[发明专利]一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法

说明书

本发明公开了一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法，包括如下步骤；根据确定的爆破区域，进行预裂爆破布孔，具体包括爆破孔、辅助孔及减震孔的布孔形式设置，布孔设置完成验收合格后进行钻孔施工；钻孔完成后，进行药量计算及药包加工，然后进行装药结构的确定以及起爆网络设计；进行炸药抗浮配重、药包就位及防护，然后方可进行起爆，爆破完成后应对爆破效果进行检测；爆破施工完毕后，对余孔进行密封堵塞，以避免盾构通过爆破区域时发生冒浆事故，封孔完成后等待盾构掘进通过。上述方法通过对该地段采取预裂爆破技术，极大地节约了盾构施工成本，并能有效解决盾构掘进中所遇孤石及硬岩段时处理技术难题。

技术领域

本发明涉及盾构法隧道工程爆破技术领域，具体涉及一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法。

背景技术

近年来随着城市轨道交通建设的飞速发展，越来越多的城市开始大规模修建城际铁路等城市轨道交通，大多数城市中的轨道区间建设都采用盾构法施工，在盾构法隧道施工过程中，经常会遇到随机分布的孤石和基岩突起的上软下硬段地层，且孤石形状大小各异、强度不一，硬岩强度极高。

在上软下硬地质层盾构法施工容易引发一些问题：例如：1、在这类地层中掘进效率低，刀盘刀具磨损严重，易产生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨等，处理起来速度比较慢，严重影响施工进度，有的甚至因施工无法进展而不得不变更设计，花费成本较高，经济效益差；2、软硬不均的地质层在掘进过程中，可能引发地表沉降问题，对周边环境造成巨大影响，同时会导致掘进刀具的严重磨损。3、在硬岩段，不仅掘进边滚刀磨损快，而且容易出现盾构卡壳的情况，因此需要频繁对刀具进行开仓检测，增大了施工风险；4、软硬不均地质层处于下坡段，对于掘进施工有着一定的负面影响。很显然，如何处理好盾构掘进过程中所遇到的孤石与硬岩段，是当前盾构法施工中一个较大的技术难题。

发明内容

补充说明：盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。但是，很显然如何实现上述技术效果，完成盾构法隧道的严格爆破任务仍然是本领域技术人员需要解决的问题。

因此，在这种情况下，本发明提供的技术方案考虑在盾构通过不良地质段前采用预裂爆破技术对孤石及硬岩进行预处理；然后盾构掘进穿过该地段。与此同时，盾构法隧道与普通地下隧道不同，其盾构法隧道对于爆破技术要求更高(因为爆破后还需要保证盾构机通过，并且安全作业不受到任何影响)，其在完成爆破的同时必须要保证避免盾构通过发送冒浆问题，还要保证爆破完整性以及爆破点准确等。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的一种盾构掘进上软下硬地层预裂爆破施工方法，其步骤如下：

步骤S1：首先在盾构开挖前对掘进范围内的不良地质段进行勘测，确定上软下硬地层的具体区域，其次依据勘测得到的上软下硬不良地质段具体区域及分布形式，确定预裂爆破区域；

步骤S2：根据确定的爆破区域，进行预裂爆破布孔，具体包括爆破孔、辅助孔及减震孔的布孔形式设置，布孔设置完成验收合格后进行钻孔施工；

步骤S3：钻孔完成后，进行药量计算及药包加工，然后进行装药结构的确定以及起爆网络设计；

步骤S4：在上述所有准备工作完成后，进行炸药抗浮配重、药包就位及防护，然后方可进行起爆，爆破完成后应对爆破效果进行检测；

步骤S5：爆破施工完毕后，对上述爆破孔、辅助孔，减震孔爆破后剩下的所有孔洞进行密封堵塞，以避免盾构通过爆破区域时发生冒浆等事故，封孔完成后等待盾构掘进通过。

进一步地，所述步骤S2中；所述根据确定的爆破区域，确定布范围，包括如下操作步骤；