[发明专利]复合破岩施工方法

说明书

本发明提供了一种复合破岩施工方法，其包括掘进机根据预设的环形轨迹在岩石上挖掘基准圆坑，采用扫描仪对掌子面进行第一次扫描并获得第一次扫描信息；执行如下循环步骤，直至挖掘形成环槽：掘进机根据预设的月牙形破岩轨迹挖掘月牙形凹坑，采用扫描仪对掌子面进行第二次扫描并获得第二次扫描信息；掘进机根据预设的外间隔破岩轨迹和内间隔破岩轨迹，在月牙形凹坑的两侧分别挖掘外间隔凹坑和内间隔凹坑，采用扫描仪对掌子面进行第三次扫描并获得第三次扫描信息。本发明的复合破岩施工方法，无需重复挖掘，不仅提高了掘进效率，还减少了滚刀的使用，从而降低了滚刀的消耗。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种复合破岩施工方法。

背景技术

目前，通常使用激光、高压水、刮刀等各种新型复合破岩方式进行隧道掘进，在实际破岩过程中，复合破岩是对掌子面进行分布破岩，所以会造成掌子面破岩程度存在差异。为了实现全断面同步破岩，需对破岩后的掌子面进行修整，对破岩深度小的地方进行重复破岩，达到全断面同步，同时也防止破岩设备在移动时由于掌子面深度不一而产生侧面撞击而损坏，但是，目前采用的破岩施工方式，在面对极硬岩地层和高磨蚀地层时，滚刀消耗严重，掘进效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高开挖效率的复合破岩施工方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种复合破岩施工方法，其包括：

掘进机根据预设的环形轨迹在岩石上挖掘基准圆坑，并采用扫描仪对掌子面进行第一次扫描以获得第一次扫描信息；

执行如下循环步骤，直至挖掘形成环槽：

所述掘进机根据预设的月牙形破岩轨迹挖掘月牙形凹坑，并采用所述扫描仪对所述掌子面进行第二次扫描以获得第二次扫描信息；

所述掘进机根据预设的外间隔破岩轨迹和内间隔破岩轨迹，在所述月牙形凹坑的两侧分别挖掘外间隔凹坑和内间隔凹坑，并采用所述扫描仪对所述掌子面进行第三次扫描以获得第三次扫描信息。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述掘进机挖掘基准圆坑包括以下步骤：

采用激光灼烧所述岩石形成多个凹坑；

采用高压水射流在各所述凹坑上旋转切割形成多个圆形凹槽；

采用刮刀刮除相邻两所述圆形凹槽之间的所述岩石，直至形成所述基准圆坑。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述环槽的外径大于所述预设的环形轨迹的外径。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，第一个所述月牙形凹坑的内边缘的中心与所述基准圆坑的中心的距离等于所述基准圆坑的半径。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，相邻两所述月牙形凹坑的内边缘的中心的距离等于所述基准圆坑的半径的一半。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述外间隔凹坑的中心与邻近的所述月牙形凹坑的内边缘的中心的距离等于所述基准圆坑的半径的一半。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述外间隔凹坑和内间隔凹坑均呈扇形。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述扫描仪为连接于所述掘进机上的线激光双目立体相机或者相位激光扫描设备。

如上所述的复合破岩施工方法，其中，所述第一次扫描信息包括所述掌子面的形状和尺寸，以及所述基准圆坑的形状和尺寸；

所述第二次扫描信息包括所述掌子面的形状和尺寸，所述基准圆坑的形状和尺寸，以及所述月牙形凹坑的形状和尺寸；

所述第三次扫描信息包括所述掌子面的形状和尺寸，所述基准圆坑的形状和尺寸，所述月牙形凹坑的形状和尺寸，所述外间隔凹坑的形状和尺寸，以及所述内间隔凹坑的形状和尺寸。