[发明专利]一种应用于高地应力深埋隧道破碎带开挖施工方法

说明书

本发明公开了一种应用于高地应力深埋隧道破碎带开挖施工方法，沿隧道掌子面边缘掘进方向设置加固管棚支护，并在加固管棚支护前增加减震防护，最后进行施工爆破。本发明显著削弱了爆破活动对围岩加固区的造成的震动损伤，既可以适当的增加炮孔装药量，提高循环进尺，加快施工进度，又能削弱爆破震动给围岩加固区造成的损伤，维持围岩的结构稳定，保障施工安全。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，尤其涉及一种应用于高地应力深埋隧道破碎带开挖施工方法。

背景技术

随着国内基础设施建设不断向中西部推进，中西部地区地形地貌复杂，更多的高速公路、高速铁路会穿山而建，山岭隧道自然也越来越多。当隧道的埋深越来越大，隧道承受的地应力也随之愈高。破碎带是由断层或裂隙密集带所造成的岩石强烈破碎的地段，是工程中较为常见的不利地质现象。破碎带的存在对保障隧道工程的施工安全、施工进度构成了严峻挑战，如果无法妥善处置破碎带问题，轻则拖慢工期、增加成本，重则导致人员伤亡，项目停工，而且现有的类似施工方案没有很好的平衡减弱掌子面爆破活动对围岩加固区的造成的震动损伤与加快循环进尺的方式，若要加快循环进尺就要加大爆破时炮孔装药量，而炮孔装药量增大，则爆破震动就会对围岩加固区造成更大的损伤，从而引起围岩坠石甚至塌方，导致停工，因此如何实现在破碎带中既安全又快速的开展施工生产是该工程面临的最严峻的技术问题。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述存在的技术问题，提供一种应用于高地应力深埋隧道破碎带开挖施工方法，削弱了爆破活动对围岩加固区的造成的震动损伤，既安全又快速的开展施工生产，保障施工安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种应用于高地应力深埋隧道破碎带开挖施工方法，沿隧道掌子面边缘掘进方向设置加固管棚支护，并在加固管棚支护前增加减震防护，最后进行施工爆破，包括如下具体步骤：

S1.深埋隧道地形勘查；

S2.按图纸要求沿掌子面轮廓线冲钻安装孔，钻孔完成后采用高压风、高压水清洗，并在安装内安装导向管后，再用钻机在导向管内顶进小导管；

S3.使用高压泵向小导管内注入单液水泥浆，使泥浆流入破碎的围岩后与围岩固结在一起，从而在掘进方向上一定范围内形成一个棚状的破碎带围岩加固区；

S4.在掌子面布置炮孔和周边眼，根据施工准备阶段进行爆破试验结果，最后确立各区域内炮孔及周边眼的爆破参数和安全装药量；

S5.在掌子面位于周边眼与小导管之间的位置标记减震空孔位置，并垂直掌子面方向冲钻减震孔，往冲钻后无残渣、平直的减震孔内装填无缝钢管，并在无缝钢管内装满阻抗材料；

S6、开挖爆破施工。

优选的，所述S2步骤中小导管安设后，用速凝胶封堵孔口间隙，并在小导管附近及工作面喷射砼做为止浆墙，待喷射砼强度达到要求时再进行注浆。

优选的，所述S2步骤中所述小导管采用φ65无缝钢管，其壁厚4mm、长度10m，管身钻有φ8mm的出浆孔眼，出浆孔眼的孔间距15cm，且小导管尾部0.7m不钻孔，尾部焊上φ8钢筋箍，其头部5cm长成锥形。

优选的，所述S2步骤中沿掌子面轮廓线均匀布置19个安装小导管的安装孔，孔间距100cm，钻孔深度10m。

优选的，所述安装孔的钻孔水平方向、竖直方向的外插角均为15°。

优选的，所述S5步骤中减震孔孔心之间的曲线距隧道轮廓线的距离，与超前小导管在隧道轮廓线内侧的注浆加固范围保持一致。

优选的，所述炮孔深度为0.6m，炮孔直径为40mm。