1、按懸吊理論(1)錨桿長(zhǎng)度L，L=L1+L2+L3=50+1000+300=1350mm式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度L2——軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定mmL3——錨桿伸入穩(wěn)定巖層深度一般不小于300mm(2)錨固力N：可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算N=π/4(d2σ屈)=0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN式中：σ屈——桿體材料的屈服極限Mpad——桿體直徑(3)錨桿間排距錨桿間距D≤1/2LD≤0.5×2200=1100mm錨桿排距L0=Nn/2kraL2=105×103×13/2×3×24×103×2.1×1=4.51m式中：n——每排錨桿根數(shù)N——設(shè)計(jì)錨固力，KN/根K——安全系數(shù)，取2-3r——上覆巖層平均容重，取24KN/m3a——1/2巷道掘進(jìn)寬度m2、按自然平衡拱理論計(jì)算Ⅰ、兩幫煤體受擠壓深度CC=(（KrHB/1000fcKc）Cos(a/2)-1)h×tg(45-ψ/2)=（（2.5×24×510×1/1000×2×1.0）Cos（23°/2）-1）×2.65×tg（45°-63°/2）=8.9m式中：K——自然平衡拱角應(yīng)力集中系數(shù)，與巷道斷面形狀有關(guān)；矩形斷面，取2.8r——上覆巖層平均容重，取24KN/m3H——巷道埋深mB——固定支撐力壓力系數(shù)，按實(shí)體煤取1fc——煤層普氏系數(shù)，Kc——煤體完整性系數(shù)，0.9-1.0a——煤層傾角h——巷道掘進(jìn)高度mψ——煤體內(nèi)摩擦角，可按fc反算Ⅱ、潛在冒落高度bb=(a+c)Cosa/Kyfr=（2.1+8.9）×0.92/0.45×4=5.62m式中：a——頂板有效跨度之半mKy——直接頂煤巖類型性系數(shù)。當(dāng)巖石f=3-4時(shí)，取0.45;f=4-6時(shí)，取0.6;f=6-9時(shí)，取0.75。Fr——直接頂普氏系數(shù)Ⅲ、兩煤幫側(cè)壓值QsQs=KnCr煤[h×sina+b×cos(a/2)×tg(45-a/2)=2.5×2×8.9×1.48[2.65×0.39+5.62×0.98×0.24=155kN/m式中：n——采動(dòng)影響系數(shù)，取2-5r煤——煤體容重，KN/m3(1)頂錨桿長(zhǎng)度LL=L1+b+L2=0.05+5.62+0.35=6.02式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度mL2——錨固端長(zhǎng)度mb——潛在冒落拱高度m錨桿間距D≤1/2L錨桿排距LO=Nn/2K·rab=105×12/2×2×24×2.1×5.62=式中：n——頂板每排錨桿根數(shù)N——每根錨桿錨固力，KNK——安全系數(shù)，取2-3r——上覆巖層平均容重，取24KN/m3a——1/2巷道掘進(jìn)跨度，m(2)煤幫錨桿錨桿長(zhǎng)度：L=L1+C+L2=0.05+8.9+0.35=9.3錨桿間距：D=Nh/L0KQs=105×2.65/×2×155=式中：N——設(shè)計(jì)錨桿錨固力，MPaK——安全系數(shù)，取2-3L0——煤幫錨桿排距，同頂板排距Qs——兩幫側(cè)壓值，KN3、按組合梁原理計(jì)算(1)錨桿長(zhǎng)度LL=L1+L2+L3式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度mL3——錨固端長(zhǎng)度mL2——組合梁自撐厚度mL2=0.612B[K1P/ψσ1σx]/2=0.612×4.2(2×/)K1——與施工方法有關(guān)的安全系數(shù)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)2-3；爆破法掘進(jìn)3-5；巷道受動(dòng)壓影響5-6P——組合梁自重均布載荷MPaψ——與組合梁層數(shù)有關(guān)的系數(shù)組合層數(shù)：123≥4ψ值：1.00.750.70.65B——巷道跨度mσ1——最上一層巖層抗拉計(jì)算強(qiáng)度，可取試驗(yàn)強(qiáng)度的0.3-0.4倍MPaσx——原巖水平應(yīng)力，σx=λrzMPa=0.4×24×510=0.00489MPa，λ—側(cè)壓力系數(shù)，一般為0.25-0.4,Z—巷道埋深m(2)錨桿間距以上所選錨桿長(zhǎng)度，還需驗(yàn)算組合梁各層間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，并保證最下面一層巖層的穩(wěn)定性D≥1.63m1(σ1/KP)/2=1.63×(/8×)/2=式中：m1——最下面一層巖層的厚度mK——安全系數(shù)，取8-10P——本層自重均布荷載P=r1m1=24×,MPa；r1——最下面一層巖層的容重，KN/m3錨索支護(hù)參數(shù)的確定：錨固長(zhǎng)度LaLa≥fst/πfcsd1=（1870/3.14×10）×17.8=1060mm設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度1.4m＞1.06m式中：d1—錨索鋼絞線之徑，mmfst—鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpafcs—錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按10MPa計(jì)算錨索間排距L/S≥2S≤L/2=6600/2=3300mm設(shè)計(jì)間排距1.8m＜3.3m式中：L—錨索孔深度S—錨索間距錨索錨固力PP1≥P≥P1/K或P2/KP≥400/2=200KN設(shè)計(jì)錨固力200KN式中：P—設(shè)計(jì)錨索錨固力KNP1—錨固段錨固劑與孔壁的粘結(jié)力KNP2—錨固段錨固劑與鋼絞線的粘結(jié)力KNK—安全系數(shù)，取2切眼錨桿支護(hù)參數(shù)的確定：1、頂錨桿按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：錨桿長(zhǎng)度：L=N×（1.1+B/10）=1.1×(1.1+4.2/10)=1.67m(N取1.1)錨桿直徑:D=L/110=1.67/1.10=15.2mm錨桿間排距:a<0.5L=0.5×1670=835mm根據(jù)以上計(jì)算，為提高安全度和支護(hù)效果，選取φ20×2200mm左旋無(wú)縱筋錨桿，錨桿間排距900×900mm,每眼使用Z2335藥卷3卷。2、幫錨桿兩邦錨桿選用Φ20mm,L=2200mm左旋無(wú)縱筋錨桿，間排距750×700,每眼使用Z2335藥卷3卷（最末一排距底板不超過(guò)300mm）。三、護(hù)網(wǎng)護(hù)網(wǎng)選取直徑4mm，網(wǎng)格40×40mm的經(jīng)緯網(wǎng)。四、錨索因機(jī)、風(fēng)巷及切眼埋深大，跨度也較大，為確保安全和支護(hù)效果，施工時(shí)在頂板打錨索加強(qiáng)支護(hù)。機(jī)巷頂錨索規(guī)格：17.8mm×7000mm，間距1.5m，排距1.5m,每眼使用Z2335藥卷4卷。錨桿支護(hù)參數(shù)的確定：一、按加固拱原理確定錨桿參數(shù)：1、頂錨桿(1)錨桿長(zhǎng)度：Ｌ=N（1.1+B/10）=1.0×(1.1+4.2/10)=1.52m；根據(jù)我礦支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，錨桿長(zhǎng)度?。?2.2m。式中：L—錨桿長(zhǎng)度；N—圍巖穩(wěn)定影響系數(shù)，取1.0m；B—巷道跨度。(2)錨桿直徑：Ｄ=L/110=2.2/110=0.02m，取D=20mm。(3)錨桿間距：d≤0.5L=0.5×2.2=1.1m，取間排距為900×900mm。(4)錨桿型號(hào)：選用φ20×2200mm的左旋無(wú)縱筋錨桿，其錨固力≥100KN/根；配用W鋼帶及φ4mm的鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)頂板。2、巷幫錨桿：巷幫支護(hù)錨桿選用φ20×2200mm的左旋無(wú)縱筋錨桿，并配合φ14mm的鋼筋梯形梁和φ4mm的鋼網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。二、按懸吊理論確定錨桿參數(shù)：1、錨桿長(zhǎng)度L，L=L1+L2+L3=50+1200+300=1550mm設(shè)計(jì)錨桿長(zhǎng)度L=2200mm式中：L1——錨桿外露長(zhǎng)度L2——軟弱巖層厚度，可根據(jù)柱狀圖確定mmL3——錨桿伸入穩(wěn)定巖層深度一般不小于300mm2、錨固力N：可按錨桿桿體的屈服載荷計(jì)算N=π/4(d2σ屈)=0.25×3.14×（0.02）2×335×106=105KN式中：σ屈——桿體材料的屈服極限Mpad——桿體直徑3、錨桿間排距錨桿間距D≤1/2LD≤0.5×2200=1100mm錨桿排距L0=Nn/2kraL2=105×103×13/2×3×24×103×2.1×1.2=3.76m設(shè)計(jì)錨桿間排距為900×900mm式中：n——每排錨桿根數(shù)N——設(shè)計(jì)錨固力，KN/根K——安全系數(shù)，取2-3r——上覆巖層平均容重，取24KN/m3a——1/2巷道掘進(jìn)寬度m錨索支護(hù)參數(shù)的確定：1、錨固長(zhǎng)度LaLa≥fst/πfcsd1=（1870/3.14×10）×17.8=1060mm設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度1.4m＞1.06m式中：d1—錨索鋼絞線直徑，mmfst—鋼絞線抗拉強(qiáng)度，Mpafcs—錨索與錨固劑的設(shè)計(jì)粘接強(qiáng)度，按10MPa計(jì)算2、錨索間排距L/S≥2S≤L/2=6600/2=3300mm設(shè)計(jì)排距1.8m＜3.3m設(shè)計(jì)間距1.6m＜3.3m式中：L—錨索孔深度S—錨索間距3、錨索錨固力PP1≥P≥P1/K或P2/KP≥400/2=200KN設(shè)計(jì)錨固力200KN式中：P—設(shè)計(jì)錨索錨固力，KNP1—錨固段錨固劑與孔壁的粘結(jié)力，KNP2—錨固段錨固劑與鋼絞線的粘結(jié)力，KNK—安全系數(shù)，取2錨桿（錨索）支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)一、錨索設(shè)計(jì)承載力鋼絞線直徑為φ15.24mm時(shí)230kN，鋼絞線直徑為φ17.8mm時(shí)320kN，鋼絞線直徑為φ21.6mm時(shí)454kN。二、錨索設(shè)計(jì)破斷力鋼絞線直徑為φ15.24mm時(shí)260kN，鋼絞線直徑為φ17.8mm時(shí)355kN，鋼絞線直徑為φ21.6mm時(shí)504kN。三、錨桿（錨索）支護(hù)參數(shù)校核1、頂錨桿通過(guò)懸吊作用，幫錨桿通過(guò)加固幫體作用，達(dá)到支護(hù)效果的條件，應(yīng)滿足：L≥L1+L2+L3式中L——錨桿總長(zhǎng)度，m；L1——錨桿外露長(zhǎng)度（包括鋼帶、托板、螺母厚度），m；L2——有效長(zhǎng)度（頂錨桿取圍巖松動(dòng)圈冒落高度b，幫錨桿取幫破碎深度c），m;L3——錨入巖（煤）層內(nèi)深度，m。其中圍巖松動(dòng)圈冒落高度b=式中B、H——巷道掘進(jìn)荒寬、荒高；——頂板巖石普氏系數(shù)；——兩幫圍巖的似內(nèi)摩擦角，=。2、校核頂錨桿間、排距：應(yīng)滿足式中——錨桿間、排距，m；——錨桿設(shè)計(jì)錨固力，kN/根；k——安全系數(shù)，一般取2；（松散系數(shù)）L2——有效長(zhǎng)度（頂錨桿取b）;——巖體容重3、加強(qiáng)錨索長(zhǎng)度校核，應(yīng)滿足式中——錨索總長(zhǎng)度，m；——錨索深入到較穩(wěn)定巖層的錨固長(zhǎng)度，m；其中：——安全系數(shù)；——錨索直徑；——錨索抗拉強(qiáng)度，N/㎜2；——錨索與錨固劑的粘合強(qiáng)度，N/㎜2；（10）？——需要懸吊的不穩(wěn)定巖層厚度，m；——托板及錨具的厚度，m；——外露張拉長(zhǎng)度，m；4、懸吊理論校核錨索排距：L≤nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]式中L---錨索排距，m；B---巷道最大冒落寬度，m；H---巷道最大帽落高度，m；（最大取錨桿長(zhǎng)度）γ---巖體容重，kN/m3（包括頂煤+直接頂）L1---錨桿排距,m,F1---錨桿錨固力,kN;70F2---錨索極限承載力,kN;θ---角錨桿與巷道頂板的夾角,75°;n---錨索排數(shù),取1。5、加強(qiáng)錨索數(shù)目的校核，應(yīng)滿足式中——錨索數(shù)目；——安全系數(shù)；2——錨索最低破斷力，kN；——被懸吊巖石的自重，kN；其中：——巷道掘進(jìn)荒寬，m；——錨索間排距，m；∑——懸吊巖石厚度，m；∑——懸吊巖石平均容重，kN/m3。四、A3圓鋼對(duì)巖石粘結(jié)強(qiáng)度（設(shè)計(jì)手冊(cè)）砂巖5-8MPa泥巖3.5-5.5MPa煤1-2MPaC25混凝土≥7MPa五、螺紋鋼對(duì)樹脂藥卷粘結(jié)強(qiáng)度（設(shè)計(jì)手冊(cè)）錨桿直徑錨固長(zhǎng)度粘結(jié)度φ22mm600mm22MPaφ16mm600mm22.3MPaφ16mm1000mm24.8MPa六、錨索抗拉強(qiáng)度（1MPa=1N/mm2）錨索直徑（mm）抗拉強(qiáng)度（N/mm2）抗拉強(qiáng)度（MPa）φ15.241426.051860φ17.801427.311860φ21.601376.111770七、煤、巖容重巖性容重（kN/m3）砂巖21.58-26.59頁(yè)巖22.56-25.70煤11.77-13.72八、預(yù)應(yīng)力鋼絞線技術(shù)指標(biāo)（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格mm破斷負(fù)荷kN屈服負(fù)荷kN伸長(zhǎng)率%

L0≥5001000h

松弛率≤強(qiáng)度Mpaφ15.24264.6-269.4≥234.64-5.52.51860φ17.80≥360≥33552.51860φ21.60≥520≥48452.51770九、Ⅰ錨桿技術(shù)指標(biāo)（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格屈服強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度MPa伸長(zhǎng)率%尾部螺紋承載強(qiáng)度MPa?20×2000mm（螺紋鋼）≥335≥490≥16≥桿體極限強(qiáng)度85%?18×1800mm（圓鋼）≥225≥375～460≥25≥桿體極限強(qiáng)度85%Ⅱ錨桿承載力（學(xué)習(xí)的時(shí)總結(jié)）錨桿規(guī)格（螺紋鋼）承載力（kN）錨桿規(guī)格（圓鋼）承載力（kN）φ22mm125φ22mm90φ20mm105φ20mm70φ18mm85φ18mm60φ16mm75φ16mm50十、錨索測(cè)力計(jì)技術(shù)指標(biāo)型號(hào)測(cè)力范圍穿孔直徑精度等級(jí)質(zhì)量QLMC-300夜光式記憶型0--300kNφ251.55kgQLMC-500夜光式記憶型0--500kNφ252.55kg十、錨具技術(shù)指標(biāo)型號(hào)適用錨索規(guī)格適用錨索強(qiáng)度靜載硬度極限拉力（kN）效率系數(shù)Ηa（%）總應(yīng)變量εapu(%)錨環(huán)夾片KM15-1860?15.24m8≥0.95≥2.5%HRC33-46HRC53-65KM18-1860?17.80mm1860342≥0.95≥2.5%HRC30-65HRC30-65QLKM22-1770?21.60mm1770488.3≥0.95≥2.5%HRC30-65HRC30-65十一、頂板離層測(cè)距儀（普通）技術(shù)指標(biāo)型號(hào)測(cè)量方式測(cè)量點(diǎn)數(shù)深基點(diǎn)最大深度淺基點(diǎn)深度最大量程讀值精度安裝鉆孔直徑QLDC-1反光彩色顯示與測(cè)尺讀數(shù)2（深、淺）7m2.5m200mm1mm28mm42mm十二、鋼筋混凝土（水泥托板）技術(shù)指標(biāo)（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格（mm）標(biāo)準(zhǔn)要求（kN）支點(diǎn)距離（mm）實(shí)測(cè)結(jié)果（kN）500×150×80＞6220067.4300×180×80＞6220066.4十三、槽鋼技術(shù)指標(biāo)（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa伸長(zhǎng)率%14#4102903512#315-45022531十四、錨固劑主要參數(shù)性能指標(biāo)抗壓強(qiáng)度＞40MPa剪切強(qiáng)度＞35MPa容量1.9-2.2g/cm3彈性模量＞1.6×104MPa粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)混凝土（C20）＞7MPa，對(duì)螺紋鋼＞16MPa貯藏條件20°-25°儲(chǔ)存6個(gè)月稠度＞16mm十五、錨固劑主要參數(shù)（固化與攪拌時(shí)間）型號(hào)屬性凝膠時(shí)間（s）等待時(shí)間（s）備注CK超快8-4010-60在22°±1°C環(huán)境溫度下測(cè)定抗壓強(qiáng)度≥40MPaK快速41-9090-180Z中速91-180480十六、波紋鋼托板（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格（mm）支點(diǎn)距離（mm）壓力（kN）撓度（mm）500×200×1002605504350×120×502001969150×150×24902946十七、鋼帶（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格（mm）支點(diǎn)距離（mm）壓力（kN）撓度（mm）W型鋼帶220×42603015波紋鋼帶220×42604810十八、玻璃鋼錨桿（檢測(cè)報(bào)告）規(guī)格抗拉強(qiáng)度MPa抗剪強(qiáng)度MPa扭矩N·m錨固力kNφ18×1800mm≥244≥75≥40≥58.8山西柳林大莊煤礦有限責(zé)任公司井下8#煤層巷道支護(hù)設(shè)計(jì)一、概況：大莊煤礦井下8#煤層賦存于太原組中下部L1石灰?guī)r之下，上距4#煤層55.93～69.93m，煤層厚度1.79～3.50米，平均為2.83m，為全井田穩(wěn)定可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較復(fù)雜，一般不含夾矸或含二層夾矸。從北向南逐漸變薄，中東部最薄，厚度為2.30m左右?？傮w屬泥巖及砂巖穩(wěn)定可采煤層。煤層頂板為石灰?guī)r，底板多為泥巖，局部為粉砂質(zhì)泥巖及砂巖。巷道設(shè)計(jì)寬度通常為3.0～4.5米（切眼為6.0～6.5米），高度通常為2.6～3.0米。二、支護(hù)設(shè)計(jì)：（一）、巷道圍巖變形趨勢(shì)巷道在開掘以后，巷道圍巖將發(fā)生如圖所示趨向的應(yīng)力場(chǎng)。巷道支護(hù)的目的就是有效地控制巷道圍巖的變形，以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。（二）、錨桿支護(hù)用解析法確定單體錨桿的支護(hù)參數(shù)①錨桿長(zhǎng)度L的確定：L=l1+l2+l3式中：l1—錨桿外露長(zhǎng)度，考慮鋼筋梁支護(hù)，l1取65㎜，確定l1取值為65㎜；l2—l2≥有范圍易調(diào)查確定的易碎直接頂厚度，8#煤層頂板圍巖屬于Ⅰ、Ⅱ類較穩(wěn)定或中等穩(wěn)定圍巖，l2取值范圍為400～1500㎜。l3—深入穩(wěn)定巖層長(zhǎng)度，按錨固粘結(jié)力（πdτcl3）等于桿體屈服或拉斷承載力（）而得的公式估算：l3===495㎜式中：d—錨桿直徑，18㎜（事先假定使用φ18錨桿）；σ2—桿體材料的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，φ18螺紋鋼錨桿設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度為550MPa。τc—錨桿與樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度，螺紋鋼取5.0MPa。所以錨桿長(zhǎng)度確定為L(zhǎng)=l1+l2+l3=65+（400～1500）+495=960～2060㎜取中間值確定錨桿長(zhǎng)度1700㎜。②錨桿直徑d的核定按錨桿桿體承載力與錨固力等強(qiáng)度原則確定錨桿直徑d錨桿錨固力Q等于錨桿桿體承載力P，P=，由P=Q得：式中：Q—按通常錨固力拉拔試驗(yàn)數(shù)據(jù)取7t=68600N；σt—錨桿桿體材料的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，按普通低碳鋼抗拉強(qiáng)度取值420MPa。所以錨桿直徑選擇為18㎜大于14.4㎜可滿足支護(hù)需要。③錨桿間、排距根據(jù)每根錨桿懸吊載荷大小確定錨桿間（a）、排距（b），即錨桿懸吊巖石載荷（G=abL2γ）大于或者等于錨桿的錨固力（Q）?？紤]安全系數(shù)K的情況下Q≥Kl2ab·γ則：ab≤式中：a、b—錨桿間、排距，ｍ；Q—錨固力，噸。（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)拉撥驗(yàn)試7～10噸，取7噸）γ—8#煤層頂板石灰?guī)r平均容重，噸/ｍ3，查表取2.5K—安全系數(shù)，一般取K=1.3～1.8；考慮到石灰?guī)r較穩(wěn)定，K=1.3l2—巷道頂板巖體潛在破碎帶高度，取0.4～1.5ｍ則：ab≤ab≤ab≤1.96≈1.5×1.3ｍ從計(jì)算結(jié)果可知，8#煤層頂板為穩(wěn)定型及中等穩(wěn)定型石灰?guī)r類頂板，采用φ18×1700左旋螺紋鋼錨桿，間排距為1500×1300，配合鋼筋梁支護(hù)8#煤層頂板，可滿足支護(hù)需要并提高支護(hù)安全系數(shù)，能夠達(dá)到預(yù)期支護(hù)目的。（三）、鋼筋梁設(shè)計(jì)鋼筋梁由本礦自行加工供應(yīng)，使用φ14鋼筋加工制作，設(shè)計(jì)圖如下：圖1Ⅰ型鋼筋梁設(shè)計(jì)圖圖2Ⅱ型鋼筋梁設(shè)計(jì)圖圖3Ⅲ型鋼筋梁設(shè)計(jì)圖（四）、護(hù)幫錨桿根據(jù)以往支護(hù)經(jīng)驗(yàn)確定，采用1700㎜麻花頭錨桿配合鐵托盤將菱形金屬網(wǎng)固定在巷道幫，排間距為1100×1500mm。（五）、錨索支護(hù)8#煤層頂板為堅(jiān)硬穩(wěn)定的石灰?guī)r，原則上不考慮采用錨索支護(hù)，除遇節(jié)理發(fā)育、地質(zhì)構(gòu)造帶等頂板破碎或大斷面掘進(jìn)、懸頂面積較大等特殊情況下采用錨索支護(hù)。錨索型號(hào)選用φ15.24×4000、φ15.24×6000兩種，配合相應(yīng)鎖具與鐵托板。隧道爆破技術(shù)方案1、隧道開挖鉆爆設(shè)計(jì)本分部所有隧道長(zhǎng)度均較短，擬從進(jìn)口或出口單向掘進(jìn)，掘進(jìn)時(shí)III級(jí)圍巖采用臺(tái)架法、IV、V級(jí)圍巖采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法開挖，即超前支護(hù)先行（Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用超前小導(dǎo)管支護(hù)）；上臺(tái)階采用弧形導(dǎo)坑法短開挖，施作拱部初期支護(hù)；中、下臺(tái)左右錯(cuò)位開挖及施作邊墻初期支護(hù)；仰拱緊跟下臺(tái)階并及時(shí)施作盡早閉合成環(huán)，襯砌及時(shí)緊跟。在隧道開挖作業(yè)時(shí)，必須采取有效的控制爆破，以確保施工安全。采用YT28型氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔，采用楔形掏槽的爆破作業(yè)方式掘進(jìn)，并控制循環(huán)進(jìn)尺過(guò)長(zhǎng)，避免產(chǎn)生的爆破有害效應(yīng)超過(guò)安全規(guī)程規(guī)定，本工程設(shè)計(jì)III級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺3m，IV級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺2m以內(nèi)，V級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺1m以內(nèi)（下臺(tái)階不超過(guò)2m）。如遇地層較差時(shí)，爆破技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況修改爆破進(jìn)尺及爆破參數(shù)。2、隧道施工方法與措施隧道開挖采用鉆爆法（其工藝流程見附圖），以新奧法理論指導(dǎo)施工（見鉆爆法施工工藝流程框圖），光面爆破，爆破器材采用乳化炸藥，周邊眼采用Φ25光爆小藥卷，其余均采用Φ32藥卷。裝巖運(yùn)輸采用ZL-50裝載機(jī)配合5t自卸式汽車運(yùn)輸，直接運(yùn)至業(yè)主指定的棄碴場(chǎng)。光面爆破參數(shù)：A、不耦合系數(shù)。合理的不耦合系數(shù)應(yīng)使炮孔壓力低于巖壁動(dòng)抗壓強(qiáng)度，而高于動(dòng)抗拉強(qiáng)度，通常，不耦合系數(shù)采用1.5~2.5,選用1.7；B、光面炮眼間距E。一般取炮眼直徑的8~15倍。在節(jié)理裂隙比較發(fā)育的巖石中，應(yīng)取小值；在整體性好的巖石中，可取大值，選用45cm；C、最小抵抗線W。光面層厚度或周邊眼到鄰近輔助眼間的距離，是光面眼起爆時(shí)的最小抵抗線，一般它應(yīng)大于或等于光面炮眼間距，選用60cm。炮眼布置圖及爆破參數(shù)表（附后）光面爆破宜采用細(xì)藥卷，起爆時(shí)注意以下事項(xiàng)：(1)周邊孔應(yīng)該同時(shí)起爆才能保證光面爆破效果；(2)起爆順序?yàn)橄忍筒劭?，再輔助孔，輔助孔起爆后再起爆周邊孔、底孔；(3)周邊孔的底孔應(yīng)該裝一個(gè)粗藥卷，以克服巖體挾制作用；(4)為了減少超挖和降低工程造價(jià)，開挖過(guò)程中，加強(qiáng)斷面量測(cè)，并及時(shí)處理個(gè)別欠挖部位，修整開挖斷面，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。爆法開挖施工工藝流程框圖進(jìn)入下道工序進(jìn)入下道工序斷面測(cè)量畫開挖輪廓線布炮眼鉆炮眼裝藥爆破通風(fēng)灑水清危排險(xiǎn)出碴錨桿、掛網(wǎng)噴砼機(jī)具就位施工準(zhǔn)備隧道新奧法施工工藝流程框圖(修改施工方案)(修改施工方案)(修改支護(hù)參數(shù))否是施工準(zhǔn)備實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)開挖初期支護(hù)是否符合管理基準(zhǔn)備防水隔離層二次襯砌結(jié)束工程地質(zhì)查勘圍巖分層及巖體計(jì)算參數(shù)的取值開挖程序與方法等光面爆破減少擾動(dòng)錨噴支護(hù)減少圍巖變形洞內(nèi)觀察,圍巖位移測(cè)量,指導(dǎo)施工與設(shè)計(jì)監(jiān)控測(cè)量3、隧道開挖參數(shù)設(shè)計(jì)3.1、施工方法及順序施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，遵循新奧法施工原理，軟弱地質(zhì)洞身開挖應(yīng)堅(jiān)持：短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌的原則，加強(qiáng)施工臨時(shí)監(jiān)控量測(cè)，確保施工安全。施工中如遇實(shí)際圍巖類別與設(shè)計(jì)資料不符及時(shí)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)部門聯(lián)系調(diào)整施工方案，確保開挖安全，順利進(jìn)行。隧道中停車段，配電室等待隧道開挖成型后，再進(jìn)行擴(kuò)挖。3.2、炮孔裝藥量（1）掏槽孔Q1=η?L?r式中：η——炮孔裝藥系數(shù)，取η=0.9L——孔深，LIII=3.2m、LIV＝2.2m、LV＝1.2mr——每米長(zhǎng)度炸藥量，r=0.78kg/m經(jīng)計(jì)算QIII=2.25kg，取2.3kgQIV=1.54kg，取1.5kgQV=0.84kg，取0.8kg（2）輔助孔QIII=η?L?r=0.8*3.2*0.78=2.0kg取QIII=2.0kgQIV=η?L?r=0.8*2.2*0.78=1.37kg取QIV=1.4kgQV=η?L?r=0.7*1.2*0.78=0.66kg取QV=0.7kg（3）光爆孔通常為輔助孔的1/3～1/4，取QIII＝0.7，QIV=0.5kg，QV=0.2kg裝藥結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)形式示意圖說(shuō)明毫秒微差導(dǎo)爆管雷管間隔不耦毫秒微差導(dǎo)爆管雷管合裝藥導(dǎo)爆索φ32mm藥卷φ25mm小藥卷炮泥導(dǎo)爆索φ32mm藥卷φ25mm小藥卷炮泥1、此圖為光爆眼裝藥結(jié)構(gòu)圖；2、孔外雷管延時(shí)；3、導(dǎo)爆索起爆。耦合連續(xù)反向起爆裝藥結(jié)構(gòu)φ32mm藥卷炮泥導(dǎo)爆管φ32mm藥卷炮泥導(dǎo)爆管此圖為掏槽眼、輔助眼、底眼裝藥結(jié)構(gòu)3.3、隧道開挖炮孔布置圖（1)Ⅲ級(jí)圍巖上下臺(tái)階法開挖①上臺(tái)階光面爆破，采用斜眼掏槽，周邊眼采用空氣柱狀法裝藥。循環(huán)進(jìn)尺按3m考慮，光面爆破參數(shù)表、炮眼布置如下。III級(jí)圍上臺(tái)階巖爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1掏槽孔43.219.21.每循環(huán)進(jìn)尺3.0m,爆破效率87%,每循環(huán)方量249.75m3。2.炸藥單耗0.6kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2掏槽孔63.2313.83輔助孔53.15103輔助孔93.17184輔助孔123.18245輔助孔153.19306周邊孔443.110/1130.87底孔203.11214合計(jì)126149.8上臺(tái)階掏槽眼眼布置圖上臺(tái)階炮眼布置圖②下臺(tái)階光面爆破左右側(cè)跳槽開挖，進(jìn)尺按照3米設(shè)計(jì)，周邊眼和輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)同上臺(tái)階。III級(jí)圍下臺(tái)階巖爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1輔助孔393.01-5781.每循環(huán)進(jìn)尺3.0m,爆破效率87%,每循環(huán)方量84.1m3。2.炸藥單耗1.1kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2周邊孔83.055.63底孔113.27/97.7合計(jì)4891.3下臺(tái)階炮眼布置圖（左右分開）（2)Ⅳ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法開挖①上臺(tái)階光面爆破，采用楔形掏槽，周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)見周邊眼采用裝藥結(jié)構(gòu)圖和輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)圖。上臺(tái)階斷面面積：58.4m2。Ⅳ級(jí)圍上臺(tái)階巖爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1掏槽孔32.214.51.每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,爆破效率89%,每循環(huán)方量116.8m3。2.炸藥單耗0.6kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2掏槽孔62.2393掏槽孔62.2594輔助孔52.1774輔助孔122.1716.85周邊孔322.18/10166底孔142.497合計(jì)7069.3上臺(tái)階炮眼布置圖②中臺(tái)階光面爆破中臺(tái)階斷面面積：54.4m2，炮眼數(shù)量78個(gè)。Ⅳ級(jí)圍中臺(tái)階巖爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1輔助孔132.2119.51.每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,爆破效率88%,每循環(huán)方量108.8m3。2.炸藥單耗1.0kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2輔助孔142.13213輔助孔152.1522.54周邊孔202.17285底孔162.4922.4合計(jì)78113.4中臺(tái)階炮眼布置圖③下臺(tái)階光面爆破下臺(tái)階斷面面積：51.3m2，炮眼數(shù)量86個(gè)。Ⅳ級(jí)圍下臺(tái)階巖爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1輔助孔82.21121.每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,爆破效率88%,每循環(huán)方量102.6m3。2.炸藥單耗1.2kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率75%。2輔助孔82.23123輔助孔72.2510.54輔助孔102.27155輔助孔102.29156輔助孔122.211187周邊孔162.21322.48底孔152.41521合計(jì)86125.9下臺(tái)階炮眼布置圖④隧底爆破開挖時(shí)要嚴(yán)格控制超欠挖。隧底斷面面積：15m2，炮眼數(shù)量21個(gè)。Ⅳ級(jí)圍隧底爆破參數(shù)表起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1輔助孔32.214.51.每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,爆破效率85%,每循環(huán)方量30m3。2.炸藥單耗1.0kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2輔助孔62.2395底孔122.4516.8合計(jì)2129.8隧底炮眼布置圖（3)V級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法開挖①上臺(tái)階光面爆破，采用楔形掏槽，周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)見周邊眼采用裝藥結(jié)構(gòu)圖和輔助眼裝藥結(jié)構(gòu)圖。上臺(tái)階每循環(huán)進(jìn)尺1m，斷面面積：58.4m2。V級(jí)圍上臺(tái)階巖爆破參數(shù)起爆順序炮孔名稱炮孔數(shù)量炮孔深度(m)雷管段別裝藥參數(shù)備注藥量(kg)1掏槽孔31.212.41.每循環(huán)進(jìn)尺2.0m,爆破效率89%,每循環(huán)方量58.4m3。2.炸藥單耗0.6kg/m3；3.光爆炮眼痕跡率90%。2掏槽孔61.234.83掏槽孔61.254.84輔助孔51.173.54輔助孔121.178.45周邊孔321.18/106.46底孔141.492.8合計(jì)7033.1上臺(tái)階炮眼布置圖②中、下臺(tái)階光面爆破中臺(tái)階、下臺(tái)階開挖爆破按照IV級(jí)圍巖的中臺(tái)階、下臺(tái)階爆破方法進(jìn)行爆破，每循環(huán)開挖進(jìn)尺不得大于兩榀鋼架。3.4、爆破網(wǎng)絡(luò)為確保起爆網(wǎng)絡(luò)的安全傳爆、改善爆破質(zhì)量、減少爆破危害、方便施工操作，結(jié)合我公司成熟的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，本工程的爆破起爆網(wǎng)絡(luò)擬采用復(fù)式微差起爆網(wǎng)絡(luò)，起爆網(wǎng)絡(luò)采用塑料導(dǎo)爆管和四通連接，起爆器起爆。為控制爆破有害效應(yīng)，最大單響藥量距民房15～40m為1.5kg、40m以上為25kg，一次爆破最大裝藥量為150kg。為了確保起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工的有效銜接，方便爆破施工，避免雷管的分發(fā)錯(cuò)誤，采取了標(biāo)識(shí)措施。對(duì)每個(gè)孔都用竹片進(jìn)行標(biāo)識(shí)，表明孔號(hào)、孔深、雷管段位。施工單位：中鐵隧道集團(tuán)六沾鐵路二線項(xiàng)目四工區(qū)二○○七年十二月隧道爆破施工方案本方案適用于：六沾鐵路W4標(biāo)四工區(qū)的孔家隧道工程爆破施工，具體方案及要求如下：一、工程地質(zhì)概況孔家根據(jù)隧道地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告反映：隧道巖性特征，圍巖為下伏梁山組（P1p1）砂巖、頁(yè)巖夾碳質(zhì)巖，洞身圍巖為C2+3灰?guī)r、白云巖，有溶洞，有不良地質(zhì)發(fā)育。根據(jù)地質(zhì)條件、所使用的鉆眼機(jī)具、開挖方法確定循環(huán)進(jìn)尺。循環(huán)進(jìn)尺指標(biāo)見下表：不同級(jí)別圍巖設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺指標(biāo)圍巖級(jí)別Ⅴ級(jí)圍巖Ⅳ級(jí)圍巖Ⅲ級(jí)圍巖開挖方法臺(tái)階法臺(tái)階法或全斷面法臺(tái)階法或全斷面法循環(huán)進(jìn)尺0.6～0.8m1.5～2.2m2.5～2.9m二、鉆爆設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)原則：（1）隧道鉆爆作業(yè)必須嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行。（2）根據(jù)不同地質(zhì)、地段的施工方法，分別采用不同的爆破設(shè)計(jì)方案，不斷優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，達(dá)到最好的爆破效果。（3）采用光面爆破方案，各炮眼的布置（深度、角度、間距、裝藥量等）符合要求。（4）爆破引起的震動(dòng)對(duì)附近建筑物和圍巖的影響在控制范圍內(nèi)。其中：對(duì)地面既有建筑物的最大震動(dòng)速度應(yīng)小于25mm/s，對(duì)于新澆筑混凝土的震動(dòng)速度，不得超過(guò)“表-1”的規(guī)定。表-1 混凝土齡期（h） 震速限值（mm/s）12-246.2524-4812.548-12025（5）爆破方案符合《爆破安全規(guī)程》（GB6722-1986）的安全操作要求。2、爆破設(shè)計(jì)方案（1）光面爆破參數(shù)巖石種類周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線W（cm）相對(duì)距離E/W裝藥集中度q（kg/m）極硬巖50～7060～800.7～1.00.30～0.35硬巖45～6560～800.7～1.00.20～0.30軟質(zhì)巖35～5045～600.5～0.80.07～0.12（2）炸藥及雷管根據(jù)隧道所穿越圍巖的堅(jiān)固性系數(shù)f以及巖石縱波波速等，選用威力適中、匹配性好、易于切割分裝成小卷的2#巖石硝銨炸藥，引爆器材則選用國(guó)產(chǎn)Ⅱ系列15段非電毫秒微差雷管。（3）掏槽：采用斜眼掏槽。（4）裝藥結(jié)構(gòu)：各斷面爆破除周邊眼采用空氣柱間隔裝藥外，其余各炮眼均采用孔底大藥卷連續(xù)裝藥，并將雷管置于孔底倒數(shù)第二節(jié)藥卷上，進(jìn)行反向起爆。（5)爆破起爆網(wǎng)絡(luò)：各段毫秒微差雷管腳線集束于掌子面中央懸掛，用專用啟爆器啟爆?？變?nèi)微差低段雷管一般跳段使用，使各相鄰段間隔時(shí)間大于50ms，以改善爆破效果和防止地震波疊加而產(chǎn)生較大的地震動(dòng);為了確保周邊眼同時(shí)起爆，保證光爆效果，還將各孔內(nèi)的導(dǎo)爆索延長(zhǎng)至孔外，用一長(zhǎng)主干導(dǎo)爆索順拱部周邊眼進(jìn)行串聯(lián)，確保同時(shí)起爆。(5)炮眼布置參數(shù)根據(jù)不同圍巖級(jí)別而采用不同的炮眼布置，各級(jí)圍巖爆破設(shè)計(jì)圖見：附圖1：Ⅴ級(jí)圍巖臺(tái)階法爆破設(shè)計(jì)圖；附圖2：IV級(jí)圍巖爆破設(shè)計(jì)圖;附圖3：III級(jí)圍巖爆破設(shè)計(jì)圖。(1)Ⅲ級(jí)圍巖鉆爆參數(shù)III級(jí)全斷面爆破設(shè)計(jì)光爆參數(shù):E=55cm；W=85cm；E/W=0.65；q=0.34kg/m。炮眼名稱眼深(cm)眼數(shù)(個(gè))雷管段別藥卷規(guī)格(mm)藥卷數(shù)每孔藥重(kg)總計(jì)藥重(kg)裝藥集中度kg/m掏槽眼390241φ32L=200132.662.40.67輔助眼350143φ32L=20091.825.20.51輔助眼350225φ32L=20091.839.60.51輔助眼350267φ32L=20091.846.80.51輔助眼350329φ32L=20181.651.20.46周邊眼3505111φ32L=10061.261.20.34合計(jì)35016905410.8286.4每立方米巖石消耗炸藥0.87kg/m3(2)Ⅳ級(jí)圍巖鉆爆參數(shù)IV級(jí)臺(tái)階法爆破設(shè)計(jì)光爆參數(shù):E=50cm；W=70cm；E/W=0.71；q=0.24kg/m。上臺(tái)階炮眼名稱眼深(cm)眼數(shù)(個(gè))雷管段別藥卷規(guī)格(mm)藥卷數(shù)每孔藥重(kg)總計(jì)藥重(kg)裝藥集中度kg/m掏槽眼280201φ32L=200102400.71輔助眼250125φ32L=20061.214.40.48輔助眼250137φ32L=20061.215.60.48輔助眼250159φ32L=20061.2180.48輔助眼2501911φ32L=20051190.40周邊眼2503713φ32L=10030.622.20.24合計(jì)116367.2129.2下臺(tái)階炮眼名稱眼深(cm)眼數(shù)(個(gè))雷管段別藥卷規(guī)格(mm)藥卷數(shù)每孔藥重(kg)總計(jì)藥重(kg)線裝藥系數(shù)輔助眼25091φ32L=2005190.40輔助眼25092φ32L=2005190.40輔助眼25093φ32L=20040.87.20.32周邊眼250187φ32L=10030.610.80.24底板眼250117φ32L=10030.66.60.24合計(jì)56020442.61.60每立方米巖石消耗炸藥0.71kg/m3(3)Ⅳ級(jí)圍巖鉆爆參數(shù)V級(jí)臺(tái)階法爆破設(shè)計(jì)光爆參數(shù):E=45cm；W=80cm；E/W=0.56；q=0.13kg/m。上臺(tái)階炮眼名稱眼深(cm)眼數(shù)(個(gè))雷管段別藥卷規(guī)格(mm)藥卷數(shù)每孔藥重(kg)總計(jì)藥重(kg)裝藥集中度kg/m掏槽眼175201φ32L=20051200.57輔助眼150123φ32L=20030.67.20.40輔助眼150155φ32L=20030.690.40輔助眼150177φ32L=20020.46.80.27周邊眼150419φ32L=10010.28.20.13合計(jì)105142.851.21.77下臺(tái)階炮眼名稱眼深(cm)眼數(shù)(個(gè))雷管段別藥卷規(guī)格(mm)藥卷數(shù)每孔藥重(kg)總計(jì)藥重(kg)裝藥集中