高原地区隧道施工横洞爆破施工方法与流程

1.本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种高原地区隧道施工横洞爆破施工方法。


背景技术：

2.随着国内基础设施建设的大力发展，铁路工程交通基础设施逐渐从平原地区向山区、高原地区发展，隧道的建设数量和里程也越来越长，给隧道施工的建筑带来了很大的难度；同时，高原环境下存在空气稀薄、低气压、寒冷、缺氧等情况，给长里程隧道的施工同样带来了很大的困难。
3.某隧道施工项目隧道里程长、地形地貌环境复杂，基于施工条件采用横洞与正洞结合的施工方案，在横洞施工过程中横洞的尺寸较正洞尺寸小，采用机械化钻爆施工在操作空间会受到很大的限制，同时施工段内围岩地质情况复杂，包括有ⅲ、ⅳ、
ⅴ
不同等级的围岩，结合高原施工环境所带来的问题，这些都给高原地区隧道横洞的爆破施工造成很大的难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高原地区隧道施工横洞爆破施工方法，解决高原地区隧道横洞施工中存在的施工工况复杂、施工难度大的问题。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.高原地区隧道施工横洞爆破施工方法，包括：
7.针对不同的围岩级别采用不同的施工方式进行施工，包括：针对ⅲ级、ⅳ级围岩段采用全断面法施工，针对
ⅴ
级围岩段采用微台阶法施工；
8.根据所采用的施工方式、围岩级别、衬砌类型，对横洞进行分段，并对横洞各段按照所采用的施工方式、围岩级别、衬砌类型进行分类，根据不同的分类下横洞各段的特征属性生成对应的爆破方案，包括：掌子面炮孔布置、循环进尺深度、炮孔尺寸、炮孔掏槽类型、炸药装药量、炮孔孔距和排距、装药结构；
9.根据爆破方案对横洞各段进行爆破施工。
10.另一方面，所述爆破方案中：
11.针对ⅲ级围岩采用楔形掏槽施工方式，循环进尺深度不大于3.0m，周边孔不超深，掏槽孔超深不大于0.4m，辅助孔超深不大于0.2m；
12.针对ⅳ级围岩可采用楔形掏槽施工方式或直眼掏槽施工方式；当采用楔形掏槽方式时，循环进尺深度不大于2.4m，周边孔不超深，掏槽孔超深不超过0.4m，辅助孔超深不大于0.2m；当采用直眼掏槽方式时，循环进尺深度不大于2.4m，周边孔不超深，掏槽孔超深不超过0.4m，辅助孔超深不大于0.2m，破碎孔超深0.2m；
13.针对
ⅴ
级围岩采用直眼掏槽施工方式，循环进尺深度不大于1.0m，周边孔不超深，掏槽孔超深不大于0.2m，辅助孔超深不大于0.2m。
14.另一方面，所述爆破方案中：
15.针对ⅲ级围岩，周边孔的孔距不大于50cm，周边孔的最小抵抗线不大于60cm，其它掘进孔孔距不大于50cm，掘进孔之间的排距不大于70cm，底板孔孔距不大于80cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距不大于80cm；
16.针对ⅳ级围岩，当采用楔形掏槽施工方式时，周边孔的孔距不大于50cm，周边孔最小抵抗线不大于60cm，其它掘进孔孔距不大于50cm，掘进孔之间的排距不大于80cm，底板孔孔距为80-100cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距不大于80cm；当采用直眼掏槽施工方式时，周边孔的孔距不大于50cm，周边孔的最小抵抗线不大于60cm，其它掘进孔孔距不大于50cm，掘进孔之间的排距不大于60cm，底板孔孔距为80-100cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距不大于80cm；
17.针对
ⅴ
级围岩，周边孔的孔距不大于50cm，周边孔的最小抵抗线不大于60cm，其它掘进孔孔距不大于50cm，掘进孔之间的排距不大于100cm，底板孔孔距不大于80cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距不大于100cm。
18.另一方面，所述爆破方案中，针对ⅲ级围岩中fsⅰp
‑ⅲ
pa衬砌类型，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽，掏槽孔与辅助掏槽之间的排距不大于30cm；掘进眼，掘进眼包括3个水平布置在掏槽孔上方的第一掘进眼、布置于掏槽孔两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置在掏槽孔上方的6个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
19.另一方面，所述爆破方案中，针对ⅲ级围岩中fsⅱp
‑ⅲ
pa衬砌类型，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；
20.炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽，掏槽孔与辅助掏槽之间的排距不大于30cm；掘进眼，掘进眼包括3个水平布置在掏槽孔上方的第一掘进眼、布置于辅助掏槽两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置在掏槽孔上方的7个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
21.另一方面，所述爆破方案中，所述爆破方案中，针对ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；
22.当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的12个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈弧形布置在掏槽孔上方的5个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的10个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的13个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.7-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m；
23.当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽孔上方呈弧形布置的7个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的5个第二掘进眼和13个第三掘进眼，第三掘进眼分别布置于掏槽孔之间与辅助掏槽外侧；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.7-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
24.另一方面，所述爆破方案中，针对ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；
25.当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的20个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈水平布置在掏槽孔上方的3个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的6个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m；
26.当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的20个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽孔上方呈水平布置的3个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的6个第二掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的6个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，38个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
27.另一方面，所述爆破方案中，针对ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；
28.当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的14个掏槽孔；位于掏槽孔外侧呈两列设置的16个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈水平布置在掏槽孔上方的3个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的8个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的7个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m；
29.当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的14个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的28个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽孔上方呈水平布置的3个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的6个第二掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的7个第三掘进眼；底板孔，底板孔在掌子面底部呈两排水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8-1.0m；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
30.另一方面，所述爆破方案中，针对
ⅴ
级围岩中fsⅱp
‑ⅴ
ma衬砌类型，炮孔孔位分别布置在掌子面上台阶和下台阶，上台阶和下台阶上的炮孔孔位均相对掌子面中线对称设置；
31.上台阶上炮孔采用直眼掏槽方式，炮孔孔位布置包括有：成列设置于掌子面中线上的3个破碎孔；位于破碎孔两侧呈两列设置的12个掏槽孔；位于掏槽孔外侧呈两列设置的8个辅助掏槽；掘进眼，包括设置于掏槽孔上方的11个第一掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的13个第二掘进眼；底板孔，底板孔在上台阶底部呈水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8m；周边孔，周边孔沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m；
32.下台阶上炮孔孔位布置包括有：掘进眼，包括呈水平设置在下台阶上方的3个第一掘进眼、位于第一掘进眼下方的5个第二掘进眼、位于第二掘进眼下方的7个第三掘进眼和设置于第三掘进眼外侧的12个第四掘进眼；底板孔，底板孔在下台阶底部呈水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8m；周边孔，周边孔沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
33.另一方面，所述爆破方案中，针对
ⅴ
级围岩中fsⅰp
‑ⅴ
ma衬砌类型，炮孔孔位分别布置在掌子面上台阶和下台阶，上台阶和下台阶上的炮孔孔位均相对掌子面中线对称设置；
34.上台阶上炮孔采用直眼掏槽方式，炮孔孔位布置包括有：成列设置于掌子面中线上的3个破碎孔；位于破碎孔外侧设置的6个掏槽孔；掘进眼，包括分别设置于掏槽孔外侧和上方的9个第一掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的11个第二掘进眼；底板孔，11个底板孔在上台阶底部呈水平布置；辅助孔，辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置，辅助孔之间的间距设置为1.0m；周边孔，周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m；
35.下台阶上炮孔孔位布置包括有：掘进眼，包括呈水平设置在下台阶上方的3个第一掘进眼、位于第一掘进眼下方的5个第二掘进眼、位于第二掘进眼下方的7个第三掘进眼和设置于第三掘进眼外侧的12个第四掘进眼；底板孔，底板孔在下台阶底部呈水平布置，底板孔之间的间距设置为0.8m；周边孔周边孔沿掌子面周向均布设置，周边孔之间的间距设置为0.5m。
36.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
37.本发明针对高原地区地质环境特点、地形地貌以及施工条件的限制，根据不同的围岩级别采用不同的施工方式进行施工的同时，针对所采用的施工方式、围岩级别、衬砌类型对横洞进行分段施工，制定相应的施工方案；并结合横洞施工过程中洞内施工空间有限对机械化钻爆施工所带来的限制，对施工爆破方案中炮孔的点位进行设置，保证机械化钻爆作业能够最大程度发挥作用的同时，保证洞内光爆成洞质量；因地制宜，在提高施工效率，保证施工效果的同时，保证施工过程的安全性，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他相关的附图。
39.图1为本发明隧道施工横洞爆破施工方法流程图。
40.图2为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅲ级围岩fsⅰp
‑ⅲ
pa衬砌类型掌子面炮孔布置结构图。
41.图3为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅲ级围岩fsⅰp
‑ⅲ
pa衬砌类型掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
42.图4为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅲ级围岩中fsⅱp
‑ⅲ
pa衬砌类型掌子面炮孔布置结构图。
43.图5为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅲ级围岩fsⅱp
‑ⅲ
pa衬砌类型掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
44.图6为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
45.图7为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
46.图8为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
47.图9为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
48.图10为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
49.图11为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
50.图12为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
51.图13为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
52.图14为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
53.图15为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用楔形掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
54.图16为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面炮孔布置结构图。
55.图17为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型当采用直眼掏槽施工方式时掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
56.图18为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中
ⅴ
级围岩fsⅱp
‑ⅴ
ma衬砌类型掌子面炮孔布置结构图。
57.图19为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中
ⅴ
级围岩fsⅱp
‑ⅴ
ma衬砌类型掌子面不同炮孔孔位设置示意图。
58.图20为本发明隧道施工横洞爆破施工方法中
ⅴ
级围岩fsⅰp
‑ⅴ
ma衬砌类型掌子面
炮孔布置结构图。
具体实施方式
59.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
60.该隧道施工项目位于高原地区，海拔在3000米以上，隧道里程长，施工条件恶劣，施工难度大，结合施工地形地貌特点，该隧道项目施工采用的是先施工横洞然后施工与横洞连通的正洞的施工方法。在横洞施工过程中，由于地形地貌环境复杂，施工地段围岩地质情况复杂，包括有ⅲ、ⅳ、
ⅴ
不同等级的围岩，并且由于高原缺氧给施工带来的影响，这些都给项目施工的周期、安全、工程质量造成了很大的难度。
61.基于上述存在的问题，需要制定针对性的施工方法，本实施例中的隧道施工横洞爆破施工方法，针对不同的围岩级别采用不同的施工方式进行施工，其中，针对ⅲ级、ⅳ级围岩段采用全断面法施工，针对
ⅴ
级围岩段采用微台阶法施工；然后根据所采用的施工方式、围岩级别、衬砌类型，对横洞各个施工段进行分段，并对横洞各段按照所采用的施工方式、围岩级别、衬砌类型进行分类，根据不同的分类下横洞各段的特征属性(包括施工方式、围岩级别、衬砌类型、横洞参数等)生成对应的爆破施工方案，这里的爆破施工方案包括有掌子面炮孔布置、循环进尺深度、炮孔尺寸、炮孔掏槽类型、炸药装药量、炮孔孔距和排距、装药结构、爆破控制等；然后根据所生成的爆破方案对横洞各段进行爆破施工。
62.该横洞施工项目分段施工围岩级别、衬砌类型以及所采用的施工工法，具体见下表：
63.[0064][0065]
横洞开挖根据围岩情况，ⅲ级围岩段采用全断面法施工，ⅳ级围岩段采用全断面法施工，
ⅴ
级围岩段采用微台阶法施工。
[0066]
通常爆破方案的设计需要根据岩石种类、岩性、岩石结构、裂纹情况、施工条件等方面进行综合评估，同时通过爆破试验确定调整爆破参数，进行动态爆破设计。这里爆破方
案的制定包括有：掌子面炮孔布置、循环进尺深度、炮孔尺寸、炮孔掏槽类型、炸药装药量、炮孔孔距和排距、装药结构、爆破控制。
[0067]
炮孔钻孔施工采用三臂凿岩台车设备，其钻孔孔径为38-42mm，实际设计孔径取41mm。采用的药卷直径一般为32mm，长度为20cm、30cm，重量为200g、300g。
[0068]
根据施工特点和施工经验，爆破采用楔形掏槽或直眼掏槽，周边采用光面爆破。
[0069]
针对该项目具体采用的爆破施工方案中：
[0070]
针对ⅲ级围岩采用楔形掏槽施工方式，循环进尺设计为3.0m，周边孔不超深，掏槽孔超深0.4m，辅助孔超深0.2m。即周边孔孔深3.0m，掏槽孔孔深3.4m，辅助孔孔深3.2m。
[0071]
针对ⅳ级围岩可采用楔形掏槽施工方式或直眼掏槽施工方式；当采用楔形掏槽方式时，循环进尺设计为2.4m，周边孔不超深，掏槽孔超深0.4m，辅助孔超深0.2m；当采用直眼掏槽方式时，循环进尺设计为2.4m，周边孔不超深，掏槽孔超深0.4m，辅助孔超深0.2m，破碎孔超深0.2m；即周边孔孔深2.4m，掏槽孔孔深2.8m，辅助孔孔深2.6m。
[0072]
针对
ⅴ
级围岩采用直眼掏槽施工方式，循环进尺设计为1.0m，周边孔不超深，掏槽孔超深0.2m，辅助孔超深0.2m。即周边孔孔深1.0m，掏槽孔孔深1.2m，辅助孔孔深1.2m。
[0073]
爆破施工针对不同围岩级别、衬砌类型，所采用的循环进尺见下表：
[0074][0075]
在爆破施工时，单位岩体炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩石飞散距离和爆堆形状，而且影响炮眼利用率、钻眼工作量、劳动生产率、材料消耗、掘进成本、断面轮廓质量以及围岩的稳定性。设计合理的炸药单耗往往取决于多方面的因素，其中有岩石的物理力学性质、断面、炸药性能、炮眼直径和深度等。
[0076]
其中，针对装药量的设计如下：
[0077]
光面爆破装药量的计算，主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度，即以kg/m表示，一般采纳试验方法求得或从同类工程中选取：
[0078]
q＝qev
[0079]
式中：
[0080]
q—装药集中度，kg/m；
[0081]
q—单位体积耗药量，g/m3；
[0082]
e—周边眼间距，m；
[0083]v‑‑
最小反抗线，m；
[0084]
通过现场试验和施工阅历数据，用计算法进行校核，确定q＝0.07-0.15kg/m。依据
q＝0.15kg/m计算。
[0085]
针对炮眼数量的设计如下：
[0086]
n＝q s/ηy
[0087]
式中：
[0088]
n—炮眼数量，不包括未装药的空眼；
[0089]
q—单位炸药消耗量，一般取q＝1.2-2.4kg/m3；
[0090]
s—开挖段面积，m3；
[0091]
η—装药系数，即装药长度和炮眼长度的比值，暂取0.7；
[0092]
y—每米药卷的炸药质量，kg/m，如2号岩石乳化炸药y＝0.91。
[0093]
爆破施工方案中，掌子面炮孔的布置包括：
[0094]
针对ⅲ级围岩，周边孔的孔距设计为50cm，周边孔的最小抵抗线设计为60cm，其它掘进孔孔距设计为50cm，掘进孔之间的排距设计为70cm，底板孔孔距设计为80cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距设计为80cm。
[0095]
参照图2和3，针对ⅲ级围岩中fsⅰp
‑ⅲ
pa衬砌类型：
[0096]
炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽，掏槽孔之间的间距为50cm，掏槽孔距中线之间的间距为1.4m，掏槽孔与辅助掏槽之间的排距为30cm；掘进眼，掘进眼包括3个水平布置在掏槽孔上方的第一掘进眼、布置于掏槽孔两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置在掏槽孔上方的6个第三掘进眼；底板孔，16个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，16个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，35个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0097]
如图3，掏槽孔的倾斜角度设置为70
°
，辅助掏槽的倾斜角度设置为85
°
，其它炮孔设置为90
°
。
[0098]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0099]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0100][0101]
参照图4和5，针对ⅲ级围岩中fsⅱp
‑ⅲ
pa衬砌类型：
[0102]
炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽，掏槽孔与辅助掏槽之间的排距不大于30cm；掘进眼，掘进眼包括3个水平布置在掏槽孔上方的第一掘进眼、布置于辅助掏槽两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置在掏槽孔上方的7个第三掘进眼；底板孔，16个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，18个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，39个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0103]
掏槽孔的倾斜角度设置为65
°‑
70
°
，辅助掏槽的倾斜角度设置为70
°‑
76
°
，掘进眼的倾斜角度设置为80
°‑
85
°
。
[0104]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0105]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0106][0107]
针对ⅳ级围岩，当采用楔形掏槽施工方式时，周边孔的孔距设计为50cm，周边孔最小抵抗线设计为60cm，其它掘进孔孔距设计为50cm，掘进孔之间的排距设计为80cm，底板孔孔距为80-100cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距设计为80cm。
[0108]
当采用直眼掏槽施工方式时，周边孔的孔距设计为50cm，周边孔的最小抵抗线设计为60cm，其它掘进孔孔距设计为50cm，掘进孔之间的排距设计为60cm，底板孔孔距为80-100cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距设置为80cm。
[0109]
针对ⅳ级围岩中fsⅰpjs
‑ⅳ
ma衬砌类型：
[0110]
参照图6和7，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的12个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈弧形布置在掏槽孔上方的5个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的10个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的13个第三掘进眼；底板孔，20个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，17个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，37个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0111]
在采用楔形掏槽施工方式时：
[0112]
掏槽孔的倾斜角度设置为70
°
，辅助掏槽的倾斜角度设置为75
°
，掘进眼的倾斜角度依次设置为80
°
、85
°
。
[0113]
所述掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0114]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0115][0116]
参照图8和9，当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧的10个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽孔上方呈弧形布置的7个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的5个第二掘进眼和13个第三掘进眼，第三掘进眼分别布置于掏槽孔之间与辅助掏槽外侧；底板孔，20个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，17个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，37个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0117]
在采用直眼掏槽施工方式时：
[0118]
掏槽孔距掌子面中线的间距设计为1.2m，掏槽孔与辅助掏槽之间的间距设计为1m。
[0119]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0120]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0121]
[0122][0123]
针对ⅳ级围岩中fsⅰp
‑ⅳ
pa衬砌类型：
[0124]
参照图10和11，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的20个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈水平布置在掏槽孔上方的3个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的6个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的6个第三掘进眼；底板孔，17个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，17个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，38个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0125]
在采用楔形掏槽施工方式时：
[0126]
掏槽孔的倾斜角度设置为70
°
，辅助掏槽的倾斜角度设置为80
°
，掘进眼的倾斜角度由内至外依次设置为80
°
、85
°
。
[0127]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0128]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0129][0130][0131]
参照图12和13，当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的10个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的20个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽
孔上方呈水平布置的3个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的6个第二掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的6个第三掘进眼；底板孔，17个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，17个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，38个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0132]
在采用直眼掏槽施工方式时：
[0133]
掏槽孔距掌子面中线的间距设置为0.8m，掏槽孔与辅助掏槽之间的间距设置为0.6m，两列辅助掏槽之间的间距设置为0.8m；
[0134]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0135]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0136][0137]
针对ⅳ级围岩中fsⅱp
‑ⅳ
pa衬砌类型：
[0138]
如图14和15，炮孔孔位在掌子面上相对其中线对称设置；当采用楔形掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的14个掏槽孔；位于掏槽孔外侧呈两列设置的16个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括呈水平布置在掏槽孔上方的3个第一掘进眼、布置于辅助掏槽孔两外侧的8个第二掘进眼和呈弧形布置于第一掘进眼外侧的7个第三掘进眼；底板孔，18个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，16个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，40个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0139]
在采用楔形掏槽施工方式时：
[0140]
掏槽孔的倾斜角度设置为65
°
，辅助掏槽的倾斜角度从内至外依次设置为73
°
、82
°
。
[0141]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0142]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0143][0144]
如图16和17，当采用直眼掏槽施工方式时，炮孔孔位布置包括有：成列设置的14个掏槽孔；设置于掏槽孔外侧呈两列设置的28个辅助掏槽；掘进眼，掘进眼包括设置于掏槽孔上方呈水平布置的3个第一掘进眼、设置于第一掘进眼内侧呈弧形布置的6个第二掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的7个第三掘进眼；底板孔，18个底板孔在掌子面底部呈两排水平布置；辅助孔，16个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，40个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0145]
在采用直眼掏槽施工方式时：
[0146]
掏槽孔距掌子面中线的间距设置0.8m，掏槽孔与辅助掏槽之间的间距设置为0.6m，两列辅助掏槽之间的间距设置为0.8m。
[0147]
掏槽孔中的装药集中度为0.65kg/m，辅助掏槽中的装药集中度为0.55kg/m，掘进眼的装药集中度为0.5kg/m，底板孔的装药集中度为0.6kg/m，辅助孔的装药集中度为0.55kg/m，周边孔的装药集中度为0.2kg/m。
[0148]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0149][0150]
针对
ⅴ
级围岩，周边孔的孔距设计为50cm，周边孔的最小抵抗线设计为60cm，其它
掘进孔孔距设计为50cm，掘进孔之间的排距设计为100cm，底板孔孔距设计为80cm，底板孔与位于其上侧的炮孔之间的排距设计为100cm。
[0151]
参照图18和19，针对
ⅴ
级围岩中fsⅱp
‑ⅴ
ma衬砌类型：
[0152]
炮孔孔位分别布置在掌子面上台阶和下台阶，上台阶和下台阶上的炮孔孔位均相对掌子面中线对称设置；
[0153]
上台阶上炮孔采用直眼掏槽方式，炮孔孔位布置包括有：成列设置于掌子面中线上的3个破碎孔；位于破碎孔两侧呈两列设置的12个掏槽孔；位于掏槽孔外侧呈两列设置的8个辅助掏槽；掘进眼，包括设置于掏槽孔上方的11个第一掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的13个第二掘进眼；底板孔，11个底板孔在上台阶底部呈水平布置；周边孔，33个周边孔沿掌子面周向均布设置；
[0154]
下台阶上炮孔孔位布置包括有：掘进眼，包括呈水平设置在下台阶上方的3个第一掘进眼、位于第一掘进眼下方的5个第二掘进眼、位于第二掘进眼下方的7个第三掘进眼和设置于第三掘进眼外侧的12个第四掘进眼；底板孔，14个底板孔在下台阶底部呈水平布置；周边孔，14个周边孔沿掌子面周向均布设置。
[0155]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0156][0157][0158]
针对
ⅴ
级围岩中fsⅰp
‑ⅴ
ma衬砌类型：
[0159]
炮孔孔位分别布置在掌子面上台阶和下台阶，上台阶和下台阶上的炮孔孔位均相对掌子面中线对称设置；
[0160]
上台阶上炮孔采用直眼掏槽方式，炮孔孔位布置包括有：成列设置于掌子面中线上的3个破碎孔；位于破碎孔外侧设置的6个掏槽孔；掘进眼，包括分别设置于掏槽孔外侧和
上方的9个第一掘进眼和设置于第一掘进眼外侧呈弧形布置的11个第二掘进眼；底板孔，11个底板孔在上台阶底部呈水平布置；辅助孔，13个辅助孔在掘进孔外侧沿掌子面周向均布设置；周边孔，29个周边孔在辅助孔外侧沿掌子面周向均布设置。
[0161]
下台阶上炮孔孔位布置包括有：掘进眼，包括呈水平设置在下台阶上方的3个第一掘进眼、位于第一掘进眼下方的5个第二掘进眼、位于第二掘进眼下方的7个第三掘进眼和设置于第三掘进眼外侧的12个第四掘进眼；底板孔，9个底板孔在下台阶底部呈水平布置；周边孔，14个周边孔沿掌子面周向均布设置。
[0162]
具体炮孔布置及所采用的爆破参数见下表：
[0163][0164][0165]
爆破方案中采用连续和间隔两种装药结构，其中光面炮孔采用连续或空气间隔装药结构，其它炮孔采用连续装药结构。
[0166]
周边孔，周边空装药集中度为0.2～0.3kg/m。采用φ25mm连续装药结构或间隔装
药，即将φ32mm乳化炸药一剖为二作为小药卷，底部加强装药，导爆索串联分段药卷引爆。
[0167]
掏槽空与辅助掏槽等其他炮孔，采用连续不耦合装药方法，并进行炮泥堵塞，采用直径φ＝32mm的乳化炸药。
[0168]
在掌子面上布置炮孔时，由测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线，按钻爆设计图标识出炮眼位置，经检查合格后方可进行钻眼。为减少测量时间和提高测量精度，在直线地段应安设激光导向仪。激光定向：用极坐标aps断面检测及炮眼定位，按不同的围岩断面尺寸，炮眼布置图输入仪器，台车钻臂以投射激光及孔位为依据，按孔位钻进并控制好方向，确保钻孔质量。爆破后输入相应的里程、断面，仪器通过光束自动检测断面超欠挖，按投影布点。
[0169]
采用钻孔台车钻孔时，钻孔作业前，根据钻爆设计划定台车臂作业区域，各臂钻孔的顺序，规定作业时间和周边孔、底板孔、掏槽孔开孔偏角及插入角，使钻孔不发生相互干扰而有序进行。钻孔时严格按操作规程作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边孔外插角。
[0170]
在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0171]
此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0172]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0173]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。