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[发明专利]一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法-CN202010285843.6有效
发明人：周瑜;吴仕鹏;欧阳斌;龚辉;冉艳霞;刘贤;王伟兴;张乙彬;杨通海;吴思承 -专利权人：贵州桥梁建设集团有限责任公司;贵州桥梁建设研究院有限公司
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度的方法，将隧道按照围岩地质年代和岩性划分为不同区段；采集掌子面围岩试样并进行点荷载强度试验；在采集试样位置进行回弹强度测试；将采集的围岩试样进行单轴压缩试验，通过工程经验利用权重分析法获得围岩综合强度；测量取样位置的炮孔钻进速度，并与围岩综合强度进行拟合，获得两者关系方程式；测量其他炮孔钻进速度，根据拟合关系式获得每个炮孔处围岩强度；利用插值法按掌子面面积进行插值获得围岩全域强度该方法能够简便、准确地获取隧道掌子面围岩全域强度。而且不占用正常施工的作业时间，对掌子面的围岩强度的定性确定更全面，强度参数直接来源于掌子面，更具直接性和合理性。
一种基于钻进速度获取隧道掌子面围岩全域强度方法

[发明专利]隧道掌子面超前预应力锚杆及施工方法-CN202010845976.4在审
发明人：吴学震;韦建刚;邓涛;杨黎宏 -专利权人：福州大学
申请日： 2020-08-21 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： E21D21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种隧道掌子面超前预应力锚杆及施工方法，包括锚杆杆体，所述锚杆杆体由若干根杆状构件依次连接而成，相邻的杆状构件经连接螺套相连接，锚杆杆体的底部通过锚固剂与锚孔围岩粘结，杆体顶部外露围岩的部分套装有锚杆托盘，锚杆托盘外侧设有与锚杆杆体螺纹配合的紧固螺母，锚杆托盘经紧固螺母锁固在锚孔围岩上，本锚杆可施加较大预应力，在掌子面围岩变形初期即能快速有效的提供支护抗力，同时随着隧道掌子面的开挖，可对锚杆杆体构件进行同步拆卸，能够在充分保证掌子面锚杆支护作用效果的同时，适应隧道开挖需求，增加掌子面锚杆的可重复利用性。
隧道掌子面超前预应力施工方法

[发明专利]一种考虑渗透力的隧道掌子面稳定性计算方法-CN201810524232.5有效
发明人：安永林;李佳豪;岳健;欧阳鹏博;胡文轩;曾贤臣 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2018-05-28 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑渗透力的隧道掌子面稳定性计算方法。本发明方法主要包括如下步骤：(1)根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸与破坏范围之间的几何关系；(2)根据渗流平衡方程并结合数值仿真软件，可以获得破坏范围内平均渗透力；(3)依据能量守恒原理，求得掌子面虚拟支护力表达式；(4)然后结合强度折减法对围岩参数进行折减，使得虚拟支护力为零，则此时的折减系数即为掌子面稳定性系数。本发明的方法可以应用于水位以下考虑渗透力作用时采矿巷道、水工隧洞、地铁等地下建筑结构的掌子面稳定性分析，并为掌子面的支护加固提供参考。
渗透力隧道掌子面稳定性计算支护力埋深开挖虚拟隧道地下建筑结构能量守恒原理稳定性分析稳定性系数采矿巷道几何关系平衡方程数值仿真水工隧洞支护加固力作用减法渗流围岩水位地铁参考应用

[实用新型]隧道掌子面超前预应力锚杆-CN202021754294.4有效
发明人：吴学震;韦建刚;邓涛;杨黎宏 -专利权人：福州大学
申请日： 2020-08-21 - 公布日： 2021-01-29 - 主分类号： E21D21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种隧道掌子面超前预应力锚杆，包括锚杆杆体，所述锚杆杆体由若干根杆状构件依次连接而成，相邻的杆状构件经连接螺套相连接，锚杆杆体的底部通过锚固剂与锚孔围岩粘结，杆体顶部外露围岩的部分套装有锚杆托盘，锚杆托盘外侧设有与锚杆杆体螺纹配合的紧固螺母，锚杆托盘经紧固螺母锁固在锚孔围岩上，本锚杆可施加较大预应力，在掌子面围岩变形初期即能快速有效的提供支护抗力，同时随着隧道掌子面的开挖，可对锚杆杆体构件进行同步拆卸，能够在充分保证掌子面锚杆支护作用效果的同时，适应隧道开挖需求，增加掌子面锚杆的可重复利用性。
隧道掌子面超前预应力

[发明专利]一种岩体完整性判识方法-CN201910101758.7在审
发明人：刘飞香;郑大桥;廖金军;杜义康;易达云;肖正航;蒋海华;杜洋;伍容 -专利权人：中国铁建重工集团有限公司
申请日： 2019-02-01 - 公布日： 2019-06-11 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：一种岩体完整性判识方法，其包括：步骤一、获取待分析隧道掌子面图像；步骤二、对待分析隧道掌子面图像进行特征提取，得到待分析隧道掌子面图像的特征参数集合；步骤三、基于特征参数集合，利用预设神经网络模型确定待分析隧道掌子面所对应的岩体的岩体完整性程度
岩体隧道掌子面神经网络模型特征参数集合图像分析过程无需人工卷积神经网络待测图像特征提取预设应用

[发明专利]一种公路隧道掌子面垮落修复方法-CN202210281828.3在审
发明人：夏映贤;张鹏;井达洋;李洪超;高树亮;甄西东 -专利权人：济南城建集团有限公司
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： E21D9/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种隧道掌子面垮落修复技术领域，公开发明了一种用于隧道掌子面上部岩石发生垮落形成空洞的修复方法，包括围岩监测、反压回填、封闭掌子面、空洞填充、二次开挖、超前支护及注浆。首先拱顶水平以下采用矸石回填、喷浆的方式反压掌子面，增强拱顶水平以下掌子面自承载能力及稳定性，其次采用环向分布的注浆管注入轻质混凝土至拱顶以上空洞内，然后待其围岩稳定后进行二次开挖，进行打设大管棚超前支护及注浆（增强掌子面纵向深部岩层稳定性）。
一种公路隧道掌子面垮落修复方法

[实用新型]一种用于富水类土质隧道掌子面稳定的组合加固装置-CN201720179278.9有效
发明人：安永林;胡文轩;岳健;高文华;陈秋南;王志斌 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2017-02-27 - 公布日： 2017-09-12 - 主分类号： E21D11/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于富水类土质隧道掌子面稳定的组合加固装置。本实用新型的技术要点是，它包括隧道上台阶开挖时预留的核心土，核心土之上的掌子面上垂直打设有一束竹管，在掌子面上部表面施作有初期支护，初期支护上设有若干超前加固小导管。本实用新型为富水类土质隧道掌子面稳定提供了一种新的加固结构，能提高掌子面的稳定效果；并且，施工简单、成本低；本实用新型装置也可以适用于富水类土质的其它地下工程。
一种用于富水类土质隧道掌子面稳定组合加固装置

[实用新型]一种用于富水类土质隧道掌子面的排水钢管装置-CN201720177418.9有效
发明人：安永林;胡文轩;岳健;高文华;陈秋南;王志斌 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2017-02-27 - 公布日： 2017-09-12 - 主分类号： E21F16/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于富水类土质隧道掌子面的排水钢管装置。本实用新型的技术要点是，它包括一根钢管；所述钢管一端敞口，另一端为尖端锥头，在钢管上均匀开有若干透水孔，在分布有透水孔的钢管外通过铁丝包裹有透水无纺布；所述钢管通过其尖端锥头斜向上与水平面成10度夹角打入掌子面围岩中，其敞口端露于掌子面围岩外。本实用新型为富水类土质隧道掌子面排水提供了方便，能有效防止因排水而引起掌子面前方围岩中泥沙流失。本实用新型装置也可以适用于富水类土质隧道初期支护段径向排水。
一种用于富水类土质隧道掌子面排水钢管装置

[发明专利]一种特定为预测隧道瓦斯气体的施工方法-CN202210925026.1在审
发明人：周泽林;王凯;张恒;邬文鹏;谭因军;吴伟;张志强;袁星;朱磊;李吉 -专利权人：中国十九冶集团有限公司;西南交通大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： E21F7/00 文献下载
摘要：本发明公开一种特定为预测隧道瓦斯气体的施工方法：包括步骤一：在隧道掌子面上施工超前钻孔，超前钻孔共布设五个，分别位于隧道中线、隧道的左、右、上、下侧，超前钻孔的控制范围为隧道开挖轮廓线外12m；每钻设一个超前钻孔后，核定施工工区的瓦斯等级，确保瓦斯预测安全的情况下，采用注浆封堵超前钻孔；步骤二：对隧道掌子面进行加深炮孔钻孔，钻孔深度为5米，确保瓦斯预测安全；步骤三：进行隧道开挖出渣，沿掌子面前方每5m为一个循环进尺，每次开挖后，重复步骤二；步骤四：当掌子面开挖至钻孔搭接长度为20m时为一个超前钻孔循环，重复步骤一～三。本发明从时间上提前和空间上超前了解前方隧道瓦斯气体赋存情况，确保隧道施工的安全。
一种定为预测隧道瓦斯气体施工方法

[发明专利]一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置-CN201810210748.2在审
发明人：杨顺;杨金锋;高绪森;徐海江;田更玉;曹迪尼;郭旭;姜艳艳;韩艳波;陈微 -专利权人：北京天恒安科工程技术有限公司
申请日： 2018-03-14 - 公布日： 2018-07-27 - 主分类号： G09B25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，该装置由外框架、电动机、气缸、主框架、仿真掌子面、传动系统、回位弹簧、回位滑轮和回位轨道组成。仿真掌子面由仿石装饰板附着在次框架构成，仿真掌子面和次框架分为上部和下部，上部和下部次框架与主框架通过驱动电机的链条、转轴结构连接，通过气缸驱动主框架突然旋转倾覆，形成坍塌事故场景；仿真掌子面完成旋转倾覆动作后与主框一起在气缸带动下复位，仿真掌子面和次框架上部在电动机及链条的带动下下行至便于坠落岩石安装的位置，并通过定滑轮作用于仿真掌子面和次框架下部的轨道上，使其向前倾斜让出上部下行的空间。本发明装置可以模拟出隧道掌子面坍塌的事故环境和效果。
次框架坍塌主框架事故模拟隧道施工体验装置电动机倾覆下行链条仿石装饰板隧道掌子面传动系统轨道组成回位弹簧气缸带动气缸驱动驱动电机事故场景向前倾斜转轴结构定滑轮外框架复位滑轮附着气缸主框坠落岩石轨道

[实用新型]一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置-CN201820351686.2有效
发明人：高绪森;杨金锋;徐海江;杨顺;姜艳艳;田更玉;曹迪尼;岳建伟 -专利权人：北京天恒安科集团有限公司
申请日： 2018-03-14 - 公布日： 2019-08-09 - 主分类号： G09B25/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种隧道施工掌子面坍塌事故模拟体验装置，该装置由外框架、电动机、气缸、主框架、仿真掌子面、传动系统、回位弹簧、回位滑轮和回位轨道组成。仿真掌子面由仿石装饰板附着在次框架构成，仿真掌子面和次框架分为上部和下部，上部和下部次框架与主框架通过驱动电机的链条、转轴结构连接，通过气缸驱动主框架突然旋转倾覆，形成坍塌事故场景；仿真掌子面完成旋转倾覆动作后与主框一起在气缸带动下复位，仿真掌子面和次框架上部在电动机及链条的带动下下行至便于坠落岩石安装的位置，并通过定滑轮作用于仿真掌子面和次框架下部的轨道上，使其向前倾斜让出上部下行的空间。本实用新型装置可以模拟出隧道掌子面坍塌的事故环境和效果。
次框架坍塌主框架本实用新型事故模拟隧道施工体验装置电动机倾覆下行链条仿石装饰板隧道掌子面传动系统轨道组成回位弹簧气缸带动气缸驱动驱动电机事故场景向前倾斜转轴结构定滑轮外框架复位滑轮附着气缸主框坠落岩石轨道

[发明专利]一种掌子面后方初支渗漏水处理工艺-CN201811501599.1在审
发明人：肖福磊;王国靖;李健;刘齐;李珊;王小兵 -专利权人：中交一公局桥隧工程有限公司;中交一公局集团有限公司
申请日： 2018-12-10 - 公布日： 2019-04-12 - 主分类号： E21D11/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种掌子面后方初支渗漏水处理工艺，属于隧道施工技术领域，解决了隧道管棚施工完成后，带水作业进行开挖支护，初支及时封闭成环后，掌子面后方容易出现局部渗漏水的情况的问题；其技术特征是：步骤如下：对掌子面后方初支进行地质调查，在掌子面后方初支布置地表监测网，对掌子面后方初支进行实时监测，监测时间为30天，同时对掌子面后方初支进行水文现场测试，每隔3天进行测试一次，同时对测试所用的样品进行保存，并对长期测试数据进行整合分析得到长期调查分析表，建立分析数据库；本发明能够实现对掌子面后方初支的密封处理，操作简单且成本低廉。
处理工艺渗漏水分析数据库监测网测试长期测试带水作业封闭成环局部渗漏密封处理实时监测隧道管棚隧道施工现场测试支护地质调查分析表整合开挖水文地表保存监测施工调查分析

[发明专利]适用于深埋公路隧道软弱破碎顶板的智能自动化注浆方法-CN202310096261.7在审
发明人：武精科;张龙生;陈澄;陶剑;陈燕华;汤伟 -专利权人：江苏宝利国际投资股份有限公司;江苏宝利路面材料技术有限公司
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于深埋公路隧道软弱破碎顶板的智能自动化注浆方法，包括如下步骤：（1）公路隧道掘进时，在其帮部全线布置注浆主管系统；（2）掌子面推进过程中，在距离掌子面10‑20m的公路隧道内软弱破碎顶板补打中空注浆锚索，中空注浆锚索与注浆主管连接以进行注浆；（3）在掌子面推进过程中，在滞后掌子面的隧道软弱破碎顶板内迅速布置监测预警仪；（4）当注浆主管系统接收到预警信号后，公路隧道软弱破碎顶板自动注浆。本发明能及时对其软弱破碎顶板进行实时离层量监测，能够准确抓住注浆时机，确保了注浆效果，显著减少人工注浆繁琐重复的工作环节，可以避免注浆时机的错误判断，提高了公路隧道软弱破碎顶板的注浆效率。
适用于公路隧道软弱破碎顶板智能自动化方法

[发明专利]一种隧道掌子面开挖线智能定位测量方法-CN201711065822.8有效
发明人：张杰胜;徐精干;丁圣文;陈亚栋;陈奇;戴震;刘俊;万鹏飞 -专利权人：中铁四局集团第一工程有限公司
申请日： 2017-11-02 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种隧道掌子面开挖线智能定位测量方法，隧道掌子面开挖线智能定位测量是通过用数据通信模块连接的全站仪和装有隧道断面测设系统软件的电脑交互作用完成，所述全站仪由电子测角装置、电子测距装置、计算及存储模块、马达驱动装置和自动搜索棱镜中心的ATR模块构成，通过基于C++语言开发的隧道断面测设系统软件安装在电脑上，运行隧道断面测设系统软件输入数据，生成线路中线里程与线路中线平面坐标和高程数据的对应关系，通过数据通信模块传输待放样的掌子面开挖线上的设计点三维坐标信息至所述全站仪中，全站仪完成掌子面的放样任务，从而实现快速、精准的隧道开挖线定位测量，操作简单，智能化程度高。
一种隧道掌子面开挖智能定位测量方法

[发明专利]一种硬岩隧道非爆破开挖分块方法及施工方法-CN201410537149.3有效
发明人：陈七林;刘金福 -专利权人：福州市规划设计研究院
申请日： 2014-10-13 - 公布日： 2015-01-28 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种硬岩隧道非爆破开挖分块方法及施工方法，其运用钻孔取芯技术，沿隧道开挖轮廓线打设互相咬合切割的周边孔，以便在隧道掌子面周边形成孔壁状开挖临空面；其运用液压劈裂机劈裂技术，并利用岩石的抗拉强度和抗剪强度远比抗压强度小的特性，先进行隧道掌子面开挖分块，在每一个开挖分块中，同步劈裂开挖的劈裂面不超过两个，且两个劈裂面呈大角度的钝角相交，并包含至少一个垂直于掌子面的开挖临空面，再采用先下面后上面、先周边后中间的开挖施工顺序，利用较小的劈裂力沿劈裂面进行掌子面的岩石拉裂和剪切分割的劈裂开挖；本发明能消除硬岩开挖施工中的振动、噪音和粉尘的不利影响，可提高隧道洞碴作为建筑石材的利用率。
一种隧道爆破开挖分块方法施工