一种破碎围岩洞室开挖方法与流程

本发明涉及一种隧道开挖方法，特别涉及一种破碎围岩洞室开挖方法。

背景技术：

新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，是应用岩体力学理论，以维护和充分利用围岩的自身承载力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要手段，必要时架设格栅钢架，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法。在特大断面破碎围岩隧道中，我们常常采用“眼镜法”、“单侧壁导坑法”保证隧道开挖工程中施工安全。“单侧壁导坑法”施工是以新奥法基本原理为依据，在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似门洞型，周边轮廓圆顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承载能力，控制围岩变形。“单侧壁导坑法”的具体施工步骤如下：第一步、导洞测量放线，测设导洞中轴线及轮廓线；第二步、导洞掏槽孔、辅助孔、周边孔布设；第三步、钻孔、装药、爆破；第四步、通风、排险、出渣；第五步、导洞临时支护；第六步、同理进行下一循环，直至导洞贯通或超前主洞开挖一定步距。接着进行主洞开挖，步骤如下：第一步、拆除一个循环的导洞临时支护；第二步、主洞轮廓线测量布设；第三步、主洞周边孔、辅助孔布设；第四步、钻孔、装药、爆破；第五步、通风、排险、出渣；第六步、主洞支护；第七步、同理进行下一循环直至主洞贯通。上述单侧壁导坑开挖工艺存在问题如下：1、必须施做支护体系；2、导洞须贯通或超前主洞一定步距；3、因导洞断面较小，出渣速度受到限制；4、主洞剩余围岩开挖时，抵抗线不均匀，爆破轮廓线不易控制。5、受以上条件影响，施工工期较长。

技术实现要素：

本发明提供了一种破碎围岩洞室开挖方法，解决了单侧壁导坑开挖工艺存在的大断面隧道围岩破碎超欠挖难以控制和施工周期长的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种破碎围岩洞室开挖方法，包括以下步骤：

第一步、导洞开挖在主洞中部靠下位置，采用风钻钻爆进行小导洞开挖，面积约10平方米，开挖一个循环进尺，进深为2-3米，因仅一个循环进尺，导洞面积较小，故不需出渣，不需支护；为下一步主洞开挖增加一个提临空面，小导洞布置以主洞轴线对称为宜，导洞钻爆时，周边孔孔距、装药量应严格控制，为主洞提供了较均匀抵抗线，节约了导洞支护材料和时间；

第二步、主洞扩挖：先进行主洞扩挖放线，包括主洞轮廓线测设，周边孔及辅助孔布设；然后进行钻孔，挖机将小导洞爆破渣体稍作平整作为钻孔平台，可不用钻孔台车，节约钻孔台车费用及就位所需时间，提高了施工效率；

第三步、主洞扩挖爆破：由洞中心向周边孔方向依次起爆，毫秒导爆管段位间隔设置；毫秒导爆管段位依次为1#、3#、5#....，或2#、4#、6#...，注意应严格控制周边孔孔间距以及装药量，因第一步增加一个凌空面，和相对均匀的抵抗线，主洞轮廓线较易控制，解决了隧道施工超欠挖难以控制施工问题；

第四步、出渣；因主洞断面较大，能充分发挥机械效能，避免了小导洞断面小，不能充分发挥机械效能，出现窝工现象；

第五步，主洞支护；水平运输和垂直运输可充分利用机械，减少人工劳动强度。

本发明有效解决了大断面隧道围岩破碎，超欠挖难以控制问题，较“单侧壁导坑法”节约了导洞初支材料和施工时间，大大提高了施工工效和工期。

附图说明

图1是本发明的施工步续图；

图2是“单侧壁导坑法”的施工步续图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种破碎围岩洞室开挖方法，包括以下步骤：

第一步、导洞开挖在主洞中部靠下位置，采用风钻钻爆进行小导洞开挖，面积约10平方米，开挖一个循环进尺，进深为2-3米，因仅一个循环进尺，导洞面积较小，故不需出渣，不需支护；为下一步主洞开挖增加一个提临空面，小导洞布置以主洞轴线对称为宜，导洞钻爆时，周边孔孔距、装药量应严格控制，为主洞提供了较均匀抵抗线，节约了导洞支护材料和时间；

第二步、主洞扩挖：先进行主洞扩挖放线，包括主洞轮廓线测设，周边孔及辅助孔布设；然后进行钻孔，挖机将小导洞爆破渣体稍作平整作为钻孔平台，可不用钻孔台车，节约钻孔台车费用及就位所需时间，提高了施工效率；

第三步、主洞扩挖爆破：由洞中心向周边孔方向依次起爆，毫秒导爆管段位间隔设置；毫秒导爆管段位依次为1#、3#、5#....，或2#、4#、6#...，注意应严格控制周边孔孔间距以及装药量，因第一步增加一个凌空面，和相对均匀的抵抗线，主洞轮廓线较易控制，解决了隧道施工超欠挖难以控制施工问题；

第四步、出渣；因主洞断面较大，能充分发挥机械效能，避免了小导洞断面小，不能充分发挥机械效能，出现窝工现象；

第五步，主洞支护；水平运输和垂直运输可充分利用机械，减少人工劳动强度。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种破碎围岩洞室开挖方法，解决了单侧壁导坑开挖工艺存在的大断面隧道围岩破碎超欠挖难以控制和施工周期长的问题。包括导洞开挖在主洞中部靠下位置，采用风钻钻爆进行小导洞开挖，面积10平方米，开挖一个循环进尺，进深为2‑3米；小导洞布置以主洞轴线对称为宜，导洞钻爆时，周边孔孔距、装药量应严格控制；主洞扩挖：先进行主洞扩挖放线，包括主洞轮廓线测设，周边孔及辅助孔布设；然后进行钻孔，挖机将小导洞爆破渣体稍作平整作为钻孔平台；主洞扩挖爆破：由洞中心向周边孔方向依次起爆，毫秒导爆管段位间隔设置；毫秒导爆管段位依次为1#、3#、5#....，或2#、4#、6#...，出渣；主洞支护；节约了导洞初支材料，大大提高了施工工效。

技术研发人员：贾峰;史保真;王亮;周飞;邹卫东;郭政伟
受保护的技术使用者：中铁二十一局集团第六工程有限公司
技术研发日：2017.08.27
技术公布日：2017.09.29