[发明专利]一种隧道掘进用防岩爆掌子面结构及防岩爆隧道掘进方法

权利要求书

1.一种隧道掘进用防岩爆掌子面结构，包括隧道掘进过程中用于爆破、挖掘作业的掌子面，其特征在于：所述防岩爆掌子面表面形状为与隧道掘进方向相对的凸面，所述凸面表面形状为球面或椭球面与地面相截所形成的异形面；

所述凸面的球心位于地面之上；

所述凸面周围开设有环形槽，所述环形槽与所述凸面和所述隧道壁面均为平滑过渡。

2.一种防岩爆隧道掘进方法，所述掘进方法用于如权利要求1所述的防岩爆掌子面结构的施工过程中，其特征在于，包括以下步骤：

S1：隧道掘进过程中，围岩体内存在岩爆隐患的区域与预设的隧道路径相互重叠的区段形成岩爆隐患段，预设的隧道路径上的其余区段形成普通隧道段，在普通隧道段的掘进过程中，采用常规手段进行掘进；常规手段进行掘进时，所采用的掌子面定义为常规掌子面；

S2：沿常规掌子面的边缘往隧道掘进方向偏移常规掌子面圆心方向设置多个钻孔，多个钻孔分别形成掏槽眼阵列和爆破眼；

S3：在爆破眼内装填爆破管，装填完毕后实施引爆；爆炸后，爆炸作用范围内的围岩体向掏槽眼阵列方向坍塌，常规掌子面的边缘形成第一环形槽；

S4：往第一环形槽使用高压水冲洗一定的时间；

S5：在常规掌子面上绕其圆心阵列设置多个钻孔，多个钻孔的孔底均与第一防岩爆掌子面相抵，多个钻孔分别形成掏槽眼阵列和爆破眼；

S6：在爆破眼内装填爆破管，装填完毕后实施引爆；爆炸后，爆炸作用范围内的围岩体向掏槽眼阵列方向坍塌，新暴露出的围岩体即形成第一防岩爆掌子面；

S7：在第一防岩爆掌子面上绕其圆心阵列设置多个钻孔，多个钻孔孔底均与第二防岩爆掌子面相抵，多个钻孔分别形成掏槽眼阵列和爆破眼；

S8：在爆破眼内装填爆破管，装填完毕后实施引爆；爆炸后，爆炸作用范围内的围岩体向掏槽眼阵列方向坍塌，新暴露出的围岩体即形成第二防岩爆掌子面；

S9：沿第二防岩爆掌子面的边缘往隧道掘进方向偏移常规掌子面圆心方向设置多个钻孔，多个钻孔分别形成掏槽眼阵列和爆破眼；

S10：在爆破眼内装填爆破管，装填完毕后实施引爆；爆炸后，爆炸作用范围内的围岩体向掏槽眼阵列方向坍塌，第二防岩爆掌子面的边缘形成第二环形槽；

重复步骤S4、S7、S8、S9和S10，采用防岩爆掌子面的掘进方式继续向前掘进，直至通过岩爆隐患段，然后换用常规手段进行掘进。

3.根据权利要求2所述的一种防岩爆隧道掘进方法，其特征在于，所述环形槽的深度大于所述防岩爆掌子面的爆破深度。

4.根据权利要求2所述的一种防岩爆隧道掘进方法，其特征在于，在往第一环形槽使用高压水冲洗时，同时用高压水冲洗隧道壁、掌子面。

5.根据权利要求2所述的一种防岩爆隧道掘进方法，其特征在于，还包括以下步骤：在防岩爆隧道掘进过程中，每隔一段一定的距离在隧道壁上开设注水孔，并向注水孔内灌注高压水。

6.根据权利要求3所述的一种防岩爆隧道掘进方法，其特征在于，所述环形槽的深度为所述防岩爆掌子面的爆破深度的2倍以上。