[发明专利]一种大跨径地下洞室无爆破切割开挖施工方法

说明书

本申请提供一种大跨径地下洞室无爆破切割开挖施工方法，涉及大跨径开挖技术领域，包括以下步骤：(1)顶拱层爆破开挖；(2)作业面清理；(3)测量放点；(4)轨道安装；(5)圆盘锯切割；(6)基槽取料；(7)石料分解；(8)石料运输存放。本发明通过采用两种切割方式，分别为圆盘锯切割与绳锯切割，圆盘锯的锯片及绳锯的金刚石串珠绳通过机械作用，产生强大的切割力量作用在岩石上，通过锯片的不断旋转及金刚石串珠绳的回转切割将石料割裂、分解，达到开挖施工的目的，具有降低洞室开挖爆破作业风险、缩短工期、提高洞室开挖质量、降低施工成本的有益效果。

技术领域

本申请涉及大跨径开挖技术领域，具体涉及一种大跨径地下洞室无爆破切割开挖施工方法。

背景技术

目前抽水蓄能电站地下洞室开挖仍采用传统的新奥法或者矿山法施工。图1是现有技术中洞室爆破开挖示意图，如图1所示，主要采用手风钻、多臂钻凿岩台车等设备钻孔爆破开挖；缺点为：传统爆破开挖受雷管炸药管理约束不能进行24h循环作业。爆破震动大，对下部岩层的整体性影响较大，开挖过程中经常出现因爆破震动影响增加补强支护，甚至造成洞室坍塌。开挖的工艺质量难以达到设计要求。安全风险高、施工效率低、作业环境差，施工人员投入较多且施工组织复杂。

发明内容

为解决传统开挖方法中的问题和缺陷，本发明提供一种抽水蓄能电站大跨径地下洞室无爆破切割开挖施工方法，适用于开挖断面宽度大于20米的大跨径地下洞室，降低洞室开挖爆破作业风险、缩短工期、提高洞室开挖质量、降低施工成本。

本申请提供一种大跨径地下洞室无爆破切割开挖施工方法，包括以下步骤：

顶拱层爆破开挖：地下洞室顶拱层需采用爆破开挖，为圆盘锯切割及石料运输创造空间；

作业面清理：在切割施工前，对施工作业面表面一些岩石的碎渣及时进行清理，同时对凹凸不平区域进行整平，同时对一些积水区域废水及时进行引排，确保切割作业面平整满足轨道铺设要求；

测量放点：切割前，测量人员利用全站仪准放样出场地切割线位置，并用红漆标出轨道铺设线位，确保切割边线满足洞室设计开挖轮廓线要求；

轨道安装:根据放样位置及需要切割深度进行圆盘锯轨道定位安装；轨道铺设时采用水平尺调平，每个3米打设一根0.5米深地锚，并用连接筋与轨道固定牢固，轨道安装必须平、顺、直，以保证圆盘锯行走过程中的稳定与切割的质量；

圆盘锯切割：切割顺序须按照小锯片切割→大锯片切割顺序；根据不同的现场情况，采用适当的切割方式，所述切割方式包括纵切和横切；

基槽取料：大跨径洞室采用无爆破切割开挖，在切割完成后，人工配合机械先对第一块岩块进行分解取料，形成施工基槽，为下步取料施工提供工作面；

石料分解：石料底部采用人工锤击分解料原石，或者采用绳锯切割石料分解料原石底部；

石料运输存放：石料分解完成后，采用30t重叉车将料原石装至20t自卸平板车上，采用插销进行固定运至指定场地进行存放。

优选的，圆盘锯切割采用以下步骤：在试验区域布置两台圆盘锯，沿纵向垂直锯缝切割两道纵缝，在中间采用圆盘锯沿横向垂直锯缝进行横向套切，切割后形成荒料，然后对底部进行钻孔劈裂，每隔20cm打设20cm深钻孔，采用劈裂器进行劈裂分解，在岩石顶部每隔1.5m或2.4m打设5个深20cm孔，将岩石分别分解成长×宽×高尺寸为1.5m×1.5m×1.45m，体积为3.26m³，重量为8.2t和长×宽×高尺寸为2.4m×1.5m×1.45m，体积为5.22m³，重量为13.05t。

优选的，所述地下洞室顶拱层的开挖高度为h，h大于6米；

优选的，轨道安装时，圆盘锯轨道的底部可下垫枕木。