本发明属于隧道与地下工程施工领域，尤其涉及一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法。
背景技术：
随着我国城市轨道交通建设的发展，越来越多城市开始开展地铁建设，地下隧道的开挖量也越来越大。钻爆法施工隧道具有以下优点：1、适用于各种地质条件和地下水条件；2、具有适合各种断面形式和变化断面的高度灵活性；3、通过分部开挖和辅助工法，有效地控制地表下沉和坍塌；4、与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很经济；5、与掘进机法比较，对围岩匀质性质无要求；6、与明挖法比较，可以极大地减少对地面交通和商业活动的影响，避免大量的拆迁；7、从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。由于钻爆法具有经济、高效以及对地质适应能力强等优势，已经成为我国隧道施工中最常用的技术。
钻爆法施工的通用步骤为：先在隧道的开挖面的中部开凿炸药安放槽，然后将炸药放置于炸药安放槽内，引爆炸药，通过炸药爆破隧道开挖面，实现炸药安放部位周围围岩断裂，实现隧道开挖。这种施工方法在实际操作过程中存在以下问题：由于爆破冲击力度大，岩层的实际爆破面常常会沿着岩层走向向岩层深处扩散，进而产生大开挖、超挖现象，另外，爆破的隧道内表面沿岩层断裂面设置，表面不光滑，后期衬砌时回填量大，加大施工成本，延长施工周期。因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，解决常规钻爆法施工过程中的大开挖、超挖问题，爆破的隧道内表面光滑，减少施工成本，缩短施工周期。
本发明所采用的技术方案为：
一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
（1）根据设计要求，确定开挖隧洞边界；
（2）沿隧洞设计边界按一定孔距钻边界孔；
（3）向边界孔内注射高压水，利用高压水致使边界孔周围岩层开裂，沿隧洞边界形成周围连通裂缝；
（4）在隧道掌子面内采用钻爆法开挖设计边界内部岩体；
（5）钻爆完毕后，沿开挖隧洞边界暴露出隧洞内壁，清理爆破残渣。
所述步骤（2）中，边界孔沿隧洞边界均匀设置。
所述步骤（2）中，边界孔的孔深为2m～5m，边界孔之间的孔距为0.2m～1.0m，边界孔的直径为5cm～15cm。
所述步骤（2）中，边界孔的较优孔深为3.5m，边界孔之间的较优孔距为0.6m，边界孔的较优直径为10cm。
所述步骤（3）中，高压水的水压为30MPa～300MPa。
所述步骤（3）中，高压水的较优水压为200MPa。
所述步骤（4）中，二次爆炸的炸药用量大于首次爆炸的炸药用量。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用高压水致使隧洞边界岩层周围形成贯穿性裂隙，隧道内表面成型面光滑，避免了通常钻爆法的大开挖、超挖、隧道面形状不光滑、衬砌回填量大、造价高的问题，爆破完毕后，未见大开挖、超挖现象，岩层的实际爆破面未向岩层深处扩散，其实际爆破面即为开挖隧洞边界，无需后期衬砌回填，节约施工成本，缩短施工周期；
2、由于隧洞边界岩层周围已经被高压水压裂成型，形成周圈临空面，爆破冲击波被有效隔断，二次爆炸药量可以加大，工作效率提高；
3、施工工艺简单、高效。
附图说明
图1为本发明的施工方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图中，1～边界孔，2～起爆孔，3～边界。
实施例1
如图1所示，一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，按照以下步骤进行：
（1）根据设计要求，确定开挖隧洞边界3；
（2）沿隧洞设计边界3按一定孔距钻边界孔1，边界孔1沿隧洞边界3均匀设置，边界孔1的孔深为2m，边界孔1之间的孔距为1.0m，边界孔1的直径为8cm；
（3）向边界孔1内注射高压水，高压水的水压为30MPa，利用高压水致使边界孔1周围岩层开裂，沿隧洞边界3形成周围连通裂缝；
（4）在隧道掌子面内采用钻爆法开挖设计边界内部岩体，在开挖隧洞边界3内部钻起爆孔2，在起爆孔2内放置炸药起爆，二次爆炸的炸药用量大于首次爆炸的炸药用量；
（5）钻爆完毕后，沿开挖隧洞边界3暴露出隧洞内壁，清理爆破残渣。
爆破完毕后，未见大开挖、超挖现象，岩层的实际爆破面未向岩层深处扩散，其实际爆破面即为开挖隧洞边界3，并且开挖隧洞表面光滑，无需后期衬砌回填，节约施工成本，缩短施工周期。
实施例2
如图1所示，一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，按照以下步骤进行：
（1）根据设计要求，确定开挖隧洞边界3；
（2）沿隧洞设计边界3按一定孔距钻边界孔1，边界孔1沿隧洞边界3均匀设置，边界孔1的孔深为3.5m，边界孔1之间的孔距为0.6m，边界孔1的直径为10cm；
（3）向边界孔1内注射高压水，高压水的水压为200MPa，利用高压水致使边界孔1周围岩层开裂，沿隧洞边界3形成周围连通裂缝；
（4）在隧道掌子面内采用钻爆法开挖设计边界内部岩体，在开挖隧洞边界3内部钻起爆孔2，在起爆孔2内放置炸药起爆，二次爆炸的炸药用量大于首次爆炸的炸药用量；
（5）钻爆完毕后，沿开挖隧洞边界3暴露出隧洞内壁，清理爆破残渣。
爆破完毕后，未见大开挖、超挖现象，岩层的实际爆破面未向岩层深处扩散，其实际爆破面即为开挖隧洞边界3，并且开挖隧洞表面光滑，无需后期衬砌回填，节约施工成本，缩短施工周期。
实施例3
如图1所示，一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，按照以下步骤进行：
（1）根据设计要求，确定开挖隧洞边界3；
（2）沿隧洞设计边界3按一定孔距钻边界孔1，边界孔1沿隧洞边界3均匀设置，边界孔1的孔深为3m，边界孔1之间的孔距为0.8m，边界孔1的直径为5cm；
（3）向边界孔1内注射高压水，高压水的水压为100MPa，利用高压水致使边界孔1周围岩层开裂，沿隧洞边界3形成周围连通裂缝；
（4）在隧道掌子面内采用钻爆法开挖设计边界内部岩体，在开挖隧洞边界3内部钻起爆孔2，在起爆孔2内放置炸药起爆，二次爆炸的炸药用量大于首次爆炸的炸药用量；
（5）钻爆完毕后，沿开挖隧洞边界3暴露出隧洞内壁，清理爆破残渣。
爆破完毕后，未见大开挖、超挖现象，岩层的实际爆破面未向岩层深处扩散，其实际爆破面即为开挖隧洞边界3，并且开挖隧洞表面光滑，无需后期衬砌回填，节约施工成本，缩短施工周期。
实施例4
如图1所示，一种高压水劈裂成型与钻爆法联合应用开挖隧道的施工方法，按照以下步骤进行：
（1）根据设计要求，确定开挖隧洞边界3；
（2）沿隧洞设计边界3按一定孔距钻边界孔1，边界孔1沿隧洞边界3均匀设置，边界孔1的孔深为5m，边界孔1之间的孔距为0.2m，边界孔1的直径为15cm；
（3）向边界孔1内注射高压水，高压水的水压为300MPa，利用高压水致使边界孔1周围岩层开裂，沿隧洞边界3形成周围连通裂缝；
（4）在隧道掌子面内采用钻爆法开挖设计边界内部岩体，在开挖隧洞边界3内部钻起爆孔2，在起爆孔2内放置炸药起爆，二次爆炸的炸药用量大于首次爆炸的炸药用量；
（5）钻爆完毕后，沿开挖隧洞边界3暴露出隧洞内壁，清理爆破残渣。
实施例1～4中，高压水即水刀的压力根据要切割的孤石的单轴抗压强度选择。
爆破完毕后，未见大开挖、超挖现象，岩层的实际爆破面未向岩层深处扩散，其实际爆破面即为开挖隧洞边界3，并且开挖隧洞表面光滑，无需后期衬砌回填，节约施工成本，缩短施工周期。
以上对本发明的4个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。