CN114320315A - 一种用于隧道掘进施工中的预裂法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于隧道掘进施工中的预裂法，包括如下步骤：步骤1，隧道上部区域预裂：在隧道上部区域内布孔钻孔；平孔预裂和破碎出碴；步骤2，隧道下部区域预裂：在隧道下部区域两侧布孔钻孔；竖孔预裂和破碎出碴；平孔预裂和破碎出碴；步骤3，仰拱区域预裂：竖孔预裂；破碎出碴。本发明用于隧道掘进施工中的预裂法，将平孔预裂法和竖孔预裂法两种工法结合使用，精确控制开挖轮廓线，有效防止超欠挖，显著提高隧道开挖掘进施工进度；液压挖掘机一机多用且工序连续，工作时间安排科学合理，减少了设备投入，提高了设备使用率。
Description
技术领域
本发明涉及岩石钻进技术领域，尤其是涉及一种用于隧道掘进施工中的预裂法。
背景技术
目前，我国隧道、矿山、市政建筑施工中，传统使用的钻爆法应用普遍，但是因不当爆破轻者发生房屋损坏以及噪声污染等情况，重者导致人员伤亡和结构坍塌，这些问题既造成了生命财产损失，也增加了建设成本。
在隧道掘进开挖施工过程中，钻爆法还存在超欠挖控制难、对围岩扰动大、爆破不均匀、烟尘污染大、起爆前撤离和后班进场耗时长、民爆物资管理成本高、冲击波和声波扰民等缺点，在隧道施工中受限越来越多。尤其在施工设计方案中有很多不容爆破施工区域，遇到岩石地质施工段，施工单位只能另行寻找其他掘进开挖方法，如机械破碎、机械铣刨、掘进机切削、膨胀剂预裂或CO2静态爆破等方法。当岩石结构强度发生变化，遇有f6级以上强度高且节理不发育的岩石时，采用机械破碎、机械铣刨或掘进机切削等方法则有设备一次性投入大、设备消耗和损耗大幅增加、工效低、进度慢等缺点，还存在振动波超范围传导和围岩扰动等安全隐患；而采用膨胀剂预裂法和CO2静态爆破则有施工成本高、准备工序和装填复杂、作业人数多、预裂时间长(需要6小时以上甚至二十多个小时)、预裂效果偏差大、无法避免振动波和超范围扰动等缺点。这几种方法都有成本高、工效低、不经济等缺点。
国内已有的机械劈裂(楔铁式劈裂)和液压劈裂棒等设备的使用则因劈裂行程小、劈裂工作深度不够、劈裂使用方法单一、劈裂工艺成套性差而导致劈裂效果差别大、劈裂效率低、施工进度慢，影响了在隧道施工中的推广使用，尤其是在隧道掘进开挖施工中的推广使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于隧道掘进施工中的预裂法，将平孔预裂法和竖孔预裂法两种工法结合使用，精确控制开挖轮廓线，有效防止超欠挖，显著提高隧道开挖掘进施工进度；液压挖掘机一机多用且工序连续，工作时间安排科学合理，减少了设备投入，提高了设备使用率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于隧道掘进施工中的预裂法，隧道掌子面由上至下依次包括隧道上部区域、隧道下部区域和仰拱区域，该预裂法包括如下步骤：
步骤1，隧道上部区域预裂：
1.1布孔钻孔，在隧道上部区域内定位标记平工作孔和临空孔的位置，使用钻孔设备在隧道上部区域内平工作孔和临空孔标记处岩石上钻孔，平工作孔和临空孔与隧道轴向平行布设；
1.2平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道上部区域进行预裂操作，隧道上部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；
步骤2，隧道下部区域预裂：
2.1布孔钻孔，在隧道下部区域两侧定位标记平工作孔的位置，使用钻孔设备在隧道下部区域两侧平工作孔标记处岩石上钻孔；
2.2竖孔预裂和破碎出碴，使用钻孔设备在隧道下部区域钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对隧道下部区域进行预裂操作，隧道下部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；
2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道下部区域两侧进行预裂操作，隧道下部区域两侧岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴，使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护；
步骤3，仰拱区域预裂：
3.1竖孔预裂，使用钻孔设备在仰拱区域内钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对仰拱区域进行预裂操作，仰拱区域岩石裂开；
3.2破碎出碴，预裂结束后采用破碎锤将预裂岩石破碎改小，装运出碴。
进一步地，步骤1中隧道上部区域通过台阶分界线划分为上部台阶区域和下部台阶区域，上部台阶区域由上至下依次包括第一平孔区域和第二平孔区域，下部台阶区域为第三平孔区域；
平工作孔均匀分布于第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内；临空孔沿开挖轮廓线的顶部弧线段均匀分布；
步骤1.1布孔钻孔中，在隧道上部区域内标记处钻临空孔；在第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内标记处钻平工作孔；
步骤1.2平孔预裂和破碎出碴中，采用平孔预裂法对第一平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；采用平孔预裂法对第二平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护，上部台阶区域施工完毕；采用平孔预裂法对第三平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴。
进一步地，第一平孔区域内均匀分布两层平工作孔，上层与开挖轮廓线的顶部弧线段平行均匀分布，下层沿直线均匀分布；第二平孔区域和第三平孔区域内均沿直线均匀分布单排平工作孔。
进一步地，步骤2中隧道下部区域包括第七平孔侧区域，中间竖孔区域和第八平孔侧区域；中间竖孔区域由上至下依次包括第四竖直孔区域，第五竖直孔区域和第六竖直孔区域；竖工作孔与地面垂直或斜交布设；
步骤2.1布孔钻孔，第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内的平工作孔，沿开挖轮廓线的侧边线均匀分布；在第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内标记处钻平工作孔；
步骤2.2竖孔预裂和破碎出碴，在第四竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第四竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第五竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第五竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第六竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第六竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；
步骤2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对第七平孔侧区域和第八平孔侧区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护。
进一步地，步骤3中仰拱区域为第九竖孔区域；步骤3.1竖孔预裂中，对第九竖孔区域进行开挖，仰拱底部轮廓线为弧线，按照仰拱开挖轮廓线的线型布设竖工作孔，临近隧道中线的为竖直孔，临近两边轮廓线的为竖斜孔，对竖直孔和竖斜孔进行钻孔；采用竖孔预裂法对第九竖孔区域朝洞口方向进行预裂作业。
进一步地，平孔预裂法采用平孔预裂机构，所述平孔预裂机构包括：预裂器，液压挖掘机，安装于液压挖掘机上的连接器和用于将预裂器安装于连接器上的工装系统；
所述工装系统包括：用于夹持预裂器的液压夹持器，用于液压夹持器往复移动的行走轮组和行走轨道，用于推动液压夹持器移动的行走油缸，用于行走轨道悬挂和角度调整的液压回转机构；液压回转机构和液压挖掘机的工作臂通过连接器实现连接；
液压挖掘机的液压管路分别连通和控制液压夹持器、行走油缸、液压回转机构和预裂器；液压挖掘机上安装远视系统，远视系统包括观察端和观察屏幕；
平孔预裂法包括如下步骤：通过液压挖掘机的液压管路控制液压夹持器抓取预裂器，借助远视系统操作液压挖掘机举升预裂器，使得预裂器朝向临空面，控制液压回转机构调整预裂器的角度，将预裂器对准平工作孔；
通过液压挖掘机的液压管路控制行走油缸伸长将预裂器送入孔内预定深度，预裂器的工作顶柱朝向临空面；
控制夹持器松开预裂器，通过液压挖掘机的液压管路控制预裂器进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱方向裂开；
预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器。
进一步地，竖孔预裂法采用竖孔预裂机构，所述竖孔预裂机构包括：液压挖掘机，预裂器和用于将预裂器安装于液压挖掘机工作臂上的连接器；液压挖掘机的液压管路连通和控制预裂器；
竖孔预裂法包括如下步骤：操作液压挖掘机通过连接器的吊钩吊起预裂器，将预裂器对准竖工作孔孔口送入孔内预定深度，预裂器的工作顶柱朝向临空面；解开连接器吊钩，通过液压挖掘机的液压管路控制预裂器进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱方向裂开；预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器。
进一步地，所述破碎锤安装方法为：预裂完成取出预裂器后，卸下预裂器和工装系统，将连接器连接上破碎锤，通过液压挖掘机的液压管路控制破碎锤破碎预裂的岩石。
进一步地，所述破碎锤安装方法为：预裂完成取出预裂器后，卸下预裂器，将连接器联接上破碎锤，通过液压挖掘机的液压管路控制破碎锤破碎预裂的岩石。
本发明的有益效果是：
本发明用于隧道掘进施工中的预裂法，将平孔预裂法和竖孔预裂法两种工法结合使用，精确控制开挖轮廓线，有效防止超欠挖，显著提高隧道开挖掘进施工进度；对作业范围外无扰动，岩石开裂的方向全由人为控制，大幅提高了开挖安全性。本发明预裂法从最薄弱的抗拉强度入手，降低了设备作业负荷，节约了燃油，预裂器除用电外其他消耗很小，维修简便，大幅降低了施工成本。
本发明预裂法中平孔预裂法的平工作孔为水平布设，用于缺乏临空面的部位由上往下逐层开挖，以及需要控制开挖轮廓线的部位，如隧道全断面、分台阶的上轮廓线弧线段的台阶开挖等。本发明预裂法还需要钻临空孔，用于控制开挖轮廓线。本发明预裂法中的竖孔预裂法的竖工作孔与地面垂直或斜交布设，用于已有临空面且有钻竖工作孔空间的部位，以及需要保留边缘线的部位的施工，如隧道中下部和仰拱的开挖施工等。由于已经具备临空面，只需钻竖工作孔即可，与平孔预裂法对比，减少了钻临空孔工作。
本发明用于隧道掘进施工中的预裂法，只需预先布孔钻孔后可以快速对岩石进行预裂，操作本预裂工法作业班组人数少，大幅减少了进洞人数，降低了作业安全风险。本发明预裂法岩石预裂在一分钟以内，完成后只需要使用破碎锤将预裂岩石快速改小即可装运出碴，大幅提高作业效率。本发明中液压挖掘机一机多用且工序连续，工作时间安排科学合理，减少了设备投入，提高了设备使用率。
本发明预裂法中预裂器为全液压控制，工作平稳可靠，操作简单轻便，对岩石预裂作用时间在一分钟以内即可使岩石裂开，可大幅提高作业效率。岩石预裂过程不产生烟尘气体等污染，缩短了送风换气时间和后班作业间隔，提高了施工进度。本发明预裂法中设备驾驶操作人员一机一人，预裂器作业和设备转移时仅需要辅助工人2人，大幅减少了作业班组人数，降低了作业安全风险。
附图说明
附图1为本发明平孔预裂法作业过程示意图；
附图2为本发明隧道掌子面布孔钻孔示意图；
附图3为本发明隧道掌子面临空孔结构示意图；
附图4为本发明竖孔预裂法作业过程示意图；
附图5为本发明破碎锤破碎和修整作业过程示意图；
附图6为本发明破碎锤破碎作业过程示意图；
附图7为本发明平孔预裂机构结构示意图；
附图8为本发明液压管路的控制回路图。
附图标记：预裂器1，工作顶柱11，液压挖掘机2，隧道掌子面3，平工作孔31，临空孔32，竖工作孔33，开挖轮廓线34，台阶分界线划35，第一平孔区域361，第二平孔区域362，第三平孔区域363，第四竖直孔区域364，第五竖直孔区域365，第六竖直孔区域366，第七平孔侧区域367，第八平孔侧区域368，第九竖孔区域369；连接器4，工装系统5，液压夹持器51，行走轮组52，行走轨道53，行走油缸54，液压回转机构55；破碎锤6。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种用于隧道掘进施工中的预裂法，隧道掌子面3由上至下依次包括隧道上部区域、隧道下部区域和仰拱区域。该预裂法包括如下步骤：
步骤1，隧道上部区域预裂：
1.1布孔钻孔，在隧道上部区域内定位标记平工作孔31和临空孔32的位置，使用钻孔设备在隧道上部区域内平工作孔31和临空孔32标记处岩石上钻孔，平工作孔31和临空孔32与隧道轴向平行布设；
1.2平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道上部区域进行预裂操作，隧道上部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤6破碎出碴。
步骤2，隧道下部区域预裂：
2.1布孔钻孔，在隧道下部区域两侧定位标记平工作孔31的位置，使用钻孔设备在隧道下部区域两侧平工作孔31标记处岩石上钻孔；
2.2竖孔预裂和破碎出碴，使用钻孔设备在隧道下部区域钻竖工作孔33，采用竖孔预裂法对隧道下部区域进行预裂操作，隧道下部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤6破碎出碴；
2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道下部区域两侧进行预裂操作，隧道下部区域两侧岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤6破碎出碴，使用破碎锤6修整轮廓线，清理后进行初期支护。
步骤3，仰拱区域预裂：
3.1竖孔预裂，使用钻孔设备在仰拱区域内钻竖工作孔33，采用竖孔预裂法对仰拱区域进行预裂操作，仰拱区域岩石裂开；
3.2破碎出碴，预裂结束后采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小，装运出碴。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中隧道上部区域通过台阶分界线划35分为上部台阶区域和下部台阶区域，上部台阶区域由上至下依次包括第一平孔区域361和第二平孔区域362，下部台阶区域为第三平孔区域363。
平工作孔31均匀分布于第一平孔区域361、第二平孔区域362和第三平孔区域363内。临空孔32沿开挖轮廓线34的顶部弧线段均匀分布。
步骤1.1布孔钻孔中，在隧道上部区域内标记处钻临空孔32，孔径为48mm，孔深为每循环1.5m，孔距不超过72mm。在第一平孔区域361、第二平孔区域362和第三平孔区域363内标记处钻平工作孔31，孔径160mm，孔深为每循环1.5m，孔距不超过1.5m。
步骤1.2平孔预裂和破碎出碴中，采用平孔预裂法对第一平孔区域361进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴；采用平孔预裂法对第二平孔区域362进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴。使用破碎锤6修整轮廓线，清理后进行初期支护，上部台阶区域施工完毕；采用平孔预裂法对第三平孔区域363进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴。
实施例3
本实施例与实施例2的不同之处在于：第一平孔区域361内均匀分布两层平工作孔31，上层与开挖轮廓线34的顶部弧线段平行均匀分布，下层沿直线均匀分布。第二平孔区域362和第三平孔区域363内均沿直线均匀分布单排平工作孔31。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤2中隧道下部区域包括第七平孔侧区域367，中间竖孔区域和第八平孔侧区域368。中间竖孔区域由上至下依次包括第四竖直孔区域364，第五竖直孔区域365和第六竖直孔区域366。竖工作孔33与地面垂直或斜交布设，竖工作孔33孔径160mm，孔深为每循环1.5m，孔距不超过1.5m。
步骤2.1布孔钻孔，第七平孔侧区域367和第八平孔侧区域368内的平工作孔31，沿开挖轮廓线34的侧边线均匀分布。在第七平孔侧区域367和第八平孔侧区域368内标记处钻平工作孔31，孔径160mm，孔距1.5m。
步骤2.2竖孔预裂和破碎出碴，在第四竖直孔区域364水平岩层上向下竖直钻竖工作孔33，采用竖孔预裂法对第四竖直孔区域364朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第五竖直孔区域365水平岩层上向下竖直钻竖工作孔33，采用竖孔预裂法对第五竖直孔区域365朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第六竖直孔区域366水平岩层上向下竖直钻竖工作孔33，采用竖孔预裂法对第六竖直孔区域366朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴。
步骤2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对第七平孔侧区域367和第八平孔侧区域368进行岩石预裂作业，采用破碎锤6将预裂岩石破碎改小装运出碴。使用破碎锤6修整轮廓线，清理后进行初期支护。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤3中仰拱区域为第九竖孔区域369。步骤3.1竖孔预裂中，对第九竖孔区域369进行开挖，仰拱底部轮廓线为弧线，按照仰拱开挖轮廓线的线型布设竖工作孔33，临近隧道中线的为竖直孔，临近两边轮廓线的为竖斜孔，对竖直孔和竖斜孔进行钻孔。采用竖孔预裂法对第九竖孔区域369朝洞口方向进行预裂作业。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于：平孔预裂法采用平孔预裂机构，该平孔预裂机构包括：预裂器1，液压挖掘机2，安装于液压挖掘机上的连接器4和用于将预裂器安装于连接器上的工装系统5。
工装系统5包括：用于夹持预裂器的液压夹持器51，用于液压夹持器往复移动的行走轮组52和行走轨道53，用于推动液压夹持器移动的行走油缸54，用于行走轨道悬挂和角度调整的液压回转机构55。液压回转机构55和液压挖掘机2的工作臂通过连接器4实现连接。
液压挖掘机2的液压管路21分别连通和控制液压夹持器51、行走油缸54、液压回转机构55和预裂器1。液压挖掘机2上安装远视系统7，远视系统7包括观察端71和观察屏幕72。
平孔预裂法包括如下步骤：通过液压挖掘机2的液压管路21控制液压夹持器51抓取预裂器1，借助远视系统7操作液压挖掘机2举升预裂器1，使得预裂器1朝向临空面，控制液压回转机构55调整预裂器1的角度，将预裂器1对准平工作孔31；
通过液压挖掘机2的液压管路21控制行走油缸54伸长将预裂器1送入孔内预定深度，预裂器的工作顶柱11朝向临空面；
控制夹持器51松开预裂器1，通过液压挖掘机2的液压管路21控制预裂器1进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱11方向裂开；
预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器1。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于：竖孔预裂法采用竖孔预裂机构，该竖孔预裂机构包括：液压挖掘机2，预裂器1和用于将预裂器安装于液压挖掘机工作臂上的连接器4。液压挖掘机2的液压管路21连通和控制预裂器1。
竖孔预裂法包括如下步骤：操作液压挖掘机2通过连接器4的吊钩吊起预裂器1，将预裂器1对准竖工作孔33孔口送入孔内预定深度，预裂器1的工作顶柱11朝向临空面；解开连接器4吊钩，通过液压挖掘机2的液压管路21控制预裂器1进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱11方向裂开；预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器。
实施例8
本实施例与实施例6的不同之处在于：破碎锤6安装方法为：预裂完成取出预裂器1后，卸下预裂器1和工装系统5，将连接器4连接上破碎锤6，通过液压挖掘机2的液压管路21控制破碎锤6破碎预裂的岩石。
实施例9
本实施例与实施例7的不同之处在于：破碎锤6安装方法为：预裂完成取出预裂器1后，卸下预裂器1，将连接器4联接上破碎锤6，通过液压挖掘机2的液压管路21控制破碎锤6破碎预裂的岩石。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种用于隧道掘进施工中的预裂法，隧道掌子面由上至下依次包括隧道上部区域、隧道下部区域和仰拱区域，其特征在于：该预裂法包括如下步骤：
步骤1，隧道上部区域预裂：
1.1布孔钻孔，在隧道上部区域内定位标记平工作孔和临空孔的位置，使用钻孔设备在隧道上部区域内平工作孔和临空孔标记处岩石上钻孔，平工作孔和临空孔与隧道轴向平行布设；
1.2平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道上部区域进行预裂操作，隧道上部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；
步骤2，隧道下部区域预裂：
2.1布孔钻孔，在隧道下部区域两侧定位标记平工作孔的位置，使用钻孔设备在隧道下部区域两侧平工作孔标记处岩石上钻孔；
2.2竖孔预裂和破碎出碴，使用钻孔设备在隧道下部区域钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对隧道下部区域进行预裂操作，隧道下部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；
2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道下部区域两侧进行预裂操作，隧道下部区域两侧岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴，使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护；
步骤3，仰拱区域预裂：
3.1竖孔预裂，使用钻孔设备在仰拱区域内钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对仰拱区域进行预裂操作，仰拱区域岩石裂开；
3.2破碎出碴，预裂结束后采用破碎锤将预裂岩石破碎改小，装运出碴。
2.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：步骤1中隧道上部区域通过台阶分界线划分为上部台阶区域和下部台阶区域，上部台阶区域由上至下依次包括第一平孔区域和第二平孔区域，下部台阶区域为第三平孔区域；
平工作孔均匀分布于第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内；临空孔沿开挖轮廓线的顶部弧线段均匀分布；
步骤1.1布孔钻孔中，在隧道上部区域内标记处钻临空孔；在第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内标记处钻平工作孔；
步骤1.2平孔预裂和破碎出碴中，采用平孔预裂法对第一平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；采用平孔预裂法对第二平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护，上部台阶区域施工完毕；采用平孔预裂法对第三平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴。
3.根据权利要求2所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：第一平孔区域内均匀分布两层平工作孔，上层与开挖轮廓线的顶部弧线段平行均匀分布，下层沿直线均匀分布；第二平孔区域和第三平孔区域内均沿直线均匀分布单排平工作孔。
4.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：步骤2中隧道下部区域包括第七平孔侧区域，中间竖孔区域和第八平孔侧区域；中间竖孔区域由上至下依次包括第四竖直孔区域，第五竖直孔区域和第六竖直孔区域；竖工作孔与地面垂直或斜交布设；
步骤2.1布孔钻孔，第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内的平工作孔，沿开挖轮廓线的侧边线均匀分布；在第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内标记处钻平工作孔；
步骤2.2竖孔预裂和破碎出碴，在第四竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第四竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第五竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第五竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第六竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第六竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；
步骤2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对第七平孔侧区域和第八平孔侧区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护。
5.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：步骤3中仰拱区域为第九竖孔区域；步骤3.1竖孔预裂中，对第九竖孔区域进行开挖，仰拱底部轮廓线为弧线，按照仰拱开挖轮廓线的线型布设竖工作孔，临近隧道中线的为竖直孔，临近两边轮廓线的为竖斜孔，对竖直孔和竖斜孔进行钻孔；采用竖孔预裂法对第九竖孔区域朝洞口方向进行预裂作业。
6.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：平孔预裂法采用平孔预裂机构，所述平孔预裂机构包括：预裂器，液压挖掘机，安装于液压挖掘机上的连接器和用于将预裂器安装于连接器上的工装系统；
所述工装系统包括：用于夹持预裂器的液压夹持器，用于液压夹持器往复移动的行走轮组和行走轨道，用于推动液压夹持器移动的行走油缸，用于行走轨道悬挂和角度调整的液压回转机构；液压回转机构和液压挖掘机的工作臂通过连接器实现连接；
液压挖掘机的液压管路分别连通和控制液压夹持器、行走油缸、液压回转机构和预裂器；液压挖掘机上安装远视系统，远视系统包括观察端和观察屏幕；
平孔预裂法包括如下步骤：通过液压挖掘机的液压管路控制液压夹持器抓取预裂器，借助远视系统操作液压挖掘机举升预裂器，使得预裂器朝向临空面，控制液压回转机构调整预裂器的角度，将预裂器对准平工作孔；
通过液压挖掘机的液压管路控制行走油缸伸长将预裂器送入孔内预定深度，预裂器的工作顶柱朝向临空面；
控制夹持器松开预裂器，通过液压挖掘机的液压管路控制预裂器进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱方向裂开；
预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器。
7.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：竖孔预裂法采用竖孔预裂机构，所述竖孔预裂机构包括：液压挖掘机，预裂器和用于将预裂器安装于液压挖掘机工作臂上的连接器；液压挖掘机的液压管路连通和控制预裂器；
竖孔预裂法包括如下步骤：操作液压挖掘机通过连接器的吊钩吊起预裂器，将预裂器对准竖工作孔孔口送入孔内预定深度，预裂器的工作顶柱朝向临空面；解开连接器吊钩，通过液压挖掘机的液压管路控制预裂器进行预裂操作，岩石沿垂直于工作顶柱方向裂开；预裂完成，关闭液压泵站，取出预裂器。
8.根据权利要求6所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：所述破碎锤安装方法为：预裂完成取出预裂器后，卸下预裂器和工装系统，将连接器连接上破碎锤，通过液压挖掘机的液压管路控制破碎锤破碎预裂的岩石。
9.根据权利要求7所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：所述破碎锤安装方法为：预裂完成取出预裂器后，卸下预裂器，将连接器联接上破碎锤，通过液压挖掘机的液压管路控制破碎锤破碎预裂的岩石。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114922638A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-08-19 | 中国十九冶集团有限公司 | 一种隧道施工用岩石破碎装置 |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101520292A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-09-02 | 路桥集团国际建设股份有限公司 | 一种隧道式锚碇洞室的开挖爆破方法 |
| KR101077067B1 (ko) * | 2011-09-26 | 2011-10-26 | 이태노 | 터널 하부단면 혼합 천공방식에 의한 발파공법 |
| CN103075933A (zh) * | 2012-06-06 | 2013-05-01 | 中铁十一局集团有限公司 | 一种大楔形多重复式掏槽施工工艺 |
| CN104314574A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-28 | 福州市规划设计研究院 | 一种硬岩隧道非爆破开挖分块方法及施工方法 |
| CN107035377A (zh) * | 2017-06-24 | 2017-08-11 | 浙江华东工程咨询有限公司 | 一种尾水隧洞开挖支护的施工方法 |
| CN206428738U (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-22 | 遂宁市长丰机械科技有限公司 | 带破碎锤的挖掘机上的钻机 |
| CN107327306A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-07 | 中铁十局集团第五工程有限公司 | 城市浅埋条件下叠加隧道开挖施工方法 |
| KR101827341B1 (ko) * | 2016-11-25 | 2018-02-08 | 양재이엔지 주식회사 | 터널 암반 굴착방법 |
| CN109026019A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-18 | 中水电第十工程局（郑州）有限公司 | 水磨钻非爆破石方洞挖施工的方法 |
| CN109681223A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-26 | 中铁二局集团有限公司 | 一种硬质岩层隧道非爆破开挖施工方法 |
| CN109736825A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-10 | 中铁三局集团有限公司 | 超硬质岩隧道水钻配合液压劈裂开挖施工方法 |
| CN109882191A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-14 | 许和翔 | 一种全液压劈裂台车 |
| CN110306928A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-08 | 重庆渝交机电设备有限公司 | 一种多功能钻机及硬岩隧道非爆破施工方法 |
| CN110671041A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-10 | 宜昌鄂奥图机械制造有限公司 | 多功能掘进一体机 |
| JP2020020139A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社奥村組 | プレスプリッティングによる発破掘削工法 |
| CN111119909A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-05-08 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种隧道开挖方法 |
| CN111140239A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-05-12 | 中冶建工集团有限公司 | 隧道仰拱非爆开挖方法 |
| KR102158534B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2020-09-22 | 에스케이건설 주식회사 | 다수의 자유면 형성을 이용한 제어발파 굴착방법 |
| CN111811348A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-10-23 | 中交路桥建设有限公司 | 一种隧道减震控制爆破的开挖掘进施工工法 |
| CN214836360U (zh) * | 2021-01-13 | 2021-11-23 | 中建五局土木工程有限公司 | 一种富水上软下硬复合地层的盾构掘进施工结构 |
-
2022
- 2022-01-11 CN CN202210028298.1A patent/CN114320315A/zh active Pending
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101520292A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-09-02 | 路桥集团国际建设股份有限公司 | 一种隧道式锚碇洞室的开挖爆破方法 |
| KR101077067B1 (ko) * | 2011-09-26 | 2011-10-26 | 이태노 | 터널 하부단면 혼합 천공방식에 의한 발파공법 |
| CN103075933A (zh) * | 2012-06-06 | 2013-05-01 | 中铁十一局集团有限公司 | 一种大楔形多重复式掏槽施工工艺 |
| CN104314574A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-28 | 福州市规划设计研究院 | 一种硬岩隧道非爆破开挖分块方法及施工方法 |
| KR101827341B1 (ko) * | 2016-11-25 | 2018-02-08 | 양재이엔지 주식회사 | 터널 암반 굴착방법 |
| CN206428738U (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-22 | 遂宁市长丰机械科技有限公司 | 带破碎锤的挖掘机上的钻机 |
| CN107035377A (zh) * | 2017-06-24 | 2017-08-11 | 浙江华东工程咨询有限公司 | 一种尾水隧洞开挖支护的施工方法 |
| CN107327306A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-07 | 中铁十局集团第五工程有限公司 | 城市浅埋条件下叠加隧道开挖施工方法 |
| JP2020020139A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社奥村組 | プレスプリッティングによる発破掘削工法 |
| CN109026019A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-18 | 中水电第十工程局（郑州）有限公司 | 水磨钻非爆破石方洞挖施工的方法 |
| CN109681223A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-26 | 中铁二局集团有限公司 | 一种硬质岩层隧道非爆破开挖施工方法 |
| CN109736825A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-10 | 中铁三局集团有限公司 | 超硬质岩隧道水钻配合液压劈裂开挖施工方法 |
| CN109882191A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-14 | 许和翔 | 一种全液压劈裂台车 |
| CN110306928A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-08 | 重庆渝交机电设备有限公司 | 一种多功能钻机及硬岩隧道非爆破施工方法 |
| CN110671041A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-10 | 宜昌鄂奥图机械制造有限公司 | 多功能掘进一体机 |
| KR102158534B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2020-09-22 | 에스케이건설 주식회사 | 다수의 자유면 형성을 이용한 제어발파 굴착방법 |
| CN111119909A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-05-08 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种隧道开挖方法 |
| CN111140239A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-05-12 | 中冶建工集团有限公司 | 隧道仰拱非爆开挖方法 |
| CN111811348A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-10-23 | 中交路桥建设有限公司 | 一种隧道减震控制爆破的开挖掘进施工工法 |
| CN214836360U (zh) * | 2021-01-13 | 2021-11-23 | 中建五局土木工程有限公司 | 一种富水上软下硬复合地层的盾构掘进施工结构 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114922638A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-08-19 | 中国十九冶集团有限公司 | 一种隧道施工用岩石破碎装置 |
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