一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，采用上下台阶开挖法并包括以下步骤：步骤一，在隧道正洞开挖前，采用超前钻探法进行超前地质预报验证；步骤二，通过超前探孔对未开挖的岩爆段进行应力释放，并利用便携式瓦斯检测仪对掌子面及作业处的瓦斯浓度进行检测，正常开挖前，对掌子面和洞壁进行高压喷水；步骤三，先施打十一个超深炮眼；步骤四，先利用超深炮眼进行瓦斯检测，满足要求后再对十一个超深炮眼和普通炮眼装炸药爆破；步骤五，掌子面开挖后，进行初期支护；步骤六，进行瓦斯隔离层施工；步骤七，在瓦斯隔离层的内表面采用掺入气密剂的C35混凝土进行二次衬砌。本发明专利技术能有效降低事故发生的风险，确保安全施工。安全施工。安全施工。

【技术实现步骤摘要】
一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺


[0001]本专利技术涉及一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺。

技术介绍

[0002]近年来我国西南地区的高速公路、高速铁路建设蓬勃发展，随之产生大量的隧道工程，隧道在掘进过程中难免遇到各种不良地质地段，威胁隧道作业人员的安全，影响隧道的正常运营，给人民生命财产安全带来严重隐患。不良地质尤其表现为断裂破碎带、岩爆、突水突泥、岩溶和瓦斯等。当有多重不良地质叠合出现时，更是给隧道的施工增加了技术和管理风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，它能有效降低事故发生的风险，确保安全施工。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，采用上下台阶开挖法施工，并包括以下步骤：
[0005]步骤一，在岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道正洞开挖前，采用地质雷达法结合超前钻探法进行超前地质预报验证，初步判定前方是否含有煤层或瓦斯，超前钻探法即为采用煤矿用全液压坑道钻机在掌子面均布施打五个超前探孔，沿开挖轮廓线上均布四个超前探孔，在隧道中线上布置一个超前探孔，位于开挖轮廓线上的四个超前探孔的外倾角为10
°
，位于隧道中线上的一个超前探孔垂直于掌子面；每次钻超前探孔的长度为100m，并保留20m长度进行下一个开挖循环钻探；
[0006]步骤二，通过超前探孔对未开挖的岩爆段进行应力释放，并利用超前探孔和便携式瓦斯检测仪随时对掌子面及作业处的瓦斯浓度进行检测，若无瓦斯或瓦斯浓度小于0.5％即能正常开挖；正常开挖前，对掌子面和洞壁进行高压喷水，以软化岩壁；
[0007]步骤三，每个开挖循环在进行炮眼钻孔前，至少选择十一个炮眼进行加深形成超深炮眼；先采用湿式凿岩机施打十一个超深炮眼，超深炮眼的直径与普通炮眼的直径相同，超深炮眼的深度不小于5.0m；
[0008]步骤四，先利用超深炮眼进行瓦斯检测，检测开挖工作面的瓦斯浓度是否达标，当超深炮眼探测到瓦斯浓度低于0.5％时，接着采用湿式凿岩机施打其余的普通炮眼，再开始对十一个超深炮眼和所有的普通炮眼装炸药爆破，采用防爆型专用起爆器进行电力起爆，起爆时采用正向起爆，然后进行掌子面开挖；
[0009]步骤五，掌子面开挖后，进行初期支护，先对岩壁初喷C25气密性喷射混凝土，喷射厚度为2～4cm后架设钢筋网和钢拱架，接着复喷C25气密性喷射混凝土将钢拱架覆盖；C25气密性喷射混凝土的总厚度不小于设计厚度，C25气密性喷射混凝土的透气系数不大于10
‑
10～
‑
11
cm/s；再采用专用锚杆机钻锚杆孔，锚杆孔垂直于岩面，锚杆孔的直径比锚杆的直径大15mm，成孔后用高压风将锚杆孔内的浮土、碎石吹干净，并检查锚杆孔的深度、角度、间
距，如不符合规范要求，采用补打措施确保锚杆孔的深度满足设计要求，然后在锚杆孔中注满砂浆后迅速将锚杆插置锚杆孔的底部，将砂浆挤满锚杆孔，等砂浆达到一定的强度后，安装锚杆垫板，并用螺母拧紧；
[0010]步骤六，进行瓦斯隔离层施工，瓦斯隔离层采用全包结构，即仰拱、边墙及拱部环向全包的结构；瓦斯隔离层由土工布和防水板组成；土工布的搭接宽度不小于5cm，土工布铺设时要紧贴在混凝土的表面；防水板采用PVC板；首先利用挂布台车将土工布固定到预定位置，然后用热熔衬垫及射钉将土工布固定在初期支护面上，热熔衬垫及射钉按梅花型布置；防水板采用无钉铺设，即先用射钉将塑料垫圈固定在土工布的外表面上，再将防水板焊接到塑料垫圈上；防水板的接缝采用热合机自动焊缝形成，采用双焊缝热烙焊接，单条焊缝有效焊缝宽度不小于2.5cm，两层防水板的边缘搭接宽度不小于12cm；
[0011]步骤七，在防水板的内表面进行二次衬砌，采用全断面一次成型法施工，并采用抗渗等级不小于P8的掺入气密剂的C35混凝土。
[0012]上述的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，其中，进行步骤三时，十一个超深炮眼的布置方式是：在上下台阶开挖分界线的上部和下部一一对应地布置六个和五个。
[0013]上述的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，其中，进行步骤六时，还要对防水板的每道焊缝均进行气密性检查，当压力达到0.25MPa时停止充气，保持压力15分钟以上，压力下降在10％以内，焊缝质量合格。
[0014]上述的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，其中，进行步骤七时，混凝土采用分层分窗浇注，泵送混凝土入仓要自下而上，从已浇注段接头处向未灌筑方向分层对称浇灌，防止偏压使模板变形。
[0015]本专利技术的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺的施工方法，具有以下特点：
[0016]1)采用钻超前探孔检测和瓦斯自动监控系统相结合的检测方式，实现全方位、全天候检测，能有效降低事故发生的风险，确保安全施工；
[0017]2)利用超前探孔进行岩爆段的应力释放，在围岩内部造成一个破坏带，使洞壁和掌子面的应力降低，即形成一个低弹区，使高应力转移至围岩深部，同时通过在掌子面洒水来增加岩体的塑性，减弱岩体的脆性，降低岩爆的强烈程度，也避免碰撞火花的出现，减少了岩爆带来的次生灾害，增加了施工的安全性；
[0018]3)通过在初期支护面上增加由土工布及防水板构成的成本低的瓦斯隔离层，瓦斯隔离层采用全包结构，并在二次衬砌的混凝土中掺加气密剂等手段，有效阻断瓦斯气体向外的传输通道，确保隧道在施工和运营期间的安全，还能加快施工进度。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺进行步骤一时超前探孔的布置图；
[0020]图2是图1中的A
‑
A向视图；
[0021]图3是本专利技术的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺进行步骤三时超深炮眼的布置图；
[0022]图4是本专利技术的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺进行步骤七后隧道的断面图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0024]请参阅图1至图4，本专利技术的穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，采用上下台阶开挖法施工，并包括以下步骤：
[0025]步骤一，在岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道正洞开挖前，采用地质雷达法结合超前钻探法进行超前地质预报验证，初步判定前方是否含有煤层或瓦斯；超前钻探法即为采用煤矿用全液压坑道钻机在掌子面均布施打五个超前探孔11、12、13、14、15，超前探孔的孔径为φ76mm，沿开挖轮廓线上均布四个超前探孔11、12、13、14，在隧道中线上布置一个超前探孔15，位于开挖轮廓线上的四个超前探孔11、12、13、14的外倾角为10
°
，位于隧道中线上的一个超前探孔15垂直于掌子面；每次钻超前探孔的长度为100m，并保留20m长度进行下一个开挖循环钻探(见图1)；
[0026]步骤二，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺，采用上下台阶开挖法施工，其特征在于，所述施工工艺包括以下步骤：步骤一，在岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道正洞开挖前，采用地质雷达法结合超前钻探法进行超前地质预报验证，初步判定前方是否含有煤层或瓦斯，超前钻探法即为采用煤矿用全液压坑道钻机在掌子面均布施打五个超前探孔，沿开挖轮廓线上均布四个超前探孔，在隧道中线上布置一个超前探孔，位于开挖轮廓线上的四个超前探孔的外倾角为10
°
，位于隧道中线上的一个超前探孔垂直于掌子面；每次钻超前探孔的长度为100m，并保留20m长度进行下一个开挖循环钻探；步骤二，通过超前探孔对未开挖的岩爆段进行应力释放，并利用超前探孔和便携式瓦斯检测仪随时对掌子面及作业处的瓦斯浓度进行检测，若无瓦斯或瓦斯浓度小于0.5％即能正常开挖；正常开挖前，对掌子面和洞壁进行高压喷水，以软化岩壁；步骤三，每个开挖循环在进行炮眼钻孔前，至少选择十一个炮眼进行加深形成超深炮眼；先采用湿式凿岩机施打十一个超深炮眼，超深炮眼的直径与普通炮眼的直径相同，超深炮眼的深度不小于5.0m；步骤四，先利用超深炮眼进行瓦斯检测，检测开挖工作面的瓦斯浓度是否达标，当超深炮眼探测到瓦斯浓度低于0.5％时，接着采用湿式凿岩机施打其余的普通炮眼，再开始对十一个超深炮眼和所有的普通炮眼装炸药爆破，采用防爆型专用起爆器进行电力起爆，起爆时采用正向起爆，然后进行掌子面开挖；步骤五，掌子面开挖后，进行初期支护，先对岩壁初喷C25气密性喷射混凝土，喷射厚度为2～4cm后架设钢筋网和钢拱架，接着复喷C25气密性喷射混凝土将钢拱架覆盖；C25气密性喷射混凝土的总厚度不小于设计厚度，C25气密性喷射混凝土的透气系数不大于10
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cm/s；再采用专用锚杆机钻锚杆孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：林李前，陈航博，蔡斌，陈浩，侯硕智，
申请(专利权)人：中交三航厦门工程有限公司中交第三航务工程局有限公司厦门分公司，
类型：发明
国别省市：