礦山爆破設計施工方案
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礦山爆破設計施工方案范文第1篇
關(guān)鍵詞：露天爆破；施工現(xiàn)場；安全管理
露天礦山開采大多采用高臺階、大區(qū)微差爆破、大型電鏟、大噸位汽車、高效旋回破碎機和膠帶運輸機等設備，逐步實現(xiàn)了開采過程計算機管理和自動開采。相應的爆破工藝也朝著爆破器材數(shù)字化和爆破工藝過程精確可控化方向發(fā)展，特別是高精度導爆管雷管和電子雷管的研發(fā)和應用，為爆破施工作業(yè)提供了安全可靠性更高的爆破器材。近年來，爆破設計計算機模擬技術(shù)在露天礦山得到了廣泛應用，如南芬露天礦建立了以爆破塊度等為約束條件，以采礦總成本為目標函數(shù)的爆破優(yōu)化數(shù)學模型；首鋼水廠鐵礦建立了GPS定位穿孔管理系統(tǒng)，應用Blast-Code模型，由計算機輔助完成爆破設計及破碎效果、爆堆形態(tài)的預測。由此可見，隨著爆破技術(shù)的發(fā)展和計算機自動化技術(shù)的引入，精確可控的數(shù)字化爆破將是礦山爆破工藝發(fā)展的重要方向。
2爆破施工安全管理
2.1爆破施工企業(yè)資質(zhì)及爆破設計方案審查
對于爆破施工企業(yè)首先要審查其是否具有國家頒發(fā)的爆破作業(yè)單位許可證，根據(jù)施工企業(yè)的資信來進行選擇，在審核過程中要確保施工企業(yè)必須具有完善的管理隊伍及施工隊伍，避免因施工企業(yè)資質(zhì)不夠帶來的安全隱患。而設計方案作為爆破施工的執(zhí)行基礎(chǔ)，其質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系著之后爆破作業(yè)的執(zhí)行質(zhì)量。因此需要由多方進行審查，在確定方案沒有明顯差錯后方可進行施工，同時在爆破施工中需要根據(jù)工程實際情況及需要對方案進行審查驗證，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題需要及時進行整改，避免造成嚴重的安全事故。
2.2爆破器材的檢查及加工
主要是對炸藥及雷管的性能進行檢查，避免炸藥受潮或是雷管變形、銹蝕而影響爆破效果。爆破器材加工則是根據(jù)施工需要對火工品進行處理，加工時嚴格按照爆破設計文件規(guī)定的單孔藥量進行加工，嚴格按規(guī)范進行操作。
2.3裝藥過程的管理
裝藥時應輕拿輕放，使用木質(zhì)或竹質(zhì)的炮棍，將藥包放置到位。裝藥過程中發(fā)生卡藥時應使用竹（木）棍疏通，不得使用鐵制工具，嚴禁使用鉆孔機具及鉆桿推人炸藥；裝入起爆藥包過程中不得搗、拉、拽藥包；填塞炮孔應使用粘土或細沙，嚴禁使用碎石填塞，絕對禁止無填塞爆破。
2.4爆后檢查及評估
爆炸后的檢查工作需要由爆破員在引爆炸藥后5min后進行，避免啞炮或是巖體不穩(wěn)定為檢查人員帶來安全隱患，在發(fā)現(xiàn)有安全隱患存在的情況后需要及時進行上報并對危險區(qū)域進行警示阻攔，避免人員靠近；如果不能確定是否有盲炮則應等待15min后方可進入爆破現(xiàn)場檢查。爆炸后評估主要是對其施工效果及安全性進行評估，以便之后對施工方案進行調(diào)整，從而制定更加經(jīng)濟、安全的施工方案。
2.5爆破作業(yè)現(xiàn)場安全警戒
安全警戒可有效防止爆破事故的發(fā)生，爆破現(xiàn)場只有在確認安全警戒到位的情況下，才能起爆；爆后只有在確認無盲炮等安全隱患時，才能撤除安全警戒。警戒范圍應由工程技術(shù)人員根據(jù)《爆破安全規(guī)程》結(jié)合爆破設計確定。一般性的露天小規(guī)模爆破，在確保布孔、鉆孔、裝藥、填塞、連網(wǎng)路等環(huán)節(jié)正確操作后，按照規(guī)定的個別飛散物最小安全允許距離進行警戒，在特殊情況時，予以放大警戒范圍。
3火工品安全管理
3.1火工品庫管員
通常在采礦場中會建設爆炸物品庫房來存儲爆破中所需要應用的火工品，為了避免火工品使用混亂的情況，通常會安排專業(yè)的管理人員對庫房進行管理。首先，要保證管理人員對火工品有一定的了解且具有相應的爆炸危險物品的管理資格；其次，對管理人員進行崗前培訓，確保其具有相應的安全意識，避免管理過程中出現(xiàn)失誤；最后，保證管理人員具有專業(yè)的管理技術(shù)，并且具有較強的任意識，火工品所帶來的危險因素過大，若是沒有足夠的責任意識無法勝任這份工作。
3.2制定嚴格的管理制度
（1）制定完善的火工品管理制度。首先，規(guī)范火工品出入庫的檢查，保證其沒有問題后進行登記入庫；其次，不同規(guī)格、種類的火工品進行分類存放，避免炸藥及雷管的混存，增加儲存風險；最后，嚴格的對火工品進行登記記錄，在入庫及發(fā)放時進行編號，以免造成雷管炸藥的流失。（2）規(guī)范火工品使用流程。首先，火工品的領(lǐng)用必須由專業(yè)的爆破人員來執(zhí)行，避免領(lǐng)取過程不規(guī)范造成安全隱患，領(lǐng)取人員需要進行登記，其中包括領(lǐng)取火工品的時間、數(shù)量及物品編碼等等；其次，退還火工品也需要由領(lǐng)取物品的爆破人員進行，并清算當天火工品實用數(shù)量，清點完成后由領(lǐng)取人員及庫管員登記、簽字。
4拒爆和熄爆
拒爆是指起爆后爆炸材料未被起爆的現(xiàn)象，俗稱“瞎炮”、“啞炮”、“盲炮”。拒爆有雷管未爆或雷管爆炸而炸藥未被引爆的不同情況。防止拒爆的措施：a.禁止使用不合格的爆破器材；b.聯(lián)線后檢查整個線路有無聯(lián)錯或漏聯(lián)，進行爆破網(wǎng)路發(fā)火電流的計算及起爆前的電阻測試；c.檢查爆破電源并對起爆能力進行計算；d.裝藥時硝銨類炸藥要避免壓縮過緊，密度過大；e.采取措施消除管道效應；f.裝藥前要清除炮孔內(nèi)巖粉。一旦產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象，應首先查明拒爆的原因。
5熄爆
熄爆又稱不完全爆炸，是指爆轟波不能沿炸藥繼續(xù)傳播而終止的現(xiàn)象。炸藥熄爆的原因除炸藥的間隙效應外，可能有：a.使用變質(zhì)的炸藥，如吸潮硬化的炸藥；b.裝藥不良，藥卷間距超過殉爆距離；c.藥卷間有異物，使炸藥不能殉爆；d.炮眼距離過近，炸藥被壓縮或炸藥被相鄰爆破的巖石錯斷。一旦發(fā)生熄爆出現(xiàn)殘藥、殘眼時，不得在殘眼上繼續(xù)打眼，不能繼續(xù)使用殘藥；若殘藥為硝銨類炸藥，不能從炮孔中取出，可采用注水的辦法使殘藥徹底失去爆炸能力，以防意外爆炸事故的發(fā)生。
6早爆
早爆是指爆炸材料比預定起爆時間提前發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。預防早爆的主要措施有：a.防止雜散電流；b.防止靜電，預防機械產(chǎn)生靜電的影響；c.防止雷電；d.應經(jīng)常檢查導火索的質(zhì)量，不使用變質(zhì)的導火索；e.在高溫情況下炸藥應有防高溫的措施。
7結(jié)語
受露天爆破環(huán)境的特殊性影響，在施工現(xiàn)場中存在的不穩(wěn)定因素過多，而這也造成了安全管理的過程中存在著很多不確定因素。為此需要組織專業(yè)的安全管理隊伍，并從多方面進行控制及管理，從而減少安全隱患帶來的生命及財產(chǎn)上的損失，使礦山爆破開采可以順利施工。
參考文獻：
[1]孫金號.探討爆破施工現(xiàn)場的安全管理[J].四川水泥，2014，11：61+60.
[2]表永一，肖昆明，文成立.爆破施工現(xiàn)場安全管理工作的幾點體會[J].爆破，2010，02：109-111.
[3]沈國強.探討爆破施工現(xiàn)場的安全管理[J].建筑知識，2016，02：139.
礦山爆破設計施工方案范文第2篇
關(guān)鍵詞：硐室 改絞
一、井筒關(guān)聯(lián)硐室的施工
(1) 副井馬頭門施工
副井馬頭門是直接與副井井筒相連的主要硐室。它的施工必須考慮與井筒施工的關(guān)系和對鑿井設備的利用。馬頭門的施工一般安排在鑿井階段進行。
1）施工方案
根據(jù)與井筒施工順序的不同，馬頭門的施工方案一般有兩種：
方案1：馬頭門與井筒順序施工
待井筒施工到底后，再回過頭來施工馬頭門。該方案的優(yōu)點是馬頭門施工不占用井筒施工期，缺點是施工設備需重新布置，造成投資浪費；高空作業(yè)，安全性差。
方案2：馬頭門與井筒同時施工
這種方案在井筒圍巖條件相對較好的情況下采用。馬頭門和井筒一起施工，同時掘出。該方案的優(yōu)點是可以充分利用鑿井設備，施工工序簡單，功效高，工作條件好，安全性好。其缺點是占用井筒施工期。
2）施工方法
馬頭門因與井筒相連接，斷面較大，又受施工條件的限制，故一般采用自上而下的分層施工法。圍巖穩(wěn)定中，一般分層高度取2.5～3m。當井筒掘進到馬頭門上方5~10m處時，井筒停止掘進，將上段井壁砌好。繼續(xù)下掘井筒至第一分層底板處，用鉆眼爆破法掘出馬頭門拱頂，噴砼臨時支護。拱圈做出后，由里向井筒方向砌筑拱，并與上段井筒整體澆注好。隨井筒下掘馬頭門各個分層，同時澆注各層的側(cè)墻和井壁。穿過馬頭門部分后，井筒繼續(xù)施工到底，剩余工程在主副井貫通后隨車場巷道一起施工。
(2)箕斗裝載硐室
箕斗裝載硐室是直接與主井井筒相連的主要硐室。它的施工必須考慮與井筒施工的關(guān)系以及對鑿井設備的利用。
1）施工方案
根據(jù)箕斗裝載硐室與井筒施工順序的不同，一般有以下兩種施工方案：
方案1裝載硐室與井筒順序施工。
井筒施工時，在和硐室相連部分預留硐口，并做臨時支護。井筒到底后，再掘砌硐室。這種方案的主要優(yōu)點是硐室施工不占用建井工期。但主井鑿井設備都已全部拆除，需重新安裝一套臨時施工設施，又是高空作業(yè)，對安全工作要求較高。因此裝載硐室的施工比較復雜。
方案2裝載硐室與井筒同時施工。
這種方案的優(yōu)點是能充分利用鑿井設備，一次成井，工作簡單，效率較高。不足之處是要求硐室圍巖穩(wěn)定，允許大面積暴露，而且組織管理較為復雜，硐室施工占用井筒施工工期。
2）施工方法
井筒掘至箕斗裝載硐室上方5～8m處停止掘進，將上段井壁砌好，然后繼續(xù)向下掘進井筒，并同時施工箕斗裝載硐室。硐室施工采用正臺階分層掘砌交叉作業(yè)施工方法，分層高度為2.0～4.0m。具體施工工藝如下：
a、機頭硐室掘進采用光面爆破，要求嚴格采用光爆操作規(guī)程，保證成形質(zhì)量，為保證硐室與井筒之間免遭爆破震動，在靠近井筒側(cè)應留1m巖柱，最后防振動炮刷齊。膠帶運輸機頭部巷道的刷大按順序進行，每茬炮的進度不超過2m，完成一段刷大并進行一次臨時支護后，方可進行下一段刷大工作。定量倉和下部各硐室的掘進均采用自上而下分層掘進的方法。每層掘進高度為2m。
b、排矸采用人工與機械相結(jié)合的方式。矸石由人工鏟入主井，在井底箕斗清理撤煤巷道內(nèi)匯集，經(jīng)一側(cè)0.6m3耙斗裝巖機耙入1.5t礦車運出。
c、錨噴網(wǎng)第一次支護分為初噴和復噴兩次進行。放炮后，先噴射50mm厚混凝土，接著安裝錨桿，然后掛金屬網(wǎng)，最后復噴一層150mm厚混凝土。由于錨噴臨時支護作為永久支護的一部分，必須嚴格施工，保證質(zhì)量。
d、硐室全部施工完成后，進行雙排鋼筋混凝土砌筑工作。
(3)煤倉
井底煤倉主要施工工藝有：
1）施工上、下水平硐室；
2）澆筑主機基礎(chǔ)；
3）供排水系統(tǒng)和設備的選擇和安裝；
4)安裝反井鉆機并調(diào)試；
5)鉆導向孔和擴孔工序；
6)拆除鉆機；
7)人工打眼放炮，進行煤倉斷面的刷大；
8)自下而上的進行混凝土支護。
(4)其它硐室
管子道，在副井掘砌時向管子道掘進6m作預留段，其余部分等到施工中央變電所和主排水泵房時再施工。
二、主、副、風井貫通方案
主副井施工到井底車場水平后，應首先進行短路貫通。以便為提升、通風、排水等設施的迅速改裝創(chuàng)造條件。選擇臨時貫通巷道時，應考慮的原則是：主副井之間的貫通距離最短，彎曲最少，便于車場施工初期兩井之間的運輸、調(diào)車；巷道位置要考慮主井臨時改絞時的提升方位和二期工程重車主要出車方向；應充分利用礦井設計中原有的輔助硐室和巷道；與永久巷道或硐室之間應留有足夠的安全巖柱。
三、主、副、風井裝備交替改裝
由主井掘進到底及開拓巷道時，提升矸石量增多，運送材料、設備及人員上下增多，需要提升的能力一般約為井筒掘進時期的3~4倍。另外，轉(zhuǎn)入平巷施工時，需用礦車運輸，要與吊桶提升相結(jié)合，困難很多。因此，一般情況下，必須先有一個井筒改裝臨時罐籠，以加大提升能力。改裝的主要原則是：保證過渡期短；使井底車場及主要巷道能順利地開工；使主副井井筒永久裝備的安裝和提升設施的改裝相互銜接；改裝后的提升設備應能保證井底車場及巷道開拓時期的全部提升任務。改絞考慮以下兩種方案：
方案1 主井―副井―主井的改裝順序。
主副井短路貫通后，主井改裝為臨時罐籠。臨時改絞時，主井暫用V形礦車通過溜槽向副井吊桶內(nèi)翻矸。一旦主井臨時罐籠能正常運行，可以擔負井下施工的提升任務后，副井即停下來進行永久提升設施安裝。這時風井臨時改絞完成，臨時水倉和臨時車場投入使用。等副井安裝完畢能擔負井下施工任務時，主井再拆去臨時罐籠進行永久設備安裝。
該方案的優(yōu)點是：隨著主副井提升的交替轉(zhuǎn)換，提升能力在不斷增強。缺點是改絞工程量大。
方案2副井―主井的改裝順序。
主副井短路貫通后，先把副井停下來進行永久提升設備安裝。在副井安裝的這段時間內(nèi)，井底車場施工的提升任務暫由主井的吊桶來維持，待副井安裝完畢，運轉(zhuǎn)正常后再進行主井永久提升設施的安裝。
該方案的優(yōu)點是：一次改絞，工程量小，費用少。但最大的不足之處是吊桶提升為車場服務的時間過長，副井永久裝備期間提升工作較為緊張。
結(jié)語
井巷過度可以通過本文上述施工方案的選擇，實現(xiàn)對主井、副井、風井的改絞。具體情況可采取具體分析，采用多種方案交叉進行施工設計。
參考文獻
[1]王建平，靖洪文．礦山建設工程．中國礦業(yè)大學出版社，2007.10
礦山爆破設計施工方案范文第3篇
關(guān)鍵詞： 掌子面危巖清理；掌子面綠化；礦山地質(zhì)環(huán)境
中圖分類號：TU45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）07-0135-02
0 引言
河北省滿城縣建筑用白云巖露天礦山，因采礦活動形成的掌子面均為高陡巖質(zhì)邊坡，邊坡高度一般在20m～100m，邊坡角度一般在45°～75°，邊坡上一般未留開采平臺，多為一坡到底。礦山爆破開采在掌子面表層均遺留了厚薄不一、大小不等的危巖體，易發(fā)生崩塌或掉塊，而未受爆破震動影響的巖層其穩(wěn)固性好，巖石堅硬。
掌子面治理工程一般首先必須進行危巖清理工作，其次是對掌子面實施開槽種植池、穴或種植臺階等進而實施植被綠化重建工作。由于掌子面巖層巖石堅硬，工作面高且狹窄，在掌子面上開鑿種植池或種植臺階十分困難，但掌子面與周邊環(huán)境極不協(xié)調(diào)且存在崩塌地質(zhì)災害隱患，是礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程必須重點治理的區(qū)域。因此，掌子面治理工程既是礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程的治理難點又是治理工程的重點，選擇有效、合理的治理方法與技術(shù)十分重要。本文根據(jù)工程實踐，對相關(guān)礦山地質(zhì)環(huán)境掌子面治理工作方法與技術(shù)進行總結(jié)，對取得的成功經(jīng)驗及工程中存在的實際問題進行分析和闡述，與業(yè)內(nèi)同行進行探討，并提出作者建議。
1 掌子面危巖清理
掌子面危巖清理的目的包括兩個方面，一是盡可能消除掌子面易發(fā)生崩塌或掉塊所產(chǎn)生的地質(zhì)災害隱患，另一方面是保證掌子面及掌子面下部采礦平臺生態(tài)重建工程施工安全，能否達到預期的清理效果，與選擇的清理方法和采用的清理技術(shù)有直接關(guān)系。
1.1 危巖清理方法與技術(shù) 掌子面危巖清理主要包括兩個方面：一是清理殘存在掌子面巖坎、巖腔或裂縫中的塊石和碎石；二是清理受爆破震動影響或被裂隙切割形成的危巖體。河北省滿城縣礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設計一般根據(jù)掌子面的高度、危巖體數(shù)量和規(guī)模大小、坡面和坡頂松散物情況，綜合考慮確定了清危方法和工藝。一般根據(jù)危巖實際情況，掌子面巖坎、巖腔或裂縫中的塊石和碎石，設計多采用蜘蛛俠人工清理方法，主要工具為撬杠和鍬鎬；受爆破震動影響或被裂隙切割形成的危巖體，因需清理量大，設計多采用搭設綜合腳手架人工清理方法，主要工具為撬杠和千斤頂。
1.2 危巖清理工作存在的問題及建議 人工結(jié)合機械手段清理危巖的方法，優(yōu)點是投入少，相對比較安全；缺點是坡面的大塊石、受爆破震動及裂隙切割形成的危巖體，因其體積大、需清理量大，很難徹底清除，致使部分地段仍留有安全隱患。因此，為徹底消除掌子面崩塌地質(zhì)災害隱患，對人工無法有效清除的較為集中的危巖體，建議在設計之初即聘請具有相關(guān)資質(zhì)的單位編寫爆破專項設計，在確保安全的前提下采取淺孔爆破法實施危巖清理工作，對公路、村莊周邊，爆破法可能影響交通運輸及村民安全的區(qū)域建議利用膨脹水泥實施危巖清理工作。對坡面殘留的人工無法清除的孤立大體積塊石，建議采用掛網(wǎng)噴漿等方式進行加固。
2 掌子面綠化
掌子面綠化工程一般分掌子面頂部、掌子面和掌子面底部三個區(qū)域，其中掌子面頂部和底部綠化工程方法技術(shù)比較成熟，掌子面綠化工程方法技術(shù)則在不斷的探索與完善之中。
2.1 掌子面頂部綠化方法與技術(shù) 河北省滿城縣礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設計掌子面頂部綠化方法技術(shù)，一般是在掌子面坡頂距離掌子面1.0m處開挖寬度50cm、深度60cm的種植槽，回填底土和肥土后在種植槽內(nèi)每延米栽植3年生爬山虎幼苗3棵，利用爬山虎耐旱、耐貧瘠、速生、固土能力強、攀爬力強的特性，短期內(nèi)達到有效遮擋掌子面上部區(qū)域的目的。
掌子面頂部綠化種植槽開挖設計多采用人工與手持式風鉆相結(jié)合的方法，回填土多采用人工搬運和小型升降機搬運人工回填的方法，爬山虎澆水養(yǎng)護則多采用滴灌的方法。實踐證明，只要嚴格按照設計采取上述綠化方法技術(shù)進行掌子面頂部綠化，均可取得良好的治理效果。
2.2 掌子面底部綠化方法與技術(shù) 河北省滿城縣礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設計掌子面底部綠化方法與技術(shù)，一般是在掌子面底部坡積裙下方采用干砌石砌筑寬度50cm、深度60的種植池，回填底土和肥土后在種植池內(nèi)每延米栽植3年生爬山虎幼苗3棵，利用爬山虎耐旱、耐貧瘠、速生、固土能力強、攀爬力強的特性，短期內(nèi)達到有效遮擋掌子面底部區(qū)域的目的。
掌子面底部綠化種植池砌筑及回填土多采用人工方法，爬山虎澆水養(yǎng)護則多采用滴灌的方法。實踐證明，只要嚴格按照設計采取上述綠化方法技術(shù)進行掌子面底部綠化，一般可以取得良好的治理效果。但工程部分部位亦可能發(fā)生因雨水沖刷造成種植池內(nèi)回填土流失進而造成爬山虎面積性枯萎死亡的現(xiàn)象。因此，掌子面底部綠化種植池采用干砌石砌筑的設計欠妥，建議對干砌石砌筑的種植池進行M10砂漿勾縫，或采用漿砌法進行砌筑。
2.3 掌子面綠化方法與技術(shù) 河北省滿城縣礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程，設計掌子面綠化方法與技術(shù)一般有以下幾種，歸納總結(jié)如下：
①局部生態(tài)袋綠化。掌子面局部生態(tài)袋綠化是指利用掌子面上有利于土壤儲存，并能為植物生長提供穩(wěn)定生長條件的巖腔、較大裂縫和巖坎，采用生態(tài)袋綠化技術(shù)對掌子面進行的局部綠化。以京昆高速沿線（保定段）礦山環(huán)境治理一期項目A包為代表工程，設計要求在掌子面上容土體積不小于0.8m3的巖腔、較大裂縫、巖坎中碼放生態(tài)袋，并使其牢固在掌子面上。生態(tài)袋綠化厚度50cm，其中基層30cm，表層20cm。裝袋基材一般由泥碳土50%、種植土20%、草纖維8%、木屑（或谷糠、蘑菇肥）12%、保水劑5%、粘合劑1%、速效緩釋肥2%組成。生態(tài)袋表層為拌和種子的基材，每立方基材拌和植物種子100g～125g（按種子用量20g～25g/m2計算），由草（含草花）及灌木種子組成，其中前者60%，后者40%。草（含草花）種子一般選擇狗尾草、虎尾草、阿爾泰紫菀、蒼耳、節(jié)節(jié)草、鵝冠草、白草等，灌木選擇胡芝子、黃刺梅、酸棗等耐旱耐高溫的植物。生態(tài)袋穩(wěn)固之后，再在生態(tài)袋上栽植荊條或爬山虎幼苗。
工程實踐表明，局部生態(tài)袋綠化方法的優(yōu)點是需投入的人力物力較少，缺點是采用此技術(shù)需要掌子面上有足夠的巖腔、較大裂縫或巖坎，綠化覆蓋率一般僅可達到10%左右。在高陡掌子面上放置生態(tài)袋，施工非常困難，且放置的生態(tài)袋日久天長易老化破裂，雨天易造成水土流失，致使局部生態(tài)袋綠化工程失敗。
②機械法開鑿種植池或種植臺階綠化。以滿城縣抱陽山風景區(qū)白云巖礦采石場治理恢復工程施工項目為代表工程，設計掌子面綠化工程為在掌子面上利用鑿巖設備鑿取種植池，“品”字形布置，種植池間距2m，行距不大于12m，種植池長、寬、深基本規(guī)格為1m×1m×1m，然后在種植池內(nèi)覆土種植爬山虎。
以京昆高速沿線（保定段）礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復施工A包為代表工程，設計掌子面綠化工程為在掌子面上利用鑿巖設備等距（6m）開鑿種植臺階，開鑿臺階寬度一般0.6m，高一般0.8m，臺階上砌筑種植池，外緣用M10水泥砂漿砌筑水泥磚池壁，壁厚0.12m，高度0.4m，然后在種植池內(nèi)覆土，前后栽植爬山虎兩排，每延米栽植爬山虎幼苗5棵，以達到垂直綠化的目的。
工程實踐表明，在高陡掌子面上利用鑿巖設備開鑿種植池或種植臺階，因巖石堅硬、施工空間狹小，施工十分困難，最終雖能取得一定的綠化效果，但存在諸多不確定性。筆者認為，屬較保守（回避爆破施工方案）、較理想化（對施工方法的困難程度估計不足）設計方案，實際施工很難達到預期的設計效果。因此，建議掌子面綠化方法技術(shù)設計充分尊重鑿巖機開槽種植池或種植臺階困難極大的客觀事實，在設計之初即聘請具有相關(guān)資質(zhì)的單位實地勘查工程區(qū)各掌子面的實際情況，經(jīng)爆破專家論證，對爆破施工不存在安全隱患的掌子面，盡量采取爆破手段進行種植池或種植臺階開鑿。爆破法臺階開鑿可根據(jù)掌子面的實際情況，15m開鑿一個臺階，開鑿后掌子面各臺階邊坡角度保持在500以下，種植平臺寬度3m～5m。完成種植臺階開鑿后在各種植平臺靠臺邊緣1.0m的位置砌筑漿砌塊石擋墻，墻高0.6m，墻寬0.4m，回填肥土后前后種植爬山虎各一排，以達到全面綠化掌子面的目的。對于爆破手段確有可能影響周邊公路、村莊安全的掌子面，掌子面頂部區(qū)域可采取在掌子面頂部種植爬山虎的方式進行遮擋，掌子面底部區(qū)域可采取在掌子面底部種植爬山虎結(jié)合在采礦平臺上種植高大喬木的方式進行遮擋，掌子面中部則可利用高大廣告牌或采用M10砂漿抹面后書寫宣傳標語的方式進行遮擋，既可達到美化礦山環(huán)境的目的，又可起到招商、宣傳黨的政策的目的。
③鉆孔洞穴綠化。為探索更為有效、可行的掌子面綠化方法與技術(shù)，有關(guān)單位技術(shù)人員提出了鉆孔洞穴的掌子面綠化方案，具體方法是利用普通的打孔設備在掌子面上實施鉆孔作業(yè)（鉆孔間距1m、深度0.6m），在鉆孔中回填肥土后種植爬山虎。鉆孔洞穴綠化法僅在某掌子面下部區(qū)域?qū)嵤┝诵∶娣e實驗，由于實驗工程位于掌子面底部，便于澆水養(yǎng)護，爬山虎成活率可達95%以上，綠化面積可達40%以上。如采用鉆孔洞穴法綠化掌子面，由于掌子面均為高陡邊坡，實際施工時需搭設人工腳手架，施工難度較大，掌子面上部綠化工程澆水養(yǎng)護亦有一定難度，能否達到實驗工程這樣的綠化效果，尚有待工程檢驗。
3 結(jié)論
礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理工程在全國仍處于初步探索階段，河北省滿城縣建筑用白云巖礦開采后遺留的礦山地質(zhì)環(huán)境問題復雜多樣，特別是高陡掌子面的治理，難度巨大。尚需廣大業(yè)內(nèi)同行不斷總結(jié)完善，以創(chuàng)新、拓展掌子面治理的新方法、新技術(shù)，使礦山地質(zhì)環(huán)境掌子面治理工程達到更好的治理效果。
本文觀點只代表作者個人的經(jīng)驗總結(jié)和粗淺認識，其中難免有錯謬之處，敬請業(yè)內(nèi)專家和同仁批評指正。
參考文獻：
[1]DZ/T 0223-2011，礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理方案編制規(guī)范[S].
礦山爆破設計施工方案范文第4篇
關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)；標準體系；構(gòu)建
中圖分類號：P624.8 文獻標識碼：A 文章編號：
1、陳貴礦業(yè)基本概況
湖北陳貴礦業(yè)集團成立于1996年，現(xiàn)有職工2200人，其中工程技術(shù)人員360多人，資產(chǎn)總值4.8億元。截至2011年,集團共生產(chǎn)鐵礦石1420萬噸,鐵精礦300萬噸。目前集團下轄大廣山礦業(yè)公司、劉家畈礦業(yè)公司、安船礦業(yè)公司、銅山口礦業(yè)公司4家采礦企業(yè)，雷山選礦公司、大廣山選廠、中廣山選廠、安銅選礦公司、小廣山選廠5家選礦企業(yè)及捷安物流公司、礦管中心、天臺泉公司等13家成員企業(yè)，是一家以鐵礦石開采為龍頭，集產(chǎn)、供、銷、運一條龍的綜合型企業(yè)集團。
2、安全標準化及安全避險“六大系統(tǒng)”建設情況
（一）加強領(lǐng)導，狠抓宣傳培訓，營造安全標準化創(chuàng)建及安全避險“六大系統(tǒng)”建設工作良好氛圍為了加強對井下礦山企業(yè)安全標準化創(chuàng)建及安全避險“六大系統(tǒng)”建設工作的領(lǐng)導，陳貴礦業(yè)集團成為了礦山企業(yè)安全標準化創(chuàng)建及安全避險“六大系統(tǒng)”建設工作領(lǐng)導小組，總經(jīng)理任領(lǐng)導小組組長，分管安全生產(chǎn)負責人為副組長，各井下礦山企業(yè)主要負責人為小組成員。制定并下發(fā)了“《安全標準化創(chuàng)建工作實施方案》及《建設完善大廣山礦業(yè)公司安全避險“六大系統(tǒng)”工作實施方案》”的通知（陳礦集發(fā)[2011] 18、20號），明確井下礦山企業(yè)創(chuàng)建安全標準化及安全避險“六大系統(tǒng)”工作目標，保障資金到位，確保在規(guī)定時間內(nèi)順利完成安全標準化創(chuàng)建及安全避險“六大系統(tǒng)”建設工作任務。
（二）配合整改，全面實現(xiàn)安全標準化達標，著力打造安全避險“六大系統(tǒng)”示點示范單位
1、安全標準化創(chuàng)建情況。根據(jù)《金屬非金屬礦山安全標準化規(guī)范》要求，全面實現(xiàn)井下礦山企業(yè)安全標準化創(chuàng)建達標任務。一是聘請資質(zhì)中介機構(gòu)進行技術(shù)指導。2011年3月，集團聘請黃石安泰公司為下屬四家礦山企業(yè)安全標準化創(chuàng)建提供技術(shù)指導和服務。二是加大投入，全面整改軟硬件。集團投入1000余萬元，對四大礦業(yè)公司井下安全出口、通風設施、應急電源、電機車架線、風水管、電纜、電器接地網(wǎng)、頂板巖石不牢固結(jié)構(gòu)拉網(wǎng)噴漿等方面進行全面整改。同時編制了108項制度，48項安全生產(chǎn)責任制和46項操作規(guī)程。為安全標準化創(chuàng)建提供了基礎(chǔ)。目前，集團下屬四家礦業(yè)公司已有三家于11年10月份通過了黃石安監(jiān)局組織的評審驗收，獲得安全標準化三級達標證書。
2、“六大系統(tǒng)”示點建設情況。根據(jù)《省安全監(jiān)督局關(guān)于建設完善金屬非金屬礦山安全避險“六大系統(tǒng)”的實施意見》（鄂安監(jiān)發(fā)［2011］6 號）文件的規(guī)定，2011年1月我集團下屬大廣山礦業(yè)公司被列為全省56家安全避險“六大系統(tǒng)”試點示范單位之一。集團投入350萬元資金，建設大廣山礦業(yè)公司安全避險“六大系統(tǒng)”。2011年8月，聘請省安監(jiān)局公告認可的中介機構(gòu)（中鋼集團武漢安環(huán)院、湖北景深安全技術(shù)有限公司）為大廣山礦業(yè)公司建設完善安全避險“六大系統(tǒng)”提供技術(shù)服務。2011年9月份，湖北景深安全技術(shù)有限公司提交了監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、通信聯(lián)絡三大系統(tǒng)的設計施工方案，10月份，該設計施工方案經(jīng)省安科中心審查通過，11月份，施工人員進駐大廣山礦業(yè)公司礦井正式開工建設。
3 建立安全生產(chǎn)標準體系
3.1 安全生產(chǎn)標準體系的結(jié)構(gòu)與層次
我國安全生產(chǎn)標準體系可由五個分體系構(gòu)成,即基礎(chǔ)標準分體系、管理標準分體系、技術(shù)標準分體系、產(chǎn)品標準分體系和方法標準分體系。每個分體系又由若干子體系組成, 基礎(chǔ)標準分體系由基本規(guī)定、名詞與術(shù)語等三個子體系組成; 管理標準分體系由設計、風險評價等十三個子體系組成; 技術(shù)標準分體系由機械設備安全、特種設備安全等五個子體系組成; 產(chǎn)品標準分體系由勞動防護用品、安全防護裝置等五個子體系組成; 方法標準分體系由設備檢測、產(chǎn)品試驗和檢測方法等三個子體系組成。
圖1安全生產(chǎn)標準體系構(gòu)成
3.2 安全生產(chǎn)標準體系的內(nèi)容
3.2.1 基礎(chǔ)標準分體系
基礎(chǔ)標準分體系構(gòu)成見圖2?；疽?guī)定標準是規(guī)范安全生產(chǎn)標準或標準體系編制的程序和要求。名詞和術(shù)語標準是針對安全生產(chǎn)有關(guān)名詞和術(shù)語制定的、具有普遍適用性的標準。
圖2 基礎(chǔ)標準分體系構(gòu)成
3.2.2 管理標準分體系
管理標準分體系構(gòu)成見。設計安全標準是為了保證工業(yè)企業(yè)總體設計(包括廠區(qū)和廠房)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)和輔助設備設施等設計滿足安全生產(chǎn)要求而制定的標準。例如《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》和《生產(chǎn)設備安全衛(wèi)生設計總則》等。
風險評價標準包括危險有害因素識別分析、風險評價和安全對策措施等方面的標準。其中, 危險有害因素識別包括重大危險源識別和事故隱患的識別, 安全對策措施包括重大危險源的監(jiān)控與預警。如《重大危險源辨識》、《安全評預價導則》和《安全驗收評價導則》等。
安全信息標準是指與生產(chǎn)安全有關(guān)的信息收集、分析、處理、使用和維護等方面的標準。
危險作業(yè)標準是針對人身安全影響較大的作業(yè), 如煤氣作業(yè)、動火作業(yè)、爆破作業(yè)和高處作業(yè)等制定的標準。如《缺氧危險作業(yè)安全規(guī)程》、《爆破安全規(guī)程》和《焊接與切割安全》等。
職業(yè)危害標準是針對作業(yè)場所產(chǎn)生的有害因素, 如粉塵、毒物、噪聲與振動、高溫、低溫和輻射等制定的識別、評價和控制等方面的標準。如《作業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》、《有毒作業(yè)分級》和《生產(chǎn)性粉塵作業(yè)危害程度分級》等。
培訓與考核標準主要針對風險較大作業(yè)的有關(guān)人員制定的培訓與考核方面的標準, 包括培訓內(nèi)容、培訓方式和培訓效果檢驗等。如《壓力管道安全管理人員和操作人員考核大綱》、《鍋爐安全管理人員考核大綱》和《氣瓶充裝人員考核大綱》等。
安全監(jiān)察與檢查標準。安全監(jiān)察標準是指行政或履行行政職責的人員實施安全生產(chǎn)監(jiān)察時依據(jù)的標準; 安全檢查標準是企業(yè)人員檢查安全工作時依據(jù)的標準。安全監(jiān)察與檢查標準包括監(jiān)察(或檢查)的方法、程序和內(nèi)容等。目前, 該領(lǐng)域的標準比較缺乏, 如職業(yè)危害作業(yè)場所監(jiān)察和重大危險源監(jiān)察等均未有相應的標準。
3.2.3 技術(shù)標準分體系
技術(shù)標準分體系主要指通用生產(chǎn)和工藝方面技術(shù)要求和設備設施的安全技術(shù)要求, 其構(gòu)成見圖3。機械設備安全標準是針對機械設備和設施的設計、制造、檢測與實驗、使用等方面制定的標準。電氣設備安全標準是針對電氣設備和設施的設計、制造、檢測、安裝和使用等方面制定的標準。如《電氣設備安全設計導則》、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》和《用電安全導則》等。
特種設備安全標準是針對特種設備的設計、制造、安裝與調(diào)試、使用、改造、維護保養(yǎng)和報廢等方面制定的標準。如《壓力管道元件型式試驗規(guī)則》、《氣瓶使用登記管理規(guī)則》和《壓力容器安裝改造維修許可規(guī)則》等。
圖3 技術(shù)標準分體系構(gòu)成
消防設備安全標準是針對滅火設備設施及輔助裝置設計、安裝、檢測與監(jiān)測、使用和維護等方面的安全要求。
生產(chǎn)和工藝標準是針對風險性較大的生產(chǎn)和工藝等方面制定的有關(guān)安全標準。如《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》、《石油天然氣安全規(guī)程》和《焦化廠安全規(guī)程》等。
礦山爆破設計施工方案范文第5篇
[關(guān)鍵詞] 公路隧道施工工法合理性選擇
0前言
在隧道施工中首先對圍巖的自承能力進行分析，然后進行開挖方法、預加固措施、支護方法的確定。“充分發(fā)揮圍巖自承能力”是工程建設所期望的。為了發(fā)揮圍巖自承能力，“基本維持圍巖的原始狀態(tài)”是基礎(chǔ)，如何確定合理的隧道施工方案，才能達到有效地維持圍巖的原始狀態(tài)，就成為隧道工程建設所關(guān)注的重點問題。
由于目前的隧道施工法較多，各種施工工法的表面存在差異性，如何抓住問題的本質(zhì)，提出具有普遍適用性的隧道施工方案，進行合理性判別，將有利于指導隧道工程的建設。
1圍巖自承能力分析
圍巖的自承能力來源于圍巖自身強度。施工前巖體處于三維地應力狀態(tài)，隧道施工后，在巖土體中形成新的空間，導致隧道周邊巖土體失去原有的支撐，徑向應力降低。圍巖向隧道洞內(nèi)移動，徑向應力降低；切向應力隨圍巖初始應力狀態(tài)的不同，出現(xiàn)應力升高，或出現(xiàn)應力分異而局部壓應力集中及局部可能出現(xiàn)拉應力?？傊?，隧道開挖導致圍巖應力狀態(tài)趨于惡化。圍巖穩(wěn)定性是圍巖強度與二次應力一對矛盾比較的結(jié)果。當圍巖自身強度高于二次應力，圍巖是能夠穩(wěn)定的，因此圍巖的自承能力大小取決于圍巖強度的高低。此處的圍巖強度不是指圍巖中巖石塊體的強度，而是包含了結(jié)構(gòu)面分布與性質(zhì)、巖石塊體（結(jié)構(gòu)體）強度和工程因素等多方面影響的綜合指標。隧道工程中不支護而長期穩(wěn)定的實例則證明了圍巖的自承能力，我國西北地區(qū)的窯洞就是一個顯見的例證。
如果圍巖強度低于二次應力圍巖則發(fā)生破壞，破壞由表面向深處發(fā)展，圍巖內(nèi)應力不斷調(diào)整，破壞不斷發(fā)展，在圍巖內(nèi)形成三個區(qū)，由圍巖表面向深部依次是塑性軟化區(qū)、塑性強化區(qū)和彈性區(qū)，如圖1所示。
三個區(qū)的巖體處于不同的變形階段，塑性軟化區(qū)圍巖處于峰值后變形階段，即塑性軟化變形階段，塑性強化區(qū)圍巖處于峰值前的塑性變形階段，即塑性強化階段，彈性區(qū)圍巖處于彈性變形階段。
理論研究表明，塑性強化區(qū)和彈性區(qū)是圍巖承載的主體，塑性軟化區(qū)是支護的對象。強化區(qū)和彈性區(qū)的切向應力高于原巖應力，軟化區(qū)應力得到釋放，切向應力低于原巖應力。圍巖的自承能力與巖體的力學性質(zhì)密切相關(guān)，圖2是巖石在較低圍壓下的力學性質(zhì)示意圖，巖石的兩種性質(zhì)對于圍壓的自承能力有重要影響，一是隨著圍壓的升高，巖體峰值前和峰值后的承載力都不斷增大；二是巖石處于軟化變形階段仍具有承載力。
圍巖處于塑性軟化變形階段時，巖石已破碎，圍壓較低，圍巖變形處于非穩(wěn)定狀態(tài)，其承載力來源于破裂面的摩擦力及相互嵌固力。軟化區(qū)的承載力具有雙重作用，一是有利于自身的穩(wěn)定，但必須通過施加支護才能實現(xiàn)軟化區(qū)圍巖的穩(wěn)定；二是軟化區(qū)對強化區(qū)圍巖具有作用力，增大了強化區(qū)圍壓，提高了圍巖強度，促進強化區(qū)圍壓進入穩(wěn)定狀態(tài)。因此軟化區(qū)工作狀態(tài)對強化區(qū)的承載力有重要影響。強化區(qū)圍壓較軟化區(qū)大，圍巖結(jié)構(gòu)面處于緊密擠壓狀態(tài)，圍巖變形處于穩(wěn)定狀態(tài)，是主要的承載區(qū)之一。強化區(qū)對彈性區(qū)圍巖具有支撐作用，增大了彈性區(qū)圍壓，提高了巖體屈服強度，促使彈性區(qū)的形成。彈性區(qū)圍壓高于軟化區(qū)、強化區(qū)，使得圍巖處于彈性工作狀態(tài)，巖體應力和變形關(guān)系服從胡克定律，是主要承載區(qū)之一。
由上述分析可見，塑性軟化區(qū)、強化區(qū)和彈性區(qū)是相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互作用的整體。塑性強化區(qū)和彈性區(qū)是承載的主體，但都位于圍巖深處，一般不能對其進行支護加固，而塑性軟化區(qū)是支護的主要對象，通過對淺部（軟化區(qū)）圍巖進行加固或支護，提高其強度，使其達到穩(wěn)定，淺部（軟化區(qū)）圍巖再對深處（強化區(qū)）圍巖實施作用，實現(xiàn)深部圍巖穩(wěn)定，并使其成為主要的承載區(qū)。
除了對淺部（軟化區(qū)）圍巖的加固措施外，在礦山法施工隧道時采用光面爆破的目的是減輕爆破對圍巖的震動，盡可能保持原始狀態(tài)。在穩(wěn)定性差的圍巖條件下，常采用預支護方法，在隧道施工前圍巖即得到強化。淺部支護、光面爆破和預支護等措施都是工程施工中常用的技術(shù)手段，其目的都是在施工時盡可能“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，保持原有強度，達到圍巖穩(wěn)定。
新奧法提出保持圍巖穩(wěn)定的關(guān)鍵是充分發(fā)揮圍巖的自承能力，這一提法是從力學角度提出了保持圍巖穩(wěn)定的思路，揭示了決定圍巖穩(wěn)定性的主要因素是圍巖的自承能力。從上述分析可見，圍巖自承能力源于圍巖強度，因此“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，既是保持原有圍巖強度，又是發(fā)揮圍巖自承能力的充分必要條件。
2隧道支護與圍巖自承能力關(guān)系分析
隧道開挖形成新的臨空面，產(chǎn)生應力釋放，而的應力狀態(tài)并不發(fā)生變化，隧道開挖釋放的應力必須由圍巖和支護結(jié)構(gòu)來平衡。當圍巖和支護結(jié)構(gòu)能夠提供的抗力大于平衡圍巖所需要的力時，隧道圍巖是穩(wěn)定的。也就是說，在隧道開挖過程中，始終要求圍巖和支護結(jié)構(gòu)能夠提供的抗力大于平衡圍巖所需。
在具體的隧道工程建設中，當隧道開挖后，圍巖不能自穩(wěn)時，我們就要采用支護，如果需要的支護力比較大，就對我們的襯砌要求比
較高，既費工又費時，所以我們要使支護抗力盡可能的小，并且要保證圍巖的穩(wěn)定。要達到這個目標，就要充分發(fā)揮圍巖的自承能力，所以無論采用那種工法，都要盡量減小對圍巖的擾動。
隧道在開挖前，處于一個三維應力狀態(tài)，隧道開挖后，在一定時間段內(nèi)，圍巖具有一定的自承能力。如果圍巖的極限自承能力大于圍巖的原始內(nèi)力時，圍巖本身所具有的承載力足以保持圍巖穩(wěn)定。隧道剛開挖完成，允許圍巖發(fā)生變形；若人為限制圍巖變形，反而必須采用比較大的支護抗力，如圖3所示，圍巖的極限自承能力是一個降低的過的過程，而圍巖的自承力是一個先增長再降低的過程。因此，如果圍巖有一定的自承能力，應該允許圍巖發(fā)生少量的變形，隨著圍巖的變形增大，圍巖的自承能力得到發(fā)揮，自承能力呈增大趨勢，而需要提供的支護抗力就會相應減小。但圍巖變形是有限度的，當圍巖變形到達極限點B，圍巖壓力由形變壓力轉(zhuǎn)化為松弛壓力，圍巖進入松弛狀態(tài)，圍巖的自承力要迅速下降，反而必須提供足夠大的支護抗力才能維持圍巖的穩(wěn)定。如果圍巖是比較破碎的，開挖后圍巖很快就進入松弛壓力階段，圍巖的自承力也很小，自承力發(fā)揮的過程就很短，所以要求開挖前提高預支護或及時提供足夠大的支護抗力，要求初期支護剛度要大。此時支護抗力曲線和支護的剛度曲線的交點C應盡量靠近A點，即支護曲線變陡，剛度大。這樣才能發(fā)揮圍巖的自承力，保證圍巖的穩(wěn)定。
為了更清楚的說明圍巖的預支護原理，我們按照圍巖的完整程度分為三種情況來進行闡述：
（1）完整圍巖
這種完整圍巖極限自承能力比較大，可以提供維持圍巖穩(wěn)定所需要的自承力，如圖4，即使不采取任何支護措施，圍巖也能自穩(wěn)。這類圍巖隧道開挖要允許圍巖有一定的變形，則提供的初期支護力可以較小。在許多省道或縣道，為了節(jié)約建設成本，采用開挖完毛洞或只作少量初噴砼，充分利用圍巖的自承能力來維持洞室的穩(wěn)定，如圖5就是很好的實例，另外如龍游石窟、西北黃土高原的窯洞等。
（2）有一定自承能力的圍巖
圍巖有一定的自承能力，如圖6所示，圍巖的極限承載力初期大于原始內(nèi)力P0。隧道開挖后，圍巖不會立即松弛垮塌，圍巖壓力還處于形變壓力階段，隨著變形不斷增大，圍巖的極限承載力呈下降趨勢，而圍巖的自承力得到發(fā)揮，此時支護時機的選擇非常重要，從圍巖自承能力曲線上不難看出，如果支護過早就不能充分發(fā)揮出圍巖的自承能力，則需要的支護抗力就比較大；如果支護過遲，圍巖壓力由形變壓力轉(zhuǎn)換為松弛壓力，圍巖發(fā)生松弛，容易引起大面積坍塌，如圖7就是某隧道中支護過遲所引起的塊體塌落事故。
（3）破碎圍巖或自承能力很差的圍巖
從圖8曲線上也可以看出，這種破碎圍巖的自承力很小，洞室開挖后圍巖會很快進入松弛狀態(tài)，所以要求開挖前提供預支護或及時提供足夠的支護抗力，才能維持圍巖的原始狀態(tài)，保證圍巖的穩(wěn)定。這類圍巖基本沒有自穩(wěn)能力，圍巖的極限承載力在洞室開挖后會迅速下降，自承能力發(fā)揮的空間很小，隧道開挖后迅速轉(zhuǎn)化為松弛壓力，如果不提供預支護或及時采用剛性支護，極容易發(fā)生大面積塌方事故，如圖9就是某隧道開挖后由于支護不及時或支護剛度不足所發(fā)生的破壞。
3、隧道施工工法合理性的選擇
每一種隧道施工工法都不是萬能的，都有其各自的使用條件，必須根據(jù)圍巖類別不同選用不同的工法。無論選用怎樣的工法，一個共同的目標就是要用最經(jīng)濟的手段保證隧道的穩(wěn)定，施工工法的選取具體應遵循下面兩條原則：
（1）充分發(fā)揮圍巖的自承能力和基本維持圍巖的原始狀態(tài)
綜合運用新奧法、淺埋暗挖法、礦山法等多種工法解決隧道圍巖與支護系統(tǒng)共同作用問題，達到穩(wěn)定平衡和確保隧道結(jié)構(gòu)安全。綜觀這些工法，如何熟練快速有效應用于隧道工程實踐，就應該解決隧道施工合理方法判別原則問題、隧道受力獨立性問題、隧道支護平衡穩(wěn)定性問題、隧道設計理論統(tǒng)一性和適用性問題、隧道合理施工與初期支護順序有關(guān)問題、隧道量測參數(shù)和精度選擇問題等等
新奧法提出保持圍巖穩(wěn)定的關(guān)鍵是充分發(fā)揮圍巖的自承能力，這一提法是從力學角度提出了保持圍巖穩(wěn)定的思路，揭示了決定圍巖穩(wěn)定性的主要因素是圍巖的自承能力。圍巖自承能力源于圍巖強度，因此“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，既是保持原有圍巖強度，又是發(fā)揮圍巖自承能力的充分必要條件。
各種設計理論和工法之間都存在差異，就新奧法而言，在硬巖隧道與軟巖隧道應用新奧法也有本質(zhì)區(qū)別，特別是各種輔助工法獨立于各種理論之外，其實各種設計理論和工法存在統(tǒng)一性和適用性，其核心都是隧道圍巖與支護共同作用要達到足夠大并“保持平衡穩(wěn)定性”，才能使隧道“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，從而達到隧道“充分發(fā)揮圍巖的自承能力”的目的。在此基礎(chǔ)上建立隧道預支護原理，統(tǒng)一各種設計理論和工法的核心思想，歸納為四種情況（即圍巖自穩(wěn)好情況的預支護原理應用、深埋圍巖自穩(wěn)差情況的預支護原理應用、淺埋圍巖自穩(wěn)差情況的預支護原理應用、深埋圍巖大變形情況的預支護原理應用），明確其統(tǒng)一性和適用性問題，便于人們理解和應用。
（2）能量最小原理
土質(zhì)或軟弱松散圍巖隧道施工中常采用分部施工留核心土工法、CD法（中隔墻法）、雙側(cè)壁導坑法（眼鏡法）、CRD法（交叉中隔墻法）等工法，這些工法基本無需或只需少量爆破，常采用機械和人工開挖施工，石質(zhì)隧道一般需要爆破施工。這兩種隧道施工過程消耗能量E都可表達為三部分：
式中：E1為破碎隧道斷面內(nèi)巖體與拋擲碎石耗能或機械和人工施工的耗能，是有效耗能；E2為對圍巖及預支護結(jié)構(gòu)擾動及保持圍巖變形臨界穩(wěn)定的耗能及恢復破壞與變形不穩(wěn)定圍巖的穩(wěn)定性的耗能；E3為其他耗能，其量值小，一般可忽略不計。
①石質(zhì)隧道施工中，實施爆破需要解決兩個同等重要的問題：一是用最有效的方法將隧道斷面內(nèi)的巖石適度破碎，并將碎石適度拋擲；二是降低爆破對圍巖的擾動，最大限度地維持圍巖原始狀態(tài)，以有利于隧道的長期穩(wěn)定。開挖能量最小原理可表述為：在實現(xiàn)爆破效果良好的前提下，對圍巖及預支護結(jié)構(gòu)擾動耗能E2最小的施工開挖方案最優(yōu)，對圍巖擾動最小。
②土質(zhì)或軟弱松散圍巖隧道施工中，采用分部施工留核心土等工法，其核心是控制圍巖變形，以實現(xiàn)隧道基本維持圍巖原始結(jié)構(gòu)狀態(tài)，否則隧道圍巖局部失穩(wěn)破壞會誘發(fā)更大范圍圍巖失穩(wěn)破壞。對此種情況，保障隧道建設消耗能量最小的基本要求是防止圍巖產(chǎn)生大范圍的破壞。當圍巖發(fā)生破壞后，重新實現(xiàn)圍巖穩(wěn)定性所需要做功將遠大于預支護維持圍巖穩(wěn)定所需做的功。因此，直接機械和人工開挖施工隧道，能量消耗主要是施工洞體的能量消耗和預支護結(jié)構(gòu)實施的能量消耗。施工過程中需要解決兩個重要的問題，一是降低施工過程對圍巖及預支護體系的擾動，最大限度地維持圍巖的原始狀態(tài)及發(fā)揮支護結(jié)構(gòu)的效能；二是防止施工過程產(chǎn)生大范圍巖土體的失穩(wěn)。因此，土質(zhì)或軟弱松散圍巖隧道，開挖能量最小原理表述為：在實現(xiàn)分部施工及支護結(jié)構(gòu)控制圍巖變形良好的前提下，對發(fā)生破壞或變形不穩(wěn)定圍巖恢復穩(wěn)定的耗能E2最小的方案最優(yōu)，對圍巖擾動最小。
4“能量最小原理”在隧道工法中的應用
4．1導坑超前＋擴挖施工法
在大斷面隧道施工中，采用鉆爆法施工導坑超前或小型掘進機先行施工一個導坑（圖10），然后用爆破方法進行擴挖。此時擴挖是在有導坑臨空面條件下進行的，爆破臨空面大，夾制作用小，爆破耗能少，大大降低了對隧道圍巖的擾動。
4．2硬巖光面爆破與預裂爆破
預裂爆破是在隧道施工爆破前，預先沿設計輪廓爆出一條具有一定寬度的裂縫，當主爆區(qū)爆破時，裂縫對應力波起到反射作用，減少應力波對圍巖的破壞作用。因此輪廓孔爆破時，圍巖和斷面輪廓線內(nèi)的巖石對爆破具有相同的夾制作用，爆破對圍巖的破壞作用較大，特別是在巖石強度較高的情況下，輪廓孔裝藥較多，耗能較大，破壞作用更為明顯。而光面爆破是先爆破中央部分時對圍巖影響較小，后爆破周邊時已有臨空面對圍巖影響也較小。因此在巖體強度較高的情況下，不宜采用預裂爆破而應采用全斷面光面爆破。
4．3軟弱圍巖弱爆破分步施工
在隧道施工中，經(jīng)常遇到強度低、易風化、破碎的軟弱圍巖，在隧道圍巖穩(wěn)定性分級中屬于穩(wěn)定性較差的Ⅳ、Ⅴ級圍巖，穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)坍塌等工程事故。實踐表明，爆破工序?qū)Υ祟悋鷰r的穩(wěn)定性有重要影響，爆破振動經(jīng)常是圍巖坍塌的誘導原因。因此，應降低爆破振動強度，盡可能減輕對圍巖的擾動，最大限度維持圍巖的原始狀態(tài)。
軟弱圍巖隧道一般采取臺階法施工。上部臺階施工時拱部采用光面爆破，巖石自重有助于拱部巖面沿周邊眼的開裂，適當降低炸藥消耗，降低耗能，既保證了爆破效果，又有利于降低周邊眼起爆對圍巖的振動強度。在下臺階施工時，為了及時對圍巖支護，需要先施工邊墻部分，施工順序見圖11所示。因巖體強度低，此時采用弱爆破即可實現(xiàn)施工，對邊墻圍巖的擾動較小。
在隧道斷面內(nèi)巖石性質(zhì)差別顯著時，要注意調(diào)整施工方案。如果上部巖體軟弱而下部巖體堅硬時，下臺階分部施工順序要相應調(diào)整，應采用圖12所示的施工順序。如果按圖11所示的施工順序，下臺階兩側(cè)巖體（邊墻）水平方向受到較強的夾制作用，由于巖石堅硬，需采用較強的爆破才能破碎巖體，耗能較高，相應對圍巖的擾動也較顯著。
5結(jié)束語
總之，在隧道建設實踐中采用施工工法，關(guān)鍵是施工過程中要遵循“能量最小原理”。充分發(fā)揮圍巖自承作用，基本維持圍巖原始狀態(tài)，通過相應支護，達到隧道結(jié)構(gòu)平衡穩(wěn)定性?！澳芰孔钚≡怼笔侵苯优袛嗍┕し椒▋?yōu)劣的原則，是實現(xiàn)“基本維持圍巖原始狀態(tài)” 的準則，按此原理選擇合適的工法，以最經(jīng)濟的手段保證隧道圍巖的穩(wěn)定，指導隧道工程又好又快地建設。
參考文獻
[1]《隧道預支護原理與施工技術(shù)》朱漢華等編著 人民交通出版社2008年
