[發明專利]一種硬巖隧道掘進施工方法

有效

• 申請號: 202110399520.4
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113107497B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 李建斌;杜濤;高旭東;郭濤;周武夷;李川;鄭軍;侯海燕;張軍廣;廖坤明
• 申請（專利權）人: 中鐵工程服務有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 胡文莉

本發明公開了一種硬巖隧道掘進施工方法，屬于隧道施工技術領域，解決傳統的全斷面掘進機法產生的粉塵濃度高，污染施工環境，切削下來的巖石為石粉，再回收利用率有限，由于是全斷面的切削，需要做初支，但由于切割頭較長，初支又容易被破壞，施工效率低的問題，本申請提供一種新型的硬巖隧道掘進施工方法，其具體為采用分別對掌子面上半部和下半部通過切削出數個凹槽，形成數個石墻，再將石墻進行粉碎和清除的方式，完成對掌子面的挖掘，減少環境粉塵的產生，延長刀頭的使用壽命，提升巖石的回收率，提高施工效率。

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，具體涉及一種硬巖隧道掘進施工方法。

背景技術

目前在隧道施工領域，隧道施工方法主要有以下幾種：傳統爆破法、全斷面掘進機法、人工風鎬開挖法和液壓沖擊錘開挖法、膨脹法、人工鉆孔取芯法等等。

傳統爆破法，若處于復雜環境下，尤其是經過城市時，隧道上部往往有許多需 要保護的建筑物，隧道施工產生的爆破振動對周邊環境的影響非常大。且炸藥存放需專用火工庫，爆破過程中可能有啞炮，危險系數高；爆破粉塵較大，炸藥爆破開挖法工序繁瑣，準備時間長，綜合效率低。

全斷面掘進機法采用支護全套機械施工，需要將整個掌子面全部切削下來，產生的粉塵濃度高，污染施工環境；切削下來的巖石為石塊，再回收利用率有限；由于是全斷面的切削，需要做初支，但由于切割頭較長，初支又容易被破壞，拉低了施工效率。

銑挖法一般適用于軟巖中施工，在硬巖中由于銑頭磨損大、工作效率低。

人工風鎬開挖法和液壓沖擊錘開挖法，常常適用于軟質圍巖的隧道施工，對于硬質圍巖，其施工效率較低，且液壓沖擊錘施工也會產生一定的沖擊振動。

膨脹劑法存在環境污染問題，且對施工人員會造成人身傷害。

人工鉆孔取芯法需人工操作水磨鉆機進行單個成孔，安全風險高、機械化水平低、工效較差。

由以上分析可知，現有技術的各種隧道掘進技術和設備存在著各種各樣的缺點和不足。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有隧道機械開挖施工過程中，對硬巖隧道所采用全斷面掘進機法存在的問題，提供一種新型的硬巖隧道掘進施工方法，減少環境粉塵的產生，延長刀頭的使用壽命，提升巖石的回收率，提高施工效率。

本發明采用的技術方案如下：

1. 一種硬巖隧道掘進施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將掌子面沿中線分為上半部和下半部，采用切割頭在中線的中點位置由下至上切削出一條深槽；

步驟二：然后以這條深槽為中心線，向左右兩側由下至上等間距切削出數個深槽，至掌子面上半部形成數個等間距的支撐石墻；

步驟三：在每一個支撐石墻的上端和下端各開設一個與墻寬等直徑的孔；

步驟四：用懸臂掘進機或破碎錘擊倒支撐石墻沿孔深的上半部分，并出渣，殘留的支撐石墻為掌子面起支撐作用；

步驟五：對掌子面的下半部重復步驟一中在中線的中點位置由下至上切削出一條深槽以及步驟二至步驟四的工序，至下半部完成開挖；

步驟六：采用破碎頭對仰拱進行開挖并搭建支護；

步驟七：用破碎頭將掌子面上殘留的支撐石墻進一步破碎并清除，完成一次循環；

步驟八：重復前七道工序，直至整個隧道施工完成。