[发明专利]小型隧洞泥岩开挖施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隧洞开挖施工方法，具体地说是一种小型隧洞泥岩开挖施工方法，属于隧洞开挖施工方法领域。

背景技术

小洞径隧洞泥岩施工开挖过程中，使用小型挖掘机配液压破碎锤开挖的研究，在新疆地区近十年未见与本项目研究内容相同的文献公开报道。

泥岩是已固结成岩的，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀的沉积型岩石，它由泥巴和黏土固化而成，不显层理、呈块状，主要由细颗粒的沉淀物组成，其内聚力大，抗压强度低，透水性弱，吸水性强，遇水易软化、塑变，抗风化能力弱，易崩解。

洞室开挖一般分为3种：钻爆法开挖、机械开挖、人工开挖，除特殊地质采用人工开挖或人工与机械相结合开挖外，通常采用钻爆法开挖和机械开挖。小洞径隧洞泥岩开挖，由于受洞径、泥岩特性限制，采用钻爆法开挖施工，存在炸药审批难度大、看管及施工成本较高、安全隐患较大、对围岩稳定性破坏较大的问题。对于小洞径泥岩隧洞开挖施工，适宜采用机械开挖，而传统的机械开挖方法有：掘进机开挖、铣挖机开挖、挖掘机开挖等。

采用挖掘机施工，由于受洞径限制，大型挖掘机无法进入隧洞施工，而使用小型挖掘机进行开挖施工，泥岩在未失水崩解及风化的情况下，硬度较高，小型挖掘机功率不够，无法进行施工；铣挖机施工受限制情况与挖掘机开挖施工相同。

因此小洞径隧洞泥岩开挖可采用掘进机开挖，但掘进机开挖时会产生较大的灰尘（掘进机钻头通过旋转开挖把围岩磨成粉状），洞内能见度较低，对通风条件要求较高，若使用掘进机需进行降尘处理，增加通风设备投入及洒水降尘都会增加施工成本，若不进行降尘处理，则洞内施工作业环境较为恶劣，影响机械作业人员、值班人员及一衬作业人员的身体健康；且掘进机的动力来源为电力，需要专用的特高压变压器，用电量较大，且隧洞单一工作面里程较长，电缆需求量较大，且施工过程中用电安全隐患较大；且泥岩隧洞中若有渗水及出水现象，将会对掘进机收渣产生较大影响，因掘进机开挖后的泥岩成粉状，遇水将会变得粘稠，掘进机无法收渣，每开挖一米掘进机需退回洞外（洞内无错车道），其他出渣设备在进行出渣，因掘进机行走较慢，所需时间较长，直接影响施工速度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种小型隧洞泥岩开挖施工方法，开挖泥岩速度最快，施工工艺较为简洁，工序衔接较快，大量的节省了时间，且开挖施工过程中对洞内施工环境作业较为良好，并减少对围岩的扰动，提高了施工效率，缩短了工期，达到降低施工成本的目标。

本发明的技术方案为：

小型隧洞泥岩开挖施工方法，包括以下步骤：

（1）测量放线 在开挖掌子面上放出轮廓线点位，并交底每个点位的情况；根据提供的控制点、水准点，设立临时施工控制点及辅助施工基线；施工控制点和辅助施工基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于施工控制的地方；根据设计施工图纸的断面尺寸，隧洞两侧设立控制腰线，隧洞轴线上部安装红外线激光指向仪，以方便地控制标高和轴线位置；在红外线激光指向仪的前方设置不少于两个控制点，以在开挖后检查，或随时检查红外线激光指向仪是否发生偏移；

（2）开挖掌子面：采用小型挖掘机配液压破碎锤开挖，根据测量放样的设计开挖轮廓线；采用装载机装渣、运输至洞口或避车洞处装车，自卸汽车运至指定的弃渣场弃置；出渣过程中隧洞底部软弱处采用装载机装运戈壁料铺设，护洞室底部不受破坏；

（3）掌子面修整：大面积渣体运至洞外弃渣场，液压破碎机配合人工风镐开始修整轮廓线，待修整完毕，检测开挖轮廓面；

（4）检测：使用仪器检测开挖轮廓线，如果偏差较大，需要使用重新整修；如偏差较小，进入下一个工序。

特殊地质洞段施工措施。在隧洞施工地质预报中加强传统的地质方法，既要掌握原始地质资料，又要根据开挖的实际情况修正和补充原始地质资料，着重岩体结构面性质、特征、组合形式及地下水状态观测。通过观测、素描、地质作图，最后跟地质钻探法、测、分析、判断开挖面前方近距离地质构造。

1）对围岩较差洞段采用注浆小导管超前支护、成孔困难时，采用自进式锚杆超前支护；

2）在断层破碎地段，为保证开挖安全，对掌子面采用喷射砼进行封闭；

3）对围岩稳定性差的地段及时进行格栅支撑加强初期支护