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篇1

中圖分類號(hào)：O643文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

在我國(guó)是很少見(jiàn)到水電站高邊坡開(kāi)挖技術(shù)的。本論文主要全面的闡述了某水電站工程高邊坡的開(kāi)挖技術(shù)，這也是開(kāi)挖技術(shù)在我國(guó)又一成功的例子。這也在另一個(gè)方面揭示了我國(guó)高邊坡開(kāi)挖技術(shù)在逐漸走向成熟。

1.石方預(yù)裂爆破施工相關(guān)概述與發(fā)展歷程

1.1石方預(yù)裂爆破的施工相關(guān)技術(shù)原理

在挖石方的時(shí)候，我們要在爆破前，要先沿著設(shè)計(jì)的邊界線描出條一定寬度的裂縫。這條裂縫可以緩沖其中爆破對(duì)巖石的破壞，從而獲得比較規(guī)整的外觀。這種爆破技術(shù)稱為欲裂爆破。欲裂爆破不僅在垂直開(kāi)挖上，而且在傾斜開(kāi)挖上，都得到了廣泛的應(yīng)用。即使是在規(guī)則的曲面以及水平面上，我們也可以采取欲裂爆破的方式。

1.2國(guó)內(nèi)針對(duì)石方預(yù)裂爆破的施工技術(shù)要求

（1）欲裂縫要連通，而且在地表需要一定的開(kāi)裂寬度。巖石如果是中等硬度的話，縫寬度要大于1.0cm。巖石的縫寬度應(yīng)該達(dá)到0.5cm左右。最好多做一些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

（2）在欲裂面開(kāi)挖以后，不平整度要小于15cm。想要衡量鉆孔和爆破參數(shù)是否合理，也要參照欲裂面的不平整度。根據(jù)這個(gè)指標(biāo)來(lái)調(diào)整合理的數(shù)值。

（3）對(duì)于欲裂面上的炮孔痕跡來(lái)說(shuō)，保留率要高于80%，而且炮孔附近的巖石不可以顯示出嚴(yán)重的爆破縫。

1.3相關(guān)技術(shù)措施要求

（1）炮孔的直徑一般為50~200mm,但是深孔常常采用大的直徑。

（2）炮孔的間距一般為400~1600mm或者600~2400mm，對(duì)于比較堅(jiān)硬的巖石來(lái)說(shuō)，常常取比較小的值。

（3）線裝藥密度一般在250g/m到400g/m之間。

（4）對(duì)于藥包的結(jié)構(gòu)形式，一般來(lái)說(shuō)，市面上是將藥卷分散的捆綁在導(dǎo)引索上面。對(duì)于分散的藥卷來(lái)說(shuō)，相鄰間距要小于50cm，而且要小于藥卷的爆炸間距。鑒于孔底巖石的威懾力比較大，應(yīng)當(dāng)加固底部藥包。

（5）在裝藥的時(shí)候，深度距離孔口1m左右是不可以裝藥的，但是我們可以使用砂土將其填實(shí)。填塞的長(zhǎng)度應(yīng)該合適，如果填塞的長(zhǎng)度太短，容易形成爆破漏斗或者因?yàn)楸坡庥绊懕频男Ч?，填塞太長(zhǎng)可能導(dǎo)致不能出現(xiàn)裂縫。

2.某水電站高邊坡開(kāi)挖預(yù)裂爆破施工技術(shù)特點(diǎn)

某水電站位于大理白族和鳳慶縣交界的地方，是目前世界上建造最高的混凝土拱壩。該水電站工程的規(guī)模是比較大的，因此也是云南的標(biāo)志性工程。建造在地震比較強(qiáng)的區(qū)域。無(wú)論是大跨度下的洞室群，還是大容量的水輪發(fā)電機(jī)，它的技術(shù)都領(lǐng)先于世界。

該水電站的區(qū)位山高谷深，兩岸的谷坡也呈現(xiàn)陡峭的走勢(shì)，該地形的地質(zhì)條件十分惡劣，邊坡的巖石也風(fēng)化嚴(yán)重。它的左岸壩肩邊坡開(kāi)挖工程是1600m左右，大壩的基礎(chǔ)高程也在1000m左右，該水電站的高部位質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)要求比較高。該水電站的高邊坡開(kāi)挖部分，常常出玄武花崗巖，泥質(zhì)的頁(yè)巖等等。因此，該水電站高邊坡的開(kāi)挖難度大，工程量大，地形條件復(fù)雜，工程品質(zhì)要求也高。所以，需要結(jié)合高邊坡開(kāi)挖的特點(diǎn)以及地質(zhì)條件，采取合適的施工技術(shù)措施，這也是保證開(kāi)挖質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的十分關(guān)鍵的一點(diǎn)。

3.相關(guān)爆破參數(shù)

3.1鉆孔直徑

該水電站高邊坡開(kāi)挖高度約700m左右。工程量也是十分巨大的，總的開(kāi)挖量也在1600萬(wàn)立方米以上。根據(jù)工程標(biāo)書(shū)要求，工程要在2002年下半年開(kāi)工，2010年年底第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電。因此，要求壩基槽的開(kāi)挖必須保證在2004年八月底完成，邊坡的實(shí)際開(kāi)挖工期大約為三年。因此，工期的要求十分緊張，實(shí)際施工的時(shí)候，要考慮工程進(jìn)度的原因，盡量采取比較大的鉆孔直徑。根據(jù)其他的工程經(jīng)驗(yàn)，采用351鉆機(jī)，因?yàn)槠涓唢L(fēng)壓，進(jìn)尺快，操作也方便，移動(dòng)起來(lái)也比較靈活，適合在各種場(chǎng)地的條件下進(jìn)行作業(yè)，因此該水電站所使用的鉆機(jī)設(shè)備全部為該類型。該種類型的鉆機(jī)采用的轉(zhuǎn)桿直接為50~80mm，配合鉆頭，實(shí)際的鉆孔直徑可以達(dá)到100mm。為了節(jié)省施工的成本和滿足施工進(jìn)度，該水電站的邊坡開(kāi)挖預(yù)裂孔的鉆孔直徑就采用110mm。

3.2相關(guān)優(yōu)化措施以及參數(shù)調(diào)整

3.2.1爆破參數(shù)的改進(jìn)和調(diào)整

爆破試驗(yàn)的重點(diǎn)研究是對(duì)參數(shù)調(diào)整之后的爆破進(jìn)行了六次試驗(yàn)，主要根據(jù)巖石的特性，調(diào)整線裝藥密度以及裝藥的結(jié)構(gòu)，線裝藥密度在500g/m到380g/m里面，以20為一個(gè)差值，總共選擇了五種，底部加強(qiáng)的藥卷分為10ф32mm連續(xù)藥卷，12ф32mm連續(xù)藥卷，6x2ф32mm連續(xù)藥卷和4x2ф32mm連續(xù)藥卷等布置，孔口部位的3m范圍內(nèi)線裝藥密度都采用正常的裝藥密度的三分之二。其次就是對(duì)預(yù)裂孔距進(jìn)行調(diào)整，孔距分別采用1.2m，1.1m，1.0m，0.9m四種。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)觀察可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)裂孔的線裝藥密度采用480g/m，底部6x2ф32mm的連續(xù)加強(qiáng)藥卷的爆破效果最好。半孔率比較高，孔底欲裂也是到位的，欲裂面沒(méi)有明顯的裂紋。但是在局部巖體脆弱的部位，例如夾層，破碎的裂隙部位和巖體的特性有著明顯的變化帶。欲裂效果顯著降低，孔痕的可見(jiàn)性也差，欲裂面有一定的損傷。

3.2.2優(yōu)化爆破方式

（1）保留開(kāi)挖的部分；

（2）采用施工欲裂技術(shù)；

（3）加強(qiáng)對(duì)周邊加密孔的使用。

3.2.3安全保障工作

為了使得爆破的效果更好，要對(duì)爆破裝藥的過(guò)程加以控制，我們可以做好以下方面。炮孔需要全部檢查驗(yàn)收通過(guò)以后才能裝藥，裝藥之前要檢查炮孔的深度以及孔壁的質(zhì)量，才能保證炮孔正常裝藥，預(yù)裂孔的裝藥要嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥，預(yù)裂孔鉆到壩基建基面或者馬路或者邊坡面以下的時(shí)候，要從0.6m以上開(kāi)始裝藥。堵塞的長(zhǎng)度也要符合爆破規(guī)范，檢察員要跟蹤全過(guò)程，逐步進(jìn)行檢查。

因?yàn)樵撍娬臼芴厥獾匦蔚挠绊?，開(kāi)挖的邊坡比較高，開(kāi)挖的坡度也陡，邊坡的穩(wěn)定程度受影響大，為了保證施工安全，要加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定程度的監(jiān)測(cè)。一般是要測(cè)定爆破對(duì)邊坡產(chǎn)生爆破的水平震速，垂直震速，震動(dòng)頻率，震動(dòng)時(shí)間的四個(gè)數(shù)值。該工程主要采取不知震動(dòng)測(cè)點(diǎn)和布置聲波測(cè)試孔的方法來(lái)進(jìn)行爆破，以此來(lái)影響觀測(cè)。聲波測(cè)試一般有兩種，一種是在欲裂線兩邊布置縫隙孔，一種是在上層坡面，按照三角形布置的原則，布置聲波測(cè)試孔。后面對(duì)比出爆破前后的波速差值，從而反映出爆破隊(duì)巖體的破壞程度。

4.結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)開(kāi)挖質(zhì)量和開(kāi)挖穩(wěn)定性要求比較高的特點(diǎn)，在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中，結(jié)合爆破試驗(yàn)的研究成果，在欲裂爆破當(dāng)中采用合理的控制爆破技術(shù)以及優(yōu)化后的爆破參數(shù)，有效保證在爆破開(kāi)挖當(dāng)中滿足質(zhì)量和高邊坡穩(wěn)定的要求。該水電站邊坡開(kāi)挖的成功，標(biāo)志著我國(guó)欲裂爆破技術(shù)在高邊坡石方開(kāi)挖領(lǐng)域技術(shù)成熟的體現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王應(yīng)周. 小灣水電站高邊坡開(kāi)挖預(yù)裂爆破施工[J]. 水利水電施工,2008,04:6-9.

篇2

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(kāi)挖中形成一個(gè)平整和穩(wěn)定的面。多用于邊坡開(kāi)挖或其它需要保護(hù)性開(kāi)挖的輪廓開(kāi)挖。主要用于進(jìn)出口明挖和洞內(nèi)臺(tái)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。孔深為4m～12m，孔底用φ50mm、柱部用φ25mm或φ35mm的炸藥，其偶合系數(shù)對(duì)64mm的孔為1.8或2.6，對(duì)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(guò)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(kāi)裂寬度。對(duì)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(chǎng)試驗(yàn)，以利總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1.2預(yù)裂面開(kāi)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(duì)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(guò)短，容易形成漏斗，過(guò)長(zhǎng)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(duì)d=64mm的孔：a=0.4m～0.65m，對(duì)d=76mm的孔：a=0.45m～0.8m；

2.2 E、H庫(kù)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(tái)階上作業(yè)，松動(dòng)孔超過(guò)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(méi)有很明顯的層面或裂隙KY=1.0。在占優(yōu)勢(shì)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(guó)論文下載中心 studa

2.3根據(jù)蘭格弗樂(lè)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(guò)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(duì)進(jìn)口明挖至LDO+800段基本為正長(zhǎng)巖或變質(zhì)玄武巖：δ壓≈176.5Mpα，q線=0.43kg/m～0.77kg/m；對(duì)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(lè)斯的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：對(duì)d64mm的孔q′線=0.35kg/m；對(duì)d76mm的孔q′線=0. 5kg/m。此時(shí)是納比特炸藥，對(duì)乳化炸藥需乘系數(shù)1.2，所以對(duì)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(guò)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(duì)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(wèn)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(wèn)題的措施主要是控制預(yù)裂裝藥量和堵塞段長(zhǎng)度。

3.2關(guān)于預(yù)裂與爆破區(qū)爆破連線的問(wèn)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(shì)，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(lái)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(kāi)孔時(shí)將變緩，新卡瓦開(kāi)孔角度變緩約0.5度；而磨損嚴(yán)重卡瓦的開(kāi)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(guó)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(shí)。

(3)凡從事爆破工作的職員，都必須經(jīng)過(guò)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(shuō)明書(shū)。其內(nèi)容包括裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、填塞長(zhǎng)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(wú)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(méi)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(wú)填塞爆破；淺孔爆破時(shí)，一般填塞長(zhǎng)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(guò)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(kāi)始前，必須確定危險(xiǎn)區(qū)的邊界并沒(méi)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(jué)信號(hào)，使在危險(xiǎn)區(qū)的職員能夠聽(tīng)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(hào)。

(1 2)爆破員進(jìn)進(jìn)放炮地點(diǎn)后，應(yīng)檢查有無(wú)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(chǔ)運(yùn)和治理

爆破器材庫(kù)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(guò)檢驗(yàn)，確認(rèn)失效的爆破器材或不符合國(guó)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(cè)并編制書(shū)面報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)說(shuō)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(huì)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(duì)設(shè)計(jì)文件要嚴(yán)厲審核把關(guān)。

(3)精心施工，各級(jí)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。

篇3

關(guān)鍵詞： 中深孔 爆破 質(zhì)量 問(wèn)題

Abstract: Open- Pit Blasting of Medium-Depth Holes is widely used as the main blasting method in the areas ofthe stripping mine、Mining、Hydraulic Engineering、the excavated railway in presenting china. lt is multi-deck blasting centers on non electric initiating system. Tn the Open- Pit Blasting of Medium-Depth Holes, It is the most important to pay attention to solve technical problems in project fields ,this paper points out several problems in Open- Pit Blasting of Medium-Depth Holes .analyzing its cause put forward a improvedproposal; Sequentially ,the quantity of blasting can be raised

Key words: Medium-Depth HolesBlastingquantity problem

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1引 言

1.1露天中深孔爆破發(fā)展的現(xiàn)狀

露天淺孔爆破特指巖土開(kāi)挖、二次破碎大塊時(shí)采用的炮孔直徑小于50mm、深度小于5m的爆破作業(yè)。深孔爆破就是炮孔孔徑大于75mm且深度在5m以上的采用延長(zhǎng)藥包的一種爆破方法。而中深孔爆破方法是介于淺孔爆破與深孔爆破之間的以專用鉆鑿設(shè)備鉆孔作為炸藥包埋藏空間一種爆破方法，其孔徑一般為50mm~350mm，孔深為5m~20m。露天中深孔爆破技術(shù)具有爆破安全系數(shù)高，一次開(kāi)采工作量大，減少工作強(qiáng)度，改善工作環(huán)境的特點(diǎn)。

露天中深孔爆破在我國(guó)土石方爆破中占有重要的位置，被廣泛應(yīng)用于礦山開(kāi)采、水電站基坑開(kāi)挖、工業(yè)場(chǎng)地平整及鐵路、公路路塹爆破等方面。我國(guó)冶金礦山梯段中深孔爆破普遍采用多排位差爆破，一次爆破量10萬(wàn)至20萬(wàn)t礦石，有些礦山高達(dá)50萬(wàn)t。根據(jù)我國(guó)工程機(jī)械化水平，露天中深孔爆破梯段高度一般為10~15m，鉆孔直徑為80~310mm，爆破底盤抵抗線為鉆孔直徑的30—40倍，炸藥單耗0.10~0.30kg/t。

近年來(lái)，在露天中深孔爆破中推廣了大區(qū)多排爆破、留渣擠壓爆破、小抵抗線寬孔距爆破、預(yù)裂、光面和緩沖爆破等爆破技術(shù)。許多礦山為提高露天礦邊坡的穩(wěn)定性采用了預(yù)裂爆破及緩沖爆破技術(shù)，成功降低了爆破對(duì)邊坡的破壞作用。鐵路新線建設(shè)和其它重要的水利、電力工程已經(jīng)推廣了光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)，對(duì)提高邊坡的穩(wěn)定性起到了良好的效果。

1.2露天中深孔爆破發(fā)展的方向

露天中深孔爆破今后的發(fā)展方向是進(jìn)一步改善爆破質(zhì)量，控制爆破巖石的塊度；研究巖石性質(zhì)、炸藥參數(shù)與爆破參數(shù)三者之間的最優(yōu)組合關(guān)系，從而獲得最佳的爆破效果；研究控制爆破石塊的組成與堆積形狀、控制爆破作用的范圍和有害效應(yīng)；合理配套爆破工作程序，提高爆破工作效率。

2露天中深孔爆破要注意的問(wèn)題

2.1合理地確定爆破相關(guān)參數(shù)

為了達(dá)到良好的爆破效果，必須合理地確定露天中深孔爆破的布孔方式、孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、裝填長(zhǎng)度、起爆順序和單位耗藥量等參數(shù)。在實(shí)際的爆破工程施工中，好多施工單位在確定爆破相關(guān)參數(shù)的時(shí)候，是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、相關(guān)數(shù)據(jù)表格和自己以往工程的經(jīng)驗(yàn)確定爆破相關(guān)參數(shù)。但一些爆破參數(shù)通過(guò)計(jì)算和分析得出來(lái)的不是一個(gè)確定的數(shù)值，而是一個(gè)數(shù)值的范圍。在選取這些參數(shù)值的時(shí)候，往往大多數(shù)的爆破施工單位就會(huì)根據(jù)以往一些工程的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定最后的參數(shù)值，最后應(yīng)用到爆破施工當(dāng)中去。當(dāng)爆破能滿足工程的要求的時(shí)候，很少有爆破技術(shù)人員會(huì)對(duì)每次爆破的效果做一些分析，找出爆破中不足的地方。從而沒(méi)有最大限度的提高爆破質(zhì)量，降低工程成本。

施工單位要確定合理的爆破參數(shù)，應(yīng)該要做好以下幾點(diǎn)：

1、對(duì)每次選取的爆破參數(shù)和爆破效果進(jìn)行記錄。在每次爆破之前，要把相關(guān)爆破參數(shù)作記錄；在完成爆破之后，要對(duì)爆破效果進(jìn)行記錄。爆破效果主要包括爆破后巖石的粉碎程度、有無(wú)根腳、爆后臺(tái)階高度是否符合要求、爆破震動(dòng)大小和是否產(chǎn)生遠(yuǎn)距離飛石等。

2、就爆破效果進(jìn)行分析處理。當(dāng)粉碎程度不夠、產(chǎn)生根腳，說(shuō)明爆破能量不夠，我們可通過(guò)適當(dāng)增大炸藥單耗、縮小孔網(wǎng)參數(shù)、減小底盤抵抗線和增加單孔裝藥量等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)粉碎程度過(guò)大，則采取相反的方法。如達(dá)不到要求的臺(tái)階高度，就要適當(dāng)?shù)母淖兂@的深度。爆破震動(dòng)過(guò)大時(shí)，就需要適當(dāng)減少單響藥量，控制好爆破微差的時(shí)間。產(chǎn)生較遠(yuǎn)飛石時(shí)，就要檢查底盤抵抗線的大小 、堵孔長(zhǎng)度是否合理、堵孔的原料中是否摻雜石塊和一次爆破藥量是否過(guò)大等。通常我們通過(guò)下列公式計(jì)算確定爆破參數(shù)：

計(jì)算公式： （2-1）

Q—單孔裝藥量，kg；q—炸藥單耗量，kg/m³；a—孔距，m；b —排距，m; H—臺(tái)階高度，m。

m=a/b （2-2）a=m×（2-3）

—底盤抵抗線，m；m是炮孔密集系數(shù)，一般情況取大于1，在工程中通常取1.2~1.5。在寬孔距小抵抗線的爆破中則取3~4或者更大。在公式2-3中，應(yīng)選取較小，以克服底盤的阻力。

（2-4）

其中d為炮孔直徑，mm；為裝藥密度，kg/m³；為裝藥系數(shù)，取0.7~0.8。

經(jīng)驗(yàn)公式（2-5）

可查表選取q，表2提供一些參考數(shù)據(jù)（以2號(hào)巖石銨梯炸藥為標(biāo)準(zhǔn)）。

從公式中我們可以看出，爆破參數(shù)往往都不是一個(gè)定值，各參數(shù)之間都有著密切的關(guān)系。所以我們?cè)谠龃蠡蛘呖s小某個(gè)參數(shù)時(shí)，就可能帶動(dòng)其他參數(shù)的改變，我們要注意到這一點(diǎn)，在實(shí)際操作中，也要做到相應(yīng)的變化，以滿足爆破的要求。

在通過(guò)爆破分析與實(shí)踐結(jié)合的基礎(chǔ)上，我們才能確定出合理的爆破參數(shù)。只有在合理的爆破參數(shù)下進(jìn)行爆破作業(yè)才能最大限度的改善工程的質(zhì)量，節(jié)約工程的成本。

2.2有效的控制爆破震動(dòng)和爆破飛石

在露天中深孔爆破中，較大的爆破震動(dòng)和較遠(yuǎn)的爆破飛石不僅影響工程的爆破質(zhì)量，還會(huì)對(duì)周圍的人和建筑物造成危害。所以有效的控制爆破震動(dòng)和爆破飛石是工程順利進(jìn)行的前提條件。

2.2.1爆破震動(dòng)控制措施

爆破引起的地面振動(dòng)速度主要與一次爆破的裝藥量，建筑物至爆破源的距離、地質(zhì)、地形條件和爆破方法有關(guān)，（在我國(guó)）一般按下式計(jì)算：

V=（）/(2-7)

式中：V—爆破地震安全速度，cm/s； R—爆破中心距被保護(hù)目標(biāo)距離（m）；

K、α —與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減系數(shù)。

在爆破設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免爆破震動(dòng)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生破壞性的影響，必須計(jì)算爆破震動(dòng)的危險(xiǎn)半徑，如果建筑物位于危險(xiǎn)半徑內(nèi)，那么需將建筑物拆遷；如果建筑物不允許拆遷，則需減少一次爆破的裝藥量，控制一次爆破的規(guī)模。

安全距離：(2-8)

最大藥量： (2-9)

減小爆破震動(dòng)的措施主要有以幾種：

1、大力推廣多段微差起爆，因?yàn)樵谒幜恳欢ㄇ闆r下分段越多，爆破震動(dòng)越小。當(dāng)分段超過(guò)30段時(shí)，可選用孔內(nèi)和孔外微差想結(jié)合的方式。微差爆破不僅能降低爆破震動(dòng)，還能使炮堆集中、破碎質(zhì)量改善、減少炸藥單耗和增加爆破方量。

微差起爆的重點(diǎn)就是控制好微差時(shí)間，微差時(shí)間確定的方法有幾種，我們通常選取以下兩種方法：

①我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

（2-10）

式中：K—實(shí)驗(yàn)系數(shù)，取2~5;W—底盤抵抗線，m。

②按地震效應(yīng)最小原則確定微差時(shí)間

使地震效應(yīng)（我國(guó)）最小的合適微差時(shí)間為30~75ms。

用這兩種方法確定的微差時(shí)間可能和實(shí)際時(shí)間有誤差，要合理的確定微差時(shí)間，還需要結(jié)合實(shí)踐來(lái)加以修正。

2、合理的選取爆破參數(shù)和單位炸藥消耗量。

3、為了防止爆破震動(dòng)破壞露天的邊坡，應(yīng)在爆破邊坡段選用預(yù)裂爆破或者光面爆破的方式。

4、在露天中深孔爆破中，防止采用過(guò)大的超深，過(guò)大的超深會(huì)增加爆破的震動(dòng)效應(yīng)。

5、控制最大單響藥量，選用低威力、低爆速的炸藥；根據(jù)被保護(hù)建筑物的方位選取合理的起爆方向。

6、利用和創(chuàng)造減震條件。使用底部空腔的裝藥方式，使裝藥高于地面；爆破產(chǎn)生的地震波在遇到溝、坑及減震溝等就會(huì)明顯減弱，我們?cè)谠O(shè)計(jì)爆破起爆方向時(shí)就要利用這些有利的地理?xiàng)l件。

2.2.2爆破飛石控制措施

露天中深孔爆破個(gè)別飛石的計(jì)算公式為：(2-11)

式中個(gè)別飛石的飛散距離，m；d為炮孔直徑，cm。正常情況下爆破飛石一般不會(huì)太遠(yuǎn)，當(dāng)產(chǎn)生較遠(yuǎn)飛石時(shí)，一般出現(xiàn)在孔口和前排。造成孔口飛石主要有兩個(gè)原因：一是堵孔不嚴(yán)，產(chǎn)生沖孔并帶動(dòng)孔口石塊；二是炸藥過(guò)多，堵塞長(zhǎng)度不夠，堵塞物中帶有石塊。造成前排飛石的主要原因是前排臨空面不平，最小抵抗線差異太大，或結(jié)構(gòu)面切割、甚至裂縫與炮孔貫通。

爆破飛石的控制措施有下面幾種：

1、對(duì)于孔口飛石的控制措施主要是對(duì)孔口進(jìn)行覆蓋防護(hù)。這樣不僅消除了沖孔的隱患，又能防止孔口石塊的飛出，同時(shí)又有效的降低大塊率。

2、對(duì)于前排飛石的控制措施，一方面可采取多排微差爆破，減少前排出現(xiàn)次數(shù)。另一方面根據(jù)前排抵抗線和結(jié)構(gòu)面的變化情況，在抵抗線薄弱的地方采取間隔裝藥。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有炮孔有貫通縫隙或者與空洞相連，要對(duì)該炮孔進(jìn)行堵塞，不能進(jìn)行裝藥。

3、根據(jù)爆破條件變化，合理的確定單位炸藥消耗量和爆破參數(shù)，保證炮孔的堵塞長(zhǎng)度和質(zhì)量，合理的確定爆破微差的時(shí)間。

2.3提高工作效率

在露天中深孔爆破中不但要合理的確定爆破參數(shù)，有效的控制爆破震動(dòng)和爆破飛石，還要提高爆破施工的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，鉆孔、裝藥、填塞各工序不僅要提高機(jī)械化水平程度，而且要配套，要廣泛推廣預(yù)裝藥爆破技術(shù)，即邊鉆孔邊裝炸藥和起爆器材。這樣就會(huì)提高爆破作業(yè)的工作效率，縮短工期，降低工程成本。

3結(jié)束語(yǔ)

露天中深孔爆破安全系數(shù)高，易于實(shí)現(xiàn)施工綜合機(jī)械化，有利于加快工程施工進(jìn)速和提高工程爆破質(zhì)量，且一次爆破量大，降低了爆破成本。作為施工單位在露天中深孔爆破實(shí)際操作中要注意容易出現(xiàn)的問(wèn)題，合理的設(shè)計(jì)爆破施工方案，對(duì)可能存在的問(wèn)題和出現(xiàn)了的問(wèn)題，要及時(shí)的進(jìn)行分析和處理。這樣才能最大限度的改善爆破質(zhì)量，降低工程成本。

參考文獻(xiàn)

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篇4

1爆破技術(shù)方案設(shè)計(jì)

1.1工程概況

1.11工程地理位置、周圍環(huán)境、周邊狀況：廣晟數(shù)碼城項(xiàng)目業(yè)主為廣州萬(wàn)舜投資管理有限公司，項(xiàng)目位于廣州市番禺區(qū)南村鎮(zhèn)里仁洞村，迎賓路東側(cè)、漢溪大道南側(cè)，基坑面積約42000m2。本土石方爆破、挖運(yùn)工程場(chǎng)地已平整到廣州市絕對(duì)高程24.5m。設(shè)計(jì)基底絕對(duì)高程為7m，基坑最深處達(dá)到17.5m。項(xiàng)目南側(cè)靠近華南碧桂園大型住宅小區(qū)。

1.12工程地質(zhì)：廣晟數(shù)碼城項(xiàng)目區(qū)域?qū)儆谖⑶鹆甑匦?，?chǎng)地地表可見(jiàn)大量強(qiáng)、中風(fēng)化巖石出露，根據(jù)相鄰工程的地質(zhì)報(bào)告，本項(xiàng)目的巖石主要為粉砂巖，按風(fēng)化程度分：全風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

1.13爆破性分析：根據(jù)相鄰?fù)练焦こ痰刭|(zhì)報(bào)告，泥質(zhì)粉砂巖，時(shí)有礫巖，該巖種的物理、力學(xué)性質(zhì)為“朔性”微強(qiáng)，可爆性好，所用炸藥單耗偏大，炸藥在巖石中的分布、爆破網(wǎng)絡(luò)、爆破微差時(shí)間要合理、根據(jù)巖性、地質(zhì)情況調(diào)整。

1.14水文地質(zhì)：場(chǎng)地地下水主要賦存于基巖風(fēng)化裂隙中，為基巖裂隙水，含水層主要由強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖組成。

1.2爆破方案選擇

爆區(qū)東側(cè)、南側(cè)有別墅區(qū)、高層住宅：鑒于爆破區(qū)周邊有別墅、居民區(qū)、吉盛偉邦家城、在建工地等設(shè)施，屬于復(fù)雜環(huán)境爆破，必需嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)、爆破飛石、爆破沖擊波、爆破噪聲，確保周圍設(shè)施環(huán)境安全。因此采用微差控制爆破方案，即采用中深孔爆破結(jié)合微差控制爆破技術(shù)，同時(shí)達(dá)到爆破產(chǎn)量要求又滿足爆破安全。

1.3爆破規(guī)模及爆破產(chǎn)量

根據(jù)業(yè)主進(jìn)度要求，結(jié)合場(chǎng)平爆破、挖運(yùn)施工的特點(diǎn)，爆破、運(yùn)輸?shù)雀鞴ば騾f(xié)調(diào)進(jìn)行，互相配合，總方量約65萬(wàn)立方米，在6個(gè)月完成，則每月約110000立方米爆破、挖運(yùn)量，考慮不可預(yù)見(jiàn)的天氣影響，每天安排10000～12000立方米爆破、挖運(yùn)量，按這一產(chǎn)量安排人員、設(shè)備。

若每天完成的爆破量大于10000m3，必須確保有超過(guò)1000m2的工作面，或超過(guò)80米長(zhǎng)的工作線。

1.4爆破參數(shù)選擇與裝藥量計(jì)算

1.41深孔爆破參數(shù)確定

爆破推進(jìn)方向及臺(tái)階松動(dòng)爆破的炮孔布置見(jiàn)下圖

1.411深孔爆破（直徑φ=76mm）

中深孔的炸藥單耗、單孔藥量、填塞高度等參數(shù)，通過(guò)試炮調(diào)整，達(dá)到更優(yōu)。

1.412深孔爆破 （φ=115mm）

深孔的炸藥單耗、單孔藥量、填塞高度等參數(shù)，通過(guò)試炮調(diào)整，達(dá)到更優(yōu)。炮孔深度應(yīng)根據(jù)振動(dòng)控制指標(biāo)、振動(dòng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，確保爆破振動(dòng)安全。

1.42 淺孔爆破

前后排采用梅花布孔，改善爆破效果；爆破距碧桂園超過(guò)200米的石方采用深孔爆破，不足200米的石方爆破采用弱松動(dòng)、孔內(nèi)微差爆破，減少爆破總藥量，結(jié)合爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)確保建筑爆破振動(dòng)小于2.0cm/s。必要時(shí)采用淺孔爆破。最小抵抗線方向背向碧桂園建筑物。

1.5裝藥、填塞和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)及防護(hù)

1.51 爆破采用Φ32mm、Φ60mm、Φ90mm乳化炸藥，爆破采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，填塞用巖粉或黃泥，當(dāng)計(jì)算單孔裝藥量導(dǎo)致填塞減少時(shí)，優(yōu)先滿足填塞長(zhǎng)度。

裝藥、填塞結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖

1.52起爆網(wǎng)路采用非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路或毫秒電雷管起爆網(wǎng)路。雷雨天或工作面可能有雜散電流等情況，采用非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，淺孔爆破每孔一發(fā)雷管，深孔每個(gè)孔敷設(shè)1～2發(fā)雷管，確保準(zhǔn)爆，同時(shí)選擇合理的毫秒微差時(shí)間。

淺孔爆破非電導(dǎo)爆管雷管的連接方式見(jiàn)下圖

深孔爆破單孔起爆非電-電混合起爆網(wǎng)絡(luò)下圖

淺孔爆破串聯(lián)電雷管起爆系統(tǒng)連接方式見(jiàn)下圖

1.53防護(hù)

平面覆蓋防護(hù)：在爆巖體上面進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)，減少飛石飛散距離，炮孔覆蓋鐵板，鐵板上再壓砂包。

巖石爆破爆區(qū)防護(hù)圖如下

1.54 起爆

起爆非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路時(shí)，采用YJGN-1000高能起爆器 起爆電雷管，由電雷管起爆導(dǎo)爆管雷管；起爆毫秒電雷管起爆網(wǎng)路時(shí)，認(rèn)真核算流經(jīng)每個(gè)電雷管的起爆電流應(yīng)滿足爆破安全規(guī)程規(guī)定的安全準(zhǔn)爆電流，超過(guò)2.5A。

1.6分層爆破和分層開(kāi)挖

本設(shè)計(jì)按挖深12米設(shè)計(jì)爆破，擬分一層或兩層爆破并開(kāi)挖，每層挖深約為12米或6米；爆破主導(dǎo)方向的選擇，因?yàn)楸颈乒こ?，主要選擇φ140鉆機(jī)，爆破的主導(dǎo)方向朝向空曠一側(cè)，確保安全。

分層臺(tái)階爆破，臺(tái)階開(kāi)挖剖面圖如下

1.7爆破安全距離計(jì)算

1.71爆破振動(dòng)

1.72 爆破個(gè)別飛石計(jì)算

1.73 爆破噪聲

在市內(nèi)爆破作業(yè)， 噪聲是不可忽視的，本爆破工程我們將采取如下技術(shù)降低噪聲：嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制炸藥單耗、單孔藥量、一次起爆藥量；保證填塞質(zhì)量和填塞長(zhǎng)度，防止沖炮；選擇合適的微差時(shí)間，避免噪聲疊加。

1.74 爆破沖擊波

爆破沖擊波衰減快； 對(duì)人和建筑物產(chǎn)生危害的空氣沖擊波超壓值， 與距爆區(qū)距離的立方成反比，因此爆破沖擊波的影響主要在場(chǎng)平范圍內(nèi)。

1.75 爆破安全距離

綜合考慮爆破振動(dòng)、個(gè)別飛石、爆破噪聲、爆破沖擊波等因素， 確定本爆破工程，人員及車輛的警戒距離為距爆區(qū)最近邊線200米。

2 安全防范措施

2.1 爆破網(wǎng)路

敷設(shè)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求敷設(shè)爆破網(wǎng)路；采用導(dǎo)爆管微差起爆網(wǎng)路時(shí)，要考慮巖石移動(dòng)方向和微差間隔時(shí)間對(duì)網(wǎng)路的影響，合理安排起爆段別。敷設(shè)爆破網(wǎng)路過(guò)程中禁止拔出或硬拉起爆藥包、藥包中的導(dǎo)爆管或電雷管腳線。

2.2設(shè)置爆破警戒

2.21根據(jù)設(shè)計(jì)確定爆破警戒范圍，警戒范圍內(nèi)所有人員撤離或到室內(nèi)安全避炮；北側(cè)、南側(cè)馬路附近爆破時(shí)盡量選在馬路信號(hào)燈顯示紅燈且近爆區(qū)一側(cè)沒(méi)有車輛時(shí)迅速起爆。

2.22每次爆破應(yīng)依次發(fā)出預(yù)告信號(hào)、起爆信號(hào)和解除警戒信號(hào)。第一次信號(hào)，預(yù)告信號(hào)，警戒人員從爆區(qū)由里向外清場(chǎng)，所有與爆破無(wú)關(guān)人員、機(jī)械設(shè)備撤到安全區(qū)域。第二次信號(hào)，起爆信號(hào)，確認(rèn)人員、設(shè)備全部撤離危險(xiǎn)區(qū)、具備安全起爆條件時(shí)，爆破工程師才能發(fā)出起爆信號(hào)。第三次信號(hào)，解除警戒信號(hào)，未發(fā)出解除警戒信號(hào)前，警戒人員應(yīng)堅(jiān)守崗位，不準(zhǔn)任何人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。

3 減小擾民預(yù)案-制定針對(duì)性的措施

3.1及時(shí)向居民宣傳爆破振動(dòng)安全常識(shí)，清除心里負(fù)擔(dān)；請(qǐng)廣東省地震工程勘測(cè)中心監(jiān)測(cè)爆破振動(dòng)情況，并進(jìn)行爆破振動(dòng)安全評(píng)估，并出具具有法律效力的安全評(píng)估報(bào)告。

3.2避開(kāi)居民休息的時(shí)間作業(yè)，減少噪音擾民；

3.3控制爆破振動(dòng)速度，降低地震波的強(qiáng)度：采用預(yù)裂爆破和開(kāi)挖減震溝槽。限制一次爆破最大用藥量，多布孔、多分段爆破。設(shè)置緩沖層。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)采取以上措施，振動(dòng)明顯減少，粉塵得到了有效控制，噪音明顯減小，居民對(duì)我公司爆破施工管理的投訴明顯減少，取得了明顯的綜合治理效果。

參考文獻(xiàn)

篇5

學(xué)科專業(yè)： 巖土工程

1 課題來(lái)源、選題依據(jù)背景情況、課題研究目的、國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問(wèn)題，并附主要參考文獻(xiàn)：

1.1 課題來(lái)源

淮南礦區(qū)已進(jìn)入深部開(kāi)采，厚硬頂板難冒問(wèn)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(qǐng)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(kāi)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(guó)的基礎(chǔ)能源，在我國(guó)一次能源構(gòu)成中煤炭約占70%左右。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，國(guó)家對(duì)煤炭等能源需求量越來(lái)越大。XX年我國(guó)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(guò)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(guó)煤炭淺部資或賦存條件相對(duì)簡(jiǎn)單資源日益減少，煤礦相繼進(jìn)入深部開(kāi)采期，隨之而來(lái)就面臨著厚硬頂板控制問(wèn)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(huì)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(guò)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(duì)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(qǐng)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(kāi)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(guò)程的重要特性是炸藥通過(guò)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(huì)造成瓦斯爆炸、煤層坍塌等重大問(wèn)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(duì)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(guò)后，頂板可正?？迓洌瑴p小來(lái)壓對(duì)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)、水平、存在問(wèn)題

我國(guó)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(guò)對(duì)厚硬頂板的研究，較全面地分析了厚硬頂板采場(chǎng)礦山壓力及其顯現(xiàn)規(guī)律、采場(chǎng)來(lái)壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、厚硬頂板采場(chǎng)支架受力分析、厚硬頂板的處理方法等;

王開(kāi)，康天合等對(duì)堅(jiān)硬頂板控制放頂方式及合理懸頂長(zhǎng)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(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，在總結(jié)其他人的研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)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(duì)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(lái)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(chǎng)由于地質(zhì)構(gòu)造及開(kāi)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(chǎng)礦山壓力。

寧宇[36]等采用了有限元計(jì)算和模型試驗(yàn)對(duì)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(duì)支架的沖擊載荷和傳力系數(shù)，減小頂板來(lái)壓強(qiáng)度，從理論上進(jìn)一步說(shuō)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(duì)注水后巖體發(fā)生的變化進(jìn)行了分析，或從宏觀上對(duì)注水軟化上的機(jī)理進(jìn)行了闡述，而從微觀上對(duì)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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drilling：a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction

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[11]朱珍德，胡定，裂隙水壓力對(duì)巖體強(qiáng)度的影響，巖土力學(xué)，XX，21(1)：6l～67.

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[15]陳榮華，錢鳴高，繆協(xié)興，注水軟化法控制厚硬關(guān)鍵層采場(chǎng)來(lái)壓數(shù)值模擬，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，XX，z4(13)：2266～2271.

[16]寧宇，陳暉，堅(jiān)硬頂板注水工作面礦壓顯現(xiàn)特征的有限元計(jì)算和模型試驗(yàn)研究，煤炭學(xué)報(bào)，1990，15(1)：83～92.

[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(wèn)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(wèn)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(chǎng)試驗(yàn)的綜合研究方法，開(kāi)展對(duì)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(lái)壓對(duì)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?jī)?nèi)容如下：

(1)水對(duì)裂隙巖體強(qiáng)度的影響，重點(diǎn)討論水對(duì)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(wèn)題，建立流固耦合的滲流方程，并用有限元法對(duì)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(duì)地上、地下結(jié)構(gòu)，以及煤礦等具有一定的基礎(chǔ)知識(shí)。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(shí)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(guó)內(nèi)關(guān)于堅(jiān)硬頂板控制資料相對(duì)較多，基于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高壓注水的研究成果、我國(guó)煤礦掘進(jìn)爆破工程實(shí)例以及我國(guó)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(duì)高壓注水破壞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并得出結(jié)論

篇6

1 國(guó)內(nèi)外房柱法應(yīng)用概況

房柱法采礦用于開(kāi)采水平和緩傾斜的礦體，在礦塊或采區(qū)內(nèi)礦房和礦柱交替布置，回采礦房時(shí)留連續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱，以維護(hù)頂板巖石。這種采礦方法應(yīng)用的基本條件是礦石和圍巖均穩(wěn)固，礦體水平或緩傾斜，不僅能回采薄礦體，也可以用于回采厚和極厚礦體[1-2]。

國(guó)內(nèi)緩傾斜中厚礦體應(yīng)用房柱法主要有淺孔錨噴或人工礦柱房柱法、淺孔普通房柱法、普通中深孔房柱法以及中深孔超前切頂房柱法等[3-4]。根據(jù)上世紀(jì)90年代統(tǒng)計(jì)資料，國(guó)外18個(gè)國(guó)家中100多個(gè)傾斜緩傾斜礦山用房柱法開(kāi)采的礦山占44%，而在美國(guó)有色金屬地下開(kāi)采礦山中所占比重達(dá)59%，法國(guó)的鐵礦山中所占比重高達(dá)98%。

中深孔房柱法應(yīng)用中深孔爆破，其余工藝基本不變，生產(chǎn)效率得到較大提高，支護(hù)技術(shù)的提高促進(jìn)了房柱法在礦巖中等穩(wěn)固礦山的應(yīng)用，護(hù)頂中深孔房柱法成為我國(guó)房柱法開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)[5-9]。本文結(jié)合無(wú)軌鑿巖臺(tái)車、輪胎式鏟運(yùn)機(jī)以及錨桿護(hù)頂?shù)氖褂茫瑢?duì)中深孔房柱法回采水平厚礦體進(jìn)行探究，提出相應(yīng)的礦石回采方法，以期達(dá)到提高生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率的目的。

2 采區(qū)布置及構(gòu)成要素

某鐵礦礦體厚度為15m，傾角為0°，礦體和圍巖較穩(wěn)固，不劃分階段，采用中深孔切頂房柱法回采。采用鏟運(yùn)機(jī)出礦，由于鏟運(yùn)機(jī)的最佳運(yùn)距為150-200m，采區(qū)長(zhǎng)度確定為150m，寬度為45m，沿礦體走向布置。礦房跨度15m，房間礦柱選用間隔式方形礦柱，尺寸為5m×5m；采區(qū)間柱為連續(xù)式礦柱，寬度為10m?；夭蓵r(shí)采用礦體布置如圖1所示。

3 采準(zhǔn)切割

在礦體底板圍巖中掘進(jìn)平行的采區(qū)運(yùn)輸巷道，劃分出盤區(qū)。在盤區(qū)中用總回風(fēng)平巷劃分采區(qū)，總回風(fēng)平巷的斷面尺寸為4m×4m。礦石回采時(shí)使用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬礦石，在采區(qū)的端部和中部各掘進(jìn)一個(gè)放礦溜井，斷面為2.5m×2.5m。采區(qū)內(nèi)采用超前切割分層回采，在礦體上層掘進(jìn)兩條通風(fēng)平巷，斷面均為4m×4m，與總回風(fēng)平巷接通。為了加強(qiáng)采場(chǎng)通風(fēng)，在每個(gè)放礦溜井的上風(fēng)側(cè)掘進(jìn)一個(gè)通風(fēng)井，斷面為2.5m×2.5m。

在采區(qū)端部放礦溜井處，從通風(fēng)巷道向采區(qū)兩側(cè)溜井口掘進(jìn)一條頂部水平切割巷道，從切割巷道開(kāi)始進(jìn)行后退式切頂，形成15m寬的頂部空間，切頂?shù)耐瑫r(shí)對(duì)頂板圍巖進(jìn)行錨桿支護(hù)，切頂崩落的礦石用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬到采區(qū)左側(cè)放礦溜井口卸礦，采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。15m寬的切頂空間形成后，底部切割巷道的掘進(jìn)從采區(qū)端部的左側(cè)聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)始，掘進(jìn)一條斷面4m×3m（寬×高）。然后在巷道中打上向垂直中深孔，分2次進(jìn)行拉槽，每次崩落4m高的礦石，形成4m寬的初切割槽。然后從頂部切頂空間打三排下向垂直中深孔，進(jìn)行擴(kuò)槽爆破，最終形成10m寬的切割立槽，為了保護(hù)房間礦柱，第三排炮孔進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)裂爆破。切割工作如圖2所示。

■

4 礦房回采

4.1 中深孔切頂層回采

切頂層高度為4m，切頂步距為7m，使用CTC14AJ1輪胎式氣動(dòng)采礦鉆車，孔徑為60mm，孔深8m。對(duì)靠近礦柱的炮孔進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)列爆破，保證礦柱的完整性和穩(wěn)定性。爆破時(shí)部分礦石崩落到下層底板，殘留在切頂層的礦石用推土機(jī)推至下層底板，然后用ACY-3鏟運(yùn)機(jī)搬至放礦溜井。

4.2 頂板支護(hù)

護(hù)頂采用注漿式錨桿支護(hù)，每次切頂爆破并進(jìn)行爆破效果檢查之后，即時(shí)進(jìn)行翹頂。然后工人站在爆堆上，用YT28氣動(dòng)鑿巖機(jī)鑿上向鑿巖鉆孔，用MJ-2型注漿器注漿。錨桿網(wǎng)度為1.8×2.0m，錨桿長(zhǎng)度為2m。注漿的泥漿配比，灰1：2-2.2，水灰比1：0.4-0.45（用400號(hào)硅酸鹽水泥）。

4.3 主回采層的回采

設(shè)計(jì)主回采層11m，選用前進(jìn)式回采。在切割平臺(tái)上，利用Simba263地下潛孔鉆機(jī)打下向垂直中深孔，孔深121m，孔徑80mm，孔網(wǎng)參數(shù)1.5m×1.5m。對(duì)靠近礦柱的炮孔同樣進(jìn)行不耦合裝藥，采用預(yù)裂爆，保證礦柱的安全。在頂板支護(hù)工作完成后進(jìn)行爆破，礦石用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦。

4.4 回采循環(huán)

一個(gè)采區(qū)分兩個(gè)礦房進(jìn)行同時(shí)開(kāi)采，左側(cè)礦房的開(kāi)采超前右側(cè)礦房15m，做到左側(cè)切頂回采和右側(cè)主回采層的回采同時(shí)進(jìn)行。同一側(cè)的切頂回采超前主回采層7m。切割立槽形成以后，在切割立槽的一端形成15m寬的切頂空間，循環(huán)回采從此開(kāi)始，包括以下內(nèi)容：

①對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m；②對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m，同時(shí)對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行切頂鑿巖鉆孔和上步驟崩落礦石的運(yùn)搬工作；③對(duì)左側(cè)礦房進(jìn)行切頂爆破，爆破后進(jìn)行翹頂和支護(hù)，支護(hù)的同時(shí)進(jìn)行右側(cè)礦房的主回采層爆堆的運(yùn)搬工作，左側(cè)礦房支護(hù)完成后，推土機(jī)把臺(tái)階上的礦石推至底板，即進(jìn)行左側(cè)主回采層的鑿巖鉆孔工作。④左側(cè)礦房鉆鑿下向垂直中深孔的同時(shí)，對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行切頂鑿巖鉆孔工作。⑤對(duì)右側(cè)礦房進(jìn)行切頂爆破，翹頂后用錨桿支護(hù)頂板，翹頂和支護(hù)的同時(shí)用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)搬左側(cè)主爆區(qū)礦石，支護(hù)結(jié)束后，用推土機(jī)把右側(cè)切頂爆破下來(lái)的礦石推至底板，即可進(jìn)行右側(cè)礦房主爆區(qū)鉆孔鑿巖工作。

每次爆破前，位于頂部的鑿巖鉆車和風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)及注漿機(jī)可退至通風(fēng)平巷中，鏟運(yùn)機(jī)可推至采區(qū)兩側(cè)側(cè)聯(lián)絡(luò)通道中，確保設(shè)備的安全。切割回采時(shí)，對(duì)貼近頂板的炮孔均采用不耦合裝藥，進(jìn)行光面爆破，減少對(duì)頂板的破壞，減少翹頂工作量。礦石運(yùn)搬時(shí)采區(qū)兩側(cè)的放礦溜井都可卸礦，為加快礦石運(yùn)搬速度，一個(gè)采場(chǎng)可采用兩臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)同時(shí)出礦。在一個(gè)回采循環(huán)中，多項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行，極大的提高了回采速度。礦房的回采工作如圖4所示。

■

5 礦柱回采

對(duì)于房間礦柱，予以有選擇性的回采，防止頂板塌落。在采區(qū)兩側(cè)間柱和端部間柱底部掘進(jìn)一條水平鑿巖巷道，巷道斷面為4m×4m。采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與每條采區(qū)運(yùn)輸巷道在空間上垂直，在每個(gè)交錯(cuò)的位置各鑿一條放礦溜井；采區(qū)兩側(cè)間柱鑿巖巷道與采區(qū)運(yùn)輸巷道平行，利用原來(lái)的采區(qū)放礦溜井放礦。用SimbaM3c采礦鉆車在巷道內(nèi)打上向扇形中深孔，巷道兩幫用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿淺孔，裝藥后從中間垂直中深孔向兩側(cè)傾斜炮孔分段起爆。充填材料覆蓋礦石，用CY-3鏟運(yùn)機(jī)出礦，必要時(shí)可進(jìn)入空區(qū)內(nèi)鏟運(yùn)礦石，如圖5所示。

6 通風(fēng)

新鮮風(fēng)流從盤區(qū)運(yùn)輸巷道經(jīng)采區(qū)右側(cè)通風(fēng)井進(jìn)入采場(chǎng)，通過(guò)工作面上行進(jìn)入通風(fēng)巷道，最終進(jìn)入總回風(fēng)巷。礦房在爆破結(jié)束后，為了減少風(fēng)量損失，可以把通往左側(cè)空區(qū)的端部聯(lián)絡(luò)通道用擋風(fēng)板封閉；工作面向前推進(jìn)經(jīng)過(guò)中部放礦溜井一段距離以后，為了減少礦柱引起的風(fēng)壓損失，則關(guān)閉采區(qū)端部通風(fēng)井，只采用中部通風(fēng)井進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)。每次爆破后，可采用抽出式局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行加強(qiáng)通風(fēng)。

7 總結(jié)

對(duì)房柱法開(kāi)采水平厚礦體的采準(zhǔn)切割工程進(jìn)行了探索，與傳統(tǒng)的房柱采礦法相比，采準(zhǔn)切割工程量減少了很多；同時(shí)研究了中深孔房柱法對(duì)于水平厚礦體的回采工藝，充分利用現(xiàn)代化無(wú)軌自行設(shè)備的優(yōu)越性，生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率會(huì)得到大幅度提高。采場(chǎng)中采區(qū)間柱和礦房礦柱相結(jié)合，并使用錨桿維護(hù)頂板有效地進(jìn)行了地壓管理。爆破時(shí)注意使用控制爆破的方法，既提高了頂板圍巖的穩(wěn)固和礦柱的完整，又能最大限度的減少貧化率。充填后回采采區(qū)礦柱，最大限度的降低了礦石損失率，并有效防止了地表下沉。有效的通風(fēng)措施和地壓管理，給工人提供了一個(gè)舒適安全的工作環(huán)境。

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2007：3.

篇7

我們?cè)趯?duì)公路的穿山隧道的建設(shè)中，各種管道的布置非常的多，而且在施工中很容易受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的局限，因此，我們?cè)谑┕ぶ袝r(shí)，必須要遵循相關(guān)的規(guī)定同時(shí)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而，我們要制定最為合理的管道安裝方案，保證我國(guó)公路交通隧道建設(shè)的安全健康發(fā)展。

第一，我們首先要把對(duì)于公路隧道工程實(shí)施的準(zhǔn)備工作和施工的技術(shù)方案加以確定

（1） 如何安排施工的作業(yè)線。通常情況下，公路交通隧道是利用導(dǎo)洞先行的方式的，澆筑中墻的深度一般是掘進(jìn)45米，這種方式的依據(jù)是公路隧道設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，在這里值得強(qiáng)調(diào)的是，在中墻的混凝土必須要大于百分之七十的時(shí)候才能夠進(jìn)入左洞，而對(duì)于右洞來(lái)說(shuō)，它的掘進(jìn)面必須要晚于左洞十米才可以。我們必須要在周圍的巖石變形已經(jīng)基本穩(wěn)定后在進(jìn)行左洞或右洞的第二次模筑襯砌，一旦出現(xiàn)早期我們的支撐強(qiáng)度小或者是周圍巖層變化過(guò)大時(shí)，則我們必須要首先增強(qiáng)早期的支撐強(qiáng)度，而且還要對(duì)二次襯砌設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行修改。我們一般把掘進(jìn)面和左洞及右洞的間距控制在25-35m范圍內(nèi)。因?yàn)?，這樣我們就可以在進(jìn)口和出口處就建立了中墻、中導(dǎo)洞、右洞開(kāi)挖、左洞開(kāi)挖以及第二次模筑襯砌五道并行的作業(yè)流水線，這樣既增加了隧道的施工工作面，這樣同樣可以剪短我們的工程時(shí)間。

（2）如何做好我們施工當(dāng)中的通風(fēng)和防塵工作。一旦在隧道內(nèi)需要進(jìn)行爆破，我們則一定要使用濕式鑿巖的工程施工辦法，我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)時(shí)尤其是爆破后必須要進(jìn)行灑水，目的是盡可能的降低施工環(huán)境內(nèi)的粉塵數(shù)量。對(duì)于洞內(nèi)的通風(fēng)方式我們一般采用壓入式，我們必須同時(shí)向左右洞以及中導(dǎo)洞內(nèi)送風(fēng)，所以建議使用三臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)口與工作面的距離不能大于15米。

（3）如何保障隧道施工的用水。我們一般的做法是進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后在距離公路隧道拱頂大于30米的地方修建一座高山水池，對(duì)于水源來(lái)說(shuō)，一個(gè)來(lái)源就是如果就近有水電站可從水電站的水道中把水抽到我們建好的高山水池中，然后再?gòu)乃刂谐榈接盟?，這些水既可以用用工程用水也可以用作施工人員的生活用水；再有就是，我們可以在公路隧道的出口右邊建造一個(gè)蓄水池，我們可以把山上的山泉進(jìn)到高山水池，然后再引導(dǎo)出口右邊的蓄水池中，這個(gè)水源主要是人的生活用水。對(duì)于我們所引來(lái)的水必須要經(jīng)過(guò)水質(zhì)化驗(yàn)，一旦我們所利用的水源的ph值小于4或者是含有對(duì)水泥硬化有害的物質(zhì)，還有如果含有氯化物和硫酸鹽，且其含量不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的不能使用。

（4）如何保證隧道建設(shè)用電要求。我們必須要在公路隧道施工的進(jìn)出口上均設(shè)立變壓器，這樣做的目的就是我們可以利用當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)來(lái)保證我們工程的順利進(jìn)行，再就是我們還必須要準(zhǔn)備一臺(tái)發(fā)電機(jī)以防萬(wàn)一。我們施工時(shí)的照明應(yīng)該使用220伏的電壓，我們?cè)谑┕すさ臋C(jī)械設(shè)備要使用380的電壓，再就是我們必須要安裝漏電保護(hù)以防萬(wàn)一，我們?cè)谶M(jìn)行安裝各種用電器時(shí)必需按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求，以此來(lái)保證使用安全。

（5）如何處理建設(shè)時(shí)的排水問(wèn)題。這里的排水主要是指我們的施工中的廢水排放和施工中地下水的排放。通常我們所說(shuō)的上坡是指從隧道出口到隧道進(jìn)口為1.54%處，隧道進(jìn)口的建設(shè)通常是指反坡施工，因此，速到進(jìn)口處的排水必須利用在開(kāi)挖地段挖集水坑的辦法，我們可以利用抽水機(jī)來(lái)排水；相反，隧道出口的建設(shè)通常是指順坡施工，所以隧道出口處的建設(shè)排水必須利用在自然坡的地方利用管道將水排除出洞外的辦法。

第二，如何應(yīng)對(duì)公路隧道建設(shè)時(shí)期的技術(shù)處理

（一）超前小導(dǎo)管在隧道建設(shè)中的技術(shù)。（1）制作管道。超前小導(dǎo)管必須使用管道壁厚為5毫米，管道外徑為50毫米的熱軋無(wú)縫鋼制作，小導(dǎo)管長(zhǎng)度一般我們?cè)O(shè)計(jì)5米。我們一般是把無(wú)縫鋼管的一頭上焊上鋼箍，然后把另外一頭壓制成鍛頭，應(yīng)留400mm作為止?jié){段，之后再鉆四排注漿孔，注意應(yīng)沿管壁的四周鉆孔，并且排孔位是要相互錯(cuò)開(kāi)的。（2）鉆孔。確定孔眼的位置時(shí)應(yīng)嚴(yán)格的遵照設(shè)計(jì)的環(huán)向間距并以臨近開(kāi)挖面的鋼支撐作為支點(diǎn)。外插腳應(yīng)沿鋼支撐的外側(cè)進(jìn)行鉆孔，孔深約為500cm，左洞和右洞約為250cm，中導(dǎo)洞約為320cm。（3）導(dǎo)管注漿的安裝。鉆孔完成后，應(yīng)用高壓風(fēng)進(jìn)行清孔，安裝完小導(dǎo)管之后應(yīng)使用牛角泵壓注30號(hào)的水泥漿，注漿的壓力應(yīng)在0.7到1.0MPa的范圍內(nèi)，當(dāng)達(dá)到壓力時(shí)應(yīng)繼續(xù)工作15分鐘再停止注漿。

（二）爆破技術(shù)。工藝質(zhì)量是影響隧道施工的關(guān)鍵因素，而防排水質(zhì)量以及開(kāi)挖和初期的防護(hù)又影響著工藝質(zhì)量，這其中最重要的影響因素就是開(kāi)挖的質(zhì)量，開(kāi)挖的質(zhì)量取決于鉆爆的質(zhì)量，因此鉆爆的質(zhì)量就是影響隧道質(zhì)量的最重要的因素了。進(jìn)行石方的開(kāi)挖作業(yè)時(shí)，應(yīng)先在主爆區(qū)爆破前爆破出一條貫穿裂縫，并且此裂縫應(yīng)具有一定的寬度，從而控制爆破對(duì)巖體的破壞影響，并且緩沖因爆破所引起的振動(dòng)波，這樣就能獲得最為憑證的開(kāi)挖輪廓，這種技術(shù)就是預(yù)裂爆破技術(shù)。

（三）特殊地質(zhì)條件的技術(shù)處理。（1）塌方的處理。治理隧道塌方時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持防治結(jié)合的方針，預(yù)防為主，及時(shí)的預(yù)報(bào)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，施工時(shí)嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行施工，確保各道工序的施工質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)圍巖的實(shí)際情況，控制各道工序間的步序拉開(kāi)長(zhǎng)度，對(duì)于地質(zhì)條件不佳的邊仰坡地段，必須及時(shí)的進(jìn)行量測(cè)監(jiān)控并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。（2）涌水和滲水的處理。洞內(nèi)治水最重要的原則應(yīng)是防水和排水相結(jié)合。首先應(yīng)將涌出的水排除處洞外，但是不能影響正常的施工環(huán)境，一般反坡的排水方式主要是采用挖積水以及排水泵等機(jī)械排水管路排水的方式，而順坡的排水方式則是采用挖臨時(shí)排水溝自然排水的方式，其中圍巖處涌水和滲水的治理應(yīng)是最關(guān)鍵的治理步驟。（3）環(huán)境的影響。當(dāng)前，國(guó)家日益重視環(huán)境保護(hù)與環(huán)保，對(duì)于我們的公路建設(shè)來(lái)說(shuō)，也要順應(yīng)這個(gè)時(shí)展的趨勢(shì)與潮流，在過(guò)程中注重環(huán)境問(wèn)題，在工程設(shè)計(jì)與方案確定的時(shí)候，必須注重對(duì)環(huán)境的維護(hù)與保護(hù)工作。

（四）設(shè)置止水帶并采取相應(yīng)的控制措施。對(duì)于襯砌防水混凝土空隙進(jìn)行灌注施工的時(shí)候，一般會(huì)預(yù)留防水混凝土的施工縫，這個(gè)施工縫要有相應(yīng)的防排水措施。對(duì)于在復(fù)合式襯砌中，常用的止水措施就是使用塑料或者橡膠性質(zhì)的止水帶。在后續(xù)的二次澆筑之前，對(duì)于上層澆筑的混凝土應(yīng)該用鋼絲刷進(jìn)行刷毛處理，或者可以在上層混凝土澆筑后4- 12小時(shí)內(nèi)，使用高壓水把混凝土表面沖擊干凈平整，在過(guò)程中必須保證止水帶的接頭處理良好，在混凝土的澆筑施工中要避免對(duì)止水帶找出破壞，時(shí)刻檢查是否造成止水帶的位置變化，一旦發(fā)生接頭不緊密、割破或者位置變化等，一定的及時(shí)處理與調(diào)整，盡量保證止水帶作用的最良好的發(fā)揮。要保證止水帶有專業(yè)的固定和防止位移的措施或者設(shè)備，同時(shí)接頭的大小也要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)要保證止水帶有專業(yè)卡環(huán)固定并延伸到兩端混凝土中去，在施工檢查過(guò)程中要做好詳細(xì)的記錄，對(duì)于存在和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要及時(shí)處理與補(bǔ)救

第三、結(jié)語(yǔ)

在公路工程建設(shè)中，隧道工程是公路工程中最關(guān)鍵且難度最大的建筑部分，尤其是近些年來(lái)，隨著西部的不斷開(kāi)發(fā)與發(fā)展，堅(jiān)持國(guó)家西部開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略，順應(yīng)著這種趨勢(shì)與潮流，高等公路工程不斷從沿海地區(qū)向西南西北山嶺地帶延伸與發(fā)展，我國(guó)的公路總量不斷增加，涉及的廣度與范圍越來(lái)越大，相應(yīng)的，這對(duì)于公路隧道的建設(shè)有了新的更高的要求與標(biāo)準(zhǔn)。論文主要就公路隧道施工的準(zhǔn)備工作以及技術(shù)方面的進(jìn)行詳細(xì)的探討與論述，并對(duì)相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)的施工技術(shù)狀況進(jìn)行分析與闡述。

參考文獻(xiàn)：

篇8

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(hào)：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(guò)襯砌臺(tái)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(wú)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(wú)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(zhǎng),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(lái)的必然是工期、效率和人員成本的較少,也相對(duì)的降低了開(kāi)支。相反,如果小型隧道使用大型設(shè)備施工,無(wú)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(lái)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(chǎng)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(tái)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(huì)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(lái)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(duì)于長(zhǎng)大隧道,洞內(nèi)通風(fēng)距離長(zhǎng),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(huì)造成其它資源的閑置和浪費(fèi)，因此質(zhì)量可靠、維修簡(jiǎn)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(gòu)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(guò)鉆孔、裝藥、爆破開(kāi)挖巖石的方法，簡(jiǎn)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(tái)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(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)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(tái)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(kāi)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(kāi)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(zhǎng)度,∑Ld則為開(kāi)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(zhǎng)度(米)計(jì)算,T為開(kāi)挖循環(huán)作業(yè)計(jì)劃的鑿巖時(shí)間,Tvd,為每臺(tái)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(kāi)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(kāi)敞式硬巖掘進(jìn)機(jī),如德國(guó)Wirth生產(chǎn)的雙排支撐靴結(jié)構(gòu)和美國(guó)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(tái)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(shì)與使用條件和要求。放棄液壓鑿巖臺(tái)車是技術(shù)的后退，全采用液壓鑿巖臺(tái)車不合國(guó)情，同市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相違背。在具體工程實(shí)踐中可參考表1來(lái)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(kāi)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(wú)軌運(yùn)輸、有軌運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸。無(wú)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(chǎng)。缺點(diǎn)是洞內(nèi)受內(nèi)燃廢氣和噪聲污染嚴(yán)重，在長(zhǎng)隧中施工通風(fēng)難以解決。對(duì)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(wú)廢氣和噪聲污染，施工通風(fēng)容易解決，對(duì)隧底不會(huì)造成損壞，特別適合于長(zhǎng)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(chǎng)較遠(yuǎn)時(shí)需在洞外設(shè)二次棄碴倒運(yùn)站。通過(guò)對(duì)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(wú)軌運(yùn)輸方式；在獨(dú)頭掘進(jìn)1000m以上的長(zhǎng)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(duì)相關(guān)操作人員的技術(shù)要求較高，如隧道開(kāi)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(zhǎng)及機(jī)器維修保養(yǎng)等，更取決于現(xiàn)場(chǎng)施工管理和設(shè)備的管理。只有做到現(xiàn)場(chǎng)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(shì)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(tái)車用水量大等，對(duì)洞內(nèi)通風(fēng)排水要求較高。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)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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篇9

【 abstract 】 in hydraulic structure in the process of project construction, excavation is successful, it will be able to the whole of construction of the project is the most direct result, while the effect of foundation pit excavation of engineering needs not only the amount of calculation for the calculation of strictly objective, and work out the more perfect construction scheme, once the foundation pit some quality problems, is very easy to create the building happen the problem such as craze, which affects the normal use of buildings and life. This article in view of the hydraulic construction project in the process of foundation pit excavation in all the necessary technical measures are discussed, and some have pointed countermeasure.

【 key words 】 hydraulic structure; Foundation pit excavation construction; Measures analysis

中圖分類號(hào): TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)也獲得了前所未有的發(fā)展空間，各類工程建筑項(xiàng)目的數(shù)量呈現(xiàn)出了逐年上升的趨勢(shì)，其中，水工建筑工程就是最具代表性的一種。水工建筑工程中的地基通?？梢詣澐譃樯暗[石地基、土壤地基和巖石地基三種，因?yàn)楣こ淌┕さ乃牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)條件會(huì)對(duì)整個(gè)水工建筑工程的施工質(zhì)量造成直接的影響，所以，在進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí)，必須對(duì)工程的施工條件進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，并制定出具有針?duì)性的施工方案。由于天然地基通常會(huì)存在不同形式和不同程度的自然缺陷，因此，在進(jìn)行建筑施工前，必須對(duì)施工部位的地基進(jìn)行一定程度的人工處理，使其具備足夠的耐久性、抗?jié)B性、整體性和強(qiáng)度，從而為水工建筑工程的施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

一、巖基開(kāi)挖所需的措施

壩基開(kāi)挖是整個(gè)基坑開(kāi)挖施工中一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，這一施工環(huán)節(jié)將會(huì)對(duì)整個(gè)基坑開(kāi)挖的安全、進(jìn)度和質(zhì)量造成直接的影響，所以，在施工過(guò)程中要解決好下述幾項(xiàng)問(wèn)題：第一，選擇合理的開(kāi)挖技術(shù)，保證開(kāi)挖的質(zhì)量。巖基開(kāi)挖的最常用的措施是鉆孔爆破法。在壩基巖石開(kāi)挖前，使用分層的梯段式松動(dòng)爆破；在邊坡的輪廓面實(shí)施基坑開(kāi)挖，使用預(yù)裂爆破成光面進(jìn)行爆破；在相近的水平建基面上，預(yù)設(shè)巖體保護(hù)層，采用分層式的爆破方法，將保護(hù)層完全爆破。對(duì)于開(kāi)挖偏差的具體要求包括：對(duì)于節(jié)理裂隙中硬和堅(jiān)硬的巖體，以及發(fā)育、較發(fā)育和不發(fā)育的巖體，水平建基面開(kāi)挖的高程偏差要控制在20cm之內(nèi)；邊坡輪廓面的設(shè)計(jì)開(kāi)挖偏差，在一次鉆孔深度開(kāi)挖時(shí)，要控制在挖高度的2%左右；在分階段開(kāi)挖時(shí)，整體邊坡平均坡度和最下階段坡腳位置的偏差都必須完全符合設(shè)計(jì)需要。第二，選擇適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖形態(tài)和范圍?；娱_(kāi)挖的范圍通常由水工建筑物工程的平面輪廓所決定，同時(shí)，還必須滿足支撐、立模、施工排水、道路布置和機(jī)械運(yùn)行等的需要。放寬范圍通常在幾米至十幾米之間，且具體的放寬范圍要依據(jù)實(shí)際情況而有所不同。基巖面開(kāi)挖后，要盡量保持基巖面能夠適當(dāng)向上游傾斜，但高差不能過(guò)大，且要盡量平整，只有這樣才能夠保證水工建筑物的牢固性和穩(wěn)定性，從而防止基巖的應(yīng)力集中和出現(xiàn)尖突。第三，安排合理的開(kāi)挖程序。由于水工建筑基坑開(kāi)挖會(huì)受到施工空間、時(shí)間和地形等的限制，因而水工建筑物中的基坑開(kāi)挖施工較為集中，且施工中的安全問(wèn)題較為突出、工種多且復(fù)雜。所以，整個(gè)的基坑開(kāi)挖程序基本應(yīng)遵循先岸坡后河槽、自上而下的原則。若河床較寬，還可以適當(dāng)選擇在岸坡和部分河床處進(jìn)行平行作業(yè)，但要采取嚴(yán)格的安全控制措施，且無(wú)論是岸坡還是河床部分，都要實(shí)施逐步下降、分層開(kāi)挖、內(nèi)上而下的開(kāi)挖順序。第四，做好基坑開(kāi)挖排水工作。圍堰實(shí)施閉氣后，要立刻將圍堰滲水和基坑積水全部排除干凈，并鋪設(shè)好排水設(shè)備，建立排水系統(tǒng)，保證實(shí)現(xiàn)邊排水、邊下挖基坑，盡量控制和降低基坑內(nèi)的水位，以防止積水干擾基坑開(kāi)挖的順利進(jìn)行。

二、軟基開(kāi)挖所需的措施

軟基開(kāi)挖的施工措施大體上與普通土方開(kāi)挖措施相同，但由于施工的地基條件較為特殊，因而，具體的施工技術(shù)會(huì)有所不同。

一方面，軟基開(kāi)挖地基處會(huì)存在較多的淤泥，這些淤泥通常具有人無(wú)法立足、水分多、顆粒細(xì)的特點(diǎn)，所以，要根據(jù)淤泥情況的不同，采取不同的處理措施。

第一，稀淤泥。這類淤泥的特點(diǎn)是裝筐易漏，此挖彼來(lái)，流動(dòng)性大，含水量高。所以，若稀淤泥層面積很小且很薄，則可先倒入干砂，利用挖掘機(jī)或其他吊裝機(jī)械運(yùn)輸砂料，使其進(jìn)占擠淤，將淤泥變?yōu)橥凉。龠M(jìn)行挖除作業(yè)，由于稀淤泥含水量高，在進(jìn)占擠淤時(shí)會(huì)有豐富的水分瀝出，因此施工時(shí)須在開(kāi)挖場(chǎng)地四周設(shè)置排水溝及集水井（尺寸視實(shí)際水量而定，但一般排水溝尺寸不小于500×500cm，集水井尺不小于1000×1000×1000cm），瀝出水分集中到集水井后立即由泥漿泵抽排，以保證工作面干爽以達(dá)到淤泥變土埂的目的。若淤泥面積較大，需要填筑大量的土埂，則可實(shí)施分區(qū)治理，防止淤泥亂流；若淤泥面積廣、深度大，則可在淤泥處實(shí)施分區(qū)圍埂，將淤泥排入周圍挖掘好的深坑內(nèi)。

第二，爛淤泥。這類淤泥具有粘鍬不易脫離，鍬插難拔，熟稠，含水量小和淤泥層較厚的特點(diǎn)。所以，在進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，可先在鍬上沾水，從而防止淤泥粘鍬，還可選擇五股釵或三股釵來(lái)替代淤泥進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。

第三，夾砂淤泥。這類淤泥中通常會(huì)有幾個(gè)或單一的夾砂層，若淤泥層較厚，則可選擇前述的幾種挖除方法；若淤泥層較薄，則可先把砂面完全晾干，達(dá)到能夠站人的程度，再進(jìn)行挖除。在挖除淤泥時(shí)，可將下層的淤泥同時(shí)挖除，使新砂面完全暴露，而不能把夾砂層挖混，從而給基坑開(kāi)挖工作帶來(lái)困難。

第四，機(jī)械開(kāi)挖淤泥的措施，在淤泥開(kāi)挖過(guò)程中施工機(jī)械的選擇、施工道路的結(jié)實(shí)與否猶為重要，而于淤泥基礎(chǔ)上施工道路的修筑及養(yǎng)護(hù)更是影響能否順利施工的關(guān)鍵。土方開(kāi)挖機(jī)械一般為挖掘機(jī)挖裝、自卸型運(yùn)輸車運(yùn)輸，由于在淤泥區(qū)作業(yè)，故開(kāi)挖施工前可考慮在滿足進(jìn)度要求前提下選用較小型號(hào)的機(jī)械以降低其自重減少對(duì)道路及工作面的破壞。

淤泥的機(jī)械開(kāi)挖：1、挖掘機(jī)械的選型，淤泥地塊一般地處地勢(shì)較低洼地帶，所以選用反鏟挖掘機(jī)機(jī)以便于開(kāi)挖裝卸。在開(kāi)挖機(jī)械選型時(shí)應(yīng)按高、低搭配，高（大）型號(hào)機(jī)械負(fù)責(zé)常規(guī)淤泥挖裝，低（小）型號(hào)的在高（大）型號(hào)機(jī)械不能或難以到達(dá)的地方可作補(bǔ)充及輔助。例如：選用日本小松PC200及PC120型反鏟挖掘機(jī)作高低搭配的淤泥開(kāi)挖機(jī)械，PC200型作主力開(kāi)挖機(jī)械，PC120型輔助。2、運(yùn)輸車輛，一般運(yùn)輸車輛為6輪輕型和10輪重型自卸車，車輛的選擇亦選用高低搭配。3、淤泥的開(kāi)挖，與常規(guī)的土方開(kāi)挖不同，淤泥開(kāi)挖水量大、易塌方。施工中分層開(kāi)挖、一次開(kāi)挖深度不能過(guò)深，要控制是2.0m范圍內(nèi)，必要時(shí)在施工道路及基坑邊沿打設(shè)松木樁及木板或砂包作圍護(hù)；開(kāi)挖基坑中要及時(shí)排水，在基坑邊沿設(shè)置排水排及集水井，采用泥裝泵將積水強(qiáng)排至工作面以外，保證基坑無(wú)積水。

另一方面是泉眼的治理。泉眼的產(chǎn)生主要是由于基坑排水較為困難，導(dǎo)致地下水局部滲入薄弱的土層中，并流出地面，或是由于地基深層承壓水擊穿土層所導(dǎo)致的。泉眼問(wèn)題通常發(fā)生在基坑開(kāi)挖的地質(zhì)鉆孔部位。若泉眼水是清水，則可直接將水引向集水井，并排出基坑；若泉眼水為污水，則可先拋鋪一層石子和一層粗砂，使其達(dá)到過(guò)濾污水的作用，渾水變?yōu)榍逅螅倮蒙鲜銮逅懦椒?，將清水引入集水井，并排出基坑；若泉眼處在水工建筑物的底部，則首先要在泉眼上層鋪設(shè)一個(gè)砂石過(guò)濾層，在泉眼中插人鐵管，從而將泉水引出，并澆筑在混凝土層上，最后使用較干的水泥砂漿把排水管完全堵塞。

最后，流砂的處理。使用明式開(kāi)挖排水基坑時(shí)，由于存在較大的水力坡降，會(huì)導(dǎo)致滲流挾帶細(xì)砂從坑底向上冒 ，或者是在邊坡上出現(xiàn)流土、管涌等現(xiàn)象，這一現(xiàn)象就叫做流砂。流砂現(xiàn)象通常發(fā)生在非黏性土層中，主要與砂土的動(dòng)水壓力、黏粒含量、空隙率和含水量等因素有關(guān)，在中砂和細(xì)砂中也較為常見(jiàn)常，治理流砂的主要方法是處理好“排”與“封”的問(wèn)題?！胺狻奔词菍㈤_(kāi)挖區(qū)的流砂封閉起來(lái)；排”即是及時(shí)將流砂層中的水排出，降低含水量和水力坡度。若坑底翻砂冒水，則可在較低的位置挖沉砂坑，將竹筐或柳條筐沉入坑底，水進(jìn)筐內(nèi)而砂被阻于其外，再然后將筐內(nèi)水排走。然而，對(duì)于被面流砂來(lái)說(shuō)，當(dāng)土質(zhì)允許且流砂層較薄時(shí)，則可采取開(kāi)挖方法，通常放坡比例為1:4至1:8不等，但要同時(shí)擴(kuò)大開(kāi)挖面積，增加工程量。因此，基坑開(kāi)挖中，常采取以下措施進(jìn)行治理。當(dāng)挖深不大、面積較小時(shí)，可以來(lái)取護(hù)面措施。第一，柴枕護(hù)面。在坡面上設(shè)置爬坡式的柴枕，坡腳設(shè)排水溝，溝底和兩例均鋪柴枕，以達(dá)到濾水拌砂的效果。若基坑坡面較長(zhǎng)、基坑挖深較大，則應(yīng)采用柴枕攔砂的方法，即在坡面滲水范圍的下側(cè)打入木樁，樁內(nèi)疊鋪柴枕。第二，砂石護(hù)面。在坡面上先鋪一層粗砂，再加適量的小石子，每層厚度在7cm左右，形成一個(gè)反濾層，坡腳挖排水溝，也設(shè)置相同的反濾層。這樣不僅能夠防止?jié)B水流出時(shí)挾帶泥沙，而且能夠防止坡面徑流沖刷。

三、總結(jié)

綜上所述，在水工建筑工程的施工過(guò)程中，基坑開(kāi)挖的質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量造成直接的影響，若基坑開(kāi)挖存在質(zhì)量或設(shè)計(jì)問(wèn)題，則會(huì)嚴(yán)重影響工程施工的質(zhì)量和建筑物的使用壽命。因此，在進(jìn)行水工建筑工程施工前，設(shè)計(jì)人員和施工人員都對(duì)施工地點(diǎn)的水工條件和地質(zhì)條件進(jìn)行嚴(yán)格的勘察，對(duì)存在的各項(xiàng)地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的人工處理，使其具備施工所需要求，從而為整個(gè)施工的順利進(jìn)行提供保障，同時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)慕ㄖ┕ぜ夹g(shù)和措施，以保證水工建筑工程基坑開(kāi)挖的質(zhì)量。

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[3]陳海明.基坑開(kāi)挖降水引起的地表沉降分析[J].浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文.2008

篇10

[論文摘要]在分析煤礦安全科技工作現(xiàn)狀和趨勢(shì)基礎(chǔ)上，介紹了近年來(lái)我國(guó)瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)研究取得的進(jìn)展和新成果。通過(guò)“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目的研究，提出了瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法，研究出了基于瓦斯地質(zhì)、地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃、電磁波探測(cè)方法的煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)和基于AE聲發(fā)射、電磁輻射和瓦斯涌出等原理的煤與瓦斯突出非接觸連續(xù)預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)成功了高瓦斯煤層群開(kāi)采保護(hù)層瓦斯災(zāi)害綜合防治及順煤層強(qiáng)化抽放等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了礦井通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、可靠性評(píng)價(jià)分析及決策控制技術(shù)。另外還分析了我國(guó)煤礦安全所面臨的挑戰(zhàn)和急需開(kāi)展的科技研究工作。

1概述

瓦斯是我國(guó)煤礦的主要災(zāi)害因素之一，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災(zāi)害嚴(yán)重威脅著我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)。由于災(zāi)害因素多、治理難度大，礦井瓦斯一直是我國(guó)煤礦安全工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，我國(guó)所有煤礦均為瓦斯礦井，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在100個(gè)國(guó)有重點(diǎn)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的609處礦井中，高瓦斯礦井占26．8％，煤與瓦斯突出礦井占17．6％，低瓦斯礦井占55．6％。國(guó)有地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井占15％左右。部分局礦的情況更為嚴(yán)重，如淮南礦業(yè)集團(tuán)所屬11對(duì)礦井均為突出礦井，平頂山煤業(yè)集團(tuán)所屬的13對(duì)礦井也全部為高瓦斯或突出礦井。

瓦斯災(zāi)害已成為制約煤礦安全生產(chǎn)和煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素，為此，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局實(shí)施了“科技興安”戰(zhàn)略，并提出了“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理“十二字方針”，與此同時(shí)，我國(guó)的各類科技計(jì)劃也逐步加強(qiáng)了瓦斯災(zāi)害治理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的支持力度?！笆濉币詠?lái)，科研院所、高等院校及企業(yè)以產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方式開(kāi)展了攻關(guān)研究，在瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)、保護(hù)層開(kāi)采、順煤層瓦斯抽放及礦井通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與決策控制等方面取得了重大進(jìn)展，并獲得了一批重要的科技成果。

2瓦斯治理技術(shù)研究的新成果

2．1瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)

瓦斯煤塵爆炸一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。近年來(lái)，我國(guó)在煤塵著火機(jī)理及瓦斯煤塵爆炸機(jī)理研究方面，建立了粉塵云著火及燃燒過(guò)程簡(jiǎn)化模型，得出了粉塵空氣混合物點(diǎn)火過(guò)程中慢速導(dǎo)熱燃料模式到快速輻射燃燒模式的轉(zhuǎn)變具有爆炸特征，試驗(yàn)系統(tǒng)中點(diǎn)火誘導(dǎo)期與高溫固體顆粒燃料產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和燃燒陣面中的熱輻射有關(guān)，在爆炸極限范圍內(nèi)顆粒相濃度與顆粒點(diǎn)立溫度越低火焰加速效果越明顯，輻射熱損失可能導(dǎo)致燃燒區(qū)域的重構(gòu)，粉塵空氣混合物火焰穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化等重要結(jié)論；通過(guò)研究得出了瓦斯煤塵共存條件下煤塵云著火特征參數(shù)計(jì)算方法，揭示了瓦斯爆炸過(guò)程中爆炸波和火焰的變化特征。

在取得上述成果的基礎(chǔ)上，建立了礦井瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型，用事故樹(shù)方法分析了掘進(jìn)、采煤工作面瓦斯煤塵爆炸發(fā)生的影響因素?cái)U(kuò)權(quán)重、可能發(fā)生事故的模式和避免爆炸事故發(fā)生所要采取的途徑。確立了礦井采煤工作面、掘進(jìn)工作面瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并將指標(biāo)分為爆炸易發(fā)性指標(biāo)和爆炸后果嚴(yán)重性指標(biāo)。前者包括自然因素、技術(shù)因素、管理因素和經(jīng)濟(jì)因素四方面指標(biāo)，后者包括煤塵爆炸指數(shù)、沉積煤狀況、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作業(yè)人員、以往事故損失及礦山救護(hù)能力等。開(kāi)發(fā)出了瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)和專家系統(tǒng)軟件，并建立了瓦斯煤塵爆炸的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和防治專家系統(tǒng)。

2．2煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)

采用瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行突出區(qū)域預(yù)測(cè)，一直是國(guó)內(nèi)外的研究方向?！笆濉庇?jì)劃以來(lái)，我國(guó)煤與瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)取得重要成果：

(1)我國(guó)采用瓦斯地質(zhì)方法，建立了瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的多技術(shù)(數(shù)字地震勘探、無(wú)線電波透視和構(gòu)造軟煤測(cè)井曲線識(shí)別)集成的多尺度(礦井突出區(qū)和工作面突出帶)瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)瓦斯地質(zhì)新方法；提出了以瓦斯地質(zhì)單元基礎(chǔ)的由構(gòu)造軟煤厚度(H)和煤層瓦斯壓力(P)相配套的突出區(qū)域預(yù)測(cè)瓦斯地質(zhì)指標(biāo)，初步確定構(gòu)造軟煤厚度的突出臨界值為0．90m；

(2)開(kāi)發(fā)了具有信息輸入、動(dòng)態(tài)管理和空間分析功能的瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)WebGIS信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了瓦斯突出區(qū)域瓦斯地質(zhì)方法的自動(dòng)化和可視化；

采用地球物理探測(cè)技術(shù)，形成了一套礦井瓦斯富集部位地震探測(cè)技術(shù)與方法，建立了由3D3C地震技術(shù)、AVO技術(shù)、地震反演技術(shù)、地震屬性分析技術(shù)、地震波形分類技術(shù)、瓦斯地質(zhì)技術(shù)等構(gòu)成的瓦斯富集部位地質(zhì)—地震預(yù)測(cè)模式，形成了瓦斯富集部位探測(cè)的核心技術(shù)；

(3)采用地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃的方法，確定了活動(dòng)構(gòu)造和巖體應(yīng)力狀態(tài)對(duì)突出的影響，并劃分出應(yīng)力升高區(qū)、應(yīng)力降低區(qū)和應(yīng)力梯度。為此開(kāi)發(fā)了突出多因素模式識(shí)別概率預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)軟件，確定了活動(dòng)斷裂、最大主應(yīng)力、應(yīng)力梯度等8個(gè)主要影響因素，并可方便地劃分突出的危險(xiǎn)區(qū)、威脅區(qū)和安全區(qū)，開(kāi)發(fā)出了突出區(qū)域預(yù)測(cè)決策分析系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了圖、文、聲和像的可視化；

(4)采用電磁波透視技術(shù)，成功研制出了探測(cè)煤層瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的技術(shù)和裝備，建立了電磁波反射和吸收特征數(shù)據(jù)庫(kù)和地質(zhì)異常體的識(shí)別系統(tǒng)，得出了瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)分布規(guī)律，提出了判定瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的敏感指標(biāo)和臨界值，形成一套適于瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的判識(shí)方法。

這些技術(shù)成果的研究和應(yīng)用，完善并發(fā)展了我國(guó)煤礦瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)技術(shù)體系，提高了突出預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，非突出危險(xiǎn)區(qū)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性達(dá)到100％，突出危險(xiǎn)區(qū)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性超過(guò)70％，最大限度地降低了掘進(jìn)和回采過(guò)程中的瓦斯影響，顯著提高掘進(jìn)速度和提高回采工作面產(chǎn)量。

2．3煤與瓦斯突出動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)

煤與瓦斯突出的非接觸式預(yù)測(cè)是通過(guò)對(duì)瓦斯或煤體本身的信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)而進(jìn)行的連續(xù)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)。這種方法具有測(cè)試簡(jiǎn)單、不與生產(chǎn)發(fā)生沖突、實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。因此，非接觸式連續(xù)預(yù)測(cè)是目前突出預(yù)測(cè)的主要研究方向。在“九五”攻關(guān)成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)掘進(jìn)工作面煤與瓦斯突出非接觸動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的需要，分別研究出了基于動(dòng)態(tài)瓦斯涌出規(guī)律原理、AE聲發(fā)射原理和電磁輻射原理的工作面突出危險(xiǎn)性連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備。

通過(guò)分析瓦斯涌出動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與突出危險(xiǎn)性的關(guān)系、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯動(dòng)態(tài)涌出特征波形、提取與突出危險(xiǎn)性相關(guān)的特征指標(biāo)，建立了煤巷掘進(jìn)炮后30分鐘的噸煤瓦斯動(dòng)態(tài)涌出量指標(biāo)、瓦斯涌出變異系數(shù)指標(biāo)、炮后瓦斯涌出最大速率指標(biāo)等連續(xù)預(yù)測(cè)指標(biāo)，研究確定了這幾種指標(biāo)與炮掘工作面突出危險(xiǎn)性的關(guān)系及指標(biāo)臨界值，以此綜合判斷工作面所處地點(diǎn)的安全狀況以及前方的潛在危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)了炮掘工作面瓦斯動(dòng)態(tài)涌出預(yù)測(cè)，為我國(guó)煤礦提供了一種新的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法和煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)工藝技術(shù)；

開(kāi)發(fā)出了一套AE聲發(fā)射監(jiān)測(cè)煤與瓦斯突出的技術(shù)裝備，提出了AE聲發(fā)射濾噪綜合處理技術(shù)和方法，通過(guò)阻噪、隔噪、抑噪、濾噪和有效AE信號(hào)提取等途徑，實(shí)現(xiàn)了有效濾噪的目的，取得了歷年來(lái)濾噪研究中最有突破性進(jìn)展的研究成果，研究出了包括傳感器在內(nèi)的AE聲發(fā)射預(yù)測(cè)工藝技術(shù)，分析和總結(jié)了煤巖破壞AE聲發(fā)射規(guī)律、AE聲發(fā)射與瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的關(guān)系；

通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)含瓦斯煤巖流變破壞過(guò)程中產(chǎn)生的電磁輻射信號(hào)強(qiáng)度和脈沖數(shù)及其變化的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤與瓦斯突出等煤巖動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，研究并揭示了電磁輻射與煤與瓦斯突出影響因素間的關(guān)系，提出了臨界值法與動(dòng)態(tài)趨勢(shì)法相結(jié)合的煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)警方法，開(kāi)發(fā)成功了煤巖動(dòng)力災(zāi)害非接觸電磁輻射連續(xù)監(jiān)測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)了煤巖動(dòng)力災(zāi)害的非接觸、連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及煤與瓦斯突出預(yù)警。

2．4高產(chǎn)高效礦井瓦斯災(zāi)害綜合治理技術(shù)

加強(qiáng)瓦斯災(zāi)害的治理是防止煤礦重特大事故發(fā)生的重要保證。高瓦斯煤層群保護(hù)層開(kāi)采、低透氣性煤層瓦斯強(qiáng)化抽放、巷道邊掘邊抽等技術(shù)是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤礦瓦斯治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在煤層群保護(hù)層開(kāi)采方面，通過(guò)開(kāi)展了保護(hù)層作用機(jī)理的研究，利用三維離散單元法對(duì)淮南礦區(qū)保護(hù)層開(kāi)采后，采空區(qū)頂、底板煤巖體應(yīng)力重新分布的規(guī)律、頂?shù)装遄冃魏推茐奶卣鬟M(jìn)行了數(shù)值模擬研究，從理論上計(jì)算了保護(hù)層開(kāi)采后卸壓范圍向頂、底板方向發(fā)展的深度，為確定被保護(hù)層的保護(hù)效果和卸壓范圍提供了可靠的理論依據(jù)。

針對(duì)首采保護(hù)層開(kāi)采時(shí)，上下高瓦斯突出煤層的瓦斯集中向首采工作面涌出的特點(diǎn)，并考慮到確保和提高防突效果的要求，試驗(yàn)成功了多種首采層瓦斯綜合治理技術(shù)措施：

保護(hù)層底板巷道+上向穿層鉆孔抽放瓦斯技術(shù)、被保護(hù)層頂板煤(巖)巷道+下向穿層鉆孔抽放技術(shù)、首采層(保護(hù)層)頂板巷道抽放技術(shù)、首采層(保護(hù)層)頂板走向鉆孔抽放技術(shù)、首采層(保護(hù)層)工作面采空區(qū)埋管抽放技術(shù)、首采層(保護(hù)層)掘進(jìn)工作面邊掘邊抽技術(shù)。在試驗(yàn)研究中還在實(shí)際層間距70m(相對(duì)層間距35倍)近水平煤層群的下保護(hù)層開(kāi)采和80-90~急傾斜近距離煤層群的下保護(hù)層開(kāi)采上取得了重大進(jìn)展；轉(zhuǎn)在順煤層強(qiáng)化抽放方面上，通過(guò)試驗(yàn)和理論研究，形成了一套在順煤層鉆孔中運(yùn)用高壓水射流擴(kuò)孔和鉆擴(kuò)一體化技術(shù)提高瓦斯抽放效果的成套技術(shù)和裝備，以及對(duì)石門揭煤抽、排瓦斯鉆孔擴(kuò)孔的工藝技術(shù)和方法。擴(kuò)孔后鉆孔直徑達(dá)到200-300mm，為擴(kuò)孔前的4．5倍，最大擴(kuò)孔直徑達(dá)619．9mm。擴(kuò)一個(gè)鉆孔的時(shí)間相當(dāng)于施工一個(gè)鉆孔時(shí)間的1／6，而一個(gè)擴(kuò)孔鉆孔的抽排放瓦斯及防突效果相當(dāng)于2個(gè)以上的鉆孔，明顯提高了瓦斯抽放的效果；

在瓦斯抽放效果評(píng)價(jià)方面，研究了根據(jù)煤層的最小突出瓦斯壓力、瓦斯含量為依據(jù)，合理確定評(píng)價(jià)預(yù)抽防突措施有效性的預(yù)抽率指標(biāo)和臨界值的方法。下向鉆孔及深孔預(yù)裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技術(shù)途徑。通過(guò)試驗(yàn)研究，解決了下向鉆孔施工中的排渣、排水等技術(shù)難題，取得了下向孔鉆探長(zhǎng)度達(dá)到70．1m的良好效果。研究中完善了適合于高瓦斯低透氣性、有突出危險(xiǎn)煤層深孔控制預(yù)裂爆破強(qiáng)化抽放瓦斯技術(shù)和石門快速揭煤技術(shù)；

對(duì)于單一低透氣性突出煤層巷道掘進(jìn)的瓦斯抽放技術(shù)難題，通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)煤層巷道掘進(jìn)工作面和巷道兩幫的煤體在松動(dòng)和原始煤體之間存在的隨巷道向前掘進(jìn)而向前移動(dòng)的蠕變“u”形圈，在“u”形圈內(nèi)煤層的透氣系數(shù)成百倍地增加；

分析了煤層賦存參數(shù)、瓦斯抽放參數(shù)對(duì)抽放鉆孔抽放瓦斯效果的影響，確定了有效抽放半徑與抽放時(shí)間的關(guān)系、抽放負(fù)壓和抽放量的關(guān)系，并據(jù)此合理布置邊抽邊掘鉆孔，其截流抽放瓦斯率可達(dá)到30％以上，并且煤體的強(qiáng)度有較大增加。

2．5礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評(píng)價(jià)與決策技術(shù)

礦井通風(fēng)是保障煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，合理的通風(fēng)是防止瓦斯積聚、抑制煤炭自燃和火災(zāi)蔓延擴(kuò)大的重要手段，通風(fēng)系統(tǒng)布置不合理或管理不當(dāng)，則是導(dǎo)致瓦斯積聚和自然發(fā)火及造成瓦斯、火災(zāi)事故進(jìn)一步擴(kuò)大的主要原因。集約化生產(chǎn)的大型礦井實(shí)行一礦一面已成趨勢(shì)，要求通風(fēng)系統(tǒng)具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、可靠性和合理性，具有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力。

我國(guó)開(kāi)展了礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評(píng)價(jià)和決策技術(shù)的研究，建立了基于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的兩種礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)理論體系、評(píng)價(jià)方法和數(shù)學(xué)模型，開(kāi)發(fā)了智能化、可視化通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)和決策支持系統(tǒng)軟件。

在災(zāi)變風(fēng)流動(dòng)態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面，研究并完善了一維動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，開(kāi)發(fā)了礦井災(zāi)害風(fēng)流流動(dòng)模擬的GIS顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井災(zāi)變動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果在礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖各巷道通風(fēng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)顯示，提高模擬結(jié)果與各巷道的對(duì)應(yīng)性，減少礦井災(zāi)害防治及救災(zāi)決策中應(yīng)用災(zāi)變狀態(tài)各參數(shù)的失誤率，提高決策效率。研究出了礦井火災(zāi)區(qū)域內(nèi)煙流流動(dòng)的三維數(shù)值模擬研究和礦井巷道中火災(zāi)煙流流動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

在通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)控方面，研究成功了井下自動(dòng)控制風(fēng)門及遠(yuǎn)程控制技術(shù)，研制出了帶有卸壓窗和撞桿自動(dòng)開(kāi)啟裝置的遠(yuǎn)程自控風(fēng)門，實(shí)現(xiàn)了井下人、車信號(hào)分離，采用控制命令分級(jí)管理的方法，徹底貫徹了“生產(chǎn)服從救災(zāi)，行人服從行車”的風(fēng)門管理理念，有效地提高了通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性。

作為配套技術(shù)研究，將礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評(píng)價(jià)和決策技術(shù)、礦井災(zāi)變風(fēng)流動(dòng)態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和井下風(fēng)門遠(yuǎn)程控制技術(shù)等有機(jī)整合成一體，開(kāi)發(fā)了軟件平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了礦井通風(fēng)系統(tǒng)從監(jiān)測(cè)、分析、決策到控制等各環(huán)節(jié)的閉環(huán)運(yùn)行。

3存在的問(wèn)題和急需開(kāi)展的研究

煤炭是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源，煤礦安全是煤炭工業(yè)走新型工業(yè)化道路、可持續(xù)發(fā)展的前提和保證。瓦斯災(zāi)害治理是煤礦安全工作的重點(diǎn)。對(duì)煤礦瓦斯災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控、預(yù)警防治等瓦斯綜合治理技術(shù)措施，是減少煤礦傷亡事故，提高安全生產(chǎn)水平的重要手段。目前，煤礦安全工作面臨兩大的挑戰(zhàn)：

一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，生產(chǎn)高效集約化程度的提高，瓦斯涌出量倍增，產(chǎn)塵強(qiáng)度大幅度上升，通風(fēng)壓力增大，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災(zāi)害事故的預(yù)防難度增大；

二是礦井生產(chǎn)水平的逐年延伸，地應(yīng)力增大，瓦斯涌出量也增大、煤與瓦斯突出和沖擊地壓危險(xiǎn)性增加，惡化了煤礦生產(chǎn)條件，增大了生產(chǎn)中的不安全性。為此，煤礦安全技術(shù)也需從兩個(gè)方面開(kāi)展攻關(guān)研究：

(1)根據(jù)礦區(qū)煤層條件不同、瓦斯賦特征不同、生產(chǎn)條件的變化，采用新的科技手段進(jìn)一步完善提高現(xiàn)有瓦斯災(zāi)害治理技術(shù)體系并進(jìn)行適應(yīng)性研究，如采用現(xiàn)代通訊技術(shù)、自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感技術(shù)，解決我國(guó)現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相互不兼容、無(wú)法互聯(lián)互通的技術(shù)難題；

(2)不斷解決瓦斯治理技術(shù)研究中出現(xiàn)的新問(wèn)題，如伴隨我國(guó)東部深井開(kāi)采帶來(lái)了“三高”和深部礦井的延期突出問(wèn)題，松軟低透氣性煤層長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽放技術(shù)難題。這些問(wèn)題急需開(kāi)展科技攻關(guān)加以解決。

4結(jié)論

瓦斯災(zāi)害治理新技術(shù)在淮南礦區(qū)進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用，取得了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、安全環(huán)境的多重效益。這些研究成果對(duì)我國(guó)煤礦生產(chǎn)條件和瓦斯災(zāi)害特點(diǎn)具有很強(qiáng)的針對(duì)性和適應(yīng)性，具體成果表現(xiàn)為：

(1)瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)在淮南潘三礦、張集礦應(yīng)用表明，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，具有很強(qiáng)的操作性和實(shí)用性，為預(yù)防煤礦瓦斯煤塵爆炸提供了重要技術(shù)支撐。

(2)瓦斯地質(zhì)、動(dòng)力區(qū)劃和地球物理探測(cè)方法的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)技術(shù)是經(jīng)實(shí)踐證明是有效的，是減小防突工程量、提高防突效果的保障技術(shù)措施。

篇11

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)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(jìng)相開(kāi)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(duì)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(lái)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(guó)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(duì)社會(huì)環(huán)境影響很大，僅適合在無(wú)人、無(wú)交通、管線較少之地應(yīng)用。現(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(guó)人自己創(chuàng)造的適合中國(guó)國(guó)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(duì)中國(guó)的具體工程條件開(kāi)發(fā)出來(lái)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(shì)在于不影響城市交通，無(wú)污染、無(wú)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(kāi)挖邊澆注的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開(kāi)挖過(guò)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(kāi)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(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)。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(cè)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(kāi)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(guó)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(kù)、過(guò)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(guó)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(kāi)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(guó)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(guó)各城市地鐵采用的盾構(gòu)機(jī)已有60多臺(tái)，其中上海30臺(tái)，廣州20臺(tái)，北京、南京、天津、深圳各4臺(tái)，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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(jiǎn)稱，在我國(guó)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(duì)地面干擾小，工程投資也相對(duì)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(duì)于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開(kāi)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(duì)于土質(zhì)地層，一般需對(duì)地層進(jìn)行加固后再開(kāi)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(kù)、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(kāi)挖面積230m2，相當(dāng)于17m（寬）×14m（高）；我國(guó)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(duì)我國(guó)城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件，新奧法經(jīng)過(guò)多年的完善與發(fā)展，又開(kāi)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(duì)地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對(duì)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(guò)街道、地下停車場(chǎng)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(hào)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(guó)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(chǎng)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(guó)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(kāi)挖、噴錨支護(hù)。

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鉆爆法施工的全過(guò)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(guò)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(kāi)挖可采用各種不同的開(kāi)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(tái)階法、反臺(tái)階法、全斷面開(kāi)挖法、半斷面開(kāi)挖法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD法、CRD法等。對(duì)于爆破，有光面爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)。對(duì)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(cè)量和信息反饋常用來(lái)監(jiān)測(cè)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(wèn)題。對(duì)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(kāi)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(kāi)挖方法應(yīng)按以下次序優(yōu)選：正臺(tái)階開(kāi)挖、CD法開(kāi)挖、CRD法開(kāi)挖、雙側(cè)壁導(dǎo)洞開(kāi)挖（眼睛工法）進(jìn)行，這樣可以節(jié)約投資。

近年來(lái)，我國(guó)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(shì)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(guó)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(duì)基坑實(shí)施分段開(kāi)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(duì)基坑、周邊管線和建筑進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(lái)?yè)跬梁头浪?，?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(wú)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(shì)，與地下連續(xù)墻相比，具有施工速度快、占地少、無(wú)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(shì)在于減少交通封堵時(shí)間，減輕施工對(duì)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(kāi)挖支撐施工工藝中，利用混凝土板對(duì)地下連續(xù)墻的變形起約束作用，在暗挖過(guò)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(lái)也開(kāi)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(zhǎng)，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(lái)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(shì)與方向研究

我國(guó)已有近40年的地鐵修建史，尤其是近十多年來(lái)的快速發(fā)展，豐富和創(chuàng)新了我國(guó)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(guó)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(lái)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(lái)，為使我國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化，我國(guó)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(guó)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(duì)國(guó)產(chǎn)化也十分有利。

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

國(guó)家應(yīng)對(duì)研制企業(yè)單位給予政策扶持，這對(duì)地鐵的施工速度、安全、質(zhì)量和成本影響重大，而我國(guó)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(kāi)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(guó)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(wèn)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(zhǎng)。

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(guó)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(kāi)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(shí)

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(huì)造成生態(tài)環(huán)境的改變，甚至?xí)纬蔀?zāi)害隱患。國(guó)家應(yīng)指定有關(guān)科研單位就地鐵修建的環(huán)保問(wèn)題開(kāi)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(yíng)。

結(jié)語(yǔ)

隨著城市化進(jìn)程的提速，我國(guó)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(huì)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?cè)诂F(xiàn)實(shí)所有技術(shù)的基礎(chǔ)上加以有效的借鑒，對(duì)國(guó)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(wèn)題闡明了注意事項(xiàng)和未來(lái)規(guī)劃，對(duì)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)：

［1］夏明耀.地下工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.