[发明专利]适用于大断面隧道Ⅳ-Ⅴ级围岩的全环开挖方法

摘要

本发明公开了一种适用于大断面隧道Ⅳ‑Ⅴ级围岩的全环开挖方法，进行超前地质预测；全断面范围掌子面稳定性评价并分类；决定是否超前支护及掌子面补强，采用相应的具体措施直至掌子面稳定；凿岩台车在掌子面全断面进行炮眼钻进并装药，一次性起爆；掌子面通风，排险，欠挖处理，出碴；对本循环开挖后的掌子面进行地质素描并判定其稳定性，湿喷机械手初喷早高强混凝土，并封闭掌子面；施做系统锚杆；采用拱架安装台车架立钢架，并进行环向和纵向连接，复喷混凝土至设计厚度；本开挖循环仰拱区域洞碴回填，进行下一循环工序作业；采用可移动式仰拱栈桥进行仰拱及边墙基础混凝土浇筑；土工布、防水板铺设和拱墙衬砌钢筋绑扎；拱墙衬砌浇筑及养护。

主权项

1.一种适用于大断面隧道Ⅳ‑Ⅴ级围岩的全环开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采用地质素描法、物探法、超前钻探法或者凿岩台车MWD地质钻孔云图预测中的一种或者多种，进行超前地质预测；步骤二，根据超前地质预测的结果，对隧道全断面范围内的掌子面稳定性进行评价，并将掌子面稳定性分为A‑E类，其中：A类包括了A‑1不稳定；B类包括了B‑1较稳定、B‑2较稳定、B‑3不稳定、B‑4不稳定；C类包括了C‑1稳定、C‑2较稳定、C‑3较稳定至不稳定、C‑4较稳定至不稳定；D类包括了D‑1不稳定、D‑2不稳定；E类，遇溶洞时掌子面不稳定；步骤三，根据对隧道掌子面稳定性的评价及分类结果，决定是否需要进行超前支护及掌子面补强，若需要进行超前支护及掌子面补强，则根据掌子面A‑E类别采用相应的具体措施；步骤四，待所述步骤三中掌子面稳定后，采用凿岩台车在掌子面全断面范围进行炮眼钻进并装药，然后带仰拱一次性起爆；步骤五，对掌子面附近区域进行通风，并利用挖掘机对掌子面及刚爆破区域进行危石排险及欠挖处理，利用运碴车出碴；步骤六，对本开挖循环开挖后的掌子面进行地质素描，并立即判定本开挖循环掌子面的稳定性，施做本开挖循环开挖后的初期支护，初期支护采用湿喷机械手进行初喷混凝土，混凝土标号至少为C30，喷射的混凝土为早期强度较高的混凝土，一天龄期强度至少为15MPa，同时封闭掌子面；步骤七，对本开挖循环进行系统锚杆施做，隧道拱部范围采用带有机械式胀壳头的低预应力中空注浆锚杆，隧道边墙范围内采用砂浆锚杆；步骤八，预制钢架时每榀钢架沿环向间隔焊接若干个套管，采用拱架安装台车对预制好的钢架进行架立安装，进行环向单元的节点紧固，采用U型钢筋插入相邻两榀钢架上对应的套管，将所有钢架沿隧道纵向连接起来，增强钢架纵向稳定性，然后复喷混凝土至设计厚度；步骤九，在滞后于本开挖循环一段距离，采用洞碴回填仰拱区域作为施工平台，并作为下一开挖循环凿岩台车的工作平台，在本开挖循环的本步骤完毕后，进行下一开挖循环工序作业；步骤十，为了不干涉下一开挖循环的作业，在滞后于步骤九中下一开挖循环凿岩台车的工作平台一段距离，清除回填的洞碴，采用可移动式仰拱栈桥进行仰拱及边墙基础的混凝土(或钢筋混凝土)浇筑，待仰拱及边墙基础混凝土初凝后灌注仰拱填充混凝土至设计高度；步骤十一，利用防水板铺设及钢筋绑扎台车进行土工布、防水板的铺设和拱墙衬砌钢筋的绑扎；步骤十二，利用衬砌台车进行拱墙衬砌的浇筑及养护。