CN112696214B - 一种隧道施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隧道施工方法，属于隧道施工的领域，包括在对上部待挖部分爆破前的待挖准备，待挖准备利用到碴料转运设备，碴料转运设备包括可拆卸固定设置在中部待挖部分上端面的运料长盒以及设置在运料长盒下方的运输车，运料长盒开口朝上且运料长盒沿垂直于断面方向设置，运料长盒远离上部待挖部分的一端延伸至中部待挖部分的外侧，运料长盒内设置有用于驱动落至其内的碴料朝运输车内转运的转料机构。碴料转运装置的设置方便了工作人员在隧道内清理上部待挖部分产生的碴料，以提高施工效率，缩短工期。同时，运料长盒和转料机构的设置也降低了工作人员转料碴料的劳动强度，进而提高了施工安全性。

Description

一种隧道施工方法

技术领域

本申请涉及隧道施工的领域，尤其是涉及一种隧道施工方法。

背景技术

随着我国交通建设的迅速发展，隧道工程已成为公路、铁路、市政等大型项目中的重要工程；为了使得不同地形区域拥有良好的交通建设，隧道日益增多，但由于隧道跨度大、地质条件复杂，在面对不同地质条件和隧道跨度施工人员往往会采用不同的隧道施工方法。

相关技术中如公开号为CN101864963B，公告日为2013年04月10日的中国发明专利提出了一种大断面黄土隧道施工方法，将整个断面分成上部待挖部分、中部待挖部分、下部待挖部分以及底部待挖部分四部分，其中，中部待挖部分又分为中部左侧区域、中部右侧区域和中部中间区域，下部待挖部分也分为下部左侧区域、下部右侧区域和下部中间区域，对这四部分进行台阶法错台开挖，开挖过程中，上部待挖部分超前中部待挖部分3到5m，中部待挖部分超前下部待挖部分3到5m，下部待挖部分超前底部待挖部分10m，逐级掘进开挖，对各部按如下步骤进行：

S1：上部环行开挖、出碴及上部初期支护；S2：中部及下部开挖、除渣及其初期支护；S3：底部开挖、出渣及底部初期支护；S4：按照上述步骤循环开挖，直到隧道完成。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：施工时在遇到地质较硬的区域往往会利用爆破的方式开挖断面的上部待挖部分，会先在上部待挖部分钻爆破孔，并在爆破孔内放置爆破炸药以进行爆破开挖，在爆破过程中往往会产生较多的碴料，产生的碴料易落至中部待挖部分，施工人员需要通过人工操作挖掘机将中部待挖部分区域处的碴料转运至运输车上，以通过运输车进行转运。由于碴料位置较高，在隧道中通过挖掘机转运碴料较为不便。

发明内容

为了方便隧道内碴料的转运，本申请提供一种隧道施工方法。

本申请提供的一种隧道施工方法，涉及如下技术方案：

一种隧道施工方法，包括在对上部待挖部分爆破前的待挖准备，所述待挖准备为安装用于转运碴料的碴料转运设备，所述碴料转运设备包括可拆卸固定设置在中部待挖部分上端面的运料长盒以及设置在运料长盒下方的运输车，所述运料长盒开口朝上且运料长盒沿垂直于断面方向设置，运料长盒远离上部待挖部分的一端延伸至中部待挖部分的外侧，所述运料长盒内设置有用于驱动落至其内的碴料朝运输车内转运的转料机构。

通过采用上述技术方案，施工人员在对上部待挖部分进行爆破后，爆破产生的碴料易堆积落至运料长盒处，运输车运行至运料长盒的下方，之后运料长盒内的转料机构工作以将运料长盒内的碴料运行至其下方的运输车内，以便运输车转运碴料。运料长盒可对碴料起到收集作用，以使得碴料在转料机构的作用下转运至运输车内，进而方便工作人员在隧道内清理上部待挖部分产生的碴料，以提高施工效率，缩短工期。同时，运料长盒和转料机构的设置降低了工作人员转料碴料的劳动强度，进而提高了施工安全性。

可选的，所述转料机构包括从动链轮、主动链轮、以及运料板，主动链轮和从动链轮均转动设置在运料长盒内，且主动链轮和从动链轮套设有用于连接两者的驱动链条，所述运料板垂直于驱动链条长度方向并平行于运料长盒底壁与驱动链条固定连接，所述运料长盒固定设置有分层板，所述分层板平行于运料长盒的底壁设置，且分层板将驱动链条分成上下两部分，所述主动链轮连接有驱动其转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，爆破产生的碴料落至运料长盒内后与运料板接触，之后驱动组件控制主动链轮转动，进而使得主动链轮通过驱动链条带动运料板运行，以使得运料长盒内的碴料在运料板的作用下被刮动至运料长盒远离上部待挖部分的一端以落至运输车内。运料板可对碴料起到刮动作用，以推动运料长盒内的碴料运行，分层板可对碴料起到存放作用，且分层板与运料长盒之间留有工运料板运行的间隙，进而方便运料板运行至分层板的上方以对分层板上的碴料进行清理。

可选的，所述驱动组件包括驱动电机和减速机，所述驱动电机与减速机连接，且减速机的输出轴与主动链轮同轴键固定连接。

通过采用上述技术方案，驱动电机转动可驱动减速机转动，进而使得主动链轮通过驱动链条带动运料板运行。驱动电机可为运料板的刮动碴料提供驱动力，减速机主要用于降低主动链轮的转速，以保证运料板运行更加稳定。

可选的，所述驱动电机和减速机设置在运料长盒远离上部待挖部分的一端。

通过采用上述技术方案，将驱动电机和减速机设置在远离上部待挖部分的一端可减少爆破时产生的碴料对其的撞击作用，进而对驱动电机和减速机起到保护作用，以延长驱动电机和减速机的使用寿命。

可选的，所述驱动件还包括保护罩，所述防护罩罩设在驱动电机和减速机外部，且防护罩与运料长盒固定连接。

通过采用上述技术方案，防护罩的设置可进一步对驱动电机和减速机起到保护作用，进一步降低了爆破时对驱动电机和减速机的影响，以使得碴料转运设备可稳定工作。

可选的，所述运料长盒的开口处设置有多个入口挡料板，所述入口挡料板等间距间隔设置，且入口挡料板与运料长盒固定连接。

通过采用上述技术方案，入口挡板的设置可对碴料起到缓冲作用，避免碴料直接撞击驱动链条和运料板，以对驱动链条和运料板起到一定的保护作用。

可选的，所述运料长盒的开口部分对称固定设置有一对导料长挡板，所述导料长挡板沿运料长盒长度方向设置，且导料长挡板的一侧边与运料长盒固定连接，导料长板自远离运料长盒的一侧边至与运料长盒连接的一侧边倾斜朝下设置。

通过采用上述技术方案，爆破后会有部分碴料落至导料长挡板上，导料长挡板倾斜设置可方便碴料沿着导料长挡板的倾斜方向落至运料长盒内部，以便运料板转运碴料。

可选的，所述中部待挖部分开设有用于放置运料长盒和导料长挡板的放置槽，放置槽的侧壁与导料长挡板和运料长盒的侧壁贴合设置， 所述爆破孔设置在导料长挡板的上方区域。

通过采用上述技术方案，放置槽可用于放置运料长盒和导料长挡板，在爆破时，放置槽可对运料长盒和导料长挡板起到一定保护作用，同时放置槽也可对导料长挡板起到支撑作用，使得导料长挡板在承载碴料时不易发生变形。

可选的，所述运料长盒固定设置有多个定位杆，所述定位杆插接在放置槽内部。

通过采用上述技术方案，工作人员在安装运料长盒时，可将定位杆插入至放置槽的底壁，以使运料长盒在放置槽内部固定稳定，进而使得爆破时的冲击力难以改变运料长盒的位置。

综上所述，本申请包括以下至少一点有益技术效果：

1、碴料转运设备的设置：施工人员在对上部待挖部分进行爆破后，爆破产生的碴料易堆积落至运料长盒处，运输车运行至运料长盒的下方，之后运料长盒内的转料机构工作以将运料长盒内的碴料运行至其下方的运输车内，以便运输车转运碴料。运料长盒可对碴料起到收集作用，以使得碴料在转料机构的作用下转运至运输车内，进而方便工作人员在隧道内清理上部待挖部分产生的碴料，以提高施工效率，缩短工期。同时，运料长盒和转料机构的设置降低了工作人员转料碴料的劳动强度，进而提高了施工安全性；

2、转料机构的设置：爆破产生的碴料落至运料长盒内后与运料板接触，之后驱动组件控制主动链轮转动，进而使得主动链轮通过驱动链条带动运料板运行，以使得运料长盒内的碴料在运料板的作用下被刮动至运料长盒远离上部待挖部分的一端以落至运输车内。运料板可对碴料起到刮动作用，以推动运料长盒内的碴料运行，分层板可对碴料起到存放作用，且分层板与运料长盒之间留有工运料板运行的间隙，进而方便运料板运行至分层板的上方以对分层板上的碴料进行清理；

3、放置槽的设置：放置槽可用于放置运料长盒和导料长挡板，在爆破时放置槽可对运料长盒和导料长挡板起到一定保护作用，同时放置槽也可对导料长挡板起到支撑作用，使得导料长挡板在承载碴料时不易发生变形。

附图说明

图1是本申请实施例的工作状态示意图；

图2是本申请实施例中运料长盒及转料机构的结构示意图；

图3是本申请实施例中运料长盒内部结构爆炸示意图。

附图标记说明：100、上部待挖部分；110、中部左侧区域；120、中部右侧区；130、中部中间区域；140、下部左侧区域；150、下部右侧区；160、下部中间区域；170、底部待挖部分；180、中部待挖部分；190、底部待挖部分；200、运料长盒；210、导料长挡板；220、定位杆；230、分层板；240、限位槽；250、入口挡料板；300、转料机构；310、从动链轮；320、主动链轮；330、运料板；340、驱动链条；400、驱动组件；410、驱动电机；420、减速机；500、放置槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种隧道施工方法。参照图1，将待挖的整个断面分成上部待挖部分100、中部待挖部分180、下部待挖部分190以及底部待挖部分170四部分，其中，中部待挖部分180又分为中部左侧区域110、中部右侧区120域和中部中间区域130，中部待挖部分190也分为下部左侧区域140、下部右侧区150域和下部中间区域160，对这四部分进行台阶法错台开挖，其中，上部待挖部分100超前中部待挖部分180约3到5m，中部待挖部分180超前中部待挖部分190约3到5m，中部待挖部分190超前底部待挖部分170约10m，逐级掘进开挖，对各部按如下步骤进行：

S1：上部环行开挖、出碴及上部初期支护：

首先对上部待挖部分100进行超前支护，然后采用弧形导坑法对上部待挖部分100进行环形开挖，开挖后立即对待挖部分初喷4cm厚混凝土和架立型钢钢架，并钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆后复喷混凝土；

S2：中部及下部开挖、除渣及其初期支护：

依次开挖中部左侧区域110、下部左侧区域140，中部右侧区120域、下部右侧区150域，其中，两侧区域采用左右错台开挖，开挖过程中保持左右错开3m，开挖后均初喷4cm厚混凝土并接长型钢钢架，钻设锁脚锚管，并在底部钢架基础垫设槽钢或混凝土垫块，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度，最后开挖中部中间区域130和下部中间区域160，即预留核心土开挖；

S3：底部开挖、出渣及底部初期支护：

开挖隧底剩余部分，并施工初喷4cm混凝土及隧底钢架，使支护体系及时封闭成环；其中，底部采用全幅分段施工，并在上面铺设栈桥；

S4：按照上述步骤循环开挖，直到隧道完成；其中，上、中两部每循环进尺为0.8m，下部利用上部超前支护作业的时间一次进尺1.6m，底部在上部进行超前支护时进行开挖，一次开挖长度为3～6m。

最后：进行仰拱衬砌及仰拱填充施工，完成后进行二衬施工；利用仰拱栈桥灌筑边墙基础和拱部以及隧底填充混凝土，仰拱每部分6米施工，在隧底初期支护施工完成后，绑扎仰拱钢筋，安装仰拱环向止水带、纵向止水带，浇筑仰拱混凝土，仰拱施工完后安装填充挡头板，浇筑填充混凝土，最后进行二衬，二衬利用衬砌模板台车一次性衬砌边墙和拱部。

参照图1和图2，其中S1包括在对上部待挖部分100开挖前的待挖准备，待挖准备为安装用于转运碴料的碴料转运设备。碴料转运设备包括运料长盒200、设置在运料长盒200内的转料机构300、以及运输车。运料长盒200主要用于收集存放爆破时产生的碴料，转料机构300主要用于将运料长盒200内的碴料转运至其下方的运输车上以转运至隧道外部。运料长盒200固定在中部待挖部分180的上端位置处，且运料长盒200开口朝上。运料长盒200对称设置有两个，且运料长盒200其长度方向垂直于断面设置，且运料长盒200远离上部待挖部分100的一端延伸至中部待挖部分180的外侧。工作人员在中部待挖部分180处固定好运料长盒200后，再对上部待挖部分100进行爆破，爆破时产生的碴料易落至运料长盒200内，并在转料机构300的作用下转运至运输车内。

为了方便碴料在爆破时落至运料长盒200内部，运料长盒200的开口部分对称固定设置有一对导料长挡板210，导料长挡板210沿运料长盒200长度方向设置，且导料长挡板210的一侧边与运料长盒200固定焊接。导料长挡板210自远离运料长盒200的一侧边至与运料长盒200连接的一侧边倾斜朝下设置。两个运料长盒200相互远离的导料长挡板210均与隧道的侧壁贴合设置，两个运料长盒200相互靠近的导料长挡板210相互贴合设置。

参照图1和图3，为了降低爆破时的冲击力对运料长盒200的冲击影响，使得运料长盒200与中部待挖部分180连接稳定。运料长盒200下壁设置有多个定位杆220，定位杆220竖直设置，且定位杆220的一端与运料长盒200固定焊接，定位杆220的另一端开设有尖角，以便工作人员将定位杆220插入至中部待挖部分180内。中部待挖部分180的上端开设有放置槽500，放置槽500主要用于放置运料长盒200和导料长挡板210，且爆破孔设置在导料长挡板210的上方区域内。安装运料长盒200时，工作人员将定位杆220插接在放置槽500的底壁处，并使得导料长挡板210和放置槽500的侧壁均与放置槽500的侧壁贴合设置。

转料机构300包括从动链轮310、主动链轮320、以及运料板330。主动链轮320和从动链轮310均设置在运料长盒200内部并与运料长盒200转动连接。主动链轮320设置在运料长盒200远离上部待挖部分100的一端，从动链轮310转动设置在运料长盒200靠近上部待挖部分100的一端，主动链轮320和从动链轮310套接有一对驱动链条340，驱动链条340套设在主动链轮320和从动链轮310上并与主动链轮320和从动链轮310啮合设置。运料板330垂直于驱动链条340长度方向并平行于运料长盒200底壁与驱动链条340固定连接，运料长盒200固定设置有分层板230，分层板230平行于运料长盒200的底壁设置，且分层板230将驱动链条340分成上下两部分，主动链轮320连接有驱动其转动的驱动组件400。驱动组件400包括驱动电机410和减速机420。驱动电机410与减速机420连接，且减速机420的输出轴与主动链轮320同轴键固定连接，驱动电机410和减速机420与外运料长盒200的侧壁固定连接，且驱动电机410和减速机420外套设有用于保护其的防护罩。运料板330设置有多个，且运料板330沿其长度方向垂直于驱动链条340设置，运料板330平行于运料长盒200的底壁设置，运料长盒200固定设置有分层板230，分层板230平行于运料长盒200的底壁设置，且分层板230将驱动链条340分成上下两部分。

为了使得运料板330在运行时难以发生上下摆动，以使得转料机构300运行稳定，运料长盒200的侧壁沿其长度方向设置有限位槽240，运料板330的端部插接在限位槽240内。工作时，驱动电机410转动以通过减速机420带动主动链轮320转动，主动链轮320通过驱动链条340带动运料板330沿着限位槽240的长度方向运行，以使得运料板330可将运料长盒200内的碴料转运至运输车处。

为了对下落的碴料起到一定的缓冲作用，以对驱动链条340和运料板330进行保护。运料长盒200的开口处固定焊接有多个入口挡料板250，入口挡料板250相互平行设置，且入口挡料板250等间距间隔设置。

本申请实施例的实施原理为：工作人员需要对上部待挖部分100进行开挖时，可先将运料长盒200放置在放置槽500内，并使得定位杆220插入至放置槽500的槽底，以使得导料长挡板210和运料长盒200的侧壁与放置槽500的侧壁贴合抵紧，进而使得运料长盒200固定牢固且稳定。之后工作人员对上部待挖部分100进行爆破，以使得碴料落至导料长挡板210以及运料长盒200内。碴料在下落过程中先经过入口挡料板250，入口挡料板250可对碴料起到一定的缓冲作用，进而降低碴料对运料长盒200内部零部件的冲击作用，之后驱动电机410转动，以使得减速机420转动，减速机420通过主动链轮320带动驱动链条340运行，进而使得运料板330可沿着限位槽240的长度方向运行，以将运料长盒200内的碴料转运至运输车内。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种隧道施工方法，其特征在于：包括在对上部待挖部分（100）爆破前的待挖准备，所述待挖准备为安装用于转运碴料的碴料转运设备，所述碴料转运设备包括可拆卸固定设置在中部待挖部分（180）上端面的运料长盒（200）以及设置在运料长盒（200）下方的运输车，所述运料长盒（200）开口朝上且运料长盒（200）沿垂直于断面方向设置，运料长盒（200）远离上部待挖部分（100）的一端延伸至中部待挖部分（180）的外侧，所述运料长盒（200）内设置有用于驱动落至其内的碴料朝运输车内转运的转料机构（300），所述转料机构（300）包括从动链轮（310）、主动链轮（320）、以及运料板（330），主动链轮（320）和从动链轮（310）均转动设置在运料长盒（200）内，且主动链轮（320）和从动链轮（310）套设有用于连接两者的驱动链条（340），所述运料板（330）垂直于驱动链条（340）长度方向并平行于运料长盒（200）底壁与驱动链条（340）固定连接，所述运料长盒（200）固定设置有分层板（230），所述分层板（230）平行于运料长盒（200）的底壁设置，且分层板（230）将驱动链条（340）分成上下两部分，所述主动链轮（320）连接有驱动其转动的驱动组件（400）。

2.根据权利要求1所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述驱动组件（400）包括驱动电机（410）和减速机（420），所述驱动电机（410）与减速机（420）连接，且减速机（420）的输出轴与主动链轮（320）同轴键固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述驱动电机（410）和减速机（420）设置在运料长盒（200）远离上部待挖部分（100）的一端。

4.根据权利要求3所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述驱动组件还包括防护罩，所述防护罩罩设在驱动电机（410）和减速机（420）外部，且防护罩与运料长盒（200）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述运料长盒（200）的开口处设置有多个入口挡料板（250），所述入口挡料板（250）等间距间隔设置，且入口挡料板（250）与运料长盒（200）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述运料长盒（200）的开口部分对称固定设置有一对导料长挡板（210），所述导料长挡板（210）沿运料长盒（200）长度方向设置，且导料长挡板（210）的一侧边与运料长盒（200）固定连接，导料长板自远离运料长盒（200）的一侧边至与运料长盒（200）连接的一侧边倾斜朝下设置。

7.根据权利要求6所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述中部待挖部分（180）开设有用于放置运料长盒（200）和导料长挡板（210）的放置槽（500），放置槽（500）的侧壁与导料长挡板（210）和运料长盒（200）的侧壁贴合设置，爆破孔设置在导料长挡板（210）的上方区域内。

8.根据权利要求7所述的一种隧道施工方法，其特征在于：所述运料长盒（200）固定设置有多个定位杆（220），所述定位杆（220）插接在放置槽（500）内部。

Images