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中圖分類號：O643文獻標識碼： A
在我國是很少見到水電站高邊坡開挖技術的。本論文主要全面的闡述了某水電站工程高邊坡的開挖技術，這也是開挖技術在我國又一成功的例子。這也在另一個方面揭示了我國高邊坡開挖技術在逐漸走向成熟。
1.石方預裂爆破施工相關概述與發(fā)展歷程
1.1石方預裂爆破的施工相關技術原理
在挖石方的時候，我們要在爆破前，要先沿著設計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巖石的破壞，從而獲得比較規(guī)整的外觀。這種爆破技術稱為欲裂爆破。欲裂爆破不僅在垂直開挖上，而且在傾斜開挖上，都得到了廣泛的應用。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國內(nèi)針對石方預裂爆破的施工技術要求
（1）欲裂縫要連通，而且在地表需要一定的開裂寬度。巖石如果是中等硬度的話，縫寬度要大于1.0cm。巖石的縫寬度應該達到0.5cm左右。最好多做一些現(xiàn)場試驗，得出經(jīng)驗教訓。
（2）在欲裂面開挖以后，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)這個指標來調(diào)整合理的數(shù)值。
（3）對于欲裂面上的炮孔痕跡來說，保留率要高于80%，而且炮孔附近的巖石不可以顯示出嚴重的爆破縫。
1.3相關技術措施要求
（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，對于比較堅硬的巖石來說，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）對于藥包的結(jié)構形式，一般來說，市面上是將藥卷分散的捆綁在導引索上面。對于分散的藥卷來說，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，應當加固底部藥包。
（5）在裝藥的時候，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。填塞的長度應該合適，如果填塞的長度太短，容易形成爆破漏斗或者因為爆破漏氣影響爆破的效果，填塞太長可能導致不能出現(xiàn)裂縫。
2.某水電站高邊坡開挖預裂爆破施工技術特點
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，因此也是云南的標志性工程。建造在地震比較強的區(qū)域。無論是大跨度下的洞室群，還是大容量的水輪發(fā)電機，它的技術都領先于世界。
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，該地形的地質(zhì)條件十分惡劣，邊坡的巖石也風化嚴重。它的左岸壩肩邊坡開挖工程是1600m左右，大壩的基礎高程也在1000m左右，該水電站的高部位質(zhì)量技術指標要求比較高。該水電站的高邊坡開挖部分，常常出玄武花崗巖，泥質(zhì)的頁巖等等。因此，該水電站高邊坡的開挖難度大，工程量大，地形條件復雜，工程品質(zhì)要求也高。所以，需要結(jié)合高邊坡開挖的特點以及地質(zhì)條件，采取合適的施工技術措施，這也是保證開挖質(zhì)量達到設計要求的十分關鍵的一點。
3.相關爆破參數(shù)
3.1鉆孔直徑
該水電站高邊坡開挖高度約700m左右。工程量也是十分巨大的，總的開挖量也在1600萬立方米以上。根據(jù)工程標書要求，工程要在2002年下半年開工，2010年年底第一臺機組發(fā)電。因此，要求壩基槽的開挖必須保證在2004年八月底完成，邊坡的實際開挖工期大約為三年。因此，工期的要求十分緊張，實際施工的時候，要考慮工程進度的原因，盡量采取比較大的鉆孔直徑。根據(jù)其他的工程經(jīng)驗，采用351鉆機，因為其高風壓，進尺快，操作也方便，移動起來也比較靈活，適合在各種場地的條件下進行作業(yè)，因此該水電站所使用的鉆機設備全部為該類型。該種類型的鉆機采用的轉(zhuǎn)桿直接為50~80mm，配合鉆頭，實際的鉆孔直徑可以達到100mm。為了節(jié)省施工的成本和滿足施工進度，該水電站的邊坡開挖預裂孔的鉆孔直徑就采用110mm。
3.2相關優(yōu)化措施以及參數(shù)調(diào)整
3.2.1爆破參數(shù)的改進和調(diào)整
爆破試驗的重點研究是對參數(shù)調(diào)整之后的爆破進行了六次試驗，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，線裝藥密度在500g/m到380g/m里面，以20為一個差值，總共選擇了五種，底部加強的藥卷分為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。其次就是對預裂孔距進行調(diào)整，孔距分別采用1.2m，1.1m，1.0m，0.9m四種。通過對比試驗觀察可以發(fā)現(xiàn)，預裂孔的線裝藥密度采用480g/m，底部6x2ф32mm的連續(xù)加強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）保留開挖的部分；
（2）采用施工欲裂技術；
（3）加強對周邊加密孔的使用。
3.2.3安全保障工作
為了使得爆破的效果更好，要對爆破裝藥的過程加以控制，我們可以做好以下方面。炮孔需要全部檢查驗收通過以后才能裝藥，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，預裂孔的裝藥要嚴格按照爆破設計的裝藥結(jié)構進行裝藥，預裂孔鉆到壩基建基面或者馬路或者邊坡面以下的時候，要從0.6m以上開始裝藥。堵塞的長度也要符合爆破規(guī)范，檢察員要跟蹤全過程，逐步進行檢查。
因為該水電站受特殊地形的影響，開挖的邊坡比較高，開挖的坡度也陡，邊坡的穩(wěn)定程度受影響大，為了保證施工安全，要加強對邊坡穩(wěn)定程度的監(jiān)測。一般是要測定爆破對邊坡產(chǎn)生爆破的水平震速，垂直震速，震動頻率，震動時間的四個數(shù)值。該工程主要采取不知震動測點和布置聲波測試孔的方法來進行爆破，以此來影響觀測。聲波測試一般有兩種，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，布置聲波測試孔。后面對比出爆破前后的波速差值，從而反映出爆破隊巖體的破壞程度。
4.結(jié)束語
針對開挖質(zhì)量和開挖穩(wěn)定性要求比較高的特點，在實際施工過程當中，結(jié)合爆破試驗的研究成果，在欲裂爆破當中采用合理的控制爆破技術以及優(yōu)化后的爆破參數(shù)，有效保證在爆破開挖當中滿足質(zhì)量和高邊坡穩(wěn)定的要求。該水電站邊坡開挖的成功，標志著我國欲裂爆破技術在高邊坡石方開挖領域技術成熟的體現(xiàn)。
【參考文獻】
[1]王應周. 小灣水電站高邊坡開挖預裂爆破施工[J]. 水利水電施工,2008,04:6-9.
預裂爆破是利用相鄰炮孔內(nèi)炸藥爆轟時瞬間產(chǎn)生的應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，從而在以后的開挖中形成一個平整和穩(wěn)定的面。多用于邊坡開挖或其它需要保護性開挖的輪廓開挖。主要用于進出口明挖和洞內(nèi)臺階豎直鉆孔爆破。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64mm的孔為1.8或2.6，對76mm的孔為2.2或3.0。間距a和線裝藥密度q線均是先通過經(jīng)驗公式試選試爆，然后調(diào)整為合理值，且根據(jù)不同部位和地質(zhì)條件隨時進行調(diào)整。
1預裂爆破要求
1.1預裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對于中等堅硬巖石，縫寬不宜小于1.0cm；堅硬巖石縫寬應達到0.5cm左右；但在松軟巖石上縫寬達到1.0cm以上時，減振作用并未顯著提高，應多做些現(xiàn)場試驗，以利總結(jié)經(jīng)驗。
1.2預裂面開挖后的不平整度不宜大于15cm。預裂面不平整度通常是指預裂孔所形成之預裂面的凹凸程度，它是衡量鉆孔和爆破參數(shù)合理性的重要指標，可依此驗證、調(diào)整設計數(shù)據(jù)。
1.3預裂面上的炮孔痕跡保留率應不低于80%，且炮孔附近巖石不出現(xiàn)嚴重的爆破裂隙。
2預裂爆破技術措施
2.1炮孔直徑一般為50～200mm，對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，底部藥包應加強，為線裝藥密度的2～5倍。
2.6裝藥時距孔口1m左右的深度內(nèi)不要裝藥，可用粗砂填塞，不必搗實。填塞段過短，容易形成漏斗，過長則不能出現(xiàn)裂縫。
2預裂爆破的參數(shù)選取
2.1 間距a選用的經(jīng)驗公式為：
a =（6～10）d，對d=64mm的孔：a=0.4m～0.65m，對d=76mm的孔：a=0.45m～0.8m；
2.2 E、H庫圖諾夫采用：a=22dβ.K3α水. KY。式中：E為藥包直徑（米）； K3α為水擠壓系數(shù)。全擠壓時（即抵抗線很大時），K3α水=0.85。在斜坡或臺階上作業(yè)，松動孔超過三排時K3α水=1.0，同樣條件下松動排數(shù)較小時， K3α水=1.1。KY為地質(zhì)條件系數(shù)。沒有很明顯的層面或裂隙KY=1.0。在占優(yōu)勢的裂隙組與預裂縫的夾角呈90°時，KY=0.9，角度為20°～70°時，KY=0.85，在水平巖層以及地質(zhì)構造平面與裂縫相吻合時，KY=1.15。這樣計算結(jié)果a=0.4m～0.9m。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 studa
2.3根據(jù)蘭格弗樂斯經(jīng)驗數(shù)據(jù)：d=64mm:a=0.55m～0.8m，d=76mm：a=0.6m～0.9m。通過施工調(diào)整確定為：（1）進口明挖和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)驗公式為：
2.4.1武漢水利電力學院公式；q線=0.12[δ壓]0.5.[a]0.84.[d/2]0.24。對進口明挖至LDO+800段基本為正長巖或變質(zhì)玄武巖：δ壓≈176.5Mpα，q線=0.43kg/m～0.77kg/m；對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)蘭格弗樂斯的經(jīng)驗數(shù)據(jù)：對d64mm的孔q′線=0.35kg/m；對d76mm的孔q′線=0. 5kg/m。此時是納比特炸藥，對乳化炸藥需乘系數(shù)1.2，所以對d64mm孔，q線=0.35kg/m×1.2=0.42kg/m，d76mm孔q線=0.5kg/m×1.2=0.6kg/m，只不過此時的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對出口取小值，進口取大值。
3應注意的事項
3.1關于預裂后在預裂面附近鉆輔助孔或爆破孔成孔率低的問題，實際施工時，在地質(zhì)情況不佳的情況下，解決這一問題的措施主要是控制預裂裝藥量和堵塞段長度。
3.2關于預裂與爆破區(qū)爆破連線的問題
預裂藥包的結(jié)構形式較多地采用間隔裝藥，導爆索引爆。當預裂孔與開挖區(qū)爆破孔在一次放炮內(nèi)起爆，為達到預裂效果，預裂應先響于開挖區(qū)。預裂所用的導爆索爆速為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。若預裂與爆破區(qū)相連雷管選用不當，預裂過早起爆所產(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。故預裂連結(jié)起爆雷管段位應早于相鄰主爆孔段位100 s左右。
3.3關于預裂孔角度變化的問題
影響預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：鉆機沖擊器外徑大于鉆桿外徑，鉆機花架上卡瓦內(nèi)徑與沖擊器外徑相符。在預裂孔角度不等于90度時，鉆機開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，水平方向阻力小，鉆桿有向水平力方向移動的趨勢，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，從而使預裂孔角度在開孔時將變緩，新卡瓦開孔角度變緩約0.5度；而磨損嚴重卡瓦的開孔角度變緩可達1.5度。由于上述原因，在調(diào)整鉆機預裂角度時，應比設計角度調(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)必須使用符合國家標準或行業(yè)標準的爆破器材，不準使用擅自制造的炸藥。
(2)進行爆破工作的群采礦山、礦點，必須設爆破工作負責人、爆破員和爆破器材保管員。這些職員應了解所使用的爆破器材的性能、爆破技術和有關的安全知識。
(3)凡從事爆破工作的職員，都必須經(jīng)過培訓，考試合格并持有合格證。
(4)進行淺眼爆破時，應有爆破說明書。其內(nèi)容包括裝藥量、裝藥結(jié)構、填塞長度、起爆方法等。
(5)爆破作業(yè)地點有以下情況之一時，禁止進行爆破作業(yè)：有冒頂或邊坡滑落危險；通路不安全或通路阻塞；進行中深孔、深孔爆破時，爆破參數(shù)或施工質(zhì)量不符合設計要求；工作面有涌水危險或炮眼溫度異常；危險邊界上未設警戒；光線不足或無照明。
(6)進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、黃昏、夜晚，禁止進行露天爆破。
(7)裝藥時，必須遵守以下規(guī)定：
用木制炮棍；裝起爆藥包時，嚴禁投擲或沖擊；一旦起爆藥包沒裝到位，禁止拔出或硬拉起爆藥包中的導火索、導爆索、導爆管或電雷管腳線，應按處理盲炮的有關規(guī)定處理。
(8)進行填塞工作時，必須遵守以下規(guī)定：
裝藥后，必須保證填塞質(zhì)量，禁止采用無填塞爆破；淺孔爆破時，一般填塞長度為孔深的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)過充分透風，才準進進爆破作業(yè)地點。
(10)爆破工作開始前，必須確定危險區(qū)的邊界并沒置明顯的標志。地下爆破應在有關通道上設置崗哨。回風巷應設路障，并掛上“爆破危險區(qū)，不準進內(nèi)”的牌子。
(11)爆破前必須同時發(fā)出音響和視覺信號，使在危險區(qū)的職員能夠聽到、看到。爆破后，經(jīng)檢查確認安全時，方可發(fā)出解除警戒信號。
(1 2)爆破員進進放炮地點后，應檢查有無冒頂、危石、支護破壞和盲炮現(xiàn)象。假如發(fā)現(xiàn)有這些現(xiàn)象，應及時處理。若不能處理時，應設立危險警戒或標志。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. 爆破器材的儲運和治理
爆破器材庫的位置、結(jié)構和設施等的設置，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，并報當?shù)毓簿峙鷾?。爆破器材的治理存放、收發(fā)和運輸必須符合《爆破安全規(guī)程》的有關規(guī)定。
經(jīng)過檢驗，確認失效的爆破器材或不符合國家標準或技術條件的，都應銷毀。銷毀爆破器材時，必須登記造冊并編制書面報告，報告中應說明被銷毀爆破器材的名稱、數(shù)目、銷毀原因、銷毀方法、銷毀地點和時間，并報有關部分。
6.爆破事故的預防
要預防爆破事故的發(fā)生，主要措施如下。
(1)保持爆破安全間隔 爆破時必然會產(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、設備、建筑物及井巷等的安全。因此，爆炸設計時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、爆破有害氣體擴散安全間隔。
(2)精心設計，在設計之前必須做到情況明確；設計時要確定最大答應藥量，然后公道選取爆破參數(shù)，選擇公道的延發(fā)時間，作出切實可行的爆破方案；制定爆破事故預防措施；對設計文件要嚴厲審核把關。
(3)精心施工，各級職員持證上崗，組成嚴格的治理體制；根據(jù)工程特點，分別制定各種安全制度、崗位責任、關鍵技術操縱細則；按規(guī)程要求做好爆破器材檢驗；確保裝藥、堵塞、連線三個關鍵工序的施工質(zhì)量；做好爆后安全檢查和處理。
關鍵詞： 中深孔 爆破 質(zhì)量 問題
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：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
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挖、二次破碎大塊時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具有爆破安全系數(shù)高，一次開采工作量大，減少工作強度，改善工作環(huán)境的特點。
露天中深孔爆破在我國土石方爆破中占有重要的位置，被廣泛應用于礦山開采、水電站基坑開挖、工業(yè)場地平整及鐵路、公路路塹爆破等方面。我國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10萬至20萬t礦石，有些礦山高達50萬t。根據(jù)我國工程機械化水平，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，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、預裂、光面和緩沖爆破等爆破技術。許多礦山為提高露天礦邊坡的穩(wěn)定性采用了預裂爆破及緩沖爆破技術，成功降低了爆破對邊坡的破壞作用。鐵路新線建設和其它重要的水利、電力工程已經(jīng)推廣了光面爆破與預裂爆破技術，對提高邊坡的穩(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；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題
2.1合理地確定爆破相關參數(shù)
為了達到良好的爆破效果，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、裝填長度、起爆順序和單位耗藥量等參數(shù)。在實際的爆破工程施工中，好多施工單位在確定爆破相關參數(shù)的時候，是通過經(jīng)驗公式、相關數(shù)據(jù)表格和自己以往工程的經(jīng)驗確定爆破相關參數(shù)。但一些爆破參數(shù)通過計算和分析得出來的不是一個確定的數(shù)值，而是一個數(shù)值的范圍。在選取這些參數(shù)值的時候，往往大多數(shù)的爆破施工單位就會根據(jù)以往一些工程的經(jīng)驗來確定最后的參數(shù)值，最后應用到爆破施工當中去。當爆破能滿足工程的要求的時候，很少有爆破技術人員會對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)，應該要做好以下幾點：
1、對每次選取的爆破參數(shù)和爆破效果進行記錄。在每次爆破之前，要把相關爆破參數(shù)作記錄；在完成爆破之后，要對爆破效果進行記錄。爆破效果主要包括爆破后巖石的粉碎程度、有無根腳、爆后臺階高度是否符合要求、爆破震動大小和是否產(chǎn)生遠距離飛石等。
2、就爆破效果進行分析處理。當粉碎程度不夠、產(chǎn)生根腳，說明爆破能量不夠，我們可通過適當增大炸藥單耗、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實現(xiàn)。當粉碎程度過大，則采取相反的方法。如達不到要求的臺階高度，就要適當?shù)母淖兂@的深度。爆破震動過大時，就需要適當減少單響藥量，控制好爆破微差的時間。產(chǎn)生較遠飛石時，就要檢查底盤抵抗線的大小 、堵孔長度是否合理、堵孔的原料中是否摻雜石塊和一次爆破藥量是否過大等。通常我們通過下列公式計算確定爆破參數(shù)：
計算公式： （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號巖石銨梯炸藥為標準）。
從公式中我們可以看出，爆破參數(shù)往往都不是一個定值，各參數(shù)之間都有著密切的關系。所以我們在增大或者縮小某個參數(shù)時，就可能帶動其他參數(shù)的改變，我們要注意到這一點，在實際操作中，也要做到相應的變化，以滿足爆破的要求。
在通過爆破分析與實踐結(jié)合的基礎上，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和爆破飛石
在露天中深孔爆破中，較大的爆破震動和較遠的爆破飛石不僅影響工程的爆破質(zhì)量，還會對周圍的人和建筑物造成危害。所以有效的控制爆破震動和爆破飛石是工程順利進行的前提條件。
2.2.1爆破震動控制措施
爆破引起的地面振動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，（在我國）一般按下式計算：
V=（）/(2-7)
式中：V—爆破地震安全速度，cm/s； R—爆破中心距被保護目標距離（m）；
K、α —與爆破點至計算保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關的系數(shù)和衰減系數(shù)。
在爆破設計時，為了避免爆破震動對周圍建筑物產(chǎn)生破壞性的影響，必須計算爆破震動的危險半徑，如果建筑物位于危險半徑內(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)
減小爆破震動的措施主要有以幾種：
1、大力推廣多段微差起爆，因為在藥量一定情況下分段越多，爆破震動越小。當分段超過30段時，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，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。
微差起爆的重點就是控制好微差時間，微差時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)驗公式：
（2-10）
式中：K—實驗系數(shù)，取2~5;W—底盤抵抗線，m。
②按地震效應最小原則確定微差時間
使地震效應（我國）最小的合適微差時間為30~75ms。
用這兩種方法確定的微差時間可能和實際時間有誤差，要合理的確定微差時間，還需要結(jié)合實踐來加以修正。
2、合理的選取爆破參數(shù)和單位炸藥消耗量。
3、為了防止爆破震動破壞露天的邊坡，應在爆破邊坡段選用預裂爆破或者光面爆破的方式。
4、在露天中深孔爆破中，防止采用過大的超深，過大的超深會增加爆破的震動效應。
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、坑及減震溝等就會明顯減弱，我們在設計爆破起爆方向時就要利用這些有利的地理條件。
2.2.2爆破飛石控制措施
露天中深孔爆破個別飛石的計算公式為：(2-11)
式中個別飛石的飛散距離，m；d為炮孔直徑，cm。正常情況下爆破飛石一般不會太遠，當產(chǎn)生較遠飛石時，一般出現(xiàn)在孔口和前排。造成孔口飛石主要有兩個原因：一是堵孔不嚴，產(chǎn)生沖孔并帶動孔口石塊；二是炸藥過多，堵塞長度不夠，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、對于孔口飛石的控制措施主要是對孔口進行覆蓋防護。這樣不僅消除了沖孔的隱患，又能防止孔口石塊的飛出，同時又有效的降低大塊率。
2、對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)構面的變化情況，在抵抗線薄弱的地方采取間隔裝藥。當發(fā)現(xiàn)有炮孔有貫通縫隙或者與空洞相連，要對該炮孔進行堵塞，不能進行裝藥。
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)，保證炮孔的堵塞長度和質(zhì)量，合理的確定爆破微差的時間。
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和爆破飛石，還要提高爆破施工的機械化和自動化水平，鉆孔、裝藥、填塞各工序不僅要提高機械化水平程度，而且要配套，要廣泛推廣預裝藥爆破技術，即邊鉆孔邊裝炸藥和起爆器材。這樣就會提高爆破作業(yè)的工作效率，縮短工期，降低工程成本。
3結(jié)束語
露天中深孔爆破安全系數(shù)高，易于實現(xiàn)施工綜合機械化，有利于加快工程施工進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際操作中要注意容易出現(xiàn)的問題，合理的設計爆破施工方案，對可能存在的問題和出現(xiàn)了的問題，要及時的進行分析和處理。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
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1爆破技術方案設計
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)碼城項目業(yè)主為廣州萬舜投資管理有限公司，項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、挖運工程場地已平整到廣州市絕對高程24.5m。設計基底絕對高程為7m，基坑最深處達到17.5m。項目南側(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)碼城項目區(qū)域?qū)儆谖⑶鹆甑匦?，場地地表可見大量強、中風化巖石出露，根據(jù)相鄰工程的地質(zhì)報告，本項目的巖石主要為粉砂巖，按風化程度分：全風化、中風化、微風化泥質(zhì)粉砂巖。
1.13爆破性分析：根據(jù)相鄰土方工程地質(zhì)報告，泥質(zhì)粉砂巖，時有礫巖，該巖種的物理、力學性質(zhì)為“朔性”微強，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、爆破微差時間要合理、根據(jù)巖性、地質(zhì)情況調(diào)整。
1.14水文地質(zhì)：場地地下水主要賦存于基巖風化裂隙中，為基巖裂隙水，含水層主要由強、中、微風化巖組成。
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、在建工地等設施，屬于復雜環(huán)境爆破，必需嚴格控制爆破振動、爆破飛石、爆破沖擊波、爆破噪聲，確保周圍設施環(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，同時達到爆破產(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)主進度要求，結(jié)合場平爆破、挖運施工的特點，爆破、運輸?shù)雀鞴ば騾f(xié)調(diào)進行，互相配合，總方量約65萬立方米，在6個月完成，則每月約110000立方米爆破、挖運量，考慮不可預見的天氣影響，每天安排10000～12000立方米爆破、挖運量，按這一產(chǎn)量安排人員、設備。
若每天完成的爆破量大于10000m3，必須確保有超過1000m2的工作面，或超過80米長的工作線。
1.4爆破參數(shù)選擇與裝藥量計算
1.41深孔爆破參數(shù)確定
爆破推進方向及臺階松動爆破的炮孔布置見下圖
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)，通過試炮調(diào)整，達到更優(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)，通過試炮調(diào)整，達到更優(yōu)。炮孔深度應根據(jù)振動控制指標、振動測試結(jié)果進行調(diào)整，確保爆破振動安全。
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、孔內(nèi)微差爆破，減少爆破總藥量，結(jié)合爆破振動監(jiān)測確保建筑爆破振動小于2.0cm/s。必要時采用淺孔爆破。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)路設計及防護
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，填塞用巖粉或黃泥，當計算單孔裝藥量導致填塞減少時，優(yōu)先滿足填塞長度。
裝藥、填塞結(jié)構見下圖
1.52起爆網(wǎng)路采用非電導爆管起爆網(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，采用非電導爆管起爆網(wǎng)路，淺孔爆破每孔一發(fā)雷管，深孔每個孔敷設1～2發(fā)雷管，確保準爆，同時選擇合理的毫秒微差時間。
淺孔爆破非電導爆管雷管的連接方式見下圖
深孔爆破單孔起爆非電-電混合起爆網(wǎng)絡下圖
淺孔爆破串聯(lián)電雷管起爆系統(tǒng)連接方式見下圖
1.53防護
平面覆蓋防護：在爆巖體上面進行嚴密防護，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)防護圖如下
1.54 起爆
起爆非電導爆管起爆網(wǎng)路時，采用YJGN-1000高能起爆器 起爆電雷管，由電雷管起爆導爆管雷管；起爆毫秒電雷管起爆網(wǎng)路時，認真核算流經(jīng)每個電雷管的起爆電流應滿足爆破安全規(guī)程規(guī)定的安全準爆電流，超過2.5A。
1.6分層爆破和分層開挖
本設計按挖深12米設計爆破，擬分一層或兩層爆破并開挖，每層挖深約為12米或6米；爆破主導方向的選擇，因為本爆破工程，主要選擇φ140鉆機，爆破的主導方向朝向空曠一側(cè)，確保安全。
分層臺階爆破，臺階開挖剖面圖如下
1.7爆破安全距離計算
1.71爆破振動
1.72 爆破個別飛石計算
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降低噪聲：嚴格按設計控制炸藥單耗、單孔藥量、一次起爆藥量；保證填塞質(zhì)量和填塞長度，防止沖炮；選擇合適的微差時間，避免噪聲疊加。
1.74 爆破沖擊波
爆破沖擊波衰減快； 對人和建筑物產(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平范圍內(nèi)。
1.75 爆破安全距離
綜合考慮爆破振動、個別飛石、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
敷設嚴格按設計要求敷設爆破網(wǎng)路；采用導爆管微差起爆網(wǎng)路時，要考慮巖石移動方向和微差間隔時間對網(wǎng)路的影響，合理安排起爆段別。敷設爆破網(wǎng)路過程中禁止拔出或硬拉起爆藥包、藥包中的導爆管或電雷管腳線。
2.2設置爆破警戒
2.21根據(jù)設計確定爆破警戒范圍，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)馬路附近爆破時盡量選在馬路信號燈顯示紅燈且近爆區(qū)一側(cè)沒有車輛時迅速起爆。
2.22每次爆破應依次發(fā)出預告信號、起爆信號和解除警戒信號。第一次信號，預告信號，警戒人員從爆區(qū)由里向外清場，所有與爆破無關人員、機械設備撤到安全區(qū)域。第二次信號，起爆信號，確認人員、設備全部撤離危險區(qū)、具備安全起爆條件時，爆破工程師才能發(fā)出起爆信號。第三次信號，解除警戒信號，未發(fā)出解除警戒信號前，警戒人員應堅守崗位，不準任何人進入危險區(qū)。
3 減小擾民預案-制定針對性的措施
3.1及時向居民宣傳爆破振動安全常識，清除心里負擔；請廣東省地震工程勘測中心監(jiān)測爆破振動情況，并進行爆破振動安全評估，并出具具有法律效力的安全評估報告。
3.2避開居民休息的時間作業(yè)，減少噪音擾民；
3.3控制爆破振動速度，降低地震波的強度：采用預裂爆破和開挖減震溝槽。限制一次爆破最大用藥量，多布孔、多分段爆破。設置緩沖層。
4 結(jié)束語
總之，通過采取以上措施，振動明顯減少，粉塵得到了有效控制，噪音明顯減小，居民對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
學科專業(yè)： 巖土工程
1 課題來源、選題依據(jù)背景情況、課題研究目的、國內(nèi)外的研究動態(tài)、水平、存在問題，并附主要參考文獻：
1.1 課題來源
淮南礦區(qū)已進入深部開采，厚硬頂板難冒問題突出，造成重大經(jīng)濟損失。為此，淮南礦業(yè)集團高度重視，XX年組織集團公司工程技術人員到山西等多個礦業(yè)集團考察，并邀請相關科研單位論證分析淮南礦區(qū)綜采面壓架機理，并決定聯(lián)合有關科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預裂爆破技術”研究。
1.2 選題依據(jù)背景情況
煤炭是我國的基礎能源，在我國一次能源構成中煤炭約占70%左右。隨著我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，國家對煤炭等能源需求量越來越大。XX年我國原煤產(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30.0億噸，XX年原煤產(chǎn)量為35.2億噸，預計XX年原煤產(chǎn)量將達到37.9億噸。我國煤炭淺部資或賦存條件相對簡單資源日益減少，煤礦相繼進入深部開采期，隨之而來就面臨著厚硬頂板控制問題。厚硬頂板由于整體性好、強度高，難于冒落，如不及時采取強制處理，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產(chǎn)生的強烈動載荷會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，沿風巷、機巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破壞力很風，在風暴所經(jīng)過之處，其強烈的沖擊作用，摧毀結(jié)構。采工作面及其鄰近巷道中的支架、風門和磚墻密閉，甚至使礦車翻倒，軌道彎曲，對井下人員及設備造成嚴重的危害。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)等多個工作面壓架和出水現(xiàn)象，造成重大經(jīng)濟損失。為此，淮南礦業(yè)集團XX年組織集團公司工程技術人員到山西等多個礦業(yè)集團考察，并邀請相關科研單位論證分析淮南礦區(qū)綜采面壓架機理，并決定聯(lián)合有關科研單位開展“煤與瓦斯突出煤層綜采工作面頂板深孔預裂爆破技術”研究。
1.3 課題研究目的
以往煤層強制放頂爆破采用的是常規(guī)炸藥，炸藥爆破過程的重要特性是炸藥通過高速的化學反應,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，存在一定的危險性，稍微不慎可能會造成瓦斯爆炸、煤層坍塌等重大問題。壓力注水弱化頂板法就是在工作面預先向頂板鉆孔注壓力水，利用水對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度，當工作面采過后，頂板可正?？迓?，減小來壓對工作面的威脅。壓力注水法具有改變頂板力學特性，變難冒為易冒，實現(xiàn)長壁綜合機械化采煤，提高資源回收率;同時可降低工作面粉塵含量，改善勞動環(huán)境;注水與回采作業(yè)平行，預先釋放部分瓦斯等優(yōu)點等優(yōu)點。
1.4 國內(nèi)外的研究動態(tài)、水平、存在問題
我國厚硬頂板控制的研究始于60年代，已有近50年歷史，處于世界領先的地位，在生產(chǎn)實踐中積累了豐富的經(jīng)驗。
靳鐘銘、徐林生、錢鳴高等通過對厚硬頂板的研究，較全面地分析了厚硬頂板采場礦山壓力及其顯現(xiàn)規(guī)律、采場來壓預測預報、厚硬頂板采場支架受力分析、厚硬頂板的處理方法等;
王開，康天合等對堅硬頂板控制放頂方式及合理懸頂長度進行了研究，提出了厚硬頂板合理的冒落步距計算方法;
靳鐘銘[2]根據(jù)大同礦務局的現(xiàn)場試驗結(jié)果，在總結(jié)其他人的研究成果的基礎上，對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軟件對注水軟化厚硬頂板(關鍵層)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壓顯著減小：若厚硬巖層巖樣本身能被注水軟化，而實際采場由于地質(zhì)構造及開采工藝的影響未必適宜單獨采用注水軟化法，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，從而有效控制采場礦山壓力。
寧宇[36]等采用了有限元計算和模型試驗對堅硬頂板注水工作面礦壓顯現(xiàn)特征進行研究。強調(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，減小巖層折斷時對支架的沖擊載荷和傳力系數(shù)，減小頂板來壓強度，從理論上進一步說明了向頂板高壓注水是控制堅硬難冒頂板的有效技術途徑。
以上研究從模擬或?qū)嶒炆蠈ψ⑺髱r體發(fā)生的變化進行了分析，或從宏觀上對注水軟化上的機理進行了闡述，而從微觀上對高壓水注水的機理研究分析的較少。
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2 課題的主要內(nèi)容，擬解決的主要技術問題，在理論和應用方面的意義，完成課題的條件(包括個人業(yè)務水平、所在系或?qū)W科組的技術、設備條件)和擬采取的技術措施和辦法：
2.1 課題的主要內(nèi)容，擬解決的主要技術問題，在理論和應用方面的意義
本項目擬在大量調(diào)研的基礎上，采用理論分析、計算機數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗的綜合研究方法，開展對淮南礦區(qū)煤與瓦斯突出煤層厚硬頂板綜采面高壓預注水弱化砂巖頂板技術研究，使堅硬頂板弱化，使難冒頂板轉(zhuǎn)化為可冒落頂板，改善堅硬頂板的冒落性，減少采空區(qū)的懸頂面積，從而減輕周期來壓對工作面支架的影響，保證本工作面的安全順利回采。主要研究內(nèi)容如下：
(1)水對裂隙巖體強度的影響，重點討論水對巖石的化學損傷機理和壓力水作用下巖體的斷裂強度。
(2)研究水在巖體中的滲流問題，建立流固耦合的滲流方程，并用有限元法對建立的流固耦合模型進行求解。
(3)研究定向水壓致裂的機理，為在堅硬頂板中采用高壓水定向分層提供理論依據(jù)。
2.2 主要技術路線
2.3 完成課題的條件(包括個人業(yè)務水平、所在系或?qū)W科組的技術、設備條件)和擬采取的技術措施和辦法：
本人在本科階段主修土木工程，在理論分析上對地上、地下結(jié)構，以及煤礦等具有一定的基礎知識。研究生階段，在導師的指導和帶領下，專門學習了煤礦巖巷、煤巷掘進理論知識和親自到掘進工作面松動爆破實踐，并閱讀了大量的文獻資料。
另外，國內(nèi)關于堅硬頂板控制資料相對較多，基于目前國內(nèi)外對高壓注水的研究成果、我國煤礦掘進爆破工程實例以及我國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踐資料。
在課題準備階段，在導師徐穎教授的指導下，以上各項條件均為本課題的順利完成提供了有利的保障。
3 課題工作量及進展計劃(包括各階段計劃完成的內(nèi)容和所需的時間等)。
(1)XX年2月～4月：資料收集、查閱文獻資料等;
(2)XX年5月～8月：厚硬頂板高壓預注水機理研究分析
(3)XX年8月～10月：對高壓注水破壞過程進行數(shù)值模擬分析，并得出結(jié)論
1 國內(nèi)外房柱法應用概況
房柱法采礦用于開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，回采礦房時留連續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱，以維護頂板巖石。這種采礦方法應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]。
國內(nèi)緩傾斜中厚礦體應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90年代統(tǒng)計資料，國外18個國家中100多個傾斜緩傾斜礦山用房柱法開采的礦山占44%，而在美國有色金屬地下開采礦山中所占比重達59%，法國的鐵礦山中所占比重高達98%。
中深孔房柱法應用中深孔爆破，其余工藝基本不變，生產(chǎn)效率得到較大提高，支護技術的提高促進了房柱法在礦巖中等穩(wěn)固礦山的應用，護頂中深孔房柱法成為我國房柱法開采的發(fā)展趨勢[5-9]。本文結(jié)合無軌鑿巖臺車、輪胎式鏟運機以及錨桿護頂?shù)氖褂茫瑢χ猩羁追恐ɑ夭伤胶竦V體進行探究，提出相應的礦石回采方法，以期達到提高生產(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。采用鏟運機出礦，由于鏟運機的最佳運距為150-200m，采區(qū)長度確定為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采用礦體布置如圖1所示。
3 采準切割
在礦體底板圍巖中掘進平行的采區(qū)運輸巷道，劃分出盤區(qū)。在盤區(qū)中用總回風平巷劃分采區(qū)，總回風平巷的斷面尺寸為4m×4m。礦石回采時使用鏟運機運搬礦石，在采區(qū)的端部和中部各掘進一個放礦溜井，斷面為2.5m×2.5m。采區(qū)內(nèi)采用超前切割分層回采，在礦體上層掘進兩條通風平巷，斷面均為4m×4m，與總回風平巷接通。為了加強采場通風，在每個放礦溜井的上風側(cè)掘進一個通風井，斷面為2.5m×2.5m。
在采區(qū)端部放礦溜井處，從通風巷道向采區(qū)兩側(cè)溜井口掘進一條頂部水平切割巷道，從切割巷道開始進行后退式切頂，形成15m寬的頂部空間，切頂?shù)耐瑫r對頂板圍巖進行錨桿支護，切頂崩落的礦石用鏟運機運搬到采區(qū)左側(cè)放礦溜井口卸礦，采用局部通風機通風。15m寬的切頂空間形成后，底部切割巷道的掘進從采區(qū)端部的左側(cè)聯(lián)絡通道開始，掘進一條斷面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，進行擴槽爆破，最終形成10m寬的切割立槽，為了保護房間礦柱，第三排炮孔進行不耦合裝藥，采用預裂爆破。切割工作如圖2所示。
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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輪胎式氣動采礦鉆車，孔徑為60mm，孔深8m。對靠近礦柱的炮孔進行不耦合裝藥，采用預列爆破，保證礦柱的完整性和穩(wěn)定性。爆破時部分礦石崩落到下層底板，殘留在切頂層的礦石用推土機推至下層底板，然后用ACY-3鏟運機搬至放礦溜井。
4.2 頂板支護
護頂采用注漿式錨桿支護，每次切頂爆破并進行爆破效果檢查之后，即時進行翹頂。然后工人站在爆堆上，用YT28氣動鑿巖機鑿上向鑿巖鉆孔，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號硅酸鹽水泥）。
4.3 主回采層的回采
設計主回采層11m，選用前進式回采。在切割平臺上，利用Simba263地下潛孔鉆機打下向垂直中深孔，孔深121m，孔徑80mm，孔網(wǎng)參數(shù)1.5m×1.5m。對靠近礦柱的炮孔同樣進行不耦合裝藥，采用預裂爆，保證礦柱的安全。在頂板支護工作完成后進行爆破，礦石用CY-3鏟運機出礦。
4.4 回采循環(huán)
一個采區(qū)分兩個礦房進行同時開采，左側(cè)礦房的開采超前右側(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進行。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)回采從此開始，包括以下內(nèi)容：
①對左側(cè)礦房進行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m；②對右側(cè)礦房進行主回采層的鑿巖爆破，爆破區(qū)寬度為8m，同時對左側(cè)礦房進行切頂鑿巖鉆孔和上步驟崩落礦石的運搬工作；③對左側(cè)礦房進行切頂爆破，爆破后進行翹頂和支護，支護的同時進行右側(cè)礦房的主回采層爆堆的運搬工作，左側(cè)礦房支護完成后，推土機把臺階上的礦石推至底板，即進行左側(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，對右側(cè)礦房進行切頂鑿巖鉆孔工作。⑤對右側(cè)礦房進行切頂爆破，翹頂后用錨桿支護頂板，翹頂和支護的同時用鏟運機運搬左側(cè)主爆區(qū)礦石，支護結(jié)束后，用推土機把右側(cè)切頂爆破下來的礦石推至底板，即可進行右側(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動鑿巖機及注漿機可退至通風平巷中，鏟運機可推至采區(qū)兩側(cè)側(cè)聯(lián)絡通道中，確保設備的安全。切割回采時，對貼近頂板的炮孔均采用不耦合裝藥，進行光面爆破，減少對頂板的破壞，減少翹頂工作量。礦石運搬時采區(qū)兩側(cè)的放礦溜井都可卸礦，為加快礦石運搬速度，一個采場可采用兩臺鏟運機同時出礦。在一個回采循環(huán)中，多項工作同時進行，極大的提高了回采速度。礦房的回采工作如圖4所示。
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5 礦柱回采
對于房間礦柱，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)運輸巷道在空間上垂直，在每個交錯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)運輸巷道平行，利用原來的采區(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，巷道兩幫用風動鑿巖機鑿淺孔，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鏟運機出礦，必要時可進入空區(qū)內(nèi)鏟運礦石，如圖5所示。
6 通風
新鮮風流從盤區(qū)運輸巷道經(jīng)采區(qū)右側(cè)通風井進入采場，通過工作面上行進入通風巷道，最終進入總回風巷。礦房在爆破結(jié)束后，為了減少風量損失，可以把通往左側(cè)空區(qū)的端部聯(lián)絡通道用擋風板封閉；工作面向前推進經(jīng)過中部放礦溜井一段距離以后，為了減少礦柱引起的風壓損失，則關閉采區(qū)端部通風井，只采用中部通風井進風井進風。每次爆破后，可采用抽出式局部通風機進行加強通風。
7 總結(jié)
對房柱法開采水平厚礦體的采準切割工程進行了探索，與傳統(tǒng)的房柱采礦法相比，采準切割工程量減少了很多；同時研究了中深孔房柱法對于水平厚礦體的回采工藝，充分利用現(xiàn)代化無軌自行設備的優(yōu)越性，生產(chǎn)能力和勞動生產(chǎn)率會得到大幅度提高。采場中采區(qū)間柱和礦房礦柱相結(jié)合，并使用錨桿維護頂板有效地進行了地壓管理。爆破時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。有效的通風措施和地壓管理，給工人提供了一個舒適安全的工作環(huán)境。
參考文獻：
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2007：3.
我們在對公路的穿山隧道的建設中，各種管道的布置非常的多，而且在施工中很容易受到現(xiàn)場實際情況的局限，因此，我們在施工中時，必須要遵循相關的規(guī)定同時符合相關標準，從而，我們要制定最為合理的管道安裝方案，保證我國公路交通隧道建設的安全健康發(fā)展。
第一，我們首先要把對于公路隧道工程實施的準備工作和施工的技術方案加以確定
（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洞先行的方式的，澆筑中墻的深度一般是掘進45米，這種方式的依據(jù)是公路隧道設計的結(jié)構和工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，在這里值得強調(diào)的是，在中墻的混凝土必須要大于百分之七十的時候才能夠進入左洞，而對于右洞來說，它的掘進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)早期我們的支撐強度小或者是周圍巖層變化過大時，則我們必須要首先增強早期的支撐強度，而且還要對二次襯砌設計的參數(shù)進行修改。我們一般把掘進面和左洞及右洞的間距控制在25-35m范圍內(nèi)。因為，這樣我們就可以在進口和出口處就建立了中墻、中導洞、右洞開挖、左洞開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間。
（2）如何做好我們施工當中的通風和防塵工作。一旦在隧道內(nèi)需要進行爆破，我們則一定要使用濕式鑿巖的工程施工辦法，我們在工程建設時尤其是爆破后必須要進行灑水，目的是盡可能的降低施工環(huán)境內(nèi)的粉塵數(shù)量。對于洞內(nèi)的通風方式我們一般采用壓入式，我們必須同時向左右洞以及中導洞內(nèi)送風，所以建議使用三臺軸流風機，軸流風機的送風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入現(xiàn)場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，對于水源來說，一個來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，然后再從水池中抽到用水處，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蓄水池，我們可以把山上的山泉進到高山水池，然后再引導出口右邊的蓄水池中，這個水源主要是人的生活用水。對于我們所引來的水必須要經(jīng)過水質(zhì)化驗，一旦我們所利用的水源的ph值小于4或者是含有對水泥硬化有害的物質(zhì)，還有如果含有氯化物和硫酸鹽，且其含量不符合國家標準的不能使用。
（4）如何保證隧道建設用電要求。我們必須要在公路隧道施工的進出口上均設立變壓器，這樣做的目的就是我們可以利用當?shù)氐碾娋W(wǎng)來保證我們工程的順利進行，再就是我們還必須要準備一臺發(fā)電機以防萬一。我們施工時的照明應該使用220伏的電壓，我們在施工工的機械設備要使用380的電壓，再就是我們必須要安裝漏電保護以防萬一，我們在進行安裝各種用電器時必需按照《公路隧道施工技術規(guī)范》要求，以此來保證使用安全。
（5）如何處理建設時的排水問題。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。通常我們所說的上坡是指從隧道出口到隧道進口為1.54%處，隧道進口的建設通常是指反坡施工，因此，速到進口處的排水必須利用在開挖地段挖集水坑的辦法，我們可以利用抽水機來排水；相反，隧道出口的建設通常是指順坡施工，所以隧道出口處的建設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，如何應對公路隧道建設時期的技術處理
（一）超前小導管在隧道建設中的技術。（1）制作管道。超前小導管必須使用管道壁厚為5毫米，管道外徑為50毫米的熱軋無縫鋼制作，小導管長度一般我們設計5米。我們一般是把無縫鋼管的一頭上焊上鋼箍，然后把另外一頭壓制成鍛頭，應留400mm作為止?jié){段，之后再鉆四排注漿孔，注意應沿管壁的四周鉆孔，并且排孔位是要相互錯開的。（2）鉆孔。確定孔眼的位置時應嚴格的遵照設計的環(huán)向間距并以臨近開挖面的鋼支撐作為支點。外插腳應沿鋼支撐的外側(cè)進行鉆孔，孔深約為500cm，左洞和右洞約為250cm，中導洞約為320cm。（3）導管注漿的安裝。鉆孔完成后，應用高壓風進行清孔，安裝完小導管之后應使用牛角泵壓注30號的水泥漿，注漿的壓力應在0.7到1.0MPa的范圍內(nèi)，當達到壓力時應繼續(xù)工作15分鐘再停止注漿。
（二）爆破技術。工藝質(zhì)量是影響隧道施工的關鍵因素，而防排水質(zhì)量以及開挖和初期的防護又影響著工藝質(zhì)量，這其中最重要的影響因素就是開挖的質(zhì)量，開挖的質(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。進行石方的開挖作業(yè)時，應先在主爆區(qū)爆破前爆破出一條貫穿裂縫，并且此裂縫應具有一定的寬度，從而控制爆破對巖體的破壞影響，并且緩沖因爆破所引起的振動波，這樣就能獲得最為憑證的開挖輪廓，這種技術就是預裂爆破技術。
（三）特殊地質(zhì)條件的技術處理。（1）塌方的處理。治理隧道塌方時，應堅持防治結(jié)合的方針，預防為主，及時的預報施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，施工時嚴格的按照設計規(guī)范要求進行施工，確保各道工序的施工質(zhì)量，應根據(jù)圍巖的實際情況，控制各道工序間的步序拉開長度，對于地質(zhì)條件不佳的邊仰坡地段，必須及時的進行量測監(jiān)控并采取相應的防護措施。（2）涌水和滲水的處理。洞內(nèi)治水最重要的原則應是防水和排水相結(jié)合。首先應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排水溝自然排水的方式，其中圍巖處涌水和滲水的治理應是最關鍵的治理步驟。（3）環(huán)境的影響。當前，國家日益重視環(huán)境保護與環(huán)保，對于我們的公路建設來說，也要順應這個時展的趨勢與潮流，在過程中注重環(huán)境問題，在工程設計與方案確定的時候，必須注重對環(huán)境的維護與保護工作。
（四）設置止水帶并采取相應的控制措施。對于襯砌防水混凝土空隙進行灌注施工的時候，一般會預留防水混凝土的施工縫，這個施工縫要有相應的防排水措施。對于在復合式襯砌中，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，對于上層澆筑的混凝土應該用鋼絲刷進行刷毛處理，或者可以在上層混凝土澆筑后4- 12小時內(nèi)，使用高壓水把混凝土表面沖擊干凈平整，在過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止水帶找出破壞，時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備，同時接頭的大小也要符合相關標準要求同時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，在施工檢查過程中要做好詳細的記錄，對于存在和發(fā)現(xiàn)的問題，要及時處理與補救
第三、結(jié)語
在公路工程建設中，隧道工程是公路工程中最關鍵且難度最大的建筑部分，尤其是近些年來，隨著西部的不斷開發(fā)與發(fā)展，堅持國家西部開發(fā)的戰(zhàn)略，順應著這種趨勢與潮流，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，我國的公路總量不斷增加，涉及的廣度與范圍越來越大，相應的，這對于公路隧道的建設有了新的更高的要求與標準。論文主要就公路隧道施工的準備工作以及技術方面的進行詳細的探討與論述，并對相應的現(xiàn)實的施工技術狀況進行分析與闡述。
參考文獻：
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：TU71文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
一、隧道施工設備配套
（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備的綜合利用效率。隧道施工屬地下工程建設,因此,施工設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備性能以及互相之間的匹配,還必須考慮設備本身的外形尺寸、工作半徑等。所有的運輸和隨時進出洞設備的外形尺寸要能滿足通過襯砌臺車和錯車安全距離的要求。如選型不當,則設備在洞內(nèi)可能無法正常工作,或互相之間形成干擾,最終導致其不能最大限度的發(fā)揮效能。如裝碴設備的選擇就必須考慮洞內(nèi)空間。裝碴設備的工作半徑太小則影響裝碴速度,大型設備的效能就無法得到充分發(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械設備的規(guī)模。當隧道較長,投資較大時,可使用大型的隧道施工設備,這樣既保證了大型設備效能的發(fā)揮,同時,大型設備帶來的必然是工期、效率和人員成本的較少,也相對的降低了開支。相反,如果小型隧道使用大型設備施工,無論是在設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)模來選配機械設備。
3、施工方案:施工方案確定的施工方法是決定隧道施工設備的選型與配套的第一要素。根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、環(huán)境因素綜合制定隧道施工方案,根據(jù)方案和預估的工程量確定設備的選型。如:采用鉆爆法施工,需要考慮的渣土的運輸方式、以及根據(jù)運輸量確定設備的臺套;同時需要考慮的二次襯砌的設備選型?？傊?選擇的機械設備要符合施工方案的設計要求。
4、工期:工期決定了隧道施工的機械化程度,全面的機械化施工加上合理的資源調(diào)配必然會獲得較高的生產(chǎn)效率,因此,在隧道工程工期要求緊得情況下,應盡量多的采用機械化施工,保證設備的性能和產(chǎn)量,同時協(xié)調(diào)各個作業(yè)面的機械化施工程度,保證機械設備的匹配和效率的最大化。
5、環(huán)保、職業(yè)健康：洞內(nèi)的空氣污染主要來自于爆破產(chǎn)生的粉塵、有害氣體和設備產(chǎn)生的廢氣。對于長大隧道,洞內(nèi)通風距離長,排煙難度大,因此應盡量選用電動設備,少用或不用內(nèi)燃設備,且選用大功率通風設備,以改善洞內(nèi)工作環(huán)境,保證操作人員的身體健康。此外,設備的噪音污染也應適當考慮。
（二）機械化配套要點
1、設備的選型和數(shù)量要滿足機械化施工的要求。
2、機械化施工要滿足施工工法要求。
3、洞內(nèi)電壓需滿足機械設備的正常運轉(zhuǎn)。
4、機械質(zhì)量的可靠性是機械化快速施工的關鍵，否則將會造成其它資源的閑置和浪費，因此質(zhì)量可靠、維修簡便、經(jīng)濟合理是機械設備選型的重要標準。
5、選用機械設備的配件易于購買，配件和易損件能及時供應。
二、鉆爆法施工設備配套管理
（一） 鉆爆法
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，應用毫秒爆破、預裂爆破及光面爆破等爆破技術。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備、技術等條件，選定掘進方式。鉆爆法對地質(zhì)條件適應性強、開挖成本低，特別適合于堅硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工，所以仍是隧道掘進的主要手段。
（二）鑿巖設備
鑿巖設備是山嶺隧道鉆爆法施工的龍頭設備，配置是否合理將直接影響到工程進度和經(jīng)濟效益。在鉆爆掘進中目前應用最多的有液壓臺車、手持風動鑿巖機、液壓鑿巖機。鑿巖機械選擇鑿巖設備的選用應考慮到巖石性質(zhì)、斷面大小、進度要求、工程量大小和造價等影響因素。
開動鑿巖機械數(shù)量的確定,決定因素有鑿巖生產(chǎn)率和開挖斷面尺寸,可以按照以下公式計算:N=∑Ld/Tvd,其中Ld為每一循環(huán)鉆孔總長度,∑Ld則為開挖斷面面積,vd鑿巖機實際生產(chǎn)率,一般用每分鐘掘金長度(米)計算,T為開挖循環(huán)作業(yè)計劃的鑿巖時間,Tvd,為每臺鑿巖機或(鉆臂)的工作面積。(2)鑿巖機械生產(chǎn)率,一般根據(jù)鑿巖機廠商提供的數(shù)據(jù)進行判斷,公式為Vd=V0φβ,其中Vd為鑿巖機械的實際生產(chǎn)率(米/分鐘),φ為同時開動干擾系數(shù),β為工作時間利用系數(shù),這兩者值一般小于1,主要根據(jù)具體工作環(huán)境進行確定,一般取值0.7~0.9,則V0為純鉆速,單位同Vd。鑿巖設備根據(jù)結(jié)構形式主要分為三種類型可供選擇:開敞式硬巖掘進機,如德國Wirth生產(chǎn)的雙排支撐靴結(jié)構和美國Robbins公司的單排支撐靴結(jié)構。其特點是適用于地址條件比較穩(wěn)定的隧道,否則掘進時,需在護盾后及時進行噴錨支護;單護盾式硬巖掘進機,它有完整的圓形護盾,在掘進時依靠推進缸支撐在安裝好的管片或整體襯砌上獲得支反力;雙護盾式硬巖掘進機,其特點就在于由于前后護盾和伸縮護盾和支撐靴作用,能保證其在不同地址條件下施工。
液壓鑿巖臺車與風動鑿巖機在不同的隧道施工中各有不同的優(yōu)勢與使用條件和要求。放棄液壓鑿巖臺車是技術的后退，全采用液壓鑿巖臺車不合國情，同市場經(jīng)濟相違背。在具體工程實踐中可參考表1來分析。
表1
（二）裝碴運輸設備
裝碴機械的選擇應使之能在開挖斷面內(nèi)高效作業(yè)，并和運輸機械相匹配，靈活方便，污染小，維修費用低。隧道運輸有3種方式：無軌運輸、有軌運輸、皮帶運輸。無軌運輸。利用自卸車輛作為運輸工具，多應用于大斷面隧道和短隧道。其優(yōu)點是機動靈活，棄碴不需二次倒運，可直接運至棄碴場。缺點是洞內(nèi)受內(nèi)燃廢氣和噪聲污染嚴重，在長隧中施工通風難以解決。對隧底損壞嚴重，輪胎消耗大，在小斷面隧道施工中受限制。有軌運輸。在隧道內(nèi)鋪設軌道，利用電瓶車牽引出碴車和進料車運輸。其優(yōu)點是無廢氣和噪聲污染，施工通風容易解決，對隧底不會造成損壞，特別適合于長大隧道和小斷面隧道。缺點是機動性差，一次投資較大，施工管理復雜，棄碴場較遠時需在洞外設二次棄碴倒運站。通過對這兩種運輸方式的比較，可得出，在獨頭掘進1000m以下的短隧道中，可采用無軌運輸方式；在獨頭掘進1000m以上的長隧道中，應首選有軌運輸方式。
（三）作業(yè)注意事項
1、機械化施工在很大程度上降低了施工人員的勞動強度，但對相關操作人員的技術要求較高，如隧道開挖的超欠挖控制、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械化配套施工成敗的關鍵。
2、由于機械化施工準備工作多，要求施工組織嚴密、配合協(xié)調(diào)。如機器能否正常運轉(zhuǎn)，電纜延伸、水管路延長及機器維修保養(yǎng)等，更取決于現(xiàn)場施工管理和設備的管理。只有做到現(xiàn)場管理的規(guī)范化、機械維修保養(yǎng)的標準化，才能有效的提高設備的利用率，保證施工生產(chǎn)的正常進行。
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、機械化程度高勢必造成排放尾氣和揚塵的增加，加之爆破有害氣體、噴射砼浮塵，鑿巖臺車用水量大等，對洞內(nèi)通風排水要求較高。
結(jié)束語
對于高速鐵路隧道施工,機械設備的選型與配套是其成敗的最主要因素之一,它不僅關系到施工的速度,而且影響到安全、質(zhì)量和效益。因此要特別重視機械設備的選型,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,施工機械設備的選擇盡量考慮選用專業(yè)(用)設備。機械設備的配置與很多因素有關,選擇時要因地制宜,結(jié)合具體情況綜合考慮。
參考文獻
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【 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: TV551.4 文獻標識碼：A文章編號：
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的建筑行業(yè)也獲得了前所未有的發(fā)展空間，各類工程建筑項目的數(shù)量呈現(xiàn)出了逐年上升的趨勢，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常可以劃分為砂礫石地基、土壤地基和巖石地基三種，因為工程施工的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件會對整個水工建筑工程的施工質(zhì)量造成直接的影響，所以，在進行基坑開挖時，必須對工程的施工條件進行嚴謹?shù)姆治?，并制定出具有針對性的施工方案。由于天然地基通常會存在不同形式和不同程度的自然缺陷，因此，在進行建筑施工前，必須對施工部位的地基進行一定程度的人工處理，使其具備足夠的耐久性、抗?jié)B性、整體性和強度，從而為水工建筑工程的施工質(zhì)量打下良好的基礎。
一、巖基開挖所需的措施
壩基開挖是整個基坑開挖施工中一個關鍵性的環(huán)節(jié)，這一施工環(huán)節(jié)將會對整個基坑開挖的安全、進度和質(zhì)量造成直接的影響，所以，在施工過程中要解決好下述幾項問題：第一，選擇合理的開挖技術，保證開挖的質(zhì)量。巖基開挖的最常用的措施是鉆孔爆破法。在壩基巖石開挖前，使用分層的梯段式松動爆破；在邊坡的輪廓面實施基坑開挖，使用預裂爆破成光面進行爆破；在相近的水平建基面上，預設巖體保護層，采用分層式的爆破方法，將保護層完全爆破。對于開挖偏差的具體要求包括：對于節(jié)理裂隙中硬和堅硬的巖體，以及發(fā)育、較發(fā)育和不發(fā)育的巖體，水平建基面開挖的高程偏差要控制在20cm之內(nèi)；邊坡輪廓面的設計開挖偏差，在一次鉆孔深度開挖時，要控制在挖高度的2%左右；在分階段開挖時，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計需要。第二，選擇適當?shù)拈_挖形態(tài)和范圍?；娱_挖的范圍通常由水工建筑物工程的平面輪廓所決定，同時，還必須滿足支撐、立模、施工排水、道路布置和機械運行等的需要。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)實際情況而有所不同?；鶐r面開挖后，要盡量保持基巖面能夠適當向上游傾斜，但高差不能過大，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，從而防止基巖的應力集中和出現(xiàn)尖突。第三，安排合理的開挖程序。由于水工建筑基坑開挖會受到施工空間、時間和地形等的限制，因而水工建筑物中的基坑開挖施工較為集中，且施工中的安全問題較為突出、工種多且復雜。所以，整個的基坑開挖程序基本應遵循先岸坡后河槽、自上而下的原則。若河床較寬，還可以適當選擇在岸坡和部分河床處進行平行作業(yè)，但要采取嚴格的安全控制措施，且無論是岸坡還是河床部分，都要實施逐步下降、分層開挖、內(nèi)上而下的開挖順序。第四，做好基坑開挖排水工作。圍堰實施閉氣后，要立刻將圍堰滲水和基坑積水全部排除干凈，并鋪設好排水設備，建立排水系統(tǒng)，保證實現(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挖的順利進行。
二、軟基開挖所需的措施
軟基開挖的施工措施大體上與普通土方開挖措施相同，但由于施工的地基條件較為特殊，因而，具體的施工技術會有所不同。
一方面，軟基開挖地基處會存在較多的淤泥，這些淤泥通常具有人無法立足、水分多、顆粒細的特點，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。這類淤泥的特點是裝筐易漏，此挖彼來，流動性大，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，利用挖掘機或其他吊裝機械運輸砂料，使其進占擠淤，將淤泥變?yōu)橥凉。龠M行挖除作業(yè)，由于稀淤泥含水量高，在進占擠淤時會有豐富的水分瀝出，因此施工時須在開挖場地四周設置排水溝及集水井（尺寸視實際水量而定，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。所以，在進行開挖時，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替代淤泥進行開挖作業(yè)。
第三，夾砂淤泥。這類淤泥中通常會有幾個或單一的夾砂層，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，達到能夠站人的程度，再進行挖除。在挖除淤泥時，可將下層的淤泥同時挖除，使新砂面完全暴露，而不能把夾砂層挖混，從而給基坑開挖工作帶來困難。
第四，機械開挖淤泥的措施，在淤泥開挖過程中施工機械的選擇、施工道路的結(jié)實與否猶為重要，而于淤泥基礎上施工道路的修筑及養(yǎng)護更是影響能否順利施工的關鍵。土方開挖機械一般為挖掘機挖裝、自卸型運輸車運輸，由于在淤泥區(qū)作業(yè)，故開挖施工前可考慮在滿足進度要求前提下選用較小型號的機械以降低其自重減少對道路及工作面的破壞。
淤泥的機械開挖：1、挖掘機械的選型，淤泥地塊一般地處地勢較低洼地帶，所以選用反鏟挖掘機機以便于開挖裝卸。在開挖機械選型時應按高、低搭配，高（大）型號機械負責常規(guī)淤泥挖裝，低（?。┬吞柕脑诟撸ù螅┬吞枡C械不能或難以到達的地方可作補充及輔助。例如：選用日本小松PC200及PC120型反鏟挖掘機作高低搭配的淤泥開挖機械，PC200型作主力開挖機械，PC120型輔助。2、運輸車輛，一般運輸車輛為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、淤泥的開挖，與常規(guī)的土方開挖不同，淤泥開挖水量大、易塌方。施工中分層開挖、一次開挖深度不能過深，要控制是2.0m范圍內(nèi)，必要時在施工道路及基坑邊沿打設松木樁及木板或砂包作圍護；開挖基坑中要及時排水，在基坑邊沿設置排水排及集水井，采用泥裝泵將積水強排至工作面以外，保證基坑無積水。
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致的。泉眼問題通常發(fā)生在基坑開挖的地質(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，使其達到過濾污水的作用，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一個砂石過濾層，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。使用明式開挖排水基坑時，由于存在較大的水力坡降，會導致滲流挾帶細砂從坑底向上冒 ，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，主要與砂土的動水壓力、黏粒含量、空隙率和含水量等因素有關，在中砂和細砂中也較為常見常，治理流砂的主要方法是處理好“排”與“封”的問題?！胺狻奔词菍㈤_挖區(qū)的流砂封閉起來；排”即是及時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，水進筐內(nèi)而砂被阻于其外，再然后將筐內(nèi)水排走。然而，對于被面流砂來說，當土質(zhì)允許且流砂層較薄時，則可采取開挖方法，通常放坡比例為1:4至1:8不等，但要同時擴大開挖面積，增加工程量。因此，基坑開挖中，常采取以下措施進行治理。當挖深不大、面積較小時，可以來取護面措施。第一，柴枕護面。在坡面上設置爬坡式的柴枕，坡腳設排水溝，溝底和兩例均鋪柴枕，以達到濾水拌砂的效果。若基坑坡面較長、基坑挖深較大，則應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，形成一個反濾層，坡腳挖排水溝，也設置相同的反濾層。這樣不僅能夠防止?jié)B水流出時挾帶泥沙，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程中，基坑開挖的質(zhì)量會對整個工程的質(zhì)量造成直接的影響，若基坑開挖存在質(zhì)量或設計問題，則會嚴重影響工程施工的質(zhì)量和建筑物的使用壽命。因此，在進行水工建筑工程施工前，設計人員和施工人員都對施工地點的水工條件和地質(zhì)條件進行嚴格的勘察，對存在的各項地質(zhì)問題進行針對性的人工處理，使其具備施工所需要求，從而為整個施工的順利進行提供保障，同時，要采取適當?shù)慕ㄖ┕ぜ夹g和措施，以保證水工建筑工程基坑開挖的質(zhì)量。
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[論文摘要]在分析煤礦安全科技工作現(xiàn)狀和趨勢基礎上，介紹了近年來我國瓦斯災害防治技術研究取得的進展和新成果。通過“十五”科技攻關項目的研究，提出了瓦斯煤塵爆炸危險性評價方法，研究出了基于瓦斯地質(zhì)、地質(zhì)動力區(qū)劃、電磁波探測方法的煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術和基于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)預測技術，實驗成功了高瓦斯煤層群開采保護層瓦斯災害綜合防治及順煤層強化抽放等技術，開發(fā)了礦井通風系統(tǒng)監(jiān)測、可靠性評價分析及決策控制技術。另外還分析了我國煤礦安全所面臨的挑戰(zhàn)和急需開展的科技研究工作。
1概述
瓦斯是我國煤礦的主要災害因素之一，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害嚴重威脅著我國煤礦的安全生產(chǎn)。由于災害因素多、治理難度大，礦井瓦斯一直是我國煤礦安全工作的重點和難點。目前，我國所有煤礦均為瓦斯礦井，據(jù)統(tǒng)計，在100個國有重點煤炭生產(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重，如淮南礦業(yè)集團所屬11對礦井均為突出礦井，平頂山煤業(yè)集團所屬的13對礦井也全部為高瓦斯或突出礦井。
瓦斯災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，國家煤礦安全監(jiān)察局實施了“科技興安”戰(zhàn)略，并提出了“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”的瓦斯治理“十二字方針”，與此同時，我國的各類科技計劃也逐步加強了瓦斯災害治理技術研究開發(fā)的支持力度?！笆濉币詠恚蒲性核⒏叩仍盒＜捌髽I(yè)以產(chǎn)學研結(jié)合方式開展了攻關研究，在瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出預測、保護層開采、順煤層瓦斯抽放及礦井通風系統(tǒng)監(jiān)測、評價與決策控制等方面取得了重大進展，并獲得了一批重要的科技成果。
2瓦斯治理技術研究的新成果
2．1瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術
瓦斯煤塵爆炸一直是困擾煤礦安全生產(chǎn)的重大災害之一。近年來，我國在煤塵著火機理及瓦斯煤塵爆炸機理研究方面，建立了粉塵云著火及燃燒過程簡化模型，得出了粉塵空氣混合物點火過程中慢速導熱燃料模式到快速輻射燃燒模式的轉(zhuǎn)變具有爆炸特征，試驗系統(tǒng)中點火誘導期與高溫固體顆粒燃料產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)和燃燒陣面中的熱輻射有關，在爆炸極限范圍內(nèi)顆粒相濃度與顆粒點立溫度越低火焰加速效果越明顯，輻射熱損失可能導致燃燒區(qū)域的重構，粉塵空氣混合物火焰穩(wěn)態(tài)結(jié)構發(fā)生明顯變化等重要結(jié)論；通過研究得出了瓦斯煤塵共存條件下煤塵云著火特征參數(shù)計算方法，揭示了瓦斯爆炸過程中爆炸波和火焰的變化特征。
在取得上述成果的基礎上，建立了礦井瓦斯煤塵爆炸危險性評價模型，用事故樹方法分析了掘進、采煤工作面瓦斯煤塵爆炸發(fā)生的影響因素擴權重、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、掘進工作面瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價指標體系，并將指標分為爆炸易發(fā)性指標和爆炸后果嚴重性指標。前者包括自然因素、技術因素、管理因素和經(jīng)濟因素四方面指標，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能力等。開發(fā)出了瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術和專家系統(tǒng)軟件，并建立了瓦斯煤塵爆炸的危險性評價和防治專家系統(tǒng)。
2．2煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術
采用瓦斯地質(zhì)理論與物探技術相結(jié)合的方法進行突出區(qū)域預測，一直是國內(nèi)外的研究方向?！笆濉庇媱澮詠?，我國煤與瓦斯突出區(qū)域預測技術取得重要成果：
(1)我國采用瓦斯地質(zhì)方法，建立了瓦斯地質(zhì)理論與物探技術相結(jié)合的多技術(數(shù)字地震勘探、無線電波透視和構造軟煤測井曲線識別)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)域預測瓦斯地質(zhì)新方法；提出了以瓦斯地質(zhì)單元基礎的由構造軟煤厚度(H)和煤層瓦斯壓力(P)相配套的突出區(qū)域預測瓦斯地質(zhì)指標，初步確定構造軟煤厚度的突出臨界值為0．90m；
(2)開發(fā)了具有信息輸入、動態(tài)管理和空間分析功能的瓦斯突出區(qū)域預測WebGIS信息平臺，實現(xiàn)了瓦斯突出區(qū)域瓦斯地質(zhì)方法的自動化和可視化；
采用地球物理探測技術，形成了一套礦井瓦斯富集部位地震探測技術與方法，建立了由3D3C地震技術、AVO技術、地震反演技術、地震屬性分析技術、地震波形分類技術、瓦斯地質(zhì)技術等構成的瓦斯富集部位地質(zhì)—地震預測模式，形成了瓦斯富集部位探測的核心技術；
(3)采用地質(zhì)動力區(qū)劃的方法，確定了活動構造和巖體應力狀態(tài)對突出的影響，并劃分出應力升高區(qū)、應力降低區(qū)和應力梯度。為此開發(fā)了突出多因素模式識別概率預測計算機軟件，確定了活動斷裂、最大主應力、應力梯度等8個主要影響因素，并可方便地劃分突出的危險區(qū)、威脅區(qū)和安全區(qū)，開發(fā)出了突出區(qū)域預測決策分析系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了圖、文、聲和像的可視化；
(4)采用電磁波透視技術，成功研制出了探測煤層瓦斯災害易發(fā)區(qū)的技術和裝備，建立了電磁波反射和吸收特征數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)異常體的識別系統(tǒng)，得出了瓦斯災害易發(fā)區(qū)分布規(guī)律，提出了判定瓦斯災害易發(fā)區(qū)的敏感指標和臨界值，形成一套適于瓦斯災害易發(fā)區(qū)的判識方法。
這些技術成果的研究和應用，完善并發(fā)展了我國煤礦瓦斯突出區(qū)域預測技術體系，提高了突出預測的準確性，非突出危險區(qū)預測準確性達到100％，突出危險區(qū)預測準確性超過70％，最大限度地降低了掘進和回采過程中的瓦斯影響，顯著提高掘進速度和提高回采工作面產(chǎn)量。
2．3煤與瓦斯突出動態(tài)預測技術
煤與瓦斯突出的非接觸式預測是通過對瓦斯或煤體本身的信號的實時監(jiān)測而進行的連續(xù)動態(tài)預測技術。這種方法具有測試簡單、不與生產(chǎn)發(fā)生沖突、實時連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點。因此，非接觸式連續(xù)預測是目前突出預測的主要研究方向。在“九五”攻關成果的基礎上，針對掘進工作面煤與瓦斯突出非接觸動態(tài)預測預報的需要，分別研究出了基于動態(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性連續(xù)監(jiān)測技術與裝備。
通過分析瓦斯涌出動態(tài)變化規(guī)律與突出危險性的關系、實時監(jiān)測瓦斯動態(tài)涌出特征波形、提取與突出危險性相關的特征指標，建立了煤巷掘進炮后30分鐘的噸煤瓦斯動態(tài)涌出量指標、瓦斯涌出變異系數(shù)指標、炮后瓦斯涌出最大速率指標等連續(xù)預測指標，研究確定了這幾種指標與炮掘工作面突出危險性的關系及指標臨界值，以此綜合判斷工作面所處地點的安全狀況以及前方的潛在危險性，實現(xiàn)了炮掘工作面瓦斯動態(tài)涌出預測，為我國煤礦提供了一種新的瓦斯涌出量預測方法和煤與瓦斯突出預測工藝技術；
開發(fā)出了一套AE聲發(fā)射監(jiān)測煤與瓦斯突出的技術裝備，提出了AE聲發(fā)射濾噪綜合處理技術和方法，通過阻噪、隔噪、抑噪、濾噪和有效AE信號提取等途徑，實現(xiàn)了有效濾噪的目的，取得了歷年來濾噪研究中最有突破性進展的研究成果，研究出了包括傳感器在內(nèi)的AE聲發(fā)射預測工藝技術，分析和總結(jié)了煤巖破壞AE聲發(fā)射規(guī)律、AE聲發(fā)射與瓦斯動力災害的關系；
通過連續(xù)監(jiān)測含瓦斯煤巖流變破壞過程中產(chǎn)生的電磁輻射信號強度和脈沖數(shù)及其變化的研究，實現(xiàn)了對煤與瓦斯突出等煤巖動力災害現(xiàn)象的預測預報，研究并揭示了電磁輻射與煤與瓦斯突出影響因素間的關系，提出了臨界值法與動態(tài)趨勢法相結(jié)合的煤巖動力災害預警方法，開發(fā)成功了煤巖動力災害非接觸電磁輻射連續(xù)監(jiān)測儀，實現(xiàn)了煤巖動力災害的非接觸、連續(xù)動態(tài)監(jiān)測及煤與瓦斯突出預警。
2．4高產(chǎn)高效礦井瓦斯災害綜合治理技術
加強瓦斯災害的治理是防止煤礦重特大事故發(fā)生的重要保證。高瓦斯煤層群保護層開采、低透氣性煤層瓦斯強化抽放、巷道邊掘邊抽等技術是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤礦瓦斯治理的重點和難點。在煤層群保護層開采方面，通過開展了保護層作用機理的研究，利用三維離散單元法對淮南礦區(qū)保護層開采后，采空區(qū)頂、底板煤巖體應力重新分布的規(guī)律、頂?shù)装遄冃魏推茐奶卣鬟M行了數(shù)值模擬研究，從理論上計算了保護層開采后卸壓范圍向頂、底板方向發(fā)展的深度，為確定被保護層的保護效果和卸壓范圍提供了可靠的理論依據(jù)。
針對首采保護層開采時，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，并考慮到確保和提高防突效果的要求，試驗成功了多種首采層瓦斯綜合治理技術措施：
保護層底板巷道+上向穿層鉆孔抽放瓦斯技術、被保護層頂板煤(巖)巷道+下向穿層鉆孔抽放技術、首采層(保護層)頂板巷道抽放技術、首采層(保護層)頂板走向鉆孔抽放技術、首采層(保護層)工作面采空區(qū)埋管抽放技術、首采層(保護層)掘進工作面邊掘邊抽技術。在試驗研究中還在實際層間距70m(相對層間距35倍)近水平煤層群的下保護層開采和80-90~急傾斜近距離煤層群的下保護層開采上取得了重大進展；轉(zhuǎn)在順煤層強化抽放方面上，通過試驗和理論研究，形成了一套在順煤層鉆孔中運用高壓水射流擴孔和鉆擴一體化技術提高瓦斯抽放效果的成套技術和裝備，以及對石門揭煤抽、排瓦斯鉆孔擴孔的工藝技術和方法。擴孔后鉆孔直徑達到200-300mm，為擴孔前的4．5倍，最大擴孔直徑達619．9mm。擴一個鉆孔的時間相當于施工一個鉆孔時間的1／6，而一個擴孔鉆孔的抽排放瓦斯及防突效果相當于2個以上的鉆孔，明顯提高了瓦斯抽放的效果；
在瓦斯抽放效果評價方面，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)，合理確定評價預抽防突措施有效性的預抽率指標和臨界值的方法。下向鉆孔及深孔預裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技術途徑。通過試驗研究，解決了下向鉆孔施工中的排渣、排水等技術難題，取得了下向孔鉆探長度達到70．1m的良好效果。研究中完善了適合于高瓦斯低透氣性、有突出危險煤層深孔控制預裂爆破強化抽放瓦斯技術和石門快速揭煤技術；
對于單一低透氣性突出煤層巷道掘進的瓦斯抽放技術難題，通過理論分析和試驗研究，發(fā)現(xiàn)煤層巷道掘進工作面和巷道兩幫的煤體在松動和原始煤體之間存在的隨巷道向前掘進而向前移動的蠕變“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間的關系、抽放負壓和抽放量的關系，并據(jù)此合理布置邊抽邊掘鉆孔，其截流抽放瓦斯率可達到30％以上，并且煤體的強度有較大增加。
2．5礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價與決策技術
礦井通風是保障煤礦安全生產(chǎn)的關鍵性環(huán)節(jié)，合理的通風是防止瓦斯積聚、抑制煤炭自燃和火災蔓延擴大的重要手段，通風系統(tǒng)布置不合理或管理不當，則是導致瓦斯積聚和自然發(fā)火及造成瓦斯、火災事故進一步擴大的主要原因。集約化生產(chǎn)的大型礦井實行一礦一面已成趨勢，要求通風系統(tǒng)具有更強的穩(wěn)定性、可靠性和合理性，具有較強的抗災能力。
我國開展了礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術的研究，建立了基于評價指標體系和網(wǎng)絡仿真技術的兩種礦井通風系統(tǒng)可靠性評價理論體系、評價方法和數(shù)學模型，開發(fā)了智能化、可視化通風系統(tǒng)可靠性評價和決策支持系統(tǒng)軟件。
在災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術方面，研究并完善了一維動態(tài)模擬技術，開發(fā)了礦井災害風流流動模擬的GIS顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井災變動態(tài)模擬結(jié)果在礦井通風系統(tǒng)圖各巷道通風參數(shù)的動態(tài)顯示，提高模擬結(jié)果與各巷道的對應性，減少礦井災害防治及救災決策中應用災變狀態(tài)各參數(shù)的失誤率，提高決策效率。研究出了礦井火災區(qū)域內(nèi)煙流流動的三維數(shù)值模擬研究和礦井巷道中火災煙流流動的虛擬現(xiàn)實技術。
在通風系統(tǒng)自動調(diào)控方面，研究成功了井下自動控制風門及遠程控制技術，研制出了帶有卸壓窗和撞桿自動開啟裝置的遠程自控風門，實現(xiàn)了井下人、車信號分離，采用控制命令分級管理的方法，徹底貫徹了“生產(chǎn)服從救災，行人服從行車”的風門管理理念，有效地提高了通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性。
作為配套技術研究，將礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術、礦井災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術和井下風門遠程控制技術等有機整合成一體，開發(fā)了軟件平臺，初步實現(xiàn)了礦井通風系統(tǒng)從監(jiān)測、分析、決策到控制等各環(huán)節(jié)的閉環(huán)運行。
3存在的問題和急需開展的研究
煤炭是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎能源，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。瓦斯災害治理是煤礦安全工作的重點。對煤礦瓦斯災害進行監(jiān)測監(jiān)控、預警防治等瓦斯綜合治理技術措施，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)塵強度大幅度上升，通風壓力增大，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害事故的預防難度增大；
二是礦井生產(chǎn)水平的逐年延伸，地應力增大，瓦斯涌出量也增大、煤與瓦斯突出和沖擊地壓危險性增加，惡化了煤礦生產(chǎn)條件，增大了生產(chǎn)中的不安全性。為此，煤礦安全技術也需從兩個方面開展攻關研究：
(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一步完善提高現(xiàn)有瓦斯災害治理技術體系并進行適應性研究，如采用現(xiàn)代通訊技術、自控技術、計算機技術和傳感技術，解決我國現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)相互不兼容、無法互聯(lián)互通的技術難題；
(2)不斷解決瓦斯治理技術研究中出現(xiàn)的新問題，如伴隨我國東部深井開采帶來了“三高”和深部礦井的延期突出問題，松軟低透氣性煤層長鉆孔瓦斯抽放技術難題。這些問題急需開展科技攻關加以解決。
4結(jié)論
瓦斯災害治理新技術在淮南礦區(qū)進行了試驗和應用，取得了經(jīng)濟、社會、安全環(huán)境的多重效益。這些研究成果對我國煤礦生產(chǎn)條件和瓦斯災害特點具有很強的針對性和適應性，具體成果表現(xiàn)為：
(1)瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術在淮南潘三礦、張集礦應用表明，評價結(jié)果準確可靠，具有很強的操作性和實用性，為預防煤礦瓦斯煤塵爆炸提供了重要技術支撐。
(2)瓦斯地質(zhì)、動力區(qū)劃和地球物理探測方法的煤與瓦斯突出預測技術是經(jīng)實踐證明是有效的，是減小防突工程量、提高防突效果的保障技術措施。
引言
進入21世紀，我國地鐵建設步入了快速發(fā)展的階段，各大城市地鐵建設項目競相開工。實踐證明，地鐵具有高效、節(jié)能、環(huán)保、運量大、速度快、安全性好、占用城市道路面積少、防空好等優(yōu)點，對解決城市交通堵塞，改變城市布局，實現(xiàn)城市環(huán)境和交通綜合治理，引導城市走可持續(xù)發(fā)展之路起到了很大的作用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，地鐵必將有著越來越廣闊的發(fā)展空間。但是，地鐵工程的造價也是十分昂貴的，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聯(lián)的，在一定程度上也制約了地鐵建設的進程。
近40年的發(fā)展，我國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、盾構法等多種方法并存，施工技術不斷發(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)和實施，極大地推動了地鐵建設事業(yè)的快速發(fā)展。下面就這些方法各自的特點及各自適合的施工條件，進行初步的探討。
1.地鐵隧道施工技術分析
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，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應用?，F(xiàn)在多采用盾構法和淺埋暗挖法。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價偏低、靈活多變的施工方法；盾構法在較軟弱、富含流砂之地、斷面不變的區(qū)間應用，設備一次性投入大，但施工速度快，是今后應推廣的施工方法。
1.1淺埋暗挖法
淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于1986年北京地鐵復興門折返線工程，是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國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上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來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方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。顧名思義，淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆注的施工技術。其原理是：利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力，采取適當?shù)闹ёo措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護結(jié)構的不開槽施工方法，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被概括為18字方針：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。其主要的技術特點為：動態(tài)設計、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應力監(jiān)測系統(tǒng)；強調(diào)小導管超前支護在穩(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)展了復合式襯砌技術，并開創(chuàng)性地設計應用了鋼筋網(wǎng)構拱架支護。
由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運用，加之國內(nèi)豐富的勞動力資源，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的地鐵區(qū)間隧道，而且在大跨度車站的修筑中有相當廣泛的應用。此外，該方法也廣泛應用于地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
1.2盾構法
我國應用盾構法修建隧道始于二十世紀五六十年代的上海。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機（如網(wǎng)格式、壓氣式、插板式等），八十年代末、九十年代初開始采用土壓式、泥水式等現(xiàn)代盾構修筑地鐵區(qū)間隧道。盾構法具有安全、可靠、快速、環(huán)保等優(yōu)點，目前，該方法已經(jīng)在我國的地鐵建設中得到了迅速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國各城市地鐵采用的盾構機已有60多臺，其中上海30臺，廣州20臺，北京、南京、天津、深圳各4臺，大多是土壓平衡盾構機型。
隨著盾構法研究的深入、工程應用的增多，盾構法施工技術及盾構機修造配套技術也得到了發(fā)展提高：上海地鐵隧道基本全部采用盾構法修建，除區(qū)間單圓盾構外，目前正在使用雙圓盾構一次施工兩條平行的區(qū)間隧道，此外還試驗采用了方形斷面盾構修建地下通道；采用直徑11.2m的泥水盾構建成了大連路越江道路隧道，這也是目前我國最大直徑的盾構機。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合式盾構機成功應用于既有軟土又有堅硬巖石，以及斷裂破碎帶的復雜地層的地鐵區(qū)間隧道修筑，大大拓展了盾構法的應用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質(zhì)、水文條件各不相同，但采用盾構法修建區(qū)間隧道均取得了成功。
除了上述幾點外，我國盾構技術的進步還表現(xiàn)在以下四個方面。
①掌握了盾構機的選型和配套技術，與外國合作設計生產(chǎn)盾構機，配套施工設備包括管片模具完全能夠自行設計制造；
②掌握了盾構隧道的設計和結(jié)構計算技術，以及防水技術；
③掌握了盾構掘進控制技術，如盾構掘進參數(shù)選擇控制、碴土和壓力管理、地表沉降控制、盾構機姿態(tài)和隧道軸線控制、管片防裂、同步注漿等，實現(xiàn)了信息化施工，可以確保盾構施工的安全、優(yōu)質(zhì)、高效和環(huán)保；
④掌握了不同地質(zhì)條件和復雜環(huán)境條件下的施工及相關的施工技術。
我國盾構掘進速度最高已達到月進400m以上，平均進度一般為月進160―200m，最高平均進度可達月進240m。地表沉降可控制在＋10―－30mm以內(nèi)，可以在距既有建、構筑物不足1m的距離安全掘進隧道，既有建、構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稱，在我國常把新奧法稱為“錨噴構筑法”。采用該方法修建地下隧道時，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗，工程質(zhì)量也得到了較好的保證。使用此方法進行施工時，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護和錨噴支護復合襯砌，必要時可做二次襯砌；對于土質(zhì)地層，一般需對地層進行加固后再開挖支護、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。
當前，世界范圍內(nèi)應用新奧法設計與施工城市地鐵工程取得了相當大的發(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，開挖面積230m2，相當于17m（寬）×14m（高）；我國自1987年在北京地鐵首次采用新奧法施工復興門車站及折返線工程，車站跨度達26m。針對我國城市地下工程的特點和地質(zhì)條件，新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，又開發(fā)了“淺埋暗挖法”，這一新方法，與明挖法、盾構法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又較盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性，因此目前廣泛應用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程，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線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站，斷面復雜多變的折返線工程、聯(lián)絡線工程也多采用新奧法。在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場地受限制、地層條件復雜多變、地下工程結(jié)構形式復雜等情況下用新奧法施工尤為重要。
1.4鉆爆法
我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣，重慶、青島等城市處于堅硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護。
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鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運出碴，噴錨支護，灌注襯砌，再輔以通風、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導坑先拱后墻法、下導坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預裂爆破等技術。對于隧道初期支護，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護方法。及時的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗證巖石支護措施是否合理。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所在，更是一個難點問題。對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，蓋挖法中應優(yōu)選蓋挖逆筑法、蓋挖半逆筑法，最后則是淺埋暗挖法，因為該方法適用于交通要道、管線太多、不易開挖的繁華市區(qū)。采用暗挖法施工的車站當中，柱洞法、側(cè)洞法應用較多，而大斷面施工應遵守大洞變小洞的施工原則，開挖方法應按以下次序優(yōu)選：正臺階開挖、CD法開挖、CRD法開挖、雙側(cè)壁導洞開挖（眼睛工法）進行，這樣可以節(jié)約投資。
近年來，我國也在研究采用盾構法修建地鐵車站的技術，主要集中在兩種方法上，一是采用多圓斷面盾構一次建成地鐵車站，另一種是采用區(qū)間盾構修建地鐵車站。它的優(yōu)勢在于可以充分、有效地利用盾構設備，提高地鐵工程的建設質(zhì)量、縮短建設周期，達到總體上降低工程造價的目的。
2.1明挖順筑法
明挖法是目前我國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結(jié)構內(nèi)的明挖（即基坑開挖）兩種方法。明挖順筑法技術上的進步主要反映在基坑的開挖方法和維護結(jié)構上，適應于不同的土層，基坑的維護結(jié)構主要有地下連續(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。
在基坑開挖方面，有代表性的是時空效應理論。上海地鐵總結(jié)出在軟弱地層中開挖、支撐和結(jié)構施工的一套方法。首先采用大口井進行基坑降水，以增加基地被動土的強度，然后對基坑實施分段開挖，隨挖隨支撐，控制坑底暴露時間（或?qū)Φ装宓貙舆M行預加固），適時地澆注底板結(jié)構。同時，對基坑、周邊管線和建筑進行嚴密監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施。
在基坑維護方面的主要施工技術有三種。
①地下連續(xù)墻。
該結(jié)構適合于飽水沙層、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擋土和防水，實現(xiàn)基坑的維護。其中，人工挖孔樁適合于地下水位較深或無水的地層，要求地層強度較高，其斷面形式不受施工機具的限制，可以做成圓形和方形，而且其施工質(zhì)量和強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，以增強水泥土攪拌樁抗彎、抗剪能力。用這種方法做成的基坑支護結(jié)構同時具有較好的防水功能，在6―10m的基坑中具備較強的技術優(yōu)勢，與地下連續(xù)墻相比，具有施工速度快、占地少、無污染、防水效果好和造價低廉等優(yōu)點。
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)勢在于減少交通封堵時間，減輕施工對于環(huán)境的干擾，其區(qū)別在于主體結(jié)構的施工順序上。
該方法的主要施工技術措施為：
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，增強基底持力層的剛性，使地下連續(xù)墻與臨時支撐柱共同承受上部荷載，以減小差異沉降；
③逆作法開挖支撐施工工藝中，利用混凝土板對地下連續(xù)墻的變形起約束作用，在暗挖過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，輔助工法是一項必不可少的重要技術，有時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，或為保護建、構筑物等。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)構治水。注漿方式主要有軟土分層注漿、小導管注漿、TSS管注漿、帷幕注漿等，注漿材料有普通水泥、超細水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化學漿等。
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、構筑物需要特殊保護時采用，盾構法隧道的始發(fā)和到達端頭常用高壓旋噴或攪拌加固，聯(lián)絡通道也常用此法加固地層。近年來也開發(fā)了隧道內(nèi)施作的水平旋噴或攪拌加固技術。
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，108/159mm、20―40m，前者采用風鎬頂進，后者則用鉆機施作。近幾年來也有采用300―600mm直徑的鋼管棚，采用定向鉆或夯錘施作。管棚一般都要進行注漿，以獲得更好的地層加固效果。
3.5錨索或土釘
預應力錨索主要用于基坑維護結(jié)構的穩(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，多用在盾構隧道出發(fā)、到達端頭、聯(lián)絡通道和區(qū)間隧道局部具流塑或流沙地層的止水與加固。
4.地鐵施工技術發(fā)展趨勢與方向研究
我國已有近40年的地鐵修建史，尤其是近十多年來的快速發(fā)展，豐富和創(chuàng)新了我國地鐵規(guī)劃、設計、施工、管理運用、防災救災設備維修的技術方法。由于我國地域廣大、地質(zhì)情況多樣，地鐵修建技術必然極具復雜性和高難度。就目前來講，應用已有的技術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，已經(jīng)鍛煉和造就了一大批有經(jīng)驗的、有高度責任感的地鐵建設工作者和能吃苦耐勞、有風險精神及創(chuàng)新智慧的設計、施工隊伍。
展望未來，為使我國地鐵修建技術日臻完善，保證地鐵工程質(zhì)量，實現(xiàn)地鐵的社會經(jīng)濟效益最大化，我國尚需在以下幾個方面作出努力。
4.1盡快統(tǒng)一地鐵和輕軌修建的標準
統(tǒng)一設計、技術標準、施工技術規(guī)范和工程驗收技術標準，以便使我國地鐵和輕軌工程設施和設備產(chǎn)品規(guī)范化、系列化，對國產(chǎn)化也十分有利。
4.2組織力量對地鐵施工設備進行系統(tǒng)研制開發(fā)
國家應對研制企業(yè)單位給予政策扶持，這對地鐵的施工速度、安全、質(zhì)量和成本影響重大，而我國在這方面顯得很落后。如盾構主機我們還不能自主生產(chǎn)，基本上依賴進口技術或產(chǎn)品，消耗大量外匯，成本昂貴，設備適應性差；再如淺埋暗挖法雖為地鐵施工的主要手段之一，但機械化程度太低，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加強地下工程施工輔助工法的研究開發(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，我國的地鐵施工工藝工法方面，雖然維護結(jié)構工程有了較大的進步，但是，改良地層實施疏水、止水的工法起色不大，有些工法由于使用條件難以掌握，風險很大，稍有不慎易釀成大禍。目前，地鐵施工隊伍普遍存在著專業(yè)不專、技術不精的問題，應該在施工資質(zhì)上嚴格限制和要求，以利于專業(yè)隊伍的組建和成長。
4.4在地下工程防水施工工藝、新材料、新技術方面加大研究的力度和進程
國產(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)構防排水的研究和開發(fā)，特別是防裂、防滲的課題日漸突出，應在材料上下工夫。
4.5強化環(huán)保意識
地鐵的修建較大地改變了城市區(qū)域地層的地應力和水文地質(zhì)的原始狀態(tài)，尤其是水土流失會造成生態(tài)環(huán)境的改變，甚至會形成災害隱患。國家應指定有關科研單位就地鐵修建的環(huán)保問題開展工作，制定相應的工程措施，確保城市人居條件的不斷改善和地鐵設施的安全運營。
結(jié)語
隨著城市化進程的提速，我國許多大中型城市的軌道交通建設計劃，也快速地付諸實施，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間，提高了城市公共交通的效率。社會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做支持。為此，我們在現(xiàn)實所有技術的基礎上加以有效的借鑒，對國內(nèi)外地鐵施工新技術進行比較，探討了新技術在實際應用中的問題闡明了注意事項和未來規(guī)劃，對以后城市地鐵的飛速發(fā)展具有很強的現(xiàn)實指導意義。
參考文獻：
［1］夏明耀.地下工程設計施工手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.
