一种暗挖隧道超前解体机械破碎的施工方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种暗挖隧道超前解体机械破碎的施工方法。


背景技术：

2.矿山法暗挖隧道是轨道交通、公路、铁路等建设的重点和关键工程。随着工程建设的发展和科技的进步，矿山法隧道开挖方法得到了迅猛发展，比较常用的开挖方法有钻爆开挖法和机械开挖法。然而在轨道交通建设过程中，浅埋隧道较普遍，且常需下穿市政道路、地下管线、居民区、厂房等构(建)筑物，对地表沉降控制、构(建)筑物保护要求较高。虽然钻爆法对地质条件适应性强，开挖成本低，但是施工过程中的爆破震动对周边环境影响较大，只能采取以机械凿打的方式对岩石进行破碎；现有机械开挖方法包括悬臂掘进机和破碎头凿打两种方式；悬臂掘进机虽适用于较硬岩石，且施工效率高，但其设备昂贵，施工成本较大，且施工过程中扬尘较大；破碎头凿打只对硬度较小的岩石有效，对于硬度较大的围岩，纯粹的破碎头凿打开挖施工将极大的制约施工进度和浪费施工资源，进而提高施工成本。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种暗挖隧道超前解体机械破碎的施工方法，最大限度的降低施工过程对市政道路、地下管线、居民区、厂房等构(建)筑物的影响，同时能达到降低施工成本、提高施工效率、节约施工资源的目的。
4.为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种暗挖隧道超前解体机械破碎的施工方法，包括以下步骤：
5.s1：施工准备：准备钻孔机、炮击、挖掘机及运渣车，接入风水电；
6.s2：放样：根据设计尺寸放出隧道开挖轮廓线和分裂孔布置点位置；
7.s3：打设分裂孔：沿s2中预设的分裂孔布置点位置打设分裂孔，分裂孔深度大于设计每循环开挖进尺深度；
8.s4：炮击破碎：用炮击破碎掌子面岩层，达到设计每循环开挖深度，并将渣土运出隧道；
9.s5：检查欠挖：岩石清理干净后，测量隧道开挖掌子面轮廓线是否超欠挖，对于欠挖处进行修边处理；
10.s6：施作初期支护：施作钢筋网片、钢架、锚杆及喷射砼作为隧道的初期支护。
11.进一步，所述步骤s2中，隧道开挖采用台阶式施工，将隧道部分岩层分为上、中、下三个台阶，施工时上、中、下台阶依次施工，位于上台阶的最外层的分裂孔距开挖轮廓线100mm。
12.进一步，所述步骤s2中，上台阶的分裂孔以环形方式布置，中台阶和下台阶的分裂孔以梅花型方式错开布置。
13.进一步，所述上台阶的分裂孔相邻环形层间距1m。
14.进一步，所述中台阶和下台阶的分裂孔之间水平间距1m，竖向间距1m。
15.进一步，所述步骤s3中，分裂孔钻孔孔径大于150mm，且分裂孔垂直于隧道横断面。
16.进一步，所述步骤s4中，上台阶的掌子面开挖前，在上台阶的下部开掏槽眼，上台阶开挖时，从掏槽眼从下至上反向开挖，中台阶和下台阶掌子面开挖时，从上至下顺向开挖，炮击破碎点作用于各分裂孔之间。
17.进一步，所述步骤s6中，钢筋网片采用φ8@200
×
200mm，锚杆采用φ22砂浆锚杆l＝3.5m@1m
×
1m梅花型布置，钢架采用工字钢工18@0.5m，并喷射270厚c25喷射混凝土，每榀钢架之间采用φ20连接筋连接，连接筋环向间距1.0m。
18.本方案的有益效果：(1)采用钻孔机、炮击等常规设备对掌子面较硬岩层进行提前解体破碎，使节理不发育坚硬围岩的完整性受到破坏，从而在开挖过程中，降低机械开挖难度，然后再采用破碎头进行开挖；较爆破开挖而言，采用该种方法进行隧道开挖，对开挖断面周边围岩扰动小，不会影响临近施工、附近建筑和交通安全；较悬臂掘进机开挖而言，可极大的降低施工成本；较单一破碎头凿打开挖而言，能够满足在较硬岩层的开挖可行性，同时提高施工效率、节约施工资源，进而降低施工成本。
19.(2)上台阶的最外层的分裂孔距开挖轮廓线100mm，在开挖过程中有效的控制超欠挖，确保隧道开挖轮廓线符合标准。
附图说明
20.图1为本发明实施例的步骤示意图；
21.图2为本发明实施例中分裂孔的布置示意图；
22.图3为本发明实施例中台阶式施工纵断面示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.说明书附图中的附图标记包括：分裂孔1、上台阶2、中台阶3、下台阶4。
25.实施例
26.基本如附图1所示：一种暗挖隧道超前解体机械破碎的施工方法，包括以下步骤：
27.s1：施工准备：准备钻孔机、炮击、挖掘机及运渣车，接入风水电；
28.s2：放样：根据设计尺寸放出隧道开挖轮廓线和分裂孔1布置点位置，隧道开挖采用台阶式施工，结合图2、图3所示，将隧道部分岩层分为上、中、下三个台阶，施工时上、中、下台阶4依次施工，位于上台阶2的最外层的分裂孔1的中心线距开挖轮廓线100mm，上台阶2的分裂孔1以环形方式布置，所述上台阶2的分裂孔1相邻环形层间距1m，中台阶3和下台阶4的分裂孔1以梅花型方式错开布置，所述中台阶3和下台阶4的分裂孔1之间水平间距1m，竖向间距1m；
29.s3：打设分裂孔1：沿s2中预设的分裂孔1布置点位置打设分裂孔1，分裂孔1钻孔孔
径大于150mm，且分裂孔1垂直于隧道横断面，分裂孔1深度大于设计每循环开挖进尺深度；
30.s4：炮击破碎：用炮击破碎掌子面岩层，炮击破碎点作用于各分裂孔1之间，达到设计每循环开挖深度，并将渣土运出隧道，施工时上、中、下台阶4依次施工，且上、中、下三个台阶错开3-5m距离进行施工，上台阶2的掌子面开挖前，在上台阶2的下部开掏槽眼，上台阶2开挖时，从掏槽眼从下至上反向开挖，中台阶3和下台阶4掌子面开挖时，从上至下顺向开挖；
31.s5：检查欠挖：岩石清理干净后，测量隧道开挖掌子面轮廓线是否超欠挖，对于欠挖处进行修边处理；
32.s6：施作初期支护：施作钢筋网片、钢架、锚杆及喷射砼作为隧道的初期支护，钢筋网片采用φ8200
×
200mm，锚杆采用φ22砂浆锚杆l＝3.5m1m
×
1m梅花型布置，钢架采用工字钢工180.5m，并喷射270厚c25喷射混凝土，每榀钢架之间采用φ20连接筋连接，连接筋环向间距1.0m，每完成一个台阶施工完成后及时对该台阶施作初期支护。
33.具体实施过程如下：采用钻孔机、炮击等常规设备对掌子面较硬岩层进行提前解体破碎，使节理不发育坚硬围岩的完整性受到破坏，从而在开挖过程中，降低机械开挖难度，然后再采用破碎头进行开挖；较爆破开挖而言，采用该种方法进行隧道开挖，对开挖断面周边围岩扰动小，不会影响临近施工、附近建筑和交通安全；较悬臂掘进机开挖而言，可极大的降低施工成本；较单一破碎头凿打开挖而言，能够满足在较硬岩层的开挖可行性，同时提高施工效率、节约施工资源，进而降低施工成本。
34.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
35.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。