特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法与流程

本发明属于隧道开挖爆破施工领域，提供一种提高施工安全性和保证施工进度的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法。

背景技术：

1、传统的隧道全断面开挖是定义在无仰拱的ⅱ级围岩条件下的全断面开挖，对于有仰拱的ⅲ级、ⅳ级围岩条件下的全断面开挖，其实质上仍然是一种分步开挖方法。传统方法在施工中主要存在以下问题：

2、(1)整个隧道断面开挖爆破分两次进行，仰拱二次爆破开挖时对围岩及上部初期支护产生二次扰动，降低了围岩自身的承载力，易引发安全事故。

3、(2)仰拱二次爆破开挖用时长，增加了隧道的施工工期，容易造成安全步距超标，无法实现快速施工。

4、(3)仰拱二次爆破开挖易造成仰拱栈桥等设备的损害，影响施工安全。

5、综上所述，现有技术的隧道全断面仰拱开挖方法存在施工工期长和安全性低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高施工安全性和保证施工进度的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法。

2、为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明提供了一种特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其中：包括如下步骤，

4、①、开挖台架的构建，

5、所述开挖台架又包括支撑架，设置在支撑架上的至少三层操作层，位于支撑架底部的走行轮；

6、②，开挖台架的布置，

7、将步骤①中所述的开挖台架通过装载机推移至特大断面隧道中的全断面带仰拱开挖施工位，在操作层上根据设计要求固定分风器接头和分水器接头，然后通过软管将分风器接头和分水器接头分别与隧道内的供风管路和供水管路连通；

8、③，凿岩机的布置，

9、在每一操作层的设计钻孔工位处布置一台凿岩机，将凿岩机的进风口和进水口通过软管分别与其所在操作层上的分风器接头和分水器接头固定连接；

10、④，钻爆施工作业，

11、根据钻爆设计因素进行施工作业，所述钻爆设计因素又包括各类炮眼，炮眼的布置、深度、斜率和数量，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和顺序，钻眼机具和钻眼要求；其中各类炮眼又包括掏槽眼、辅助眼、周边眼和底板眼；

12、a，钻孔炮眼施工，

13、掏槽眼采用斜眼v型掏槽，周边眼沿隧道开挖轮廓线布置，辅助眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，周边眼与辅助眼孔底在同一垂直面上；仰拱的底板眼沿着仰拱轮廓均匀布置，打设角度按照水平控制；

14、b，炮眼装药结构及形式，

15、所述炮眼根据设计的装药参数进行装药，所述炮眼中的周边眼应使用小直径药卷，采用间隔装药结构，并用竹片将药卷与围岩隔开，其它炮眼采用连续装药结构，一般采用较大直径药卷；

16、c，爆破器材，

17、按照设计参数进行连线，周边眼必须采用导爆索串连起爆；

18、d，爆破施工，

19、从掏槽眼开始，一层一层从截面中心向外起爆，最后是周边眼爆破；爆破过程中，仰拱部分与上部断面一次爆破成型；

20、⑤，排险出渣以及初期支护施工，

21、在步骤④中所述爆破施工后，即起爆后立即通风排烟至5-10分钟后由专业人员进行哑炮、盲炮、残炮等危险源的排查处理；

22、然后进行出渣作业，待挖掘机排完险后进行出渣，由于带仰拱开挖净空高装载机不受高度影响每2分钟可以装满1车，出渣效率高，出渣时预留底板碎渣将仰拱底部整平，和仰拱栈桥形成坡比顺接方便其他施工机械正常同行；

23、最后进行初期支护施工；

24、⑥，重复上述步骤，完成整个隧道开挖施工。

25、本发明的有益效果是：

26、(1)整个隧道断面开挖爆破一次进行，仰拱开挖不单独二次爆破，一次性开挖减少了仰拱开挖多次爆破，有利于围岩稳定，降低了安全施工风险。

27、(2)全断面带仰拱一次性开挖爆破，缩短工序时间，提高施工效率，确保了施工进度。

28、(3)缩短了围岩裸露时间，提升了初期支护封闭速度，减少围岩因长时间暴露导致的沉降变形，有利于隧道围岩稳定和施工安全。

29、(4)施工空间大有利于大型机械设备运行加快了施工进度，资源设备投入减少降低了施工安全风险。

30、(5)全断面带仰拱一次性开挖，相比传统仰拱部位钻眼作业较仰拱单独开挖作业空间大，有利于底板眼外插角的精度控制，可提高仰拱开挖成形质量，可以有效控制超挖。

31、(6)避免了仰拱二次爆破开挖易造成仰拱栈桥等设备的情况发生，确保施工安全。

32、(7)全断面带仰拱一次性开挖降低了作业人员多次爆破的作业劳动强度。

33、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：包括如下步骤，

2.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述操作层(102)与支撑架(101)之间设置有加强筋(104)；所述开挖台架(1)的操作层(102)为五层，所述开挖台架(1)总高度10m，宽度11.2米，通行高度为5米。

3.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述掏槽眼的深度相对于辅助眼的深度、周边眼的深度或底板眼的深度加深20-30cm。

4.根据权利要求1或2所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述周边眼间距e为40-50cm，周边眼抵抗线w为55～60cm，相对距离e/w为0.72～0.83。

5.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述拱顶最外一侧辅助眼间距控制在80cm左右，光爆层厚度控制在60cm左右。

6.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述拱顶最内侧辅助眼间距控制在70cm左右，光爆层厚度控制在50cm左右。

7.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述仰拱的底板眼钻孔过程中可适当将钻杆向下倾1-2°打眼的方式打钻，且底板眼间距控制在60-70cm。

8.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述各类炮眼的眼口用炮泥堵塞，长度应≥30cm。

9.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：所述掏槽眼采用1段雷管，边墙处的辅助眼采用3、5、7、9段雷管，拱顶处的辅助眼采用9、11、13段雷管，底板处的辅助眼采用9、11段雷管；

10.根据权利要求1所述的特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，其特征在于：在开挖台架(1)的布置前，还需要进行如下步骤，

技术总结
本发明属于隧道开挖爆破施工领域，具体涉及特大断面隧道全断面带仰拱开挖施工方法，依次包括开挖台架的构建、开挖台架的布置、凿岩机的布置和钻爆施工作业，其中钻爆施工作业又依次包括钻孔炮眼施工、炮眼装药结构及形式、爆破器材、爆破施工、排险出渣以及初期支护施工，重复上述步骤，完成整个隧道开挖施工。本发明由于所述施工方式，提高施工安全性和保证施工进度。

技术研发人员：王卓君,金鹏,戴克程,白天峰,刘感争,陈国健,刘光辉,马世清
受保护的技术使用者：中交路桥建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16