[發明專利]采用鑿巖臺車微調鉆桿周邊成孔精確控制超欠挖的方法

在審

• 申請號: 201610016314.X
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105625943A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 何仕寧;秦誠信;張文建
• 申請（專利權）人: 德陽堅兵工程技術有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰;管高峰

技術領域

本發明屬于鉆爆法鑿巖掘進領域，尤其涉及鑿巖斷面的鉆眼成孔施工過程中，對于鑿 巖斷面周邊眼鉆眼成孔的施工。

背景技術

現有鉆爆法掘進工程，涉及鑿巖斷面的鉆眼成孔施工過程中，對于鑿巖斷面周邊眼鉆 眼成孔的施工(如圖1所示)，主要有兩種施工方式，一種是傳統的風鉆手手工鉆，另一種 是相對更現代的鑿巖臺車機械鉆。

傳統風鉆手手工鉆主要存在的問題：

1、超欠挖范圍大，如圖2-5所示。

鐵道部發布的《鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業指南》對超欠挖的規定見下表：

超欠挖應符合表4.3.13的規定；

表4.3.13隧道允許超挖值

注：表所列參數適用于炮眼深度1.0～3.5m，炮眼直徑4０～50mm，藥卷直徑２0～25mm。

由于傳統風鉆手操作風鉆時，與鑿巖邊緣必須存在一般在15cm左右操作距離，即須有 3°～5°的外插角。因此造成了風鉆手在鉆眼成孔時，由于空間小加上角度難把握，不可 能將鉆桿貼鑿巖斷面邊緣平行進行鉆眼，鉆眼成孔爆破后，常會有+15～20cm的超挖，如圖 4、5所示；如果風鉆手在鉆眼操作時，其鉆頭在鑿巖斷面距鑿巖邊緣0～10cm的位置切入， 則鉆眼成孔爆炸后會出現+15～20cm的欠挖，如圖2、3所示。

2、鑿巖斷面爆破后的光面效果差，如圖6所示：

由于風鉆手存在的操作死角，以及在鑿巖斷面兩邊垂直面操作時，除了無法克服的操 作死角外，還可能出現上下擺動的問題；在鑿巖斷面的頂部與底操部作時，也可能出現左 右擺動的問題。這樣當鉆眼成孔爆炸后形成的表面是不可能保持平整和相對的光面。

而相對更先進的現有鑿巖臺車機械鉆也依然存在著類似的問題：

1、隧道常用鑿巖臺車的液壓推進梁，鉆桿長度達5530mm，有效孔深達5268mm，由于 在推進梁完全靠幫的情況下，鉆桿離幫有0.25米左右的距離，不可能將鉆桿貼隧道輪廓線 延伸方向平行切入鉆眼，即鉆進方向不能平行于隧道前進方向，常規技術鑿巖臺車采用鉆 爆法施工周邊成孔時，是以3°～5°的外插角鉆進至指定位置，成孔爆破后，離輪廓線也 有+20～+30cm左右的超挖距離，所以國外對超欠挖的控制水平也也只能控制在+30cm范圍 內，難以達到國內對隧道超欠挖控制的嚴格要求。

2、鉆進角度難控制：

由于大型鑿巖臺車液壓大臂有效舉升后，操作人員距離掌子面距離12m以上，鉆進方 向需要的3°～5°的外插角由于距離遠，難以掌握和控制。

采用現有的兩種施工方法，在鉆爆法掘進隧道時，嚴重的超欠挖將影響隧道的長期的 安全穩定和施工成本。超欠挖控制達不到要求，主要影響為：

a)影響隧道安全穩定；

b)增加了工程量；

c)需要更多砼；

d)拖延了工程時間；

e)增加綜合成本費用。

發明內容

本發明的目的在于：提出一種采用鑿巖臺車微調鉆桿周邊成孔精確控制超欠挖的方法， 在鑿巖斷面的鉆眼成孔施工過程中，對于鑿巖斷面周邊眼的鉆眼成孔的施工，相對現有技 術大幅縮小超欠挖的范圍，同時確保隧道周邊光面效果，且節約資源，縮短時間，降低成 本費用。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種采用鑿巖臺車微調鉆桿周邊成孔精確控制超欠挖的方法，包括鑿巖臺車，步驟依次 為：

1)依據鉆爆方案，確定需要進行周邊眼鉆眼成孔的數量與位置；

2)選擇確定鉆頭在鑿巖工作面周邊預定的鉆眼位置與切入點：切入點選擇在測量人員 標記的隧道開挖輪廓線上；

3)調整機械鉆臂位置，使其鉆進方向與隧道前進方向10°～20°斜交，在周邊眼位置掛 孔鉆進5cm后調整機械鉆臂；

4)操作機械鉆臂對鉆桿逐步施加壓力使其彎曲，保證靠近鑿巖工作面前端1m～1.5m的 鉆桿基本與隧道前進方向平行，調整和保持此狀態鉆進至指定位置；

5)周邊眼鉆眼成孔后，鉆桿取出：在取出鉆桿的過程中，其操作方法與鉆眼掘進時的 操作方法基本相同，逐步地退出鉆桿。

作為選擇，鑿巖斷面周邊眼鉆眼成孔爆炸后的超挖控制在10cm的范圍內。