[发明专利]软弱围岩大断面隧道的微台阶开挖施工方法

说明书

本发明公开了一种软弱围岩大断面隧道的微台阶开挖施工方法，所述施工方法包括：在所述隧道中开挖形成微台阶，并对所述微台阶进行预加固操作；设置所述隧道的开挖轮廓线，并基于所述开挖轮廓线对所述隧道进行钻孔操作以获得爆破孔；在所述爆破孔内设置爆破材料，并将所述爆破孔联结起来；对所述爆破孔执行爆破操作以获得爆破后的隧道；对所述爆破后的隧道进行开挖操作。通过在台阶法施工过程中降低每个台阶的长度，使得对隧道的开挖方法等效为大断面开挖方法，从而在保证隧道具有足够稳定性的情况下，可以通过大型机械对掌子面进行开挖、钻爆操作，大大降低了掌子面的暴露时间，提高了开挖过程中的安全性以及施工效率。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种软弱围岩大断面隧道的微台阶开挖施工方法。

背景技术

随着国内经济的不断发展，对于各项基础设施建设的需求也在不断增多，例如对于高速铁路的建设需求非常巨大，而在高速铁路的建设过程中会遇到各种各样的复杂地形，较为常见的是遇到山丘地形，必须进行隧道施工以缩短铁路路径、节省建设资源、提高铁路安全性。

随着隧道施工项目的不断增多，常用的隧道施工方法被广泛应用，例如大部分高速铁路的隧道采用单洞双线的设计，在隧道的开挖过程中，遇到开挖断面大且隧道周围的围岩为软弱围岩的情况下，施工人员往往根据施工设计采用三台阶法进行隧道施工，钻爆方法也采用传统的人工钻爆方法。

在实际的施工过程中，由于三台阶法中需要在隧道中挖掘出三个台阶，而受限于隧道的总高度，因此每个台阶的高度非常有限，无法使用大型机械进行掌子面的挖掘，施工效率低下，同时在传统的施工方法中长时间暴露掌子面也不利于隧道结构的稳定性，存在很大的安全隐患。进一步地，由于无法使用大型机械，因此在三台阶法中，采用传统的人工钻爆方法需要人工执行打孔、装药以及爆破等操作，操作效率低下，危险性较高，其施工进度往往较为缓慢，已经无法满足目前对施工效率以及施工安全性的要求，同时爆破后的洞碴也无法通过大型运输工具进行运输，大大降低了运输效率，降低了整个隧道施工过程中的施工效率。

发明内容

为了克服现有技术中在软弱围岩大断面的隧道中的施工效率低下、施工安全性不足的技术问题，本发明实施例提供一种软弱围岩大断面隧道的微台阶开挖施工方法，通过采用微台阶的开挖方法，在保证隧道具有最高的稳定性的情况下，可以通过大型机械直接对掌子面进行开挖、钻爆操作，大大提高了开挖过程中的安全性以及施工效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种软弱围岩大断面隧道的微台阶开挖施工方法，所述施工方法包括：在所述隧道中开挖形成微台阶，并对所述微台阶进行预加固操作；设置所述隧道的开挖轮廓线，并基于所述开挖轮廓线对所述隧道进行钻孔操作以获得爆破孔；在所述爆破孔内设置爆破材料，并将所述爆破孔联结起来；对所述爆破孔执行爆破操作以获得爆破后的隧道；对所述爆破后的隧道进行开挖操作。

优选地，所述在所述隧道中开挖形成微台阶，并对所述微台阶进行预加固操作，包括：通过三臂凿岩台车对所述隧道的掌子面进行开挖操作，并形成所述微台阶；对所述微台阶进行分段支护操作；在完成所述分段支护操作后，对所述隧道的掌子面进行超前支护操作以及锚杆加固操作；封闭所述掌子面。

优选地，所述基于所述开挖轮廓线对所述隧道进行钻孔操作以获得爆破孔，包括：获取设计信息，并基于所述设计信息在所述开挖轮廓线内区域设置爆破孔位；通过所述三臂凿岩台车对所述爆破孔位进行钻孔操作以生成初步爆破孔；对所述初步爆破孔进行处理以生成所述爆破孔。

优选地，所述设计信息包括所述爆破孔的种类信息、每种爆破孔的深度信息、每种爆破孔的数量信息、每个爆破孔的装药量信息以及装药总量信息中的至少一个信息。