[发明专利]一种软岩大断面隧道微台阶开挖方法

说明书

本发明公开一种软岩大断面隧道微台阶开挖方法，包括以下步骤：S1根据隧道地质条件，制定专项爆破方案，采用全站仪进行测量放样，放出隧道中心线；S2开挖时按照1:0.1进行放坡处理，掌子面采用混凝土喷浆封闭，并采用纤维锚杆加固；S3超前管棚施工，对超前管棚、纤维锚杆进行高压注浆，浆液充填节理、裂隙，形成网络浆脉；针对以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主的长大隧道软弱围岩地段，采取超前预加固措施，通过三臂凿岩台车、高压注浆机等加强型机械实现超前预加固，提高软弱围岩等级，强化围岩应力拱形成，实现加强型机械化配套软弱围岩大断面快速施工；通过采用微台阶法开挖，缩小各工序衔接时间差，加快施工进度，减少了人员、设备窝工。

技术领域

本发明属于隧道开挖技术领域，尤其涉及一种软岩大断面隧道微台阶开挖方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，国家对基础设施投入的不断加大，以及国家对基础建设的施工标准(如环保要求、能耗要求、安全质量要求等)的不断提高，在公路、铁路和水利水电工程施工中隧道比重越来越大；中国已经是世界上隧道最多、发展最快、地质条件和结构形式最复杂的国家。

在隧道施工中，传统的隧道施工工艺已不能满足国家对环保、低耗能、经济性和高安全质量的要求，以三臂凿岩台车、拱架安装机、混凝土湿喷机械手为主的开挖支护作业线机械化配套技术因为环境污染少，安全系数较高，施工进度快，相对成本低，消耗能量少，比传统的隧道开挖工法有着显著的优势，近年来已经在国内外水电、矿山、公路、铁路等长大隧道工程中广泛推广应用。

三臂凿岩台车主要适用于以Ⅱ、Ⅲ级围岩为主的长大隧道工程中，一般采用全断面或台阶法开挖；对于Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，或者软弱围岩地段，一般采用手持风动凿岩机简易钻孔台架进行短台阶法施工，既要更换施工机具，又要改变施工工法，施工进度影响大。

由中铁五局施工的郑万高铁香树湾隧道管段全长5.255km,为泥岩夹砂岩地区，围岩软弱，地质较差，开挖后易变形，主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。为了解决因围岩频繁变化而引起的施工机具和开挖工法不断调整影响施工进度，同时解决因Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩变形影响施工进度和安全，对开挖工法进行了研究改进，开发了三臂凿岩台车Ⅳ、Ⅴ级围岩地段微台阶法开挖方法。

发明内容

本发明提供一种软岩大断面隧道微台阶开挖方法，旨在解决上述存在的问题。

本发明是这样实现的，一种软岩大断面隧道微台阶开挖方法，包括以下步骤：

S1根据隧道地质条件，制定专项爆破方案，采用全站仪进行测量放样，放出隧道中心线；

S2开挖时按照1:0.1进行放坡处理，掌子面采用混凝土喷浆封闭，并采用纤维锚杆加固；

S3超前管棚施工，对超前管棚、纤维锚杆进行高压注浆，浆液充填节理、裂隙，形成网络浆脉；

S4利用凿岩台车在下台阶，完成上下台阶的钻眼、装药，然后上下台阶同时起爆；

S5翻碴，将上台阶的爆碴翻至下台阶；

S6对上台阶进行支护，同时在下台阶进行出碴作业；

S7对下台阶进行支护，重复S1-S7，直至开挖结束。

进一步的，对上台阶进行支护包括初喷混凝土、打设锚杆、挂设钢筋网、安装钢架和复喷混凝土。

进一步的，对下台阶进行支护包括初喷混凝土、打设锚杆、挂设钢筋网、安装钢架和复喷混凝土。

进一步的，上台阶初喷混凝土、打设锚杆、挂设钢筋网与翻碴工序同时进行，上台阶复喷混凝土与下台阶初喷混凝土、打设锚杆、挂设钢筋网工序同时进行。

进一步的，在开挖过程中，上台阶至少有一榀钢架在下台阶开挖后不形成悬空。

进一步的，所述纤维锚杆布设角度和隧道轴线方向一致。