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隧道爆破技术与施工

1、隧道爆破常识
l.1隧道爆破的特点
（1）只有一个自由面（临空面）；
（2）炮眼深度受到一定限制，这是与隧道围岩条件、打眼机械工具、爆破技术等有关系；
（3）受隧道围岩条件的控制，爆破参数主要取决于围岩级别；还取决于开挖方法与断面大小；
（4）钻孔、装药、引爆都在较恶劣的条件下进行；
（5）隧道爆破、炮眼比较集中，1.5-2个/m2；
（6）多采用类比法设计，计算简单。不象洞室爆破、拆除爆破等要进行较复杂的计算和药包的布置。
1.2炮眼直径与炮眼深度
（1）炮眼直径：常采用Φ32-Φ45mm钻孔，采用液压台车液压钻机时，钻孔一般为Φ48mm、Φ63mm、Φ76mm和大中空孔Φ102mm、Φ152mm。
（2）炮眼深度
浅孔—1~3m；手持式风钻、液压钻；
深孔—3~5m；钻孔台车、液压钻；
超深孔—>5m；钻孔台车、液压钻。
1.3隧道爆破设计所依据的围岩分级，即是通用的“铁路隧道围岩分级”，而不是按岩土可爆性分级分类的。一般V、Ⅵ级围岩不用钻爆法。
1.4炮眼的种类和作用
隧道开挖爆破的炮眼数目与隧道断面、围岩级别、爆破方法等有关，多在几十至几百范围内。
炮眼按其在开挖断面所在位置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可大致分为如下几种：
（1）掏槽眼
针对隧道爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，先在开挖断面的适当位置，布置一些装药量较多的炮跟，先行爆破，炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的“临空面”。
（2）辅助眼
位于掏槽跟与周边限之间的炮眼，统称为辅助眼。其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为后续和周边眼爆破创造“临空面”。常把靠近掏槽服的炮眼并有扩大掏槽作用的炮眼，又称为“辅助掏槽眼”或“扩槽眼”；常把靠近周边眼的一排炮眼，称为“内圈眼”。
（3）周边眼
沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼。其作用是炸出较平整光滑的隧道断面轮廓。按其所在不同位置，又可分为“帮眼”、“顶拱眼”、“底板眼”。
1.5隧道钻眼机械设备与装药设备，前面已介绍。
我们集团公司施工工点，仍多使用手持式风钻，或将风钻设置于台架上。手持液压钻机在三处有限公司开始推广应用，这是一个方向，节能、省去管道敷设、扭矩和冲击力都大于一般风钻，可以打更深更大的炮眼。
自大瑶山隧道旌工引进全液压凿岩台车以来，我集团公司在少数重点工程中，仍使用全液压凿孔岩台车，有二臂、三臂和四臂台车，在轮式和轨行式两种走行方式可打3.9m、5.15m炮眼，眼径Φ48mm，大中空孔眼径Φ102mm。国外台车，也在不断发展，多臂有5、6个臂；炮孔直径Φ48、Φ63、Φ76、Φ102、Φ152m不等，可在不同位置打起不同作用的炮眼，变得更先进。同时，使用电子计算机控制的全自动钻孔台车（凿岩台车）也在欧洲和经济发达地区使用。
目前，工地装药仍以手工操作为主，很少使用装药机。装药机应该提倡使用，也是应该大力推广的操作方法。
1.6炮眼布置测量设备
在掌子面布孔，是钻爆作业的第一道工序，以前完全是靠已有的中线、水平点，采用人工操作，用红油漆画出隧道轮廓线的方法。
采用激光指向仪控制隧道轮廓的方法较为先进，可以利用激光光斑，再画出炮眼位置。目前此法已广泛应用。
采用“断面仪”布炮眼的方法最为先进．现在已经在少数工点应用。
使用激光指向仪和断面仪布眼，控制轮廓线准确，为隧道爆破取得良好效果的第一道工序的保证。这样才能减少超、欠挖。
l.7常用的隧道爆破器材
（1）药卷：
①二号岩石炸药卷Φ32、Φ25mm；并可以根据使用单位的要求，做成Φ20mm、Φ40mm。
②二号岩石乳化炸药卷Φ32、Φ25rm，并可根据使用单位的要求，做出Φ40mm。
③低爆速光面爆破炸药卷，由化工厂特制，Φ20、Φ15mm的低爆速药卷，其爆速为1500m～2000m／s。
（2）雷管：
①火雷管；
②导爆管毫秒雷管；
③导爆管1／4秒和半秒级雷管。
应注意有瓦斯或矿尘爆炸危险场所禁止使用。
★起爆药卷——装有雷管的药卷叫做起爆药卷
1.7隧道爆破有害效应
与所有工程爆破一样，隧道爆破同样会产生有害效应
①爆破冲击波，应注意其对人对物的伤害。
②爆破振动，应注意其对建筑物、对隧道衬砌的破坏。
③爆破飞石，应注意其对人对物的伤害。
④爆破有害气体，应注意其对人的伤害。
⑤爆破噪音，应注意对人的伤害。
⑥爆破粉尘，应注意其对人的伤害。
对上列有害效应，都可以采取技术措施降低的。可以而且应该采取技术措施预防有害效应对人对物的伤害与破坏。
2、隧道爆破设计
隧道开挖前应做好隧道爆破设计，这也是隧道实施性施组的一项内容，也是计划进度、工期、材料等的依据。
隧道爆破设计应做到“有图、有表、有计算、有说明”，并应绘制出大比例尺交底图对作业工人进行交底，付诸实施。
2.1隧道爆破设计的依据
（1）工程地质条件、围岩级