[发明专利]一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法

权利要求书

1.一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据线路规划提前做好地质勘探，明确孤石范围、大小、强度与隧道关系；

步骤2：地质勘探清楚后对孤石进行预处理；

步骤3：孤石预处理完成后进行效果抽样检测；

步骤4：步骤3若满足要求，则进行爆破孔封堵以及设置开仓点预加固，若未达到要求，则继续对孤石进行处理，直至满足要求；

步骤5：对步骤4中加固效果检测，若满足要求则进行盾构开仓，盾构开仓换刀，若未达到要求，则继续对开仓点进行预加固；

步骤6：在换刀完成后盾构继续掘进施工。

2.根据权利要求1所述的一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法，其特征在于，步骤1-2过程中：通过对区间地质进行详细勘探及二次补充勘探，若发现盾构隧道洞身范围内有球状花岗岩存在，影响盾构施工，需要提前将球状花岗岩进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法，其特征在于，步骤2中：孤石预处理采用地面钻孔深孔爆破，将其破碎成碎石块。

4.根据权利要求3所述的一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法，其特征在于，地面钻孔深孔爆破包括如下步骤：

步骤40：单耗计算；步骤41：布孔形式及装药设计；步骤42：火工器材选型；步骤43：起爆网路设计；步骤44：爆破安全距离计算。

5.根据权利要求4所述的一种盾构施工穿越高强孤石群的施工工法，其特征在于，

步骤40具体是：401、炸药单耗，q＝k·q0，式中q0为水下钻孔爆破单耗，q0＝0.45+(0.05～0.15)H，其中H为水深(m)；k为地下岩体校正系数，取1.0～2.0；402、孔网参数，a＝b＝0.8m，式中a为孔距；b为排距；403、装药结构，根据岩体的厚度、强度变化及地表建筑物、管线保护的要求，分别采用连续装药结构或分段间隔装药；

步骤41具体是：411、布孔形式，采取首先对边缘孔进行爆破，然后利用边缘孔爆破挤压周围土层产生的自由面，再对中间孔进行逐个起爆，炮孔间孔距a、排距b均为0.8m，布孔形式采用矩形，412、装药结构，在孤石爆破时，当单孔单体爆破时装药长度与岩石厚度相同；多孔单体爆破时，相邻两个炮孔，其中一个炮孔钻至孤石底面，装药至炮孔底部，孤石顶面留10cm不装药，其邻孔孔底距离孤石底面10cm，装药至炮孔底部，孤石顶面留10cm不装药；413、药包加工；414、抗浮配重，配重根据药包筒的长度，视现场情况采用配重小铁件或采用粒径0.5㎝的碎石，炸药密度约为0.95～1.20g/cm3；孔内泥浆水密度约为1.15～1.20g/cm3，如果三者满足下式关系，则药包会顺利下沉，G炸药+G配重＞F泥浆水(1)，式(1)中，因PVC管的直径一致，对其没有影响，所以上式可以转化为：ρ炸药L1i+ρ配重L2i＞ρ泥浆水L(2)，则通过(2)可计算出配重长度L2i；415、装药量，根据详勘及补勘时钻探出来的孤石岩性及强度，通过单耗计算，同时参照以往的施工经验，确定爆破处理本区间孤石装药量；

步骤42具体是：雷管选用瞬发电雷管和导爆管雷管，炸药选用防水乳化炸药，标准直径为Φ60mm，具体根据现场的需要加工；

步骤43具体是：起爆药包采用软钢丝悬吊于爆破点的位置，且一端固定于孔口位置，标高误差≤10cm，药包装在特制的φ75mmPVC管体内，炮孔采用正向装药起爆，起爆选用非电爆破网路，采用激发针起爆，每个炮孔装两发雷管，且分别属于两个爆破网路，两套网路并联后起爆；

步骤44具体是：一次爆破允许的最大装药Qmax，根据公式V＝k(Qm/R)α，V为爆破地振安全速度，cm/s，Q为最大一段装药量，kg，R为爆破区至被保护物距离，m，m为药量指数，取m＝1/3，k为与爆破场地条件有关系数，取k＝160，α为与地质条件有关系数，α＝1.7，最大一段装药量列表如下：

结合上表计算结果，在施工中严格控制单段最大药量不超过上述表格中数量，如单孔装药量超过上述值，则应在孔内再分段装药，同时，爆破作业时，须做好爆破振动和地表位移监测，及时反馈数据，并根据数据进一步调整装药量爆破参数，指导施工。