鉆孔爆破法

1、全斷面掘進法，整個開挖斷面一次鉆孔爆破，開挖成型，全面推進。在隧洞高度較大時，也可分為上下兩部分，形成臺階，同步爆破，并行掘進。在地質(zhì)條件和施工條件許可時，優(yōu)先采用全斷面掘進法。

2、導(dǎo)洞法，先開挖斷面的一部分作為導(dǎo)洞，再逐次擴大開挖隧洞的整個斷面。這是在隧洞斷面較大,由于地質(zhì)條件或施工條件,采用全斷面開挖有困難時,以中小型機械為主的一種施工方法。導(dǎo)洞斷面不宜過大，以能適應(yīng)裝碴機械裝碴、出碴車輛運輸、風(fēng)水管路安裝和施工安全為度。導(dǎo)洞可增加開挖爆破時的自由面，有利于探明隧洞的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，并為洞內(nèi)通風(fēng)和排水創(chuàng)造條件。根據(jù)地質(zhì)條件、地下水情況、隧洞長度和施工條件，確定采用下導(dǎo)洞、上導(dǎo)洞或中心導(dǎo)洞等。導(dǎo)洞開挖后，擴挖可以在導(dǎo)洞全長挖完之后進行，也可以和導(dǎo)洞開挖平行作業(yè)。

3、分部開挖法，在圍巖穩(wěn)定性較差，一般需要支護的情況下，開挖大斷面的隧洞時，可先開挖一部分斷面，及時做好支護，然后再逐次擴大開挖。用鉆爆法開挖隧洞，通常從第一序鉆孔開始，經(jīng)過裝藥、爆破、通風(fēng)散煙、出碴等工序，到開始第二序鉆孔，作為一個隧洞開挖作業(yè)循環(huán)。盡量設(shè)法壓縮作業(yè)循環(huán)時間，以加快掘進速度。20世紀80年代，一些國家采用鉆爆法在中硬巖中開挖斷面面積為100㎡左右的隧洞,掘進速度平均每月約為200m。中國魯布革水電站工程，開挖直徑8.8m的引水隧洞,單工作面平均月進尺達231m,最高月進尺達373.7m。

這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個引爆單個藥包，發(fā)展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應(yīng)用毫秒爆破、預(yù)裂爆破及光面爆破等爆破技術(shù)。施工前，要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、支護方式、工期要求以及施工設(shè)備、技術(shù)等條件，選定掘進方式。

鉆孔爆破法一直是地下建筑物巖石開挖的主要施工方法。這種方法對巖層地質(zhì)條件適應(yīng)性強、開挖成本低，尤其適合巖石堅硬的洞室施工。鉆孔爆破法開挖地下建筑物，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、地質(zhì)情況、爆破材料及鉆孔設(shè)備等條件作好爆破設(shè)計。

鉆爆設(shè)計的主要任務(wù)是：①確定開挖斷面的炮孔布置，包括各類炮孔的位置、深度及方向；②確定各類炮孔的裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)及堵孔方式；③確定各類炮孔的起爆方法和起爆順序。

露天開挖爆破比較，地下洞室?guī)r石開挖爆破施工有如下主要特點：

(1)因照明、通風(fēng)、噪聲及滲水等影響，鉆爆作業(yè)條件差；鉆爆工作與支護、出渣運輸?shù)裙ば蚪徊孢M行，施工場面受到限制，增加了施工難度。

(2)爆破自由面少，巖石的夾制作用大，增大了破碎巖石的難度，使巖石爆破的單位耗藥量提高。

(3)爆破質(zhì)量要求高。對洞室斷面的輪廓形成一般均有嚴格的標(biāo)準(zhǔn)，控制超挖、不允許欠挖；必須防止飛石、空氣沖擊波對洞室內(nèi)有關(guān)設(shè)施及結(jié)構(gòu)的損壞；應(yīng)盡量控制爆破對圍巖及附近支護結(jié)構(gòu)的擾動與質(zhì)量影響，確保洞室的安全穩(wěn)定。

鉆孔爆破法勘察信息

位于下游干流上某水電站是一座低水頭徑流式電站，廠房為河床式，設(shè)計裝機容量 3×1.8 萬 KW，汛期電站存在大壩溢流問題， 運行表明，廠房尾水位高于設(shè)計原尾水位， 嚴重影響機組出力和發(fā)電效益，經(jīng)分析論證，擬進行尾水渠疏挖改造。

工程項目和工作范圍：本次疏挖工程由兩部分組成：拆除尾水渠右側(cè)部分砼導(dǎo)墻，該 導(dǎo)墻長約 45m，墻頂高程▽52.0 m，厚 1.5 m，分上下兩段，每段長約 22.5m，拆除伸縮縫 下游側(cè)的一段，拆至高程▽45.0m；疏挖導(dǎo)墻內(nèi)渠底和導(dǎo)墻下游約 100 m 范圍內(nèi)的河床，從 上至下疏挖寬度為 45～70 m，疏挖后底高程約為▽43.0～▽42.5 m，但不高于▽43.0 m。該 段疏挖河床大部為板巖，部分為砂卵石。

爆破和疏挖工程施工要求：本工程施工過程中，由于正直電廠 2#機組大修，機組流道 中沒有充水，因此，設(shè)計中應(yīng)考慮水下爆破施工可能對機組檢修閘門造成的影響。施工中提 高爆破效率，降低爆破震動和飛石對附近建筑物的破壞影響，是影響工程施工進度和安全的關(guān)鍵所在。

鉆孔爆破法水下爆破施工

根據(jù)信息論的觀點，根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗和投入工程水下鉆爆機械設(shè)備力量綜合考 慮，對水下爆破選用鉆孔爆破法施工。其施工工藝流程如下：爆破設(shè)計→錨定鉆孔作業(yè)平臺→移機就位→確定孔深→套管護孔→鉆孔→成孔沖洗→ 測量驗孔→裝藥→連線→平臺撤離→起爆信號→起爆、震動監(jiān)測→爆破效果檢查→解除警戒。

施工中的幾項主要技術(shù)措施分述如下： 鉆孔作業(yè)平臺設(shè)計制作浮箱式簡易起升鉆爆作業(yè)平臺船(16 m×6 m)。作業(yè)平臺采用鋼體浮箱結(jié)構(gòu)，兩浮 箱間距 5 m。浮箱內(nèi)徑 Φ1 100 mm，單長 12 m，扣除浮箱、平臺鋼結(jié)構(gòu)自重，浮力約為15t。通過槽鋼、工字鋼將兩浮箱焊接為承載鉆機及附屬設(shè)備的船體[2]。潛孔鉆鉆機由腳手 架鋼管鉸接固定在平臺上，組成鉆機作業(yè)平臺。浮箱兩側(cè)各向外伸出 0.5 m，另外焊接兩個 小平臺，可供 4 臺 KQ-100 型潛孔鉆機工作之用。為加快鉆機就位速度，鉆機平臺可沿槽鋼軌道滑動移位。測量定位后，采用 8 只鐵錨及 100 m以上的錨繩，由機動小駁船牽引到達爆破區(qū)域后，依靠船上人工收縮錨繩配合準(zhǔn)確就位。利用 5t手拉葫蘆人工控制將 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底，使鉆孔平臺升起基本脫離 水面，此時整個鉆孔平臺上的荷載完全支承在 4 根鋼管立柱上。鉆孔施工時，不會受到波浪 起伏的影響，保證成孔質(zhì)量。鉆孔平臺移位時，先收回立柱，使鉆孔平臺浮在水面上，此時 通過拉動錨繩將平臺移到下一鉆孔位置施工。

鉆孔設(shè)備及爆破器材的選擇

（1）鉆孔設(shè)備的選型

由于水下鉆孔爆破，加之水面上的限制，選用 KQ-100 潛孔鉆機鉆孔，孔徑 Φ90 mm。

（2）鉆孔附屬機構(gòu)

水下爆破條件采用垂直鉆孔作業(yè)。鉆孔機具選用 KQ -100 型潛孔鉆，，藥卷為 Φ70 mm， 炸藥選用抗水性能良好的乳化炸藥。為保證鉆孔后的裝藥和清孔，在鉆孔之前，先將 1 根下 端帶有環(huán)形(鉆徑 Φ117 mm)的中空套管鉆透覆蓋層(淤泥層)，并鉆入基巖一定深度，然后 在套管中下鉆桿，在基巖中進行鉆孔。為確保開挖達到設(shè)計深度，鉆孔應(yīng)有一定的超鉆深度， 超鉆深度取 1. 0～1.5 m，即實際鉆孔深度為 1.5 m～4.5 m。

（3）爆破器材的品種選取。

選用具有防水性能良好的乳化炸藥，裝入 Φ80mmPVC 管中。非電雷管用“雙高”雷管。 起爆網(wǎng)絡(luò)采用孔內(nèi)高段位、孔外低段位毫秒微差復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)，以確保傳爆的準(zhǔn)確性。為確 保安全，用粗砂將炮孔堵滿，防止沖炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆蓋，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作為爆破孔位標(biāo)記，便于集中裝藥；②裝藥后便于連接導(dǎo)爆管腳線沒， 形成起爆網(wǎng)絡(luò)。

（4）導(dǎo)爆管的放置。 在水中放置浮胎，使其固定地飄浮在水面上，將“每船同排”的導(dǎo)爆管按綁在一只輪胎上，按照“從后到前的順序”將輪胎上的導(dǎo)爆管用“同段”非電雷管連接起來，為了不使傳爆雷管將 其他導(dǎo)爆管炸斷造成拒爆現(xiàn)象，連接時應(yīng)將雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎緊，不能浮在水面隨波漂移。

鉆孔爆破法安全校核

水下爆破所產(chǎn)生的危害表現(xiàn)為爆破地震效應(yīng)、水中沖擊波效應(yīng)、空氣沖擊波效應(yīng)和水面波浪效應(yīng)。

鉆孔爆破法爆破效果

爆破后，巖石破碎塊度理想，水下清渣順利，經(jīng)檢驗，對閘門及周圍建筑物無影響。

中文名稱

隧洞鉆孔爆破法

英文名稱

drilling and blasting method

定　　義

在工作面上鉆孔，孔內(nèi)裝炸藥引爆破碎介質(zhì)開挖隧洞的施工方法。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級學(xué)科），水利工程施工（二級學(xué)科），土石方開挖（水利）（三級學(xué)科）

通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法，簡稱鉆爆法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個引爆單個藥包，發(fā)展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應(yīng)用毫秒爆破、預(yù)裂爆破及光面爆破等爆破技術(shù)。施工前，要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、支護方式、工期要求以及施工設(shè)備、技術(shù)等條件，選定掘進方式 。

巖塞爆破形成的進水口常年在水下運行，需要有良好的運行條件。巖塞的位置和幾何形狀確定后，才能進行爆破設(shè)計。巖塞爆破一般有2類方法:硐室爆破法和鉆孔爆破法。其中硐室爆破法又分為集中藥室硐室爆破法和條形藥室硐室爆破法;而鉆孔爆破法又包括大孔徑深孔爆破法和小孔徑炮眼爆破法;還有就是上述方法的組合 。