高，如隧道开挖的超欠挖控制、喷射砼的回弹量控制，因此培养出高水平的操作人员是机械化配套施工成败的关键。
2、由于机械化施工准备工作多，要求施工组织严密、配合协调。如机器能否正常运转，电缆延伸、水管路延长及机器维修保养等，更取决于现场施工管理和设备的管理。只有做到现场管理的规范化、机械维修保养的标准化，才能有效的提高设备的利用率，保证施工生产的正常进行。
3、隧道施工多为单工作面作业，解决工作面的平行作业必须保证工作面间的合理间距和通行的畅通，尽可能减少工作面间的互相干扰。
4、机械化程度高势必造成排放尾气和扬尘的增加，加之爆破有害气体、喷射砼浮尘，凿岩台车用水量大等，对洞内通风排水要求较高。
结束语
对于高速铁路隧道施工,机械设备的选型与配套是其成败的最主要因素之一,它不仅关系到施工的速度,而且影响到安全、质量和效益。因此要特别重视机械设备的选型,并且互相之间要匹配。隧道作为地下工程,工作面狭窄,工作条件差,各工序施工干扰大,尤其是单线铁路隧道、水工隧道等较小断面的地下坑道,施工机械设备的选择尽量考虑选用专业(用)设备。机械设备的配置与很多因素有关,选择时要因地制宜,结合具体情况综合考虑。
参考文献
[1]石新栋.中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十二届年会论文[C].2002.
[2]张友.谈机械设备在企业中的应用与管理[J].内蒙古水利,2004(4).
[3]高少强,隋修志. 隧道工程[M]. 北京:中国铁道出版社,2003.
[4]于书翰,杜谟远. 隧道施工[M]. 北京:人民交通出版社,2000.
【关键词】新奥法；施工原理；工程；应用
1.新奥法简介
1.1新奥法的概念
所谓新奥法，就是奥地利隧道施工新方法的简称，英文为New Austrian Tunneling Method，简写NATM，是上世纪六十年代由L.V. 拉布西维兹、米勒-菲切尔等隧道专家提出的一套隧道施工理论和方法，它迅速为各国工程界所接受并获得广泛的应用。新奥法是应用岩体力学的的理论，充分利用岩体的自支撑能力，结合现代量测监控技术，采取柔性支护的手段来达到隧道或巷道的稳定。
1.2新奥法的发展
新奥法与传统矿山法都属于钻爆法，它最早是应用于隧道工程。拉布西维茨1934年尝试在地下工程中使用喷浆支护。在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中首次采用了双层薄衬砌。1948年，他提出了量测工作的重要性。在1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按拉布西维茨的建议采用锚杆支护而获得成功。1963年拉布西维茨将这种施工方法正式命名为新奥法。1964～1969年他又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。经过20多年的实践和推广，新奥法日趋成熟，在山岭隧道中被普遍使用，并已广泛用于其它岩土类工程。中国从上世纪60年代初开始推广喷锚支护，到80年代新奥法已被广泛采用于矿山井巷、隧道等工程。
2.新奥法施工原理和技术
2.1新奥法的岩体力学原理
传统矿山法依据的是“松弛载荷理论”，该理论是泰沙基和普罗托奇雅可诺夫于上世纪二十年代提出的。它认为，稳定的岩体有自稳能力，不产生载荷；不稳定的岩体则可能因松弛产生坍塌，需要用支护结构予以支承，作用于支护结构的载荷就是围岩松弛范围内可能坍塌的岩体的重力。而新奥法依据的是“岩承理论”，该理论认为，围岩稳定是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助和限制，则围岩仍然能够进入稳定状态[1]。可见，这种理论非常重视过程和对过程的有效控制，充分利用围岩的自承载能力是其基点。
2.2新奥法的支护技术
与新奥法的力学原理相适应，新奥法摈弃了刚性支架的大量使用，如木支架、钢筋混凝土预制构件支架、钢支架、整体混凝土支护和砌石支护这些靠支架强行支撑松弛围岩的传统支护方法，而是采用柔性支护来加固围岩，如喷射混凝土支护、锚杆支护、锚网支护、锚喷联合支护、锚杆注浆支护、锚喷网联合支护等，并且要恰当掌握支护时机，支护结构尽量形成闭合的薄壁圆桶结构，可以和围岩一同产生有限的变形以释放应力而获得更高的自承能力。新奥法把岩体既看作产生载荷的原因也看作主要承载结构，支护结构和岩体要形成统一体并共同发挥承载作用。
2.3新奥法的量测技术
新奥法是掘进施工由经验和定性走向定量分析的方法。根据工程的地质、规模和施工要求，要制定合理的量测计划和确定量测项目。量测项目主要有位移、应力应变、接触应力等三大类。可以采用水平仪量测围岩表面垂直位移和地面沉陷，用伸长计量测围岩在不同半径处的变形，用收敛计量测收敛变形，用压力盒测定接触应力，等等。通过记录、整理、分析这些数据，可以进行围岩的稳定性分析，用于调整施工方案或指导施工，故而新奥法是设计和施工一体化方法。
3.新奥法施工
3.1新奥法施工原则
新奥法的施工原则可以概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。
“少扰动”就是在进行掘进时尽量减少对围岩的扰动破坏。因此，要优先选用机械开挖，如单臂掘进机、全断面掘进机、掘锚支综掘机。采用钻爆法时要用光面爆破或预裂爆破，控制循环进尺和及时支护。
“早喷锚”是指开挖后及时施作初期支护，使围岩的变形进入受控状态，既可防止围岩松弛坍塌又允许适度变形以产生自承能力。若围岩稳定性较差时可以采取超前支护。
“勤量测”指采用量测仪表来量测围岩位移、应力应变和接触应力等，通过数据来分析围岩的稳定性或变化趋势，以便调整开挖方法、支护方法等。
“紧封闭”是指尽量采用喷锚支护，避免围岩暴露而致强度和稳定性降低，要适时对围岩施作封闭性支护，使围岩和支护结构处于良好的共同工作的状态。
3.2新奥法施工程序
新奥法施工程序如下图：
4.新奥法在各种工程中的应用
4.1新奥法在井巷工程中的应用
新奥法由传统矿山法演化而来，是传统矿山法的推陈出新。井巷掘进在矿山工程中占40～60%，对矿山的生产、安全和开采成本影响很大。在矿山井巷工程中，有些使用期很短，如矿块天井、凿岩巷道、拉底巷道、装矿巷道等采切工程；有些使用期较长，如主副井、斜坡道、通风井、主溜井、主要硐室、石门和阶段运输平巷等开拓工程。对于采切工程，一般采用传统矿山法施工就可。对于开拓工程，尽量采用新奥法施工，但要求明显比隧道低。
矿山巷道除特殊情况下一般采用直墙拱顶，多数不设仰拱不闭合。除了主副井外，由于巷道断面较小，很少采用再砌或再喷混凝土的复式支护。多采用钻爆法开挖，有条件时可采用掘进机开挖，岩层极为松软时可以人工开挖。钻爆法施工时一般分掏槽眼、辅助眼和周边眼，采用光面爆破技术，按照掏槽眼——辅助眼——边帮眼——底板眼的顺序进行微差爆破。根据围岩的稳定性和地压力的大小，用工程类比法确定初选支护方式和支护参数，一般用喷射混凝土支护、锚杆支护、锚网支护、锚喷联合支护、锚喷网联合支护等。在施工中，根据量测监控的数据来分析判断初选支护方案是否恰当，用逼近法或抽稀法来调整以找到最佳支护方案。迄今为止，依据岩体力学理论计算而得出的锚喷支护方案仅供参考。大姚铜矿采用光面爆破技术、锚喷网联合支护掘进阶段运输平巷，取得了良好的技术经济效果。
4.2新奥法在采场中的应用
新奥法提出的岩承理论和柔性支护理论，在采场地压管理中发挥着重要作用。无论是非金属矿山还是金属矿山，只要采取地下开采，都需要处理采场地压问题。在地采矿山中，特别是采用空场法和采后充填法来开采水平和微倾斜矿床、缓倾斜矿床或倾斜矿床，都会面临采场顶板控制问题。在顶板坚固性和稳定性差的时候，常常采用系统锚杆、锚网联合、锚杆桁架、锚带网等支护方法来处理顶板或局部不稳的地方，以保证回采期间顶板的稳定和采场安全。在露采时，常常采用喷射混凝土、锚杆、锚网、锚索等支护方法来加固边坡或平台。其实际效果往往远胜木桩、挡土墙和砌石加固，且造价更低。
4.3新奥法在隧道工程中的应用
新奥法起源于传统矿山法，成就于隧道工程。由于隧道工程断面较大、长度较长、穿过的岩层较复杂、要求更高，是新奥法应用最彻底的领域。从开挖方式上，隧道掘进可以采用钻爆法、全断面掘进机、盾构法等多种手段。钻爆法时可以采用全断面法和台阶法施工，尽量减少开挖对围岩的破坏。如围岩稳定性较差，开挖前可以采用锚杆、小导管或管棚超前支护[2]。从支护手段上，隧道初期支护可以采用锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护或锚喷网联合支护，并且往往做成封闭的薄壁圆桶结构（设仰拱），并进行注浆封水或导管排水，还常常进行二次衬砌或复喷混凝土支护（起安全储备和美观作用）。如地压过大时，可以采用钢纤维、钢拱架或钢筋格栅混凝土支护。大箐隧道采用钻爆法正台阶施工、锚喷初期支护、模筑钢筋格栅混凝土二次支护的方案，取得了很大的成功。
4.4新奥法在公路工程中的应用
新奥法在公路工程中也有广泛应用，在开挖深路堑、处理高陡边坡、稳定路基方面都发挥作用。对稳定的石质边坡，可以进行喷浆覆盖以防止风化；对不稳定的石质边坡，可以采用沙浆锚杆加固，可以用锚喷加固，可以用锚网加固并防止落石。还可以用位移量测和变形量测手段来分析高陡边坡的稳定性，可以用长锚索来加固边坡或填方路基。在昭待公路的修建过程中，用长锚索来加固边坡或填方路基得到大量使用。
4.5新奥法在其它工程中的应用
此外，新奥法在国防工程、水利工程、水电工程、地下铁道、地下建筑都有一定的应用。重要的地下弹药库和地下军事基地都使用新奥法施工。蔓湾水电站左岸的高陡边坡坍滑治理就大量采用锚喷支护和预应力锚索支护而取得成功。新奥法的二次支护方法在地下建筑和地下铁道建设中也被大量采用。
5.新奥法施工的注意事项
当然，新奥法也非万能和唯一的方法。相比于传统矿山法，它的施工技术更复杂，设备要求更高，成本也更高，施工速度更低，而且，在一些地质条件较复杂或软弱地层中，不适于新奥法施工。在下列情况下，不适于或需要采取适当的辅助措施才能进行新奥法施工：①涌水量过大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难的岩层；④工作面不能暂时稳定的岩层；⑤沙石、碎石、沙砾层[3]。
6.结论
新奥法将岩体力学理论和工程施工紧密结合，从开挖、支护和量测监控的系统的思维出发，确保设计和施工的一体化，从而保证工程质量和安全，有很广很强的适用性。随着锚杆材料、喷浆工艺技术、光爆技术、量测技术等的发展，新奥法将应用越来越广泛。其施工成本会不断降低，施工速度会不断提高，而施工质量和安全却越来越高。
【参考文献】
[1]于书翰，杜谟远主编.隧道施工[M].人民交通出版社，2001.
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