[发明专利]隧道挖掘方法

说明书

本发明公开一种隧道挖掘方法，包括：S1，采用取芯钻头沿隧道掌子面轮廓线以及隧道掌子面轮廓线内的纵横交叉的多道线进行取芯作业，取芯钻头与取芯筒同轴连接，将柱状芯体钻入取芯筒内并切断取出隧道，形成沿隧道掌子面轮廓线以及隧道掌子面轮廓线内的纵横交叉的沟槽，将隧道切割为多个柱状的剩余岩体；S2，利用挤扩装置分别在各沟槽内挤压剩余岩体，直至将剩余岩体与隧道连接的部分挤压剪断，将剩余岩体取出隧道掌子面；S3，重复步骤S1和S2，直至完成整条隧道的开挖施工。本发明避免了爆破引起的冲击波或噪声对建筑物及住民的影响，减少山体滑坡或岩石坍塌的危险。剩余岩体可用于砌筑盖板涵及石拱涵的墙体或路基路堑边坡的挡土墙。

技术领域

本发明涉及隧道工程施工领域，具体地说，涉及隧道挖掘方法。

背景技术

隧道是公路、铁路及市政道路工程中常见的建筑物，而隧道的开挖方法有新奥法、矿山法、浅埋暗挖法、喷锚暗挖法。具体开挖方式有人工开挖法、岩石爆破法、机械挖掘法、盾构开挖法。对围岩比较坚硬的岩体通常采用爆破开挖方法，但是在城市或岩体有破碎带的地段采用爆破会严重影响城市人民的工作和生活，对有破碎带的岩体山体采用爆破会使得山体发生振动而引起山体滑坡或塌方，造成隧道挖掘施工安全事故。

发明内容

为解决以上问题，本发明通过以下技术方案来实现。

一种隧道挖掘方法，包括以下步骤：

S1，采用岩石取芯机的取芯钻头沿隧道掌子面轮廓线以及隧道掌子面轮廓线内的纵横交叉的多道线进行取芯作业，其中，取芯钻头为沿所述取芯钻头的轴线贯通的筒形钻头，取芯钻头与取芯筒同轴连接，将柱状芯体钻入取芯筒的内部并切断取出隧道，从而形成沿隧道掌子面轮廓线以及隧道掌子面轮廓线内的纵横交叉的沟槽，将隧道切割为多个柱状的剩余岩体；

S2，利用挤扩装置分别在各沟槽内挤压所述剩余岩体，直至将剩余岩体与隧道连接的部分挤压剪断，并将剩余岩体取出隧道掌子面；

S3，重复步骤S1和S2，直至完成整条隧道的开挖施工。

优选地，步骤S1中，对于跨径小于9米或围岩稳定的隧道，仅将隧道掌子面轮廓线进行钻孔取芯，形成沿轮廓线的沟槽。

优选地，对于跨径大于9米的隧道，将隧道分成左右开挖洞，并分别采用步骤S1至S3的步骤进行挖掘。

优选地，用挤扩装置从上至下逐层将沟槽中间的剩余岩体挤压剪断，并用夹具将剩余岩体取出隧道掌子面。

优选地，掌子面轮廓的尺寸越大，则形成越多的纵横交叉的沟槽；

岩体的硬度越大，则形成越多的纵横交叉的沟槽；

取芯的柱状芯体的尺寸越小，则形成越多的纵横交叉的沟槽。

优选地，四级围岩的取芯深度为1m～1.2m，一至三级围岩的取芯深度为1.5m～2m。

优选地，取芯过程中还配合有喷水作业。

优选地，所述挤扩装置为液压挤扩装置。

本发明避免了隧道挖掘中常用的岩石爆破引起的冲击波或噪声对周围建筑物及城市住民工作及生活的影响，同时避免了城市隧道穿过有断裂带或破碎带形成的山体滑坡或岩石坍塌的危险。且施工速度比采用爆破作业快，施工孔洞比爆破作业标准，没有超挖现象，节约了初期支护的喷射混凝土量。并且，取出的剩余岩体可以用于砌筑盖板涵及石拱涵的墙体或路基路堑边坡的挡土墙。而且，对于连拱隧道相向作业，由于不采用爆破方法，则不会造成对相邻孔隧道的已浇筑的二衬砼墙体结构的影响，不会造成二衬砼墙体损坏。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。