[發明專利]水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法

有效

• 申請號: 201810876048.7
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109026019B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 嚴海波;陳亮輝;李樣;陳詠梅;李博
• 申請（專利權）人: 中電建十一局工程有限公司;中國水利水電第十一工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21D9/12
• 代理公司: 鄭州智多謀知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41170
• 代理人: 馬士騰

本發明公開了一種水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法，采用“周邊鉆孔取芯切割圍巖＋中心鉆孔分塊劈裂”的方法進行隧洞的非爆破法石方開挖方法；在不干擾圍巖原始條件下，采用水磨鉆沿平洞上半洞設計輪廓線進行連續水平鉆孔取芯，鉆孔直徑150~180mm，鉆進深度50~80cm，通過連續鉆孔成槽，使掌子面巖石和山體圍巖分離，形成開挖輪廓，同時為掌子面內巖體劈裂提供臨空面。掌子面內巖石分區域施鉆預裂孔，預裂鉆孔采用仍采用水磨鉆進行，鉆孔深度50~80cm，鉆孔自上而下分層分列布置，把掌子面上巖石根據巖石硬度分成大小均勻塊體，具體塊體大小可根據出渣運輸條件和設備確定。本發明提供了一種施工便捷、無需大型施工機械、工序簡單的水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法。

技術領域

本發明屬于石方洞挖的施工領域，尤其涉及一種水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法。

背景技術

目前國內外對石方洞挖施工時，通常采取的辦法主要鉆爆法和盾構法。鉆爆法，即是通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法，這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個引爆單個藥包，發展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應用毫秒爆破、預裂爆破及光面爆破等爆破技術。鉆爆法施工過程中會產生震動、沖擊、噪音、粉塵飛屑；產生有毒氣體和其它有害廢棄物，對周圍環境很大影響；另外目前國家對炸藥管控嚴格，不好批炸藥。

盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。利用盾構進行隧道開挖，襯砌等作業的施工方法。盾構是一種帶有護罩的專用設備，利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點向前推進，用刀盤切割土體，同時排土和拼裝后面的預制混凝土襯砌塊。盾構法開挖和襯砌安全、掘進速度快及施工勞動強度低，同時也不影響地面交通與設施，不影響地下管線等設施，但還是存在有一些缺點，比如斷面尺寸多變的區段適應能力差，并且新型盾構購置費昂貴，對施工區段短的工程來講成本過高。

隨著我國經濟的快速發展，工程建設將更多的向人口密集或環境安全條件要求較高的地區發展，爆破開挖施工對周圍環境和建(構)筑物造成的負面影響越來越受到重視。采用非爆破方式進行石方開挖，則成為避免產生爆炸傷害的有效途徑。

發明內容

本發明的目的在于克服現有石方洞挖施工鉆爆法產生的有害廢棄物對周圍環境造成污染及盾構法斷面尺寸多變的區段適應能力差、費用高等的缺點而提供一種施工便捷、無需大型施工機械、工序簡單的水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：一種水磨鉆非爆破石方洞挖施工的方法，該方法包括：

1)測量：由測量人員對隧洞的軸線、方向、輪廓線進行測量放線，并將測量數據提供給現場技術人員，以便進行鉆孔的控制；

2)鉆周邊分離孔：采用水磨鉆沿隧洞上半洞輪廓線和下半洞輪廓線進行分離孔施工，鉆孔孔徑150～180mm，單孔深60cm，分離孔緊密布置，保證鉆孔有效連接成槽，有效分離周圍巖層；上半洞分離孔鉆孔方向沿洞軸線方向保持5～10°夾角，沿徑向向外擴散，下半洞分離孔沿輪廓線與豎直方向保持5～10°夾角向洞外傾斜，確保循環進尺過程中，開挖洞體尺寸符合設計要求；分離孔成槽從兩側由下向上施鉆，以利于巖芯斷裂撈取；

3)鉆預裂孔：預裂孔采用水磨鉆進行取芯開槽分離周圍巖石，下半洞底部輪廓預裂孔采用手風鉆進行鉆孔施工，鉆孔孔徑32～40mm，單孔深度為50～80cm；

4)上半洞分層預裂破除：預裂孔施工結束后，利用液壓預裂設備按照自上而下、自左向右的順序，進行分層逐孔巖石預裂；

5)下半洞分層預裂破除：上半洞開挖8～12m后，開始下半洞開挖施工，先按設計輪廓線進行鉆孔取芯成槽，分割巖體后，沿最外側臨空面由外向內分段分塊進行分層預裂開挖；