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中图分类号：O643文献标识码： A
在我国是很少见到水电站高边坡开挖技术的。本论文主要全面的阐述了某水电站工程高边坡的开挖技术，这也是开挖技术在我国又一成功的例子。这也在另一个方面揭示了我国高边坡开挖技术在逐渐走向成熟。
1.石方预裂爆破施工相关概述与发展历程
1.1石方预裂爆破的施工相关技术原理
在挖石方的时候，我们要在爆破前，要先沿着设计的边界线描出条一定宽度的裂缝。这条裂缝可以缓冲其中爆破对岩石的破坏，从而获得比较规整的外观。这种爆破技术称为欲裂爆破。欲裂爆破不仅在垂直开挖上，而且在倾斜开挖上，都得到了广泛的应用。即使是在规则的曲面以及水平面上，我们也可以采取欲裂爆破的方式。
1.2国内针对石方预裂爆破的施工技术要求
（1）欲裂缝要连通，而且在地表需要一定的开裂宽度。岩石如果是中等硬度的话，缝宽度要大于1.0cm。岩石的缝宽度应该达到0.5cm左右。最好多做一些现场试验，得出经验教训。
（2）在欲裂面开挖以后，不平整度要小于15cm。想要衡量钻孔和爆破参数是否合理，也要参照欲裂面的不平整度。根据这个指标来调整合理的数值。
（3）对于欲裂面上的炮孔痕迹来说，保留率要高于80%，而且炮孔附近的岩石不可以显示出严重的爆破缝。
1.3相关技术措施要求
（1）炮孔的直径一般为50~200mm,但是深孔常常采用大的直径。
（2）炮孔的间距一般为400~1600mm或者600~2400mm，对于比较坚硬的岩石来说，常常取比较小的值。
（3）线装药密度一般在250g/m到400g/m之间。
（4）对于药包的结构形式，一般来说，市面上是将药卷分散的捆绑在导引索上面。对于分散的药卷来说，相邻间距要小于50cm，而且要小于药卷的爆炸间距。鉴于孔底岩石的威慑力比较大，应当加固底部药包。
（5）在装药的时候，深度距离孔口1m左右是不可以装药的，但是我们可以使用砂土将其填实。填塞的长度应该合适，如果填塞的长度太短，容易形成爆破漏斗或者因为爆破漏气影响爆破的效果，填塞太长可能导致不能出现裂缝。
2.某水电站高边坡开挖预裂爆破施工技术特点
某水电站位于大理白族和凤庆县交界的地方，是目前世界上建造最高的混凝土拱坝。该水电站工程的规模是比较大的，因此也是云南的标志性工程。建造在地震比较强的区域。无论是大跨度下的洞室群，还是大容量的水轮发电机，它的技术都领先于世界。
该水电站的区位山高谷深，两岸的谷坡也呈现陡峭的走势，该地形的地质条件十分恶劣，边坡的岩石也风化严重。它的左岸坝肩边坡开挖工程是1600m左右，大坝的基础高程也在1000m左右，该水电站的高部位质量技术指标要求比较高。该水电站的高边坡开挖部分，常常出玄武花岗岩，泥质的页岩等等。因此，该水电站高边坡的开挖难度大，工程量大，地形条件复杂，工程品质要求也高。所以，需要结合高边坡开挖的特点以及地质条件，采取合适的施工技术措施，这也是保证开挖质量达到设计要求的十分关键的一点。
3.相关爆破参数
3.1钻孔直径
该水电站高边坡开挖高度约700m左右。工程量也是十分巨大的，总的开挖量也在1600万立方米以上。根据工程标书要求，工程要在2002年下半年开工，2010年年底第一台机组发电。因此，要求坝基槽的开挖必须保证在2004年八月底完成，边坡的实际开挖工期大约为三年。因此，工期的要求十分紧张，实际施工的时候，要考虑工程进度的原因，尽量采取比较大的钻孔直径。根据其他的工程经验，采用351钻机，因为其高风压，进尺快，操作也方便，移动起来也比较灵活，适合在各种场地的条件下进行作业，因此该水电站所使用的钻机设备全部为该类型。该种类型的钻机采用的转杆直接为50~80mm，配合钻头，实际的钻孔直径可以达到100mm。为了节省施工的成本和满足施工进度，该水电站的边坡开挖预裂孔的钻孔直径就采用110mm。
3.2相关优化措施以及参数调整
3.2.1爆破参数的改进和调整
爆破试验的重点研究是对参数调整之后的爆破进行了六次试验，主要根据岩石的特性，调整线装药密度以及装药的结构，线装药密度在500g/m到380g/m里面，以20为一个差值，总共选择了五种，底部加强的药卷分为10ф32mm连续药卷，12ф32mm连续药卷，6x2ф32mm连续药卷和4x2ф32mm连续药卷等布置，孔口部位的3m范围内线装药密度都采用正常的装药密度的三分之二。其次就是对预裂孔距进行调整，孔距分别采用1.2m，1.1m，1.0m，0.9m四种。通过对比试验观察可以发现，预裂孔的线装药密度采用480g/m，底部6x2ф32mm的连续加强药卷的爆破效果最好。半孔率比较高，孔底欲裂也是到位的，欲裂面没有明显的裂纹。但是在局部岩体脆弱的部位，例如夹层，破碎的裂隙部位和岩体的特性有着明显的变化带。欲裂效果显著降低，孔痕的可见性也差，欲裂面有一定的损伤。
3.2.2优化爆破方式
（1）保留开挖的部分；
（2）采用施工欲裂技术；
（3）加强对周边加密孔的使用。
3.2.3安全保障工作
为了使得爆破的效果更好，要对爆破装药的过程加以控制，我们可以做好以下方面。炮孔需要全部检查验收通过以后才能装药，装药之前要检查炮孔的深度以及孔壁的质量，才能保证炮孔正常装药，预裂孔的装药要严格按照爆破设计的装药结构进行装药，预裂孔钻到坝基建基面或者马路或者边坡面以下的时候，要从0.6m以上开始装药。堵塞的长度也要符合爆破规范，检察员要跟踪全过程，逐步进行检查。
因为该水电站受特殊地形的影响，开挖的边坡比较高，开挖的坡度也陡，边坡的稳定程度受影响大，为了保证施工安全，要加强对边坡稳定程度的监测。一般是要测定爆破对边坡产生爆破的水平震速，垂直震速，震动频率，震动时间的四个数值。该工程主要采取不知震动测点和布置声波测试孔的方法来进行爆破，以此来影响观测。声波测试一般有两种，一种是在欲裂线两边布置缝隙孔，一种是在上层坡面，按照三角形布置的原则，布置声波测试孔。后面对比出爆破前后的波速差值，从而反映出爆破队岩体的破坏程度。
4.结束语
针对开挖质量和开挖稳定性要求比较高的特点，在实际施工过程当中，结合爆破试验的研究成果，在欲裂爆破当中采用合理的控制爆破技术以及优化后的爆破参数，有效保证在爆破开挖当中满足质量和高边坡稳定的要求。该水电站边坡开挖的成功，标志着我国欲裂爆破技术在高边坡石方开挖领域技术成熟的体现。
【参考文献】
[1]王应周. 小湾水电站高边坡开挖预裂爆破施工[J]. 水利水电施工,2008,04:6-9.
预裂爆破是利用相邻炮孔内炸药爆轰时瞬间产生的应力和爆生高压气体的气楔作用，使得岩石沿相邻炮孔的轴线形成一条裂缝，从而在以后的开挖中形成一个平整和稳定的面。多用于边坡开挖或其它需要保护性开挖的轮廓开挖。主要用于进出口明挖和洞内台阶竖直钻孔爆破。钻孔直径d为64mm和76mm，洞内主要采用64mm的孔。孔深为4m～12m，孔底用φ50mm、柱部用φ25mm或φ35mm的炸药，其偶合系数对64mm的孔为1.8或2.6，对76mm的孔为2.2或3.0。间距a和线装药密度q线均是先通过经验公式试选试爆，然后调整为合理值，且根据不同部位和地质条件随时进行调整。
1预裂爆破要求
1.1预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。
1.2预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。
1.3预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。
2预裂爆破技术措施
2.1炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。
2.2炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。
2.3不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。
2.4线装药密度一般取250～400g／m。
2.5药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm不大于药卷的列爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，为线装药密度的2～5倍。
2.6装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。
2预裂爆破的参数选取
2.1 间距a选用的经验公式为：
a =（6～10）d，对d=64mm的孔：a=0.4m～0.65m，对d=76mm的孔：a=0.45m～0.8m；
2.2 E、H库图诺夫采用：a=22dβ.K3α水. KY。式中：E为药包直径（米）； K3α为水挤压系数。全挤压时（即抵抗线很大时），K3α水=0.85。在斜坡或台阶上作业，松动孔超过三排时K3α水=1.0，同样条件下松动排数较小时， K3α水=1.1。KY为地质条件系数。没有很明显的层面或裂隙KY=1.0。在占优势的裂隙组与预裂缝的夹角呈90°时，KY=0.9，角度为20°～70°时，KY=0.85，在水平岩层以及地质构造平面与裂缝相吻合时，KY=1.15。这样计算结果a=0.4m～0.9m。 转贴于 中国论文下载中心 studa
2.3根据兰格弗乐斯经验数据：d=64mm:a=0.55m～0.8m，d=76mm：a=0.6m～0.9m。通过施工调整确定为：（1）进口明挖和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 根据q线选用的经验公式为：
2.4.1武汉水利电力学院公式；q线=0.12[δ压]0.5.[a]0.84.[d/2]0.24。对进口明挖至LDO+800段基本为正长岩或变质玄武岩：δ压≈176.5Mpα，q线=0.43kg/m～0.77kg/m；对LDO+800至出口明挖：δ压≈80.0Mpα，q线=0.28kg/m～0.5kg/m。3.3.2根据兰格弗乐斯的经验数据：对d64mm的孔q′线=0.35kg/m；对d76mm的孔q′线=0. 5kg/m。此时是纳比特炸药，对乳化炸药需乘系数1.2，所以对d64mm孔，q线=0.35kg/m×1.2=0.42kg/m，d76mm孔q线=0.5kg/m×1.2=0.6kg/m，只不过此时的q线是指全孔的装药集中度。根据施工调整确定为：q线=0.25kg/m～0.8kg/m对出口取小值，进口取大值。
3应注意的事项
3.1关于预裂后在预裂面附近钻辅助孔或爆破孔成孔率低的问题，实际施工时，在地质情况不佳的情况下，解决这一问题的措施主要是控制预裂装药量和堵塞段长度。
3.2关于预裂与爆破区爆破连线的问题
预裂药包的结构形式较多地采用间隔装药，导爆索引爆。当预裂孔与开挖区爆破孔在一次放炮内起爆，为达到预裂效果，预裂应先响于开挖区。预裂所用的导爆索爆速为6 000～7 000 m/s，是爆破区所用传爆管爆轰速度2 000 m/s的3倍。若预裂与爆破区相连雷管选用不当，预裂过早起爆所产生的飞石在爆破区内传爆管传爆之前将传爆管砸坏，将造成爆破区哑炮。故预裂连结起爆雷管段位应早于相邻主爆孔段位100 s左右。
3.3关于预裂孔角度变化的问题
影响预裂孔角度变化的因素除上述外，还存在一些不可避免的因素。如：钻机冲击器外径大于钻杆外径，钻机花架上卡瓦内径与冲击器外径相符。在预裂孔角度不等于90度时，钻机开孔沿钻杆轴向施加压力，分解为水平力，垂直力。在钻头接触地面时，水平方向阻力小，钻杆有向水平力方向移动的趋势，钻杆受卡瓦约束。因钻杆外径小于卡瓦内径，在水平力作用下，钻杆轴线偏离原来的轴线位置，使钻杆壁向水平力方向紧靠卡瓦内壁，从而使预裂孔角度在开孔时将变缓，新卡瓦开孔角度变缓约0.5度；而磨损严重卡瓦的开孔角度变缓可达1.5度。由于上述原因，在调整钻机预裂角度时，应比设计角度调陡1～2度。
4.爆破作业的主要安全规定
(1)各种爆破作业必须使用符合国家标准或行业标准的爆破器材，不准使用擅自制造的炸药。
(2)进行爆破工作的群采矿山、矿点，必须设爆破工作负责人、爆破员和爆破器材保管员。这些职员应了解所使用的爆破器材的性能、爆破技术和有关的安全知识。
(3)凡从事爆破工作的职员，都必须经过培训，考试合格并持有合格证。
(4)进行浅眼爆破时，应有爆破说明书。其内容包括装药量、装药结构、填塞长度、起爆方法等。
(5)爆破作业地点有以下情况之一时，禁止进行爆破作业：有冒顶或边坡滑落危险；通路不安全或通路阻塞；进行中深孔、深孔爆破时，爆破参数或施工质量不符合设计要求；工作面有涌水危险或炮眼温度异常；危险边界上未设警戒；光线不足或无照明。
(6)进行爆破器材加工和爆破作业职员禁止穿化纤衣服；在大雾天、雷雨时、黄昏、夜晚，禁止进行露天爆破。
(7)装药时，必须遵守以下规定：
用木制炮棍；装起爆药包时，严禁投掷或冲击；一旦起爆药包没装到位，禁止拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆索、导爆管或电雷管脚线，应按处理盲炮的有关规定处理。
(8)进行填塞工作时，必须遵守以下规定：
装药后，必须保证填塞质量，禁止采用无填塞爆破；浅孔爆破时，一般填塞长度为孔深的1／3；禁止使用石块和易燃材料填塞炮孔；堵塞要十分小心，不得破坏起爆线路；禁止捣固直接接触药包的填塞材料或用填塞材料冲击起爆药包。
(9)炮响完后，经过充分透风，才准进进爆破作业地点。
(10)爆破工作开始前，必须确定危险区的边界并没置明显的标志。地下爆破应在有关通道上设置岗哨。回风巷应设路障，并挂上“爆破危险区，不准进内”的牌子。
(11)爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使在危险区的职员能够听到、看到。爆破后，经检查确认安全时，方可发出解除警戒信号。
(1 2)爆破员进进放炮地点后，应检查有无冒顶、危石、支护破坏和盲炮现象。假如发现有这些现象，应及时处理。若不能处理时，应设立危险警戒或标志。常用的处理盲炮的方法有重新起爆法、诱炮法、打平行眼装药爆破法、用水冲洗法。
5. 爆破器材的储运和治理
爆破器材库的位置、结构和设施等的设置，要符合《爆破安全规程》的规定和要求，经主管部分的审定，并报当地公安局批准。爆破器材的治理存放、收发和运输必须符合《爆破安全规程》的有关规定。
经过检验，确认失效的爆破器材或不符合国家标准或技术条件的，都应销毁。销毁爆破器材时，必须登记造册并编制书面报告，报告中应说明被销毁爆破器材的名称、数目、销毁原因、销毁方法、销毁地点和时间，并报有关部分。
6.爆破事故的预防
要预防爆破事故的发生，主要措施如下。
(1)保持爆破安全间隔 爆破时必然会产生爆破地震、空气冲击波、碎石飞散及有害气体，因而危及爆区四周职员、设备、建筑物及井巷等的安全。因此，爆炸设计时必须确定爆破危害范围并指定安全间隔。安全间隔主要包括爆破地震的安全间隔、爆破空气冲击波的安全间隔、个别碎石飞散的安全间隔、电力起爆的安全间隔、爆破有害气体扩散安全间隔。
(2)精心设计，在设计之前必须做到情况明确；设计时要确定最大答应药量，然后公道选取爆破参数，选择公道的延发时间，作出切实可行的爆破方案；制定爆破事故预防措施；对设计文件要严厉审核把关。
(3)精心施工，各级职员持证上岗，组成严格的治理体制；根据工程特点，分别制定各种安全制度、岗位责任、关键技术操纵细则；按规程要求做好爆破器材检验；确保装药、堵塞、连线三个关键工序的施工质量；做好爆后安全检查和处理。
关键词： 中深孔 爆破 质量 问题
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
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1引 言
1.1露天中深孔爆破发展的现状
露天浅孔爆破特指岩土开挖、二次破碎大块时采用的炮孔直径小于50mm、深度小于5m的爆破作业。深孔爆破就是炮孔孔径大于75mm且深度在5m以上的采用延长药包的一种爆破方法。而中深孔爆破方法是介于浅孔爆破与深孔爆破之间的以专用钻凿设备钻孔作为炸药包埋藏空间一种爆破方法，其孔径一般为50mm~350mm，孔深为5m~20m。露天中深孔爆破技术具有爆破安全系数高，一次开采工作量大，减少工作强度，改善工作环境的特点。
露天中深孔爆破在我国土石方爆破中占有重要的位置，被广泛应用于矿山开采、水电站基坑开挖、工业场地平整及铁路、公路路堑爆破等方面。我国冶金矿山梯段中深孔爆破普遍采用多排位差爆破，一次爆破量10万至20万t矿石，有些矿山高达50万t。根据我国工程机械化水平，露天中深孔爆破梯段高度一般为10~15m，钻孔直径为80~310mm，爆破底盘抵抗线为钻孔直径的30—40倍，炸药单耗0.10~0.30kg/t。
近年来，在露天中深孔爆破中推广了大区多排爆破、留渣挤压爆破、小抵抗线宽孔距爆破、预裂、光面和缓冲爆破等爆破技术。许多矿山为提高露天矿边坡的稳定性采用了预裂爆破及缓冲爆破技术，成功降低了爆破对边坡的破坏作用。铁路新线建设和其它重要的水利、电力工程已经推广了光面爆破与预裂爆破技术，对提高边坡的稳定性起到了良好的效果。
1.2露天中深孔爆破发展的方向
露天中深孔爆破今后的发展方向是进一步改善爆破质量，控制爆破岩石的块度；研究岩石性质、炸药参数与爆破参数三者之间的最优组合关系，从而获得最佳的爆破效果；研究控制爆破石块的组成与堆积形状、控制爆破作用的范围和有害效应；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问题
2.1合理地确定爆破相关参数
为了达到良好的爆破效果，必须合理地确定露天中深孔爆破的布孔方式、孔网参数、装药结构、装填长度、起爆顺序和单位耗药量等参数。在实际的爆破工程施工中，好多施工单位在确定爆破相关参数的时候，是通过经验公式、相关数据表格和自己以往工程的经验确定爆破相关参数。但一些爆破参数通过计算和分析得出来的不是一个确定的数值，而是一个数值的范围。在选取这些参数值的时候，往往大多数的爆破施工单位就会根据以往一些工程的经验来确定最后的参数值，最后应用到爆破施工当中去。当爆破能满足工程的要求的时候，很少有爆破技术人员会对每次爆破的效果做一些分析，找出爆破中不足的地方。从而没有最大限度的提高爆破质量，降低工程成本。
施工单位要确定合理的爆破参数，应该要做好以下几点：
1、对每次选取的爆破参数和爆破效果进行记录。在每次爆破之前，要把相关爆破参数作记录；在完成爆破之后，要对爆破效果进行记录。爆破效果主要包括爆破后岩石的粉碎程度、有无根脚、爆后台阶高度是否符合要求、爆破震动大小和是否产生远距离飞石等。
2、就爆破效果进行分析处理。当粉碎程度不够、产生根脚，说明爆破能量不够，我们可通过适当增大炸药单耗、缩小孔网参数、减小底盘抵抗线和增加单孔装药量等方式来实现。当粉碎程度过大，则采取相反的方法。如达不到要求的台阶高度，就要适当的改变超钻的深度。爆破震动过大时，就需要适当减少单响药量，控制好爆破微差的时间。产生较远飞石时，就要检查底盘抵抗线的大小 、堵孔长度是否合理、堵孔的原料中是否掺杂石块和一次爆破药量是否过大等。通常我们通过下列公式计算确定爆破参数：
计算公式： （2-1）
Q—单孔装药量，kg；q—炸药单耗量，kg/m³；a—孔距，m；b —排距，m; H—台阶高度，m。
m=a/b （2-2）a=m×（2-3）
—底盘抵抗线，m；m是炮孔密集系数，一般情况取大于1，在工程中通常取1.2~1.5。在宽孔距小抵抗线的爆破中则取3~4或者更大。在公式2-3中，应选取较小，以克服底盘的阻力。
（2-4）
其中d为炮孔直径，mm；为装药密度，kg/m³；为装药系数，取0.7~0.8。
经验公式（2-5）
可查表选取q，表2提供一些参考数据（以2号岩石铵梯炸药为标准）。
从公式中我们可以看出，爆破参数往往都不是一个定值，各参数之间都有着密切的关系。所以我们在增大或者缩小某个参数时，就可能带动其他参数的改变，我们要注意到这一点，在实际操作中，也要做到相应的变化，以满足爆破的要求。
在通过爆破分析与实践结合的基础上，我们才能确定出合理的爆破参数。只有在合理的爆破参数下进行爆破作业才能最大限度的改善工程的质量，节约工程的成本。
2.2有效的控制爆破震动和爆破飞石
在露天中深孔爆破中，较大的爆破震动和较远的爆破飞石不仅影响工程的爆破质量，还会对周围的人和建筑物造成危害。所以有效的控制爆破震动和爆破飞石是工程顺利进行的前提条件。
2.2.1爆破震动控制措施
爆破引起的地面振动速度主要与一次爆破的装药量，建筑物至爆破源的距离、地质、地形条件和爆破方法有关，（在我国）一般按下式计算：
V=（）/(2-7)
式中：V—爆破地震安全速度，cm/s； R—爆破中心距被保护目标距离（m）；
K、α —与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减系数。
在爆破设计时，为了避免爆破震动对周围建筑物产生破坏性的影响，必须计算爆破震动的危险半径，如果建筑物位于危险半径内，那么需将建筑物拆迁；如果建筑物不允许拆迁，则需减少一次爆破的装药量，控制一次爆破的规模。
安全距离：(2-8)
最大药量： (2-9)
减小爆破震动的措施主要有以几种：
1、大力推广多段微差起爆，因为在药量一定情况下分段越多，爆破震动越小。当分段超过30段时，可选用孔内和孔外微差想结合的方式。微差爆破不仅能降低爆破震动，还能使炮堆集中、破碎质量改善、减少炸药单耗和增加爆破方量。
微差起爆的重点就是控制好微差时间，微差时间确定的方法有几种，我们通常选取以下两种方法：
①我们可以根据经验公式：
（2-10）
式中：K—实验系数，取2~5;W—底盘抵抗线，m。
②按地震效应最小原则确定微差时间
使地震效应（我国）最小的合适微差时间为30~75ms。
用这两种方法确定的微差时间可能和实际时间有误差，要合理的确定微差时间，还需要结合实践来加以修正。
2、合理的选取爆破参数和单位炸药消耗量。
3、为了防止爆破震动破坏露天的边坡，应在爆破边坡段选用预裂爆破或者光面爆破的方式。
4、在露天中深孔爆破中，防止采用过大的超深，过大的超深会增加爆破的震动效应。
5、控制最大单响药量，选用低威力、低爆速的炸药；根据被保护建筑物的方位选取合理的起爆方向。
6、利用和创造减震条件。使用底部空腔的装药方式，使装药高于地面；爆破产生的地震波在遇到沟、坑及减震沟等就会明显减弱，我们在设计爆破起爆方向时就要利用这些有利的地理条件。
2.2.2爆破飞石控制措施
露天中深孔爆破个别飞石的计算公式为：(2-11)
式中个别飞石的飞散距离，m；d为炮孔直径，cm。正常情况下爆破飞石一般不会太远，当产生较远飞石时，一般出现在孔口和前排。造成孔口飞石主要有两个原因：一是堵孔不严，产生冲孔并带动孔口石块；二是炸药过多，堵塞长度不够，堵塞物中带有石块。造成前排飞石的主要原因是前排临空面不平，最小抵抗线差异太大，或结构面切割、甚至裂缝与炮孔贯通。
爆破飞石的控制措施有下面几种：
1、对于孔口飞石的控制措施主要是对孔口进行覆盖防护。这样不仅消除了冲孔的隐患，又能防止孔口石块的飞出，同时又有效的降低大块率。
2、对于前排飞石的控制措施，一方面可采取多排微差爆破，减少前排出现次数。另一方面根据前排抵抗线和结构面的变化情况，在抵抗线薄弱的地方采取间隔装药。当发现有炮孔有贯通缝隙或者与空洞相连，要对该炮孔进行堵塞，不能进行装药。
3、根据爆破条件变化，合理的确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量，合理的确定爆破微差的时间。
2.3提高工作效率
在露天中深孔爆破中不但要合理的确定爆破参数，有效的控制爆破震动和爆破飞石，还要提高爆破施工的机械化和自动化水平，钻孔、装药、填塞各工序不仅要提高机械化水平程度，而且要配套，要广泛推广预装药爆破技术，即边钻孔边装炸药和起爆器材。这样就会提高爆破作业的工作效率，缩短工期，降低工程成本。
3结束语
露天中深孔爆破安全系数高，易于实现施工综合机械化，有利于加快工程施工进速和提高工程爆破质量，且一次爆破量大，降低了爆破成本。作为施工单位在露天中深孔爆破实际操作中要注意容易出现的问题，合理的设计爆破施工方案，对可能存在的问题和出现了的问题，要及时的进行分析和处理。这样才能最大限度的改善爆破质量，降低工程成本。
参考文献
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1爆破技术方案设计
1.1工程概况
1.11工程地理位置、周围环境、周边状况：广晟数码城项目业主为广州万舜投资管理有限公司，项目位于广州市番禺区南村镇里仁洞村，迎宾路东侧、汉溪大道南侧，基坑面积约42000m2。本土石方爆破、挖运工程场地已平整到广州市绝对高程24.5m。设计基底绝对高程为7m，基坑最深处达到17.5m。项目南侧靠近华南碧桂园大型住宅小区。
1.12工程地质：广晟数码城项目区域属于微丘陵地形，场地地表可见大量强、中风化岩石出露，根据相邻工程的地质报告，本项目的岩石主要为粉砂岩，按风化程度分：全风化、中风化、微风化泥质粉砂岩。
1.13爆破性分析：根据相邻土方工程地质报告，泥质粉砂岩，时有砾岩，该岩种的物理、力学性质为“朔性”微强，可爆性好，所用炸药单耗偏大，炸药在岩石中的分布、爆破网络、爆破微差时间要合理、根据岩性、地质情况调整。
1.14水文地质：场地地下水主要赋存于基岩风化裂隙中，为基岩裂隙水，含水层主要由强、中、微风化岩组成。
1.2爆破方案选择
爆区东侧、南侧有别墅区、高层住宅：鉴于爆破区周边有别墅、居民区、吉盛伟邦家城、在建工地等设施，属于复杂环境爆破，必需严格控制爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波、爆破噪声，确保周围设施环境安全。因此采用微差控制爆破方案，即采用中深孔爆破结合微差控制爆破技术，同时达到爆破产量要求又满足爆破安全。
1.3爆破规模及爆破产量
根据业主进度要求，结合场平爆破、挖运施工的特点，爆破、运输等各工序协调进行，互相配合，总方量约65万立方米，在6个月完成，则每月约110000立方米爆破、挖运量，考虑不可预见的天气影响，每天安排10000～12000立方米爆破、挖运量，按这一产量安排人员、设备。
若每天完成的爆破量大于10000m3，必须确保有超过1000m2的工作面，或超过80米长的工作线。
1.4爆破参数选择与装药量计算
1.41深孔爆破参数确定
爆破推进方向及台阶松动爆破的炮孔布置见下图
1.411深孔爆破（直径φ=76mm）
中深孔的炸药单耗、单孔药量、填塞高度等参数，通过试炮调整，达到更优。
1.412深孔爆破 （φ=115mm）
深孔的炸药单耗、单孔药量、填塞高度等参数，通过试炮调整，达到更优。炮孔深度应根据振动控制指标、振动测试结果进行调整，确保爆破振动安全。
1.42 浅孔爆破
前后排采用梅花布孔，改善爆破效果；爆破距碧桂园超过200米的石方采用深孔爆破，不足200米的石方爆破采用弱松动、孔内微差爆破，减少爆破总药量，结合爆破振动监测确保建筑爆破振动小于2.0cm/s。必要时采用浅孔爆破。最小抵抗线方向背向碧桂园建筑物。
1.5装药、填塞和起爆网路设计及防护
1.51 爆破采用Φ32mm、Φ60mm、Φ90mm乳化炸药，爆破采用连续装药结构，填塞用岩粉或黄泥，当计算单孔装药量导致填塞减少时，优先满足填塞长度。
装药、填塞结构见下图
1.52起爆网路采用非电导爆管起爆网路或毫秒电雷管起爆网路。雷雨天或工作面可能有杂散电流等情况，采用非电导爆管起爆网路，浅孔爆破每孔一发雷管，深孔每个孔敷设1～2发雷管，确保准爆，同时选择合理的毫秒微差时间。
浅孔爆破非电导爆管雷管的连接方式见下图
深孔爆破单孔起爆非电-电混合起爆网络下图
浅孔爆破串联电雷管起爆系统连接方式见下图
1.53防护
平面覆盖防护：在爆岩体上面进行严密防护，减少飞石飞散距离，炮孔覆盖铁板，铁板上再压砂包。
岩石爆破爆区防护图如下
1.54 起爆
起爆非电导爆管起爆网路时，采用YJGN-1000高能起爆器 起爆电雷管，由电雷管起爆导爆管雷管；起爆毫秒电雷管起爆网路时，认真核算流经每个电雷管的起爆电流应满足爆破安全规程规定的安全准爆电流，超过2.5A。
1.6分层爆破和分层开挖
本设计按挖深12米设计爆破，拟分一层或两层爆破并开挖，每层挖深约为12米或6米；爆破主导方向的选择，因为本爆破工程，主要选择φ140钻机，爆破的主导方向朝向空旷一侧，确保安全。
分层台阶爆破，台阶开挖剖面图如下
1.7爆破安全距离计算
1.71爆破振动
1.72 爆破个别飞石计算
1.73 爆破噪声
在市内爆破作业， 噪声是不可忽视的，本爆破工程我们将采取如下技术降低噪声：严格按设计控制炸药单耗、单孔药量、一次起爆药量；保证填塞质量和填塞长度，防止冲炮；选择合适的微差时间，避免噪声叠加。
1.74 爆破冲击波
爆破冲击波衰减快； 对人和建筑物产生危害的空气冲击波超压值， 与距爆区距离的立方成反比，因此爆破冲击波的影响主要在场平范围内。
1.75 爆破安全距离
综合考虑爆破振动、个别飞石、爆破噪声、爆破冲击波等因素， 确定本爆破工程，人员及车辆的警戒距离为距爆区最近边线200米。
2 安全防范措施
2.1 爆破网路
敷设严格按设计要求敷设爆破网路；采用导爆管微差起爆网路时，要考虑岩石移动方向和微差间隔时间对网路的影响，合理安排起爆段别。敷设爆破网路过程中禁止拔出或硬拉起爆药包、药包中的导爆管或电雷管脚线。
2.2设置爆破警戒
2.21根据设计确定爆破警戒范围，警戒范围内所有人员撤离或到室内安全避炮；北侧、南侧马路附近爆破时尽量选在马路信号灯显示红灯且近爆区一侧没有车辆时迅速起爆。
2.22每次爆破应依次发出预告信号、起爆信号和解除警戒信号。第一次信号，预告信号，警戒人员从爆区由里向外清场，所有与爆破无关人员、机械设备撤到安全区域。第二次信号，起爆信号，确认人员、设备全部撤离危险区、具备安全起爆条件时，爆破工程师才能发出起爆信号。第三次信号，解除警戒信号，未发出解除警戒信号前，警戒人员应坚守岗位，不准任何人进入危险区。
3 减小扰民预案-制定针对性的措施
3.1及时向居民宣传爆破振动安全常识，清除心里负担；请广东省地震工程勘测中心监测爆破振动情况，并进行爆破振动安全评估，并出具具有法律效力的安全评估报告。
3.2避开居民休息的时间作业，减少噪音扰民；
3.3控制爆破振动速度，降低地震波的强度：采用预裂爆破和开挖减震沟槽。限制一次爆破最大用药量，多布孔、多分段爆破。设置缓冲层。
4 结束语
总之，通过采取以上措施，振动明显减少，粉尘得到了有效控制，噪音明显减小，居民对我公司爆破施工管理的投诉明显减少，取得了明显的综合治理效果。
参考文献
学科专业： 岩土工程
1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题，并附主要参考文献：
1.1 课题来源
淮南矿区已进入深部开采，厚硬顶板难冒问题突出，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团高度重视，XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.2 选题依据背景情况
煤炭是我国的基础能源，在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展，国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨，XX年原煤产量29.6亿吨，XX年原煤产量超过30.0亿吨，XX年原煤产量为35.2亿吨，预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少，煤矿相继进入深部开采期，随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高，难于冒落，如不及时采取强制处理，将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落，一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架，从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面，采空区积存的大量高浓度瓦斯气体，沿风巷、机巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破坏力很风，在风暴所经过之处，其强烈的冲击作用，摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭，甚至使矿车翻倒，轨道弯曲，对井下人员及设备造成严重的危害。例如，潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。
1.3 课题研究目的
以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药，炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力，使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气，存在一定的危险性，稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水，利用水对岩体的压裂和软化作用，破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度，当工作面采过后，顶板可正常垮落，减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性，变难冒为易冒，实现长壁综合机械化采煤，提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量，改善劳动环境;注水与回采作业平行，预先释放部分瓦斯等优点等优点。
1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题
我国厚硬顶板控制的研究始于60年代，已有近50年历史，处于世界领先的地位，在生产实践中积累了丰富的经验。
靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究，较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;
王开，康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究，提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;
靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果，在总结其他人的研究成果的基础上，对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。
陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明：随软化系数的减小和软化厚度的增加，上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小：若厚硬岩层岩样本身能被注水软化，而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法，可选用其他弱化厚岩层的方法，或注水软化法与其他弱化方法共同使用，从而有效控制采场矿山压力。
宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后，顶板岩体发生塑化，改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中，从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落，减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数，减小顶板来压强度，从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。
以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析，或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述，而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。
1.5 主要参考文献
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2 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义，完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
2.1 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义
本项目拟在大量调研的基础上，采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法，开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究，使坚硬顶板弱化，使难冒顶板转化为可冒落顶板，改善坚硬顶板的冒落性，减少采空区的悬顶面积，从而减轻周期来压对工作面支架的影响，保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下：
(1)水对裂隙岩体强度的影响，重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。
(2)研究水在岩体中的渗流问题，建立流固耦合的渗流方程，并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。
(3)研究定向水压致裂的机理，为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。
2.2 主要技术路线
2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：
本人在本科阶段主修土木工程，在理论分析上对地上、地下结构，以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段，在导师的指导和带领下，专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践，并阅读了大量的文献资料。
另外，国内关于坚硬顶板控制资料相对较多，基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持，给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。
在课题准备阶段，在导师徐颖教授的指导下，以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。
3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。
(1)XX年2月～4月：资料收集、查阅文献资料等;
(2)XX年5月～8月：厚硬顶板高压预注水机理研究分析
(3)XX年8月～10月：对高压注水破坏过程进行数值模拟分析，并得出结论
1 国内外房柱法应用概况
房柱法采矿用于开采水平和缓倾斜的矿体，在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱，以维护顶板岩石。这种采矿方法应用的基本条件是矿石和围岩均稳固，矿体水平或缓倾斜，不仅能回采薄矿体，也可以用于回采厚和极厚矿体[1-2]。
国内缓倾斜中厚矿体应用房柱法主要有浅孔锚喷或人工矿柱房柱法、浅孔普通房柱法、普通中深孔房柱法以及中深孔超前切顶房柱法等[3-4]。根据上世纪90年代统计资料，国外18个国家中100多个倾斜缓倾斜矿山用房柱法开采的矿山占44%，而在美国有色金属地下开采矿山中所占比重达59%，法国的铁矿山中所占比重高达98%。
中深孔房柱法应用中深孔爆破，其余工艺基本不变，生产效率得到较大提高，支护技术的提高促进了房柱法在矿岩中等稳固矿山的应用，护顶中深孔房柱法成为我国房柱法开采的发展趋势[5-9]。本文结合无轨凿岩台车、轮胎式铲运机以及锚杆护顶的使用，对中深孔房柱法回采水平厚矿体进行探究，提出相应的矿石回采方法，以期达到提高生产安全和生产效率的目的。
2 采区布置及构成要素
某铁矿矿体厚度为15m，倾角为0°，矿体和围岩较稳固，不划分阶段，采用中深孔切顶房柱法回采。采用铲运机出矿，由于铲运机的最佳运距为150-200m，采区长度确定为150m，宽度为45m，沿矿体走向布置。矿房跨度15m，房间矿柱选用间隔式方形矿柱，尺寸为5m×5m；采区间柱为连续式矿柱，宽度为10m。回采时采用矿体布置如图1所示。
3 采准切割
在矿体底板围岩中掘进平行的采区运输巷道，划分出盘区。在盘区中用总回风平巷划分采区，总回风平巷的断面尺寸为4m×4m。矿石回采时使用铲运机运搬矿石，在采区的端部和中部各掘进一个放矿溜井，断面为2.5m×2.5m。采区内采用超前切割分层回采，在矿体上层掘进两条通风平巷，断面均为4m×4m，与总回风平巷接通。为了加强采场通风，在每个放矿溜井的上风侧掘进一个通风井，断面为2.5m×2.5m。
在采区端部放矿溜井处，从通风巷道向采区两侧溜井口掘进一条顶部水平切割巷道，从切割巷道开始进行后退式切顶，形成15m宽的顶部空间，切顶的同时对顶板围岩进行锚杆支护，切顶崩落的矿石用铲运机运搬到采区左侧放矿溜井口卸矿，采用局部通风机通风。15m宽的切顶空间形成后，底部切割巷道的掘进从采区端部的左侧联络通道开始，掘进一条断面4m×3m（宽×高）。然后在巷道中打上向垂直中深孔，分2次进行拉槽，每次崩落4m高的矿石，形成4m宽的初切割槽。然后从顶部切顶空间打三排下向垂直中深孔，进行扩槽爆破，最终形成10m宽的切割立槽，为了保护房间矿柱，第三排炮孔进行不耦合装药，采用预裂爆破。切割工作如图2所示。
■
4 矿房回采
4.1 中深孔切顶层回采
切顶层高度为4m，切顶步距为7m，使用CTC14AJ1轮胎式气动采矿钻车，孔径为60mm，孔深8m。对靠近矿柱的炮孔进行不耦合装药，采用预列爆破，保证矿柱的完整性和稳定性。爆破时部分矿石崩落到下层底板，残留在切顶层的矿石用推土机推至下层底板，然后用ACY-3铲运机搬至放矿溜井。
4.2 顶板支护
护顶采用注浆式锚杆支护，每次切顶爆破并进行爆破效果检查之后，即时进行翘顶。然后工人站在爆堆上，用YT28气动凿岩机凿上向凿岩钻孔，用MJ-2型注浆器注浆。锚杆网度为1.8×2.0m，锚杆长度为2m。注浆的泥浆配比，灰1：2-2.2，水灰比1：0.4-0.45（用400号硅酸盐水泥）。
4.3 主回采层的回采
设计主回采层11m，选用前进式回采。在切割平台上，利用Simba263地下潜孔钻机打下向垂直中深孔，孔深121m，孔径80mm，孔网参数1.5m×1.5m。对靠近矿柱的炮孔同样进行不耦合装药，采用预裂爆，保证矿柱的安全。在顶板支护工作完成后进行爆破，矿石用CY-3铲运机出矿。
4.4 回采循环
一个采区分两个矿房进行同时开采，左侧矿房的开采超前右侧矿房15m，做到左侧切顶回采和右侧主回采层的回采同时进行。同一侧的切顶回采超前主回采层7m。切割立槽形成以后，在切割立槽的一端形成15m宽的切顶空间，循环回采从此开始，包括以下内容：
①对左侧矿房进行主回采层的凿岩爆破，爆破区宽度为8m；②对右侧矿房进行主回采层的凿岩爆破，爆破区宽度为8m，同时对左侧矿房进行切顶凿岩钻孔和上步骤崩落矿石的运搬工作；③对左侧矿房进行切顶爆破，爆破后进行翘顶和支护，支护的同时进行右侧矿房的主回采层爆堆的运搬工作，左侧矿房支护完成后，推土机把台阶上的矿石推至底板，即进行左侧主回采层的凿岩钻孔工作。④左侧矿房钻凿下向垂直中深孔的同时，对右侧矿房进行切顶凿岩钻孔工作。⑤对右侧矿房进行切顶爆破，翘顶后用锚杆支护顶板，翘顶和支护的同时用铲运机运搬左侧主爆区矿石，支护结束后，用推土机把右侧切顶爆破下来的矿石推至底板，即可进行右侧矿房主爆区钻孔凿岩工作。
每次爆破前，位于顶部的凿岩钻车和风动凿岩机及注浆机可退至通风平巷中，铲运机可推至采区两侧侧联络通道中，确保设备的安全。切割回采时，对贴近顶板的炮孔均采用不耦合装药，进行光面爆破，减少对顶板的破坏，减少翘顶工作量。矿石运搬时采区两侧的放矿溜井都可卸矿，为加快矿石运搬速度，一个采场可采用两台铲运机同时出矿。在一个回采循环中，多项工作同时进行，极大的提高了回采速度。矿房的回采工作如图4所示。
■
5 矿柱回采
对于房间矿柱，予以有选择性的回采，防止顶板塌落。在采区两侧间柱和端部间柱底部掘进一条水平凿岩巷道，巷道断面为4m×4m。采区两侧间柱凿岩巷道与每条采区运输巷道在空间上垂直，在每个交错的位置各凿一条放矿溜井；采区两侧间柱凿岩巷道与采区运输巷道平行，利用原来的采区放矿溜井放矿。用SimbaM3c采矿钻车在巷道内打上向扇形中深孔，巷道两帮用风动凿岩机凿浅孔，装药后从中间垂直中深孔向两侧倾斜炮孔分段起爆。充填材料覆盖矿石，用CY-3铲运机出矿，必要时可进入空区内铲运矿石，如图5所示。
6 通风
新鲜风流从盘区运输巷道经采区右侧通风井进入采场，通过工作面上行进入通风巷道，最终进入总回风巷。矿房在爆破结束后，为了减少风量损失，可以把通往左侧空区的端部联络通道用挡风板封闭；工作面向前推进经过中部放矿溜井一段距离以后，为了减少矿柱引起的风压损失，则关闭采区端部通风井，只采用中部通风井进风井进风。每次爆破后，可采用抽出式局部通风机进行加强通风。
7 总结
对房柱法开采水平厚矿体的采准切割工程进行了探索，与传统的房柱采矿法相比，采准切割工程量减少了很多；同时研究了中深孔房柱法对于水平厚矿体的回采工艺，充分利用现代化无轨自行设备的优越性，生产能力和劳动生产率会得到大幅度提高。采场中采区间柱和矿房矿柱相结合，并使用锚杆维护顶板有效地进行了地压管理。爆破时注意使用控制爆破的方法，既提高了顶板围岩的稳固和矿柱的完整，又能最大限度的减少贫化率。充填后回采采区矿柱，最大限度的降低了矿石损失率，并有效防止了地表下沉。有效的通风措施和地压管理，给工人提供了一个舒适安全的工作环境。
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我们在对公路的穿山隧道的建设中，各种管道的布置非常的多，而且在施工中很容易受到现场实际情况的局限，因此，我们在施工中时，必须要遵循相关的规定同时符合相关标准，从而，我们要制定最为合理的管道安装方案，保证我国公路交通隧道建设的安全健康发展。
第一，我们首先要把对于公路隧道工程实施的准备工作和施工的技术方案加以确定
（1） 如何安排施工的作业线。通常情况下，公路交通隧道是利用导洞先行的方式的，浇筑中墙的深度一般是掘进45米，这种方式的依据是公路隧道设计的结构和工程施工现场的地质情况，在这里值得强调的是，在中墙的混凝土必须要大于百分之七十的时候才能够进入左洞，而对于右洞来说，它的掘进面必须要晚于左洞十米才可以。我们必须要在周围的岩石变形已经基本稳定后在进行左洞或右洞的第二次模筑衬砌，一旦出现早期我们的支撑强度小或者是周围岩层变化过大时，则我们必须要首先增强早期的支撑强度，而且还要对二次衬砌设计的参数进行修改。我们一般把掘进面和左洞及右洞的间距控制在25-35m范围内。因为，这样我们就可以在进口和出口处就建立了中墙、中导洞、右洞开挖、左洞开挖以及第二次模筑衬砌五道并行的作业流水线，这样既增加了隧道的施工工作面，这样同样可以剪短我们的工程时间。
（2）如何做好我们施工当中的通风和防尘工作。一旦在隧道内需要进行爆破，我们则一定要使用湿式凿岩的工程施工办法，我们在工程建设时尤其是爆破后必须要进行洒水，目的是尽可能的降低施工环境内的粉尘数量。对于洞内的通风方式我们一般采用压入式，我们必须同时向左右洞以及中导洞内送风，所以建议使用三台轴流风机，轴流风机的送风口与工作面的距离不能大于15米。
（3）如何保障隧道施工的用水。我们一般的做法是进入现场后在距离公路隧道拱顶大于30米的地方修建一座高山水池，对于水源来说，一个来源就是如果就近有水电站可从水电站的水道中把水抽到我们建好的高山水池中，然后再从水池中抽到用水处，这些水既可以用用工程用水也可以用作施工人员的生活用水；再有就是，我们可以在公路隧道的出口右边建造一个蓄水池，我们可以把山上的山泉进到高山水池，然后再引导出口右边的蓄水池中，这个水源主要是人的生活用水。对于我们所引来的水必须要经过水质化验，一旦我们所利用的水源的ph值小于4或者是含有对水泥硬化有害的物质，还有如果含有氯化物和硫酸盐，且其含量不符合国家标准的不能使用。
（4）如何保证隧道建设用电要求。我们必须要在公路隧道施工的进出口上均设立变压器，这样做的目的就是我们可以利用当地的电网来保证我们工程的顺利进行，再就是我们还必须要准备一台发电机以防万一。我们施工时的照明应该使用220伏的电压，我们在施工工的机械设备要使用380的电压，再就是我们必须要安装漏电保护以防万一，我们在进行安装各种用电器时必需按照《公路隧道施工技术规范》要求，以此来保证使用安全。
（5）如何处理建设时的排水问题。这里的排水主要是指我们的施工中的废水排放和施工中地下水的排放。通常我们所说的上坡是指从隧道出口到隧道进口为1.54%处，隧道进口的建设通常是指反坡施工，因此，速到进口处的排水必须利用在开挖地段挖集水坑的办法，我们可以利用抽水机来排水；相反，隧道出口的建设通常是指顺坡施工，所以隧道出口处的建设排水必须利用在自然坡的地方利用管道将水排除出洞外的办法。
第二，如何应对公路隧道建设时期的技术处理
（一）超前小导管在隧道建设中的技术。（1）制作管道。超前小导管必须使用管道壁厚为5毫米，管道外径为50毫米的热轧无缝钢制作，小导管长度一般我们设计5米。我们一般是把无缝钢管的一头上焊上钢箍，然后把另外一头压制成锻头，应留400mm作为止浆段，之后再钻四排注浆孔，注意应沿管壁的四周钻孔，并且排孔位是要相互错开的。（2）钻孔。确定孔眼的位置时应严格的遵照设计的环向间距并以临近开挖面的钢支撑作为支点。外插脚应沿钢支撑的外侧进行钻孔，孔深约为500cm，左洞和右洞约为250cm，中导洞约为320cm。（3）导管注浆的安装。钻孔完成后，应用高压风进行清孔，安装完小导管之后应使用牛角泵压注30号的水泥浆，注浆的压力应在0.7到1.0MPa的范围内，当达到压力时应继续工作15分钟再停止注浆。
（二）爆破技术。工艺质量是影响隧道施工的关键因素，而防排水质量以及开挖和初期的防护又影响着工艺质量，这其中最重要的影响因素就是开挖的质量，开挖的质量取决于钻爆的质量，因此钻爆的质量就是影响隧道质量的最重要的因素了。进行石方的开挖作业时，应先在主爆区爆破前爆破出一条贯穿裂缝，并且此裂缝应具有一定的宽度，从而控制爆破对岩体的破坏影响，并且缓冲因爆破所引起的振动波，这样就能获得最为凭证的开挖轮廓，这种技术就是预裂爆破技术。
（三）特殊地质条件的技术处理。（1）塌方的处理。治理隧道塌方时，应坚持防治结合的方针，预防为主，及时的预报施工现场的地质情况，施工时严格的按照设计规范要求进行施工，确保各道工序的施工质量，应根据围岩的实际情况，控制各道工序间的步序拉开长度，对于地质条件不佳的边仰坡地段，必须及时的进行量测监控并采取相应的防护措施。（2）涌水和渗水的处理。洞内治水最重要的原则应是防水和排水相结合。首先应将涌出的水排除处洞外，但是不能影响正常的施工环境，一般反坡的排水方式主要是采用挖积水以及排水泵等机械排水管路排水的方式，而顺坡的排水方式则是采用挖临时排水沟自然排水的方式，其中围岩处涌水和渗水的治理应是最关键的治理步骤。（3）环境的影响。当前，国家日益重视环境保护与环保，对于我们的公路建设来说，也要顺应这个时展的趋势与潮流，在过程中注重环境问题，在工程设计与方案确定的时候，必须注重对环境的维护与保护工作。
（四）设置止水带并采取相应的控制措施。对于衬砌防水混凝土空隙进行灌注施工的时候，一般会预留防水混凝土的施工缝，这个施工缝要有相应的防排水措施。对于在复合式衬砌中，常用的止水措施就是使用塑料或者橡胶性质的止水带。在后续的二次浇筑之前，对于上层浇筑的混凝土应该用钢丝刷进行刷毛处理，或者可以在上层混凝土浇筑后4- 12小时内，使用高压水把混凝土表面冲击干净平整，在过程中必须保证止水带的接头处理良好，在混凝土的浇筑施工中要避免对止水带找出破坏，时刻检查是否造成止水带的位置变化，一旦发生接头不紧密、割破或者位置变化等，一定的及时处理与调整，尽量保证止水带作用的最良好的发挥。要保证止水带有专业的固定和防止位移的措施或者设备，同时接头的大小也要符合相关标准要求同时要保证止水带有专业卡环固定并延伸到两端混凝土中去，在施工检查过程中要做好详细的记录，对于存在和发现的问题，要及时处理与补救
第三、结语
在公路工程建设中，隧道工程是公路工程中最关键且难度最大的建筑部分，尤其是近些年来，随着西部的不断开发与发展，坚持国家西部开发的战略，顺应着这种趋势与潮流，高等公路工程不断从沿海地区向西南西北山岭地带延伸与发展，我国的公路总量不断增加，涉及的广度与范围越来越大，相应的，这对于公路隧道的建设有了新的更高的要求与标准。论文主要就公路隧道施工的准备工作以及技术方面的进行详细的探讨与论述，并对相应的现实的施工技术状况进行分析与阐述。
参考文献：
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
中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、隧道施工设备配套
（一）配套选择的影响因素
1、隧道断面距离和大小:隧道断面宽度和尺寸决定了隧道施工设备的综合利用效率。隧道施工属地下工程建设,因此,施工设备的选型和配套在受隧道内部空间限制的条件下不仅要考虑设备性能以及互相之间的匹配,还必须考虑设备本身的外形尺寸、工作半径等。所有的运输和随时进出洞设备的外形尺寸要能满足通过衬砌台车和错车安全距离的要求。如选型不当,则设备在洞内可能无法正常工作,或互相之间形成干扰,最终导致其不能最大限度的发挥效能。如装碴设备的选择就必须考虑洞内空间。装碴设备的工作半径太小则影响装碴速度,大型设备的效能就无法得到充分发挥。
2、隧道施工量和规模:隧道自身的规模大小决定了隧道施工机械设备的规模。当隧道较长,投资较大时,可使用大型的隧道施工设备,这样既保证了大型设备效能的发挥,同时,大型设备带来的必然是工期、效率和人员成本的较少,也相对的降低了开支。相反,如果小型隧道使用大型设备施工,无论是在设备效能还是在成本核算上都是不合理的。所以隧道的施工需要进行成本控制,在考虑投入产出比例的前提下根据隧道的规模来选配机械设备。
3、施工方案:施工方案确定的施工方法是决定隧道施工设备的选型与配套的第一要素。根据施工现场的地质条件、环境因素综合制定隧道施工方案,根据方案和预估的工程量确定设备的选型。如:采用钻爆法施工,需要考虑的渣土的运输方式、以及根据运输量确定设备的台套;同时需要考虑的二次衬砌的设备选型。总之,选择的机械设备要符合施工方案的设计要求。
4、工期:工期决定了隧道施工的机械化程度,全面的机械化施工加上合理的资源调配必然会获得较高的生产效率,因此,在隧道工程工期要求紧得情况下,应尽量多的采用机械化施工,保证设备的性能和产量,同时协调各个作业面的机械化施工程度,保证机械设备的匹配和效率的最大化。
5、环保、职业健康：洞内的空气污染主要来自于爆破产生的粉尘、有害气体和设备产生的废气。对于长大隧道,洞内通风距离长,排烟难度大,因此应尽量选用电动设备,少用或不用内燃设备,且选用大功率通风设备,以改善洞内工作环境,保证操作人员的身体健康。此外,设备的噪音污染也应适当考虑。
（二）机械化配套要点
1、设备的选型和数量要满足机械化施工的要求。
2、机械化施工要满足施工工法要求。
3、洞内电压需满足机械设备的正常运转。
4、机械质量的可靠性是机械化快速施工的关键，否则将会造成其它资源的闲置和浪费，因此质量可靠、维修简便、经济合理是机械设备选型的重要标准。
5、选用机械设备的配件易于购买，配件和易损件能及时供应。
二、钻爆法施工设备配套管理
（一） 钻爆法
通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式。钻爆法对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，所以仍是隧道掘进的主要手段。
（二）凿岩设备
凿岩设备是山岭隧道钻爆法施工的龙头设备，配置是否合理将直接影响到工程进度和经济效益。在钻爆掘进中目前应用最多的有液压台车、手持风动凿岩机、液压凿岩机。凿岩机械选择凿岩设备的选用应考虑到岩石性质、断面大小、进度要求、工程量大小和造价等影响因素。
开动凿岩机械数量的确定,决定因素有凿岩生产率和开挖断面尺寸,可以按照以下公式计算:N=∑Ld/Tvd,其中Ld为每一循环钻孔总长度,∑Ld则为开挖断面面积,vd凿岩机实际生产率,一般用每分钟掘金长度(米)计算,T为开挖循环作业计划的凿岩时间,Tvd,为每台凿岩机或(钻臂)的工作面积。(2)凿岩机械生产率,一般根据凿岩机厂商提供的数据进行判断,公式为Vd=V0φβ,其中Vd为凿岩机械的实际生产率(米/分钟),φ为同时开动干扰系数,β为工作时间利用系数,这两者值一般小于1,主要根据具体工作环境进行确定,一般取值0.7~0.9,则V0为纯钻速,单位同Vd。凿岩设备根据结构形式主要分为三种类型可供选择:开敞式硬岩掘进机,如德国Wirth生产的双排支撑靴结构和美国Robbins公司的单排支撑靴结构。其特点是适用于地址条件比较稳定的隧道,否则掘进时,需在护盾后及时进行喷锚支护;单护盾式硬岩掘进机,它有完整的圆形护盾,在掘进时依靠推进缸支撑在安装好的管片或整体衬砌上获得支反力;双护盾式硬岩掘进机,其特点就在于由于前后护盾和伸缩护盾和支撑靴作用,能保证其在不同地址条件下施工。
液压凿岩台车与风动凿岩机在不同的隧道施工中各有不同的优势与使用条件和要求。放弃液压凿岩台车是技术的后退，全采用液压凿岩台车不合国情，同市场经济相违背。在具体工程实践中可参考表1来分析。
表1
（二）装碴运输设备
装碴机械的选择应使之能在开挖断面内高效作业，并和运输机械相匹配，灵活方便，污染小，维修费用低。隧道运输有3种方式：无轨运输、有轨运输、皮带运输。无轨运输。利用自卸车辆作为运输工具，多应用于大断面隧道和短隧道。其优点是机动灵活，弃碴不需二次倒运，可直接运至弃碴场。缺点是洞内受内燃废气和噪声污染严重，在长隧中施工通风难以解决。对隧底损坏严重，轮胎消耗大，在小断面隧道施工中受限制。有轨运输。在隧道内铺设轨道，利用电瓶车牵引出碴车和进料车运输。其优点是无废气和噪声污染，施工通风容易解决，对隧底不会造成损坏，特别适合于长大隧道和小断面隧道。缺点是机动性差，一次投资较大，施工管理复杂，弃碴场较远时需在洞外设二次弃碴倒运站。通过对这两种运输方式的比较，可得出，在独头掘进1000m以下的短隧道中，可采用无轨运输方式；在独头掘进1000m以上的长隧道中，应首选有轨运输方式。
（三）作业注意事项
1、机械化施工在很大程度上降低了施工人员的劳动强度，但对相关操作人员的技术要求较高，如隧道开挖的超欠挖控制、喷射砼的回弹量控制，因此培养出高水平的操作人员是机械化配套施工成败的关键。
2、由于机械化施工准备工作多，要求施工组织严密、配合协调。如机器能否正常运转，电缆延伸、水管路延长及机器维修保养等，更取决于现场施工管理和设备的管理。只有做到现场管理的规范化、机械维修保养的标准化，才能有效的提高设备的利用率，保证施工生产的正常进行。
3、隧道施工多为单工作面作业，解决工作面的平行作业必须保证工作面间的合理间距和通行的畅通，尽可能减少工作面间的互相干扰。
4、机械化程度高势必造成排放尾气和扬尘的增加，加之爆破有害气体、喷射砼浮尘，凿岩台车用水量大等，对洞内通风排水要求较高。
结束语
对于高速铁路隧道施工,机械设备的选型与配套是其成败的最主要因素之一,它不仅关系到施工的速度,而且影响到安全、质量和效益。因此要特别重视机械设备的选型,并且互相之间要匹配。隧道作为地下工程,工作面狭窄,工作条件差,各工序施工干扰大,尤其是单线铁路隧道、水工隧道等较小断面的地下坑道,施工机械设备的选择尽量考虑选用专业(用)设备。机械设备的配置与很多因素有关,选择时要因地制宜,结合具体情况综合考虑。
参考文献
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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
中图分类号: TV551.4 文献标识码：A文章编号：
随着我国社会经济的快速发展，我国的建筑行业也获得了前所未有的发展空间，各类工程建筑项目的数量呈现出了逐年上升的趋势，其中，水工建筑工程就是最具代表性的一种。水工建筑工程中的地基通常可以划分为砂砾石地基、土壤地基和岩石地基三种，因为工程施工的水文地质和工程地质条件会对整个水工建筑工程的施工质量造成直接的影响，所以，在进行基坑开挖时，必须对工程的施工条件进行严谨的分析，并制定出具有针对性的施工方案。由于天然地基通常会存在不同形式和不同程度的自然缺陷，因此，在进行建筑施工前，必须对施工部位的地基进行一定程度的人工处理，使其具备足够的耐久性、抗渗性、整体性和强度，从而为水工建筑工程的施工质量打下良好的基础。
一、岩基开挖所需的措施
坝基开挖是整个基坑开挖施工中一个关键性的环节，这一施工环节将会对整个基坑开挖的安全、进度和质量造成直接的影响，所以，在施工过程中要解决好下述几项问题：第一，选择合理的开挖技术，保证开挖的质量。岩基开挖的最常用的措施是钻孔爆破法。在坝基岩石开挖前，使用分层的梯段式松动爆破；在边坡的轮廓面实施基坑开挖，使用预裂爆破成光面进行爆破；在相近的水平建基面上，预设岩体保护层，采用分层式的爆破方法，将保护层完全爆破。对于开挖偏差的具体要求包括：对于节理裂隙中硬和坚硬的岩体，以及发育、较发育和不发育的岩体，水平建基面开挖的高程偏差要控制在20cm之内；边坡轮廓面的设计开挖偏差，在一次钻孔深度开挖时，要控制在挖高度的2%左右；在分阶段开挖时，整体边坡平均坡度和最下阶段坡脚位置的偏差都必须完全符合设计需要。第二，选择适当的开挖形态和范围。基坑开挖的范围通常由水工建筑物工程的平面轮廓所决定，同时，还必须满足支撑、立模、施工排水、道路布置和机械运行等的需要。放宽范围通常在几米至十几米之间，且具体的放宽范围要依据实际情况而有所不同。基岩面开挖后，要尽量保持基岩面能够适当向上游倾斜，但高差不能过大，且要尽量平整，只有这样才能够保证水工建筑物的牢固性和稳定性，从而防止基岩的应力集中和出现尖突。第三，安排合理的开挖程序。由于水工建筑基坑开挖会受到施工空间、时间和地形等的限制，因而水工建筑物中的基坑开挖施工较为集中，且施工中的安全问题较为突出、工种多且复杂。所以，整个的基坑开挖程序基本应遵循先岸坡后河槽、自上而下的原则。若河床较宽，还可以适当选择在岸坡和部分河床处进行平行作业，但要采取严格的安全控制措施，且无论是岸坡还是河床部分，都要实施逐步下降、分层开挖、内上而下的开挖顺序。第四，做好基坑开挖排水工作。围堰实施闭气后，要立刻将围堰渗水和基坑积水全部排除干净，并铺设好排水设备，建立排水系统，保证实现边排水、边下挖基坑，尽量控制和降低基坑内的水位，以防止积水干扰基坑开挖的顺利进行。
二、软基开挖所需的措施
软基开挖的施工措施大体上与普通土方开挖措施相同，但由于施工的地基条件较为特殊，因而，具体的施工技术会有所不同。
一方面，软基开挖地基处会存在较多的淤泥，这些淤泥通常具有人无法立足、水分多、颗粒细的特点，所以，要根据淤泥情况的不同，采取不同的处理措施。
第一，稀淤泥。这类淤泥的特点是装筐易漏，此挖彼来，流动性大，含水量高。所以，若稀淤泥层面积很小且很薄，则可先倒入干砂，利用挖掘机或其他吊装机械运输砂料，使其进占挤淤，将淤泥变为土埂，再进行挖除作业，由于稀淤泥含水量高，在进占挤淤时会有丰富的水分沥出，因此施工时须在开挖场地四周设置排水沟及集水井（尺寸视实际水量而定，但一般排水沟尺寸不小于500×500cm，集水井尺不小于1000×1000×1000cm），沥出水分集中到集水井后立即由泥浆泵抽排，以保证工作面干爽以达到淤泥变土埂的目的。若淤泥面积较大，需要填筑大量的土埂，则可实施分区治理，防止淤泥乱流；若淤泥面积广、深度大，则可在淤泥处实施分区围埂，将淤泥排入周围挖掘好的深坑内。
第二，烂淤泥。这类淤泥具有粘锹不易脱离，锹插难拔，熟稠，含水量小和淤泥层较厚的特点。所以，在进行开挖时，可先在锹上沾水，从而防止淤泥粘锹，还可选择五股钗或三股钗来替代淤泥进行开挖作业。
第三，夹砂淤泥。这类淤泥中通常会有几个或单一的夹砂层，若淤泥层较厚，则可选择前述的几种挖除方法；若淤泥层较薄，则可先把砂面完全晾干，达到能够站人的程度，再进行挖除。在挖除淤泥时，可将下层的淤泥同时挖除，使新砂面完全暴露，而不能把夹砂层挖混，从而给基坑开挖工作带来困难。
第四，机械开挖淤泥的措施，在淤泥开挖过程中施工机械的选择、施工道路的结实与否犹为重要，而于淤泥基础上施工道路的修筑及养护更是影响能否顺利施工的关键。土方开挖机械一般为挖掘机挖装、自卸型运输车运输，由于在淤泥区作业，故开挖施工前可考虑在满足进度要求前提下选用较小型号的机械以降低其自重减少对道路及工作面的破坏。
淤泥的机械开挖：1、挖掘机械的选型，淤泥地块一般地处地势较低洼地带，所以选用反铲挖掘机机以便于开挖装卸。在开挖机械选型时应按高、低搭配，高（大）型号机械负责常规淤泥挖装，低（小）型号的在高（大）型号机械不能或难以到达的地方可作补充及辅助。例如：选用日本小松PC200及PC120型反铲挖掘机作高低搭配的淤泥开挖机械，PC200型作主力开挖机械，PC120型辅助。2、运输车辆，一般运输车辆为6轮轻型和10轮重型自卸车，车辆的选择亦选用高低搭配。3、淤泥的开挖，与常规的土方开挖不同，淤泥开挖水量大、易塌方。施工中分层开挖、一次开挖深度不能过深，要控制是2.0m范围内，必要时在施工道路及基坑边沿打设松木桩及木板或砂包作围护；开挖基坑中要及时排水，在基坑边沿设置排水排及集水井，采用泥装泵将积水强排至工作面以外，保证基坑无积水。
另一方面是泉眼的治理。泉眼的产生主要是由于基坑排水较为困难，导致地下水局部渗入薄弱的土层中，并流出地面，或是由于地基深层承压水击穿土层所导致的。泉眼问题通常发生在基坑开挖的地质钻孔部位。若泉眼水是清水，则可直接将水引向集水井，并排出基坑；若泉眼水为污水，则可先抛铺一层石子和一层粗砂，使其达到过滤污水的作用，浑水变为清水后，再利用上述清水排除方法，将清水引入集水井，并排出基坑；若泉眼处在水工建筑物的底部，则首先要在泉眼上层铺设一个砂石过滤层，在泉眼中插人铁管，从而将泉水引出，并浇筑在混凝土层上，最后使用较干的水泥砂浆把排水管完全堵塞。
最后，流砂的处理。使用明式开挖排水基坑时，由于存在较大的水力坡降，会导致渗流挟带细砂从坑底向上冒 ，或者是在边坡上出现流土、管涌等现象，这一现象就叫做流砂。流砂现象通常发生在非黏性土层中，主要与砂土的动水压力、黏粒含量、空隙率和含水量等因素有关，在中砂和细砂中也较为常见常，治理流砂的主要方法是处理好“排”与“封”的问题。“封”即是将开挖区的流砂封闭起来；排”即是及时将流砂层中的水排出，降低含水量和水力坡度。若坑底翻砂冒水，则可在较低的位置挖沉砂坑，将竹筐或柳条筐沉入坑底，水进筐内而砂被阻于其外，再然后将筐内水排走。然而，对于被面流砂来说，当土质允许且流砂层较薄时，则可采取开挖方法，通常放坡比例为1:4至1:8不等，但要同时扩大开挖面积，增加工程量。因此，基坑开挖中，常采取以下措施进行治理。当挖深不大、面积较小时，可以来取护面措施。第一，柴枕护面。在坡面上设置爬坡式的柴枕，坡脚设排水沟，沟底和两例均铺柴枕，以达到滤水拌砂的效果。若基坑坡面较长、基坑挖深较大，则应采用柴枕拦砂的方法，即在坡面渗水范围的下侧打入木桩，桩内叠铺柴枕。第二，砂石护面。在坡面上先铺一层粗砂，再加适量的小石子，每层厚度在7cm左右，形成一个反滤层，坡脚挖排水沟，也设置相同的反滤层。这样不仅能够防止渗水流出时挟带泥沙，而且能够防止坡面径流冲刷。
三、总结
综上所述，在水工建筑工程的施工过程中，基坑开挖的质量会对整个工程的质量造成直接的影响，若基坑开挖存在质量或设计问题，则会严重影响工程施工的质量和建筑物的使用寿命。因此，在进行水工建筑工程施工前，设计人员和施工人员都对施工地点的水工条件和地质条件进行严格的勘察，对存在的各项地质问题进行针对性的人工处理，使其具备施工所需要求，从而为整个施工的顺利进行提供保障，同时，要采取适当的建筑施工技术和措施，以保证水工建筑工程基坑开挖的质量。
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[论文摘要]在分析煤矿安全科技工作现状和趋势基础上，介绍了近年来我国瓦斯灾害防治技术研究取得的进展和新成果。通过“十五”科技攻关项目的研究，提出了瓦斯煤尘爆炸危险性评价方法，研究出了基于瓦斯地质、地质动力区划、电磁波探测方法的煤与瓦斯突出区域预测技术和基于AE声发射、电磁辐射和瓦斯涌出等原理的煤与瓦斯突出非接触连续预测技术，实验成功了高瓦斯煤层群开采保护层瓦斯灾害综合防治及顺煤层强化抽放等技术，开发了矿井通风系统监测、可靠性评价分析及决策控制技术。另外还分析了我国煤矿安全所面临的挑战和急需开展的科技研究工作。
1概述
瓦斯是我国煤矿的主要灾害因素之一，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害严重威胁着我国煤矿的安全生产。由于灾害因素多、治理难度大，矿井瓦斯一直是我国煤矿安全工作的重点和难点。目前，我国所有煤矿均为瓦斯矿井，据统计，在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中，高瓦斯矿井占26．8％，煤与瓦斯突出矿井占17．6％，低瓦斯矿井占55．6％。国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15％左右。部分局矿的情况更为严重，如淮南矿业集团所属11对矿井均为突出矿井，平顶山煤业集团所属的13对矿井也全部为高瓦斯或突出矿井。
瓦斯灾害已成为制约煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，为此，国家煤矿安全监察局实施了“科技兴安”战略，并提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理“十二字方针”，与此同时，我国的各类科技计划也逐步加强了瓦斯灾害治理技术研究开发的支持力度。“十五”以来，科研院所、高等院校及企业以产学研结合方式开展了攻关研究，在瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出预测、保护层开采、顺煤层瓦斯抽放及矿井通风系统监测、评价与决策控制等方面取得了重大进展，并获得了一批重要的科技成果。
2瓦斯治理技术研究的新成果
2．1瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术
瓦斯煤尘爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大灾害之一。近年来，我国在煤尘着火机理及瓦斯煤尘爆炸机理研究方面，建立了粉尘云着火及燃烧过程简化模型，得出了粉尘空气混合物点火过程中慢速导热燃料模式到快速辐射燃烧模式的转变具有爆炸特征，试验系统中点火诱导期与高温固体颗粒燃料产物的质量分数和燃烧阵面中的热辐射有关，在爆炸极限范围内颗粒相浓度与颗粒点立温度越低火焰加速效果越明显，辐射热损失可能导致燃烧区域的重构，粉尘空气混合物火焰稳态结构发生明显变化等重要结论；通过研究得出了瓦斯煤尘共存条件下煤尘云着火特征参数计算方法，揭示了瓦斯爆炸过程中爆炸波和火焰的变化特征。
在取得上述成果的基础上，建立了矿井瓦斯煤尘爆炸危险性评价模型，用事故树方法分析了掘进、采煤工作面瓦斯煤尘爆炸发生的影响因素扩权重、可能发生事故的模式和避免爆炸事故发生所要采取的途径。确立了矿井采煤工作面、掘进工作面瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价指标体系，并将指标分为爆炸易发性指标和爆炸后果严重性指标。前者包括自然因素、技术因素、管理因素和经济因素四方面指标，后者包括煤尘爆炸指数、沉积煤状况、隔抑爆方式、隔抑爆用水量、井下作业人员、以往事故损失及矿山救护能力等。开发出了瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术和专家系统软件，并建立了瓦斯煤尘爆炸的危险性评价和防治专家系统。
2．2煤与瓦斯突出区域预测技术
采用瓦斯地质理论与物探技术相结合的方法进行突出区域预测，一直是国内外的研究方向。“十五”计划以来，我国煤与瓦斯突出区域预测技术取得重要成果：
(1)我国采用瓦斯地质方法，建立了瓦斯地质理论与物探技术相结合的多技术(数字地震勘探、无线电波透视和构造软煤测井曲线识别)集成的多尺度(矿井突出区和工作面突出带)瓦斯突出区域预测瓦斯地质新方法；提出了以瓦斯地质单元基础的由构造软煤厚度(H)和煤层瓦斯压力(P)相配套的突出区域预测瓦斯地质指标，初步确定构造软煤厚度的突出临界值为0．90m；
(2)开发了具有信息输入、动态管理和空间分析功能的瓦斯突出区域预测WebGIS信息平台，实现了瓦斯突出区域瓦斯地质方法的自动化和可视化；
采用地球物理探测技术，形成了一套矿井瓦斯富集部位地震探测技术与方法，建立了由3D3C地震技术、AVO技术、地震反演技术、地震属性分析技术、地震波形分类技术、瓦斯地质技术等构成的瓦斯富集部位地质—地震预测模式，形成了瓦斯富集部位探测的核心技术；
(3)采用地质动力区划的方法，确定了活动构造和岩体应力状态对突出的影响，并划分出应力升高区、应力降低区和应力梯度。为此开发了突出多因素模式识别概率预测计算机软件，确定了活动断裂、最大主应力、应力梯度等8个主要影响因素，并可方便地划分突出的危险区、威胁区和安全区，开发出了突出区域预测决策分析系统软件，实现了图、文、声和像的可视化；
(4)采用电磁波透视技术，成功研制出了探测煤层瓦斯灾害易发区的技术和装备，建立了电磁波反射和吸收特征数据库和地质异常体的识别系统，得出了瓦斯灾害易发区分布规律，提出了判定瓦斯灾害易发区的敏感指标和临界值，形成一套适于瓦斯灾害易发区的判识方法。
这些技术成果的研究和应用，完善并发展了我国煤矿瓦斯突出区域预测技术体系，提高了突出预测的准确性，非突出危险区预测准确性达到100％，突出危险区预测准确性超过70％，最大限度地降低了掘进和回采过程中的瓦斯影响，显著提高掘进速度和提高回采工作面产量。
2．3煤与瓦斯突出动态预测技术
煤与瓦斯突出的非接触式预测是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。这种方法具有测试简单、不与生产发生冲突、实时连续监测等优点。因此，非接触式连续预测是目前突出预测的主要研究方向。在“九五”攻关成果的基础上，针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要，分别研究出了基于动态瓦斯涌出规律原理、AE声发射原理和电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与装备。
通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标，建立了煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，研究确定了这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值，以此综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性，实现了炮掘工作面瓦斯动态涌出预测，为我国煤矿提供了一种新的瓦斯涌出量预测方法和煤与瓦斯突出预测工艺技术；
开发出了一套AE声发射监测煤与瓦斯突出的技术装备，提出了AE声发射滤噪综合处理技术和方法，通过阻噪、隔噪、抑噪、滤噪和有效AE信号提取等途径，实现了有效滤噪的目的，取得了历年来滤噪研究中最有突破性进展的研究成果，研究出了包括传感器在内的AE声发射预测工艺技术，分析和总结了煤岩破坏AE声发射规律、AE声发射与瓦斯动力灾害的关系；
通过连续监测含瓦斯煤岩流变破坏过程中产生的电磁辐射信号强度和脉冲数及其变化的研究，实现了对煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害现象的预测预报，研究并揭示了电磁辐射与煤与瓦斯突出影响因素间的关系，提出了临界值法与动态趋势法相结合的煤岩动力灾害预警方法，开发成功了煤岩动力灾害非接触电磁辐射连续监测仪，实现了煤岩动力灾害的非接触、连续动态监测及煤与瓦斯突出预警。
2．4高产高效矿井瓦斯灾害综合治理技术
加强瓦斯灾害的治理是防止煤矿重特大事故发生的重要保证。高瓦斯煤层群保护层开采、低透气性煤层瓦斯强化抽放、巷道边掘边抽等技术是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤矿瓦斯治理的重点和难点。在煤层群保护层开采方面，通过开展了保护层作用机理的研究，利用三维离散单元法对淮南矿区保护层开采后，采空区顶、底板煤岩体应力重新分布的规律、顶底板变形和破坏特征进行了数值模拟研究，从理论上计算了保护层开采后卸压范围向顶、底板方向发展的深度，为确定被保护层的保护效果和卸压范围提供了可靠的理论依据。
针对首采保护层开采时，上下高瓦斯突出煤层的瓦斯集中向首采工作面涌出的特点，并考虑到确保和提高防突效果的要求，试验成功了多种首采层瓦斯综合治理技术措施：
保护层底板巷道+上向穿层钻孔抽放瓦斯技术、被保护层顶板煤(岩)巷道+下向穿层钻孔抽放技术、首采层(保护层)顶板巷道抽放技术、首采层(保护层)顶板走向钻孔抽放技术、首采层(保护层)工作面采空区埋管抽放技术、首采层(保护层)掘进工作面边掘边抽技术。在试验研究中还在实际层间距70m(相对层间距35倍)近水平煤层群的下保护层开采和80-90~急倾斜近距离煤层群的下保护层开采上取得了重大进展；转在顺煤层强化抽放方面上，通过试验和理论研究，形成了一套在顺煤层钻孔中运用高压水射流扩孔和钻扩一体化技术提高瓦斯抽放效果的成套技术和装备，以及对石门揭煤抽、排瓦斯钻孔扩孔的工艺技术和方法。扩孔后钻孔直径达到200-300mm，为扩孔前的4．5倍，最大扩孔直径达619．9mm。扩一个钻孔的时间相当于施工一个钻孔时间的1／6，而一个扩孔钻孔的抽排放瓦斯及防突效果相当于2个以上的钻孔，明显提高了瓦斯抽放的效果；
在瓦斯抽放效果评价方面，研究了根据煤层的最小突出瓦斯压力、瓦斯含量为依据，合理确定评价预抽防突措施有效性的预抽率指标和临界值的方法。下向钻孔及深孔预裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技术途径。通过试验研究，解决了下向钻孔施工中的排渣、排水等技术难题，取得了下向孔钻探长度达到70．1m的良好效果。研究中完善了适合于高瓦斯低透气性、有突出危险煤层深孔控制预裂爆破强化抽放瓦斯技术和石门快速揭煤技术；
对于单一低透气性突出煤层巷道掘进的瓦斯抽放技术难题，通过理论分析和试验研究，发现煤层巷道掘进工作面和巷道两帮的煤体在松动和原始煤体之间存在的随巷道向前掘进而向前移动的蠕变“u”形圈，在“u”形圈内煤层的透气系数成百倍地增加；
分析了煤层赋存参数、瓦斯抽放参数对抽放钻孔抽放瓦斯效果的影响，确定了有效抽放半径与抽放时间的关系、抽放负压和抽放量的关系，并据此合理布置边抽边掘钻孔，其截流抽放瓦斯率可达到30％以上，并且煤体的强度有较大增加。
2．5矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术
矿井通风是保障煤矿安全生产的关键性环节，合理的通风是防止瓦斯积聚、抑制煤炭自燃和火灾蔓延扩大的重要手段，通风系统布置不合理或管理不当，则是导致瓦斯积聚和自然发火及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。集约化生产的大型矿井实行一矿一面已成趋势，要求通风系统具有更强的稳定性、可靠性和合理性，具有较强的抗灾能力。
我国开展了矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术的研究，建立了基于评价指标体系和网络仿真技术的两种矿井通风系统可靠性评价理论体系、评价方法和数学模型，开发了智能化、可视化通风系统可靠性评价和决策支持系统软件。
在灾变风流动态模拟及虚拟现实技术方面，研究并完善了一维动态模拟技术，开发了矿井灾害风流流动模拟的GIS显示系统，实现矿井灾变动态模拟结果在矿井通风系统图各巷道通风参数的动态显示，提高模拟结果与各巷道的对应性，减少矿井灾害防治及救灾决策中应用灾变状态各参数的失误率，提高决策效率。研究出了矿井火灾区域内烟流流动的三维数值模拟研究和矿井巷道中火灾烟流流动的虚拟现实技术。
在通风系统自动调控方面，研究成功了井下自动控制风门及远程控制技术，研制出了带有卸压窗和撞杆自动开启装置的远程自控风门，实现了井下人、车信号分离，采用控制命令分级管理的方法，彻底贯彻了“生产服从救灾，行人服从行车”的风门管理理念，有效地提高了通风系统的稳定性和安全可靠性。
作为配套技术研究，将矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术、矿井灾变风流动态模拟及虚拟现实技术和井下风门远程控制技术等有机整合成一体，开发了软件平台，初步实现了矿井通风系统从监测、分析、决策到控制等各环节的闭环运行。
3存在的问题和急需开展的研究
煤炭是我国国民经济发展的基础能源，煤矿安全是煤炭工业走新型工业化道路、可持续发展的前提和保证。瓦斯灾害治理是煤矿安全工作的重点。对煤矿瓦斯灾害进行监测监控、预警防治等瓦斯综合治理技术措施，是减少煤矿伤亡事故，提高安全生产水平的重要手段。目前，煤矿安全工作面临两大的挑战：
一是产业结构的调整，生产高效集约化程度的提高，瓦斯涌出量倍增，产尘强度大幅度上升，通风压力增大，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等灾害事故的预防难度增大；
二是矿井生产水平的逐年延伸，地应力增大，瓦斯涌出量也增大、煤与瓦斯突出和冲击地压危险性增加，恶化了煤矿生产条件，增大了生产中的不安全性。为此，煤矿安全技术也需从两个方面开展攻关研究：
(1)根据矿区煤层条件不同、瓦斯赋特征不同、生产条件的变化，采用新的科技手段进一步完善提高现有瓦斯灾害治理技术体系并进行适应性研究，如采用现代通讯技术、自控技术、计算机技术和传感技术，解决我国现有煤矿安全监测系统相互不兼容、无法互联互通的技术难题；
(2)不断解决瓦斯治理技术研究中出现的新问题，如伴随我国东部深井开采带来了“三高”和深部矿井的延期突出问题，松软低透气性煤层长钻孔瓦斯抽放技术难题。这些问题急需开展科技攻关加以解决。
4结论
瓦斯灾害治理新技术在淮南矿区进行了试验和应用，取得了经济、社会、安全环境的多重效益。这些研究成果对我国煤矿生产条件和瓦斯灾害特点具有很强的针对性和适应性，具体成果表现为：
(1)瓦斯煤尘爆炸危险性预测评价技术在淮南潘三矿、张集矿应用表明，评价结果准确可靠，具有很强的操作性和实用性，为预防煤矿瓦斯煤尘爆炸提供了重要技术支撑。
(2)瓦斯地质、动力区划和地球物理探测方法的煤与瓦斯突出预测技术是经实践证明是有效的，是减小防突工程量、提高防突效果的保障技术措施。
引言
进入21世纪，我国地铁建设步入了快速发展的阶段，各大城市地铁建设项目竞相开工。实践证明，地铁具有高效、节能、环保、运量大、速度快、安全性好、占用城市道路面积少、防空好等优点，对解决城市交通堵塞，改变城市布局，实现城市环境和交通综合治理，引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用。随着经济的发展，地铁必将有着越来越广阔的发展空间。但是，地铁工程的造价也是十分昂贵的，一般在5亿元/千米左右，这与地铁施工工艺和方法是密切关联的，在一定程度上也制约了地铁建设的进程。
近40年的发展，我国地铁修建方法已由最初单一的明挖法，发展到现在的明挖、暗挖、浅埋暗挖、矿山法、盾构法等多种方法并存，施工技术不断发展提高，初步形成了专门的研究课题体系。这些方法的出现和实施，极大地推动了地铁建设事业的快速发展。下面就这些方法各自的特点及各自适合的施工条件，进行初步的探讨。
1.地铁隧道施工技术分析
通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。现在多采用盾构法和浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、造价偏低、灵活多变的施工方法；盾构法在较软弱、富含流砂之地、断面不变的区间应用，设备一次性投入大，但施工速度快，是今后应推广的施工方法。
1.1浅埋暗挖法
浅埋暗挖法又称矿山法，起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。
与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。顾名思义，浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。
浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当广泛的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
1.2盾构法
我国应用盾构法修建隧道始于二十世纪五六十年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式、压气式、插板式等），八十年代末、九十年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点，目前，该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展。据不完全统计，我国各城市地铁采用的盾构机已有60多台，其中上海30台，广州20台，北京、南京、天津、深圳各4台，大多是土压平衡盾构机型。
随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术及盾构机修造配套技术也得到了发展提高：上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道，此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道；采用直径11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土又有坚硬岩石，以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑，大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津等城市虽然地质、水文条件各不相同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。
除了上述几点外，我国盾构技术的进步还表现在以下四个方面。
①掌握了盾构机的选型和配套技术，与外国合作设计生产盾构机，配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造；
②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术，以及防水技术；
③掌握了盾构掘进控制技术，如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等，实现了信息化施工，可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保；
④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。
我国盾构掘进速度最高已达到月进400m以上，平均进度一般为月进160―200m，最高平均进度可达月进240m。地表沉降可控制在＋10―－30mm以内，可以在距既有建、构筑物不足1m的距离安全掘进隧道，既有建、构筑物的变形量可控制在2―5mm以下；隧道轴线误差可控制在30―50mm以内。
1.3新奥法
新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称，在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也得到了较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
当前，世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站，车站位于城市道路下7―9m，开挖面积230m2，相当于17m（宽）×14m（高）；我国自1987年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程，车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件，新奥法经过多年的完善与发展，又开发了“浅埋暗挖法”，这一新方法，与明挖法、盾构法相比较，由于它可以避免明挖法对地表的干扰性，而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性，因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程，如根据新奥法的基本原理，采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站，断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。
1.4钻爆法
我国地域广大、地质类型多样，重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中，广州地铁也有部分区段处于坚硬岩石地层中，这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护。
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钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法，例如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD法、CRD法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法，其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板，再灌注二次混凝土衬砌，被认为是一种效果良好的防渗漏措施。
2.地铁车站施工方法的选择
车站既是地铁工程亮点所在，更是一个难点问题。对于车站的施工方法而言，目前有明挖法、盖挖顺筑法、盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法、明暗挖混合法、浅埋暗挖法。原则上优先采用明挖法，其次是盖挖法，盖挖法中应优选盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法，最后则是浅埋暗挖法，因为该方法适用于交通要道、管线太多、不易开挖的繁华市区。采用暗挖法施工的车站当中，柱洞法、侧洞法应用较多，而大断面施工应遵守大洞变小洞的施工原则，开挖方法应按以下次序优选：正台阶开挖、CD法开挖、CRD法开挖、双侧壁导洞开挖（眼睛工法）进行，这样可以节约投资。
近年来，我国也在研究采用盾构法修建地铁车站的技术，主要集中在两种方法上，一是采用多圆断面盾构一次建成地铁车站，另一种是采用区间盾构修建地铁车站。它的优势在于可以充分、有效地利用盾构设备，提高地铁工程的建设质量、缩短建设周期，达到总体上降低工程造价的目的。
2.1明挖顺筑法
明挖法是目前我国地铁车站采用最多的一种修建方法，主要有放坡明挖和维护结构内的明挖（即基坑开挖）两种方法。明挖顺筑法技术上的进步主要反映在基坑的开挖方法和维护结构上，适应于不同的土层，基坑的维护结构主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、SMW工法桩、工字钢桩、加木背板和钢板桩围堰等。
在基坑开挖方面，有代表性的是时空效应理论。上海地铁总结出在软弱地层中开挖、支撑和结构施工的一套方法。首先采用大口井进行基坑降水，以增加基地被动土的强度，然后对基坑实施分段开挖，随挖随支撑，控制坑底暴露时间（或对底板地层进行预加固），适时地浇注底板结构。同时，对基坑、周边管线和建筑进行严密监测，发现问题及时采取措施。
在基坑维护方面的主要施工技术有三种。
①地下连续墙。
该结构适合于饱水沙层、饱和淤泥土层等饱水软弱地层，既可以控制土压力，又可以有效地阻隔地下水，还可以作为车站结构的一部分。
②人工挖孔桩和钻孔灌注桩。
这两种施工方法均是采用排桩桩墙来挡土和防水，实现基坑的维护。其中，人工挖孔桩适合于地下水位较深或无水的地层，要求地层强度较高，其断面形式不受施工机具的限制，可以做成圆形和方形，而且其施工质量和强度要高于普通的钻孔灌注桩，但是，钻孔灌注桩具有较广的适用范围，二者不能相互替代。
③SMW工法桩。
该方法是在水泥土搅拌桩内插入H型钢或其它种类的劲性材料，以增强水泥土搅拌桩抗弯、抗剪能力。用这种方法做成的基坑支护结构同时具有较好的防水功能，在6―10m的基坑中具备较强的技术优势，与地下连续墙相比，具有施工速度快、占地少、无污染、防水效果好和造价低廉等优点。
2.2盖挖逆筑法
盖挖逆筑法同样适用于地铁车站的修筑，与明挖法相比，其优势在于减少交通封堵时间，减轻施工对于环境的干扰，其区别在于主体结构的施工顺序上。
该方法的主要施工技术措施为：
①支撑桩采用以H型钢为柱芯的钢管或钻孔灌注桩，满足了沉降的控制要求；
②采用地下连续墙低注浆的方法，增强基底持力层的刚性，使地下连续墙与临时支撑柱共同承受上部荷载，以减小差异沉降；
③逆作法开挖支撑施工工艺中，利用混凝土板对地下连续墙的变形起约束作用，在暗挖过程中采用一撑两用的合理方法，大大减少了工程量，加快了工程进度，控制了墙移。
3.地铁施工中的辅助工法
城市地铁施工中，辅助工法是一项必不可少的重要技术，有时甚至涉及工程的成败。采用辅助工法的主要目的是为工程主体顺利施工创造条件，或出于工程安全考虑，或为保护建、构筑物等。目前采用的辅助工法主要有：
3.1降水（和回灌）
有井管降水、真空降水、电渗降水等，北京及北方地区多采用基坑外地面深井降水和回灌，也有采用洞内轻型井点降水；上海及南方地区则多采用基坑内井管降水，也有采用真空或电渗降水。
3.2注浆
主要用于止水或加固地层，以防坍陷沉或结构治水。注浆方式主要有软土分层注浆、小导管注浆、TSS管注浆、帷幕注浆等，注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化学浆等。
3.3高压旋喷或搅拌加固
主要用于地层加固，如采用浅埋暗挖法或矿山法施工的隧道局部特别软弱的地层或有重要建、构筑物需要特殊保护时采用，盾构法隧道的始发和到达端头常用高压旋喷或搅拌加固，联络通道也常用此法加固地层。近年来也开发了隧道内施作的水平旋喷或搅拌加固技术。
3.4钢管棚
用于暗挖隧道的超前加固，布置于隧道的拱部周边，常用的规格主要有：42mm直径、4―6m长，108/159mm、20―40m，前者采用风镐顶进，后者则用钻机施作。近几年来也有采用300―600mm直径的钢管棚，采用定向钻或夯锤施作。管棚一般都要进行注浆，以获得更好的地层加固效果。
3.5锚索或土钉
预应力锚索主要用于基坑维护结构的稳定，以便提供较大的基坑内作业空间。
3.6冷冻法
主要用于止水和加固地层，多用在盾构隧道出发、到达端头、联络通道和区间隧道局部具流塑或流沙地层的止水与加固。
4.地铁施工技术发展趋势与方向研究
我国已有近40年的地铁修建史，尤其是近十多年来的快速发展，丰富和创新了我国地铁规划、设计、施工、管理运用、防灾救灾设备维修的技术方法。由于我国地域广大、地质情况多样，地铁修建技术必然极具复杂性和高难度。就目前来讲，应用已有的技术手段可以完成除西部和东北地区以外的大部分区域的城市地铁修建任务，已经锻炼和造就了一大批有经验的、有高度责任感的地铁建设工作者和能吃苦耐劳、有风险精神及创新智慧的设计、施工队伍。
展望未来，为使我国地铁修建技术日臻完善，保证地铁工程质量，实现地铁的社会经济效益最大化，我国尚需在以下几个方面作出努力。
4.1尽快统一地铁和轻轨修建的标准
统一设计、技术标准、施工技术规范和工程验收技术标准，以便使我国地铁和轻轨工程设施和设备产品规范化、系列化，对国产化也十分有利。
4.2组织力量对地铁施工设备进行系统研制开发
国家应对研制企业单位给予政策扶持，这对地铁的施工速度、安全、质量和成本影响重大，而我国在这方面显得很落后。如盾构主机我们还不能自主生产，基本上依赖进口技术或产品，消耗大量外汇，成本昂贵，设备适应性差；再如浅埋暗挖法虽为地铁施工的主要手段之一，但机械化程度太低，基本上靠手工操作，速度慢、工效差，最终核算成本也很高。
4.3加强地下工程施工辅助工法的研究开发和创新
在地铁施工中，安全、质量事故往往是由于辅助工法不善而引起的。近些年，我国的地铁施工工艺工法方面，虽然维护结构工程有了较大的进步，但是，改良地层实施疏水、止水的工法起色不大，有些工法由于使用条件难以掌握，风险很大，稍有不慎易酿成大祸。目前，地铁施工队伍普遍存在着专业不专、技术不精的问题，应该在施工资质上严格限制和要求，以利于专业队伍的组建和成长。
4.4在地下工程防水施工工艺、新材料、新技术方面加大研究的力度和进程
国产防水材料品种不多，品质不高，很难满足地铁工程的要求。地铁衬砌结构防排水的研究和开发，特别是防裂、防渗的课题日渐突出，应在材料上下工夫。
4.5强化环保意识
地铁的修建较大地改变了城市区域地层的地应力和水文地质的原始状态，尤其是水土流失会造成生态环境的改变，甚至会形成灾害隐患。国家应指定有关科研单位就地铁修建的环保问题开展工作，制定相应的工程措施，确保城市人居条件的不断改善和地铁设施的安全运营。
结语
随着城市化进程的提速，我国许多大中型城市的轨道交通建设计划，也快速地付诸实施，它极大地拓展了城市的区域范围，缩短了物流、人流和信息流的消耗时间，提高了城市公共交通的效率。社会迫切等待着地铁的发展，而地铁的发展又必须有新的施工技术做支持。为此，我们在现实所有技术的基础上加以有效的借鉴，对国内外地铁施工新技术进行比较，探讨了新技术在实际应用中的问题阐明了注意事项和未来规划，对以后城市地铁的飞速发展具有很强的现实指导意义。
参考文献：
［1］夏明耀.地下工程设计施工手册.北京：中国建筑工业出版社，1999.
