[發明專利]一種用于富水砂化白云巖地層隧道的銑爆結合施工方法

有效

• 申請號: 202011190691.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112302663B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王健宏;劉志剛;鞏江峰;喻渝;張慧玲;張磊;黃華;閔敏;李仁貴;曾琦;龍杰;王加一;朱勇;邸成;卿偉宸
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21D9/12;E21D9/14;E21D11/10;E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

一種用于富水砂化白云巖地層隧道的銑爆結合施工方法，以有效降低破碎圍巖條件下拱部出現坍塌、突水涌泥的風險，控制隧道超欠挖，加快施工進度，縮短單位循環施工時間，有效降低隧道施工成本。包括以下步驟：施工前準備工作；②弱爆破開挖上臺階核心土，上臺階挖掘機扒渣至中臺階、下臺階位置，再采用懸臂掘進機銑挖上臺階預留巖體，待修整至設計輪廓及時施作上臺階周邊初期支護；弱爆破開挖中臺階核心土，中臺階挖掘機扒渣至下臺階位置，再采用懸臂掘進機銑挖中臺階左側預留巖體、中臺階右側預留巖體，待修整至設計輪廓及時施作中臺階左側初期支護、中臺階右側初期支護；弱爆破開挖下臺階巖體，施作下臺階左側初期支護、下臺階右側初期支護；弱爆破開挖仰拱巖體，施作仰拱初期支護。

技術領域

本發明涉及隧道施工方法領域，尤其涉及一種用于富水砂化白云巖地層隧道的銑爆結合施工方法。

背景技術

隨著我國國家鐵路網的不斷完善，建設穿越山區復雜地質環境條件下的鐵路隧道不可避免，特別的，隧道穿越富水白云巖砂化地層時，由于該地層具“風化差異嚴重、縱向短距變化頻繁，巖體擾動前較為致密、在水的沖刷淘蝕作用下自穩性極差”等特點，施工期間常出現塌方、突水涌泥等，嚴重危及隧道施工安全。

目前，隧道施工中仍以鉆爆法為主，通過光面或預裂爆破方法減少爆破對圍巖和支護結構的影響，控制超欠挖，最大限度地保護圍巖的整體穩定性，充分發揮圍巖的承載能力。但在破碎圍巖地層條件下，鉆爆法效果不佳，爆破擾動大，超欠挖嚴重，拱頂部位常出現不同程度的掉塊或塌方，還面臨初支變形侵限等難題。

授權公告號CN101638989B的發明專利說明書中公開了一種海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法，其目的是減少臨時支撐和簡化施工組織并降低開挖對圍巖擾動，有效提高施工效率和效益的海底隧道斷層破碎帶銑挖支護施工方法。該方法通過將掌子面前方巖體分部、分段的進行開槽，并在開槽中設置鋼格柵和預應力錨桿，再通過噴射混凝土對鋼格柵和錨桿進行包裹、覆蓋，形成初期支護，逐塊分段支護后通過臨時墊塊將各分離單元連接成支護整體，形成支護拱，在支護完成之后對核心部位的巖土進行開挖，整個步驟不斷重復進行，進而對整個隧道進行施工。

授權公告號CN103244133B的發明專利說明書中公開了一種煤系地層隧道銑挖與爆破聯合施工工法，該方法對上臺階弧導部分實施銑挖切槽，隨之進行初期支護，形成穩定的承載拱，然后對下臺階左側邊墻部分、下臺階右側邊墻部分進行下臺階兩側邊墻銑挖切槽，并施作初期支護，最后對上臺階核心土部分、下臺階核心土部分進行核心土鉆孔、裝藥、起爆作業，通風后出渣，重復上述步驟，直至整個隧道開挖結束。該工法充分發揮了機械銑挖法和鉆爆法的優勢，采用機械銑挖實現了隧道輪廓的精確成型，圍巖擾動小，超欠挖控制效果好，作業環境及施工安全性高，減小了超欠挖，保護了圍巖，提高了圍巖自身承載能力，避免大變形及局部塌方。

上述兩種方法均使用銑挖機沿隧道輪廓自下而上進行分部預切槽，然后安裝支護體系再對核心土部分進行開挖，存在以下三方面的缺點：

一、預切槽空間均狹小，施作鋼架困難且無法及時施作徑向系統錨桿，影響支護結構的承載能力；

二、核心土采用銑挖法施工，工作效率較低，而采用爆破開挖，則因爆破擾動或機械出渣易對已施作初支造成較大的損傷；

三、若掌子面前方圍巖破碎，加之地下水豐富時，在預切槽空間中施工，拱部圍巖也易產生坍塌，施工安全風險高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于富水砂化白云巖地層隧道的銑爆結合施工方法，以有效降低破碎圍巖條件下拱部出現坍塌、突水涌泥的風險，控制隧道超欠挖，減小對圍巖的損傷，保證圍巖的整體性，有效發揮圍巖的承載力，加快施工進度，縮短單位循環施工時間，有效降低隧道施工成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的一種用于富水砂化白云巖地層隧道的銑爆結合施工方法，包括以下步驟：