一种狭小隧洞机械施工开挖方法技术

本申请提出一种狭小隧洞机械施工开挖方法，其技术方案要点包括：根据狭小隧洞内围岩的强弱，将围岩强度划分为3个等级，分别为第一等级

【技术实现步骤摘要】
一种狭小隧洞机械施工开挖方法


[0001]本申请涉及地下工程施工
，尤其涉及一种狭小隧洞机械施工开挖方法
。

技术介绍

[0002]随着我国城市化速度不断提升，城市建设规模越来越大，供水等地下隧洞的建设工程日益增多，在城市中进行隧洞的施工，为减少爆破对周边环境的影响，采用机械施工开挖成为隧洞施工较为理想的选择
。
[0003]供水隧洞的开挖断面小，围岩强度也并不均匀，各种机械开挖方法的适应性不同，当前悬臂掘进机由于其较大的功率，施工效率较高，但是其围岩强度的适宜范围为
40
～
70MPa
，当强度较高或较低时，其效率均有不同程度的降低；而小型挖掘机等机械，其适用于围岩强度较低的情况，当前隧洞的开挖主要依据围岩分级进行设定，并未考虑机械的效率及适应性问题
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本申请实施例提供一种狭小隧洞机械施工开挖方法，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
[0005]本申请实施例提供了一种狭小隧洞机械施工开挖方法，包括：根据狭小隧洞内围岩的强弱，将围岩强度划分为3个等级，分别为第一等级
、
第二等级和第三等级，其中第一等级为围岩强度小于
30MPa
，第二等级的围岩强度区间为
30MPa
～
70MPa
，第三等级的围岩强度大于
70MPa
；对于第一等级的围岩开挖，采用挖掘机和破碎锤进行开挖，辅以超前加固；对于第二等级的围岩开挖，采用悬臂掘进机进行开挖；对于第三等级的围岩开挖，采用静态爆破和悬臂掘进机进行开挖
。
[0006]在一种实施方式中，所述对于第一等级的围岩开挖包括：在围岩强度为小于
10MPa
的情况下，采用挖掘机进行开挖
。
[0007]在一种实施方式中，所述对于第一等级的围岩开挖还包括：在围岩强度为大于
10MPa
的情况下，先用破碎锤对较硬的岩体进行破碎，再采用挖掘机进行开挖
。
[0008]在一种实施方式中，所述对于第二等级的围岩开挖包括：在围岩强度为大于
50MPa
的情况下，对悬臂掘进机的截割头进行改装，使改装后截割头的开挖强度与围岩强度对应适配
。
[0009]在一种实施方式中，所述对悬臂掘进机的截割头进行改装包括：提高截齿的合金强度
、
增加截齿的焊接强度和范围
、
及调整截齿的锥角
。
[0010]在一种实施方式中，所述对于第二等级的围岩开挖还包括：当围岩强度较高时，减少截割头的截齿数量
、
加大截割头的锥角并减缓截割头的转速
。
[0011]在一种实施方式中，所述对于第三等级的围岩开挖包括：在围岩掌子面上均匀布设钻孔，并在钻孔中布设膨胀剂；待膨胀剂发挥作用使围岩出现显著裂缝后，采用悬臂掘进机进行围岩开挖
。
[0012]在一种实施方式中，在所述围岩掌子面上均匀布设钻孔的孔距为
60cm
～
80cm。
[0013]在一种实施方式中，所述均匀布设钻孔包括：最外侧一圈钻孔与轮廓线钻孔之间的距离控制在
30cm
～
50cm。
[0014]上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：
[0015]本申请的施工方法根据围岩强度划分为三个不同的等级，每个等级采用不同的开挖方法，可有效针对围岩强度软硬不均地层中狭小隧洞的机械开挖方法做出适应性选择，对于狭小隧洞在非爆破情况下开挖具有指导作用，保证施工安全，加快施工速度
。
[0016]上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制
。
除上述描述的示意性的方面
、
实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面
、
实施方式和特征将会是容易明白的
。
附图说明
[0017]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素
。
这些附图不一定是按照比例绘制的
。
应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制
。
[0018]图1是本专利技术的流程示意图；
[0019]图2是本专利技术中悬臂掘进机截割头的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术中悬臂掘进机截割头的改装图；
[0021]图4是本专利技术静态爆破的钻孔布置图
。
[0022]图中：
1、
截割头；
2、
焊体；
3、
截齿；
4、
开挖轮廓线；
5、
静态爆破钻孔；
6、
静态爆破外圈钻孔
。
具体实施方式
[0023]在下文中，为使本专利技术的目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，仅简单地描述了某些示例性实施例
。
正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例
。
因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的
。
[0024]下面结合附图和实施例，对本专利技术进行详细描述
。
[0025]如图1至图3所示，本专利技术提供了一种狭小隧洞机械施工开挖方法，其根据狭小隧洞内围岩的强弱，将围岩强度划分为3个等级，分别为第一等级
、
第二等级和第三等级，其中第一等级为围岩强度小于
30MPa
，第二等级的围岩强度区间为
30MPa
～
70MPa
，第三等级的围岩强度大于
70MPa
；对于第一等级的围岩开挖，采用挖掘机和破碎锤进行开挖，辅以超前加固；对于第二等级的围岩开挖，采用悬臂掘进机进行开挖；对于第三等级的围岩开挖，采用静态爆破和悬臂掘进机进行开挖
。
[0026]在本实施例中，基于狭小隧洞内围岩的强弱，围岩强度划分为3个等级分别为第一等级
、
第二等级和第三等级
(
以下简称
W
‑1级
、W
‑2级和
W
‑3级
)
，其中
W
‑1为围岩强度小于
30MPa
，
W
‑2的围岩强度区间为
30MPa
～
70MPa
，
W
‑3的围岩强度大于
70MPa
；
W
‑1级中采用挖掘机和破碎锤进行开挖，辅以超前加固，
W
‑2级中采用悬臂掘进机进行开挖，
W
‑3级中采用静态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种狭小隧洞机械施工开挖方法，其特征在于：根据狭小隧洞内围岩的强弱，将围岩强度划分为3个等级，分别为第一等级
、
第二等级和第三等级，其中第一等级为围岩强度小于
30MPa
，第二等级的围岩强度区间为
30MPa
～
70MPa
，第三等级的围岩强度大于
70MPa
；对于第一等级的围岩开挖，采用挖掘机和破碎锤进行开挖，辅以超前加固；对于第二等级的围岩开挖，采用悬臂掘进机进行开挖；对于第三等级的围岩开挖，采用静态爆破和悬臂掘进机进行开挖
。2.
根据权利要求1所述的狭小隧洞机械施工开挖方法，其特征在于，所述对于第一等级的围岩开挖包括：在围岩强度为小于
10MPa
的情况下，采用挖掘机进行开挖
。3.
根据权利要求2所述的狭小隧洞机械施工开挖方法，其特征在于，所述对于第一等级的围岩开挖还包括：在围岩强度为大于
10MPa
的情况下，先用破碎锤对较硬的岩体进行破碎，再采用挖掘机进行开挖
。4.
根据权利要求1所述的狭小隧洞机械施工开挖方法，其特征在于，所述对于第二等级的围岩开挖包括：在围岩强度为大于
50MPa
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董锋，廖勇，舒伟，徐睿，罗伦益，董运，覃稳，董旭飞，蒋荣辉，秦勋，金涛，王朝文，
申请(专利权)人：中铁一局集团广州建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：