[發明專利]一種基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法

在審

• 申請號: 202011070338.6
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112096429A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王騰;王正超;張輝;付小敏;王中亮;劉海泉;李林;張哲其
• 申請（專利權）人: 通用技術集團工程設計有限公司
• 主分類號: E21D13/00
• 分類號: E21D13/00;E21D13/02;E21B43/26
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，向掘進斷面巖體上施工裂縫發育監測孔（2）和致裂孔（1）至預定位置，并將割縫鉆頭送至設定位置；

S2，通過鉆桿向割縫鉆頭輸入高壓水進行切割形成預制裂縫（11），停止注水，然后快速后退至設定第二個預制裂縫（11）位置，輸入高壓水進行切割形成裂縫，重復以上步驟直至達到所需的預制裂縫數量；

S3，退出鉆桿，用專用封孔器（3）封孔，同時向施工完成的監測孔內安裝壓力傳感器（4），并用專用封堵器（3）封堵；在水壓致裂掘進工作面安裝好攝像頭（8）和微震探頭（7），借助遠程微震監測系統（6）實時監測工作面情況；借助測控儀器（9）調整好設定的注水壓力和注水量，向致裂孔內注入高壓水，使預制裂縫發育擴展；

S4，根據監測孔內安裝的壓力傳感器（4）度數判斷該處圍巖裂隙發育程度；

S5，硐室斷面巖石水壓致裂施工完成后，利用綜掘、排矸、支護一體化系統進行施工，一次成形；

S6，掘進支護完成后繼續水壓致裂工序，按以上步驟進行循環作業。

2.根據權利要求1所述的基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于：

所述S2具體為，敷設高壓水管，與鉆桿連接，通過鉆桿向割縫鉆頭輸入高壓水進行切割3~5分鐘，停止注水，旋轉鉆桿90°，繼續切割3~5分鐘，形成“十字花”預制裂縫（11）；然后快速后退至設定下一個預制裂縫（11）位置，輸入高壓水進行切割，重復以上步驟直至達到所需的預制裂縫數量。

3.根據權利要求2所述的基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于：

所述預制裂縫（11）的深度為100mm。

4.根據權利要求1所述的基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于：

所述S4具體為，注水時間一般為15~25分鐘，同時根據監測孔內安裝的壓力傳感器度數判斷該處圍巖裂隙發育程度，如果度數在注水后幾分鐘內突然升高，說明致裂孔附近圍巖裂隙較發育，應繼續注水一段時間，如果在控制時間前后壓力度數突然增大，說明致裂孔附近圍巖裂隙不發育，預制裂縫達到設計要求；同時根據鉆孔窺視儀（10）實時記錄鉆孔內裂隙發育情況，如產生較多裂隙或裂縫可停止注水。

5.根據權利要求1所述的基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于：

所述裂縫發育監測孔（2）的中心距離硐室斷面外輪廓300~500mm，確保水壓致裂半徑不超過硐室兩幫及頂底板。

6.根據權利要求5所述的基于巖石定向水壓致裂技術快速掘進超大斷面硐室的施工方法，其特征在于：

所述水壓致裂半徑為1.5~3.0m，致裂孔孔深和掘進進尺根據巖性確定。