[发明专利]超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法

权利要求书

1.超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、确定开挖区域，将洞顶岩层厚度7.0 m以下的洞段划定为超薄岩层洞段，采用台阶法开挖；

S2、在不采用超前中管棚的条件下确定支护方案，在将超前注浆的小导管环向间距加密至30 cm，搭接长度≥1.2 m，整个开挖过程中确保小导管的单根设计长度和环向间距，超前注浆小导管的直径为42 mm，外漏长度50 cm，小导管长度达到3.5 m，小导管减振孔间距取U=20-30 cm，它取决于超前小导管间距，确保小导管开孔精度控制在±2 cm内；

S3、稳定开挖过程中掌子面围岩，在超薄岩层段开挖时，上台阶开挖掌子面预留核心土，核心土的高度要求≥4.0 m，保证不因顶拱超前小导管从岩土内脱落导致支护失败；

S4、确定爆破方案，控制爆破振动对围岩稳定的影响，将小导管孔用作减振孔，取消顶拱周边光面爆破孔，增加保护层，根据掌子面围岩软硬情况，在设计开挖轮廓线与外圈崩落孔之间设置40-60 cm厚的保护层，保护层厚度根据岩石坚固系数f值大小选取：当岩石坚固系数f＞3.0时，取保护层厚度40cm；当岩石坚固系数3.0≥f＞1.5时，取保护层厚度40~45cm；当岩石坚固系数1.5≥f＞0.5时，取保护层厚度45~55cm；当岩石坚固系数f≤0.5时，取保护层厚度55~60cm；

S5、采用机械辅助处理局部欠挖，使开挖轮廓至设计开挖线，以满足一次支护断面要求。

2.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：整个超薄岩层洞段开挖不设置超前中管棚，在步骤S1中，台阶法开挖的上部开挖高度6.7 m，开挖断面面积76.38 m²，顶拱部位不设置周边光爆孔，总体炸药单耗控制在0.37 kg/m³以内。

3.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：在步骤S2中，初始阶段按开挖单循环进尺1.8 m进行爆破试验，每茬炮必须预留核心土，核心土底宽≥5.0 m，高≥4.0 m。

4.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：小导管钻孔采用手风钻，钻孔直径Φ50 mm；管内采用注浆机注入1:1水泥浆。

5.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：在步骤S4中，进行开挖单循环进尺爆破试验，确保爆破洞段每茬炮单循环进尺达到1.8 m，以保证爆破洞段开挖进度。

6.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：利用环向加密的间距30 cm的小导管孔作为减振孔；保护层厚度50 cm；外圈崩落孔孔距160 cm，抵抗线100 cm，孔内装药爆破，确定穿越超薄岩层洞段开挖单循环进尺采用1.8 m。

7.根据权利要求1所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：在步骤S4中，爆破作业在自制钻爆台车上进行，采用手风钻钻孔，钻孔直径Φ42mm，炸药采用Φ32 mm乳化炸药，孔内装药采用MS1~MS10段非电毫秒雷管，孔外网路联接采用MS1段非电毫秒雷管，电雷管起爆。

8.根据权利要求1-7任一项所述的超薄岩层特大跨度高铁隧道开挖施工方法，其特征在于：在步骤S5中，采用液压反铲和破碎锤进行欠挖处理，然后进行全断面二次衬砌混凝土施工，隧道穿越超薄岩层洞段采用I22型钢架加强支护，间距0.6 m/榀，采用液压反铲辅助施工；挂网采用Φ8 mm钢筋，网格间距20 cm；喷C25混凝土厚度30 cm，采用30 m³/h湿喷台车喷射；二次衬砌混凝土采用特制钢模台车施工，采用70 m³/h混凝土泵泵送混凝土入仓。