大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法与流程

1.本发明涉及一种施工方法，尤其是涉及一种大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法。


背景技术：

2.目前在国内特大断面隧洞施工中，顶拱层开挖时采用的是先掘进中导洞，后进行两侧边墙扩挖的施工方法，该方法可以有效的确保洞室作业安全，但是不利于施工进度。在边墙扩挖钻爆时，受到施工管线布置和设备交叉作业干扰，中导掌子面只能停止施工。其次，洞室开挖两大核心工序：钻爆破和挖装设备不得不来回转场，造成设备运行成本增加，现场施工准备作业时间长。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，解决了中导与边墙施工干扰问题，其技术方案如下所述：
4.一种大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，包括以下步骤：
5.s1：在顶拱开挖时，预留一侧边墙作为后掌子面，前掌子面以全断面方式首先向前爆破3个循环进尺；
6.s2：通风排烟且出渣完成后，使用喷射混凝土对前掌子面的已开挖岩面进行初步支护，在3个循环进尺初步支护完成后；
7.s3：前掌子面和后掌子面同步进行钻孔、装药、起爆作业；
8.s4：前掌子面和后掌子面进行后续的通风、排烟、出渣、初喷支护；
9.s5：前掌子面和后掌子面再同时启动下一个循环钻孔作业，设定施工长度结束前返回步骤s3，设定施工长度结束后进入步骤s6；
10.s6：前掌子面施工完成后，只对后掌子面进行钻孔、装药、起爆作业，并进行后续的通风、排烟、出渣、初喷支护，完成顶拱施工。
11.进一步的，所述前掌子面为2/3顶拱，后掌子面为1/3顶拱。
12.进一步的，所述前掌子面和后掌子面相距3个循环进尺，所述单个循环进尺的长度为2.5m-4m。
13.进一步的，步骤s3中，所述前掌子面和后掌子面爆破采取同进尺、同时、同步。
14.本发明减少了挖装和钻爆设备的转场次数和施工准备时间，提高了设备利用效率而加快施工工期。本发明在大断面顶拱层开挖施工中，发挥一侧边墙的支撑作用，缩小开挖断面跨度，全断面同步掘进，解决了传统中导洞先行爆破，通风、供电等难题，既减少了导洞施工与两侧扩挖之间的干扰，又有效利用了爆破临空面，保证了安全，加快了施工进度，减少了成本。
附图说明
15.图1是本发明所述方法的顶拱开挖顺序图；
16.图2是大断面洞室整体开挖顺序图。
具体实施方式
17.如图1所示，本发明提供的大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，对于跨度大于20m，当围岩质量较好，围岩q值大于1以上的特大断面隧洞，施工包括下列步骤：
18.s1：在顶拱开挖时，对隧洞顶拱断面划分为前后两个作业面i-1和i-2。见图1和图2。首先作业面i-1作为前掌子面，向前爆破3个循环进尺，根据钻孔设备数量、能力、出渣用挖机、车辆数量等进行爆破设计，综合计算单循环进尺长度，单循环进尺通常可采用2.5m-4m之间。
19.s2：作业面i-1向前爆破3个循环进尺时间内，作业面i-2作为预留一侧边墙，同时作为后掌子面暂不开挖。
20.s3：作业面i-1每循环爆破后，进行通风、排烟、出渣作业、初期喷砼支护。
21.s4：作业面i-1在第一个3循环进尺初期喷砼支护完成后，作业面i-1和作业面i-2以后可同步进行钻孔，前掌子面和后掌子面相距3个循环进尺。
22.s5：钻孔完成后，进行常规装药作业，完成后，掌子面i-1和掌子面i-2同步进行起爆。前掌子面和后掌子面的爆破采取同进尺、同时、同步；
23.s6：通风、排烟、出渣完成后，进行喷射5-10cm厚混凝土对岩面进行初期支护。
24.s7：初喷支护完成后作业面i-1和作业面i-2启动下一个循环钻孔、装药、爆破、出渣作业。
25.s8：在3个循环进尺的初期支护完成后，按照设计图纸所示进行系统喷砼或锚杆支护。
26.s9：顶拱层即ⅰ层开挖完成后，按照常规大断面开挖方法，进行ⅱ层、ⅲ层、ⅳ层(底板层)的开挖。
27.如图2所示，大断面隧洞开挖一般分四层，顶拱为ⅰ层，最下一层为ⅳ层，即底板层。其中，ⅰ层2/3顶拱(
ⅰ‑
1)为前掌子面，最大限度发挥岩石拱圈的自稳作用；另一侧预留边墙(
ⅰ‑
2)作为后掌子面，发挥边墙的支撑作用，对顶拱的稳定起到竖向的支撑。
28.本发明在大断面顶拱层开挖施工中，发挥一侧边墙的支撑作用，缩小开挖断面跨度，全断面同步掘进，解决了传统中导洞先行爆破，通风、供电等难题。既减少了导洞施工与两侧扩挖之间的干扰，又有效利用了爆破临空面，保证了安全，加快了施工进度，减少了成本。
29.以上所述，为本发明专利较佳的具体实施方式，本发明专利的保护范围以权利要求书的保护范围为准。


技术特征：
1.一种大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，包括以下步骤：s1：在顶拱开挖时，预留一侧边墙作为后掌子面，前掌子面以全断面方式首先向前爆破3个循环进尺；s2：通风排烟且出渣完成后，使用喷射混凝土对前掌子面的已开挖岩面进行初步支护，在3个循环进尺初步支护完成后；s3：前掌子面和后掌子面同步进行钻孔、装药、起爆作业；s4：前掌子面和后掌子面进行后续的通风、排烟、出渣、初喷支护；s5：前掌子面和后掌子面再同时启动下一个循环钻孔作业，设定施工长度结束前返回步骤s3，设定施工长度结束后进入步骤s6；s6：前掌子面施工完成后，只对后掌子面进行钻孔、装药、起爆作业，并进行后续的通风、排烟、出渣、初喷支护，完成顶拱施工。2.根据权利要求1所述的大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，其特征在于：所述前掌子面为2/3顶拱，后掌子面为1/3顶拱。3.根据权利要求1所述的大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，其特征在于：所述前掌子面和后掌子面相距3个循环进尺，所述单个循环进尺的长度为2.5m-4m。4.根据权利要求1所述的大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，其特征在于：步骤s3中，所述前掌子面和后掌子面爆破采取同进尺、同时、同步。

技术总结
本发明提供一种大断面隧洞顶拱预留一侧边墙全断面同步爆破掘进施工方法，将传统的中导洞先行，两侧边墙滞后30-50米扩挖跟进，调整为预留一侧边墙全断面同步爆破掘进。本发明在大断面顶拱层开挖施工中，发挥一侧边墙的支撑作用，缩小开挖断面跨度，全断面同步掘进，解决了传统中导洞先行爆破，通风、供电等难题。既减少了导洞施工与两侧扩挖之间的干扰，又有效利用了爆破临空面，保证了安全，加快了施工进度，减少了成本。减少了成本。


技术研发人员：周江涛 孙昌忠 李玉勇 谭必轩 崔健 朱东如 陆剑峰 刘超 韩小平 吴圣勇 陈阳 赵宇
受保护的技术使用者：中国葛洲坝集团国际工程有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/8