[發明專利]一種軟弱圍巖隧道液壓巖土銑挖設備及方法

有效

• 申請號: 201510030862.3
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104594910B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 代保庫;薛春瑞;王小龍;肖海生;劉世清;董進勇;李金雷;何金寶;騰飛
• 申請（專利權）人: 中交一公局第一工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/00;E21D11/10;E21D9/12
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技術領域

本發明屬于一種軟弱圍巖隧道液壓巖土銑挖方法及設備。

背景技術

目前在公路及鐵路隧道開挖施工中，普遍采用的是機械開挖法和爆破法，即采用挖掘機開挖和用人工鑿炮眼用爆破的方法完成；這兩種方法雖然是最為常用的，但卻存在較大的安全和質量隱患。

機械開挖多用在隧道的圍巖較松軟的地質施工區域。施工時，通常先用挖掘機將圍巖挖下，而后退出作業面，停靠在隧道的側壁下，裝載機進入開始出渣，出渣結束后馬上對隧洞壁進行支護結構的安裝、噴射混凝土工序，然后進行下一個施工循環。但是挖掘機的作業(如風鎬式)對圍巖的擾動比較大，易造成塌方和超挖，會使閉合面形成慢，成本投入增加，延誤了施工工期。

遇到石質較為堅硬的地質則用爆破法。爆破法對人員和環境條件的要求較為嚴格，但兩種方法均容易造成隧道開挖的控制偏差。

特別是，施工所在地屬于剝蝕丘陵山地地貌，地形起伏較大，節理發育，裂隙較多，大量紅土夾浮石、孤石、分層較多，土石交接夾泥、黑色泥巖不規律分布，對巖體穩定性影響較大的中低硬度的圍巖層，上述兩種方法難于適用。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種軟弱圍巖隧道液壓巖土銑挖設備及方法，能夠有效地在軟弱圍巖隧道施工中，保證隧道施工和運營安全，減少地質災害造成的經濟損失，具有施工資源和成本低，易施工，建設速度快，安全風險小和施工質量高的優點。

為此，本發明的方法采用銑挖設備進行開挖，該方法將隧道作業面分為依次進行的六個作業區，包括如下步驟；

(1)隧道的超前支護，制備直徑50mm壁厚5mm的導管，每根導管長4.5m，其一端部制成錐形，采用YT28風槍進行鉆孔，并推送導管，縱向各孔交錯呈梅花形布置，縱向間距15cm，沿開挖輪廓線布置，環向間距35cm，角度控制在10°～30°，每環搭接長度1.5m，導管安裝完畢后對每根導管進行注漿施工，每根導管尾部與對應部的鋼拱架焊接；

(2)上導左側作業區及其初期支護，上導左側作業區將隧道預留變形量調整為80cm，按照測量放樣點采用銑挖設備進行開挖，減少震動對圍巖的擾動，上導臺階長度控制在3～5m的距離，而后進行上導左側初期支護，上導左側初期支護的鋼拱架采用I22b工字鋼，按照實際開挖輪廓線預留變形量80cm制作，洞外分節制作，洞內拼裝，根據圍巖及沉降情況適時調整拱架間距50～60cm，每節鋼拱架之間采用4顆M20高強螺栓進行連接，確保連接板連接緊密，螺栓無松動，每榀鋼拱架之間采用直徑22mm螺紋鋼筋連接，環向間距1.0m，采用直徑8mm雙層鋼筋網網片，內外雙層，交替布置，網片中的網格尺寸15cm×15cm，每榀拱架的拱腳施做兩根直徑50mm壁厚5mm鎖腳導管，采用L型鋼筋焊接牢固，并施做系統錨桿，噴射28cm厚C25鋼纖維早強混凝土，形成上導左側初期支護；

(3)中導左側作業區及其初期支護，中導左側作業區的開挖在上導左側初期支護后進行，而后進行中導左側初期支護，中導左側初期支護的上端與上導左側初期支護的下端連成一體；

(4)上導右側作業區及其初期支護，中導左側初期支護施工完成后，即可開始上導右側作業區的挖掘施工，上導右側作業區的初期支護左側端與上導左側作業區的初期支護右側端連成一體，且初期支護施工與上導左側作業區施工相同；

(5)下導左側作業區及其初期支護，下導左側作業區的開挖在上導右側初期支護后進行，而后進行下導左側初期支護，下導左側初期支護的上端與中導左側初期支護的下端連成一體；

(6)中導右側作業區及其初期支護，中導右側作業區的開挖在下導左側初期支護后進行，而后進行中導右側初期支護，中導右側初期支護的上端與上導右側初期支護的下端連成一體；

(7)下導右側作業區及其初期支護，下導右側作業區的開挖在中導右側初期支護后進行，而后進行下導右側初期支護，下導右側初期支護的上端與中導右側初期支護的下端連成一體；

(8)仰拱的初期支護，仰拱的初期支護的鋼拱架的兩端與下導右側初期支護和下導左側初期支護的鋼拱架下端進行閉合連接，仰拱的鋼拱架采用I22b工字鋼，并噴射28cm厚C25鋼纖維混凝土。

所述的隧道的超前支護沿開挖輪廓線布置。所述的銑挖設備帶有移土裝置。