[发明专利]一种基于高压二氧化碳致裂的山岭隧道机械化施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于高压二氧化碳致裂的山岭隧道机械化施工方法，属于隧道工程技术领域。

背景技术

目前，随着我国交通基础设施的大力发展，隧道工程数量不断增加，特别是西部山区规划了大量的隧道工程，传统的隧道施工方法工序较为复杂，开挖爆破主要采用炸药，在爆破过程中会产生大量的粉尘和有害气体，且会对洞周围岩造成较大的扰动，降低了围岩的自稳能力，且传统的钻爆法在施工过程中主要依靠人工，施工速度较慢，危险性较大，洞内管理难度较大。

随着国内劳动力成本的不断增加以及对人身安全的重视不断提高，传统的大量依赖于人工的钻爆法已经不能很好地适应目前施工的要求，因此，非常有必要发明一种结合高压二氧化碳致裂的山岭隧道机械化施工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于高压二氧化碳致裂的山岭隧道机械化施工方法，既采用一种新的技术手段来开挖和支护隧道，以提高隧道施工质量，加快隧道施工速度。

一种基于高压二氧化碳致裂的山岭隧道机械化施工方法，包含以下步骤：

步骤1、利用挖改钻机的专业钻孔机具可以在掌子面指定位置钻孔。

步骤2、采用自带操作平台的长臂叉车，可以搭载作业人员进行不同位置的二氧化碳起爆管装填，同时布置起爆线。

步骤3、采用二氧化碳气体爆破装置进行爆破。

步骤4、采用自带破碎头的挖掘机对爆破之后的洞壁进行找顶处理，清除洞顶及洞周危岩，配合装载机装渣，并采用自卸汽车出渣。

步骤5、对隧道岩面进行清洗整平处理、喷膜和模筑混凝土等后续工艺。

还含有以下步骤：

步骤1)、利用挖改钻机的专业钻孔机具可以在掌子面指定位置钻孔。

步骤2)、采用自带操作平台的长臂叉车，可以搭载工人进行不同位置的二氧化碳起爆管装填，同时布置起爆线，利用机械和人工的协同工作，取缔了隧道内的大型台车，节省了隧道内空间，以确保施工时的工作效率与后续工序的顺利进行。

步骤3)、采用二氧化碳气体爆破装置进行爆破，利用液态二氧化碳吸热气化膨胀，压力急速上升的物理原理，解决了炸药爆破存在的缺点。

步骤4)、采用自带破碎头的挖掘机对爆破之后的洞壁进行找顶处理，清除洞顶及洞周危岩，配合装载机装渣，并采用自卸汽车出渣，以确保施工的安全性及进行后续工序的顺利进行。

步骤5)、对隧道岩面进行清洗整平处理、喷膜和模筑混凝土，在喷膜时按照先顶部后两边、先上后下的顺序，特别要注意一些细部结构如矮边墙根部、隧道顶部、每桩搭接点、明洞边坡口阴阳角等位置的喷膜质量，以确保隧道防水质量以及前述工作步骤的质量符合地铁施工的质量要求。

在整个施工过程中，施工方法的具体要求：

1)、利用挖改钻机打入掌子面(1)的钻孔的直径和长度一定要控制在合理的范围内；

2)、在进行二氧化碳起爆管灌装、接线、封孔等工艺时，应当严格符合爆破要求；

3)、挖改钻机、长臂叉车、装载机、出渣车等机械必须按照规定和顺序进场；

4)、人工操作平台(2)能够搭载作业人员对前述工作步骤进行纠偏和调整。

本发明的效益是：

1.实现了采用二氧化碳爆破的全程机械化施工，相比炸药爆破，具有环保、有效、安全、经济、快速等优点，并且极大减少了对围岩的扰动，提高了围岩的自稳能力，可取消初期支护，直接进行模筑混凝土的浇筑；

2.采用自带操作平台的长臂叉车，实现机械和人工的协同工作，从而可以在机械力所不及的地方进行人为灵活的调整；

3.本施工方法取缔了大体量的台车，节约了隧道内的空间，使一系列自动化机械可以快速有序施工，能够最大程度节省作业时间，减少劳动力投入；

4.本施工方法同时适用于台阶法和全断面法，且能够实现两种方法的同时转换。

本发明适用于所有采用爆破法施工的山岭隧道，可以最大限度地发挥各种机械及人工协同工作的能力，并且对围岩的扰动小，可以不作初期支护而直接进行二衬的模筑混凝土浇筑，减少了人力的投入，最大限度地缩短工期及提高工作效率，是隧道施工在新形势下非常有必要的发明和创新。

附图说明

图1是隧道掌子面机械化施工处侧视图。

图中，1、掌子面；2、操作平台；3、长臂叉车。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。