隧道工程理论与实践第3部分硬岩施工

隧道施工质量体现在2个主要阶段1.开挖对围岩的损伤程度2.支护结构发挥的作用效果体现在：坚硬围岩主要是保护围岩，控制遗留岩体的损伤软弱围岩主要是防止围岩的松弛和提高围岩的自支护能力《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工一、控制围岩遗留岩体强度的损伤方法控制爆破开挖（光面、预裂）非爆破开挖（机械、化学）导坑超前开挖＋扩挖的方法《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工1.光面和预裂爆破控制围岩损伤目的：控制爆破对岩体的损伤重点：超欠挖的尺度标准：超欠挖对坑道稳定性影响程度统计调查表明：普通钻爆法平均达38.7cm；最大达76cm

控制爆破平均超欠挖为：16～20cm《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工影响超欠挖的主要问题钻孔精度44.2％爆破技术20.3％达82％，是主要影响因素施工管理17.6％测量放线7.60％地质条件6.10％其他解决途径：改变“宁超勿欠”的传统观念超挖是极度拉伤围岩体的重要因素树立少欠少超的观点，容许一定程度的欠挖坚硬围岩中容许每1㎡不大于0.1㎡侵入衬砌（约10％）侵入值小于1/3衬砌厚度《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工《隧道工程理论与实践》提高钻孔技术水平主要是周边炮孔的外插角θ;周边开口位置e；钻孔深度L;超挖高度h。有如下关系：

h=e+Ltg(θ/2)分析讲解第三部分坚硬围岩中的隧道施工爆破技术参数的合理匹配爆破设计主要根据经验、类比、现场实验

主要指爆破方式、爆破方法和爆破参数3项方法影响普通爆破和控制爆破的比较P48方式的影响全断面台阶法导洞扩大预留光面层《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工爆破参数炸药性能爆破器材装药结构炮眼设计爆破器材与装药方式：研究表明：相邻段炮位起爆<50ms，振动波会在围岩中产生叠加作用合理的爆破器材和装药方式，有利于减少对围岩的扰动和超欠挖。等差（雷管）设计，爆破效果最好《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工

装药方式体积不耦合装药空气间隔装药小直径连续装药效果好，宜推广《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工

装药方法药包直径㎜平均超挖㎝炮眼保证率％炮眼利用率％不耦合装药40.3514.86892间隔装药3212.7270.595.5连续装药20~2510.6870.193.3评价减少16～28％地质条件是确定爆破参数的基本依据地质条件是随掘进不断变化的而调整一般措施：a.对开挖暴露掌子面观察和地质信息预测（节理、岩性、完整性程度等）b.调整爆破参数（局部炮眼、装药结构、起爆顺序）

《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工现场施工管理和组织目的：建立完善系统的监控体系达到可控的超欠挖和爆破设计要求。要点：采用控爆、随工序优化爆破参数采用性能精度高的钻孔机械和设备控制断面放线精度控制周边眼的外插角控制装药量和起爆顺序推行标准化作业《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工《隧道工程理论与实践》二、非爆破机械施工方法是根本解决遗留围岩损伤的途径掘进机TBM

是一种工厂化和标准化的方法目前在我国还不是主导方法。第三部分坚硬围岩中的隧道施工硬岩TBM软岩盾构

全断面TBM自由断面TBM岩体损伤降低到最小大幅度提高隧道施工机械化水平第三部分坚硬围岩中的隧道施工全断面掘进机（TBM）系统基本构成

掘进系统排土系统掘进控制系统衬砌系统辅助系统刀盘、滚刀、及其驱动装置千斤顶、及推进装置皮带式、喷射泵式、螺旋式激光红外导向装置液压、刀盘控制装置现场模注管片拼装通风、集尘、排水给水系统第三部分坚硬围岩中的隧道施工《隧道工程理论与实践》自由断面掘进机

在我国矿山等部门应用较多，在山岭隧道中没有得到有效的应用。主要原因是矿山的地质条件比较适应自由断面掘进机的使用，而山岭隧道的地质条件相对较硬。

适用条件和范围稳定性较好的软岩合适的开挖断面的高度，与机体的重心高度、机体自重的支持点距离、刀具的切向力等有关第三部分坚硬围岩中的隧道施工

优缺点：·开挖断面形状自由·易于适应地质条件的变化·开挖速度快·围岩松弛少·噪声、振动小·轻量、小型、机动性好·人员少，安全性高·机械购置费便宜·地质的适用范围小

·发生粉尘

·有涌水时易于泥化三导坑超前＋扩大开挖方法

在大断面隧道中，采用小型掘进机先行开挖一个导

坑，而后用爆破进行扩挖的方法。好处是扩挖是在导坑临空面的条件下进行爆破的。大大减缓爆破对遗留岩体的影响。所谓“预留光面层”的爆破方法。就与此类同。即先行开挖一个超前导坑，再进行扩挖到设计断面。《隧道工程理论与实践》第三部分坚硬围岩中的隧道施工第三部分坚硬围岩中