一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法与流程

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法，适用于地下工程爆破开挖施工。

背景技术：

随着人类社会的发展，地下工程将越来越多地应用在国民经济基本建设各个领域，在水利水电、公路、铁路、油库等工程建设中，越来越多地采用了地下洞室。

20世纪60年代以前，地下工程开挖以手风钻造孔，自由爆破；80年代初期，在西洱河电站、渔子溪电站、白山电站的兴建中，采用了光面爆破；到1985年以后，在鲁布格电站引水隧洞开挖中，采用凿岩台车、非电毫秒雷管、全断面光面爆破，创平均月进尺231m，最高月进尺373.5m的纪录。相继在漫湾水电站、广州抽水蓄能电站等工程的隧洞开挖中推广，取得了较好的成绩，使我国地下工程施工达到了一个新的水平。

随着钻孔机具、爆破器材与钻爆技术，以及“新奥法”施工技术的发展，锚喷支护作为水久衬砌，地下厂房开挖采用梯段爆破，岩壁吊车梁基础开挖，光面爆破、预裂爆破、缓冲爆破技术在地下工程中得到了广泛的应用。

传统地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法是先开大洞径洞室，然后再朝小洞径洞室开挖，这样，难以控制爆破振动和岩石松动圈，形成的洞室开口成型质量较差。在地下洞室开挖精细爆破关键技术研究过程中，为确保地下洞室开口成型质量，如何提高开挖光爆效果，有效控制爆破振动和岩石松动圈，对超欠挖进行合理的控制成为关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的是基于地下厂房洞室群精细爆破施工过程中的不足，为确保大小洞径洞室贯通开挖爆破成型质量，提供一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法，该施工方法提高了钻爆开挖成型质量，装药爆破洞径成型满足设计要求，对超欠挖控制达到了预期的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法，步骤如下：小洞径洞室超前开挖贯穿至大洞径洞室，超挖至大洞径洞室时，需要在大洞径洞室内预留覆盖层，然后在大洞径洞室内沿洞室走向方向中间拉槽，并使得中间拉槽与小洞径洞室的超挖部分相连通；之后对预留覆盖层处进行欲裂爆破，欲裂爆破时，先辐射光面爆破孔，然后采用不耦合微差爆破方式进行爆破，最后对大洞径洞室分层开挖。

进一步，优选的是具体爆破施工方法如下：

步骤（1），风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位；

步骤（2），测量控制：导线控制网和施工测量，由专业人员实施；每排炮根据爆破设计参数点布孔；开挖断面检查在喷砼前进行，检查间距5m；3-5d后进行导线点检查和复测，以确保测量控制精度；

步骤（3），每排炮由值班技术员按“平、直、齐”的要求进行检查，做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上；同时，严格控制预裂孔的钻孔精度；

步骤（4），装药前用高压风冲扫钻孔，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和起爆网路的联线应由经考核合格并持有爆破员作业合格证的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作，并严格遵守爆破安全操作规程；

利用钻孔平台装药，爆破孔装药要密实，且堵塞良好，严格按照爆破设计图进行装药，用非电雷管联结起爆网络，最后由炮工和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，炮工负责引爆；

步骤（5），开挖爆破后到出渣结束一直启动通风设备通风，保证爆破后在2h内将有害气体浓度降到允许范围内，以符合《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL5162-2013）及《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T5099-2011）的要求；

步骤（6），清除残留的危石及碎块以保证人员及设备的安全，出渣后再次进行安全检查及处理，检查是否还有危石存在；在施工过程中，需要时时观察已开挖段的边墙围岩稳定情况，清撬可能塌落、松动的岩块；

步骤（7），出渣及清底：采用3m³装载机或1.2m³反铲装20t自卸汽车出渣；出渣完毕后用反铲清出工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备；

步骤（8），围岩支护：开挖出一段支护一段，形成多工序平行施工。

进一步，优选的是步骤（2），布孔时采用YT28手风钻造孔。

进一步，优选的是步骤（3），严格控制预裂孔的钻孔精度，控制孔向偏差为±2°，孔位偏差±1cm。

进一步，优选的是步骤（6）清除残留的危石及碎块可以用反铲或人工。

本发明装药爆破均采用延时爆破的方法施工。

本发明爆破时，采用中间拉槽、边墙欲裂光面爆破的形式来控制爆破振捣及扰动。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明为解决小洞径洞室开挖贯通成型质量，通过优化爆破设计，采用不耦合微差爆破方式，控制装药量，小洞径洞室超前开挖贯穿大洞室，大洞室预留覆盖层，边墙辐射光面爆破孔，采用中间拉槽，边墙欲裂爆破的形式来控制爆破振捣及扰动，从而达到大小洞室贯通开挖成型效果。

本发明施工方法爆破施工成型质量好，有效控制超欠挖，施工安全有保障。适用于工程施工技术领域地下洞室大小洞贯通开挖施工。与传统的开挖施工方法相比较，每一排炮循环可提前3h完成，整个工程至少提前20天，成本可降低15%-20%。

通过本发明方案合理，爆破设计安全实用，洞室开口成型质量好大小洞室贯穿洞室光爆成型质量好，能有效控制超欠挖及围岩爆破松动圈。

附图说明

图1是本发明地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法施工顺序平面布置示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

其中，①-小洞室超前开挖施工，②-大洞室拉槽梯级爆破施工，③-边墙辐射预裂光面爆破施工，④-大洞室分层开挖施工；⑤-预留覆盖层；

箭头方向为施工方向。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献、规范所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

如图1~2所示，一种地下洞室大小洞径贯通开挖施工方法，步骤如下：

小洞径洞室超前开挖贯穿至大洞径洞室，超挖至大洞径洞室时，需要在大洞径洞室内预留覆盖层，然后在大洞径洞室内沿洞室走向方向中间拉槽，并使得中间拉槽与小洞径洞室的超挖部分相连通；之后对预留覆盖层处进行欲裂爆破，欲裂爆破时，先辐射光面爆破孔，然后采用不耦合微差爆破方式进行爆破，最后对大洞径洞室分层开挖。

具体爆破施工方法如下：

步骤（1），风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位；

步骤（2），测量控制：导线控制网和施工测量，由专业人员实施；每排炮根据爆破设计参数点布孔；开挖断面检查在喷砼前进行，检查间距5m；3-5d后进行导线点检查和复测，以确保测量控制精度；

步骤（3），每排炮由值班技术员按“平、直、齐”的要求进行检查，做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上；同时，严格控制预裂孔的钻孔精度；

步骤（4），装药前用高压风冲扫钻孔，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和起爆网路的联线应由经考核合格并持有爆破员作业合格证的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作，并严格遵守爆破安全操作规程；

利用钻孔平台装药，爆破孔装药要密实，且堵塞良好，严格按照爆破设计图进行装药，用非电雷管联结起爆网络，最后由炮工和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，炮工负责引爆；

步骤（5），开挖爆破后到出渣结束一直启动通风设备通风，保证爆破后在2h内将有害气体浓度降到允许范围内，以符合《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL5162-2013）及《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T5099-2011）的要求。

步骤（6），清除残留的危石及碎块以保证人员及设备的安全，出渣后再次进行安全检查及处理，检查是否还有危石存在；在施工过程中，需要时时观察已开挖段的边墙围岩稳定情况，清撬可能塌落、松动的岩块；

步骤（7），出渣及清底：采用3m³装载机或1.2m³反铲装20t自卸汽车出渣；出渣完毕后用反铲清出工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备；

步骤（8），围岩支护：开挖出一段支护一段，形成多工序平行施工。

优选实施例是，步骤（2），布孔时采用YT28手风钻造孔。

优选实施例是，步骤（3），严格控制预裂孔的钻孔精度，控制孔向偏差为±2°，孔位偏差±1cm。

优选实施例是，步骤（6）清除残留的危石及碎块可以用反铲或人工。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。