[发明专利]一种用于隧道掘进施工中的预裂法

权利要求书

1.一种用于隧道掘进施工中的预裂法，隧道掌子面由上至下依次包括隧道上部区域、隧道下部区域和仰拱区域，其特征在于：该预裂法包括如下步骤：

步骤1，隧道上部区域预裂：

1.1布孔钻孔，在隧道上部区域内定位标记平工作孔和临空孔的位置，使用钻孔设备在隧道上部区域内平工作孔和临空孔标记处岩石上钻孔，平工作孔和临空孔与隧道轴向平行布设；

1.2平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道上部区域进行预裂操作，隧道上部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；

步骤2，隧道下部区域预裂：

2.1布孔钻孔，在隧道下部区域两侧定位标记平工作孔的位置，使用钻孔设备在隧道下部区域两侧平工作孔标记处岩石上钻孔；

2.2竖孔预裂和破碎出碴，使用钻孔设备在隧道下部区域钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对隧道下部区域进行预裂操作，隧道下部区域岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴；

2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对隧道下部区域两侧进行预裂操作，隧道下部区域两侧岩石裂开，预裂结束后采用破碎锤破碎出碴，使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护；

步骤3，仰拱区域预裂：

3.1竖孔预裂，使用钻孔设备在仰拱区域内钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对仰拱区域进行预裂操作，仰拱区域岩石裂开；

3.2破碎出碴，预裂结束后采用破碎锤将预裂岩石破碎改小，装运出碴。

2.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：步骤1中隧道上部区域通过台阶分界线划分为上部台阶区域和下部台阶区域，上部台阶区域由上至下依次包括第一平孔区域和第二平孔区域，下部台阶区域为第三平孔区域；

平工作孔均匀分布于第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内；临空孔沿开挖轮廓线的顶部弧线段均匀分布；

步骤1.1布孔钻孔中，在隧道上部区域内标记处钻临空孔；在第一平孔区域、第二平孔区域和第三平孔区域内标记处钻平工作孔；

步骤1.2平孔预裂和破碎出碴中，采用平孔预裂法对第一平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；采用平孔预裂法对第二平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护，上部台阶区域施工完毕；采用平孔预裂法对第三平孔区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴。

3.根据权利要求2所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：第一平孔区域内均匀分布两层平工作孔，上层与开挖轮廓线的顶部弧线段平行均匀分布，下层沿直线均匀分布；第二平孔区域和第三平孔区域内均沿直线均匀分布单排平工作孔。

4.根据权利要求1所述的用于隧道掘进施工中的预裂法，其特征在于：步骤2中隧道下部区域包括第七平孔侧区域，中间竖孔区域和第八平孔侧区域；中间竖孔区域由上至下依次包括第四竖直孔区域，第五竖直孔区域和第六竖直孔区域；竖工作孔与地面垂直或斜交布设；

步骤2.1布孔钻孔，第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内的平工作孔，沿开挖轮廓线的侧边线均匀分布；在第七平孔侧区域和第八平孔侧区域内标记处钻平工作孔；

步骤2.2竖孔预裂和破碎出碴，在第四竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第四竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第五竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第五竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；在第六竖直孔区域水平岩层上向下竖直钻竖工作孔，采用竖孔预裂法对第六竖直孔区域朝洞口方向进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；

步骤2.3平孔预裂和破碎出碴，采用平孔预裂法对第七平孔侧区域和第八平孔侧区域进行岩石预裂作业，采用破碎锤将预裂岩石破碎改小装运出碴；使用破碎锤修整轮廓线，清理后进行初期支护。