预裂爆破技术论文范文
时间：2023-03-27 16:51:14
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篇1
Abstract: this paper an open pit mining examples, the presplit blasting design and construction site, the parameters selection and blasting construction are analyzed in detail, which has practicability and useful. The method in the use of open mining, the effect is obvious, economic value is better, worth popularization and application.
Keywords: presplit blasting; Blasting parameters; Blasting construction
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
1概况
某露天矿是全国大型黑色冶金矿山之一，矿区南北长5.5公里，东西宽0.4~1公里，面积为4.6平方公里， 总占地面 积为13.15平方公里。属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床，由黑背沟区、铁山区和黄柏峪区构成，其中以铁山区为最大。矿体由太古界安山群含铁石英岩中的3个铁层组成，属于单斜构造。铁矿层走向西北，倾向南西，倾角40度~55度。地表露出 全长3400米，工业矿段总长2900米。3个铁矿层的平均厚度为40. 18 米，其中以第三层为最大，储量占全区的82.6％。 矿石品位：磁铁贫矿石铁量 31.82％，磁铁富矿石铁量50％。该矿生产的铁矿石低磷、低硫， 有害元素 极低，是冶炼铸造生铁、球墨铸铁的最好原料。 南芬露天铁矿累计探明储量为12.91亿吨，到1985年末，保有储量为 11.1亿吨，其中工业矿量8.4亿吨，远景矿量2.74亿吨。矿床距地表较浅， 构造简单，适合于露天开采。该矿装备有120吨、170吨电动轮汽车，7.6立方米、11.5立方米电铲和45R、60R牙轮钻等先进设备。 年剥离量为2823万吨，采矿石797.8万吨，是目前我国单体矿山年产量最高的矿山。
2爆破参数选择
2. 1钻孔参数
预裂孔使用XHR351钻机施工，孔径为100mm。主爆孔使用Φ200 mm牙轮钻孔施工。据现场施工数据的归纳总结，该露天矿露天台阶开采中，设计预裂孔孔距一般为1 m，主爆区孔间距为3~3. 5 m，主爆孔的排间距为3 m，这些参数在爆破施工中取得理想的爆破效果。按边坡设计坡比测算预裂孔钻孔深度和倾角，其实际值根据现场爆破施工合理性确定。
2. 2装药参数
预裂爆破的线装药密度经验公式都是根据大量的现场爆破数据进行数学归纳推演出来的，可有效的指导预裂爆破前的试验工作。但对一个具体的矿山而言，由于岩石特性、地质构造方面存在着差异，经验公式无疑有它的局限性，另外，影响爆破质量的因素很多，经验公式只是相对而言的。
针对该矿的岩石特性，应用6个经验公式计算线装药密度，并分别与现场实际数据进行了对比。对比结果表明，经验公式线=0.36n0.6n0.2[σ压]0. 6用于坚硬岩石的预裂爆破线装药密度核算，其误差相对较小，且它不随岩石硬度增大而呈线性增加，因此，某露天矿台阶式露天开采预裂爆破主要是参考该经验公式计算药量，再结合现场施工情况对爆破参数进行修正。其预裂爆破设计见图1。
图1某露天矿预裂爆破爆孔布置
使用32 mm药卷，预裂孔径D为10，n取值为0. 32，由上述公式计算出预裂孔的线装药密度为320~410 g/m，以二级岩石乳化炸药为准，其他炸药用能量系数换算。
3爆破施工
3. 1预裂孔施工
(1)测量放样。测量放样是根据边坡设计的坡比确定钻孔的开口位置。由于设计高程和实际开口位置的高程不一定相符，必须根据开口高程和钻孔角度确定开口位置。
(2)钻孔角度控制。预裂孔钻孔的倾角和方位角影响预裂爆破的超深，直接影响预裂爆破的效果。
(3)预裂孔装药。按照设计线装药密度，间断将Φ32×200二级岩石乳化炸药和导爆索一起绑在长竹片上装入孔内。预裂爆破装药只须堵塞孔口段。预裂孔孔口堵塞长0. 8~1. 1 m，预裂孔底部1m范围内加药量2. 5倍，顶部1 m范围内药量减半。预裂孔装药结构如图2所示。
图2预裂孔装药结构示意
3. 2主爆孔施工
主爆孔孔底距壁面过小，爆破会对终采边坡造成破坏，过大会留下岩坎，须二次处理，经过多次试验，确定主爆孔距预裂壁面2. 5~3 m。
(1)孔距和排距。通过试验，确定露天矿台阶式开采中孔距3. 5 m，排距为3. 0~3. 5 m。
(2)孔的深度。为确保下一台阶的完整和下一平台终采边坡的预裂钻孔施工，又必须尽量少留岩坎，主爆孔的深度只钻到下一梯段高程，不超深。其倾角确定原则为：预裂孔与其相邻的那一排主爆孔的孔口水平距离至少保有3 m，孔底水平距离至少保有2. 5 m。主爆孔排与排之间的钻孔倾角可不完全相同。
(3)主爆孔的装药。采用不耦合装药，Φ200的孔径装Φ120乳化药卷，不耦合系数为1. 67，单耗一般取值0. 35~0. 45 kg/m3，孔网参数根据现场爆破施工经验和爆破效果进行调整。
3. 3爆破网络
孔内用双导爆索起爆，孔间用导爆索搭接，单响药量小于150 kg，主爆孔内用MS10段非电雷管引爆，整个爆破网络用MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6等等联接。其网络如图3所示。
图3爆破起爆网络示意
4应用效果
近几年来，预裂爆破技术在某露天矿台阶式开采中的应用取得了较为理想的效果：
(1)应用预裂爆破虽增加预裂孔穿孔工作量，但保证预留边坡一次成型，同时减少临近主爆孔的穿孔工作量，总的穿孔工作量增加不大，另外减少了边坡二次处理工作量及费用；
(2)保留边坡半孔率最高达97%，最底也能达到89%，超欠挖控制在±15 cm左右，最终边坡达到一次成型；
(3)爆破效果良好，减少了挖装机械的油耗和备件磨损，直接经济效益较为可观；
(4)减少了预留边坡受炸药猛度的影响，增强了边坡的安全稳定性，有效降低露天矿山台阶下降后高边坡潜在的安全隐患。
参考文献：
[1]张正宇.预裂爆破的原理与施工[M].北京：中国水利水电出版社， 2005.
[2]谢建中.全方位预裂的参数试验与施工[A].霍永基.第三届水利水电工程爆破会议资料集[C].武汉：中国地质大学出版社， 1991： 132~135.
[3]张正宇.预裂爆破的几个问题[A].霍永基.第三届水利水电工程爆破会议资料集[C].武汉：中国地质大学出版社，1991： 240~243.
[4]周明安.预裂爆破在中硬且裂隙发育红砂岩地区的应用研究[J].工程爆破， 1999， 05(04)： 31~35.
[5]高文学，刘清荣.岩体预裂爆破的断裂控制研究[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993： 34~36.
[6]闵其恒.孔间毫秒爆破在缓倾斜中深孔房柱法中的应用[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993： 306~307.
[7]杨小林，刘红岩，王金星.露天边坡预裂爆破参数设计[ J].焦作工学院学报：自然科学版， 2002， 21(2)： 118~122.
[8]沈立晋.预裂爆破技术在露天边坡中的应用[J].有色金融：矿山部分， 2004， 56(3).
[9]何广沂.非电起爆网络的研究与实践[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉：中国地质大学出版社， 1993， 289~293.
篇2
随着人类社会的发展，地下工程将越来越多地应用在国民经济基本建设各个领域，在水利水电、公路、铁路、油库等工程建设中，越来越多地采用了地下洞室。对于地下洞室群在开挖爆破施工中的安全、相邻洞室及交叉洞室的施工、厂房岩壁吊车梁基础的爆破施工工艺、以及如何实现快速光爆等，本人在几十年的地下工程施工中，积累和探索了一定的经验，在此与同行分享和探讨。
一、水利工程地下主要洞室开挖方法概述
（1）主厂房。Ⅰ～Ⅶ层边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。岩锚梁部位精确测量造孔、密孔、小药量开挖，开挖前锚杆上、下锁口。Ⅷ～Ⅹ层通过与尾水支洞间竖井溜渣槽（井）开挖，支护跟进。配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备，总用时30个月。
（2）主变室。从上、下二层开挖，底板预留保护层；边墙预裂、中部梯段爆破拉槽开挖、边墙保护层开挖、支护跟进。
（3）尾调室。上层连通洞以上部位反导井掘进至穹顶，然后由上而下扩挖至连通洞底板高程；再向下通过反井钻机形成与底部贯通的1.4 m导井，扩挖导井至6m的溜渣井，再通过手风钻造孔、小型反铲扒渣自上而下扩挖形成，平均月扩挖仅5m[1]。
（4）尾闸室。通过施工支洞分二层完成岩锚梁及其以上部位开挖后，以反井钻机形成与底部尾水支洞贯通的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔、人工扒渣自上而下扩挖形成。
（5）压力管道竖井。以反井钻进形成贯通上、下平段的溜渣导井（1.4 m），再通过手风钻造孔，人工扒渣自上而下扩挖形成，每日平均扩挖1-1.5 m。
（6）尾水支洞、尾水隧洞。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进，平均月进百米。
（7）导流洞。通过多工作面分 3 层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙保护层开挖，支护跟进。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等设备。 平均月进百米。
（8）抗力体置换洞。分2层开挖，采用光面爆破，手风钻造孔，小型反铲、装载机、运输车出渣，竖井溜渣后再通过大型设备装运渣月。进度 40～60m。
（9）泄洪洞有压段、无压段。分3层开挖，边墙预裂，左、右半幅相继梯段爆破开挖，边墙与底板保护层开挖，支护跟进[2]。 配置多臂凿岩台车，潜孔钻等大型设备，平均月进百米。
（10）泄洪洞工作闸室。通过施工支洞分 2 层完成交通洞底板以上开挖，通过正、反井作业形成与泄洪洞沟通的溜渣竖井，以潜孔钻、反铲进行自上而下的扩挖、扒渣、支护。早期爆破时对设备予以覆盖保护，后期通过渣堆使设备移向泄洪洞躲炮，安全效果优异。
（11）泄洪洞龙抬头段。通过正、反井作业形成约 70＃5m）的溜渣斜井，以潜孔钻、反铲自上而下分层扩挖形成。
二、水利工程地下洞室爆破施工过程分析
（1）施工准备
施工准备工作包括场地平整、测量放样，以及其它常规准备工作。由于预裂面一般就是最终的边界开挖面，因此，预裂缝的位置必须准确，当采用垂直的预裂孔时，放样工作没有什么困难，只要按设计的孔位精确的测量就可以了。对于倾斜的孔，特别是预裂面呈某种曲折面的斜孔，放样工作就要复杂得多，这是因为斜孔的孔口与孔底并不在同一个坐标位置上，而是随该孔的倾斜度以及地面的起伏而变化。此时，采用整体样架放样就要方便得多。
（2）钻孔
钻孔的机具根据炮孔的直径和孔深来选用，一般情况下，直径小于50mm，深度在6m以内的孔，多采用手风钻，孔径在70mm以上的深孔，则要采用潜孔钻。钻孔时，必须严格控制质量，允许的偏斜度应控制在1度以内[3]。由于岩面的不平整或钻进的方向不是垂直，往往容易引起孔口的偏离，此时，可以采用人工撬凿或用钻机冲击的方法，凿出孔口位置，经检测无误后，才开始钻进。
（3）药包加工
用于预裂爆破的药包，最好能在钻孔内均匀地连续分布。在实际施工中，大多须在现场加工制备，通常采用两种方法：一是将炸药装填于一定直径的硬质塑料管内连续装药，为了顺利地引爆和传爆，在整个管内贯穿一根导爆索。另一种是采用问隔装药，即按照设计的装药量和各段的药量分配，将药卷绑扎在导爆索上，形成一个断续的炸药串。由于每个孔的深度不一致，装药量也不同，因此，对于每一个孔应当分别准备各自的药串，编上该孔的孔号，不能混淆，然后包扎好待用。
（4）装药、堵塞和起爆
为使炸药爆炸时能够获得良好的不藕合效应，药柱（或药卷串）应置于炮孔的中心。为达此目的，可采用一种塑料制的膨胀联结套将药柱固定在炮孔中央。在我国的预裂爆破中，多半将药卷串绑在竹片上，再插人孔中。对于垂直孔，竹片应置于保留区的一侧，对于倾斜的孔，竹片应置于孔的下侧面。
炸药装填好以后，堵塞之前先要用纸团等松软的物质盖在炸药柱上，堵塞过程中，应注意使药卷串保持在孔中央的位置上，不要因堵塞而将药卷串推向孔边。堵塞应密实，以防止爆炸气体冲出，影响预裂效果。在预裂爆破中，一般都采用导爆索起爆，效果较好。也可采用电雷管或非电雷管起爆。预裂爆破最好能一次同时起爆，但当预裂规模大时，为了减轻预裂爆破过程中的振动影响，也可以分段起爆。
三、水利工程地下洞室爆破安全防护技术措施
我们要根据爆破安全规程的要求，结合本地的实际情况，制定好安全防护措施和做好安全警戒工作：
（一）参加爆破工作的人员应有公安部门颁发的爆破安全作业证，要持证上岗。
（二）爆破作业人员必须树立安全第一的思想，严格按爆破安全规程规定的安全事项和要求操作。
（三）现场爆炸物品都由炸药库统一配送。爆炸物品的使用必须按照当地公安部门的要求，在爆炸物品到达工地后应放到指定地点存放，并由专人负责看守。领发时必须指定爆破工专人领取并做好登记，不得随意发放。
（四）从装药时开始，场地四周应放出警戒，根据本工地的周围环境，确定爆破的警戒范围为200m，并要按照警戒位置固定专人布置哨位，在附近特别加强了警戒。参加施工的爆破人员，都佩戴明显的标志，其他无关人员一律禁止入内。
（五）爆破装药、连线完成后，应由爆破指挥长按照爆破安全规程规定的起爆顺序，在各警戒点到位后预警-起爆-解除警戒的信号[4]。
（六）爆破结束后，爆破人员对现场又做了进一步检查，尤其要对爆后形成的浮石和危石认真进行排除，处理时周围也要警戒，防止发生意外事故。组织有爆破经验的专职队伍进行爆破作业，关注爆破先进技术的推广，严格组织和管理爆破队伍，将大大提高我国地下洞室开挖爆破的安全生产水平。
参考文献：
[1] 陈志刚，刘殿魁.SH波冲击下浅埋任意形孔洞的动力分析[J].地震工程与工程振动. 2004（04）
[2] 马宏伟.引水隧道在地震波入射时的动力响应解析解[D].北京交通大学 2013
篇3
关键词： 中深孔 爆破 质量 问题
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
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1引 言
1.1露天中深孔爆破发展的现状
露天浅孔爆破特指岩土开挖、二次破碎大块时采用的炮孔直径小于50mm、深度小于5m的爆破作业。深孔爆破就是炮孔孔径大于75mm且深度在5m以上的采用延长药包的一种爆破方法。而中深孔爆破方法是介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻孔作为炸药包埋藏空间一种爆破方法，其孔径一般为50mm~350mm，孔深为5m~20m。露天中深孔爆破技术具有爆破安全系数高，一次开采工作量大，减少工作强度，改善工作环境的特点。
露天中深孔爆破在我国土石方爆破中占有重要的位置，被广泛应用于矿山开采、水电站基坑开挖、工业场地平整及铁路、公路路堑爆破等方面。我国冶金矿山梯段中深孔爆破普遍采用多排位差爆破，一次爆破量10万至20万t矿石，有些矿山高达50万t。根据我国工程机械化水平，露天中深孔爆破梯段高度一般为10~15m，钻孔直径为80~310mm，爆破底盘抵抗线为钻孔直径的30—40倍，炸药单耗0.10~0.30kg/t。
近年来，在露天中深孔爆破中推广了大区多排爆破、留渣挤压爆破、小抵抗线宽孔距爆破、预裂、光面和缓冲爆破等爆破技术。许多矿山为提高露天矿边坡的稳定性采用了预裂爆破及缓冲爆破技术，成功降低了爆破对边坡的破坏作用。铁路新线建设和其它重要的水利、电力工程已经推广了光面爆破与预裂爆破技术，对提高边坡的稳定性起到了良好的效果。
1.2露天中深孔爆破发展的方向
露天中深孔爆破今后的发展方向是进一步改善爆破质量，控制爆破岩石的块度；研究岩石性质、炸药参数与爆破参数三者之间的最优组合关系，从而获得最佳的爆破效果；研究控制爆破石块的组成与堆积形状、控制爆破作用的范围和有害效应；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问题
2.1合理地确定爆破相关参数
为了达到良好的爆破效果，必须合理地确定露天中深孔爆破的布孔方式、孔网参数、装药结构、装填长度、起爆顺序和单位耗药量等参数。在实际的爆破工程施工中，好多施工单位在确定爆破相关参数的时候，是通过经验公式、相关数据表格和自己以往工程的经验确定爆破相关参数。但一些爆破参数通过计算和分析得出来的不是一个确定的数值，而是一个数值的范围。在选取这些参数值的时候，往往大多数的爆破施工单位就会根据以往一些工程的经验来确定最后的参数值，最后应用到爆破施工当中去。当爆破能满足工程的要求的时候，很少有爆破技术人员会对每次爆破的效果做一些分析，找出爆破中不足的地方。从而没有最大限度的提高爆破质量，降低工程成本。
施工单位要确定合理的爆破参数，应该要做好以下几点：
1、对每次选取的爆破参数和爆破效果进行记录。在每次爆破之前，要把相关爆破参数作记录；在完成爆破之后，要对爆破效果进行记录。爆破效果主要包括爆破后岩石的粉碎程度、有无根脚、爆后台阶高度是否符合要求、爆破震动大小和是否产生远距离飞石等。
2、就爆破效果进行分析处理。当粉碎程度不够、产生根脚，说明爆破能量不够，我们可通过适当增大炸药单耗、缩小孔网参数、减小底盘抵抗线和增加单孔装药量等方式来实现。当粉碎程度过大，则采取相反的方法。如达不到要求的台阶高度，就要适当的改变超钻的深度。爆破震动过大时，就需要适当减少单响药量，控制好爆破微差的时间。产生较远飞石时，就要检查底盘抵抗线的大小 、堵孔长度是否合理、堵孔的原料中是否掺杂石块和一次爆破药量是否过大等。通常我们通过下列公式计算确定爆破参数：
计算公式： （2-1）
Q—单孔装药量，kg；q—炸药单耗量，kg/m³；a—孔距，m；b —排距，m; H—台阶高度，m。
m=a/b （2-2）a=m×（2-3）
—底盘抵抗线，m；m是炮孔密集系数，一般情况取大于1，在工程中通常取1.2~1.5。在宽孔距小抵抗线的爆破中则取3~4或者更大。在公式2-3中，应选取较小，以克服底盘的阻力。
（2-4）
其中d为炮孔直径，mm；为装药密度，kg/m³；为装药系数，取0.7~0.8。
经验公式（2-5）
可查表选取q，表2提供一些参考数据（以2号岩石铵梯炸药为标准）。
从公式中我们可以看出，爆破参数往往都不是一个定值，各参数之间都有着密切的关系。所以我们在增大或者缩小某个参数时，就可能带动其他参数的改变，我们要注意到这一点，在实际操作中，也要做到相应的变化，以满足爆破的要求。
在通过爆破分析与实践结合的基础上，我们才能确定出合理的爆破参数。只有在合理的爆破参数下进行爆破作业才能最大限度的改善工程的质量，节约工程的成本。
2.2有效的控制爆破震动和爆破飞石
在露天中深孔爆破中，较大的爆破震动和较远的爆破飞石不仅影响工程的爆破质量，还会对周围的人和建筑物造成危害。所以有效的控制爆破震动和爆破飞石是工程顺利进行的前提条件。
2.2.1爆破震动控制措施
爆破引起的地面振动速度主要与一次爆破的装药量，建筑物至爆破源的距离、地质、地形条件和爆破方法有关，（在我国）一般按下式计算：
V=（）/(2-7)
式中：V—爆破地震安全速度，cm/s； R—爆破中心距被保护目标距离（m）；
K、α —与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数。
在爆破设计时，为了避免爆破震动对周围建筑物产生破坏性的影响，必须计算爆破震动的危险半径，如果建筑物位于危险半径内，那么需将建筑物拆迁；如果建筑物不允许拆迁，则需减少一次爆破的装药量，控制一次爆破的规模。
安全距离：(2-8)
最大药量： (2-9)
减小爆破震动的措施主要有以几种：
1、大力推广多段微差起爆，因为在药量一定情况下分段越多，爆破震动越小。当分段超过30段时，可选用孔内和孔外微差想结合的方式。微差爆破不仅能降低爆破震动，还能使炮堆集中、破碎质量改善、减少炸药单耗和增加爆破方量。
微差起爆的重点就是控制好微差时间，微差时间确定的方法有几种，我们通常选取以下两种方法：
①我们可以根据经验公式：
（2-10）
式中：K—实验系数，取2~5;W—底盘抵抗线，m。
②按地震效应最小原则确定微差时间
使地震效应（我国）最小的合适微差时间为30~75ms。
用这两种方法确定的微差时间可能和实际时间有误差，要合理的确定微差时间，还需要结合实践来加以修正。
2、合理的选取爆破参数和单位炸药消耗量。
3、为了防止爆破震动破坏露天的边坡，应在爆破边坡段选用预裂爆破或者光面爆破的方式。
4、在露天中深孔爆破中，防止采用过大的超深，过大的超深会增加爆破的震动效应。
5、控制最大单响药量，选用低威力、低爆速的炸药；根据被保护建筑物的方位选取合理的起爆方向。
6、利用和创造减震条件。使用底部空腔的装药方式，使装药高于地面；爆破产生的地震波在遇到沟、坑及减震沟等就会明显减弱，我们在设计爆破起爆方向时就要利用这些有利的地理条件。
2.2.2爆破飞石控制措施
露天中深孔爆破个别飞石的计算公式为：(2-11)
式中个别飞石的飞散距离，m；d为炮孔直径，cm。正常情况下爆破飞石一般不会太远，当产生较远飞石时，一般出现在孔口和前排。造成孔口飞石主要有两个原因：一是堵孔不严，产生冲孔并带动孔口石块；二是炸药过多，堵塞长度不够，堵塞物中带有石块。造成前排飞石的主要原因是前排临空面不平，最小抵抗线差异太大，或结构面切割、甚至裂缝与炮孔贯通。
爆破飞石的控制措施有下面几种：
1、对于孔口飞石的控制措施主要是对孔口进行覆盖防护。这样不仅消除了冲孔的隐患，又能防止孔口石块的飞出，同时又有效的降低大块率。
2、对于前排飞石的控制措施，一方面可采取多排微差爆破，减少前排出现次数。另一方面根据前排抵抗线和结构面的变化情况，在抵抗线薄弱的地方采取间隔装药。当发现有炮孔有贯通缝隙或者与空洞相连，要对该炮孔进行堵塞，不能进行装药。
3、根据爆破条件变化，合理的确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量，合理的确定爆破微差的时间。
2.3提高工作效率
在露天中深孔爆破中不但要合理的确定爆破参数，有效的控制爆破震动和爆破飞石，还要提高爆破施工的机械化和自动化水平，钻孔、装药、填塞各工序不仅要提高机械化水平程度，而且要配套，要广泛推广预装药爆破技术，即边钻孔边装炸药和起爆器材。这样就会提高爆破作业的工作效率，缩短工期，降低工程成本。
3结束语
露天中深孔爆破安全系数高，易于实现施工综合机械化，有利于加快工程施工进速和提高工程爆破质量，且一次爆破量大，降低了爆破成本。作为施工单位在露天中深孔爆破实际操作中要注意容易出现的问题，合理的设计爆破施工方案，对可能存在的问题和出现了的问题，要及时的进行分析和处理。这样才能最大限度的改善爆破质量，降低工程成本。
参考文献
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篇4
1.选题的依据和意义
露天矿边坡稳定与否直接影响到矿山的正常生产设备、人员的安全及矿山的经济效益。边坡的稳定性除受区域地质构造、边坡岩体的结构面、地下水的影响外。在很大程度上也受矿山生产爆破及靠帮爆破的影响。爆破地震波使边坡岩体松动破裂，在边坡岩体处于极限平衡状态下，一旦爆破药量过大，爆破参数选择不合理时，很可能诱发边坡岩体失稳，造成边坡滑动破坏。大量的研究证明，爆破动力的影响，可使边坡稳定性系数降低l0%；如靠帮爆破最大一段炸药量较大时，可使边坡稳定性系数降低15-20%。边坡在承受爆破震动力作用时，坡体中潜在的滑体会附加一惯性力，使潜在滑体的下滑力增大。此外，爆破会使边坡岩体产生大量的微裂纹，降低岩体的强度和抗滑力，这样就会使边坡稳定性逐渐变差。尤其对高陡边坡和地质条件及岩体强度较差的边坡地段，当爆破震动达到一定值时，边坡就会产生局部坍塌甚至整体滑坡。因此在研究露天矿边坡稳定性时必须考虑爆破震动对边坡的影响。
大平掌露天矿位于云南普洱市，为中型铜矿业基地，目前露天矿东南部边坡高度随着采矿延伸近200m。矿山服务年限14年。大平掌铜矿目前东南帮设计最终帮坡角42°19′12″。但由于岩石破碎，表面土层厚度大， 开采的临时帮坡角为32°。来来蓄成的边坡高度将达400多米，属大型深凹露天矿边坡。2011年初，东南部边坡局部出现开裂现象。2011年9月份，发生了大范围的变形破坏， 变形边坡长度走向大于800m，危害整个东南帮，台阶自1100～1300m均有不同程度的严重滑塌、张拉、冲刷破坏。根据积累的滑坡监测数据，水平位移和垂直位移均超过1m，局部地方位移超过2.5m，即使在雨季过后，位移量也在发生变化，大平掌铜矿东南帮边坡变形破坏已经严重地影响了采场的正常生产和安全作业，查明其破坏规律，对其进行综合治理势在必行。
2.爆破震动理论研究
2.1爆破震动判据参数研究
边坡稳定性研究中，主要是用质点震动速度来评价振动强度的大小。质点震动速度大小与装药量、测点距爆源的距离、介质特性、装药结构等许多因素有关。目前计算震速的常用经验公式为：
式中：V一质点震动速度，cm/s；
Q一装药量，齐发爆破时取总装药量，微差爆破时取最大一段的装药量，kg；
R一爆源中心至测点间的水平距离，m；
K一与土岩性质，地质条件，爆破方法等有关的系数；
a一爆破地震随距离增加而衰减的系数。
2.2震动持续时间对爆破震动强度的影响
除了常用上参数作为判定爆破震动的强度外，爆破震动持续时间也同样是需要考虑的重要因素，爆破震动持续时间越长，其危害性裁越大。爆破地震波持续时间主要取决于爆破条件（装药方式、引爆方式、传播介质）。
3.大平掌露天矿爆破工艺
3.1露天采场最终边坡地质条件
大平掌矿露天采场边坡主要分布情况：西南帮和东北帮主要出露在流纹斑岩中；西北帮和东南帮以1100m标高为界，上部为英安岩，下部为流纹斑岩；东南帮1260-1300出露部分第四系残坡积物；最终边坡地层出露情况见图3-1、3-2、3-3。
从以上分析可知：①露天采场最终边坡出露的岩石主要英安斑岩和流纹岩。流纹岩被硅质胶结，硅化强，岩石坚硬，抗剪抗压强度高；英安岩致密坚硬、节理欠发育，具有较好的抗压强度。因此，从总体上来看，露天采场最终边坡通过的地层岩石坚硬，稳固性好。②地层的产状和露天边坡的关系为：东北方向边坡与岩层产状逆向，西北和东南方向边坡地层近水平斜截边坡，西南方向边坡整体为流纹岩。从地层的产状和露天边坡的关系来看，不会在地层分界部位形成滑移面。③地表有部分第四系残坡积物出露高度不大，对边坡稳定性影响不大。
3.2爆破参数和网络基本情况
（1）爆破孔网参数：
底盘抵抗线
式中d——炮孔直径，dm；
A——装药密度，kg/m3；
B——装药系数，0.6-0.8；
M——炮孔密集系数；
q——单位炸药消耗量，kg/m3。
在满足安全和装药条件的前提下按经验选取，参考经验公式：
Wd=（25-45）d
式中，Wd——底盘抵抗线，m；
d——钻孔直径，m。
两个公式综合考虑，确定Wd=4m。
孔距a、排距b
W=sin&Wd=（0.7-0.9）Wd
孔距a=bm
式中，a——炮孔间距，m；
b——排距，m；
m——炮孔密集系数，1-2。
由于大平掌矿山存在两种性质不同的矿石，因此确定了不同的孔距和排距，V1矿石由于是致密块状结构，硬度大，在确定排距时小于底盘抵抗线，经过计算与实际效果对比，排距取值为3m，孔距取值为3.5m。
V2矿石，以底盘抵抗线为排距，取值为4m，孔距为4.5m。
超深h其值按公式h=（10-15）d
式中， h——超深，m；
d——炮孔直径，mm。
因为超深过大不仅浪费钻孔和炸药，而且由于炸药中心过低，会使台阶上部产生较多的大块，且破坏下一台阶表面岩体的完整性，影响下一循环的穿孔作业，甚至造成塌帮，形成废孔，经过爆破效果确定超深取值为1.0m-1.5m。
堵塞长度对于垂直炮孔l=（0.7-0.8）Wd
对于倾斜炮孔l=（0.8-0.9）Wd
其中深孔爆破要求大平掌铜矿爆破填塞不小于4米。
单位炸药消耗量V1矿体的炸药单位消耗量为0.67kg/m3；
V2矿体的单位炸药消耗量为0.54kg/m3。
3.3一般微差爆破技术
大平掌露天矿目前主要采用导爆管实现孔内微差爆破。由于两个自由面比一个自由面更有利于破碎岩石，因此起爆方式的选择， 应使先起爆点能利用或创造出两个自由面，为后排炮孔的爆破破岩创造一个更有利的条件。当爆区具备两个自由面时，应选择斜线起爆方式，形成典型的大孔距小抵抗的大斜线起爆方案；当爆区只有一个自由面时，应优先选择v型起爆方式，以在爆区中央先创造一个破碎区，使后排炮孔能在两个自由面的环境下起爆；当爆区仅有一个自由面且炮孔排数小于4排，可选择排间起爆方式。但应跳段使用低段别的毫秒雷管。当一次爆破起爆爆孔数较多时，为控制最大段起爆药量，需进行分区起爆。
4.边坡控制爆破
大平掌矿长期频繁的生产爆破使得边坡岩体疲劳，松驰、强度降低，因而采取有效的边坡控制爆破是很有必要的。
露天矿控制爆破的内容主要包括如下三个方面：有效的预裂和光面爆破；有效地控制最大一段起爆药量和总药量；有效的控制爆破松动带厚度。
4.1预裂爆破
预裂爆破是沿设计台阶坡顶线打一排密集孔，炮孔倾角最好与设计台阶面一致，首先起爆，孔与孔之间首先拉通，形成一个沿设计坡面的破裂带，将坡面前待爆岩体与背后固定帮岩体预先隔开，当前方生产爆破孔爆破时，炸药能量产生的地震应力波遇到预裂的破碎带界面，使应力波产生反射，保护了背后边帮岩体，使其受震害程度得以降低。
4.2光面爆破
光面爆破与预裂爆破的区别在于起爆顺序的不同，对于邻近边坡的最后一排密集孔，光面爆破是最后起爆。大平掌露天矿目前在边帮爆破时主要通过控制最大段起爆药量来减小爆破对边坡的破坏，在爆破时爆破产生的应力波直接作用于边坡岩体，使一部分岩体破碎，边坡一定范围内的岩体受到损伤，岩体内部产生大量微裂隙，边坡岩体艇体强度降。针对大平掌露天矿的边坡现状，山水公司己认识到事情的严重性，已购买相应钻孔设备，在靠帮是采用预裂爆破和光面爆破。
4.3严格控制最大段段起爆药量和总药量
震动测试表明，由爆破产生的质点震动峰值速度与微差爆破时最大段起爆药量密切相关，因此为减少爆破震动对边坡的影响，特别是减少爆破震动对边坡的累积影响，必须保证每次爆破时使爆破震动强度尽可能降为最小。在采用微差爆破时，应增加雷管段别，分多段微差起爆，尽可能把单响药量控制在800kg左右（两个孔）。在控制最大段起爆药量的同时，也必须控制一次爆破的总药量，一般来说，总药量越大，爆破震动持续时间就越长。针对大平掌目前的生产现状，一次爆破总药量控制在10t以下比较适宜。
5.边坡减震措施
通过爆破震动对大平掌露天矿边坡影响分析，并结合露天矿目前的开采现状，提出了一些行之有效的边坡保护措施。通过现场爆破震动测试、边坡稳定性计算以及露天矿岩质边坡内部位移监测，作者认为，爆破及爆破震动对大平掌露天矿岩质高边坡的稳定性主要影响因素如下：
（1）爆炸应力波对岩质边坡的直接作用。由于在靠帮时未能采用预裂和光面爆破来保护边坡，且爆破钻孔孔径大（250mm），爆炸产生的应力波使得处于爆孔近区内岩体破裂，靠近炮孔内的大面积岩体损伤，强度降低，从而使接体边帮稳定性大大减小。
（2）爆破震动和地下水的联合作用。地下水是影响边坡稳定的主要因素之一，边坡体内地下水的存在会软化岩体，降低岩体强度，减小岩体的内摩擦角。边坡地下水静压力还会增大边坡下滑力，当高位地下水与爆破震动联合作用时，会大大降低露天矿的边坡稳定性。
（3）爆破震动对大平掌露天矿岩质边坡的损伤累积效应。在爆破荷载作用下岩石的动态断裂是一个连续损伤演化累积的过程，其损伤机制可归结为岩石内部微裂纹的动态演化，岩石作为一种脆性损伤材料，存在着大量的微裂隙、微裂纹等缺陷，爆破对岩体基本质量的影响和破坏过程是由于其内部大量微裂纹的存在、长大和贯穿而导致岩石宏观力学性质的劣化以至最终失效或破坏的过程。
由于生产的需要，大平掌露天矿频繁的生产爆破（目前平均每天爆破1次）必将使得岩质边坡的微裂纹得以不断发展，岩体强度下降，边坡位移变形加快，从而影响到整个边坡的稳定性。
6.总结
露天矿边坡稳定与否直接影响到矿山的正常生产设备、人员的安全及矿山的经济效益，而影响露天矿边坡稳定性的因素是多方面的，爆破震动是影响露天矿边坡稳定性的主要因素之一。随着露天矿开采深度的增加，边坡受到爆破地震的影响与危害愈烈，这就要求对边坡爆破震动进行连续监测，以便研究爆破地震波在边坡中的传播规律，并且采取合适的评价参量和控制方法，达到对边坡爆破振动危害的有效减缓。本文针对大平掌露天矿边坡现状，从爆破震动角度分析了爆破震动对露天矿边坡的影响，并提出了一些减小爆破震动对边坡稳定性影响的措旋。
【参考文献】
[1]蒋名政.爆破震动对高陡边坡稳定性影响试验研究[D].硕士学位论文，2002.
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一、前言
大型隧道工程的施工工程量巨大且又复杂，在进行开发前许多问题需要进一步解决探讨。隧道工程施工前，需进行风险监测和评估；大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题也不容忽视。
二、大型隧道工程地质环境条件
1.地质条件复杂，施工技术难度大，现场施工条件差，对工程周边环境和市政设施影响范围的控制要求高，风险因素和风险事件多，发生的概率较大。
2.盾构推进施工风险大，损失后果严重。隧道工程项目周边都是重要筑物和市政公用设施，加上越江隧道建设本身投资比较大，一旦发生事故，往往造成比较严重的损失后果
3.评价指标权重的确定
根据大型泥水盾构进出洞施工各风险事件的权重大小，可以用层次分析法（AHP） 把一个施工工况中同级各个因子两两相互比较（包括因子自身的比较），按重要性大小进行权重标度。上海复兴东路越江隧道工程大型泥水盾构进出洞施工各因子权模糊综合评价模型概述模糊综合评价通过构造等级模糊子集，把反映评价对象的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后，利用模糊变换原理对各指标进行综合运算，得出评价结果。
三、施工监测
1.监测内容
施工期间共设置7项监测内容：围护墙体水平位移（测斜）；围护墙顶垂直沉降及水平位移监测；坑外地下水位监测；支撑轴力监测；立柱点监测；周边建（构）筑物垂直位移及倾斜监测；周边土体地表沉降监测。重要是对围护墙移及地表沉降进行监测。
2.信息化施工
（一）在工作井第5层土开挖时，工作井南侧围护墙有局部渗漏水的现象，且出水量较大，同时监测数据显示坑外地下水位日下降量达30 cm，于是立即要求挖机停止继续向下开挖土方，并在墙身内外采用堵漏补救措施（在渗漏部分的墙身内凿槽，埋设开孔型PE泡沫条和注浆管；用早强水泥封缝，然后压注水溶性聚氨酯堵漏。墙外采用工程钻机钻孔，钻孔深度达到地下连续墙的渗漏处，然后下钻杆实施双液注浆堵漏，注浆范围为渗漏处左右各放宽3 m。双液注浆的配合比为水泥：水玻璃=1：0.5；注浆压力小于0.2 MPa），等监测数据都在报警值范围内。
（二）工作井施工至第6层土，开挖Ⅱ区时，监测Et报显示东侧围护墙体变形明显，El最大位移量达一2.91 mm，最大位移点位于墙顶以下25 m处。针对这种情况，立即组织力量，同步抽槽开挖Ⅳ区的土方，随挖随撑，抓紧安装东西向直撑并施加预应力，同时要求监测单位1天测2次，以便随时掌握基坑变形情况。随着第6道支撑全部安装完毕，墙移趋向于稳定日变化量小于1 mm。经分析是由于Ⅱ区斜撑数量较多，钢牛腿制作焊接间延长，导致基坑曝露时间较长，从而引起该时间段内围护墙移变化量较大，但整个过程其最大累计量及变化速率都在允许范围内。随着中国城市化进程的加快，越来越多的城市投入到地下轨道交通的规划建设当中。地下隧道越来越多，不可避免伴随着重叠交叉隧道的产生，群洞隧道施工的关键技术研究关系着轨道交通的安全问题，因此群洞隧道研究已经成为现代地下工程研究的热点。
四、隧道锚施工关键技术
施工过程中必须采取措施减少对岩体的扰动，保护岩层的完整性，出碴运输系统必须适应洞内大坡道及频繁变坡，减少工序的干扰。
1.掘进施工
首先在锚洞洞口进行工作坑开挖，根据现场地质和岩石强度采用预裂爆破和挖掘机大掘进、人工修整边坡、明槽施工，为保证边坡稳定，边坡坡度根据实地情况确定。
2.掘进方案
在锚洞进洞施工中，优先采用机械掘进，选择YT-28型风动支腿式凿岩设备，两座隧道锚的施工顺序问题，采取左右洞错位掘进施工，左洞为先掘进洞，右洞为后掘进洞，待先掘进洞到底后，再掘进后掘进洞，左侧隧道锚采用上下台阶法分3层掘进方式，上下台阶之间的间距为8--10 m。为了减少对围岩的扰动和减少超挖，采用了控制爆破技术，拱部采用了光面爆破技术，边墙适当进行预裂爆破。
3.爆破控制
爆破掘进时，把爆破振动对相邻室的影响作为控制的重要内容。为最大限度地减少爆破对围岩的扰动破坏，隧道锚的钻爆施工采用了小间距、低爆速设计，炮眼按浅密原则布设，严格控制周边眼的装药量，周边眼间距为40cm并适当布设空眼。
4.喷锚及衬砌施工
隧道锚的喷锚及衬砌主要分为前锚室段、锚塞体和后锚室两个阶段：1）前锚室段：前锚室段的围岩级别为Ⅲ级，初期支护采用?25先锚后灌式中空锚杆，L=3.0m，环纵向间距1 m，梅花形布置，洞壁设E6钢筋焊接网，设置间距为1米的钢格栅拱架。
五、支护技术的优化
1.支护技术存在的问题
在总结分析前人研究成果的基础上，结合大量的现场工程实践，研究认为常规锚杆支护技术主要存在以下几个方面的问题：
（一）常规支护用直径20mm、长2.0m锚杆的长度和刚度不足，从而发挥不出锚杆的支护作用。顶板围岩的松动圈半径一般在2～2.3m，2.0m长的锚杆其不能锚固到围岩的塑性硬化区内，导致锚杆失效不起作用；经常会出现锚杆被拉断的现象，说明锚杆的刚度不够，不能满足巷道开掘初期变形速度快、变形量大的特点。
（二）围岩表面约束能力差。由于高应力或构造应力的影响，使得支护体首先在较为薄弱的地方出现过量变形、岩石松动和破坏，进而形成破碎区，破碎区的发展导致围岩自承圈破坏。如不能及时将破碎区形成一个较为完整的整体，就不能发挥顶板岩石的自稳能力，从而不能有效地遏制围岩的局部破坏和破碎区向纵深发展，进而导致巷道围岩遭到更严重的破坏。
2. 常规支护技术优化
通过以上常规支护技术存在的问题，经本人对工作地点的实际情况了解，我率先提出了新的支护方式，使用直径为22mm、长2.4m取代原有普通锚杆的支护，得到了老工程技术的批准及大力支持。
采用新型直径为22mm、长2.4m的全程锚杆取代直径20mm、长2.0m锚杆，进行巷道顶板支护，使巷道开掘后顶板松动圈形成了一个整体，增大围岩的强度，提高围岩自承能力，控制了顶板的下沉量。采用强度大、长度较长的锚杆能锚固在稳定的岩层内，并适时在巷道关键部位进行锚索加固支护（由于锚索长度较大，能够深入到深部较稳定的岩层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护），很好的解决了巷道顶板下沉、破碎的问题，随着支护强度的增大，有效的控制了顶板岩层的变形，施工的安全也得到了保证，同时一直困扰的进尺问题也迎刃而解。
六、结束语
隧道施工的完成，对于人们的生活具有着重要意义。当今，在修建大型隧道过程中，隧道锚施工还存在着许多技术上的不足，大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题必须提上日程，认真严谨的对待与研究。
参考文献：
[1]黄宏伟 越江隧道工程大型泥水进出洞施工风险综合评价 地下空间与工程学报 2012年，23页
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1 国内外房柱法应用概况
房柱法采矿用于开采水平和缓倾斜的矿体，在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱，以维护顶板岩石。这种采矿方法应用的基本条件是矿石和围岩均稳固，矿体水平或缓倾斜，不仅能回采薄矿体，也可以用于回采厚和极厚矿体[1-2]。
国内缓倾斜中厚矿体应用房柱法主要有浅孔锚喷或人工矿柱房柱法、浅孔普通房柱法、普通中深孔房柱法以及中深孔超前切顶房柱法等[3-4]。根据上世纪90年代统计资料，国外18个国家中100多个倾斜缓倾斜矿山用房柱法开采的矿山占44%，而在美国有色金属地下开采矿山中所占比重达59%，法国的铁矿山中所占比重高达98%。
中深孔房柱法应用中深孔爆破，其余工艺基本不变，生产效率得到较大提高，支护技术的提高促进了房柱法在矿岩中等稳固矿山的应用，护顶中深孔房柱法成为我国房柱法开采的发展趋势[5-9]。本文结合无轨凿岩台车、轮胎式铲运机以及锚杆护顶的使用，对中深孔房柱法回采水平厚矿体进行探究，提出相应的矿石回采方法，以期达到提高生产安全和生产效率的目的。
2 采区布置及构成要素
某铁矿矿体厚度为15m，倾角为0°，矿体和围岩较稳固，不划分阶段，采用中深孔切顶房柱法回采。采用铲运机出矿，由于铲运机的最佳运距为150-200m，采区长度确定为150m，宽度为45m，沿矿体走向布置。矿房跨度15m，房间矿柱选用间隔式方形矿柱，尺寸为5m×5m；采区间柱为连续式矿柱，宽度为10m。回采时采用矿体布置如图1所示。
3 采准切割
在矿体底板围岩中掘进平行的采区运输巷道，划分出盘区。在盘区中用总回风平巷划分采区，总回风平巷的断面尺寸为4m×4m。矿石回采时使用铲运机运搬矿石，在采区的端部和中部各掘进一个放矿溜井，断面为2.5m×2.5m。采区内采用超前切割分层回采，在矿体上层掘进两条通风平巷，断面均为4m×4m，与总回风平巷接通。为了加强采场通风，在每个放矿溜井的上风侧掘进一个通风井，断面为2.5m×2.5m。
在采区端部放矿溜井处，从通风巷道向采区两侧溜井口掘进一条顶部水平切割巷道，从切割巷道开始进行后退式切顶，形成15m宽的顶部空间，切顶的同时对顶板围岩进行锚杆支护，切顶崩落的矿石用铲运机运搬到采区左侧放矿溜井口卸矿，采用局部通风机通风。15m宽的切顶空间形成后，底部切割巷道的掘进从采区端部的左侧联络通道开始，掘进一条断面4m×3m（宽×高）。然后在巷道中打上向垂直中深孔，分2次进行拉槽，每次崩落4m高的矿石，形成4m宽的初切割槽。然后从顶部切顶空间打三排下向垂直中深孔，进行扩槽爆破，最终形成10m宽的切割立槽，为了保护房间矿柱，第三排炮孔进行不耦合装药，采用预裂爆破。切割工作如图2所示。
■
4 矿房回采
4.1 中深孔切顶层回采
切顶层高度为4m，切顶步距为7m，使用CTC14AJ1轮胎式气动采矿钻车，孔径为60mm，孔深8m。对靠近矿柱的炮孔进行不耦合装药，采用预列爆破，保证矿柱的完整性和稳定性。爆破时部分矿石崩落到下层底板，残留在切顶层的矿石用推土机推至下层底板，然后用ACY-3铲运机搬至放矿溜井。
4.2 顶板支护
护顶采用注浆式锚杆支护，每次切顶爆破并进行爆破效果检查之后，即时进行翘顶。然后工人站在爆堆上，用YT28气动凿岩机凿上向凿岩钻孔，用MJ-2型注浆器注浆。锚杆网度为1.8×2.0m，锚杆长度为2m。注浆的泥浆配比，灰1：2-2.2，水灰比1：0.4-0.45（用400号硅酸盐水泥）。
4.3 主回采层的回采
设计主回采层11m，选用前进式回采。在切割平台上，利用Simba263地下潜孔钻机打下向垂直中深孔，孔深121m，孔径80mm，孔网参数1.5m×1.5m。对靠近矿柱的炮孔同样进行不耦合装药，采用预裂爆，保证矿柱的安全。在顶板支护工作完成后进行爆破，矿石用CY-3铲运机出矿。
4.4 回采循环
一个采区分两个矿房进行同时开采，左侧矿房的开采超前右侧矿房15m，做到左侧切顶回采和右侧主回采层的回采同时进行。同一侧的切顶回采超前主回采层7m。切割立槽形成以后，在切割立槽的一端形成15m宽的切顶空间，循环回采从此开始，包括以下内容：
①对左侧矿房进行主回采层的凿岩爆破，爆破区宽度为8m；②对右侧矿房进行主回采层的凿岩爆破，爆破区宽度为8m，同时对左侧矿房进行切顶凿岩钻孔和上步骤崩落矿石的运搬工作；③对左侧矿房进行切顶爆破，爆破后进行翘顶和支护，支护的同时进行右侧矿房的主回采层爆堆的运搬工作，左侧矿房支护完成后，推土机把台阶上的矿石推至底板，即进行左侧主回采层的凿岩钻孔工作。④左侧矿房钻凿下向垂直中深孔的同时，对右侧矿房进行切顶凿岩钻孔工作。⑤对右侧矿房进行切顶爆破，翘顶后用锚杆支护顶板，翘顶和支护的同时用铲运机运搬左侧主爆区矿石，支护结束后，用推土机把右侧切顶爆破下来的矿石推至底板，即可进行右侧矿房主爆区钻孔凿岩工作。
每次爆破前，位于顶部的凿岩钻车和风动凿岩机及注浆机可退至通风平巷中，铲运机可推至采区两侧侧联络通道中，确保设备的安全。切割回采时，对贴近顶板的炮孔均采用不耦合装药，进行光面爆破，减少对顶板的破坏，减少翘顶工作量。矿石运搬时采区两侧的放矿溜井都可卸矿，为加快矿石运搬速度，一个采场可采用两台铲运机同时出矿。在一个回采循环中，多项工作同时进行，极大的提高了回采速度。矿房的回采工作如图4所示。
■
5 矿柱回采
对于房间矿柱，予以有选择性的回采，防止顶板塌落。在采区两侧间柱和端部间柱底部掘进一条水平凿岩巷道，巷道断面为4m×4m。采区两侧间柱凿岩巷道与每条采区运输巷道在空间上垂直，在每个交错的位置各凿一条放矿溜井；采区两侧间柱凿岩巷道与采区运输巷道平行，利用原来的采区放矿溜井放矿。用SimbaM3c采矿钻车在巷道内打上向扇形中深孔，巷道两帮用风动凿岩机凿浅孔，装药后从中间垂直中深孔向两侧倾斜炮孔分段起爆。充填材料覆盖矿石，用CY-3铲运机出矿，必要时可进入空区内铲运矿石，如图5所示。
6 通风
新鲜风流从盘区运输巷道经采区右侧通风井进入采场，通过工作面上行进入通风巷道，最终进入总回风巷。矿房在爆破结束后，为了减少风量损失，可以把通往左侧空区的端部联络通道用挡风板封闭；工作面向前推进经过中部放矿溜井一段距离以后，为了减少矿柱引起的风压损失，则关闭采区端部通风井，只采用中部通风井进风井进风。每次爆破后，可采用抽出式局部通风机进行加强通风。
7 总结
对房柱法开采水平厚矿体的采准切割工程进行了探索，与传统的房柱采矿法相比，采准切割工程量减少了很多；同时研究了中深孔房柱法对于水平厚矿体的回采工艺，充分利用现代化无轨自行设备的优越性，生产能力和劳动生产率会得到大幅度提高。采场中采区间柱和矿房矿柱相结合，并使用锚杆维护顶板有效地进行了地压管理。爆破时注意使用控制爆破的方法，既提高了顶板围岩的稳固和矿柱的完整，又能最大限度的减少贫化率。充填后回采采区矿柱，最大限度的降低了矿石损失率，并有效防止了地表下沉。有效的通风措施和地压管理，给工人提供了一个舒适安全的工作环境。
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2007：3.
篇7
中图分类号： U45文献标识码： A
一、防水施工对于修建铁路隧道的重要性
铁路隧道施工中，尽管矿山法暗挖施工处于主导地位，长期应用于施工中，但近年来越来越多使用盾构法。矿山法隧道施工技术施工工艺简单、应用灵活、可以适用于几乎所有的地质条件、质量容易控制、减少拆迁和交通疏解、成本合理。在沿海城市，暗挖隧道位于水线以下，基本隧道围岩在基岩以上，部分的含水层地下水丰富，主要是由于浅层地下水补给充分，特别是在雨季，和混凝土施工技术的主要结构的复杂性。目前的施工技术方案通常是三个过程：裸岩巷道锚喷技术支持的爆破封的岩石，喷射混凝土表面铺装层的有机板，浇在自防水混凝土。浇注混凝土的强度和隧道间隙的要求和其他质量控制非常成熟，防水工程质量往往难以达到设计效果，因此隧道结构的防水施工质量是好还是坏，是铁路隧道建设的关键。
二、铁路防水施工工艺
为了保证良好的防水效果，隧道工程防水施工应遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜”的原则，采用结构自防水和柔性防水层综合应用的办法，提高隧道防水能力。在设计时，必须遵循“洞外水不能流入洞内、洞内水及时排出洞外”的基本思路，构建防排水系统。
(一)初期支护处理
初期支护完成后通常并不理顺，并且有浮渣灰浆，如果直接铺设防水层，将不能很好的达到结合密实度要求。可先采用厚砂浆找平，清除掉浮碴灰浆，如果表面有钢筋等凸出物，必须割除磨平，并用砂浆将割除部位抹平，以防扎破防水材料，对于隧道初期支护转弯处，必须将阴阳角处理成圆弧，阴角圆弧半径不得小于15cm，阳角圆弧半径不得小于5cm，为防水层的铺设提供更好的结合面，最后还需要进行清理注意表面不能有水渍，以免影响粘结效果。
(二)防水卷材施工工艺
防水卷材的质量及铺设工艺直接决定了隧道防水层的防水质量。在选用防水卷材时，一定要对其材质进行仔细查验，保证卷材厚度一致，平铺不会产生明显隆起和皱折。在铺设时，首先需要要隧道拱顶标出中心线，并搭设板台架，由拱顶向两侧铺设，卷材铺设必须达到平顺、舒展、无空鼓的标准，粘结牢固，对于结合部位，必须保证搭接可靠，采用环向铺设防水卷材，搭接宽度长边不少于100mm，短边不少于150mm，并将相领两幅接缝错开，同时错开结构转角位置。目前传统隧道防水材料多采用复合式防水材料，施工时一般先在初期支护上打水泥钉，但这种工艺水泥钉根部会与防水卷材直接接触，在二衬施工时防水卷材容易被刺破，造成漏水现象，可采用隐形钉铺合法，先在初期支护上挂土工布，用特制粘结片进行固定，在粘结片中心射入水泥钉，使水泥钉根部埋在粘结片内，再在外层采用热熔焊接技术铺合防水卷材的办法，使防水层成为密封整体，将初期支护与二衬完全隔离。
(三)变形缝、施工缝、穿墙管施工工艺
变形缝、施工缝及穿墙管在隧道防水施工中极为重要，也是隧道防水极容易出现问题的位置，并且一旦出现渗漏水将很难治理。因此，在变形缝、施工缝、穿墙管处进行防水施工时应当特别注意。变形缝在进行防水施工时，要在模筑砼内侧设置宽度为600mm的柔性防水加强层，并采用聚氨酯密封胶密封止水，密封胶要沿变形缝环向封闭，并不能出现断点现象，避免窜水。施工缝需要采用膨胀性止水带和预埋注浆管的方法进行加强防水处理，对于结构防水薄弱环节的结构施工缝，在施工时要注意止水带和防水板的施工质量，保证止水带和防水板粘贴密实，最好的办法是采用柔性防水加强层，并粘贴缓膨型止水胶。
(四)防水层养护
在防水层铺设完成后，还需要对其进行养护，并避免后续施工对防水层造成损伤，尤其是二次衬砌钢筋的绑扎与焊接，如果出现损伤，必须进行修补方可继续施工。仰拱部位应当铺一层50mm的厚细石混凝土作为保护层，并铺设跳板方可搬运施工机械和材料，需要调节钢筋位置时，不能以保护层作为支点撬拗钢筋，应当加垫板进行。在二衬混凝土浇筑时，混凝土输送管支架不能直接与防水层砂浆保护层接触，应当在砂浆上堆码沙袋，并在支架下垫木块，以减小对防水层的破坏作用。在施工时，尤其是处理拱部基面时，要对边墙防水层作好保护措施，防止残渣进入防水层和初其支护间的缝隙中。在二衬施工焊接钢筋或挡头板施工时，要对防水层进行遮蔽，以免焊碴烧坏防水卷材。
三、施工中需要注意的技术环节
(一)为确保基面平整度，应优先考虑采用机械开挖、爆破，应优先光面爆破、预裂爆破，光面爆破或预裂爆破须选择一个合适的具置，依据周围的岩石特征和变化确定爆破指数，确保爆破后基本平坦的表面效果。
(二)隧道仰拱防水层完成，应及时铺上50mm厚C15细骨料混凝土保护层，移动保护板保护其余部分，防止工伤防水层的钢筋绑扎和焊接。加固处理、绑扎、焊接钢管的损害降到最低，焊接接头的钢筋绑扎接头的变化杂散电流电连续焊接操作必须被执行，其他焊接作业，使用手机保护板，保护防水层确保不受损害。拱部的钢筋，在处理的洞穴，该是钢筋两端加扣塑料盖，以防止穿刺防水板。防水板混凝土施工前的辅助检查和验收，如有损坏，须正确修补。
(三)在浇注的具体必要准备，以提高混凝土质量，须仔细验收低迷的入模温度（热夏季施工时特别注意），满足设计要求。施工缝浇筑前浇水，保持湿润。浇水过程中，孔输送泵驱动器和地面进料口通道的通信链路是光滑的，以确保混凝土及时供应，避免施工冷缝的连续性。混凝土拱墙时，应分层灌注，层厚30~50 厘米结合的插入式振捣棒完全附着式振动器平板振动器，及时保护混凝土。致密的防水混凝土，质量保证，才能真正发挥关键防水的作用。
四、铁路隧道的主要防水技术措施及存在的问题
目前铁路隧道修建方式主要有盾构法、沉管法和矿山法。盾构法主要用于城市地铁，沉管法主要用于过江隧道，而矿山法则是隧道修建的最主要方法，它除用于山岭隧道外，也用于城市地铁及过江隧道。应该说目前的铁路隧道绝大多数都是采用矿山法修建的。不同的隧道修建方式，所要求的防水技术措施也是不同的。盾构隧道的防水技术措施主要包括管片的自身防水和接缝防水两大部分。管片的自身防水主要是采用高抗渗等级(>S8)的防水混凝土，而接缝防水则主要依靠管片的预制精度和接缝密封材料来实现。接缝的密封材料分弹性橡胶密封垫、遇水膨胀橡胶止水条以及两者复合型的三种形式。此外管片后的注浆、注浆孔密封以及管片间连接螺栓的密封也都是做好盾构隧道防水的重要技术措施。对于防水要求高的盾构隧道，也有采用二次衬砌防水的，其具体做法是在管片与二次衬砌之间增加防水板，进一步增强其防水性能。
沉管隧道的防水技术措施主要包括沉管段本身的防水以及管段接头的防水两大部分。管段本身的防水主要是在管段外壳包覆防水钢板来实现的，也有靠加厚混凝土壁结合其它技术措施来确保混凝土自防水的。而管段的接头防水主要采用特制的密封垫，目前常用的主要是荷兰的“吉那”型和德国的“索非亚”型。防水效果都不错。
矿山法隧道是修建隧道的最主要方式，使用历史最长，所以其采用的防水技术措施较为多样。目前最常用的是复合衬砌防水，主要由初期支护、防水层和二次衬砌组成。其具体做法大致包括超前预注浆加固地层及堵水，开挖后安装锚杆、钢筋网、喷射混凝土形成初期支护、接着在初期支护层上安设防水层， 然后进行二次模筑混凝土衬砌。
复合式衬砌中最常用的防水层多为各类0.8~ 210mm厚的塑料防水板， 包括PVC、ECB、EVA、LDPE及HDPE等，为了使防水板不易受到损伤，一般在板下加设泡沫塑料或无纺布，而塑料板则用双焊缝热焊法实现连接。各类防水板本身的防水性一般是可以得到保证的，但用于复合衬砌中却容易出现防水板安装固定不牢、板间的接缝焊接质量不易保证以及二次衬砌施工时将防水板戳破等问题。所以目前又出现了仅采用0.4mm厚的塑料膜起减少喷混凝土与二次衬砌之间约束力的作用，防止二次混凝土衬砌产生裂缝，而主要依靠二次衬砌混凝土自防水的结构形式。
在矿山法修建的山岭隧道中，如果排水问题得到解决，也有不设防水层的， 主要依靠排水盲沟来减轻地下水对衬砌的渗透压力的结构形式。此外还有采用单层衬砌防水的，即不做二次衬砌，在喷混凝土中加入硅灰、防水剂、膨胀剂等， 并增加喷射混凝土层厚度等措施，藉以达到防水的目的。
五、铁路隧道渗漏水施工中的治理措施
(一)施工中的排水措施
铁路隧道在开挖过程中，要对渗水和涌水高度重视。发现渗水，应立即寻找水源，如为地表水，要及时引排，在铁路隧道山体不应留有坑槽，防止出现积水；如为地下水，要找到出水点，进行封堵。开挖后，如出现渗漏水，要在喷射混凝土前把透水软管预埋于岩面上的出水点，喷射在初期支护的混凝土中，把排水管道引入拱脚，可以临时开挖排水沟，把水引出洞外，在永久排水系统完成后，再把水引入永久排水沟内。如果隧底涌水，可以在仰拱开挖成型后，在仰拱下再开挖纵、横向的盲沟，盲沟引出洞外。隧道初期支护完成之后，在铺设防水板前，应对初支表面的锚杆头、钢筋头等尖锐物齐根进行切除，此后再检查喷射混凝土表面的平整度，对于矢弦比大于1∶6的一定要予以补喷找平，此后对仍有外露的尖锐物要进行砂浆抹平，防止刺破防水板。要根据设计要求铺横向、设纵排水管和环向排水盲沟，应进一步控制布设间距和数量及长度，在环向盲沟的布设间距中可以做相对控制，也就是对附近有出水点的，可以进行适当调整。严格按照设计要求选择合适施工工艺，处理排水管穿过防水板时的止水效果，确保纵向排水管的水顺利流入隧道两侧纵向排水沟。
(二)材料工艺方面的渗漏水处理措施
通常来说，对于点状的漏水，一般采用注浆堵水的方法。依据漏水的程度和产生漏水的原因的不同，能够分别采用向衬砌内注浆以及向衬砌后的围岩或回填层注浆这两种方式。对注浆材料的要求位:凝结时间可调、可灌性好、抗渗性好
、价格便宜、粘结力强、固结体强度高、耐久性好、无毒无污染。然而实际中建筑材料全部满足上述要求几乎是不可能的，只能根据不同需要进行材料选择。在衬砌后的围岩以及回填层注浆中，通常采用双快水泥浆液和水泥—水玻璃浆液。在衬砌内注浆则采取以聚氨酯为代表的各种化学浆液和超细水泥浆液。对于线状的三缝部位的渗漏水，通常是采用剔槽，再加设排水盲沟，此外再增加弹性密封材料封堵的方法。比较常用的密封材料有聚硫、改性沥青密封膏、聚氨酯密封胶、
硅酮，以及膨胀橡胶止水条或者各种定型橡胶等。
对密封材料的要求为:具有较高的弹性，和衬砌的粘结性好，具有较好的抗渗性，耐老化性好，且应价格便宜，并且施工简便。对于面状的大面积渗水，一般采取刮、刷、喷等工艺增设附加防水层的措施来解决的。从铁路隧道内部做迎水面的附加防水层已不可能，因此以就只能在背水面做内防水，在这期间要求防水层抗渗性好，凝结固化时间短，具有一定的膨胀性或弹性，可以在潮湿基面施工且必须与基层粘结牢固。
结语
隧道防水是一个系统工程，涉及设计、材料、施工、管理等各个方面， 其中设计是前提，材料是基础，施工是关键，管理是保证。设计是前提主要是说， 在设计阶段我们应该根据每一个隧道的历史及所处的水文地质条件，找准其出现的水害的原因、类型及程度，从而确定合理的治理方案，选择合适的防水材料。材料是基础则要求我们在确定了防水材料类型的基础上，要严格控制质量，不合格的材料坚决不用。施工是关键就是说，在施工阶段，我们应该选择合适的施工队伍和施工机具，严格按施工工艺进行操作，并做好施工质量的检查和验收。
参考文献
[1]段超.浅谈高速铁路隧道防水施工技术[J].科技创新导报，2011，29:69.
[2]邢利华.高速铁路隧道施工风险管理技术探索[J].中华民居(下旬刊)，2014，01:249-250.
篇8
1.新奥法简介
1.1新奥法的概念
所谓新奥法，就是奥地利隧道施工新方法的简称，英文为New Austrian Tunneling Method，简写NATM，是上世纪六十年代由L.V. 拉布西维兹、米勒-菲切尔等隧道专家提出的一套隧道施工理论和方法，它迅速为各国工程界所接受并获得广泛的应用。新奥法是应用岩体力学的的理论，充分利用岩体的自支撑能力，结合现代量测监控技术，采取柔性支护的手段来达到隧道或巷道的稳定。
1.2新奥法的发展
新奥法与传统矿山法都属于钻爆法，它最早是应用于隧道工程。拉布西维茨1934年尝试在地下工程中使用喷浆支护。在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中首次采用了双层薄衬砌。1948年，他提出了量测工作的重要性。在1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按拉布西维茨的建议采用锚杆支护而获得成功。1963年拉布西维茨将这种施工方法正式命名为新奥法。1964～1969年他又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。经过20多年的实践和推广，新奥法日趋成熟，在山岭隧道中被普遍使用，并已广泛用于其它岩土类工程。中国从上世纪60年代初开始推广喷锚支护，到80年代新奥法已被广泛采用于矿山井巷、隧道等工程。
2.新奥法施工原理和技术
2.1新奥法的岩体力学原理
传统矿山法依据的是“松弛载荷理论”，该理论是泰沙基和普罗托奇雅可诺夫于上世纪二十年代提出的。它认为，稳定的岩体有自稳能力，不产生载荷；不稳定的岩体则可能因松弛产生坍塌，需要用支护结构予以支承，作用于支护结构的载荷就是围岩松弛范围内可能坍塌的岩体的重力。而新奥法依据的是“岩承理论”，该理论认为，围岩稳定是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助和限制，则围岩仍然能够进入稳定状态[1]。可见，这种理论非常重视过程和对过程的有效控制，充分利用围岩的自承载能力是其基点。
2.2新奥法的支护技术
与新奥法的力学原理相适应，新奥法摈弃了刚性支架的大量使用，如木支架、钢筋混凝土预制构件支架、钢支架、整体混凝土支护和砌石支护这些靠支架强行支撑松弛围岩的传统支护方法，而是采用柔性支护来加固围岩，如喷射混凝土支护、锚杆支护、锚网支护、锚喷联合支护、锚杆注浆支护、锚喷网联合支护等，并且要恰当掌握支护时机，支护结构尽量形成闭合的薄壁圆桶结构，可以和围岩一同产生有限的变形以释放应力而获得更高的自承能力。新奥法把岩体既看作产生载荷的原因也看作主要承载结构，支护结构和岩体要形成统一体并共同发挥承载作用。
2.3新奥法的量测技术
新奥法是掘进施工由经验和定性走向定量分析的方法。根据工程的地质、规模和施工要求，要制定合理的量测计划和确定量测项目。量测项目主要有位移、应力应变、接触应力等三大类。可以采用水平仪量测围岩表面垂直位移和地面沉陷，用伸长计量测围岩在不同半径处的变形，用收敛计量测收敛变形，用压力盒测定接触应力，等等。通过记录、整理、分析这些数据，可以进行围岩的稳定性分析，用于调整施工方案或指导施工，故而新奥法是设计和施工一体化方法。
3.新奥法施工
3.1新奥法施工原则
新奥法的施工原则可以概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。
“少扰动”就是在进行掘进时尽量减少对围岩的扰动破坏。因此，要优先选用机械开挖，如单臂掘进机、全断面掘进机、掘锚支综掘机。采用钻爆法时要用光面爆破或预裂爆破，控制循环进尺和及时支护。
“早喷锚”是指开挖后及时施作初期支护，使围岩的变形进入受控状态，既可防止围岩松弛坍塌又允许适度变形以产生自承能力。若围岩稳定性较差时可以采取超前支护。
“勤量测”指采用量测仪表来量测围岩位移、应力应变和接触应力等，通过数据来分析围岩的稳定性或变化趋势，以便调整开挖方法、支护方法等。
“紧封闭”是指尽量采用喷锚支护，避免围岩暴露而致强度和稳定性降低，要适时对围岩施作封闭性支护，使围岩和支护结构处于良好的共同工作的状态。
3.2新奥法施工程序
新奥法施工程序如下图：
4.新奥法在各种工程中的应用
4.1新奥法在井巷工程中的应用
新奥法由传统矿山法演化而来，是传统矿山法的推陈出新。井巷掘进在矿山工程中占40～60%，对矿山的生产、安全和开采成本影响很大。在矿山井巷工程中，有些使用期很短，如矿块天井、凿岩巷道、拉底巷道、装矿巷道等采切工程；有些使用期较长，如主副井、斜坡道、通风井、主溜井、主要硐室、石门和阶段运输平巷等开拓工程。对于采切工程，一般采用传统矿山法施工就可。对于开拓工程，尽量采用新奥法施工，但要求明显比隧道低。
矿山巷道除特殊情况下一般采用直墙拱顶，多数不设仰拱不闭合。除了主副井外，由于巷道断面较小，很少采用再砌或再喷混凝土的复式支护。多采用钻爆法开挖，有条件时可采用掘进机开挖，岩层极为松软时可以人工开挖。钻爆法施工时一般分掏槽眼、辅助眼和周边眼，采用光面爆破技术，按照掏槽眼——辅助眼——边帮眼——底板眼的顺序进行微差爆破。根据围岩的稳定性和地压力的大小，用工程类比法确定初选支护方式和支护参数，一般用喷射混凝土支护、锚杆支护、锚网支护、锚喷联合支护、锚喷网联合支护等。在施工中，根据量测监控的数据来分析判断初选支护方案是否恰当，用逼近法或抽稀法来调整以找到最佳支护方案。迄今为止，依据岩体力学理论计算而得出的锚喷支护方案仅供参考。大姚铜矿采用光面爆破技术、锚喷网联合支护掘进阶段运输平巷，取得了良好的技术经济效果。
4.2新奥法在采场中的应用
新奥法提出的岩承理论和柔性支护理论，在采场地压管理中发挥着重要作用。无论是非金属矿山还是金属矿山，只要采取地下开采，都需要处理采场地压问题。在地采矿山中，特别是采用空场法和采后充填法来开采水平和微倾斜矿床、缓倾斜矿床或倾斜矿床，都会面临采场顶板控制问题。在顶板坚固性和稳定性差的时候，常常采用系统锚杆、锚网联合、锚杆桁架、锚带网等支护方法来处理顶板或局部不稳的地方，以保证回采期间顶板的稳定和采场安全。在露采时，常常采用喷射混凝土、锚杆、锚网、锚索等支护方法来加固边坡或平台。其实际效果往往远胜木桩、挡土墙和砌石加固，且造价更低。
4.3新奥法在隧道工程中的应用
新奥法起源于传统矿山法，成就于隧道工程。由于隧道工程断面较大、长度较长、穿过的岩层较复杂、要求更高，是新奥法应用最彻底的领域。从开挖方式上，隧道掘进可以采用钻爆法、全断面掘进机、盾构法等多种手段。钻爆法时可以采用全断面法和台阶法施工，尽量减少开挖对围岩的破坏。如围岩稳定性较差，开挖前可以采用锚杆、小导管或管棚超前支护[2]。从支护手段上，隧道初期支护可以采用锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护或锚喷网联合支护，并且往往做成封闭的薄壁圆桶结构（设仰拱），并进行注浆封水或导管排水，还常常进行二次衬砌或复喷混凝土支护（起安全储备和美观作用）。如地压过大时，可以采用钢纤维、钢拱架或钢筋格栅混凝土支护。大箐隧道采用钻爆法正台阶施工、锚喷初期支护、模筑钢筋格栅混凝土二次支护的方案，取得了很大的成功。
4.4新奥法在公路工程中的应用
新奥法在公路工程中也有广泛应用，在开挖深路堑、处理高陡边坡、稳定路基方面都发挥作用。对稳定的石质边坡，可以进行喷浆覆盖以防止风化；对不稳定的石质边坡，可以采用沙浆锚杆加固，可以用锚喷加固，可以用锚网加固并防止落石。还可以用位移量测和变形量测手段来分析高陡边坡的稳定性，可以用长锚索来加固边坡或填方路基。在昭待公路的修建过程中，用长锚索来加固边坡或填方路基得到大量使用。
4.5新奥法在其它工程中的应用
此外，新奥法在国防工程、水利工程、水电工程、地下铁道、地下建筑都有一定的应用。重要的地下弹药库和地下军事基地都使用新奥法施工。蔓湾水电站左岸的高陡边坡坍滑治理就大量采用锚喷支护和预应力锚索支护而取得成功。新奥法的二次支护方法在地下建筑和地下铁道建设中也被大量采用。
5.新奥法施工的注意事项
当然，新奥法也非万能和唯一的方法。相比于传统矿山法，它的施工技术更复杂，设备要求更高，成本也更高，施工速度更低，而且，在一些地质条件较复杂或软弱地层中，不适于新奥法施工。在下列情况下，不适于或需要采取适当的辅助措施才能进行新奥法施工：①涌水量过大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难的岩层；④工作面不能暂时稳定的岩层；⑤沙石、碎石、沙砾层[3]。
6.结论
新奥法将岩体力学理论和工程施工紧密结合，从开挖、支护和量测监控的系统的思维出发，确保设计和施工的一体化，从而保证工程质量和安全，有很广很强的适用性。随着锚杆材料、喷浆工艺技术、光爆技术、量测技术等的发展，新奥法将应用越来越广泛。其施工成本会不断降低，施工速度会不断提高，而施工质量和安全却越来越高。
【参考文献】
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
中图分类号: TV551.4 文献标识码：A文章编号：
随着我国社会经济的快速发展，我国的建筑行业也获得了前所未有的发展空间，各类工程建筑项目的数量呈现出了逐年上升的趋势，其中，水工建筑工程就是最具代表性的一种。水工建筑工程中的地基通常可以划分为砂砾石地基、土壤地基和岩石地基三种，因为工程施工的水文地质和工程地质条件会对整个水工建筑工程的施工质量造成直接的影响，所以，在进行基坑开挖时，必须对工程的施工条件进行严谨的分析，并制定出具有针对性的施工方案。由于天然地基通常会存在不同形式和不同程度的自然缺陷，因此，在进行建筑施工前，必须对施工部位的地基进行一定程度的人工处理，使其具备足够的耐久性、抗渗性、整体性和强度，从而为水工建筑工程的施工质量打下良好的基础。
一、岩基开挖所需的措施
坝基开挖是整个基坑开挖施工中一个关键性的环节，这一施工环节将会对整个基坑开挖的安全、进度和质量造成直接的影响，所以，在施工过程中要解决好下述几项问题：第一，选择合理的开挖技术，保证开挖的质量。岩基开挖的最常用的措施是钻孔爆破法。在坝基岩石开挖前，使用分层的梯段式松动爆破；在边坡的轮廓面实施基坑开挖，使用预裂爆破成光面进行爆破；在相近的水平建基面上，预设岩体保护层，采用分层式的爆破方法，将保护层完全爆破。对于开挖偏差的具体要求包括：对于节理裂隙中硬和坚硬的岩体，以及发育、较发育和不发育的岩体，水平建基面开挖的高程偏差要控制在20cm之内；边坡轮廓面的设计开挖偏差，在一次钻孔深度开挖时，要控制在挖高度的2%左右；在分阶段开挖时，整体边坡平均坡度和最下阶段坡脚位置的偏差都必须完全符合设计需要。第二，选择适当的开挖形态和范围。基坑开挖的范围通常由水工建筑物工程的平面轮廓所决定，同时，还必须满足支撑、立模、施工排水、道路布置和机械运行等的需要。放宽范围通常在几米至十几米之间，且具体的放宽范围要依据实际情况而有所不同。基岩面开挖后，要尽量保持基岩面能够适当向上游倾斜，但高差不能过大，且要尽量平整，只有这样才能够保证水工建筑物的牢固性和稳定性，从而防止基岩的应力集中和出现尖突。第三，安排合理的开挖程序。由于水工建筑基坑开挖会受到施工空间、时间和地形等的限制，因而水工建筑物中的基坑开挖施工较为集中，且施工中的安全问题较为突出、工种多且复杂。所以，整个的基坑开挖程序基本应遵循先岸坡后河槽、自上而下的原则。若河床较宽，还可以适当选择在岸坡和部分河床处进行平行作业，但要采取严格的安全控制措施，且无论是岸坡还是河床部分，都要实施逐步下降、分层开挖、内上而下的开挖顺序。第四，做好基坑开挖排水工作。围堰实施闭气后，要立刻将围堰渗水和基坑积水全部排除干净，并铺设好排水设备，建立排水系统，保证实现边排水、边下挖基坑，尽量控制和降低基坑内的水位，以防止积水干扰基坑开挖的顺利进行。
二、软基开挖所需的措施
软基开挖的施工措施大体上与普通土方开挖措施相同，但由于施工的地基条件较为特殊，因而，具体的施工技术会有所不同。
一方面，软基开挖地基处会存在较多的淤泥，这些淤泥通常具有人无法立足、水分多、颗粒细的特点，所以，要根据淤泥情况的不同，采取不同的处理措施。
第一，稀淤泥。这类淤泥的特点是装筐易漏，此挖彼来，流动性大，含水量高。所以，若稀淤泥层面积很小且很薄，则可先倒入干砂，利用挖掘机或其他吊装机械运输砂料，使其进占挤淤，将淤泥变为土埂，再进行挖除作业，由于稀淤泥含水量高，在进占挤淤时会有丰富的水分沥出，因此施工时须在开挖场地四周设置排水沟及集水井（尺寸视实际水量而定，但一般排水沟尺寸不小于500×500cm，集水井尺不小于1000×1000×1000cm），沥出水分集中到集水井后立即由泥浆泵抽排，以保证工作面干爽以达到淤泥变土埂的目的。若淤泥面积较大，需要填筑大量的土埂，则可实施分区治理，防止淤泥乱流；若淤泥面积广、深度大，则可在淤泥处实施分区围埂，将淤泥排入周围挖掘好的深坑内。
第二，烂淤泥。这类淤泥具有粘锹不易脱离，锹插难拔，熟稠，含水量小和淤泥层较厚的特点。所以，在进行开挖时，可先在锹上沾水，从而防止淤泥粘锹，还可选择五股钗或三股钗来替代淤泥进行开挖作业。
第三，夹砂淤泥。这类淤泥中通常会有几个或单一的夹砂层，若淤泥层较厚，则可选择前述的几种挖除方法；若淤泥层较薄，则可先把砂面完全晾干，达到能够站人的程度，再进行挖除。在挖除淤泥时，可将下层的淤泥同时挖除，使新砂面完全暴露，而不能把夹砂层挖混，从而给基坑开挖工作带来困难。
第四，机械开挖淤泥的措施，在淤泥开挖过程中施工机械的选择、施工道路的结实与否犹为重要，而于淤泥基础上施工道路的修筑及养护更是影响能否顺利施工的关键。土方开挖机械一般为挖掘机挖装、自卸型运输车运输，由于在淤泥区作业，故开挖施工前可考虑在满足进度要求前提下选用较小型号的机械以降低其自重减少对道路及工作面的破坏。
淤泥的机械开挖：1、挖掘机械的选型，淤泥地块一般地处地势较低洼地带，所以选用反铲挖掘机机以便于开挖装卸。在开挖机械选型时应按高、低搭配，高（大）型号机械负责常规淤泥挖装，低（小）型号的在高（大）型号机械不能或难以到达的地方可作补充及辅助。例如：选用日本小松PC200及PC120型反铲挖掘机作高低搭配的淤泥开挖机械，PC200型作主力开挖机械，PC120型辅助。2、运输车辆，一般运输车辆为6轮轻型和10轮重型自卸车，车辆的选择亦选用高低搭配。3、淤泥的开挖，与常规的土方开挖不同，淤泥开挖水量大、易塌方。施工中分层开挖、一次开挖深度不能过深，要控制是2.0m范围内，必要时在施工道路及基坑边沿打设松木桩及木板或砂包作围护；开挖基坑中要及时排水，在基坑边沿设置排水排及集水井，采用泥装泵将积水强排至工作面以外，保证基坑无积水。
另一方面是泉眼的治理。泉眼的产生主要是由于基坑排水较为困难，导致地下水局部渗入薄弱的土层中，并流出地面，或是由于地基深层承压水击穿土层所导致的。泉眼问题通常发生在基坑开挖的地质钻孔部位。若泉眼水是清水，则可直接将水引向集水井，并排出基坑；若泉眼水为污水，则可先抛铺一层石子和一层粗砂，使其达到过滤污水的作用，浑水变为清水后，再利用上述清水排除方法，将清水引入集水井，并排出基坑；若泉眼处在水工建筑物的底部，则首先要在泉眼上层铺设一个砂石过滤层，在泉眼中插人铁管，从而将泉水引出，并浇筑在混凝土层上，最后使用较干的水泥砂浆把排水管完全堵塞。
最后，流砂的处理。使用明式开挖排水基坑时，由于存在较大的水力坡降，会导致渗流挟带细砂从坑底向上冒 ，或者是在边坡上出现流土、管涌等现象，这一现象就叫做流砂。流砂现象通常发生在非黏性土层中，主要与砂土的动水压力、黏粒含量、空隙率和含水量等因素有关，在中砂和细砂中也较为常见常，治理流砂的主要方法是处理好“排”与“封”的问题。“封”即是将开挖区的流砂封闭起来；排”即是及时将流砂层中的水排出，降低含水量和水力坡度。若坑底翻砂冒水，则可在较低的位置挖沉砂坑，将竹筐或柳条筐沉入坑底，水进筐内而砂被阻于其外，再然后将筐内水排走。然而，对于被面流砂来说，当土质允许且流砂层较薄时，则可采取开挖方法，通常放坡比例为1:4至1:8不等，但要同时扩大开挖面积，增加工程量。因此，基坑开挖中，常采取以下措施进行治理。当挖深不大、面积较小时，可以来取护面措施。第一，柴枕护面。在坡面上设置爬坡式的柴枕，坡脚设排水沟，沟底和两例均铺柴枕，以达到滤水拌砂的效果。若基坑坡面较长、基坑挖深较大，则应采用柴枕拦砂的方法，即在坡面渗水范围的下侧打入木桩，桩内叠铺柴枕。第二，砂石护面。在坡面上先铺一层粗砂，再加适量的小石子，每层厚度在7cm左右，形成一个反滤层，坡脚挖排水沟，也设置相同的反滤层。这样不仅能够防止渗水流出时挟带泥沙，而且能够防止坡面径流冲刷。
三、总结
综上所述，在水工建筑工程的施工过程中，基坑开挖的质量会对整个工程的质量造成直接的影响，若基坑开挖存在质量或设计问题，则会严重影响工程施工的质量和建筑物的使用寿命。因此，在进行水工建筑工程施工前，设计人员和施工人员都对施工地点的水工条件和地质条件进行严格的勘察，对存在的各项地质问题进行针对性的人工处理，使其具备施工所需要求，从而为整个施工的顺利进行提供保障，同时，要采取适当的建筑施工技术和措施，以保证水工建筑工程基坑开挖的质量。
参考文献：
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中图分类号：TU74 文献标识码： A
一、地铁隧道施工的主要技术
(一)浅埋暗挖法
顾名思义，浅埋暗挖法是一项边开挖边浇筑的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。浅埋暗挖法主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
(二)盾构法
盾构法最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式、压气式、插板式等），80年代末、90年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点，目前，该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展。随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术以及盾构机修造配套技术也得到了发展提高：上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道，此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道；采用直径11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑，大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津等城市虽然地质、水文条件各不相同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。常见的盾构施工技术有：盾构拼装。在盾构拼装前，现在拼装室底部铺设52cm厚的混凝土垫层，其表面与盾构外表面相适应，在垫层内铺设钢轨，轨顶伸出垫层约5cm，可作为盾构推进时的导向轨，并能防止盾构旋转。由于起重设备和运输条件的限制，通常盾构都拆卸成切口环、支承环、盾尾3节运到工地，然后用起重机逐一放进井下的垫层上。在拼装好后的盾构后面，尚需设置由型钢拼成的、刚度很大的反力支架和传力管片。然后推出盾构需要开动的千斤顶数目和总推力进行反力支架的设计和传力管片的排列。对于洞口地层加固。当盾构工作井周围地层为自稳能力差、透水性强的松散砂土或饱和含水黏土时，如不对其进行加固处理，则在凿出开口后，必将会有大量土体和地下水向工作井内塌陷，导致洞周围大面积地表下沉，危机地下管线和附近建筑物。
(三)新奥法
新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称， 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
针对我国城市地下工程的特点和地质条件， 新奥法经过多年的完善与发展，又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法，与明挖法、盾构法相比较，由于它可以避免明挖法对地表的干扰性，而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性，因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程，如根据新奥法的基本原理，采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站， 断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。
在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。
(四)钻爆法
钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法，例如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD 法、CRD 法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法，其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土衬砌被认为是一种效果良好的防渗漏措施。
二、对地铁施工技术控制问题的相应措施
(一)混凝土配比的控制
影响混凝土质量的因素有很多，譬如说混凝土的选用、混凝土的配比等，其中混凝土的配比是影响混凝土质量的主要因素。在地铁工程施工前，施工方会根据施工设计要求，进行混凝土的配置。其主要的技术参数包括水灰比、水胶比、UEA用量以及塌落度等。这些配置配比参数需要进行报审，在审查中需要结合设计要求、混凝土结构的耐久性和防水性等技术的要求进行审查，审查合格后才可以进行混凝土的配比工作，这个环节是保证混凝土质量的一个重要环节。
(二)严格控制施工质量，防止渗漏和裂缝问题的出现
在地铁工程施工中，其施工缝、顶板防水层以及诱导层等施工中，容易出现渗漏和裂缝问题，因此在这几个方面需要特别注意施工质量问题。施工缝防水施工中，主要包括两方面，横向施工缝和纵向施工缝。这两方面需要进行重点的检查，并对止水带进行规格、性能指标等的检查，以防止由于止水带中存在气泡而导致的渗漏问题的发生。其次，在施工缝中嵌入止水钢板时，需要对止水钢板的焊接质量和表面清洁程度进行检查，以保证不会出现渗漏的问题。顶板防水层在施工前需要保证其防水层表面的清洁，并对混凝土的含水量进行检测，以保证其含水量不超过9%。诱导层防水施工中，需要注意止水带的预埋位置，如果止水带预埋位置没有做到严格居中，则会降低防水性能，致使出现渗漏问题。
其次，还可以通过预埋注浆管的形式建立预防水系统。当水渗入到接缝处时，设定在表面的注浆管端口会往管中注入环氧树脂浆液，并通过注浆管传递浆液到任何位置出浆，通过连续性的渗透，将接缝的空隙实现永久性的封堵。
(三)模板施工的技术要求
模板施工中，必须保证模板表面平整度符合相关要求，安装牢固、稳固，防止在混凝土浇筑过程中出现松动、跑模以及超标准变形等情况，严重影响施工质量的情况出现。对于高、大模板施工，需要在前期进行施工设计计算，并经施工监理进行报审批复后才可以进行施工。其次，模板的拼接是否严密也会影响到施工质量，需要严格进行模板的拼缝作业，模板拼缝要平整严密，并采取相关措施来填补拼缝，像在拼接处贴止水胶带和涂抹玻璃胶等，保证不会出现漏浆的情况，且模板内部刷脱模剂。在模板施工完成后，经测量符合图纸要求及规范要求后进行混凝土的浇筑。此外，如果在混凝土浇筑过程中模板中出现了结构变形情况，及时采取措施将模板固定牢固，保证结构体型尺寸。
(四)钢筋施工技术
钢筋进场时提供材质证明，检测报告，并对其形状、尺寸等进行核对，进场后原材料进行取样，合格后按图纸要求加工。此外，钢筋焊接、机械连接还要做工艺性试验（包括现场试验），使用过程中按规范要求取样，在钢筋进行焊接、机械连接、安装前进行钢筋表面的除锈工作。在钢筋使用过程中，保证钢筋的表面没有损伤、油渍、污渍以及铁锈等。此外，对于焊接后，在焊接处留下的焊瘤需要进行处理，并在钢筋端部的一些弯曲、扭曲处等进行校正或是切除。其钢筋焊接成型后，进行网片和骨架的固定中，必须保证绑扎稳固，以防止在安装和浇筑混凝土中出现松动或是变形等情况，影响施工质量。其次，在钢筋的固定和安装中，需保证钢筋的焊接贯通，这样可以保证工程施工中防迷流的设计要求。
结语
总之，由于地铁工程的特殊性，如何提高地铁施工的安全性就成为了众多学者研究的一大重点。因此，在施工过程中要对施工技术不断创新以及发展，同时，必须充分认识到安全管理工作的重要性，还要提高管理水平，真正的做好地铁施工过程，为企业提高经济效益作保障。
参考文献