CN111780633B - 一种双线隧道ⅳ～ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，涉及工程建造领域。依次包括以下步骤：以爆破隧道的掌子面的开挖中心线为界，将下台阶爆破区域分成左右两个对称区域，在开挖中心线左侧设置炮眼，进行一次施钻、装药到位。所有炮眼一次起爆，爆破后迅速通风；采用装载设备和配套自卸设备快速出渣；进行排险；将拱架接长，每间隔一榀立一榀拱架，打锁脚锚管，利用U型筋进行焊接加固，挂设钢筋网；补充空位拱架、锁脚锚管、砂浆锚杆，对锁脚锚管、系统锚杆进行注浆，施工喷射混凝土。本发明能够克服每循环进尺短的常规开挖方法，该方法施工工艺简单、实用、经济、高效，极大的提升了单次循环进尺，缩短了施工周期。

Description

一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法

技术领域

本发明涉及工程建造领域，具体而言，涉及一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围 岩下台阶迈步式快速开挖方法。

背景技术

钻爆法是传统的隧洞施工法，通过在岩体上钻凿出一定孔径和深度的 炮眼，并装上炸药进行爆破，从而达到开挖的目的。显然，对于占50％以上 交通隧道中短隧道、部分长隧道工程，大空间、大直径的水电隧洞工程， 非圆形断面隧洞工程，地质与水文地质条件极差(如溶洞多、断层多、渗 水、涌水、泥石流，长距离破碎带)的工程，钻爆法设备施工具有明显的 应用优势。目前隧道施工一般采用“短进尺，弱爆破”的常规施工方法(短 进尺指的是隧道开挖过程根据围岩类别进行掘进，一般Ⅳ及Ⅳ级以上的围岩每循环只能进尺0.5-2m。弱爆破指的是钻孔钻好后，装填炸药爆破，药 量必须适中，甚至少装)。这种方法使下台阶每循环进尺非常短，导致单 口下台阶平均月掘进长度也很短，隧道施工的工程进度也由此受到影响。 目前已经申请的专利一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩上台阶深孔二次爆破快速 开挖方法(专利号：201610103663.5)其可以加快上台阶施工速度，因此需要一种加快双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶开挖速度的方法，来与上台阶 施工速度匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速 开挖方法，其能够克服每循环进尺短的常规开挖方法，该方法施工工艺简 单、实用、经济、高效，极大的提升了单次循环进尺，缩短了施工周期。

本发明的实施例是这样实现的：

一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，包括以下步 骤：

1)以爆破隧道的掌子面的开挖中心线为界，将下台阶爆破区域分成左 右两个对称区域，在开挖中心线左侧区域设置炮眼，进行一次施钻、装药 到位，炮眼包括掏槽眼、辅助眼、周边眼和底眼；

2)所有炮眼一次起爆，爆破后迅速通风；

3)迅速通风后，采用装载设备和配套自卸设备快速出渣；

4)出渣后进行排险；

5)后迅速将拱架接长，每间隔一榀立一榀拱架，打锁脚锚管，利用U 型筋进行焊接加固，挂设钢筋网；

6)补充空位拱架、锁脚锚管、砂浆锚杆，对锁脚锚管、系统锚杆进行 注浆，施工喷射混凝土；

7)上述开挖中心线左侧区域完成后排险后，开始采用同样的施工方法 对开挖中心线右侧区域开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，在开挖 中心线左侧区域完成喷射混凝土后，开挖中心线右侧区域所有炮眼一次起 爆，爆破后对隧道进行迅速通风；在开挖中心线右侧区域完成排险后，开挖中心线左侧区域又开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，如此循环 左右两个区域交替作业对下台阶进行掘进。

在上述实施例的一些实施方式中，上述掏槽眼的眼深为4m，眼距为 90mm，单孔装药量为2.4kg。

在上述实施例的一些实施方式中，上述掏槽眼设置在开挖中心线左侧 的下台阶中心区域，掏槽眼为若干排，在下台阶断面呈现上呈四边形均布， 掏槽眼沿四边形边线设置。

在上述实施例的一些实施方式中，上述辅助眼包括多个圈层。

在上述实施例的一些实施方式中，上述辅助眼包括靠近掏槽眼的第一 圈辅助眼和靠近第一圈辅助眼的第二圈辅助眼。

在上述实施例的一些实施方式中，上述第一圈辅助眼的眼深为3.8m， 眼距为80mm，单孔装药量为2kg，第二圈辅助眼的眼深为3.8m，眼距为80mm， 单孔装药量为2kg。

在上述实施例的一些实施方式中，上述底眼设置在爆破隧道的底边界， 眼深为4m，眼距为80m，单孔装药量为2kg。

在上述实施例的一些实施方式中，上述周边眼包括水平周边眼和竖向 周边眼。

在上述实施例的一些实施方式中，上述水平周边眼布置在开挖中心线 右侧的下台阶面断面侧面边界，水平周边眼的眼深为3.8m，眼距为60mm， 单孔装药量为1kg，竖向周边眼布置在下台阶断面水平边界，竖向周边眼的 眼深为3.8～5.5m，眼距为80m，单孔装药量为2kg。

在上述实施例的一些实施方式中，上述水平周边眼采用间隔装药并用 炮泥封堵，竖向周边眼连续装药。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明提供一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法， 包括以下步骤：1)以爆破隧道的掌子面的开挖中心线为界，将下台阶爆破 区域分成左右两个对称区域，在开挖中心线左侧设置炮眼，进行一次施钻、 装药到位，炮眼包括掏槽眼、辅助眼、周边眼和底眼。将炮眼包括掏槽眼、 辅助眼、周边眼和底眼一次施钻、装药到位，相较于原来的多次施钻，多 次爆破，明显提高了施工速度。2)所有炮眼一次起爆，爆破后迅速通风。爆破后迅速通风，可以尽量缩小炮烟污染范围，通风后工人可进入作业。3) 迅速通风后，采用装载设备和配套自卸设备快速出渣。通风后快速的清理 爆破的土渣，方便后续施工。4)在完成出渣后，进行排险，排险为隧道工 程的必须作业步骤，主要是排除隧道爆破后残留在隧道内的危险土石等，以确保进洞人员和设备的安全。5)完成排险工作后，迅速将拱架接长，每 间隔一榀立一榀拱架，打锁脚锚管，利用U型筋进行焊接加固，挂设钢筋 网。拱架的作用是在喷混凝土前支撑围岩；作为超前支护的支点，拱架的 安装可以加固隧道。其中U型筋可以提高拱架的抗剪能力和抗扭能力，提 高下述混凝土的抗压强度和混凝土对钢筋的握裹力，还可以限制了混凝土 裂缝的产生和传播。6)挂设完钢筋网后，补充空位拱架、锁脚锚管、砂浆 锚杆，对锁脚锚管、系统锚杆进行注浆，施工喷射混凝土。锁脚锚管、砂 浆锚杆可以防止拱脚收缩和掉拱。施工喷射混凝土可以改善围岩应力状态 作用，与拱架形成支护可以更好的承受围岩压力。上述的开挖方法使仰拱 和下台阶一次开挖成型，避免了仰拱爆破对初支和围岩的震动，为后续仰 拱施工提供便利条件。7)上述开挖中心线左侧区域完成排险后，开始采用同样的施工方法对开挖中心线右侧区域开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，在开挖中心线左侧区域完成喷射混凝土后，开挖中心线右侧区域 所有炮眼一次起爆，爆破后对隧道进行迅速通风；在开挖中心线右侧区域 完成排险后，开挖中心线左侧区域又开始设置炮眼，进行一次施钻、装药 到位，如此循环左右两个区域交替作业对下台阶进行掘进。根据国家相关 规定，开挖中心线左侧区域与开挖中心线左侧区域不能同时进行起爆。因 此，步骤7)采用交替施工，在任意一侧区域完成排险后开始另一侧区域的 设置炮眼，进行一次施钻、装药到位施工，这时完成排险，隧道内基本安全，工作人员可以进入现场进行工作。任意一侧区域的后续步骤与另一侧 区域在爆破前的步骤时间可以重叠，这样即保证了施工安全，也极大的节 约了施工时间。同样的，在上述任意一侧区域完成喷射混凝土后，另一侧 区域所有炮眼开始一次起爆，完成喷射混凝土后上述任意一侧区域的隧道经过架设拱架喷混凝土等施工已经牢固可靠，这时另一侧区域起爆不会对 上述任意一侧区域造成影响，保证了施工安全。如此两个区域循环交替施工，每一次交替都会节约施工时间，使这种开挖方法打破常规方法，单次 循环进尺大大增加，使下台阶单口平均月掘进提高，掘进速度较前期明显 提升，能够跟上上述上台阶开挖的速度，取得了良好的技术经济效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需 要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些 实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的爆破施工图；

图2为本发明实施例的周边眼布置图。

图标：100-上下台阶分界线；200-开挖中心线；300-底边界；400-水 平周边眼；500-竖向周边眼。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本 发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配 置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限 制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一 旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步 定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、 “下”、“左”、“右”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置 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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于 区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、等术语并不表示要求部件绝 对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖 直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾 斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和 限定，若出现术语“设置”、“安装”、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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

以某二号双线隧道的下台阶开挖为例，其具体数据为：隧道全长2963m， 隧道纵坡为单面下坡，进口段坡度为12‰，出口段坡度为3.5‰。按250km/h 设计，满足开行双层集装箱要求。洞内采用重型轨道碎石道床，铺设Ⅲ型 轨枕及60kg/m钢轨。设计轨面至道床底面高度为77cm。隧道上覆第四系坡洪积(Q4dl+el)粉质黏土，下伏基岩为寒武系第二段(∈b)砂岩、泥质 砂岩夹页岩，第三段(∈c)砂岩、泥质砂岩夹页岩。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩分 别为240m、1445m、1278m，总的来说，隧道工程地质条件较差。施工前期 采用“短进尺，弱爆破”的常规施工方法，下台阶每循环进尺仅为2m左右， 单口下台阶平均月掘进56m。

请参照图1和图2，图1所示为实施例的爆破施工图，图2为本发明实 施例的周边眼布置图，本实施例提供一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈 步式快速开挖方法，其步骤包括：1)以爆破隧道的掌子面的开挖中心线200 为界，将下台阶爆破区域分成左右两个对称区域，按照图1和图2中炮眼 的位置，在中心线左侧的上下台阶分界线100下方设置1～52号炮眼，进 行一次施钻、装药到位，上述炮眼包括掏槽眼、辅助眼、底眼和周边眼。将炮眼包括掏槽眼、辅助眼、周边眼和底眼一次施钻、装药到位，相较于 原来的多次施钻，多次爆破，明显提高了施工速度。2)所有炮眼一次起爆， 爆破后迅速通风。爆破后迅速通风，可以尽量缩小炮烟污染范围，通风后 工人可进入作业。3)迅速通风后，采用装载设备和配套自卸设备快速出渣。通风后快速的清理爆破的土渣，方便后续施工。4)出渣后进行排险，排险 为隧道工程的必须作业步骤，主要是排除隧道爆破后残留在隧道内的危险 土石等，以确保进洞人员和设备的安全。5)迅速将拱架接长，每间隔一榀 立一榀拱架，打锁脚锚管，利用U型筋进行焊接加固，挂设钢筋网。拱架 的作用是在喷混凝土发挥作用前支撑围岩；作为超前支护的支点，拱架的 安装可以加固隧道。其中U型筋可以提高拱架的抗剪能力和抗扭能力，提高下述混凝土的抗压强度和混凝土对钢筋的握裹力，还可以限制混凝土裂 缝的产生和传播。6)补充空位拱架、锁脚锚管、砂浆锚杆，对锁脚锚管、 系统锚杆进行注浆，施工喷射混凝土。锁脚锚管、砂浆锚杆可以防止拱脚 收缩和掉拱。施工喷射混凝土可以改善围岩应力状态作用，与拱架形成支护可以更好的承受围岩压力。上述的开挖的方法使仰拱和下台阶一次开挖 成型，避免了仰拱爆破对初支和围岩的震动，为后续仰拱施工提供便利条 件。

上述开挖中心线200左侧区域完成后排险后，开始采用同样的施工方 法对开挖中心线200右侧区域开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位， 在开挖中心线200左侧区域完成喷射混凝土后，开挖中心线200右侧区域 所有炮眼一次起爆，爆破后对隧道进行迅速通风；在开挖中心线200右侧 区域完成排险后，开挖中心线200左侧区域又开始设置炮眼，进行一次施 钻、装药到位，如此循环左右两个区域交替作业对下台阶进行掘进。根据 国家相关规定，开挖中心线200左侧区域与开挖中心线200左侧区域不能 同时进行起爆。因此，采用交替施工，在任意一侧区域完成排险后开始另 一侧区域的设置炮眼，进行一次施钻、装药到位施工，这时完成排险，隧道内基本安全，工作人员可以进入现场进行工作，任意一侧区域的后续步 骤与另一侧区域在爆破前的步骤时间可以重叠，这样即保证了施工安全，也极大的节约了施工时间。同样的，在上述任意一侧区域完成喷射混凝土 后，另一侧区域所有炮眼开始一次起爆，完成喷射混凝土后上述任意一侧 区域的隧道经过架设拱架喷混凝土等施工已经牢固可靠，这时另一侧区域 起爆不会对上述任意一侧区域造成影响，保证了施工安全。如此两个区域循环交替施工，每一次交替都会节约施工时间，使这种开挖方法打破常规 方法，单次循环进尺大大增加。使下台阶单口平均月掘进提高，掘进速度 较前期明显提升，能够跟上上述上台阶开挖的速度，取得了良好的技术经 济效果。

现需要说明的是，在上述实施例中在掌子面上的炮孔开挖，周边眼和 底眼的钻孔顺序为：优先钻竖向周边眼500，再钻水平周边眼400，最后钻 底眼。本实施例中选用台车实施钻孔作业，将车身驶于最佳位置，钻头摆 动范围最好能覆盖每个炮孔放样点。按照技术员的要求，台车操作手调整 好钻臂的角度，并正确把握每个孔的钻孔深度，力求钻头中心对准放样点的十字中心线。钻周边眼和底眼时，一般根据掌子面超挖的区域，合理布 置钻头。若掌子面边缘没有超挖，则钻头尽量靠近放样孔，钻杆摆角较正 常超挖时适当调大，以保证下一循环掌子面超挖控制在0～20cm之间。钻 臂垫头紧贴掌子面，钻头对准放样点。钻头施钻时，对钻头实施较低的压 力。钻孔达到规定的深度之后，减小钻头压力，使钻杆匀速旋转沿原来路 线返回，以防卡钎，并不断用水冲洗孔壁，使钻孔干净、光洁。

进一步的，在本实施例的上述实施方式中，炮眼装药之前，对掌子面 上的炮孔进行检查，如有遗漏，则要补钻；并对周边光爆孔进行仔细检查， 对偏角不符合要求的炮眼，要进行补钻，以控制欠挖和过量超挖。对炮眼 的各项指标检验合格后，方可装药。步骤包括炮眼的装药、堵塞、引爆线 路的联接等，并在鸣响爆破警报之后，点火起爆。在炮工检查爆破网络的同时，通知无关人员及所有设备撤离至安全位置，确认人员与设备已全部 安全撤离后方可点火起爆。

进一步的，在本实施例的上述实施方式中，请参照图1，上述步骤1) 中的1～6号眼为掏槽眼，掏槽眼的眼深为4.0～4.2m，眼距为80～90mm， 单孔装药量为2.4kg。掏槽眼设置在开挖中心线200左侧的下台阶中心区域， 掏槽眼为若干排，在下台阶断面呈现上呈四边形均布，掏槽眼沿四边形边 线设置。掏槽眼的四边形均布，目的是先用一段雷管起爆先掏出一个洞， 即增加一个自由面，为上述的辅助眼起爆创造条件。在本实施例中选用规 格为眼深4.0m、眼距90mm、单孔装药2.4kg的掏槽眼，选用这种规格主要 是根据本实施例的Ⅳ、Ⅴ级围岩的具体数据做出的调整，可以进一步提升本实施例中某二号双线隧道的下台阶开挖爆破的效果。

上述辅助眼包括多个圈层，多圈层可根据具体的施工隧道尺寸来确定， 其目的是围绕掏槽眼，由内向外爆破时，为相邻的下一圈层的辅助眼继续 扩大槽腔创造条件，可以此类推。

在本实施例的上述实施方式中，辅助眼包括靠近掏槽眼的第一圈辅助 眼和靠近第一圈辅助眼的第二圈辅助眼。第一圈辅助眼的作用是继续扩大 槽腔，为第二圈辅助眼继续扩大槽腔创造条件。第二圈辅助眼在本实施例 中可为周边眼和底眼继续扩大槽腔创造条件。

请参照图1，本实施例中，7～22号眼为第一辅助眼，第一圈辅助眼的 眼深为3.8m，眼距为80mm，单孔装药量为2kg。

进一步的，第一圈辅助眼围绕掏槽眼布设，是为了方便掏槽眼爆破后， 在上述爆破出的自由面基础上进一步的扩大槽腔。这种围绕式的布置，能 够提升爆破的效果使下一步第二圈辅助眼爆破更加有效。

请参照图1，需要说明的是：本实施例中，23～26号眼为第二圈辅助 眼，第二圈辅助眼的眼深为3.8m，眼距为80mm，单孔装药量为2kg。

上述步骤1)中的底眼设置在爆破隧道的底边界300，请参照图1，需 要说明的是：本实施例中27～36号眼为底眼，底眼的眼深为4.0～4.5mm， 眼距为80～95m，单孔装药量为2kg。底眼设置在爆破隧道的底边界300， 底眼爆破保证底部爆破到底边界300，达到爆破要求。在本实施例中底眼爆 破的爆破块度控制在500mm左右，同时能将碴抛出掌子面，方便装碴和运 输。在本实施例中选用规格为眼深4.0m、眼距80mm、单孔装药2kg的掏底 眼，选用这种规格主要也是根据本实施例的Ⅳ、Ⅴ级围岩的具体数据做出 的调整，可以进一步提升本实施例中某二号双线隧道的下台阶开挖爆破的效果。

请参照图1和图2，周边眼包括水平周边眼400和竖向周边眼500。水 平周边眼400的作用爆破后把岩石破碎。竖向周边眼500的作用是爆破后 使下台阶边界具有光面效果，减少超挖，不欠挖。

请参照图1，进一步的，本实施例中37～44号为水平周边眼400，水 平周边眼400布置在开挖中心线200右侧的下台阶面断面侧面边界，水平周边眼400的眼深为3.8m，眼距为50～60mm，单孔装药量为1kg。下台阶 面断面侧面边界布置水平周边眼400可以最大化的在水平周边眼400爆破后把岩石破碎。在本实施例中选用规格为眼深3.8m、眼距60mm、单孔装药 1kg的水平周边眼，选用这种规格的目的是根据本实施例的Ⅳ、Ⅴ级围岩的 具体数据做出的调整，可以进一步提升本实施例中某二号双线隧道的下台 阶开挖爆破的效果。

请参照图2，本实施例中44～52号眼为竖向周边眼500，竖向周边眼 500布置在下台阶断面水平边界，竖向周边眼500的眼深为3.8～5.5m，眼 距为70～80mm，单孔装药量为2kg。在本实施例中选用规格为眼深4.0m、 眼距80mm、单孔装药2.4kg的掏槽眼。这种规格的竖向周边眼500布置在 下台阶断面水平边界，可以最大化的使爆破后下台阶边界具有光面效果， 减少超挖，不欠挖。

水平周边眼400采用间隔装药并用炮泥封堵，竖向周边眼500连续装 药。其中，采用间隔装药爆破可以有效的降低单耗，节约了成本，能创造 更好的经济效益。采用炮泥封堵可以保证炸药充分反应，使之放出最大热 量和减少有毒气体生成，提高炸药爆炸能量利用率。减少空气冲击波对周 围巷道及周围建筑物的破坏，同时降低瓦斯粉尘等爆炸的风险，改善爆破 效果。竖向周边眼500连续装药安全可靠地实现各工位之间的相互隔爆。

需要说明的是上述的所有炮眼间距和装药量设计，能保证爆破出来， 且爆破后的岩石破碎程度符合施工要求。以下表1和表2为本实施例的隧 道下台阶迈步式开挖钻爆参数设计表和爆破原始条件及预期爆破效果表。

表1隧道下台阶迈步式开挖钻爆参数设计

表2爆破原始条件及预期爆破效果表

由上述表1可知，在本实施例中，1～6号掏槽眼的处在雷管段号为1， 起爆顺序为Ⅰ，处于第一起爆位，掏槽眼内先用一段雷管起爆先掏出一个 洞，即增加一个自由面，为上述的辅助眼起爆创造条件。由于掏槽眼需要 先掏出一个洞，来增加自由面，所以本实施例中掏槽眼的装药量恒定在 2.4kg。在本实施例中7～22号第一圈辅助眼的各项数据恒定不变，其主要 用于在上述爆破出的自由面基础上进一步的爆破来扩大槽腔，所以其装药量明显少于掏槽眼，选用雷管段号为3，起爆顺序为Ⅱ。在本实施例中23～ 26第二圈辅助眼的各项具体数据恒定不变，第二圈辅助眼的爆破主要用于 进一步扩大第一圈辅助眼爆破出的槽腔，所以其雷管段号为5，起爆顺序为 Ⅲ。但在表中很明显可以看出第二圈辅助眼的数量明显减少，是因为第二 圈辅助眼接近边界，减少第二圈辅助眼数量可以防止超挖。在本实施例中， 27～36号底眼的爆破风险相对较小，所述选用雷管段号5，起爆顺序为Ⅲ， 可以和第二圈辅助眼同时爆破。爆破的爆破块度要求控制在500mm左右， 同时能将碴抛出掌子面，方便装碴和运输，所以底眼的数量偏多，方便控 制爆破块的尺寸，同样的，因为底眼处于底部边界，所以底眼数量偏多造 成超挖，也可以快速回填。37～44号水平周边眼需要在爆破后最大化的是 把岩石破碎，所以水平周边眼减小了装药量，其雷管段号选用7，起爆顺序为Ⅳ。45号～52号竖向周边眼布置在下台阶断面水平边界，可以最大化的使爆破后下台阶边界具有光面效果，减少超挖，不欠挖，所以竖向周边眼 选用与水平周边眼相同的雷管段号7，起爆顺序为Ⅳ。

需要说明的是，在本实施例中，上述所有炮眼的装药都选用乳化炸药。 这种炸药密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度 好。其小直径情况下具有雷管敏感度，一般密度可控制到1.05～1.25g/cm3，爆速为3500～5000m/s。它通常不采用火炸药为敏化剂，生产安全，污染少。 目前研制出的品种很多，有用于露天矿的露天型乳化炸药，用于中硬岩石 爆破的岩石型乳化炸药和用于煤矿井下的许用型乳化炸药，还有用于光面爆破的小直径低爆速的乳化炸药，因此其现在已经被广泛用于民用爆破占用。表2中已标明本实施例中利用的乳化炸药各种规格和装药结构等数据。

实施例中的隧道采用两台阶施工法，由于存在背斜、褶曲等构造，岩 石层理，裂隙发育等问题。上述说明书背景资料已知，隧道的上台阶应用 减振二次爆破技术后，Ⅳ级围岩单口进度由原来35～50m/月提高到78～ 107m/月，Ⅴ级围岩单口进度由原来30.5～41.9m/月提高到55～79m/月， 节约喷射混凝土量28％。但是下台阶缺少对上台阶开挖速度匹配的开完方法，造成下台阶掘进速度明显低于上台阶掘进速度，严重的影响到了隧道 的整体掘进速度。本实施例的开挖方法打破了常规方法，单次循环进尺可 达4m以上，使下台阶单口平均月掘进提高到82.1m，掘进速度较前期明显 提升，能够跟上上述上台阶开挖的速度，取得了良好的技术经济效果。

需要说明的是，在上述本实施例的爆破施工图(参照图1)和周边眼布 置图(参照图2)中，为了方便说明各炮眼的间距带来的爆破效果，已标注 出各炮眼的间距尺寸。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。

Claims (8)

1.一种双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：

以爆破隧道的掌子面的开挖中心线为界，将下台阶爆破区域分成左右两个对称区域，在开挖中心线左侧区域设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，所述炮眼包括掏槽眼、辅助眼、周边眼和底眼；

所有炮眼一次起爆，爆破后对隧道进行迅速通风；

迅速通风后，采用装载设备和配套自卸设备快速清除渣土；

在完成出渣后，进行排险；

在完成排险后，迅速将拱架接长，每间隔一榀立一榀拱架，打锁脚锚管，利用U型筋进行焊接加固，挂设钢筋网；

挂设完钢筋网后，补充空位拱架、锁脚锚管、砂浆锚杆，对锁脚锚管、系统锚杆进行注浆，施工喷射混凝土；

上述开挖中心线左侧区域完成后排险后，开始采用同样的施工方法对开挖中心线右侧区域开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，在开挖中心线左侧区域完成喷射混凝土后，开挖中心线右侧区域所有炮眼一次起爆，爆破后对隧道进行迅速通风；在开挖中心线右侧区域完成排险后，开挖中心线左侧区域又开始设置炮眼，进行一次施钻、装药到位，如此循环左右两个区域交替作业对下台阶进行掘进；

所述周边眼包括水平周边眼和竖向周边眼，所述水平周边眼布置在开挖中心线左、右侧的下台阶面断面侧面边界，所述水平周边眼的眼深为3.8m，眼距为50～60mm，单孔装药量为1kg，所述竖向周边眼布置在下台阶断面水平边界，所述竖向周边眼的眼深为3.8～5.5m，眼距为70～80mm，单孔装药量为2kg。

2.根据权利要求1所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述掏槽眼的眼深为4.0～4.2m，眼距为80～90mm，单孔装药量为2.4kg。

3.根据权利要求2所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述掏槽眼设置在开挖中心线左、右侧的下台阶中心区域，所述掏槽眼为若干排，在下台阶断面上呈四边形均布，所述掏槽眼沿四边形边线设置。

4.根据权利要求1所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述辅助眼包括多个圈层。

5.根据权利要求4所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述辅助眼包括靠近所述掏槽眼的第一圈辅助眼和与所述第一圈辅助眼相邻的第二圈辅助眼。

6.根据权利要求5所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述第一圈辅助眼的眼深为3.8m，眼距为80mm，单孔装药量为2kg，所述第二圈辅助眼的眼深为3.8m，眼距为80mm，单孔装药量为2kg。

7.根据权利要求1所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述底眼设置在所述爆破隧道的底边界，眼深为4.0m，眼距为80～95mm，单孔装药量为2kg。

8.根据权利要求1所述的双线隧道Ⅳ～Ⅴ级围岩下台阶迈步式快速开挖方法，其特征在于，所述水平周边眼采用间隔装药并用炮泥封堵，所述竖向周边眼连续装药。

Images