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礦山爆破設(shè)計(jì)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

1露天礦山爆破工藝技術(shù)現(xiàn)狀

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(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)了開采過程計(jì)算機(jī)管理和自動開采。相應(yīng)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(dǎo)爆管雷管和電子雷管的研發(fā)和應(yīng)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(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在露天礦山得到了廣泛應(yīng)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(biāo)函數(shù)的爆破優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；首鋼水廠鐵礦建立了GPS定位穿孔管理系統(tǒng)，應(yīng)用Blast-Code模型，由計(jì)算機(jī)輔助完成爆破設(shè)計(jì)及破碎效果、爆堆形態(tài)的預(yù)測。由此可見，隨著爆破技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)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(jìn)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(duì)伍及施工隊(duì)伍，避免因施工企業(yè)資質(zhì)不夠帶來的安全隱患。而設(shè)計(jì)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(jìn)行審查，在確定方案沒有明顯差錯(cuò)后方可進(jìn)行施工，同時(shí)在爆破施工中需要根據(jù)工程實(shí)際情況及需要對方案進(jìn)行審查驗(yàn)證，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題需要及時(shí)進(jìn)行整改，避免造成嚴(yán)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(jìn)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(jìn)行處理，加工時(shí)嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)文件規(guī)定的單孔藥量進(jìn)行加工，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行操作。

2.3裝藥過程的管理

裝藥時(shí)應(yīng)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(shí)應(yīng)使用竹（木）棍疏通，不得使用鐵制工具，嚴(yán)禁使用鉆孔機(jī)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(yīng)使用粘土或細(xì)沙，嚴(yán)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(jìn)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(shí)進(jìn)行上報(bào)并對危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行警示阻攔，避免人員靠近；如果不能確定是否有盲炮則應(yīng)等待15min后方可進(jìn)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(jìn)行評估，以便之后對施工方案進(jìn)行調(diào)整，從而制定更加經(jīng)濟(jì)、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(rèn)安全警戒到位的情況下，才能起爆；爆后只有在確認(rèn)無盲炮等安全隱患時(shí)，才能撤除安全警戒。警戒范圍應(yīng)由工程技術(shù)人員根據(jù)《爆破安全規(guī)程》結(jié)合爆破設(shè)計(jì)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(gè)別飛散物最小安全允許距離進(jìn)行警戒，在特殊情況時(shí)，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(shè)爆炸物品庫房來存儲爆破中所需要應(yīng)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(jìn)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(yīng)的爆炸危險(xiǎn)物品的管理資格；其次，對管理人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，確保其具有相應(yīng)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(qiáng)的任意識，火工品所帶來的危險(xiǎn)因素過大，若是沒有足夠的責(zé)任意識無法勝任這份工作。

3.2制定嚴(yán)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(jìn)行登記入庫；其次，不同規(guī)格、種類的火工品進(jìn)行分類存放，避免炸藥及雷管的混存，增加儲存風(fēng)險(xiǎn)；最后，嚴(yán)格的對火工品進(jìn)行登記記錄，在入庫及發(fā)放時(shí)進(jìn)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(jìn)行登記，其中包括領(lǐng)取火工品的時(shí)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(jìn)行，并清算當(dāng)天火工品實(shí)用數(shù)量，清點(diǎn)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(gè)線路有無聯(lián)錯(cuò)或漏聯(lián)，進(jìn)行爆破網(wǎng)路發(fā)火電流的計(jì)算及起爆前的電阻測試；c.檢查爆破電源并對起爆能力進(jìn)行計(jì)算；d.裝藥時(shí)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(yīng)；f.裝藥前要清除炮孔內(nèi)巖粉。一旦產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象，應(yīng)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(yīng)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(cuò)斷。一旦發(fā)生熄爆出現(xiàn)殘藥、殘眼時(shí)，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(yù)定起爆時(shí)間提前發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。預(yù)防早爆的主要措施有：a.防止雜散電流；b.防止靜電，預(yù)防機(jī)械產(chǎn)生靜電的影響；c.防止雷電；d.應(yīng)經(jīng)常檢查導(dǎo)火索的質(zhì)量，不使用變質(zhì)的導(dǎo)火索；e.在高溫情況下炸藥應(yīng)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(duì)伍，并從多方面進(jìn)行控制及管理，從而減少安全隱患帶來的生命及財(cái)產(chǎn)上的損失，使礦山爆破開采可以順利施工。

參考文獻(xiàn)：

[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(diǎn)體會[J].爆破，2010，02：109-111.

[3]沈國強(qiáng).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(shè)計(jì)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(shè)備的利用。馬頭門的施工一般安排在鑿井階段進(jìn)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(diǎn)是馬頭門施工不占用井筒施工期，缺點(diǎn)是施工設(shè)備需重新布置，造成投資浪費(fèi)；高空作業(yè)，安全性差。

方案2：馬頭門與井筒同時(shí)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(shí)掘出。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用鑿井設(shè)備，施工工序簡單，功效高，工作條件好，安全性好。其缺點(diǎn)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(dāng)井筒掘進(jìn)到馬頭門上方5~10m處時(shí)，井筒停止掘進(jìn)，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(shí)支護(hù)。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(gè)分層，同時(shí)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(shè)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(shí)，在和硐室相連部分預(yù)留硐口，并做臨時(shí)支護(hù)。井筒到底后，再掘砌硐室。這種方案的主要優(yōu)點(diǎn)是硐室施工不占用建井工期。但主井鑿井設(shè)備都已全部拆除，需重新安裝一套臨時(shí)施工設(shè)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(fù)雜。

方案2裝載硐室與井筒同時(shí)施工。

這種方案的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鑿井設(shè)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(fù)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(jìn)，將上段井壁砌好，然后繼續(xù)向下掘進(jìn)井筒，并同時(shí)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(jī)頭硐室掘進(jìn)采用光面爆破，要求嚴(yán)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(yīng)留1m巖柱，最后防振動炮刷齊。膠帶運(yùn)輸機(jī)頭部巷道的刷大按順序進(jìn)行，每茬炮的進(jìn)度不超過2m，完成一段刷大并進(jìn)行一次臨時(shí)支護(hù)后，方可進(jìn)行下一段刷大工作。定量倉和下部各硐室的掘進(jìn)均采用自上而下分層掘進(jìn)的方法。每層掘進(jìn)高度為2m。

b、排矸采用人工與機(jī)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(jī)耙入1.5t礦車運(yùn)出。

c、錨噴網(wǎng)第一次支護(hù)分為初噴和復(fù)噴兩次進(jìn)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(fù)噴一層150mm厚混凝土。由于錨噴臨時(shí)支護(hù)作為永久支護(hù)的一部分，必須嚴(yán)格施工，保證質(zhì)量。

d、硐室全部施工完成后，進(jìn)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(jī)基礎(chǔ)；

3）供排水系統(tǒng)和設(shè)備的選擇和安裝；

4)安裝反井鉆機(jī)并調(diào)試；

5)鉆導(dǎo)向孔和擴(kuò)孔工序；

6)拆除鉆機(jī)；

7)人工打眼放炮，進(jìn)行煤倉斷面的刷大；

8)自下而上的進(jìn)行混凝土支護(hù)。

(4)其它硐室

管子道，在副井掘砌時(shí)向管子道掘進(jìn)6m作預(yù)留段，其余部分等到施工中央變電所和主排水泵房時(shí)再施工。

二、主、副、風(fēng)井貫通方案

主副井施工到井底車場水平后，應(yīng)首先進(jìn)行短路貫通。以便為提升、通風(fēng)、排水等設(shè)施的迅速改裝創(chuàng)造條件。選擇臨時(shí)貫通巷道時(shí)，應(yīng)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(yùn)輸、調(diào)車；巷道位置要考慮主井臨時(shí)改絞時(shí)的提升方位和二期工程重車主要出車方向；應(yīng)充分利用礦井設(shè)計(jì)中原有的輔助硐室和巷道；與永久巷道或硐室之間應(yīng)留有足夠的安全巖柱。

三、主、副、風(fēng)井裝備交替改裝

由主井掘進(jìn)到底及開拓巷道時(shí)，提升矸石量增多，運(yùn)送材料、設(shè)備及人員上下增多，需要提升的能力一般約為井筒掘進(jìn)時(shí)期的3~4倍。另外，轉(zhuǎn)入平巷施工時(shí)，需用礦車運(yùn)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(gè)井筒改裝臨時(shí)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(shè)施的改裝相互銜接；改裝后的提升設(shè)備應(yīng)能保證井底車場及巷道開拓時(shí)期的全部提升任務(wù)。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(shí)罐籠。臨時(shí)改絞時(shí)，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(shí)罐籠能正常運(yùn)行，可以擔(dān)負(fù)井下施工的提升任務(wù)后，副井即停下來進(jìn)行永久提升設(shè)施安裝。這時(shí)風(fēng)井臨時(shí)改絞完成，臨時(shí)水倉和臨時(shí)車場投入使用。等副井安裝完畢能擔(dān)負(fù)井下施工任務(wù)時(shí)，主井再拆去臨時(shí)罐籠進(jìn)行永久設(shè)備安裝。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：隨著主副井提升的交替轉(zhuǎn)換，提升能力在不斷增強(qiáng)。缺點(diǎn)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(jìn)行永久提升設(shè)備安裝。在副井安裝的這段時(shí)間內(nèi)，井底車場施工的提升任務(wù)暫由主井的吊桶來維持，待副井安裝完畢，運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再進(jìn)行主井永久提升設(shè)施的安裝。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：一次改絞，工程量小，費(fèi)用少。但最大的不足之處是吊桶提升為車場服務(wù)的時(shí)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(shí)現(xiàn)對主井、副井、風(fēng)井的改絞。具體情況可采取具體分析，采用多種方案交叉進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王建平，靖洪文．礦山建設(shè)工程．中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.10

礦山爆破設(shè)計(jì)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(xiàn)標(biāo)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(jiān)硬。

掌子面治理工程一般首先必須進(jìn)行危巖清理工作，其次是對掌子面實(shí)施開槽種植池、穴或種植臺階等進(jìn)而實(shí)施植被綠化重建工作。由于掌子面巖層巖石堅(jiān)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(zāi)害隱患，是礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程必須重點(diǎn)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(diǎn)又是治理工程的重點(diǎn)，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(shí)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(jìn)行總結(jié)，對取得的成功經(jīng)驗(yàn)及工程中存在的實(shí)際問題進(jìn)行分析和闡述，與業(yè)內(nèi)同行進(jìn)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(gè)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(zāi)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(dá)到預(yù)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(gè)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(shè)計(jì)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(shí)際情況，掌子面巖坎、巖腔或裂縫中的塊石和碎石，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)多采用搭設(shè)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(jī)械手段清理危巖的方法，優(yōu)點(diǎn)是投入少，相對比較安全；缺點(diǎn)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(zāi)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(shè)計(jì)之初即聘請具有相關(guān)資質(zhì)的單位編寫爆破專項(xiàng)設(shè)計(jì)，在確保安全的前提下采取淺孔爆破法實(shí)施危巖清理工作，對公路、村莊周邊，爆破法可能影響交通運(yùn)輸及村民安全的區(qū)域建議利用膨脹水泥實(shí)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(jìn)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(gè)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(shè)計(jì)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(qiáng)、攀爬力強(qiáng)的特性，短期內(nèi)達(dá)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(shè)計(jì)多采用人工與手持式風(fēng)鉆相結(jié)合的方法，回填土多采用人工搬運(yùn)和小型升降機(jī)搬運(yùn)人工回填的方法，爬山虎澆水養(yǎng)護(hù)則多采用滴灌的方法。實(shí)踐證明，只要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)采取上述綠化方法技術(shù)進(jìn)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(shè)計(jì)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(qiáng)、攀爬力強(qiáng)的特性，短期內(nèi)達(dá)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(hù)則多采用滴灌的方法。實(shí)踐證明，只要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)采取上述綠化方法技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(shè)計(jì)欠妥，建議對干砌石砌筑的種植池進(jìn)行M10砂漿勾縫，或采用漿砌法進(jìn)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(shè)計(jì)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(jìn)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(xiàng)目A包為代表工程，設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)踐表明，局部生態(tài)袋綠化方法的優(yōu)點(diǎn)是需投入的人力物力較少，缺點(diǎn)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(dá)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(jī)械法開鑿種植池或種植臺階綠化。以滿城縣抱陽山風(fēng)景區(qū)白云巖礦采石場治理恢復(fù)工程施工項(xiàng)目為代表工程，設(shè)計(jì)掌子面綠化工程為在掌子面上利用鑿巖設(shè)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(fù)施工A包為代表工程，設(shè)計(jì)掌子面綠化工程為在掌子面上利用鑿巖設(shè)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(dá)到垂直綠化的目的。

工程實(shí)踐表明，在高陡掌子面上利用鑿巖設(shè)備開鑿種植池或種植臺階，因巖石堅(jiān)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(rèn)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(jì)不足）設(shè)計(jì)方案，實(shí)際施工很難達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。因此，建議掌子面綠化方法技術(shù)設(shè)計(jì)充分尊重鑿巖機(jī)開槽種植池或種植臺階困難極大的客觀事實(shí)，在設(shè)計(jì)之初即聘請具有相關(guān)資質(zhì)的單位實(shí)地勘查工程區(qū)各掌子面的實(shí)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(jìn)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(shí)際情況，15m開鑿一個(gè)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(biāo)語的方式進(jìn)行遮擋，既可達(dá)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(shè)備在掌子面上實(shí)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(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)工程位于掌子面底部，便于澆水養(yǎng)護(hù)，爬山虎成活率可達(dá)95%以上，綠化面積可達(dá)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(shí)際施工時(shí)需搭設(shè)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(hù)亦有一定難度，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)工程這樣的綠化效果，尚有待工程檢驗(yàn)。

3 結(jié)論

礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)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(fù)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(dá)到更好的治理效果。

本文觀點(diǎn)只代表作者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和粗淺認(rèn)識，其中難免有錯(cuò)謬之處，敬請業(yè)內(nèi)專家和同仁批評指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]DZ/T 0223-2011，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范[S].

礦山爆破設(shè)計(jì)施工方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)；標(biāo)準(zhǔn)體系；構(gòu)建

中圖分類號：P624.8 文獻(xiàn)標(biāo)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(tuán)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(tuán)共生產(chǎn)鐵礦石1420萬噸,鐵精礦300萬噸。目前集團(tuán)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(yùn)一條龍的綜合型企業(yè)集團(tuán)。

2、安全標(biāo)準(zhǔn)化及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)情況

（一）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，狠抓宣傳培訓(xùn)，營造安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)工作良好氛圍為了加強(qiáng)對井下礦山企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)工作的領(lǐng)導(dǎo)，陳貴礦業(yè)集團(tuán)成為了礦山企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，總經(jīng)理任領(lǐng)導(dǎo)小組組長，分管安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人為副組長，各井下礦山企業(yè)主要負(fù)責(zé)人為小組成員。制定并下發(fā)了“《安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建工作實(shí)施方案》及《建設(shè)完善大廣山礦業(yè)公司安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”工作實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”工作目標(biāo)，保障資金到位，確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建及安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)工作任務(wù)。

（二）配合整改，全面實(shí)現(xiàn)安全標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)，著力打造安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”示點(diǎn)示范單位

1、安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建情況。根據(jù)《金屬非金屬礦山安全標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范》要求，全面實(shí)現(xiàn)井下礦山企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建達(dá)標(biāo)任務(wù)。一是聘請資質(zhì)中介機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。2011年3月，集團(tuán)聘請黃石安泰公司為下屬四家礦山企業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建提供技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)。二是加大投入，全面整改軟硬件。集團(tuán)投入1000余萬元，對四大礦業(yè)公司井下安全出口、通風(fēng)設(shè)施、應(yīng)急電源、電機(jī)車架線、風(fēng)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(jìn)行全面整改。同時(shí)編制了108項(xiàng)制度，48項(xiàng)安全生產(chǎn)責(zé)任制和46項(xiàng)操作規(guī)程。為安全標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建提供了基礎(chǔ)。目前，集團(tuán)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(yàn)收，獲得安全標(biāo)準(zhǔn)化三級達(dá)標(biāo)證書。

2、“六大系統(tǒng)”示點(diǎn)建設(shè)情況。根據(jù)《省安全監(jiān)督局關(guān)于建設(shè)完善金屬非金屬礦山安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的實(shí)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(tuán)下屬大廣山礦業(yè)公司被列為全省56家安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”試點(diǎn)示范單位之一。集團(tuán)投入350萬元資金，建設(shè)大廣山礦業(yè)公司安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”。2011年8月，聘請省安監(jiān)局公告認(rèn)可的中介機(jī)構(gòu)（中鋼集團(tuán)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(shè)完善安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”提供技術(shù)服務(wù)。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(luò)三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工方案，10月份，該設(shè)計(jì)施工方案經(jīng)省安科中心審查通過，11月份，施工人員進(jìn)駐大廣山礦業(yè)公司礦井正式開工建設(shè)。

3 建立安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系

3.1 安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)與層次

我國安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系可由五個(gè)分體系構(gòu)成,即基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分體系、管理標(biāo)準(zhǔn)分體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分體系、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分體系和方法標(biāo)準(zhǔn)分體系。每個(gè)分體系又由若干子體系組成, 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分體系由基本規(guī)定、名詞與術(shù)語等三個(gè)子體系組成; 管理標(biāo)準(zhǔn)分體系由設(shè)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等十三個(gè)子體系組成; 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分體系由機(jī)械設(shè)備安全、特種設(shè)備安全等五個(gè)子體系組成; 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分體系由勞動防護(hù)用品、安全防護(hù)裝置等五個(gè)子體系組成; 方法標(biāo)準(zhǔn)分體系由設(shè)備檢測、產(chǎn)品試驗(yàn)和檢測方法等三個(gè)子體系組成。

圖1安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成

3.2 安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)容

3.2.1 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分體系

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分體系構(gòu)成見圖2?；疽?guī)定標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)體系編制的程序和要求。名詞和術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。

圖2􀀁 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分體系構(gòu)成

3.2.2 管理標(biāo)準(zhǔn)分體系

管理標(biāo)準(zhǔn)分體系構(gòu)成見。設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)是為了保證工業(yè)企業(yè)總體設(shè)計(jì)(包括廠區(qū)和廠房)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)和輔助設(shè)備設(shè)施等設(shè)計(jì)滿足安全生產(chǎn)要求而制定的標(biāo)準(zhǔn)。例如《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則》等。

風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括危險(xiǎn)有害因素識別分析、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和安全對策措施等方面的標(biāo)準(zhǔn)。其中, 危險(xiǎn)有害因素識別包括重大危險(xiǎn)源識別和事故隱患的識別, 安全對策措施包括重大危險(xiǎn)源的監(jiān)控與預(yù)警。如《重大危險(xiǎn)源辨識》、《安全評預(yù)價(jià)導(dǎo)則》和《安全驗(yàn)收評價(jià)導(dǎo)則》等。

安全信息標(biāo)準(zhǔn)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(hù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)。

危險(xiǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。如《缺氧危險(xiǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jià)和控制等方面的標(biāo)準(zhǔn)。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(xùn)與考核標(biāo)準(zhǔn)主要針對風(fēng)險(xiǎn)較大作業(yè)的有關(guān)人員制定的培訓(xùn)與考核方面的標(biāo)準(zhǔn), 包括培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)方式和培訓(xùn)效果檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)。安全監(jiān)察標(biāo)準(zhǔn)是指行政或履行行政職責(zé)的人員實(shí)施安全生產(chǎn)監(jiān)察時(shí)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn); 安全檢查標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)人員檢查安全工作時(shí)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。安全監(jiān)察與檢查標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)比較缺乏, 如職業(yè)危害作業(yè)場所監(jiān)察和重大危險(xiǎn)源監(jiān)察等均未有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分體系

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分體系主要指通用生產(chǎn)和工藝方面技術(shù)要求和設(shè)備設(shè)施的安全技術(shù)要求, 其構(gòu)成見圖3。機(jī)械設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)是針對機(jī)械設(shè)備和設(shè)施的設(shè)計(jì)、制造、檢測與實(shí)驗(yàn)、使用等方面制定的標(biāo)準(zhǔn)。電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)是針對電氣設(shè)備和設(shè)施的設(shè)計(jì)、制造、檢測、安裝和使用等方面制定的標(biāo)準(zhǔn)。如《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》和《用電安全導(dǎo)則》等。

特種設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)是針對特種設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝與調(diào)試、使用、改造、維護(hù)保養(yǎng)和報(bào)廢等方面制定的標(biāo)準(zhǔn)。如《壓力管道元件型式試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)分體系構(gòu)成

消防設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)是針對滅火設(shè)備設(shè)施及輔助裝置設(shè)計(jì)、安裝、檢測與監(jiān)測、使用和維護(hù)等方面的安全要求。

生產(chǎn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)是針對風(fēng)險(xiǎn)性較大的生產(chǎn)和工藝等方面制定的有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)計(jì)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(jìn)行分析，然后進(jìn)行開挖方法、預(yù)加固措施、支護(hù)方法的確定?！俺浞职l(fā)揮圍巖自承能力”是工程建設(shè)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(dá)到有效地維持圍巖的原始狀態(tài)，就成為隧道工程建設(shè)所關(guān)注的重點(diǎn)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(jìn)行合理性判別，將有利于指導(dǎo)隧道工程的建設(shè)。

1圍巖自承能力分析

圍巖的自承能力來源于圍巖自身強(qiáng)度。施工前巖體處于三維地應(yīng)力狀態(tài)，隧道施工后，在巖土體中形成新的空間，導(dǎo)致隧道周邊巖土體失去原有的支撐，徑向應(yīng)力降低。圍巖向隧道洞內(nèi)移動，徑向應(yīng)力降低；切向應(yīng)力隨圍巖初始應(yīng)力狀態(tài)的不同，出現(xiàn)應(yīng)力升高，或出現(xiàn)應(yīng)力分異而局部壓應(yīng)力集中及局部可能出現(xiàn)拉應(yīng)力。總之，隧道開挖導(dǎo)致圍巖應(yīng)力狀態(tài)趨于惡化。圍巖穩(wěn)定性是圍巖強(qiáng)度與二次應(yīng)力一對矛盾比較的結(jié)果。當(dāng)圍巖自身強(qiáng)度高于二次應(yīng)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(qiáng)度的高低。此處的圍巖強(qiáng)度不是指圍巖中巖石塊體的強(qiáng)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(qiáng)度和工程因素等多方面影響的綜合指標(biāo)。隧道工程中不支護(hù)而長期穩(wěn)定的實(shí)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(gè)顯見的例證。

如果圍巖強(qiáng)度低于二次應(yīng)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(yīng)力不斷調(diào)整，破壞不斷發(fā)展，在圍巖內(nèi)形成三個(gè)區(qū)，由圍巖表面向深部依次是塑性軟化區(qū)、塑性強(qiáng)化區(qū)和彈性區(qū)，如圖1所示。

三個(gè)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(qiáng)化區(qū)圍巖處于峰值前的塑性變形階段，即塑性強(qiáng)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(qiáng)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(hù)的對象。強(qiáng)化區(qū)和彈性區(qū)的切向應(yīng)力高于原巖應(yīng)力，軟化區(qū)應(yīng)力得到釋放，切向應(yīng)力低于原巖應(yīng)力。圍巖的自承能力與巖體的力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，圖2是巖石在較低圍壓下的力學(xué)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(shí)，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(hù)才能實(shí)現(xiàn)軟化區(qū)圍巖的穩(wěn)定；二是軟化區(qū)對強(qiáng)化區(qū)圍巖具有作用力，增大了強(qiáng)化區(qū)圍壓，提高了圍巖強(qiáng)度，促進(jìn)強(qiáng)化區(qū)圍壓進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。因此軟化區(qū)工作狀態(tài)對強(qiáng)化區(qū)的承載力有重要影響。強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度，促使彈性區(qū)的形成。彈性區(qū)圍壓高于軟化區(qū)、強(qiáng)化區(qū)，使得圍巖處于彈性工作狀態(tài)，巖體應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)行支護(hù)加固，而塑性軟化區(qū)是支護(hù)的主要對象，通過對淺部（軟化區(qū)）圍巖進(jìn)行加固或支護(hù)，提高其強(qiáng)度，使其達(dá)到穩(wěn)定，淺部（軟化區(qū)）圍巖再對深處（強(qiáng)化區(qū)）圍巖實(shí)施作用，實(shí)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(shí)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(yù)支護(hù)方法，在隧道施工前圍巖即得到強(qiáng)化。淺部支護(hù)、光面爆破和預(yù)支護(hù)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(shí)盡可能“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，保持原有強(qiáng)度，達(dá)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(xué)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(qiáng)度，因此“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，既是保持原有圍巖強(qiáng)度，又是發(fā)揮圍巖自承能力的充分必要條件。

2隧道支護(hù)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(yīng)力釋放，而的應(yīng)力狀態(tài)并不發(fā)生變化，隧道開挖釋放的應(yīng)力必須由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)來平衡。當(dāng)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠提供的抗力大于平衡圍巖所需要的力時(shí)，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(hù)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(shè)中，當(dāng)隧道開挖后，圍巖不能自穩(wěn)時(shí)，我們就要采用支護(hù)，如果需要的支護(hù)力比較大，就對我們的襯砌要求比

較高，既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，所以我們要使支護(hù)抗力盡可能的小，并且要保證圍巖的穩(wěn)定。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，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(gè)三維應(yīng)力狀態(tài)，隧道開挖后，在一定時(shí)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(shí)，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(hù)抗力，如圖3所示，圍巖的極限自承能力是一個(gè)降低的過的過程，而圍巖的自承力是一個(gè)先增長再降低的過程。因此，如果圍巖有一定的自承能力，應(yīng)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(hù)抗力就會相應(yīng)減小。但圍巖變形是有限度的，當(dāng)圍巖變形到達(dá)極限點(diǎn)B，圍巖壓力由形變壓力轉(zhuǎn)化為松弛壓力，圍巖進(jìn)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(hù)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(jìn)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(yù)支護(hù)或及時(shí)提供足夠大的支護(hù)抗力，要求初期支護(hù)剛度要大。此時(shí)支護(hù)抗力曲線和支護(hù)的剛度曲線的交點(diǎn)C應(yīng)盡量靠近A點(diǎn)，即支護(hù)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(yù)支護(hù)原理，我們按照圍巖的完整程度分為三種情況來進(jìn)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(hù)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(hù)力可以較小。在許多省道或縣道，為了節(jié)約建設(shè)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(shí)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(shí)支護(hù)時(shí)機(jī)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(hù)過早就不能充分發(fā)揮出圍巖的自承能力，則需要的支護(hù)抗力就比較大；如果支護(hù)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(hù)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(jìn)入松弛狀態(tài)，所以要求開挖前提供預(yù)支護(hù)或及時(shí)提供足夠的支護(hù)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(yù)支護(hù)或及時(shí)采用剛性支護(hù)，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(hù)不及時(shí)或支護(hù)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(gè)共同的目標(biāo)就是要用最經(jīng)濟(jì)的手段保證隧道的穩(wěn)定，施工工法的選取具體應(yīng)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(yùn)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(hù)系統(tǒng)共同作用問題，達(dá)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(yīng)用于隧道工程實(shí)踐，就應(yīng)該解決隧道施工合理方法判別原則問題、隧道受力獨(dú)立性問題、隧道支護(hù)平衡穩(wěn)定性問題、隧道設(shè)計(jì)理論統(tǒng)一性和適用性問題、隧道合理施工與初期支護(hù)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(xué)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(qiáng)度，因此“基本維持圍巖原始狀態(tài)”，既是保持原有圍巖強(qiáng)度，又是發(fā)揮圍巖自承能力的充分必要條件。

各種設(shè)計(jì)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(yīng)用新奧法也有本質(zhì)區(qū)別，特別是各種輔助工法獨(dú)立于各種理論之外，其實(shí)各種設(shè)計(jì)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(hù)共同作用要達(dá)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(dá)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(yù)支護(hù)原理，統(tǒng)一各種設(shè)計(jì)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(yù)支護(hù)原理應(yīng)用、深埋圍巖自穩(wěn)差情況的預(yù)支護(hù)原理應(yīng)用、淺埋圍巖自穩(wěn)差情況的預(yù)支護(hù)原理應(yīng)用、深埋圍巖大變形情況的預(yù)支護(hù)原理應(yīng)用），明確其統(tǒng)一性和適用性問題，便于人們理解和應(yīng)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(dǎo)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(jī)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(dá)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(jī)械和人工施工的耗能，是有效耗能；E2為對圍巖及預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)擾動及保持圍巖變形臨界穩(wěn)定的耗能及恢復(fù)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(jì)。

①石質(zhì)隧道施工中，實(shí)施爆破需要解決兩個(gè)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(shí)現(xiàn)爆破效果良好的前提下，對圍巖及預(yù)支護(hù)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(shí)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(shè)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(dāng)圍巖發(fā)生破壞后，重新實(shí)現(xiàn)圍巖穩(wěn)定性所需要做功將遠(yuǎn)大于預(yù)支護(hù)維持圍巖穩(wěn)定所需做的功。因此，直接機(jī)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(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施的能量消耗。施工過程中需要解決兩個(gè)重要的問題，一是降低施工過程對圍巖及預(yù)支護(hù)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(hù)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(shí)現(xiàn)分部施工及支護(hù)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(fù)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(yīng)用

4．1導(dǎo)坑超前＋擴(kuò)挖施工法

在大斷面隧道施工中，采用鉆爆法施工導(dǎo)坑超前或小型掘進(jìn)機(jī)先行施工一個(gè)導(dǎo)坑（圖10），然后用爆破方法進(jìn)行擴(kuò)挖。此時(shí)擴(kuò)挖是在有導(dǎo)坑臨空面條件下進(jìn)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(yù)裂爆破

預(yù)裂爆破是在隧道施工爆破前，預(yù)先沿設(shè)計(jì)輪廓爆出一條具有一定寬度的裂縫，當(dāng)主爆區(qū)爆破時(shí)，裂縫對應(yīng)力波起到反射作用，減少應(yīng)力波對圍巖的破壞作用。因此輪廓孔爆破時(shí)，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(qiáng)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(shí)對圍巖影響較小，后爆破周邊時(shí)已有臨空面對圍巖影響也較小。因此在巖體強(qiáng)度較高的情況下，不宜采用預(yù)裂爆破而應(yīng)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(qiáng)度低、易風(fēng)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(shí)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(dǎo)原因。因此，應(yīng)降低爆破振動強(qiáng)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(shí)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(dāng)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(qiáng)度。在下臺階施工時(shí)，為了及時(shí)對圍巖支護(hù)，需要先施工邊墻部分，施工順序見圖11所示。因巖體強(qiáng)度低，此時(shí)采用弱爆破即可實(shí)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(shí)，要注意調(diào)整施工方案。如果上部巖體軟弱而下部巖體堅(jiān)硬時(shí)，下臺階分部施工順序要相應(yīng)調(diào)整，應(yīng)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(qiáng)的夾制作用，由于巖石堅(jiān)硬，需采用較強(qiáng)的爆破才能破碎巖體，耗能較高，相應(yīng)對圍巖的擾動也較顯著。

5結(jié)束語

總之，在隧道建設(shè)實(shí)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(yīng)支護(hù)，達(dá)到隧道結(jié)構(gòu)平衡穩(wěn)定性。“能量最小原理”是直接判斷施工方法優(yōu)劣的原則，是實(shí)現(xiàn)“基本維持圍巖原始狀態(tài)” 的準(zhǔn)則，按此原理選擇合適的工法，以最經(jīng)濟(jì)的手段保證隧道圍巖的穩(wěn)定，指導(dǎo)隧道工程又好又快地建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]《隧道預(yù)支護(hù)原理與施工技術(shù)》朱漢華等編著 人民交通出版社2008年