[發明專利]小型隧洞泥巖開挖施工方法

在審

• 申請號: 201610994765.0
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN107130964A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 魯飛;李健軍;郜建華;潘飛;李慶慶
• 申請（專利權）人: 新疆北方建設集團有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種隧洞開挖施工方法，具體地說是一種小型隧洞泥巖開挖施工方法，屬于隧洞開挖施工方法領域。

背景技術

小洞徑隧洞泥巖施工開挖過程中，使用小型挖掘機配液壓破碎錘開挖的研究，在新疆地區近十年未見與本項目研究內容相同的文獻公開報道。

泥巖是已固結成巖的，但層理不明顯，或呈塊狀，局部失去可塑性，遇水不立即膨脹的沉積型巖石，它由泥巴和黏土固化而成，不顯層理、呈塊狀，主要由細顆粒的沉淀物組成，其內聚力大，抗壓強度低，透水性弱，吸水性強，遇水易軟化、塑變，抗風化能力弱，易崩解。

洞室開挖一般分為3種：鉆爆法開挖、機械開挖、人工開挖，除特殊地質采用人工開挖或人工與機械相結合開挖外，通常采用鉆爆法開挖和機械開挖。小洞徑隧洞泥巖開挖，由于受洞徑、泥巖特性限制，采用鉆爆法開挖施工，存在炸藥審批難度大、看管及施工成本較高、安全隱患較大、對圍巖穩定性破壞較大的問題。對于小洞徑泥巖隧洞開挖施工，適宜采用機械開挖，而傳統的機械開挖方法有：掘進機開挖、銑挖機開挖、挖掘機開挖等。

采用挖掘機施工，由于受洞徑限制，大型挖掘機無法進入隧洞施工，而使用小型挖掘機進行開挖施工，泥巖在未失水崩解及風化的情況下，硬度較高，小型挖掘機功率不夠，無法進行施工；銑挖機施工受限制情況與挖掘機開挖施工相同。

因此小洞徑隧洞泥巖開挖可采用掘進機開挖，但掘進機開挖時會產生較大的灰塵（掘進機鉆頭通過旋轉開挖把圍巖磨成粉狀），洞內能見度較低，對通風條件要求較高，若使用掘進機需進行降塵處理，增加通風設備投入及灑水降塵都會增加施工成本，若不進行降塵處理，則洞內施工作業環境較為惡劣，影響機械作業人員、值班人員及一襯作業人員的身體健康；且掘進機的動力來源為電力，需要專用的特高壓變壓器，用電量較大，且隧洞單一工作面里程較長，電纜需求量較大，且施工過程中用電安全隱患較大；且泥巖隧洞中若有滲水及出水現象，將會對掘進機收渣產生較大影響，因掘進機開挖后的泥巖成粉狀，遇水將會變得粘稠，掘進機無法收渣，每開挖一米掘進機需退回洞外（洞內無錯車道），其他出渣設備在進行出渣，因掘進機行走較慢，所需時間較長，直接影響施工速度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種小型隧洞泥巖開挖施工方法，開挖泥巖速度最快，施工工藝較為簡潔，工序銜接較快，大量的節省了時間，且開挖施工過程中對洞內施工環境作業較為良好，并減少對圍巖的擾動，提高了施工效率，縮短了工期，達到降低施工成本的目標。

本發明的技術方案為：

小型隧洞泥巖開挖施工方法，包括以下步驟：

（1）測量放線 在開挖掌子面上放出輪廓線點位，并交底每個點位的情況；根據提供的控制點、水準點，設立臨時施工控制點及輔助施工基線；施工控制點和輔助施工基線應設置在不受干擾、牢固可靠且通視好、便于施工控制的地方；根據設計施工圖紙的斷面尺寸，隧洞兩側設立控制腰線，隧洞軸線上部安裝紅外線激光指向儀，以方便地控制標高和軸線位置；在紅外線激光指向儀的前方設置不少于兩個控制點，以在開挖后檢查，或隨時檢查紅外線激光指向儀是否發生偏移；

（2）開挖掌子面：采用小型挖掘機配液壓破碎錘開挖，根據測量放樣的設計開挖輪廓線；采用裝載機裝渣、運輸至洞口或避車洞處裝車，自卸汽車運至指定的棄渣場棄置；出渣過程中隧洞底部軟弱處采用裝載機裝運戈壁料鋪設，護洞室底部不受破壞；

（3）掌子面修整：大面積渣體運至洞外棄渣場，液壓破碎機配合人工風鎬開始修整輪廓線，待修整完畢，檢測開挖輪廓面；

（4）檢測：使用儀器檢測開挖輪廓線，如果偏差較大，需要使用重新整修；如偏差較小，進入下一個工序。

特殊地質洞段施工措施。在隧洞施工地質預報中加強傳統的地質方法，既要掌握原始地質資料，又要根據開挖的實際情況修正和補充原始地質資料，著重巖體結構面性質、特征、組合形式及地下水狀態觀測。通過觀測、素描、地質作圖，最后跟地質鉆探法、測、分析、判斷開挖面前方近距離地質構造。

1）對圍巖較差洞段采用注漿小導管超前支護、成孔困難時，采用自進式錨桿超前支護；

2）在斷層破碎地段，為保證開挖安全，對掌子面采用噴射砼進行封閉；

3）對圍巖穩定性差的地段及時進行格柵支撐加強初期支護