[發明專利]隧道大機作業開挖外插角控制方法

有效

• 申請號: 202110384676.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113047860B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 顧劉東;唐濤;姜建偉;謝遠;沈莘林;張庭昊;張恒;劉峰
• 申請（專利權）人: 中鐵八局集團第一工程有限公司;中鐵八局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D20/00;E21D23/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 黃書凱

本發明屬于挖方邊緣加固技術領域，具體涉及一種隧道大機作業開挖外插角控制方法，在初期支護與掌子面之間形成2.5m?3.5m的暫緩支護段，大機鉆孔的方向為由初期支護內側頂線朝向暫緩支護段與掌子面的交界線的延長線方向，依靠初期支護的鋼架定位、打設超前小導管孔、脹殼式錨桿孔和玻璃纖維錨桿孔，然后在超前小導管孔內安裝超前小導管，脹殼式錨桿孔內安裝脹殼式錨桿，在玻璃纖維錨桿孔安裝玻璃纖維錨桿。本發明能夠顯著減小超挖量，從而減少超挖量，減少出渣工程量，減少噴射砼消耗，減小初支背后脫空率，節約時間成本及經濟成本。

技術領域

本發明屬于挖方邊緣加固技術領域，具體涉及一種隧道大機作業開挖外插角控制方法。

背景技術

目前，在高速鐵路隧道的修建中，利用鑿巖臺車以鉆爆的方式施工，比較常見。對于推進梁及鉆桿較長的，通常大于3m，通常稱為大機。隧道開挖過程中，對于初期支護中有鋼架段落，一般是將鋼架安裝至掌子面噴錨支護后再進行鉆爆施工，該施工方法的缺陷是：因初期支護鋼架緊跟掌子面(通常間隔僅400mm)，鑿巖臺車自身推進梁的厚度影響，周邊眼鉆孔外插角大，如附圖1，導致超挖大，加大出渣工程量，加大初噴混凝土厚度，延長工期并增加施工成本，由于超挖后控制不力，初支背后容易形成空洞，造成圍巖不穩，影響安全質量。

發明內容

本發明意在提供一種隧道大機作業開挖外插角控制方法，以減小隧道施工中大機作業開挖外插角，減小超挖量。

為了達到上述目的，本發明的方案為：隧道大機作業開挖外插角控制方法，在初期支護與掌子面之間形成2.5m-3.5m的暫緩支護段，暫緩支護段通過脹殼式錨桿和玻璃纖維錨桿來穩固，大機鉆孔的方向為由初期支護內側頂線朝向暫緩支護段與掌子面的交界線的延長線方向。

本方案的工作原理及有益效果在于：1、通過加強超前支護措施和采用脹殼式錨桿與玻璃纖維錨桿代替傳統中空錨桿及砂漿錨桿來保證掌子面預留的暫緩支護段，保障大機作業安全。

2、通過掌子面與初期支護之間預留暫緩支護段的方式來給予鑿巖臺車充足的空間實施鉆孔，抵消因大機設備自身推進梁的厚度的缺陷導致的外插角增大的問題，減小超挖量，從而減少超挖量，減少出渣工程量，減少噴射砼消耗，減小初支背后脫空率，節約時間成本及經濟成本。

可選地，暫緩支護段的施工方法為：依靠初期支護的鋼架定位、打設超前小導管孔、脹殼式錨桿孔和玻璃纖維錨桿孔，然后在超前小導管孔內安裝超前小導管，脹殼式錨桿孔內安裝脹殼式錨桿，在玻璃纖維錨桿孔安裝玻璃纖維錨桿。

可選地，超前小導管沿掌子面周向邊緣均勻分布形成管棚。

可選地，還包括輔助定位裝置：包括橫架和固定機構，橫架呈U形，固定機構安裝在橫架外側的中點處，橫架兩端的間距大于鑿巖臺車的推進梁的寬度3倍以上。

輔助定位裝置用于定位鉆孔外插角的定位：大機在作業時可在隧道內的地面上自由移動，鉆孔的方向就存在較大的誤差(如附圖2中的a、c向)，而不能保障鉆孔方向一定在隧道截面邊緣的法線所在的平面上(即附圖2中的b向)；通過固定機構將輔助定位裝置安裝到鑿巖臺車的推進梁上，并且讓橫架垂直于鉆桿，利用輔助定位裝置的橫架的兩端與暫緩支護段相抵，即可保障鉆孔的方向在隧道截面邊緣的法線所在的平面上。

可選地，固定機構包括安裝架和螺栓，安裝架呈U形，安裝架兩端開有螺紋孔，螺栓螺紋連接在螺紋孔內，安裝架的中點處與橫架的中點處相背連接，安裝架的寬度大于推進梁的寬度。

通過安裝架將固定機構卡和在鑿巖臺車的推進梁上，然后通過旋擰螺栓讓螺栓的端部與推進梁的側面相抵，利用螺栓的摩擦力實現固定機構的固定。

可選地，螺栓的端部設有墊片。

可選地，固定機構還包括縱架，縱架垂直于橫架，且縱架的中點處與橫架的中點處固定，安裝架的數量為兩個，且分別安裝在縱架的兩端。