[发明专利]一种全环开挖施工方法

权利要求书

1.一种全环开挖施工方法，其特征在于：在铁路单线隧道开挖工作面钻孔测量放线完成后，采用凿岩台车在隧道轨面（50）以上部分钻爆开挖时与仰拱（52）进行同时钻孔，完成一次性爆破的全环开挖工作，再将拱墙初期支护与仰拱（52）初期支护同步施作，完成一次性全环支护工作，在一次性全环支护工作完成后，将仰拱（52）用洞碴回填至掌子面（51），预留凿岩台车推进梁钻眼位置，然后将后期仰拱（52）施工时的虚碴运走，再施工仰拱（52）及填充部位（56），依次循环作业，最终逐步推进完成隧道开挖作业；

在一次性爆破的全环开挖工作之前，根据超前地质预报进行超前支护，首先对隧道周围及掌子面（51）前方的工程地质情况进行探测，识别和预测隧道掌子面（51）前方及周围的地质信息，然后根据地质信息利用一台履带式地质钻机，对开挖前进方向进行30～150m的钻探，钻探后再根据地质情况进行超前支护；

一次性爆破的全环开挖工作的操作过程为：

测量放样：测量人员测量并标出工作面开挖轮廓线以及炮眼位置；

钻眼爆破：炮眼包括掏槽眼、掘进眼、辅助眼、周边眼和底板眼，首先根据隧道周围及掌子面（51）前方的工程地质情况确定不同类型炮眼对应的雷管级别、眼个数、眼直径、眼深、单孔装药量和装药结构，再利用液压凿岩台车进行钻孔，单线隧道单工作面利用一台轮胎式三臂凿岩台车，根据轮胎式三臂凿岩台车的臂数进行分区，先钻周边眼和掏槽眼，再钻掘进眼，清底后再钻底板眼，钻孔时眼位误差不大于10cm，除掏槽眼加深20cm外，其他眼孔底应在同一垂直面上；

每循环进尺2.5m，单位体积耗药量0.93kg/m³；

在炮眼内沿其长度方向设置有一层竹板（20），起到了干燥隔离的效果，为爆破提供有利条件，竹板（20）上布置有多个小药卷（21），多个药卷沿炮眼的深度方向设置，炮眼的底部设置有大药卷（22），小药卷（21）和大药卷（22）的结构相同，尺寸不同，小药卷（21）为小直径药卷，大药卷（22）为大直径药卷，大药卷（22）内均设置有雷管（23），炮眼的眼口处塞紧有炮泥块（25），脚线（24）的一端分别与雷管（23）和多个小药卷（21）相连接，脚线（24）的另一端穿过炮泥块（25）设置在炮眼外；

装渣：爆破后形成开挖面，利用一台挖掘机配合一台侧卸式装载机对开挖面进行装碴，完成大型自卸汽车出渣过程；

一次性全环支护工作的操作过程为：

初喷混凝土：利用高压风水冲洗隧道内的受喷面后设置控制喷砼厚度的标志，利用湿喷机械手按设计要求初喷4cm厚的一层混凝土，确保喷射混凝土表面平整度；

锚杆打设：锚杆打设包括组合中空锚杆打设和全长粘结砂浆锚杆打设；

组合中空锚杆打设：根据设计要求在开挖面上准确画出锚杆孔位，利用锚杆台车钻孔；检查锚杆孔达到标准后，安装锚杆并注浆，直至锚杆达到设计注浆量时结束注浆，在综合检查判定注浆质量合格后，用扳手将垫板拧紧；

全长粘结砂浆锚杆打设：利用锚杆台车钻孔，打孔角度为垂直与开挖面打入，高压风吹孔，向孔内注满早强砂浆，再将锚杆送入孔内，并将杆体位于孔位中央，待砂浆达到设计强度后安装垫板，螺帽紧固在岩面上；

钢筋网铺设：锚杆打设完成后，进行钢筋网铺设，将除锈的钢筋在洞外加工场分片制作，铺设需贴近岩面，与锚杆绑扎连接牢固；相邻两个钢筋网搭接时的重合长度为1～2个网格；

架设钢架：将制作完毕的多个钢架通过拱架安装机安装在洞内地层上，多个钢架沿洞内长度方向设置，相邻两个钢架之间通过连接钢筋纵向连接；

复喷混凝土：喷嘴垂直于洞内岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa；喷嘴还掺入有液态速凝剂；一次喷射砼的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm，分层喷射砼时，后一层喷射在前一层砼终凝后进行；

将虚碴运走并达到一定的仰拱（52）步距后施工仰拱（52），根据设计尺寸利用仰拱填充整体浇筑模板和栈桥（30）先对仰拱（52）进行支模和浇筑，再对填充部位（56）一次关模到设计位置，最后对填充部位（56）进行整体浇筑，依次循环作业，直至推进完成隧道仰拱（52）的全部施工作业；

仰拱（52）开挖、出碴和清底：按照设计图纸断面图进行仰拱（52）开挖，仰拱（52）开挖出完渣土后清理仰拱（52）基底，保证仰拱（52）基底无虚渣；

模板安装：在除渣后的仰拱（52）基底进行仰拱（52）衬砌操作，仰拱（52）衬砌完成后，根据隧道类型选择栈桥（30）与一套或两套仰拱填充整体浇筑模板相配合，在仰拱（52）内完成仰拱填充整体浇筑模板中的仰拱用端头定型模板的安装工作以及边墙整体式弧形模板（1）的安装工作，形成仰拱填充整体浇筑模板；仰拱填充整体浇筑模板包括仰拱用端头定型模板和边墙整体式弧形模板（1）；

混凝土浇注：先进行仰拱（52）混凝土的一次浇注，浇注完成后检测仰拱（52）混凝土强度达到2.5MPa后灌筑隧底完成一次性填充混凝土，形成一体式混凝土填充层；

养护操作：对仰拱（52）混凝土和填充部位（56）的混凝土进行统一养护操作；

为了规范仰拱（52）的端头对中埋式止水带安装，防止端头止水带损坏或安装不规范，端头采用仰拱用端头定型模板配合端头处的止水带（8）进行定位，边墙整体式弧形模板（1）为弧形板体，仰拱用端头定型模板包括定位座（2）、第一模板（3）、第一下钢板、第一侧钢板、第二模板（4）、第二下钢板，第二侧钢板、第一铰耳（5）、第二铰耳（6）、紧固螺栓（7）、止水带（8）、第一调节孔（9）、第二调节孔（10）、第一连接件（11）、第二连接件（12）、第一肋板（13）、第二肋板（14）、钢筋孔（15）和支撑架（16），边墙整体式弧形模板（1）的一端设置有支撑架（16），边墙整体式弧形模板（1）的另一端设置有定位座（2）和模板组件，定位座（2）依次通过第一连接件（11）和第二连接件（12）与模板组件外壁相连接，模板组件包括第一模板（3）、第二模板（4）、第一肋板（13）和第二肋板（14），第一模板（3）和第二模板（4）之间并列设置，第一模板（3）的顶部和第二模板（4）的顶部分别通过第一铰耳（5）和第二铰耳（6）相铰接，第一模板（3）上设置有第一肋板，第二模板（4）上设置有第二肋板（14），第一模板（3）和第二模板（4）之间夹持有止水带（8），止水带（8）为中埋式止水带，第一模板（3）通过紧固螺栓（7）与第二模板（4）可拆卸连接，通过紧固螺栓（7）的作用起到进一步定位并夹紧止水带（8），第一肋板（13）或第二肋板（14）上沿其厚度方向各加工有多个钢筋孔（15），第一模板（3）包括第一下钢板和第一侧钢板，第一下钢板和第一侧钢板固定连接制为一体，二者配合形成L形板体，第二模板（4）包括第二下钢板和第二侧钢板，第二下钢板和第二侧钢板固定连接制为一体，二者配合形成L形板体。