[发明专利]浅埋隧道超大直径水平预钻孔静态爆破开挖施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及浅埋隧道开挖技术领域，具体的说，是浅埋隧道超大直径水平预钻孔静态爆破开挖施工方法。

背景技术

城市轨道交通隧道一般埋深较浅且事故环境复杂，当隧道穿越地面建（构）筑物时，采用科学合理的开挖方法以减少围岩扰动、控制地表变形，对确保上覆建（构）筑物结构安全和隧道施工安全尤为关键。

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

发明内容

本发明的目的在于提供浅埋隧道超大直径水平预钻孔静态爆破开挖施工方法，能够有效增加围岩静态爆破临空面，围岩破碎效率高；能够有效的避免爆破振动，减少围岩扰动，对地表变形控制效果好，使得建筑物结构和使用安全；有效的减少洞内粉尘和噪声污染，绿色环保；有效的缩短施工工期们提高施工进度。

本发明通过下述技术方案实现：本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，浅埋隧道超大直径水平预钻孔静态爆破开挖施工方法，具体包括以下施工步骤：

步骤S1：施工准备，测量放线；

步骤S2：洞内管棚超前支护施工；

步骤S3：水平预钻孔；具体包括以下施工步骤：

步骤S31：确定一次钻孔深度；

步骤S32：做好孔位轴线的控制；

步骤S33：选用大孔径专业水平钻机成孔，做好岩芯记录；

步骤S4：静态爆破开挖；具体包括以下施工步骤：

步骤S41：小临空面上导坑开挖；所述小临空上导坑包括左上导坑和右上导坑；所述小临空面上导坑开挖，具体是指：

首先进行左上导坑和右上导坑，将超前钻孔作为左上导坑和右上导坑静态爆破临空面使用，施工上导坑静态爆孔眼，施工完成后进行装药、爆破及破碎作业；

步骤S42：大临空面上导坑开挖；具体是指：

当左上导坑和右上导坑开挖支护完成，按双侧壁导坑法施工进行大临空面上导坑开挖，布置钻孔，钻孔完成后进行装药；在装药完成后进行爆破和破碎作业；

步骤S43：中下导坑开挖；具体是指：

当上导坑施工完成后，中下导坑施工采取竖向钻孔、静态预裂；布置钻孔，钻孔完成后进行装药；在装药完成后进行爆破及破碎作业。

工作原理：本发明采用新奥法原理，充分发挥围岩承载能力，减少围岩扰动损伤，有效的控制围岩变形；利用超大直径水平钻孔，有效的增加静态爆破临空面，大大提高围岩破碎效率，并为后续施工提供地质依据；采用静态爆破，利用化学药剂产生的膨胀挤压破碎围岩，有效的避免爆破振动对围岩的扰动损伤、围岩变形和地表沉降量小；采用静态爆破配合机械破碎、修整，隧道开挖轮廓圆顺、开挖面平整，有效的减少围岩超欠挖；采用洞内叠加管棚超前预支护和双侧壁导坑分部开挖，提高超欠支护体系刚度，有效利用围岩变时空效应，控制围岩变形，减少地表沉降。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体包括以下施工步骤：

步骤S21：钻机钻孔；所述钻孔采用先低速低压，根据地质情况逐渐调整钻速和风压，钻孔速度保持匀速；

步骤S22：钻孔完毕，清孔及顶进钢管；

步骤S23：孔内注浆；

步骤S24：在管棚施工完毕后，进行初期支护；管棚端与初支拱架进行连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述左上导坑包括A区、B区、C区、D区以及E区；所述超前钻孔所在位置为A区、B区、C区、以及D区以A区为中心由近及远竖向设置，所述E区沿左上导坑的边缘进行设置；根据上述结构，所述步骤S41中左上导坑的装药、爆破的顺序依次为A区、B区、C区、D区、E区；所述右上导坑的装药、爆破的顺序与左上导坑的装药、爆破顺序一致。