一種無爆破機(jī)械開挖法
【專利摘要】本發(fā)明是一種無爆破機(jī)械開挖法。包括下步驟：1）采用反鏟直接開挖傾斜導(dǎo)坑部位，掌子面開挖成70o～80o傾斜掌子面；2）采用液壓破碎錘從頂拱部位開始向兩側(cè)邊開挖，預(yù)留區(qū)開挖，邊將開挖成型部位初噴5cm混凝土覆蓋；3）安裝工字鋼；4）在工字鋼拱架上按30cm間距開孔，確保超前小導(dǎo)管外插角5°～15°，形成整體超前管棚；5）工字鋼拱架安裝與出露的反吊錨筋樁焊接；6）復(fù)噴混凝土以完全覆蓋工字鋼；7）對隧洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿；8）最后進(jìn)行系統(tǒng)錨桿作業(yè)。開挖過程全部采用機(jī)械作業(yè)，施工作業(yè)人員大幅度降低，且施工人員的安全得到保障。
【專利說明】一種無爆破機(jī)械開挖法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電、公路、礦行業(yè)等【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到不良地質(zhì)、大斷面隧洞開挖支護(hù)技術(shù)的改良，具體是一種無爆破機(jī)械開挖法。

【背景技術(shù)】
[0002]水利水電工程、交通工程、礦行業(yè)開采等地下工程中建設(shè)過程中，對不良復(fù)雜地質(zhì)條件下的地下工程開挖問題成為建筑工程極其關(guān)注的問題。由于不良復(fù)雜地質(zhì)條件下不合理的開挖方法和支護(hù)措施都會導(dǎo)致圍巖變形大，甚至造成塌方，而影響施工的安全、工期。雖然現(xiàn)階段針對不良地質(zhì)隧洞開挖已經(jīng)總結(jié)了較多方法，如:“核心土”法，“⑶”法等方法，上述方法僅是采用“鉆爆法”進(jìn)行施工，由于“鉆爆法”爆破震動大，對圍巖的穩(wěn)定不利，使圍巖掌子面收斂變形，需及時進(jìn)行支護(hù)。采用本發(fā)明的無爆破機(jī)械開挖法完全避免了上述問題。同時解決了收斂變形的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種無爆破機(jī)械開挖法，該方法對圍巖擾動較小，有利于圍巖穩(wěn)定；施工進(jìn)度較快；工程、施工風(fēng)險較??；對環(huán)境造成污染小。
[0004]本發(fā)明通過對不良地質(zhì)大斷面隧洞開挖支護(hù)施工技術(shù)方法的改變，保證對隧洞圍巖擾動較小，加快施工進(jìn)度、減少施工安全風(fēng)險，降低施工成本，獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]該方法包括以下步驟:
I)采用反鏟直接開挖傾斜導(dǎo)坑部位，堅硬巖體采用液壓破碎錘鋪助開挖，深0.Sm，預(yù)留體以圍巖自穩(wěn)為準(zhǔn)，不小于10m，開挖一段后，及時混凝土噴射覆蓋，確保預(yù)留體穩(wěn)定，掌子面開挖成70°?80°傾斜掌子面確保掌子面穩(wěn)定，采用傾斜掌子面，比垂直掌子面更具安全性，相當(dāng)于在掌子面設(shè)置“核心土”支撐，有效控制掌子面“擠出位移”。采用傾斜掌子面，同時有利于反向挖掘機(jī)施工作業(yè)。
[0006]2)預(yù)留區(qū)開挖:采用液壓破碎錘從頂拱部位開始向兩側(cè)邊開挖，最后開挖兩邊邊墻，邊開挖，邊將開挖成型部位初噴5cm混凝土覆蓋。
[0007]3)安裝工字鋼:工字鋼底腳清理干凈用硬物墊實(shí)穩(wěn)固，采用圓鋼彎曲為“L”型連接錨桿和工字鋼，鎖腳錨桿與工字鋼連接焊接長度為錨桿鋼筋直徑的10倍(1d)；
4)在工字鋼拱架上按30cm間距開孔，確保超前小導(dǎo)管(可以注漿的無縫鋼管，主要起到預(yù)支護(hù)的作用)外插角5°?15°，從孔內(nèi)造孔、安裝，將小導(dǎo)管尾部擔(dān)在工字鋼拱架上，形成整體超前管棚；
5)工字鋼拱架安裝與出露的反吊錨筋樁焊接；若洞口開挖采用此方法時，工字鋼拱架間距為25cm，且最好立5榀；其他洞段工字鋼間距為50cm。
[0008]6)復(fù)噴混凝土以完全覆蓋工字鋼；
7)對隧洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，按2m布置一排回填灌漿孔，每排3個孔，孔口灌漿壓力0.1Mpa，漿液水灰比0.5:1 ; 8)最后進(jìn)行系統(tǒng)錨桿作業(yè)。
[0009]采用本發(fā)明的方法對圍巖擾動較小，有利于圍巖穩(wěn)定；施工進(jìn)度較快；工程、施工風(fēng)險較??；對環(huán)境造成污染小。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用傾斜掌子面，比較垂直掌子面更具安全性，相當(dāng)于在掌子面設(shè)置“核心土”支撐，有效控制掌子面“擠出位移”；同時有利于反向挖掘機(jī)施工作業(yè)。
[0010]2、采用混凝土噴射車配合作業(yè)，使開挖面更早的得到支護(hù)，使“掌子面后變形”得到更早遏制，降低了隧洞的變形量。
[0011]3、采用液壓沖擊錘開挖，其著力點(diǎn)為單點(diǎn)模式，對周邊圍巖的震動比爆破作業(yè)大幅度的降低，大幅度降低了對圍巖的擾動。
[0012]4、開挖過程全部采用機(jī)械作業(yè)，施工作業(yè)人員大幅度降低，作業(yè)人員遠(yuǎn)離掌子面，使施工人員的安全得到保障。
[0013]5、使用的機(jī)械設(shè)備均為常用的施工機(jī)械，沒有特種設(shè)備，施工操作沒有特別的難度。
[0014]6、施工過程始終處于連續(xù)作業(yè)，施工工效高、干擾小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的無爆破機(jī)械開挖法開挖步驟順序示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的無爆破機(jī)械開挖法分區(qū)分塊示意圖。
[0017]圖中，1-傾斜導(dǎo)坑，2 —預(yù)留保護(hù)區(qū)，3 —下一開挖循環(huán)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的無爆破機(jī)械開挖法開挖順序?yàn)?預(yù)挖傾斜導(dǎo)坑一液壓破碎錘開挖周邊預(yù)留區(qū)開挖一初噴5cm砼封閉一安裝鋼拱架一超前小導(dǎo)管一復(fù)噴混凝土一頂拱回填灌漿一錨桿施工一下一循環(huán)，具體包括以下步驟:
1)采用反鏟直接開挖傾斜導(dǎo)坑部位，進(jìn)尺0.5?0.Sm，堅硬巖體采用液壓破碎錘鋪助開挖，深0.Sm,預(yù)留體以圍巖自穩(wěn)為準(zhǔn)，不小于10m，開挖一段后，及時混凝土噴射覆蓋，確保預(yù)留體穩(wěn)定，掌子面開挖成70°?80°傾斜掌子面，確保掌子面穩(wěn)定；
2)預(yù)留區(qū)開挖:采用液壓破碎錘從頂拱部位開始向兩側(cè)邊開挖，最后開挖兩邊邊墻，邊開挖，邊將開挖成型部位初噴5cm混凝土覆蓋。
[0019]3)安裝工字鋼:工字鋼底腳清理干凈用硬物墊實(shí)穩(wěn)固，采用Φ28的圓鋼彎曲為“L”型連接錨桿和工字鋼，錨桿鎖腳與工字鋼連接焊接長度為錨桿鋼筋直徑的10倍；
4)在工字鋼拱架上按30cm間距對圍巖進(jìn)行開孔，確保超前小導(dǎo)管(Φ42L=3.0m排距
1.5m，間距30cm)外插角5°?15°，從孔內(nèi)造孔、安裝，將小導(dǎo)管尾部擔(dān)在工字鋼拱架上，形成整體超前管棚；
5)工字鋼拱架安裝與出露的反吊錨筋樁焊接，洞口工字鋼拱架間距為25cm，且最好立5榀；其他洞段工字鋼間距為50cm，
6)噴射混凝土以完全覆蓋工字鋼；
7)對隧洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，按2m布置一排回填灌漿孔，每排3個孔，孔口灌漿壓力0.1Mpa，漿液水灰(水泥)比0.5:1。
[0020]8)最后進(jìn)行系統(tǒng)錨桿作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種無爆破機(jī)械開挖法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: 1)采用反鏟直接開挖傾斜導(dǎo)坑部位，堅硬巖體采用液壓破碎錘鋪助開挖，深0.Sm，預(yù)留體以圍巖自穩(wěn)為準(zhǔn)，不小于10m，開挖一段后，及時混凝土噴射覆蓋，確保預(yù)留體穩(wěn)定，掌子面開挖成70°?80°傾斜掌子面確保掌子面穩(wěn)定； 2)預(yù)留區(qū)開挖:采用液壓破碎錘從頂拱部位開始向兩側(cè)邊開挖，最后開挖兩邊邊墻，邊開挖,邊將開挖成型部位初噴5cm混凝土覆蓋； 3)安裝工字鋼:工字鋼底腳清理干凈用硬物墊實(shí)穩(wěn)固，采用圓鋼彎曲為“L”型連接錨桿和工字鋼，鎖腳錨桿與工字鋼連接焊接長度為錨桿鋼筋直徑的10倍； 4)在工字鋼拱架上按30cm間距開孔，確保超前小導(dǎo)管外插角5°?15°，從孔內(nèi)造孔、安裝，將小導(dǎo)管尾部擔(dān)在工字鋼拱架上，形成整體超前管棚； 5)工字鋼拱架安裝與出露的反吊錨筋樁焊接；洞口工字鋼拱架間距為25cm，且為5榀；其他洞段工字鋼間距為50cm ； 6)復(fù)噴混凝土以完全覆蓋工字鋼； 7)對隧洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，按2m布置一排回填灌漿孔，每排3個孔，孔口灌漿壓力0.1Mpa，漿液水灰比0.5:1 ; 8)最后進(jìn)行系統(tǒng)錨桿作業(yè)。
【文檔編號】E21D20/00GK104389609SQ201410490937
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】曾彪, 李慶平, 張傳茂, 張開新, 張向偉 申請人:中國水利水電第十四工程局有限公司