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預(yù)裂爆破技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：露天礦開采預(yù)裂爆破邊坡

預(yù)裂爆破是利用相鄰炮孔內(nèi)炸藥爆轟時(shí)瞬間產(chǎn)生的應(yīng)力和爆生高壓氣體的氣楔作用，使得巖石沿相鄰炮孔的軸線形成一條裂縫，從而在以后的開挖中形成一個(gè)平整和穩(wěn)定的面。多用于邊坡開挖或其它需要保護(hù)性開挖的輪廓開挖。主要用于進(jìn)出口明挖和洞內(nèi)臺階豎直鉆孔爆破。鉆孔直徑d為64mm和76mm，洞內(nèi)主要采用64mm的孔?？咨顬?m～12m，孔底用φ50mm、柱部用φ25mm或φ35mm的炸藥，其偶合系數(shù)對64mm的孔為1.8或2.6，對76mm的孔為2.2或3.0。間距a和線裝藥密度q線均是先通過經(jīng)驗(yàn)公式試選試爆，然后調(diào)整為合理值，且根據(jù)不同部位和地質(zhì)條件隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

1預(yù)裂爆破要求

1.1預(yù)裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對于中等堅(jiān)硬巖石，縫寬不宜小于1.0cm；堅(jiān)硬巖石縫寬應(yīng)達(dá)到0.5cm左右；但在松軟巖石上縫寬達(dá)到1.0cm以上時(shí)，減振作用并未顯著提高，應(yīng)多做些現(xiàn)場試驗(yàn)，以利總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1.2預(yù)裂面開挖后的不平整度不宜大于15cm。預(yù)裂面不平整度通常是指預(yù)裂孔所形成之預(yù)裂面的凹凸程度，它是衡量鉆孔和爆破參數(shù)合理性的重要指標(biāo)，可依此驗(yàn)證、調(diào)整設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.3預(yù)裂面上的炮孔痕跡保留率應(yīng)不低于80%，且炮孔附近巖石不出現(xiàn)嚴(yán)重的爆破裂隙。

2預(yù)裂爆破技術(shù)措施

2.1炮孔直徑一般為50～200mm，對深孔宜采圍較大的孔徑。

2.2炮孔間距宜為孔徑的8～12倍，堅(jiān)硬巖石取小值。

2.3不耦合系數(shù)（炮孔直徑d與藥卷直徑d0的比值）建議取2～4，堅(jiān)硬巖石取小值。

2.4線裝藥密度一般取250～400g／m。

2.5藥包結(jié)構(gòu)形式，目前較多的是將藥卷分散綁扎在傳爆線上。分散藥卷的相鄰間距不宜大于50cm不大于藥卷的列爆距離?？紤]到孔底的夾制作用較大，底部藥包應(yīng)加強(qiáng)，為線裝藥密度的2～5倍。

2.6裝藥時(shí)距孔口1m左右的深度內(nèi)不要裝藥，可用粗砂填塞，不必?fù)v實(shí)。填塞段過短，容易形成漏斗，過長則不能出現(xiàn)裂縫。

2預(yù)裂爆破的參數(shù)選取

2.1 間距a選用的經(jīng)驗(yàn)公式為：

a =（6～10）d，對d=64mm的孔：a=0.4m～0.65m，對d=76mm的孔：a=0.45m～0.8m；

2.2 E、H庫圖諾夫采用：a=22dβ.K3α水. KY。式中：E為藥包直徑（米）； K3α為水?dāng)D壓系數(shù)。全擠壓時(shí)（即抵抗線很大時(shí)），K3α水=0.85。在斜坡或臺階上作業(yè)，松動(dòng)孔超過三排時(shí)K3α水=1.0，同樣條件下松動(dòng)排數(shù)較小時(shí)， K3α水=1.1。KY為地質(zhì)條件系數(shù)。沒有很明顯的層面或裂隙KY=1.0。在占優(yōu)勢的裂隙組與預(yù)裂縫的夾角呈90°時(shí)，KY=0.9，角度為20°～70°時(shí)，KY=0.85，在水平巖層以及地質(zhì)構(gòu)造平面與裂縫相吻合時(shí)，KY=1.15。這樣計(jì)算結(jié)果a=0.4m～0.9m。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 studa

2.3根據(jù)蘭格弗樂斯經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：d=64mm:a=0.55m～0.8m，d=76mm：a=0.6m～0.9m。通過施工調(diào)整確定為：（1）進(jìn)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 根據(jù)q線選用的經(jīng)驗(yàn)公式為：

2.4.1武漢水利電力學(xué)院公式；q線=0.12[δ壓]0.5.[a]0.84.[d/2]0.24。對進(jìn)口明挖至LDO+800段基本為正長巖或變質(zhì)玄武巖：δ壓≈176.5Mpα，q線=0.43kg/m～0.77kg/m；對LDO+800至出口明挖：δ壓≈80.0Mpα，q線=0.28kg/m～0.5kg/m。3.3.2根據(jù)蘭格弗樂斯的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：對d64mm的孔q′線=0.35kg/m；對d76mm的孔q′線=0. 5kg/m。此時(shí)是納比特炸藥，對乳化炸藥需乘系數(shù)1.2，所以對d64mm孔，q線=0.35kg/m×1.2=0.42kg/m，d76mm孔q線=0.5kg/m×1.2=0.6kg/m，只不過此時(shí)的q線是指全孔的裝藥集中度。根據(jù)施工調(diào)整確定為：q線=0.25kg/m～0.8kg/m對出口取小值，進(jìn)口取大值。

3應(yīng)注意的事項(xiàng)

3.1關(guān)于預(yù)裂后在預(yù)裂面附近鉆輔助孔或爆破孔成孔率低的問題，實(shí)際施工時(shí)，在地質(zhì)情況不佳的情況下，解決這一問題的措施主要是控制預(yù)裂裝藥量和堵塞段長度。

3.2關(guān)于預(yù)裂與爆破區(qū)爆破連線的問題

預(yù)裂藥包的結(jié)構(gòu)形式較多地采用間隔裝藥，導(dǎo)爆索引爆。當(dāng)預(yù)裂孔與開挖區(qū)爆破孔在一次放炮內(nèi)起爆，為達(dá)到預(yù)裂效果，預(yù)裂應(yīng)先響于開挖區(qū)。預(yù)裂所用的導(dǎo)爆索爆速為6 000～7 000 m/s，是爆破區(qū)所用傳爆管爆轟速度2 000 m/s的3倍。若預(yù)裂與爆破區(qū)相連雷管選用不當(dāng)，預(yù)裂過早起爆所產(chǎn)生的飛石在爆破區(qū)內(nèi)傳爆管傳爆之前將傳爆管砸壞，將造成爆破區(qū)啞炮。故預(yù)裂連結(jié)起爆雷管段位應(yīng)早于相鄰主爆孔段位100 s左右。

3.3關(guān)于預(yù)裂孔角度變化的問題

影響預(yù)裂孔角度變化的因素除上述外，還存在一些不可避免的因素。如：鉆機(jī)沖擊器外徑大于鉆桿外徑，鉆機(jī)花架上卡瓦內(nèi)徑與沖擊器外徑相符。在預(yù)裂孔角度不等于90度時(shí)，鉆機(jī)開孔沿鉆桿軸向施加壓力，分解為水平力，垂直力。在鉆頭接觸地面時(shí)，水平方向阻力小，鉆桿有向水平力方向移動(dòng)的趨勢，鉆桿受卡瓦約束。因鉆桿外徑小于卡瓦內(nèi)徑，在水平力作用下，鉆桿軸線偏離原來的軸線位置，使鉆桿壁向水平力方向緊靠卡瓦內(nèi)壁，從而使預(yù)裂孔角度在開孔時(shí)將變緩，新卡瓦開孔角度變緩約0.5度；而磨損嚴(yán)重卡瓦的開孔角度變緩可達(dá)1.5度。由于上述原因，在調(diào)整鉆機(jī)預(yù)裂角度時(shí)，應(yīng)比設(shè)計(jì)角度調(diào)陡1～2度。

4.爆破作業(yè)的主要安全規(guī)定

(1)各種爆破作業(yè)必須使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的爆破器材，不準(zhǔn)使用擅自制造的炸藥。

(2)進(jìn)行爆破工作的群采礦山、礦點(diǎn)，必須設(shè)爆破工作負(fù)責(zé)人、爆破員和爆破器材保管員。這些職員應(yīng)了解所使用的爆破器材的性能、爆破技術(shù)和有關(guān)的安全知識。

(3)凡從事爆破工作的職員，都必須經(jīng)過培訓(xùn)，考試合格并持有合格證。

(4)進(jìn)行淺眼爆破時(shí)，應(yīng)有爆破說明書。其內(nèi)容包括裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長度、起爆方法等。

(5)爆破作業(yè)地點(diǎn)有以下情況之一時(shí)，禁止進(jìn)行爆破作業(yè)：有冒頂或邊坡滑落危險(xiǎn)；通路不安全或通路阻塞；進(jìn)行中深孔、深孔爆破時(shí)，爆破參數(shù)或施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求；工作面有涌水危險(xiǎn)或炮眼溫度異常；危險(xiǎn)邊界上未設(shè)警戒；光線不足或無照明。

(6)進(jìn)行爆破器材加工和爆破作業(yè)職員禁止穿化纖衣服；在大霧天、雷雨時(shí)、黃昏、夜晚，禁止進(jìn)行露天爆破。

(7)裝藥時(shí)，必須遵守以下規(guī)定：

用木制炮棍；裝起爆藥包時(shí)，嚴(yán)禁投擲或沖擊；一旦起爆藥包沒裝到位，禁止拔出或硬拉起爆藥包中的導(dǎo)火索、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管或電雷管腳線，應(yīng)按處理盲炮的有關(guān)規(guī)定處理。

(8)進(jìn)行填塞工作時(shí)，必須遵守以下規(guī)定：

裝藥后，必須保證填塞質(zhì)量，禁止采用無填塞爆破；淺孔爆破時(shí)，一般填塞長度為孔深的1／3；禁止使用石塊和易燃材料填塞炮孔；堵塞要十分小心，不得破壞起爆線路；禁止搗固直接接觸藥包的填塞材料或用填塞材料沖擊起爆藥包。

(9)炮響完后，經(jīng)過充分透風(fēng)，才準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)爆破作業(yè)地點(diǎn)。

(10)爆破工作開始前，必須確定危險(xiǎn)區(qū)的邊界并沒置明顯的標(biāo)志。地下爆破應(yīng)在有關(guān)通道上設(shè)置崗哨?；仫L(fēng)巷應(yīng)設(shè)路障，并掛上“爆破危險(xiǎn)區(qū)，不準(zhǔn)進(jìn)內(nèi)”的牌子。

(11)爆破前必須同時(shí)發(fā)出音響和視覺信號，使在危險(xiǎn)區(qū)的職員能夠聽到、看到。爆破后，經(jīng)檢查確認(rèn)安全時(shí)，方可發(fā)出解除警戒信號。

(1 2)爆破員進(jìn)進(jìn)放炮地點(diǎn)后，應(yīng)檢查有無冒頂、危石、支護(hù)破壞和盲炮現(xiàn)象。假如發(fā)現(xiàn)有這些現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)處理。若不能處理時(shí)，應(yīng)設(shè)立危險(xiǎn)警戒或標(biāo)志。常用的處理盲炮的方法有重新起爆法、誘炮法、打平行眼裝藥爆破法、用水沖洗法。

5. 爆破器材的儲運(yùn)和治理

爆破器材庫的位置、結(jié)構(gòu)和設(shè)施等的設(shè)置，要符合《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定和要求，經(jīng)主管部分的審定，并報(bào)當(dāng)?shù)毓簿峙鷾?zhǔn)。爆破器材的治理存放、收發(fā)和運(yùn)輸必須符合《爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

經(jīng)過檢驗(yàn)，確認(rèn)失效的爆破器材或不符合國家標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件的，都應(yīng)銷毀。銷毀爆破器材時(shí)，必須登記造冊并編制書面報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)說明被銷毀爆破器材的名稱、數(shù)目、銷毀原因、銷毀方法、銷毀地點(diǎn)和時(shí)間，并報(bào)有關(guān)部分。

6.爆破事故的預(yù)防

要預(yù)防爆破事故的發(fā)生，主要措施如下。

(1)保持爆破安全間隔 爆破時(shí)必然會產(chǎn)生爆破地震、空氣沖擊波、碎石飛散及有害氣體，因而危及爆區(qū)四周職員、設(shè)備、建筑物及井巷等的安全。因此，爆炸設(shè)計(jì)時(shí)必須確定爆破危害范圍并指定安全間隔。安全間隔主要包括爆破地震的安全間隔、爆破空氣沖擊波的安全間隔、個(gè)別碎石飛散的安全間隔、電力起爆的安全間隔、爆破有害氣體擴(kuò)散安全間隔。

(2)精心設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前必須做到情況明確；設(shè)計(jì)時(shí)要確定最大答應(yīng)藥量，然后公道選取爆破參數(shù)，選擇公道的延發(fā)時(shí)間，作出切實(shí)可行的爆破方案；制定爆破事故預(yù)防措施；對設(shè)計(jì)文件要嚴(yán)厲審核把關(guān)。

(3)精心施工，各級職員持證上崗，組成嚴(yán)格的治理體制；根據(jù)工程特點(diǎn)，分別制定各種安全制度、崗位責(zé)任、關(guān)鍵技術(shù)操縱細(xì)則；按規(guī)程要求做好爆破器材檢驗(yàn)；確保裝藥、堵塞、連線三個(gè)關(guān)鍵工序的施工質(zhì)量；做好爆后安全檢查和處理。

(4)加強(qiáng)安全治理，按規(guī)程要求報(bào)治理部分審批、備案；建立、健全嚴(yán)格的指揮治理組織；建立質(zhì)量保證體系，制定質(zhì)量保證大綱和各工序質(zhì)保程序。

預(yù)裂爆破技術(shù)論文范文第2篇

厚硬頂板高壓預(yù)注水弱化機(jī)理研究碩士畢業(yè)論文開題報(bào)告

學(xué)科專業(yè)： 巖土工程

1 課題來源、選題依據(jù)背景情況、課題研究目的、國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問題，并附主要參考文獻(xiàn)：

1.1 課題來源

淮南礦區(qū)已進(jìn)入深部開采，厚硬頂板難冒問題突出，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為此，淮南礦業(yè)集團(tuán)高度重視，XX年組織集團(tuán)公司工程技術(shù)人員到山西等多個(gè)礦業(yè)集團(tuán)考察，并邀請相關(guān)科研單位論證分析淮南礦區(qū)綜采面壓架機(jī)理，并決定聯(lián)合有關(guān)科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預(yù)裂爆破技術(shù)”研究。

1.2 選題依據(jù)背景情況

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，在我國一次能源構(gòu)成中煤炭約占70%左右。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，國家對煤炭等能源需求量越來越大。XX年我國原煤產(chǎn)量為28億噸，XX年原煤產(chǎn)量29.6億噸，XX年原煤產(chǎn)量超過30.0億噸，XX年原煤產(chǎn)量為35.2億噸，預(yù)計(jì)XX年原煤產(chǎn)量將達(dá)到37.9億噸。我國煤炭淺部資或賦存條件相對簡單資源日益減少，煤礦相繼進(jìn)入深部開采期，隨之而來就面臨著厚硬頂板控制問題。厚硬頂板由于整體性好、強(qiáng)度高，難于冒落，如不及時(shí)采取強(qiáng)制處理，將形成采空區(qū)大面積懸頂。大面積懸頂一旦垮落，一方面由于巖層折斷時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈動(dòng)載荷會損壞或推倒大量工作面支架，從而頂板常沿煤壁切斷造成工作面垮冒事故;另一方面，采空區(qū)積存的大量高濃度瓦斯氣體，沿風(fēng)巷、機(jī)巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破壞力很風(fēng)，在風(fēng)暴所經(jīng)過之處，其強(qiáng)烈的沖擊作用，摧毀結(jié)構(gòu)。采工作面及其鄰近巷道中的支架、風(fēng)門和磚墻密閉，甚至使礦車翻倒，軌道彎曲，對井下人員及設(shè)備造成嚴(yán)重的危害。例如，潘一礦1402(3)(壓架2套)、潘一礦1602(3)、潘三礦17110(3)(壓架2套)等多個(gè)工作面壓架和出水現(xiàn)象，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為此，淮南礦業(yè)集團(tuán)XX年組織集團(tuán)公司工程技術(shù)人員到山西等多個(gè)礦業(yè)集團(tuán)考察，并邀請相關(guān)科研單位論證分析淮南礦區(qū)綜采面壓架機(jī)理，并決定聯(lián)合有關(guān)科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預(yù)裂爆破技術(shù)”研究。

1.3 課題研究目的

以往煤層強(qiáng)制放頂爆破采用的是常規(guī)炸藥，炸藥爆破過程的重要特性是炸藥通過高速的化學(xué)反應(yīng),在裝藥孔壁上產(chǎn)生巨大的氣體壓力，使周圍的介質(zhì)破壞和破碎。但它存在著施工量大;炸藥消耗大、污染井下空氣，存在一定的危險(xiǎn)性，稍微不慎可能會造成瓦斯爆炸、煤層坍塌等重大問題。壓力注水弱化頂板法就是在工作面預(yù)先向頂板鉆孔注壓力水，利用水對巖體的壓裂和軟化作用，破壞頂板的完整性和降低頂板巖石強(qiáng)度，當(dāng)工作面采過后，頂板可正?？迓洌瑴p小來壓對工作面的威脅。壓力注水法具有改變頂板力學(xué)特性，變難冒為易冒，實(shí)現(xiàn)長壁綜合機(jī)械化采煤，提高資源回收率;同時(shí)可降低工作面粉塵含量，改善勞動(dòng)環(huán)境;注水與回采作業(yè)平行，預(yù)先釋放部分瓦斯等優(yōu)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

1.4 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問題

我國厚硬頂板控制的研究始于60年代，已有近50年歷史，處于世界領(lǐng)先的地位，在生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

靳鐘銘、徐林生、錢鳴高等通過對厚硬頂板的研究，較全面地分析了厚硬頂板采場礦山壓力及其顯現(xiàn)規(guī)律、采場來壓預(yù)測預(yù)報(bào)、厚硬頂板采場支架受力分析、厚硬頂板的處理方法等;

王開，康天合等對堅(jiān)硬頂板控制放頂方式及合理懸頂長度進(jìn)行了研究，提出了厚硬頂板合理的冒落步距計(jì)算方法;

靳鐘銘[2]根據(jù)大同礦務(wù)局的現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，在總結(jié)其他人的研究成果的基礎(chǔ)上，對頂板注水弱化的方法做了系統(tǒng)的闡述和分析。

陳榮華等[34][35]采用repa2d軟件對注水軟化厚硬頂板(關(guān)鍵層)做了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明：隨軟化系數(shù)的減小和軟化厚度的增加，上覆巖層初始冒落步距及來壓顯著減?。喝艉裼矌r層巖樣本身能被注水軟化，而實(shí)際采場由于地質(zhì)構(gòu)造及開采工藝的影響未必適宜單獨(dú)采用注水軟化法，可選用其他弱化厚巖層的方法，或注水軟化法與其他弱化方法共同使用，從而有效控制采場礦山壓力。

寧宇[36]等采用了有限元計(jì)算和模型試驗(yàn)對堅(jiān)硬頂板注水工作面礦壓顯現(xiàn)特征進(jìn)行研究。強(qiáng)調(diào)頂板注水后，頂板巖體發(fā)生塑化，改變了頂板巖層中的應(yīng)力分布和頂板變形位移特征。頂板巖層中的拉、壓力峰值轉(zhuǎn)移到了采區(qū)上方的懸頂中，從而有利于頂板在采空區(qū)上方斷裂并分層次垮落，減小巖層折斷時(shí)對支架的沖擊載荷和傳力系數(shù)，減小頂板來壓強(qiáng)度，從理論上進(jìn)一步說明了向頂板高壓注水是控制堅(jiān)硬難冒頂板的有效技術(shù)途徑。

以上研究從模擬或?qū)嶒?yàn)上對注水后巖體發(fā)生的變化進(jìn)行了分析，或從宏觀上對注水軟化上的機(jī)理進(jìn)行了闡述，而從微觀上對高壓水注水的機(jī)理研究分析的較少。

1.5 主要參考文獻(xiàn)

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[17]劉東燕，嚴(yán)春風(fēng)，陳彥峰，壓剪應(yīng)力作用下巖體裂紋擴(kuò)展概率模型研究，巖土工程學(xué)報(bào)，1999，21(1)：56～59.

[18]孫廣忠，巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)[m]，北京，科學(xué)出版社，1998.

2 課題的主要內(nèi)容，擬解決的主要技術(shù)問題，在理論和應(yīng)用方面的意義，完成課題的條件(包括個(gè)人業(yè)務(wù)水平、所在系或?qū)W科組的技術(shù)、設(shè)備條件)和擬采取的技術(shù)措施和辦法：

2.1 課題的主要內(nèi)容，擬解決的主要技術(shù)問題，在理論和應(yīng)用方面的意義

本項(xiàng)目擬在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用理論分析、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗(yàn)的綜合研究方法，開展對淮南礦區(qū)煤與瓦斯突出煤層厚硬頂板綜采面高壓預(yù)注水弱化砂巖頂板技術(shù)研究，使堅(jiān)硬頂板弱化，使難冒頂板轉(zhuǎn)化為可冒落頂板，改善堅(jiān)硬頂板的冒落性，減少采空區(qū)的懸頂面積，從而減輕周期來壓對工作面支架的影響，保證本工作面的安全順利回采。主要研究內(nèi)容如下：

(1)水對裂隙巖體強(qiáng)度的影響，重點(diǎn)討論水對巖石的化學(xué)損傷機(jī)理和壓力水作用下巖體的斷裂強(qiáng)度。

(2)研究水在巖體中的滲流問題，建立流固耦合的滲流方程，并用有限元法對建立的流固耦合模型進(jìn)行求解。

(3)研究定向水壓致裂的機(jī)理，為在堅(jiān)硬頂板中采用高壓水定向分層提供理論依據(jù)。

2.2 主要技術(shù)路線

2.3 完成課題的條件(包括個(gè)人業(yè)務(wù)水平、所在系或?qū)W科組的技術(shù)、設(shè)備條件)和擬采取的技術(shù)措施和辦法：

本人在本科階段主修土木工程，在理論分析上對地上、地下結(jié)構(gòu)，以及煤礦等具有一定的基礎(chǔ)知識。研究生階段，在導(dǎo)師的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下，專門學(xué)習(xí)了煤礦巖巷、煤巷掘進(jìn)理論知識和親自到掘進(jìn)工作面松動(dòng)爆破實(shí)踐，并閱讀了大量的文獻(xiàn)資料。

另外，國內(nèi)關(guān)于堅(jiān)硬頂板控制資料相對較多，基于目前國內(nèi)外對高壓注水的研究成果、我國煤礦掘進(jìn)爆破工程實(shí)例以及我國能源政策的大力支持，給本課題的研究工作提供了足夠的理論和實(shí)踐資料。

在課題準(zhǔn)備階段，在導(dǎo)師徐穎教授的指導(dǎo)下，以上各項(xiàng)條件均為本課題的順利完成提供了有利的保障。

3 課題工作量及進(jìn)展計(jì)劃(包括各階段計(jì)劃完成的內(nèi)容和所需的時(shí)間等)。

(1)XX年2月～4月：資料收集、查閱文獻(xiàn)資料等;

(2)XX年5月～8月：厚硬頂板高壓預(yù)注水機(jī)理研究分析

(3)XX年8月～10月：對高壓注水破壞過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并得出結(jié)論

(4)XX年6月～XX年1月：論文編寫;

預(yù)裂爆破技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：隧道施工；設(shè)備配套；鑿巖設(shè)備；裝碴運(yùn)輸設(shè)備

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

中圖分類號：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

一、隧道施工設(shè)備配套

（一）配套選擇的影響因素

1、隧道斷面距離和大小:隧道斷面寬度和尺寸決定了隧道施工設(shè)備的綜合利用效率。隧道施工屬地下工程建設(shè),因此,施工設(shè)備的選型和配套在受隧道內(nèi)部空間限制的條件下不僅要考慮設(shè)備性能以及互相之間的匹配,還必須考慮設(shè)備本身的外形尺寸、工作半徑等。所有的運(yùn)輸和隨時(shí)進(jìn)出洞設(shè)備的外形尺寸要能滿足通過襯砌臺車和錯(cuò)車安全距離的要求。如選型不當(dāng),則設(shè)備在洞內(nèi)可能無法正常工作,或互相之間形成干擾,最終導(dǎo)致其不能最大限度的發(fā)揮效能。如裝碴設(shè)備的選擇就必須考慮洞內(nèi)空間。裝碴設(shè)備的工作半徑太小則影響裝碴速度,大型設(shè)備的效能就無法得到充分發(fā)揮。

2、隧道施工量和規(guī)模:隧道自身的規(guī)模大小決定了隧道施工機(jī)械設(shè)備的規(guī)模。當(dāng)隧道較長,投資較大時(shí),可使用大型的隧道施工設(shè)備,這樣既保證了大型設(shè)備效能的發(fā)揮,同時(shí),大型設(shè)備帶來的必然是工期、效率和人員成本的較少,也相對的降低了開支。相反,如果小型隧道使用大型設(shè)備施工,無論是在設(shè)備效能還是在成本核算上都是不合理的。所以隧道的施工需要進(jìn)行成本控制,在考慮投入產(chǎn)出比例的前提下根據(jù)隧道的規(guī)模來選配機(jī)械設(shè)備。

3、施工方案:施工方案確定的施工方法是決定隧道施工設(shè)備的選型與配套的第一要素。根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、環(huán)境因素綜合制定隧道施工方案,根據(jù)方案和預(yù)估的工程量確定設(shè)備的選型。如:采用鉆爆法施工,需要考慮的渣土的運(yùn)輸方式、以及根據(jù)運(yùn)輸量確定設(shè)備的臺套;同時(shí)需要考慮的二次襯砌的設(shè)備選型。總之,選擇的機(jī)械設(shè)備要符合施工方案的設(shè)計(jì)要求。

4、工期:工期決定了隧道施工的機(jī)械化程度,全面的機(jī)械化施工加上合理的資源調(diào)配必然會獲得較高的生產(chǎn)效率,因此,在隧道工程工期要求緊得情況下,應(yīng)盡量多的采用機(jī)械化施工,保證設(shè)備的性能和產(chǎn)量,同時(shí)協(xié)調(diào)各個(gè)作業(yè)面的機(jī)械化施工程度,保證機(jī)械設(shè)備的匹配和效率的最大化。

5、環(huán)保、職業(yè)健康：洞內(nèi)的空氣污染主要來自于爆破產(chǎn)生的粉塵、有害氣體和設(shè)備產(chǎn)生的廢氣。對于長大隧道,洞內(nèi)通風(fēng)距離長,排煙難度大,因此應(yīng)盡量選用電動(dòng)設(shè)備,少用或不用內(nèi)燃設(shè)備,且選用大功率通風(fēng)設(shè)備,以改善洞內(nèi)工作環(huán)境,保證操作人員的身體健康。此外,設(shè)備的噪音污染也應(yīng)適當(dāng)考慮。

（二）機(jī)械化配套要點(diǎn)

1、設(shè)備的選型和數(shù)量要滿足機(jī)械化施工的要求。

2、機(jī)械化施工要滿足施工工法要求。

3、洞內(nèi)電壓需滿足機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4、機(jī)械質(zhì)量的可靠性是機(jī)械化快速施工的關(guān)鍵，否則將會造成其它資源的閑置和浪費(fèi)，因此質(zhì)量可靠、維修簡便、經(jīng)濟(jì)合理是機(jī)械設(shè)備選型的重要標(biāo)準(zhǔn)。

5、選用機(jī)械設(shè)備的配件易于購買，配件和易損件能及時(shí)供應(yīng)。

二、鉆爆法施工設(shè)備配套管理

（一） 鉆爆法

通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法，簡稱鉆爆法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個(gè)引爆單個(gè)藥包，發(fā)展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應(yīng)用毫秒爆破、預(yù)裂爆破及光面爆破等爆破技術(shù)。施工前，要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、支護(hù)方式、工期要求以及施工設(shè)備、技術(shù)等條件，選定掘進(jìn)方式。鉆爆法對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、開挖成本低，特別適合于堅(jiān)硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工，所以仍是隧道掘進(jìn)的主要手段。

（二）鑿巖設(shè)備

鑿巖設(shè)備是山嶺隧道鉆爆法施工的龍頭設(shè)備，配置是否合理將直接影響到工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。在鉆爆掘進(jìn)中目前應(yīng)用最多的有液壓臺車、手持風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)。鑿巖機(jī)械選擇鑿巖設(shè)備的選用應(yīng)考慮到巖石性質(zhì)、斷面大小、進(jìn)度要求、工程量大小和造價(jià)等影響因素。

開動(dòng)鑿巖機(jī)械數(shù)量的確定,決定因素有鑿巖生產(chǎn)率和開挖斷面尺寸,可以按照以下公式計(jì)算:N=∑Ld/Tvd,其中Ld為每一循環(huán)鉆孔總長度,∑Ld則為開挖斷面面積,vd鑿巖機(jī)實(shí)際生產(chǎn)率,一般用每分鐘掘金長度(米)計(jì)算,T為開挖循環(huán)作業(yè)計(jì)劃的鑿巖時(shí)間,Tvd,為每臺鑿巖機(jī)或(鉆臂)的工作面積。(2)鑿巖機(jī)械生產(chǎn)率,一般根據(jù)鑿巖機(jī)廠商提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,公式為Vd=V0φβ,其中Vd為鑿巖機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)率(米/分鐘),φ為同時(shí)開動(dòng)干擾系數(shù),β為工作時(shí)間利用系數(shù),這兩者值一般小于1,主要根據(jù)具體工作環(huán)境進(jìn)行確定,一般取值0.7~0.9,則V0為純鉆速,單位同Vd。鑿巖設(shè)備根據(jù)結(jié)構(gòu)形式主要分為三種類型可供選擇:開敞式硬巖掘進(jìn)機(jī),如德國Wirth生產(chǎn)的雙排支撐靴結(jié)構(gòu)和美國Robbins公司的單排支撐靴結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是適用于地址條件比較穩(wěn)定的隧道,否則掘進(jìn)時(shí),需在護(hù)盾后及時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù);單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī),它有完整的圓形護(hù)盾,在掘進(jìn)時(shí)依靠推進(jìn)缸支撐在安裝好的管片或整體襯砌上獲得支反力;雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī),其特點(diǎn)就在于由于前后護(hù)盾和伸縮護(hù)盾和支撐靴作用,能保證其在不同地址條件下施工。

液壓鑿巖臺車與風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)在不同的隧道施工中各有不同的優(yōu)勢與使用條件和要求。放棄液壓鑿巖臺車是技術(shù)的后退，全采用液壓鑿巖臺車不合國情，同市場經(jīng)濟(jì)相違背。在具體工程實(shí)踐中可參考表1來分析。

表1

（二）裝碴運(yùn)輸設(shè)備

裝碴機(jī)械的選擇應(yīng)使之能在開挖斷面內(nèi)高效作業(yè)，并和運(yùn)輸機(jī)械相匹配，靈活方便，污染小，維修費(fèi)用低。隧道運(yùn)輸有3種方式：無軌運(yùn)輸、有軌運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸。無軌運(yùn)輸。利用自卸車輛作為運(yùn)輸工具，多應(yīng)用于大斷面隧道和短隧道。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活，棄碴不需二次倒運(yùn)，可直接運(yùn)至棄碴場。缺點(diǎn)是洞內(nèi)受內(nèi)燃廢氣和噪聲污染嚴(yán)重，在長隧中施工通風(fēng)難以解決。對隧底損壞嚴(yán)重，輪胎消耗大，在小斷面隧道施工中受限制。有軌運(yùn)輸。在隧道內(nèi)鋪設(shè)軌道，利用電瓶車牽引出碴車和進(jìn)料車運(yùn)輸。其優(yōu)點(diǎn)是無廢氣和噪聲污染，施工通風(fēng)容易解決，對隧底不會造成損壞，特別適合于長大隧道和小斷面隧道。缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性差，一次投資較大，施工管理復(fù)雜，棄碴場較遠(yuǎn)時(shí)需在洞外設(shè)二次棄碴倒運(yùn)站。通過對這兩種運(yùn)輸方式的比較，可得出，在獨(dú)頭掘進(jìn)1000m以下的短隧道中，可采用無軌運(yùn)輸方式；在獨(dú)頭掘進(jìn)1000m以上的長隧道中，應(yīng)首選有軌運(yùn)輸方式。

（三）作業(yè)注意事項(xiàng)

1、機(jī)械化施工在很大程度上降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但對相關(guān)操作人員的技術(shù)要求較高，如隧道開挖的超欠挖控制、噴射砼的回彈量控制，因此培養(yǎng)出高水平的操作人員是機(jī)械化配套施工成敗的關(guān)鍵。

2、由于機(jī)械化施工準(zhǔn)備工作多，要求施工組織嚴(yán)密、配合協(xié)調(diào)。如機(jī)器能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電纜延伸、水管路延長及機(jī)器維修保養(yǎng)等，更取決于現(xiàn)場施工管理和設(shè)備的管理。只有做到現(xiàn)場管理的規(guī)范化、機(jī)械維修保養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化，才能有效的提高設(shè)備的利用率，保證施工生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3、隧道施工多為單工作面作業(yè)，解決工作面的平行作業(yè)必須保證工作面間的合理間距和通行的暢通，盡可能減少工作面間的互相干擾。

4、機(jī)械化程度高勢必造成排放尾氣和揚(yáng)塵的增加，加之爆破有害氣體、噴射砼浮塵，鑿巖臺車用水量大等，對洞內(nèi)通風(fēng)排水要求較高。

結(jié)束語

對于高速鐵路隧道施工,機(jī)械設(shè)備的選型與配套是其成敗的最主要因素之一,它不僅關(guān)系到施工的速度,而且影響到安全、質(zhì)量和效益。因此要特別重視機(jī)械設(shè)備的選型,并且互相之間要匹配。隧道作為地下工程,工作面狹窄,工作條件差,各工序施工干擾大,尤其是單線鐵路隧道、水工隧道等較小斷面的地下坑道,施工機(jī)械設(shè)備的選擇盡量考慮選用專業(yè)(用)設(shè)備。機(jī)械設(shè)備的配置與很多因素有關(guān),選擇時(shí)要因地制宜,結(jié)合具體情況綜合考慮。

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預(yù)裂爆破技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞： 城市地鐵 施工 新技術(shù)

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國地鐵建設(shè)步入了快速發(fā)展的階段，各大城市地鐵建設(shè)項(xiàng)目競相開工。實(shí)踐證明，地鐵具有高效、節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)量大、速度快、安全性好、占用城市道路面積少、防空好等優(yōu)點(diǎn)，對解決城市交通堵塞，改變城市布局，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境和交通綜合治理，引導(dǎo)城市走可持續(xù)發(fā)展之路起到了很大的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵必將有著越來越廣闊的發(fā)展空間。但是，地鐵工程的造價(jià)也是十分昂貴的，一般在5億元/千米左右，這與地鐵施工工藝和方法是密切關(guān)聯(lián)的，在一定程度上也制約了地鐵建設(shè)的進(jìn)程。

近40年的發(fā)展，我國地鐵修建方法已由最初單一的明挖法，發(fā)展到現(xiàn)在的明挖、暗挖、淺埋暗挖、礦山法、盾構(gòu)法等多種方法并存，施工技術(shù)不斷發(fā)展提高，初步形成了專門的研究課題體系。這些方法的出現(xiàn)和實(shí)施，極大地推動(dòng)了地鐵建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。下面就這些方法各自的特點(diǎn)及各自適合的施工條件，進(jìn)行初步的探討。

1.地鐵隧道施工技術(shù)分析

通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用?，F(xiàn)在多采用盾構(gòu)法和淺埋暗挖法。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價(jià)偏低、靈活多變的施工方法；盾構(gòu)法在較軟弱、富含流砂之地、斷面不變的區(qū)間應(yīng)用，設(shè)備一次性投入大，但施工速度快，是今后應(yīng)推廣的施工方法。

1.1淺埋暗挖法

淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于1986年北京地鐵復(fù)興門折返線工程，是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎(chǔ)上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。

與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。顧名思義，淺埋暗挖法是一項(xiàng)邊開挖邊澆注的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開挖過程中短時(shí)間的自穩(wěn)能力，采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。由于淺埋暗挖法省去了許多報(bào)批、拆遷、掘路等程序，現(xiàn)被施工單位普遍采納。

淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測。其主要的技術(shù)特點(diǎn)為：動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)；強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù)，并開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。

由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運(yùn)用，加之國內(nèi)豐富的勞動(dòng)力資源，在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區(qū)間隧道修建中得到推廣，已成功建成許多各具特點(diǎn)的地鐵區(qū)間隧道，而且在大跨度車站的修筑中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。此外，該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。

1.2盾構(gòu)法

我國應(yīng)用盾構(gòu)法修建隧道始于二十世紀(jì)五六十年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比較老式的盾構(gòu)機(jī)（如網(wǎng)格式、壓氣式、插板式等），八十年代末、九十年代初開始采用土壓式、泥水式等現(xiàn)代盾構(gòu)修筑地鐵區(qū)間隧道。盾構(gòu)法具有安全、可靠、快速、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，目前，該方法已經(jīng)在我國的地鐵建設(shè)中得到了迅速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國各城市地鐵采用的盾構(gòu)機(jī)已有60多臺，其中上海30臺，廣州20臺，北京、南京、天津、深圳各4臺，大多是土壓平衡盾構(gòu)機(jī)型。

隨著盾構(gòu)法研究的深入、工程應(yīng)用的增多，盾構(gòu)法施工技術(shù)及盾構(gòu)機(jī)修造配套技術(shù)也得到了發(fā)展提高：上海地鐵隧道基本全部采用盾構(gòu)法修建，除區(qū)間單圓盾構(gòu)外，目前正在使用雙圓盾構(gòu)一次施工兩條平行的區(qū)間隧道，此外還試驗(yàn)采用了方形斷面盾構(gòu)修建地下通道；采用直徑11.2m的泥水盾構(gòu)建成了大連路越江道路隧道，這也是目前我國最大直徑的盾構(gòu)機(jī)。廣州地鐵采用具有土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)成功應(yīng)用于既有軟土又有堅(jiān)硬巖石，以及斷裂破碎帶的復(fù)雜地層的地鐵區(qū)間隧道修筑，大大拓展了盾構(gòu)法的應(yīng)用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質(zhì)、水文條件各不相同，但采用盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道均取得了成功。

除了上述幾點(diǎn)外，我國盾構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步還表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

①掌握了盾構(gòu)機(jī)的選型和配套技術(shù)，與外國合作設(shè)計(jì)生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)，配套施工設(shè)備包括管片模具完全能夠自行設(shè)計(jì)制造；

②掌握了盾構(gòu)隧道的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算技術(shù)，以及防水技術(shù)；

③掌握了盾構(gòu)掘進(jìn)控制技術(shù)，如盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)選擇控制、碴土和壓力管理、地表沉降控制、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和隧道軸線控制、管片防裂、同步注漿等，實(shí)現(xiàn)了信息化施工，可以確保盾構(gòu)施工的安全、優(yōu)質(zhì)、高效和環(huán)保；

④掌握了不同地質(zhì)條件和復(fù)雜環(huán)境條件下的施工及相關(guān)的施工技術(shù)。

我國盾構(gòu)掘進(jìn)速度最高已達(dá)到月進(jìn)400m以上，平均進(jìn)度一般為月進(jìn)160―200m，最高平均進(jìn)度可達(dá)月進(jìn)240m。地表沉降可控制在＋10―－30mm以內(nèi)，可以在距既有建、構(gòu)筑物不足1m的距離安全掘進(jìn)隧道，既有建、構(gòu)筑物的變形量可控制在2―5mm以下；隧道軸線誤差可控制在30―50mm以內(nèi)。

1.3新奧法

新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工方法的簡稱，在我國常把新奧法稱為“錨噴構(gòu)筑法”。采用該方法修建地下隧道時(shí)，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，工程質(zhì)量也得到了較好的保證。使用此方法進(jìn)行施工時(shí)，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護(hù)和錨噴支護(hù)復(fù)合襯砌，必要時(shí)可做二次襯砌；對于土質(zhì)地層，一般需對地層進(jìn)行加固后再開挖支護(hù)、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)應(yīng)用新奧法設(shè)計(jì)與施工城市地鐵工程取得了相當(dāng)大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線采用新奧法施工地鐵車站，車站位于城市道路下7―9m，開挖面積230m2，相當(dāng)于17m（寬）×14m（高）；我國自1987年在北京地鐵首次采用新奧法施工復(fù)興門車站及折返線工程，車站跨度達(dá)26m。針對我國城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件，新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，又開發(fā)了“淺埋暗挖法”，這一新方法，與明挖法、盾構(gòu)法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性，因此目前廣泛應(yīng)用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程，如根據(jù)新奧法的基本原理，采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站，斷面復(fù)雜多變的折返線工程、聯(lián)絡(luò)線工程也多采用新奧法。在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場地受限制、地層條件復(fù)雜多變、地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要。

1.4鉆爆法

我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣，重慶、青島等城市處于堅(jiān)硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅(jiān)硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護(hù)。

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鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運(yùn)出碴，噴錨支護(hù)，灌注襯砌，再輔以通風(fēng)、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時(shí)，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護(hù)手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導(dǎo)坑先拱后墻法、下導(dǎo)坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)。對于隧道初期支護(hù)，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護(hù)方法。及時(shí)的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗(yàn)證巖石支護(hù)措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾種方法，其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板，再灌注二次混凝土襯砌，被認(rèn)為是一種效果良好的防滲漏措施。

2.地鐵車站施工方法的選擇

車站既是地鐵工程亮點(diǎn)所在，更是一個(gè)難點(diǎn)問題。對于車站的施工方法而言，目前有明挖法、蓋挖順筑法、蓋挖逆筑法、蓋挖半逆筑法、明暗挖混合法、淺埋暗挖法。原則上優(yōu)先采用明挖法，其次是蓋挖法，蓋挖法中應(yīng)優(yōu)選蓋挖逆筑法、蓋挖半逆筑法，最后則是淺埋暗挖法，因?yàn)樵摲椒ㄟm用于交通要道、管線太多、不易開挖的繁華市區(qū)。采用暗挖法施工的車站當(dāng)中，柱洞法、側(cè)洞法應(yīng)用較多，而大斷面施工應(yīng)遵守大洞變小洞的施工原則，開挖方法應(yīng)按以下次序優(yōu)選：正臺階開挖、CD法開挖、CRD法開挖、雙側(cè)壁導(dǎo)洞開挖（眼睛工法）進(jìn)行，這樣可以節(jié)約投資。

近年來，我國也在研究采用盾構(gòu)法修建地鐵車站的技術(shù)，主要集中在兩種方法上，一是采用多圓斷面盾構(gòu)一次建成地鐵車站，另一種是采用區(qū)間盾構(gòu)修建地鐵車站。它的優(yōu)勢在于可以充分、有效地利用盾構(gòu)設(shè)備，提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量、縮短建設(shè)周期，達(dá)到總體上降低工程造價(jià)的目的。

2.1明挖順筑法

明挖法是目前我國地鐵車站采用最多的一種修建方法，主要有放坡明挖和維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的明挖（即基坑開挖）兩種方法。明挖順筑法技術(shù)上的進(jìn)步主要反映在基坑的開挖方法和維護(hù)結(jié)構(gòu)上，適應(yīng)于不同的土層，基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu)主要有地下連續(xù)墻、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、SMW工法樁、工字鋼樁、加木背板和鋼板樁圍堰等。

在基坑開挖方面，有代表性的是時(shí)空效應(yīng)理論。上海地鐵總結(jié)出在軟弱地層中開挖、支撐和結(jié)構(gòu)施工的一套方法。首先采用大口井進(jìn)行基坑降水，以增加基地被動(dòng)土的強(qiáng)度，然后對基坑實(shí)施分段開挖，隨挖隨支撐，控制坑底暴露時(shí)間（或?qū)Φ装宓貙舆M(jìn)行預(yù)加固），適時(shí)地澆注底板結(jié)構(gòu)。同時(shí)，對基坑、周邊管線和建筑進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施。

在基坑維護(hù)方面的主要施工技術(shù)有三種。

①地下連續(xù)墻。

該結(jié)構(gòu)適合于飽水沙層、飽和淤泥土層等飽水軟弱地層，既可以控制土壓力，又可以有效地阻隔地下水，還可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分。

②人工挖孔樁和鉆孔灌注樁。

這兩種施工方法均是采用排樁樁墻來擋土和防水，實(shí)現(xiàn)基坑的維護(hù)。其中，人工挖孔樁適合于地下水位較深或無水的地層，要求地層強(qiáng)度較高，其斷面形式不受施工機(jī)具的限制，可以做成圓形和方形，而且其施工質(zhì)量和強(qiáng)度要高于普通的鉆孔灌注樁，但是，鉆孔灌注樁具有較廣的適用范圍，二者不能相互替代。

③SMW工法樁。

該方法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼或其它種類的勁性材料，以增強(qiáng)水泥土攪拌樁抗彎、抗剪能力。用這種方法做成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)具有較好的防水功能，在6―10m的基坑中具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，與地下連續(xù)墻相比，具有施工速度快、占地少、無污染、防水效果好和造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

2.2蓋挖逆筑法

蓋挖逆筑法同樣適用于地鐵車站的修筑，與明挖法相比，其優(yōu)勢在于減少交通封堵時(shí)間，減輕施工對于環(huán)境的干擾，其區(qū)別在于主體結(jié)構(gòu)的施工順序上。

該方法的主要施工技術(shù)措施為：

①支撐樁采用以H型鋼為柱芯的鋼管或鉆孔灌注樁，滿足了沉降的控制要求；

②采用地下連續(xù)墻低注漿的方法，增強(qiáng)基底持力層的剛性，使地下連續(xù)墻與臨時(shí)支撐柱共同承受上部荷載，以減小差異沉降；

③逆作法開挖支撐施工工藝中，利用混凝土板對地下連續(xù)墻的變形起約束作用，在暗挖過程中采用一撐兩用的合理方法，大大減少了工程量，加快了工程進(jìn)度，控制了墻移。

3.地鐵施工中的輔助工法

城市地鐵施工中，輔助工法是一項(xiàng)必不可少的重要技術(shù)，有時(shí)甚至涉及工程的成敗。采用輔助工法的主要目的是為工程主體順利施工創(chuàng)造條件，或出于工程安全考慮，或?yàn)楸Ｗo(hù)建、構(gòu)筑物等。目前采用的輔助工法主要有：

3.1降水（和回灌）

有井管降水、真空降水、電滲降水等，北京及北方地區(qū)多采用基坑外地面深井降水和回灌，也有采用洞內(nèi)輕型井點(diǎn)降水；上海及南方地區(qū)則多采用基坑內(nèi)井管降水，也有采用真空或電滲降水。

3.2注漿

主要用于止水或加固地層，以防坍陷沉或結(jié)構(gòu)治水。注漿方式主要有軟土分層注漿、小導(dǎo)管注漿、TSS管注漿、帷幕注漿等，注漿材料有普通水泥、超細(xì)水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化學(xué)漿等。

3.3高壓旋噴或攪拌加固

主要用于地層加固，如采用淺埋暗挖法或礦山法施工的隧道局部特別軟弱的地層或有重要建、構(gòu)筑物需要特殊保護(hù)時(shí)采用，盾構(gòu)法隧道的始發(fā)和到達(dá)端頭常用高壓旋噴或攪拌加固，聯(lián)絡(luò)通道也常用此法加固地層。近年來也開發(fā)了隧道內(nèi)施作的水平旋噴或攪拌加固技術(shù)。

3.4鋼管棚

用于暗挖隧道的超前加固，布置于隧道的拱部周邊，常用的規(guī)格主要有：42mm直徑、4―6m長，108/159mm、20―40m，前者采用風(fēng)鎬頂進(jìn)，后者則用鉆機(jī)施作。近幾年來也有采用300―600mm直徑的鋼管棚，采用定向鉆或夯錘施作。管棚一般都要進(jìn)行注漿，以獲得更好的地層加固效果。

3.5錨索或土釘

預(yù)應(yīng)力錨索主要用于基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，以便提供較大的基坑內(nèi)作業(yè)空間。

3.6冷凍法

主要用于止水和加固地層，多用在盾構(gòu)隧道出發(fā)、到達(dá)端頭、聯(lián)絡(luò)通道和區(qū)間隧道局部具流塑或流沙地層的止水與加固。

4.地鐵施工技術(shù)發(fā)展趨勢與方向研究

我國已有近40年的地鐵修建史，尤其是近十多年來的快速發(fā)展，豐富和創(chuàng)新了我國地鐵規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理運(yùn)用、防災(zāi)救災(zāi)設(shè)備維修的技術(shù)方法。由于我國地域廣大、地質(zhì)情況多樣，地鐵修建技術(shù)必然極具復(fù)雜性和高難度。就目前來講，應(yīng)用已有的技術(shù)手段可以完成除西部和東北地區(qū)以外的大部分區(qū)域的城市地鐵修建任務(wù)，已經(jīng)鍛煉和造就了一大批有經(jīng)驗(yàn)的、有高度責(zé)任感的地鐵建設(shè)工作者和能吃苦耐勞、有風(fēng)險(xiǎn)精神及創(chuàng)新智慧的設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍。

展望未來，為使我國地鐵修建技術(shù)日臻完善，保證地鐵工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)地鐵的社會經(jīng)濟(jì)效益最大化，我國尚需在以下幾個(gè)方面作出努力。

4.1盡快統(tǒng)一地鐵和輕軌修建的標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一設(shè)計(jì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)規(guī)范和工程驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以便使我國地鐵和輕軌工程設(shè)施和設(shè)備產(chǎn)品規(guī)范化、系列化，對國產(chǎn)化也十分有利。

4.2組織力量對地鐵施工設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)研制開發(fā)

國家應(yīng)對研制企業(yè)單位給予政策扶持，這對地鐵的施工速度、安全、質(zhì)量和成本影響重大，而我國在這方面顯得很落后。如盾構(gòu)主機(jī)我們還不能自主生產(chǎn)，基本上依賴進(jìn)口技術(shù)或產(chǎn)品，消耗大量外匯，成本昂貴，設(shè)備適應(yīng)性差；再如淺埋暗挖法雖為地鐵施工的主要手段之一，但機(jī)械化程度太低，基本上靠手工操作，速度慢、工效差，最終核算成本也很高。

4.3加強(qiáng)地下工程施工輔助工法的研究開發(fā)和創(chuàng)新

在地鐵施工中，安全、質(zhì)量事故往往是由于輔助工法不善而引起的。近些年，我國的地鐵施工工藝工法方面，雖然維護(hù)結(jié)構(gòu)工程有了較大的進(jìn)步，但是，改良地層實(shí)施疏水、止水的工法起色不大，有些工法由于使用條件難以掌握，風(fēng)險(xiǎn)很大，稍有不慎易釀成大禍。目前，地鐵施工隊(duì)伍普遍存在著專業(yè)不專、技術(shù)不精的問題，應(yīng)該在施工資質(zhì)上嚴(yán)格限制和要求，以利于專業(yè)隊(duì)伍的組建和成長。

4.4在地下工程防水施工工藝、新材料、新技術(shù)方面加大研究的力度和進(jìn)程

國產(chǎn)防水材料品種不多，品質(zhì)不高，很難滿足地鐵工程的要求。地鐵襯砌結(jié)構(gòu)防排水的研究和開發(fā)，特別是防裂、防滲的課題日漸突出，應(yīng)在材料上下工夫。

4.5強(qiáng)化環(huán)保意識

地鐵的修建較大地改變了城市區(qū)域地層的地應(yīng)力和水文地質(zhì)的原始狀態(tài)，尤其是水土流失會造成生態(tài)環(huán)境的改變，甚至?xí)纬蔀?zāi)害隱患。國家應(yīng)指定有關(guān)科研單位就地鐵修建的環(huán)保問題開展工作，制定相應(yīng)的工程措施，確保城市人居條件的不斷改善和地鐵設(shè)施的安全運(yùn)營。

結(jié)語

隨著城市化進(jìn)程的提速，我國許多大中型城市的軌道交通建設(shè)計(jì)劃，也快速地付諸實(shí)施，它極大地拓展了城市的區(qū)域范圍，縮短了物流、人流和信息流的消耗時(shí)間，提高了城市公共交通的效率。社會迫切等待著地鐵的發(fā)展，而地鐵的發(fā)展又必須有新的施工技術(shù)做支持。為此，我們在現(xiàn)實(shí)所有技術(shù)的基礎(chǔ)上加以有效的借鑒，對國內(nèi)外地鐵施工新技術(shù)進(jìn)行比較，探討了新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的問題闡明了注意事項(xiàng)和未來規(guī)劃，對以后城市地鐵的飛速發(fā)展具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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