隧道工程理論與實踐第3部分硬巖施工

隧道施工質(zhì)量體現(xiàn)在2個主要階段1.開挖對圍巖的損傷程度2.支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)揮的作用效果體現(xiàn)在：堅硬圍巖主要是保護(hù)圍巖，控制遺留巖體的損傷軟弱圍巖主要是防止圍巖的松弛和提高圍巖的自支護(hù)能力《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工一、控制圍巖遺留巖體強(qiáng)度的損傷方法控制爆破開挖（光面、預(yù)裂）非爆破開挖（機(jī)械、化學(xué)）導(dǎo)坑超前開挖＋擴(kuò)挖的方法《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工1.光面和預(yù)裂爆破控制圍巖損傷目的：控制爆破對巖體的損傷重點(diǎn)：超欠挖的尺度標(biāo)準(zhǔn)：超欠挖對坑道穩(wěn)定性影響程度統(tǒng)計調(diào)查表明：普通鉆爆法平均達(dá)38.7cm；最大達(dá)76cm

控制爆破平均超欠挖為：16～20cm《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工影響超欠挖的主要問題鉆孔精度44.2％爆破技術(shù)20.3％達(dá)82％，是主要影響因素施工管理17.6％測量放線7.60％地質(zhì)條件6.10％其他解決途徑：改變“寧超勿欠”的傳統(tǒng)觀念超挖是極度拉傷圍巖體的重要因素樹立少欠少超的觀點(diǎn)，容許一定程度的欠挖堅硬圍巖中容許每1㎡不大于0.1㎡侵入襯砌（約10％）侵入值小于1/3襯砌厚度《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工《隧道工程理論與實踐》提高鉆孔技術(shù)水平主要是周邊炮孔的外插角θ;周邊開口位置e；鉆孔深度L;超挖高度h。有如下關(guān)系：

h=e+Ltg(θ/2)分析講解第三部分堅硬圍巖中的隧道施工爆破技術(shù)參數(shù)的合理匹配爆破設(shè)計主要根據(jù)經(jīng)驗、類比、現(xiàn)場實驗

主要指爆破方式、爆破方法和爆破參數(shù)3項方法影響普通爆破和控制爆破的比較P48方式的影響全斷面臺階法導(dǎo)洞擴(kuò)大預(yù)留光面層《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工爆破參數(shù)炸藥性能爆破器材裝藥結(jié)構(gòu)炮眼設(shè)計爆破器材與裝藥方式：研究表明：相鄰段炮位起爆<50ms，振動波會在圍巖中產(chǎn)生疊加作用合理的爆破器材和裝藥方式，有利于減少對圍巖的擾動和超欠挖。等差（雷管）設(shè)計，爆破效果最好《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工

裝藥方式體積不耦合裝藥空氣間隔裝藥小直徑連續(xù)裝藥效果好，宜推廣《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工

裝藥方法藥包直徑㎜平均超挖㎝炮眼保證率％炮眼利用率％不耦合裝藥40.3514.86892間隔裝藥3212.7270.595.5連續(xù)裝藥20~2510.6870.193.3評價減少16～28％地質(zhì)條件是確定爆破參數(shù)的基本依據(jù)地質(zhì)條件是隨掘進(jìn)不斷變化的而調(diào)整一般措施：a.對開挖暴露掌子面觀察和地質(zhì)信息預(yù)測（節(jié)理、巖性、完整性程度等）b.調(diào)整爆破參數(shù)（局部炮眼、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序）

《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工現(xiàn)場施工管理和組織目的：建立完善系統(tǒng)的監(jiān)控體系達(dá)到可控的超欠挖和爆破設(shè)計要求。要點(diǎn)：采用控爆、隨工序優(yōu)化爆破參數(shù)采用性能精度高的鉆孔機(jī)械和設(shè)備控制斷面放線精度控制周邊眼的外插角控制裝藥量和起爆順序推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)《隧道工程理論與實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工《隧道工程理論與實踐》二、非爆破機(jī)械施工方法是根本解決遺留圍巖損傷的途徑掘進(jìn)機(jī)TBM

是一種工廠化和標(biāo)準(zhǔn)化的方法目前在我國還不是主導(dǎo)方法。第三部分堅硬圍巖中的隧道施工硬巖TBM軟巖盾構(gòu)

全斷面TBM自由斷面TBM巖體損傷降低到最小大幅度提高隧道施工機(jī)械化水平第三部分堅硬圍巖中的隧道施工全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM）系統(tǒng)基本構(gòu)成

掘進(jìn)系統(tǒng)排土系統(tǒng)掘進(jìn)控制系統(tǒng)襯砌系統(tǒng)輔助系統(tǒng)刀盤、滾刀、及其驅(qū)動裝置千斤頂、及推進(jìn)裝置皮帶式、噴射泵式、螺旋式激光紅外導(dǎo)向裝置液壓、刀盤控制裝置現(xiàn)場模注管片拼裝通風(fēng)、集塵、排水給水系統(tǒng)第三部分堅硬圍巖中的隧道施工《隧道工程理論與實踐》自由斷面掘進(jìn)機(jī)

在我國礦山等部門應(yīng)用較多，在山嶺隧道中沒有得到有效的應(yīng)用。主要原因是礦山的地質(zhì)條件比較適應(yīng)自由斷面掘進(jìn)機(jī)的使用，而山嶺隧道的地質(zhì)條件相對較硬。

適用條件和范圍穩(wěn)定性較好的軟巖合適的開挖斷面的高度，與機(jī)體的重心高度、機(jī)體自重的支持點(diǎn)距離、刀具的切向力等有關(guān)第三部分堅硬圍巖中的隧道施工

優(yōu)缺點(diǎn)：·開挖斷面形狀自由·易于適應(yīng)地質(zhì)條件的變化·開挖速度快·圍巖松弛少·噪聲、振動小·輕量、小型、機(jī)動性好·人員少，安全性高·機(jī)械購置費(fèi)便宜·地質(zhì)的適用范圍小

·發(fā)生粉塵

·有涌水時易于泥化三導(dǎo)坑超前＋擴(kuò)大開挖方法

在大斷面隧道中，采用小型掘進(jìn)機(jī)先行開挖一個導(dǎo)

坑，而后用爆破進(jìn)行擴(kuò)挖的方法。好處是擴(kuò)挖是在導(dǎo)坑臨空面的條件下進(jìn)行爆破的。大大減緩爆破對遺留巖體的影響。所謂“預(yù)留光面層”的爆破方法。就與此類同。即先行開挖一個超前導(dǎo)坑，再進(jìn)行擴(kuò)挖到設(shè)計斷面?！端淼拦こ汤碚撆c實踐》第三部分堅硬圍巖中的隧道施工第三部分堅硬圍巖中