[发明专利]采用凿岩台车微调钻杆周边成孔精确控制超欠挖的方法

说明书

技术领域

本发明属于钻爆法凿岩掘进领域，尤其涉及凿岩断面的钻眼成孔施工过程中，对于凿 岩断面周边眼钻眼成孔的施工。

背景技术

现有钻爆法掘进工程，涉及凿岩断面的钻眼成孔施工过程中，对于凿岩断面周边眼钻 眼成孔的施工(如图1所示)，主要有两种施工方式，一种是传统的风钻手手工钻，另一种 是相对更现代的凿岩台车机械钻。

传统风钻手手工钻主要存在的问题：

1、超欠挖范围大，如图2-5所示。

铁道部发布的《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》对超欠挖的规定见下表：

超欠挖应符合表4.3.13的规定；

表4.3.13隧道允许超挖值

注：表所列参数适用于炮眼深度1.0～3.5m，炮眼直径4０～50mm，药卷直径２0～25mm。

由于传统风钻手操作风钻时，与凿岩边缘必须存在一般在15cm左右操作距离，即须有 3°～5°的外插角。因此造成了风钻手在钻眼成孔时，由于空间小加上角度难把握，不可 能将钻杆贴凿岩断面边缘平行进行钻眼，钻眼成孔爆破后，常会有+15～20cm的超挖，如图 4、5所示；如果风钻手在钻眼操作时，其钻头在凿岩断面距凿岩边缘0～10cm的位置切入， 则钻眼成孔爆炸后会出现+15～20cm的欠挖，如图2、3所示。

2、凿岩断面爆破后的光面效果差，如图6所示：

由于风钻手存在的操作死角，以及在凿岩断面两边垂直面操作时，除了无法克服的操 作死角外，还可能出现上下摆动的问题；在凿岩断面的顶部与底操部作时，也可能出现左 右摆动的问题。这样当钻眼成孔爆炸后形成的表面是不可能保持平整和相对的光面。

而相对更先进的现有凿岩台车机械钻也依然存在着类似的问题：

1、隧道常用凿岩台车的液压推进梁，钻杆长度达5530mm，有效孔深达5268mm，由于 在推进梁完全靠帮的情况下，钻杆离帮有0.25米左右的距离，不可能将钻杆贴隧道轮廓线 延伸方向平行切入钻眼，即钻进方向不能平行于隧道前进方向，常规技术凿岩台车采用钻 爆法施工周边成孔时，是以3°～5°的外插角钻进至指定位置，成孔爆破后，离轮廓线也 有+20～+30cm左右的超挖距离，所以国外对超欠挖的控制水平也也只能控制在+30cm范围 内，难以达到国内对隧道超欠挖控制的严格要求。

2、钻进角度难控制：

由于大型凿岩台车液压大臂有效举升后，操作人员距离掌子面距离12m以上，钻进方 向需要的3°～5°的外插角由于距离远，难以掌握和控制。

采用现有的两种施工方法，在钻爆法掘进隧道时，严重的超欠挖将影响隧道的长期的 安全稳定和施工成本。超欠挖控制达不到要求，主要影响为：

a)影响隧道安全稳定；

b)增加了工程量；

c)需要更多砼；

d)拖延了工程时间；

e)增加综合成本费用。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种采用凿岩台车微调钻杆周边成孔精确控制超欠挖的方法， 在凿岩断面的钻眼成孔施工过程中，对于凿岩断面周边眼的钻眼成孔的施工，相对现有技 术大幅缩小超欠挖的范围，同时确保隧道周边光面效果，且节约资源，缩短时间，降低成 本费用。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种采用凿岩台车微调钻杆周边成孔精确控制超欠挖的方法，包括凿岩台车，步骤依次 为：

1)依据钻爆方案，确定需要进行周边眼钻眼成孔的数量与位置；

2)选择确定钻头在凿岩工作面周边预定的钻眼位置与切入点：切入点选择在测量人员 标记的隧道开挖轮廓线上；

3)调整机械钻臂位置，使其钻进方向与隧道前进方向10°～20°斜交，在周边眼位置挂 孔钻进5cm后调整机械钻臂；

4)操作机械钻臂对钻杆逐步施加压力使其弯曲，保证靠近凿岩工作面前端1m～1.5m的 钻杆基本与隧道前进方向平行，调整和保持此状态钻进至指定位置；

5)周边眼钻眼成孔后，钻杆取出：在取出钻杆的过程中，其操作方法与钻眼掘进时的 操作方法基本相同，逐步地退出钻杆。

作为选择，凿岩断面周边眼钻眼成孔爆炸后的超挖控制在10cm的范围内。