CN110307002B - 一种ii、iii级围岩超小净距隧道精细化施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于隧道施工技术领域，提供了一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法。当在完整性较好的II、III级围岩中修建超小净距隧道时，通过从先行隧洞往后行隧洞方向施做锚杆，对中岩柱进行加固，能加强后行隧洞施工期间中岩柱的完整性和稳定性。同时在开挖过程中将先行隧洞分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E，对不同区块采用不同方式进行开挖，以减小后行隧洞施工时对中岩柱的扰动，达到保护中岩柱的目的。本发明的施工方法操作简单、施工难度低、对中岩柱保护效果好，可在超小净距隧道中大范围推广应用，甚至使得以超小净距隧道取代连拱隧道成为可能。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法。
背景技术
在岩石地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体，称为围岩。II、III级围岩，完整性好、承载能力高，适宜修建隧道。但对于在II、III级围岩中修建的小净距隧道，特别是超小净距隧道，由于围岩完整性好，采用常规方法施工时爆破振速难以控制，对中岩柱影响很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其可以解决采用现有技术修建超小净距隧道所存在的爆破振速难以控制，对中岩柱影响大的问题。
本发明是这样实现的，一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，至少包括以下步骤：
S1、将先行隧洞划分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞划分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E；然后，将控制爆破开挖区D划分为上台阶区块a、下台阶区块b、上台阶区块c以及下台阶区块d；
S2、先行隧洞普通爆破开挖区B开挖，于普通爆破开挖区B的掏槽眼中部设置空孔，开挖后立即施做先行隧洞初支；
S3、先行隧洞控制爆破开挖区C开挖，爆破施工时以已开挖的普通爆破开挖区B为临空面，竖向分层布置炮眼，分层起爆，开挖后立即将先行隧洞初支封闭成环；
S4、在先行隧洞内超前施做锚杆，锚杆呈层状布置，锚杆加固范围与中岩柱厚度相匹配；
S5、浇筑先行隧洞二衬；
S6、开挖后行隧洞距离中岩柱较远的上台阶区块a，上台阶区块a爆破时需掏槽，掏槽眼中部设置空孔，开挖后立即施做初支；
S7、开挖后行隧洞距离中岩柱较远的下台阶区块b，下台阶区块b炮眼水平分层布置，以已开挖的上台阶区块a为临空面，由上而下分段起爆，开挖后立即施做初支；
S8、已开挖的区块为临空面，依次竖向分层开挖后行隧洞距离中岩柱较近的上台阶区块c、后行隧洞距离中岩柱较近的下台阶区块d，开挖后立即施做初支；
S9、开挖后行隧洞非爆破开挖区E，非爆破开挖区E以已开挖区域为临空面，采用机械设备竖向分层开挖；
S10、浇筑后行隧洞二衬。
进一步的，所述步骤S9中，非爆破开挖区E竖向分层开挖时，往中岩柱方向层厚依次为1.0m、0.75m、0.5m、0.25m。
进一步的，所述步骤S9中，非爆破开挖区E开挖时先采用液压岩石劈裂机，利用液压对岩石进行胀裂开，然后利用挖掘机将碎裂的岩石挖除。
进一步的，所述通爆破开挖区B、爆破开挖区C、爆破开挖区D、非爆破开挖区E施工时，每循环进尺不大于1m。
进一步的，在先行隧洞开挖之前，还需进行爆破试验，以2cm/s的爆破控制振速为依据，确定和优化炮眼布置参数以及装药量参数，爆破区开挖时，采用毫秒微差爆破，各段雷管微差时间不应小于50ms。
进一步的，所述锚杆的布置方向在平面上与隧洞轴线方向呈45°，锚杆的竖向、纵向布置间距不大于1m，锚杆的长度为中岩柱厚度的1.4倍。
进一步的，所述普通爆破开挖区B以及上台阶区块a中的掏槽眼的空孔直径不小于105mm。
进一步的，爆破施工时，在中岩柱处的爆破振速控制标准为2.0cm/s。
进一步的，在先行隧洞二衬施做完成后，进行后行隧洞的开挖，后行隧洞开挖面以开挖边线为边界、以中间岩体厚度10m为标准，10m范围以外划分为控制爆破开挖区D，10m范围以内划分为非爆破开挖区E。
进一步的，所述锚杆为玻璃纤维锚杆。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
当在完整性较好的II、III级围岩中修建超小净距隧道时，通过从先行隧洞往后行隧洞方向施做锚杆，对中岩柱进行加固，加强后行隧洞施工期间中岩柱的完整性和稳定性；同时在开挖过程中将先行隧洞分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E，通过对不同区块采用不同方式进行开挖，并提出中岩柱处爆破振速控制标准，以减小后行隧洞施工时对中岩柱的扰动，达到保护中岩柱的目的。本发明的施工方法操作简单、施工难度低、对中岩柱保护效果好，可在超小净距隧道中大范围推广应用，甚至使得以超小净距隧道取代连拱隧道成为可能。
附图说明
图1是本发明实施例的划分区域后的隧道的横断面示意图；
图2是本发明实施例的划分区域后的隧道的平面示意图；
图3a及图3b是本发明实施例的划分区域后的后行隧洞的横断面示意图；
图4是本发明实施例的后行隧洞距离中岩柱较远的上台阶区块a炮眼布置示意图；
图5是本发明实施例的后行隧洞距离中岩柱较远的下台阶区块b炮眼布置示意图；
图6是本发明实施例的后行隧洞距离中岩柱较近的上台阶区块c炮眼布置示意图；
图7是本发明实施例的后行隧洞距离中岩柱较近的下台阶区块d炮眼布置示意图；
图8是本发明实施例的后行隧洞非爆破开挖区E岩石劈裂孔布置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参见图1至图3b，本实施例提供了一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，至少包括以下步骤：
1、爆破试验：
在先行隧洞1开挖之前，进行爆破试验，以2cm/s的爆破控制振速为依据，确定和优化炮眼布置参数以及装药量参数。
2、划分区域：
将先行隧洞1划分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞2划分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E；然后，将控制爆破开挖区D划分为上台阶区块a、下台阶区块b、上台阶区块c以及下台阶区块d。
3、先行隧洞1开挖：
31、先行隧洞1普通爆破开挖区B开挖，开挖过程中，于普通爆破开挖区B的掏槽眼中部设置空孔，掏槽眼的空孔直径不小于105mm，开挖后立即施做先行隧洞1初支11。
32、先行隧洞1控制爆破开挖区C开挖，开挖过程中，每循环进尺不大于1m，爆破施工时以已开挖的普通爆破开挖区B为临空面，竖向分层布置炮眼P，分层起爆，开挖后立即将先行隧洞1初支11封闭成环。
33、在先行隧洞1内超前施做锚杆3，锚杆3呈层状布置，锚杆3加固范围与中岩柱100厚度相匹配；具体的，所述锚杆3为玻璃纤维锚杆，所述锚杆3的布置方向在平面上与隧洞轴线方向呈45°，锚杆3的竖向、纵向布置间距不大于1m，整体按梅花型布置。锚杆3加固范围与中岩柱100厚度保持一致，锚杆3的长度为中岩柱100厚度的1.4倍。
34、浇筑先行隧洞1二衬12。
4、后行隧洞2开挖：其中，后行隧洞2开挖面以开挖边线为边界、以中间岩体100厚度10m为标准，10m范围以外为控制爆破开挖区D，10m范围以内为非爆破开挖区E。
41、请参见图4，开挖后行隧洞2距离中岩柱100较远的上台阶区块a，开挖过程中，每循环进尺不大于1m，上台阶区块a爆破时需掏槽，掏槽眼21中部设置空孔211，掏槽眼21的空孔211直径不小于105mm，开挖后立即施做初支22。
42、请参见图5，开挖后行隧洞2距离中岩柱100较远的下台阶区块b，开挖过程中，每循环进尺不大于1m，下台阶区块b炮眼P水平分层布置，以已开挖的上台阶区块a为临空面，由上而下分段起爆，开挖后立即施做初支22。
43、请参见图6及图7，已开挖的区块为临空面，依次竖向分层开挖后行隧洞2距离中岩柱100较近的上台阶区块c、后行隧洞2距离中岩柱100较近的下台阶区块d，开挖过程中，每循环进尺不大于1m，开挖后立即施做初支22。
44、开挖后行隧洞2非爆破开挖区E，非爆破开挖区E以已开挖区域为临空面，采用机械设备竖向分层开挖，往中岩柱100方向层厚依次为1.0m、0.75m、0.5m、0.25m；距离中岩柱100越近，层厚越薄，具体可根据待开挖岩层厚度、中岩柱100厚度等进行微调；请参见图8，开挖时先采用液压岩石劈裂机，利用液压对岩石进行胀裂开，然后利用挖掘机将碎裂的岩石挖除，效率较高，成本较低。
45、浇筑后行隧洞2二衬23。
于本实施例中，爆破区开挖时，采用毫秒微差爆破，各段雷管微差时间不应小于50ms，严格控制单次起爆装药量。在中岩柱100处的爆破振速控制标准为2.0cm/s。
应用本实施例的施工方法，当在完整性较好的II、III级围岩A中修建超小净距隧道时，通过从先行隧洞1往后行隧洞2方向施做锚杆3，对中岩柱100进行加固，加强后行隧洞2施工期间中岩柱100的完整性和稳定性；同时在开挖过程中将先行隧洞1分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞2分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E，通过对不同区块采用不同方式进行开挖，并提出中岩柱100处爆破振速控制标准，以减小后行隧洞2施工时对中岩柱100的扰动，达到保护中岩柱100的目的。
本实施例的施工方法操作简单、施工难度低、对中岩柱100保护效果好，可在超小净距隧道中大范围推广应用，甚至使得以超小净距隧道取代连拱隧道成为可能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
S1、将先行隧洞划分为普通爆破开挖区B、控制爆破开挖区C，后行隧洞划分为控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E；然后，将控制爆破开挖区D划分为上台阶区块a、下台阶区块b、上台阶区块c以及下台阶区块d；
S2、先行隧洞普通爆破开挖区B开挖，于普通爆破开挖区B的掏槽眼中部设置空孔，开挖后立即施做先行隧洞初支；
S3、先行隧洞控制爆破开挖区C开挖，爆破施工时以已开挖的普通爆破开挖区B为临空面，竖向分层布置炮眼，分层起爆，开挖后立即将先行隧洞初支封闭成环；
S4、在先行隧洞内超前施做锚杆，锚杆呈层状布置，锚杆加固范围与中岩柱厚度相匹配；
S5、浇筑先行隧洞二衬；
S6、开挖后行隧洞距离中岩柱较远的上台阶区块a，上台阶区块a爆破时需掏槽，掏槽眼中部设置空孔，开挖后立即施做初支；
S7、开挖后行隧洞距离中岩柱较远的下台阶区块b，下台阶区块b炮眼水平分层布置，以已开挖的上台阶区块a为临空面，由上而下分段起爆，开挖后立即施做初支；
S8、以已开挖的区块为临空面，依次竖向分层开挖后行隧洞距离中岩柱较近的上台阶区块c、后行隧洞距离中岩柱较近的下台阶区块d，开挖后立即施做初支；
S9、开挖后行隧洞非爆破开挖区E，非爆破开挖区E以已开挖区域为临空面，采用机械设备竖向分层开挖；
S10、浇筑后行隧洞二衬。
2.如权利要求1所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述步骤S9中，非爆破开挖区E竖向分层开挖时，往中岩柱方向层厚依次为1.0m、0.75m、0.5m、0.25m。
3.如权利要求1所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述步骤S9中，非爆破开挖区E开挖时先采用液压岩石劈裂机，利用液压对岩石进行胀裂开，然后利用挖掘机将碎裂的岩石挖除。
4.如权利要求1所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述控制爆破开挖区C、控制爆破开挖区D、非爆破开挖区E施工时，每循环进尺不大于1m。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，在先行隧洞开挖之前，还需进行爆破试验，以2cm/s的爆破控制振速为依据，确定和优化炮眼布置参数以及装药量参数，爆破区开挖时，采用毫秒微差爆破，各段雷管微差时间不应小于50ms。
6.如权利要求1所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述锚杆的布置方向在平面上与隧洞轴线方向呈45°，锚杆的竖向、纵向布置间距不大于1m，锚杆的长度为中岩柱厚度的1.4倍。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述普通爆破开挖区B以及上台阶区块a中的掏槽眼的空孔直径不小于105mm。
8.如权利要求1至4中任意一项所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，在先行隧洞二衬施做完成后，进行后行隧洞的开挖，后行隧洞开挖面以开挖边线为边界、以中间岩体厚度10m为标准，10m范围以外划分为控制爆破开挖区D，10m范围以内划分为非爆破开挖区E。
9.如权利要求1至4中任意一项所述的II、III级围岩超小净距隧道精细化施工方法，其特征在于，所述锚杆为玻璃纤维锚杆。
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Non-Patent Citations (1)
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