CN103670421B - 中央斜孔法平行隧道挖掘法 - Google Patents

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Abstract

一种中央斜孔法平行隧道挖掘法，包括以下步骤：先将需要开挖的隧道分若干段，一段的距离为绳锯机一次可以锯切的长度。隧道横截面上分n块，n≥3。隧道横截面边缘各点钻平行于隧道的平行孔；隧道横截面中央区域各点钻斜孔。采用反切法切割隧道两侧面、顶面和底面；采用套切法切割隧道背面；采用反切法切割各块之间的面。先取出第1块岩石，再分别取出第2块岩石和第3块岩石，最后取出第4块岩石，完成隧道内第一段的挖掘。采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。

Description

中央斜孔法平行隧道挖掘法
技术领域
本发明属岩石工程技术范围，涉及一种隧道挖掘的施工方法。
背景技术
在岩石工程中的隧道挖掘中，一般使用的是炸药爆破施工或者盾构机进行施工。炸药爆破施工安全性差，对周围岩石的扰动较大，造成施工困难。盾构机由于其机器庞大复杂，造价高，在施工过程中把整条隧道的岩石粉碎，耗能高，对于一些中小型工程则造成成本过高。基于以上问题和不足，我们发明了一种中央斜孔法平行隧道挖掘法，运用绳锯机、孔内锚固导向装置等小型岩石设备，来解决现有的岩石工程中的隧道挖掘、地下工程和矿山洞采中遇到的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使用岩石钻机、绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮进行平行隧道的挖掘方法。本中央斜孔法平行隧道挖掘法可以适用于任何方向的隧道挖掘。
本发明采用如下技术方案，包括如下步骤：隧道分段，把需要挖掘的隧道分成若干段，一段的距离为绳锯机一次可以锯切的长度。
将隧道分块：在隧道横截面上分n块，n≥3。以4块为例说明。分AFME为第1块，FBGM为第2块，GCHM为第3块，EMHD为第4块。
钻孔：钻平行孔，隧道边缘各孔为平行孔。分别从隧道边缘上的A、F、B、G、C、H、D、E各点，使用钻机沿着与隧道前进的方向平行钻孔到a、f、b、g、c、h、d、e各点。各孔深度均为1段的距离；钻斜孔，分布在隧道横截面中央区域的孔为一个或者一个以上的斜孔。从隧道横截面中的M点钻孔到m点，成为M孔。钻孔深度为1段的距离。以隧道横截面为基准面的透视图中，m点位于M点的左上方， M孔为斜孔。
切割，隧道两个侧面ADda面、BCcb面，一个顶面ABba面和一个底面DCcd面分别采用反切法切割。隧道的背面abcd面采用套切法切割。本切割方法需要使用绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮。孔内锚固导向装置是锚固在孔内使用并具有导向轮的装置。
反切法：以切割侧面ADda面为例说明。分别使用两个孔内锚固导向装置锚固在A孔和D孔的孔底位置a点和d点，距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过A孔孔口的导向轮，进入A孔内，绕过A孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出A孔。再从D孔孔口进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出D孔，绕过D孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切ADda面。
同样用反切法可以切割BCcb面，ABba面DCcd面。切割要点是，由于A、B、C、D各孔为平行与隧道的前进方向，可保证切割面ADda面、BCcb面，ABba面DCcd面平行于隧道前进的方向。
套切法：隧道背面abcd面采用套切的方法，其前提条件是两个侧面ADda面、BCcb面和一个顶面ABba面和一个底面DCcd面四个面中，必须切割完成三个或者三个以上的面。使用两个孔内锚固导向装置分别锚固在D孔和C孔的孔底位置d点和c点，分别距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过D孔孔口的导向轮，进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后再绕到a点，再绕到b点，然后再绕到C孔孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出C孔，绕过C孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切abcd面。
再分别采用反切法锯切FMmf面、EMme面、GMmg面、HMmh面。
 岩石拖出次序：由于第1块岩石afme面小于AFME面，所以首先把第1块岩石拖出；第2块岩石fbgm面小于FBGM面，第3块岩石emhd面小于EMHD面，再分别拖出第2块岩石和第3块岩石；最后拖出第4块岩石。完成隧道内第一段岩石的挖掘。中央斜孔孔底的方向向哪块岩石倾斜，就先取出哪块岩石。
采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。
本发明进行岩石隧道挖掘，使用绳锯机静态锯切割岩石，具有开挖切削岩体消耗能量小，施工进度快，安全性高、对周围岩体扰动少的优点。
附图说明
图1是本发明的一段立体图。
图2是本发明的横截面分块图。
具体实施方式
将隧道分段，一条需要挖掘的隧道分成若干段，一段的距离为绳锯机一次可以锯切的长度。
将隧道分块：在隧道横截面上分n块，n≥3。以4块为例说明。分AFME为第1块，FBGM为第2块，GCHM为第3块，EMHD为第4块。
钻孔：钻平行孔，隧道边缘各孔为平行孔。分别从隧道边缘上的A、F、B、G、C、H、D、E各点，使用钻机沿着与隧道前进的方向平行钻孔到a、f、b、g、c、h、d、e各点。各孔深度均为1段的距离；钻斜孔，分布在隧道横截面中央区域的孔为一个或者一个以上的斜孔。从隧道横截面中的M点钻孔到m点，成为M孔。钻孔深度为1段的距离。以隧道横截面为基准面的透视图中，m点位于M点的左上方，M孔为斜孔。
 切割，隧道两个侧面ADda面、BCcb面，一个顶面ABba面和一个底面DCcd面分别采用反切法切割。隧道的背面abcd面采用套切法切割。本切割方法需要使用绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮。孔内锚固导向装置是锚固在孔内使用并具有导向轮的装置。
反切法：以切割侧面ADda面为例说明。分别使用两个孔内锚固导向装置锚固在A孔和D孔的孔底位置a点和d点，距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过A孔孔口的导向轮，进入A孔内，绕过A孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出A孔。再从D孔孔口进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出D孔，绕过D孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切ADda面。
同样用反切法可以切割BCcb面，ABba面DCcd面。切割要点是，由于A、B、C、D各孔为平行与隧道的前进方向，可保证切割面ADda面、BCcb面，ABba面DCcd面平行于隧道前进的方向。
 套切法：隧道背面abcd面采用套切的方法，其前提条件是两个侧面ADda面、BCcb面和一个顶面ABba面和一个底面DCcd面四个面中，必须切割完成三个或者三个以上的面。使用两个孔内锚固导向装置分别锚固在D孔和C孔的孔底位置d点和c点，分别距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过D孔孔口的导向轮，进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后再绕到a点，再绕到b点，然后再绕到C孔孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出C孔，绕过C孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切abcd面。
再分别采用反切法锯切FMmf面、EMme面、GMmg面、HMmh面。
岩石拖出次序：由于第1块岩石afme面小于AFME面，所以首先把第1块岩石拖出；第2块岩石fbgm面小于FBGM面，第3块岩石emhd面小于EMHD面，再分别拖出第2块岩石和第3块岩石；最后拖出第4块岩石。完成隧道内第一段岩石的挖掘。中央斜孔孔底的方向向哪块岩石倾斜，就先取出哪块岩石。
 采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。

Claims (5)

1.一种中央斜孔法平行隧道挖掘法，包括如下步骤：
S1)将一条需要挖掘的隧道分成若干段，一段的长度为绳锯机一次可以锯切的长度，
S2)将隧道分块：在隧道横截面上分4块，分AFME为第1块，FBGM为第2块，GCHM为第3块，EMHD为第4块，
S3)钻孔：钻平行孔，隧道边缘各孔为平行孔，分别从隧道边缘上的A、F、B、G、C、H、D、E各点，使用钻机沿着与隧道前进的方向平行钻孔到a、f、b、g、c、h、d、e各点，各孔深度均为1段的距离；钻斜孔，分布在隧道横截面中央区域的孔为一个或者一个以上的斜孔，从隧道横截面中的M点钻孔到m点，成为M孔，钻孔深度为1段的距离，M孔为斜孔，
S4)切割，隧道两个侧面ADda面、BCcb面，一个顶面ABba面和一个底面DCcd面分别采用反切法切割，隧道的背面abcd面采用套切法切割，
S5)反切法：切割侧面ADda面，分别使用两个孔内锚固导向装置锚固在A孔和D孔的孔底位置a点和d点，绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过A孔孔口的导向轮，进入A孔内，绕过A孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出A孔，再从D孔孔口进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出D孔，绕过D孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路，开动绳锯机锯切ADda面，同样用反切法切割BCcb面，ABba面DCcd面，
S6)套切法：隧道背面abcd面采用套切的方法，其前提条件是两个侧面ADda面、BCcb面和一个顶面ABba面和一个底面DCcd面四个面中，必须切割完成三个以上的面，使用两个孔内锚固导向装置分别锚固在D孔和C孔的孔底位置d点和c点，绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过D孔孔口的导向轮，进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后再绕到a点，再绕到b点，然后再绕到C孔孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出C孔，绕过C孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路，开动绳锯机锯切abcd面，
S7)再分别采用反切法锯切FMmf面、EMme面、GMmg面、HMmh面，
S8)岩石拖出次序：由于第1块岩石afme面小于AFME面，所以首先把第1块岩石拖出；第2块岩石fbgm面小于FBGM面，第3块岩石emhd面小于EMHD面，再分别拖出第2块岩石和第3块岩石；最后拖出第4块岩石，完成隧道内第一段岩石的挖掘，中央斜孔孔底的方向向哪块岩石倾斜，就先取出哪块岩石，
S9)采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。
2.根据权利要求1所述的中央斜孔法平行隧道挖掘法，其特征还在于本方法可以适用于任何方向的隧道挖掘。
3.根据权利要求1所述的中央斜孔法平行隧道挖掘法，其特征还在于本方法需要使用绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮，孔内锚固导向装置是锚固在孔内使用并具有导向轮的装置。
4.根据权利要求1所述的中央斜孔法平行隧道挖掘法，其特征还在于反切法当中要把孔内锚固导向装置锚固在孔内距离孔口一段的位置，一段的长度为绳锯机一次可以锯切的长度，进行切割。
5.根据权利要求1所述的中央斜孔法平行隧道挖掘法，其特征还在于套切法当中要把孔内锚固导向装置锚固在孔内距离孔口一段的位置，一段的长度为绳锯机一次可以锯切的长度，进行切割。
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