[发明专利]小截面岩质隧道的掘进方法

说明书

本发明涉及一种小截面岩质隧道的掘进方法，施工步骤如下：a)施工准备：进行地勘设计，用红油漆画出开挖轮廓线；b)布孔及钻孔：在开挖断面上标注好空孔和膨胀孔；利用钻孔设备完成钻孔工作；c)护孔：在钻孔完毕后，清理空孔和膨胀孔内部及周边岩屑，并将空孔和膨胀孔的开口堵封；d)装药：沿膨胀孔填助燃剂、电解质溶液和膨胀剂，并将开口堵封密实；e)警戒及破岩；f)排烟及除渣；g)在除渣完成后设置支护，并循环逐步掘进。采用本发明的技术方案，采用静胀作用与机械相结合的方式破碎岩石，能够提高小面积岩质隧道的掘进速度。

技术领域

本发明涉及隧道挖掘领域，具体涉及一种小截面岩质隧道的掘进方法。

背景技术

随着国家城市建设的发展，地下管道工程也越来越多。这类工程的隧道截面积较小(一般小于50㎡)、上覆厚度小、周围环境复杂。

当遇到岩质隧道时，由于许多岩土工程机械因空间不足难以应用，常以凿岩掘进为主要的施工手段，其掘进效率非常低，成为拖延工期的主要因素。若采用微振爆破技术，难以达到周围构筑物及设施的安全要求。并且采用劈裂机破岩的方法，由于小截面岩质隧道围岩的夹制作用较大，效果也不理想。

针对上述工程问题，有必要开展相应的技术研究，为城区小截面岩质隧道的快速施工探索一种新的技术方法。

发明内容

为解决现有技术中，小截面岩质隧道的方法掘进速度较慢的问题；本发明提供了一种小截面岩质隧道的掘进方法；采用静胀作用与机械相结合的方式破碎岩石，能够提高小面积岩质隧道的掘进速度。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案是：

一种小截面岩质隧道的掘进方法,施工步骤如下：

a)施工准备：进行地勘设计，对水文地质条件详查，设计隧道的掌子面，用红油漆画出开挖轮廓线；

b)布孔及钻孔：在开挖断面上标注好空孔，并以空孔为圆心，环绕空孔布置多圈膨胀孔；利用钻孔设备完成钻孔工作；

c)护孔：在钻孔完毕后，清理空孔和膨胀孔内部及周边岩屑，并将空孔和膨胀孔的开口堵封，避免岩屑掉入；

d)装药：沿膨胀孔径向，由内到外依次按层填助燃剂、电解质溶液和膨胀剂，并用黏土将膨胀孔开口堵封密实；其中，助燃剂中包裹有电子点火器；电子点火器连接有其启闭的遥控器；

e)警戒及破岩：在破岩前对隧道附近区域进行全面检查，撤离隧道附近的所有人员和设备；并利用遥控装置开启电子点火器；

f)排烟及除渣：在破岩5～10分钟后，开启通风机排烟；排烟半个小时后，测量出口空气质量合格后，进行除渣；

g)支护：在除渣完成后设置支护，用细沙充填支护件的空隙；再清理工作面，并循环逐步掘进。

采用本发明的技术方案，开设的空孔可以增加岩体内的自由面，增加岩体的临空面，可改善岩体内的受力状态，有利于在静胀作用下破岩。另外，空孔的存在能够出现应力集中现象，对岩体内裂纹的扩展起到了导向作用，有利于岩体破碎。利用静胀作用与机械相结合的方式破碎岩石，能够提高小截面岩质隧道掘进的速度。由于采用了遥控器和电子点火器，可使膨胀孔同时升至最高压力，使岩体内应力的叠加作用增强，有利于岩体破碎。

优选的，所述助燃剂由药卷包裹；药卷外侧的电解质溶液由薄膜盛装；电解质溶液外侧的膨胀剂装入塑料壳中。

装药结构按助燃剂、电解质溶液、膨胀剂间隔分层连续装药，使物理化学反应时间更充分，能在较短时间内提高静胀压力。

优选的，所述助燃剂为铝热剂；所述静胀剂的主要成分为氧化钙。