[发明专利]一种岩土工程开挖施工的试验方法

权利要求书

1.一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：爆破试验；

步骤二：掘进机开挖试验；

步骤三：确定爆破参数及掘进机开挖参数；

步骤四：实施多断面爆破施工，包括：根据步骤三的爆破参数及掘进开挖参数，判断爆破开挖、掘进机开挖、局部断面爆破-掘进机联合开挖、全断面爆破-掘进机联合开挖这四种不同开挖工法的适用性；

步骤五：掘进机开挖；

步骤六：岩石开挖参数优化；

所述的步骤三：确定爆破参数及掘进机开挖参数，包括：采用数值模拟的方法，模拟待开挖岩体在实施步骤一爆破试验后，再进行掘进的数值分析，采用步骤一中的爆破参数以及掘进机掘进试验获得的初步掘进参数，输入数值模型中，根据待开挖岩体的强度、裂隙分布、导水系数物理力学特性，嵌入数值模型内，优化分析确定爆破参数及掘进参数；

所述步骤六：岩石开挖参数优化，包括：

步骤6.1施工工效统计：重点对施工效率、刀具磨损、围岩损伤、作业环境、工人健康、安全卫生进行评估；

步骤6.2爆破参数及机械开挖参数反馈：根据上述评估结果，对拟定的掘进机掘进参数进行反馈、分析；

步骤6.3岩石开挖参数优化：根据步骤6.2的反馈结果，优化拟定岩石开挖参数。

2.根据权利要求1所述的一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：所述的步骤一，爆破试验，还包括：

步骤1.1，单孔爆破试验：

首先在拟施工的岩体中，进行单孔爆破试验，单孔爆破时，根据炸药量、孔深、炮孔不耦合参数和最小抵抗线爆破参数的不同，得出炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围；

步骤1.2，多孔爆破试验：其次进行多孔爆破试验，多孔爆破时，根据炸药量、布孔空间分布、起爆顺序、雷管段别和炮孔堵塞方式参数的不同，得出炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围；

步骤1.3，汇总爆破效果及损伤范围：通过步骤1.1单孔爆破试验以及步骤1.2多孔爆破试验，汇总出对应不同爆破参数情况下炸药的爆破效果及围岩损伤影响范围；

步骤1.4，获得初步爆破参数；根据步骤1.1和步骤1.2中单孔、多孔爆破试验不同爆破参数情况下炸药的爆破效果及围岩损伤范围得到初步爆破参数。

3.根据权利要求2所述的一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：所述的步骤二：掘进机开挖试验，还包括：

步骤2.1推力扭矩掘进试验，根据掘进机的掘进效果获得掘进初步开挖参数；所述推力扭矩掘进试验参数包括：推力和扭矩；所述推力参数范围为：15000KN～18000KN，扭矩：1000KNm～2500KNm；

步骤2.2大贯入度掘进试验，所述大贯入度掘进试验参数包括：贯入度、扭和刀具转速；所述贯入度参数范围为：1mm/r～4mm/r，刀具转速：5rpm～6rpm；

步骤2.3计算掘进效果及损伤范围，

步骤2.4获得机械开挖参数；根据步骤2.3计算掘进效果及损伤范围，重点对掘进机的开挖效率、围岩损伤以及掘进机的推力、扭矩、刀具转速和贯入度进行数值分析；得到拟定机械开挖参数。

4.根据权利要求3所述的一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：所述步骤四，实施多断面爆破施工，还包括：所述适用性判断依据包括：岩体的开挖效率、围岩损伤大小、开挖经济性、施工组织可实施性和施工周期；之后，若采用多断面爆破-掘进机联合开挖，可继续模拟不同断面尺寸情况下的开挖效果，以确定联合开挖的断面大小；

若不需要爆破与掘进机的共同作业施工，再分别根据步骤一、二的爆破试验与掘进机开挖试验的参数分析结果，判断是选用爆破施工，还是选用掘进机施工；进而，根据爆破试验和掘进机掘进试验结果，确定单独的爆破施工对应的爆破参数和单独的掘进机施工对应的掘进机参数。

5.根据权利要求4所述的一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：所述步骤五，掘进机开挖，包括：观察步骤四多断面爆破效果，是否达到预期，若达到预期，根据拟定出的掘进机开挖参数，进行掘进机开挖施工；若未达到预期，改进爆破参数，继续实施爆破作业，直至达到爆破效果；之后，根据拟定出的掘进机开挖参数，进行掘进机开挖施工。

6.根据权利要求1所述的一种岩土工程开挖施工的试验方法，其特征在于：所述岩石材质包括：中高强度岩体，岩体单轴抗压强度范围为：100-300兆帕。