[發明專利]一種大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法

在審

• 申請號: 202210455484.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114790894A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 范祥;曹校勇;吳睿
• 申請（專利權）人: 中交第一公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D1/03
• 分類號: E21D1/03
• 代理公司: 陜西佳禾宏盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61280
• 代理人: 高美化

本發明公開了一種大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法，包括以下步驟：施工準備，確定開挖斷面；對所述開挖斷面進行測量，并進行放線布孔；確定開挖方案后，依次進行鉆孔定位、鉆孔脹裂以及取芯操作；清除脹裂巖體，修整斷面。本發明優化大斷面硬巖豎井鉆孔布置，兼顧破巖效率的同時提高施工安全，本發明的大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法適用于大斷面硬巖豎井，有較低的施工風險。

技術領域

本發明適用于豎井開挖技術領域，特別適用于大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖，具體涉及一種大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法。

背景技術

隨著經濟迅速發展，工程建設蓬勃發展，豎井工程的數量日益增多。豎井是洞壁直立的井狀管道，在平面輪廓上呈方形、長條狀或不規則圓形，其井壁陡峭，近乎直立。豎井施工具有施工空間小、工期長、臨邊作業多和通行不便等特點，導致豎井施工的安全風險突出，施工難度大。

傳統豎井開挖方法有機械開挖法和鉆爆法，但這些方法開挖時對周邊環境振動影響較大，其施工安全風險較高，當附近有水庫、隧道、油庫、邊坡和天然氣管道等工程建筑物時無法采用傳統高振動方法，這些因素限制了鉆爆法等方法在豎井工程的進一步推廣。

新型豎井開挖方法主要有鉆孔脹裂法，該方法先采用鉆機在巖石鉆若干孔，利用巖石的抗拉強度遠低于抗壓強度的特點，利用脹裂設備從鉆孔內部往兩邊脹開，從而達到脹裂巖石的效果，能滿足大斷面硬巖豎井工程施工要求，能有效提高施工安全，減少安全事故的發生，但其布孔形式的選擇是一個還有待優化的問題。

綜上，傳統豎井鉆爆施工方法振動影響大，施工風險高，而鉆孔脹裂法在布孔形式方面還存在一定優化問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法，優化大斷面硬巖豎井鉆孔布置，兼顧破巖效率的同時提高施工安全，本發明的大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法適用于大斷面硬巖豎井，有較低的施工風險。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種大斷面硬巖豎井鉆孔脹裂開挖方法，包括以下步驟：

施工準備，確定開挖斷面；

對所述開挖斷面進行測量，并進行放線布孔；

確定開挖方案后，依次進行鉆孔定位、鉆孔脹裂以及取芯操作；

清除脹裂巖體，修整斷面。

進一步地，根據不同的布孔方式的特點選擇合適的布孔方式，通過理論公式再確定合理開挖斷面的孔徑和孔距，采用相應的脹裂順序。

進一步地，由測量人員根據隧洞洞內控制導線，精確測設出非爆開挖斷面的輪廓線，采用水墨鉆鉆孔，水磨鉆鉆孔孔位可沿輪廓線連續布置。

進一步地，將水磨鉆固定在作業臺架上，并安裝可以調節水磨鉆橫向位置的支撐架，然后上下左右調整水磨鉆位置，采用以相割圓方式按水平方向施鉆取芯，在周邊形成連續槽道臨空面；用液壓劈裂機分裂開挖巖體，劈裂自上而下分裂巖塊，人工撬落。

進一步地，布孔方法主要分為外輪廓脹裂和外輪廓內部脹裂兩部分，外輪廓施工主要分為圓形周邊孔和正六邊形切槽鉆孔兩種方式，所述圓形周邊孔適用于大斷面豎井，正六邊形切槽鉆孔適用于斷面尺寸較小和規模較小的工程，采用正六邊形切槽鉆孔脹裂實現輪廓線的開挖。

進一步地，采用圓形周邊孔形成外輪廓時，預先確定基準線外輪廓，再進行鉆孔，外輪廓鉆孔可以采用水磨鉆鉆孔，中間的脹裂孔采用YT28鑿巖鉆機鉆孔。進一步地，采用正六邊形切槽鉆孔形成外輪廓時，預先確定外輪廓，再確定正六邊形輪廓，在每邊端點和中點各鑿一個切槽鉆孔，切槽鉆孔中心分別位于端點和中點，施工時，脹裂切槽鉆孔形成正六邊形脹裂外輪廓，而后采用混凝土對輪廓進行加工和修補，形成外輪廓。