[发明专利]城市隧道钻凿铣机械组合非爆开挖工艺

说明书

本发明公布了一种城市隧道钻凿铣机械组合非爆开挖工艺，按以下步骤进行，(1)施工测量；(2)机械钻孔；在上台阶掘进施工时，采用钻机钻孔以形成临空面，对拱墙沿开挖边线钻孔切割，在掌子面上钻设炮头诱导孔；(3)掘进开挖；采用台阶法在掌子面开挖；(4)铣挖修边；采用铣挖机进行修边，铣挖欠挖体、切割残留物，并清理拱顶和掌子面上破碎岩体；(5)隧道出渣；(6)初期支护及二次衬砌；每环隧道掘进完成在掌子面清理干净后，及时进行初期支护施工，采取锚、网、顶、喷相结合的方式固结、封闭围岩体。该工法从源头上杜绝了爆破振害的产生，减少对围岩及地表建构筑物的扰动，降低了地表沉降和隧道垮塌风险。

技术领域

本发明属于隧道掘进技术领域，尤其涉及一种隧道的非爆开挖方法。

背景技术

由于城市隧道位于或邻近城区，其场址及周边开发程度较高，地形受人类活动影响大，其顶部往往分布较多建筑物，加之埋深较浅，施工中传统的钻爆法难免对建构筑物造成影响，引起地面沉降、建构筑物开裂等，造成社会不稳定和其它社会矛盾，给隧道建设者们带来严峻考验，由此可见，本领域技术人员亟待设计出一种有效避免爆破震害，有效杜绝常规钻爆法对周边环境的影响，保障建构筑物的安全的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种城市隧道钻凿铣机械组合非爆开挖工艺，该工法从源头上杜绝了爆破振害的产生，减少对围岩及地表建构筑物的扰动，降低了地表沉降和隧道垮塌风险。

本发明的技术方案如下：

一种城市隧道钻凿铣机械组合非爆开挖工艺，按以下步骤进行，

(1)施工测量；在隧道外设置水准点、中线点，定期复核，洞内控制点在掘进过程中按施工进度设定；每次掘进前应根据设计尺寸实地放样，在掌子面上标出开挖轮廓线；开挖完成后及时复核，采用全站仪或经纬仪定出隧道中线和拱顶高程，隧道中线及高程经复核无误后，由测量人员现场实地放样，以隧道中线为参照，按孔位设计图在掌子面上标出周边孔和诱导孔，孔位采用红油漆标；

(2)机械钻孔；在上台阶掘进施工时，必须采用钻机钻孔以形成临空面，对拱墙沿开挖边线钻孔切割，在掌子面上钻设炮头诱导孔；周边切割孔和诱导孔均采用φ100mm钻头成孔，拱部周边钻孔间距为20～30cm；钻机就位后先实施周边切割孔，钻孔深度不超过3m，切割孔角度按外插角2～3度控制；周边切割孔钻设完成，按至上而下的顺序钻诱导孔，诱导孔钻孔深度在掘进进尺基础上加深20cm，钻孔角度宜尽量水平；

(3)掘进开挖；采用台阶法在掌子面开挖，上台阶安排两台、下台阶安排一台破碎锤联合作业；拱墙切割孔、掌子面诱导孔钻设完毕，液力破碎锤自行就位后，调整大臂，以各诱导孔口作为支点，将炮头插入孔内，通过液压驱动产生的持续冲击力，将掌子面岩石破碎；上台阶掘进开挖时，破碎锤应按由中间向两边、自下而上的顺序分层破碎、凿打；下台阶开挖时，则按由外向里、由中间向两边的顺序破碎、凿打；

(4)铣挖修边；采用铣挖机进行修边，铣挖欠挖体、切割残留物，并清理拱顶和掌子面上破碎岩体；

(5)隧道出渣；

(6)初期支护及二次衬砌；初期支护紧跟掌子面，每环隧道掘进完成在掌子面清理干净后，及时进行初期支护施工，采取锚、网、顶、喷相结合的方式固结、封闭围岩体；二次衬砌采用全断面自行式液压模板台车整体浇筑，泵送入模，人工结合机械振捣密实。

进一步地，对于大跨径隧道的施工，台阶高度宜结合拱部矢跨比和机械需用空间共同确定，拱部矢跨比不小于1/5。

进一步地，按照1/2～2/3H的矢跨比确定拱部第一台阶高度。

进一步地，拱部第一台阶高度为5～6m，下台阶高度为3～4.5m。

进一步地，大跨径隧道机械开挖采用长台阶，台阶留置长度以不超过5倍隧道开挖跨度，下台阶开挖后及时进行仰拱施工。