[發(fā)明專利]一種維持隧道掌子面穩(wěn)定的開(kāi)挖支護(hù)一體化施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210070933.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114382501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇文革;段東亞;劉洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都未來(lái)智隧科技有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/10
• 分類號(hào): E21D9/10;E21D11/00;E21D20/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉曾

一種維持隧道掌子面穩(wěn)定的開(kāi)挖支護(hù)一體化施工方法，包括如下步驟，將螺旋自進(jìn)錨桿鉆入掌子面以穩(wěn)定掌子面；利用與螺旋自進(jìn)錨桿連接的掘進(jìn)刀盤(pán)掘進(jìn)巖土，且螺旋自進(jìn)錨桿隨掘進(jìn)刀盤(pán)一起在掘進(jìn)方向上前進(jìn)。隨著螺旋自進(jìn)錨桿和掘進(jìn)刀盤(pán)的鉆進(jìn)，螺旋自進(jìn)錨桿實(shí)現(xiàn)了掌子面的超前支護(hù)，掘進(jìn)刀盤(pán)實(shí)現(xiàn)了掌子面開(kāi)挖，從而實(shí)現(xiàn)了隧道掌子面開(kāi)挖支護(hù)一體化，保證了施工安全，軟弱圍巖中實(shí)現(xiàn)隧道全斷面開(kāi)挖，加快了施工進(jìn)度；旋挖過(guò)程中，螺旋自進(jìn)錨桿隨掘進(jìn)刀盤(pán)的掘進(jìn)一起鉆進(jìn)，螺旋自進(jìn)錨桿無(wú)需在隧道掘進(jìn)過(guò)程中拆除，可重復(fù)使用，從而節(jié)約了投入，降低了施工成本。錨桿和刀盤(pán)按需排布，適應(yīng)范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種維持隧道掌子面穩(wěn)定的開(kāi)挖支護(hù)一體化施工方法。

背景技術(shù)

隧道開(kāi)挖后的圍巖變形，根據(jù)掌子面穩(wěn)定情況分為：(1)掌子面穩(wěn)定，且基本無(wú)超前位移；(2)掌子面穩(wěn)定，有超前位移；(3)掌子面不穩(wěn)定。掌子面穩(wěn)定且無(wú)超前位移時(shí)，可以先開(kāi)挖后支護(hù)。掌子面穩(wěn)定，超前位移在控制范圍內(nèi)時(shí)，可以先開(kāi)挖后支護(hù)，超出控制范圍開(kāi)挖時(shí)，需要先進(jìn)行支護(hù)再開(kāi)挖。掌子面不穩(wěn)定的情況，可以采取先支護(hù)后開(kāi)挖，或者邊支護(hù)邊開(kāi)挖。軟弱圍巖隧道開(kāi)挖后，掌子面超前核心土的變形超出控制范圍，或者掌子面不能自穩(wěn)，常用的應(yīng)對(duì)工法有：分步開(kāi)挖(臺(tái)階法、中隔壁法、交叉中隔壁法)、超前預(yù)支護(hù)(管棚、水平旋噴注漿、帷幕注漿、凍結(jié)法、超前錨桿等)。目前，軟弱圍巖隧道常用的開(kāi)挖方法有新奧法分部開(kāi)挖施工、掘進(jìn)機(jī)法施工、新意法施工。

經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的隧道開(kāi)挖施工方法存在如下缺點(diǎn)：

其一、在軟弱圍巖施工中，新奧法施工需要采用分步開(kāi)挖的手段來(lái)保證掌子面的穩(wěn)定，從而導(dǎo)致施工進(jìn)度慢，工期長(zhǎng)；

其二、掘進(jìn)機(jī)法施工時(shí)，其機(jī)體龐大，運(yùn)輸不便，適用于長(zhǎng)隧道的開(kāi)挖，并且本機(jī)直徑不能調(diào)整，對(duì)地質(zhì)條件及巖性變化的適應(yīng)性差，使用有局限性；

其三、新意法需要在掌子面前方打設(shè)長(zhǎng)錨桿等超前支護(hù)，在開(kāi)挖的過(guò)程中挖除，造成不必要的浪費(fèi)，施工造價(jià)比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種維持隧道掌子面穩(wěn)定的開(kāi)挖支護(hù)一體化施工方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)挖支護(hù)一體化施工，施工進(jìn)度快，效果高，成本低。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種維持隧道掌子面穩(wěn)定的開(kāi)挖支護(hù)一體化施工方法，該施工方法包括：

步驟s100、將螺旋自進(jìn)錨桿鉆入掌子面且使所述螺旋自進(jìn)錨桿在掘進(jìn)方向上的前端穿過(guò)破裂面；

步驟s200、利用與所述螺旋自進(jìn)錨桿連接的掘進(jìn)刀盤(pán)掘進(jìn)巖土，且所述螺旋自進(jìn)錨桿隨所述掘進(jìn)刀盤(pán)一起在所述掘進(jìn)方向上前進(jìn)。

在可選的實(shí)施方式中，在所述步驟s100之前還包括，依據(jù)所述隧道的橫斷面形式及圍巖參數(shù)條件，設(shè)計(jì)所述螺旋自進(jìn)錨桿的錨固長(zhǎng)度和掌子面布置密度。

在可選的實(shí)施方式中，所述步驟s100中，將多根所述螺旋自進(jìn)錨桿鉆入所述掌子面以穩(wěn)定所述掌子面。

在可選的實(shí)施方式中，所述步驟s200中，在每根所述螺旋自進(jìn)錨桿上連接一個(gè)所述掘進(jìn)刀盤(pán)，多個(gè)所述掘進(jìn)刀盤(pán)在所述掘進(jìn)方向上分層布設(shè)。

在可選的實(shí)施方式中，所述步驟s200中，多層所述掘進(jìn)刀盤(pán)在垂直于所述掘進(jìn)方向的橫斷面上的正投影部分重合，且覆蓋所述橫斷面。

在可選的實(shí)施方式中，所述步驟s200中，利用能在隧道中沿所述掘進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備驅(qū)使所述掘進(jìn)刀盤(pán)以及所述螺旋自進(jìn)錨桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

在可選的實(shí)施方式中，所述步驟s200中，利用所述動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)所述掘進(jìn)刀盤(pán)和所述螺旋自進(jìn)錨桿掘進(jìn)設(shè)定深度后，所述動(dòng)力設(shè)備后退以與所述掘進(jìn)刀盤(pán)和所述螺旋自進(jìn)錨桿分離，然后在所述隧道中進(jìn)行支護(hù)施工。