CN114704268B - 一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，其先根据测算结果在隧道断面上钻设炮眼，然后将水袋和炸药包轮流放入安装筒内，接着将安装筒放入钻设的炮眼内，之后再将安装筒从炮眼内取出；引爆炸药包，炸药包爆炸引爆水袋，从而起到降烟尘的作用。完成爆破后，及时排烟清渣，然后将超前导管打入隧道断面周边土层内并超前导管内灌注水泥砂浆；接着进行仰拱开挖，开挖完毕后及时清渣；之后在隧道内部安装拱墙钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射初支混凝土；在仰拱内安装仰拱钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，回填仰拱石碴，然后喷射混凝土，使得隧道内部初支成环。

Description

一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法
技术领域
本申请涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法。
背景技术
在铁路施工过程中，常需开挖隧道穿透山体，以供后续进行道路施工。目前一般采用钻爆法施工，即在隧道断面上钻设炮眼然后在炮眼内装填炸药。爆破完毕后及时排烟出渣，然后安装拱墙钢架并喷射混凝土，期间同步进行仰拱的开挖施工，从而快速封闭成环，以确保隧道的稳定性。
然而，采用钻爆法施工时，会产生大量烟尘，需花费较长的时间等待烟尘消散才可继续进行施工，导致隧道初支成环较慢，不仅影响施工效率，而且存在较大的安全隐患。
发明内容
为了减少爆破过程中产生的烟尘，以提高烟尘消散的速度，本申请提供一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法。
本申请提供的一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法采用如下的技术方案：
一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，包括以下步骤：
S1、根据测算结果在隧道断面上钻设炮眼；
S2、将炸药包和水袋放入安装筒内，然后将安装筒放入炮眼内；
S3、当炸药包和水袋放入炮眼内后，将安装筒从炮眼内取出；
S4、引爆炸药包，完成爆破后，及时排烟清渣；
S5、将超前导管打入隧道断面周边土层内，然后往超前导管内灌注水泥砂浆；
S6、进行仰拱开挖，开挖完毕后及时清渣；
S7、在隧道内部安装拱墙钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射初支混凝土；在仰拱内安装仰拱钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射混凝土，之后回填仰拱石碴；
S8、重复S1～S7，直至完成隧道的开挖。
通过采用上述技术方案，在隧道断面完成炮眼的钻设后，先将水袋和炸药包放入安装筒，然后再将安装筒放入炮眼内，接着将安装筒从炮眼内取出。安装筒对水袋起保护作用，从而使得水袋在放入炮眼的过程中不会被碎石等物体划破，从而确保炸药包能够顺利引爆。当炸药包和水袋放入炮眼内后，再将安装筒从炮眼内取出，使得后续引爆炸药包后，水袋内的水体和炸药包所产生的能量的扩散不会受安装筒阻碍。当炸药包被引爆后，一方面对隧道断面土层起爆破作用，另一方面引爆水袋，水袋内的水体飞溅，从而在烟尘扬起的初期就将烟尘浇灭，起到了显著的降烟尘效果，从而显著缩短后续排出隧道内部烟尘的时间，进而有利于缩短隧道开挖的整体施工周期。且完成断面的爆破后，及时进行仰拱开挖，并在隧道内部安装拱墙钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射初支混凝土，在仰拱内安装仰拱钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，回填仰拱石碴，然后喷射混凝土，使得隧道内部快速支撑成环，降低隧道发生坍塌的可能性。
优选的，S3步骤中，将炸药包和水袋轮流放入安装筒内，且确保其中一袋水袋位于炮眼的洞口处。
通过采用上述技术方案，将炸药包和水袋轮流放入安装筒内，使得水袋炸裂后，水袋内的水体飞溅更加均匀，基本能够覆盖爆炸后影响的土层范围，从而增强降烟尘效果。而爆破时，炮眼处土层最容易往隧道内部飞溅，因此，将其中一袋水袋布置在炮眼的洞口处，能够起到显著的降尘作用，从而限制土体飞溅的范围。
优选的，所述安装筒包括固定架，所述固定架上圆周分布有多根导杆，所述相邻两根导杆之间均设置有弧形挡板，所述弧形挡板沿导杆的长度方向与导杆滑动连接。
通过采用上述技术方案，当装有水袋和炸药包的安装筒放入炮眼内后，先将弧形挡板一一从相邻两根导杆之间抽出，然后通过抽拉固定架即可将导杆从炮眼内抽出，操作较为简单高效。
优选的，所述水袋包括水袋本体，所述水袋本体的两端分别设置有第一固定环、第二固定环，所述第一固定环、第二固定环均滑动设置在多根导杆之间；所述炸药包包括炸药包本体，所述炸药包本体的两端分别设置有第三固定环、第四固定环，所述第一固定环、第二固定环均滑动设置在多根导杆之间。
通过采用上述技术方案，第一固定环和第二固定环对水袋其定位作用，从而方便将水袋放入安装筒内。同理，第三限位环和第四限位环对炸药包其定位作用，从而方便将炸药包放入安装筒内。
优选的，所述导杆与固定架转动连接，所述导杆的周壁设置有若干弧形条，若干弧形条沿导杆的长度方向间隔分布，所述弧形条对应的圆心角小于180°，每块弧形条均位于水袋和炸药包之间。
通过采用上述技术方案，弧形条将相邻的水袋和炸药包隔开，从而使得水袋不会被炸药包挤破。当需将水袋和炸药包放入安装筒内时，转动导杆使得弧形条位于导杆背离安装筒轴线的一侧，即可将水袋和炸药包放入安装筒内。之后在回转导杆，即可将水袋和炸药包隔开。同时，将安装筒从炮眼内取出，也是类似的操作步骤，这里就不再赘述。
优选的，所述第一固定环背离水袋本体的一侧凸设有第一顶杆，所述第三固定环背离炸药包本体的一侧凸设有第二顶杆；当将水袋和炸药包轮流放入安装筒内后，第一固定环与弧形条抵接且第一顶杆与第四固定环抵接，第三固定环与另一弧形条抵接且第二顶杆与第二固定环抵接。
通过采用上述技术方案，因水袋具备较好的形变能力，因此，通过设置第一顶杆和第二顶杆，对水袋的变形起限制作用，使得水袋不易晃动。
优选的，所述第三固定环和第四固定环的内环均设置有薄膜，所述薄膜上设置有尖锥，所述尖锥的头部朝向水袋本体。
通过采用上述技术方案，当炸药包爆炸后，产生大量能量使得温度急剧身高，薄膜瞬间融化且尖锥在爆炸所产生的冲击力作用下朝向水袋高速移动，尖锥第一时间将水袋扎破，一方面确保水袋能够第一时间破裂，能够保证降尘效果，另一方面，尖锥对水袋施加一个较大的冲击力，使得水袋内的水体飞溅更加充分，从而有利于提高水体的覆盖面，进而提高降尘效果。
优选的，所述固定架包括基架和固定在基架上的卡环，所述卡环缺口设置，所述卡环对应的圆心角大于180°，所述导杆穿过卡环并通过紧固件与卡环锁紧连接。
通过采用上述技术方案，卡环通过紧固件限制导杆转动，一方面方便安装弧形挡板，另一方面，也方便将水袋和炸药包放入安装筒以及后续将导杆从炮眼内取出。
附图说明
图1是本申请中水袋和炸药包放入安装筒后的整体结构示意图；
图2是本申请中图1中A的放大示意图；
图3是本申请中安装筒拆除弧形挡板后的结构示意图；
图4是本申请中图3中B的放大示意图；
图5是本申请中水袋和炸药包的连接示意图。
附图标记说明：
100、固定架；1001、基架；1002、卡环；2、导杆；3、弧形条；4、弧形挡板；5、导向槽；6、水袋；61、水袋本体；62、第一固定环；63、第二固定环；7、第一顶杆；8、炸药包；81、炸药包本体；82、第三固定环；83、第四固定环；9、第二顶杆；10、薄膜；11、尖锥。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法。包括以下步骤：
S1、根据测算结果在隧道断面上钻设炮眼。具体的，在隧道内部搭建台架并人工根据图纸钻设炮眼。
S2、将炸药包8和水袋6轮流放入安装筒内，然后再将安装筒放入炮眼内。确保当安装筒放入炮眼内后，其中一袋水袋6位于炮眼的洞口处。安装筒的外径需小于炮眼的孔径，优选安装筒的外径比炮眼的孔径小1cm，以便后续将安装筒从炮眼内取出。
具体的，参照图1和图2，安装筒包括固定架100，固定架100包括基架1001和设置在基架1001上的多个卡环1002。本申请实施例中基架1001为十字架，卡环1002设置有四个，四个卡环1002分别固定在十字架的四个端部。卡环1002留有缺口，卡环1002所对应的圆心角大于180°。每个卡环1002均插接有导杆2，导杆2与卡环1002转动连接并能沿卡环1002的轴线方向移动。卡环1002与导杆2之间通过紧固件锁紧连接，具体的，紧固件为常见的螺栓、螺母，卡环1002上开设有供螺栓穿过的第一通孔，导杆2上开设有供螺栓穿过的第二通孔。将螺栓穿过第一通孔、第二通孔后再拧紧螺栓，即可将导杆2和卡环1002锁死。
参照图3和图4，导杆2的周壁焊接有若干弧形条3，若干弧形条3沿导杆2的长度方向并排间隔分布，弧形条3对应的圆心角小于180°。弧形条3用于将炸药包8和水袋6隔开，从而在将水袋6和炸药包8放入安装筒的过程中，水袋6不会被挤破。相邻两根导杆2之间设置有弧形挡板4，每根导杆2沿其长度方向均开有两道导向槽5，两道导向槽5对称分布在导杆2上，导向槽5位于导杆2设置有弧形条3的对侧，弧形挡板4沿导向槽5的开设方向与导向槽5滑动插接。由于导杆2与卡环1002通过紧固件锁死，使得导杆2上导向槽5的位置固定，从而方便将弧形挡板4安装在相邻两根导杆2之间，方便安装筒的组装。
参照图3和图4，水袋6包括水袋本体61，水袋本体61的两端分别粘接有第一固定环62、第二固定环63，第一固定环62、第二固定环63的外环面均开有四个弧形缺口，四个弧形缺口对应四根导杆2，导杆2与弧形缺口插接配合。第一固定环62背离水袋本体61的一侧凸设有四根第一顶杆7。
炸药包8包括炸药包本体81，炸药包本体81的两端分别粘接有第三固定环82、第四固定环83，第三固定环82和第四固定环83的结构一致且与第一固定环62的结构一致，这里不再赘述。第三固定环82背离炸药包本体81的一侧凸设有四根第二顶杆9。
在将炸药包8和水袋6放入安装筒内之前，先初步组装安装筒。将四根导杆2一一穿过对应的卡环1002，然后转动导杆2以使得弧形块不会阻碍水袋6和炸药包8放入四根导杆2所围成的空间内。接着，利用螺栓、螺母将导杆2和卡环1002锁死，然后将水袋6和炸药包8轮流放入四根导杆2围成的空间内。
之后，松开螺栓和螺母，将导杆2转动180°，此时每一弧形条3均位于相邻的水袋6和炸药包8之间。在弧形条3的限制作用下，第一固定环62与弧形条3抵接且第一顶杆7与第四固定环83抵接，第三固定环82与另一弧形条3抵接且第二顶杆9与第二固定环63抵接。如此，使得水袋6不会因受挤压而破损，又限制了炸药包8和水袋6移动，进一步降低水袋6破损的可能性。
接着，再次利用螺栓、螺母将导杆2和卡环1002锁紧。最后再将弧形挡板4依次安装在相邻导杆2之间即可。弧形挡板4对水袋6起保护作用，从而在将安装筒插入炮眼的过程中，水袋本体61不会被孔洞内的碎石划破，从而不会对后续引爆炸药包8产生影响。
S3、当炸药包8和水袋6放入炮眼内后，将安装筒从炮眼内取出。
具体的，先将弧形挡板4一一从炮眼内取出，然后将导杆2与卡环1002之间的螺栓取下，将导杆2转动180°，期间，弧形条3从相邻的水袋6和炸药包8之间退出，接着将再利用螺栓、螺母锁死导杆2和卡环1002，然后拉动固定架100即可将导杆2拉出。由于导杆2被拉出，使得炮眼内的水袋6和炸药包8不再受束缚，从而不会影响炸药包8爆炸所产生的能量扩散以及水袋6破裂后水体的溅射，保证爆破效果的同时，有利于提高降尘效果。
S4、引爆炸药包8，完成爆破后，及时排烟清渣。
具体的，参照图3和图5，为保证炸药包8爆炸后水袋6第一时间被引爆，在第三固定环82、第四固定环83的内环均粘接有薄膜10，薄膜10的中部粘接有尖锥11，尖锥11的头部朝向水袋6。当炸药包8引爆后，薄膜10在高温环境下瞬间融化，而尖锥11在高压作用下扎破水袋本体61并给水袋6一个较大的作用力，使得水袋本体61炸开，类似于子弹打在水袋6上的感觉，从而使得水袋6内的水溅射更加充分，进而提高降尘效果。
S5、完成清渣后，将超前导管打入隧道断面周边土层内，然后往超前导管内灌注水泥砂浆。
S6、利用挖掘机进行仰拱开挖，开挖完毕后及时清渣。
S7、在隧道内部安装拱墙钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射初支混凝土；在仰拱内安装仰拱钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射混凝土，之后回填仰拱石碴，使得隧道内部快速初支成环，以降低隧道坍塌的可能性。
S8、重复S1～S7，直至完成隧道的开挖。
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 (4)

1.一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据测算结果在隧道断面上钻设炮眼；
S2、将炸药包(8)和水袋(6)放入安装筒内，然后将安装筒放入炮眼内；
S3、当炸药包(8)和水袋(6)放入炮眼内后，将安装筒从炮眼内取出；
S4、引爆炸药包(8)，完成爆破后，及时排烟清渣；
S5、将超前导管打入隧道断面周边土层内，然后往超前导管内灌注水泥砂浆；
S6、进行仰拱开挖，开挖完毕后及时清渣；
S7、在隧道内部安装拱墙钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射初支混凝土；在仰拱内安装仰拱钢架、钢筋网片以及钢架纵向连接钢筋，然后喷射混凝土，之后回填仰拱石碴；
S8、重复S1～S7，直至完成隧道的开挖；
所述安装筒包括固定架(100)，所述固定架(100)上圆周分布有多根导杆(2)，相邻两根导杆(2)之间均设置有弧形挡板(4)，所述弧形挡板(4)沿导杆(2)的长度方向与导杆(2)滑动连接；
所述水袋(6)包括水袋本体(61)，所述水袋本体(61)的两端分别设置有第一固定环(62)、第二固定环(63)，所述第一固定环(62)、第二固定环(63)均滑动设置在多根导杆(2)之间；所述炸药包(8)包括炸药包本体(81)，所述炸药包本体(81)的两端分别设置有第三固定环(82)、第四固定环(83)，所述第一固定环(62)、第二固定环(63)均滑动设置在多根导杆(2)之间；
所述第一固定环(62)背离水袋本体(61)的一侧凸设有第一顶杆(7)，所述第三固定环(82)背离炸药包本体(81)的一侧凸设有第二顶杆(9)；当将水袋(6)和炸药包(8)轮流放入安装筒内后，第一固定环(62)与弧形条(3)抵接且第一顶杆(7)与第四固定环(83)抵接，第三固定环(82)与另一弧形条(3)抵接且第二顶杆(9)与第二固定环(63)抵接；
所述第三固定环(82)和第四固定环(83)的内环均设置有薄膜(10)，所述薄膜(10)上设置有尖锥(11)，所述尖锥(11)的头部朝向水袋本体(61)。
2.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，其特征在于：S3步骤中，将炸药包(8)和水袋(6)轮流放入安装筒内，且确保其中一袋水袋(6)位于炮眼的洞口处。
3.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，其特征在于：所述导杆(2)与固定架(100)转动连接，所述导杆(2)的周壁设置有若干弧形条(3)，若干弧形条(3)沿导杆(2)的长度方向间隔分布，所述弧形条(3)对应的圆心角小于180°，每块弧形条(3)均位于水袋(6)和炸药包(8)之间。
4.根据权利要求1所述的一种单线铁路隧道全断面初支快速成环施工方法，其特征在于：所述固定架(100)包括基架(1001)和固定在基架(1001)上的卡环(1002)，所述卡环(1002)缺口设置，所述卡环(1002)对应的圆心角大于180°，所述导杆(2)穿过卡环(1002)并通过紧固件与卡环(1002)锁紧连接。
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