一种小断面隧道钻爆开挖掏槽结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道及地下工程技术领域，具体而言，涉及一种小断面隧道钻爆开挖掏槽结构。


背景技术：

2.随着国家交通网络的建设，隧道施工日益趋多，且施工环境越来越复杂，隧道断面形式多种多样，现阶段隧道开挖施工仍以爆破开挖为主，大断面公路隧道，采用的多是台阶爆破开挖方式。
3.在隧道钻爆法施工中，掏槽方法和掏槽效果是影响爆破开挖进尺、断面成型质量的关键，目前通常采用斜眼掏槽(楔形掏槽)，而受隧道开挖断面与钻孔设备臂长影响，掏槽角度一般为40
°‑
70
°
，当掏槽角度小于45
°
时，爆破夹制明显，掏槽效果大幅降低，炮眼利用率(实际开挖进尺/掘进眼钻孔长度)较常规掏槽降低约10％，特别是采用凿岩台车钻孔，由于钻孔机械臂长度大于6m，在单线隧道中(宽度小于7m)，掏槽角度在35
°‑
45
°
，炮眼利用率不到80％，极大地限制了隧道开挖进度，增加了火工品使用量，且断面爆破成型效果较差，而对于直眼掏槽，一是对钻孔进度要求精度高，二是炸药量消耗大，通常不采用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种小断面隧道钻爆开挖掏槽结构，其针对现有的小断面隧道掏槽，掏槽角度在35
°‑
45
°
之间的情况进行结构上的优化设计，解决了现有掏槽方式所存在的效率低、断面爆破成型效果差等问题。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种小断面隧道钻爆开挖掏槽结构，包括隧道掌子面，在所述隧道掌子面两侧分别开设有掏槽眼，两侧所述掏槽眼倾斜布置，两侧所述掏槽眼之间的夹角范围在30
°‑
45
°
之间，且在两侧所述掏槽眼的中间位置还钻设有中空眼。
6.进一步的，所述中空眼与所述隧道掌子面相互垂直。
7.进一步的，两侧所述掏槽眼之间的夹角小于40
°
时，所述中空眼至少开设有两个。
8.进一步的，多个所述中空眼竖向间隔排列。
9.进一步的，所述中空眼的深度为所述掏槽眼深度的二分之一至三分之二。
10.进一步的，所述隧道掌子面的外周由外至内还依次钻设有掘进眼和扩槽眼。
11.进一步的，所述掘进眼与所述隧道掌子面相互垂直，所述扩槽眼倾斜布置。
12.进一步的，所述掏槽眼位于所述扩槽眼和所述中空眼之间，所述掏槽眼包括内层掏槽眼和外层掏槽眼。
13.进一步的，所述内层掏槽眼靠近所述中空眼，以所述中空眼为中心线，两侧的所述内层掏槽眼之间互不连通，两侧的所述外层掏槽眼之间也互不连通。
14.进一步的，两侧的所述内层掏槽眼之间的夹角以及两侧的所述外层掏槽眼之间的夹角均在30
°‑
45
°
之间。
15.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
16.本技术方案针对掏槽角度在35
°‑
45
°
之间的情况进行优化设计，通过在两侧掏槽眼之间的中心线位置增加中空眼，有利于掏槽区岩石破碎，提高掏槽效果，在提升爆破效果的同时，节省炸药使用量，有利于推广使用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为运用本实用新型结构所形成的单重楔形掏槽的隧道掌子面正视图；
19.图2为运用本实用新型结构所形成的单重楔形掏槽的隧道掌子面顶部剖视图；
20.图3为运用本实用新型结构所形成的双重楔形掏槽的隧道掌子面正视图；
21.图4为运用本实用新型结构所形成的双重楔形掏槽的隧道掌子面顶部剖视图。
22.图标：1、隧道掌子面；2、掏槽眼；21、内层掏槽眼；22、外层掏槽眼；3、中空眼；4、扩槽眼；5、掘进眼。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例一：
26.如图1和图2所示，一种小断面隧道钻爆开挖掏槽结构，包括隧道掌子面1，在隧道掌子面1两侧分别开设有掏槽眼2，两侧掏槽眼2倾斜布置，两侧掏槽眼2之间的夹角范围在30
°‑
45
°
之间，且在两侧掏槽眼2的中间位置还钻设有中空眼3，中空眼3与隧道掌子面1相互垂直。
27.本技术方案所公开的掏槽结构针对掏槽角度在35
°‑
45
°
之间的情况进行优化设计，中空眼3开设于两侧的掏槽眼2之间，掏槽眼2内放入预定当量的炸药，当炸药爆炸时，中空眼3使得掏槽眼2与中空眼3之间的区域爆破的更为彻底，节省炸药使用量的同时能够使炸药产生的能量释放地更加充足，从而提升对隧道掌子面1的爆炸掏槽效果，特别是对于小断面隧道进行挖槽，且挖槽角度小于45
°
时，效果较常规手段更加出色。
28.如图1和图3所示，多个中空眼3竖向间隔排列，本技术方案中，中空眼1的数量和直径根据两侧掏槽眼2之间的夹角大小和围岩质量调整，当掏槽眼2的数量为两对时，通常在两对掏槽眼2之间布置1个中空眼3即可，当夹角小于40
°
，环境属于ⅲ级及以上围岩时中空
眼3布置2个，且中空眼3的深度的范围通常是掏槽眼2垂直孔深的1/2-2/3。
29.本技术方案中，隧道掌子面1的外周由外至内还依次钻设有掘进眼5和扩槽眼4，掘进眼5与隧道掌子面1相互垂直，扩槽眼4倾斜布置，掘进眼5与扩槽眼4的深度都深于掏槽眼2，扩槽眼4用于扩大掏槽眼2爆出的槽腔，为周边眼的爆破创造有利条件，而掘进眼5的作用是控制隧道掌子面1的断面成形轮廓，掘进眼5装药量最小，且多采用不耦合装药或间隔装药。
30.实施例二：
31.本小断面隧道钻爆开挖掏槽结构与实施例一基本相同，不同之处在于，当隧道掌子面1两侧的掏槽眼2之间的夹角小于40
°
时，中空眼3至少开设有两个。
32.实施例三：
33.本小断面隧道钻爆开挖掏槽结构与实施例一基本相同，不同之处在于，掏槽眼2位于扩槽眼4和中空眼3之间，掏槽眼2包括内层掏槽眼21和外层掏槽眼22，内层掏槽眼21靠近中空眼3，以中空眼3为中心线，两侧的内层掏槽眼21之间互不连通，两侧的外层掏槽眼22之间也互不连通，两侧的内层掏槽眼21之间的夹角以及两侧的外层掏槽眼22之间的夹角均在30
°‑
45
°
之间，当隧道掌子面1的开挖进尺≥2.5米时，可采用双重楔形掏槽，即在中空眼3的两侧分别开设内层掏槽眼21和外层掏槽眼22，提升掏槽效果。
34.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。