小型隧洞泥岩开挖施工方法技术

本发明专利技术公开了一种小型隧洞泥岩开挖施工方法，包括测量放线、开挖掌子面、掌子面修整、检测等步骤；本发明专利技术的优点在于：开挖泥岩速度最快，施工工艺较为简洁，工序衔接较快，大量的节省了时间，且开挖施工过程中对洞内施工环境作业较为良好，并减少对围岩的扰动。

【技术实现步骤摘要】
小型隧洞泥岩开挖施工方法
本专利技术涉及一种隧洞开挖施工方法，具体地说是一种小型隧洞泥岩开挖施工方法，属于隧洞开挖施工方法领域。
技术介绍
小洞径隧洞泥岩施工开挖过程中，使用小型挖掘机配液压破碎锤开挖的研究，在新疆地区近十年未见与本项目研究内容相同的文献公开报道。泥岩是已固结成岩的，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀的沉积型岩石，它由泥巴和黏土固化而成，不显层理、呈块状，主要由细颗粒的沉淀物组成，其内聚力大，抗压强度低，透水性弱，吸水性强，遇水易软化、塑变，抗风化能力弱，易崩解。洞室开挖一般分为3种：钻爆法开挖、机械开挖、人工开挖，除特殊地质采用人工开挖或人工与机械相结合开挖外，通常采用钻爆法开挖和机械开挖。小洞径隧洞泥岩开挖，由于受洞径、泥岩特性限制，采用钻爆法开挖施工，存在炸药审批难度大、看管及施工成本较高、安全隐患较大、对围岩稳定性破坏较大的问题。对于小洞径泥岩隧洞开挖施工，适宜采用机械开挖，而传统的机械开挖方法有：掘进机开挖、铣挖机开挖、挖掘机开挖等。采用挖掘机施工，由于受洞径限制，大型挖掘机无法进入隧洞施工，而使用小型挖掘机进行开挖施工，泥岩在未失水崩解及风化的情况下，硬度较高，小型挖掘机功率不够，无法进行施工；铣挖机施工受限制情况与挖掘机开挖施工相同。因此小洞径隧洞泥岩开挖可采用掘进机开挖，但掘进机开挖时会产生较大的灰尘（掘进机钻头通过旋转开挖把围岩磨成粉状），洞内能见度较低，对通风条件要求较高，若使用掘进机需进行降尘处理，增加通风设备投入及洒水降尘都会增加施工成本，若不进行降尘处理，则洞内施工作业环境较为恶劣，影响机械作业人员、值班人员及一衬作业人员的身体健康；且掘进机的动力来源为电力，需要专用的特高压变压器，用电量较大，且隧洞单一工作面里程较长，电缆需求量较大，且施工过程中用电安全隐患较大；且泥岩隧洞中若有渗水及出水现象，将会对掘进机收渣产生较大影响，因掘进机开挖后的泥岩成粉状，遇水将会变得粘稠，掘进机无法收渣，每开挖一米掘进机需退回洞外（洞内无错车道），其他出渣设备在进行出渣，因掘进机行走较慢，所需时间较长，直接影响施工速度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计了一种小型隧洞泥岩开挖施工方法，开挖泥岩速度最快，施工工艺较为简洁，工序衔接较快，大量的节省了时间，且开挖施工过程中对洞内施工环境作业较为良好，并减少对围岩的扰动，提高了施工效率，缩短了工期，达到降低施工成本的目标。本专利技术的技术方案为：小型隧洞泥岩开挖施工方法，包括以下步骤：（1）测量放线在开挖掌子面上放出轮廓线点位，并交底每个点位的情况；根据提供的控制点、水准点，设立临时施工控制点及辅助施工基线；施工控制点和辅助施工基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于施工控制的地方；根据设计施工图纸的断面尺寸，隧洞两侧设立控制腰线，隧洞轴线上部安装红外线激光指向仪，以方便地控制标高和轴线位置；在红外线激光指向仪的前方设置不少于两个控制点，以在开挖后检查，或随时检查红外线激光指向仪是否发生偏移；（2）开挖掌子面：采用小型挖掘机配液压破碎锤开挖，根据测量放样的设计开挖轮廓线；采用装载机装渣、运输至洞口或避车洞处装车，自卸汽车运至指定的弃渣场弃置；出渣过程中隧洞底部软弱处采用装载机装运戈壁料铺设，护洞室底部不受破坏；（3）掌子面修整：大面积渣体运至洞外弃渣场，液压破碎机配合人工风镐开始修整轮廓线，待修整完毕，检测开挖轮廓面；（4）检测：使用仪器检测开挖轮廓线，如果偏差较大，需要使用重新整修；如偏差较小，进入下一个工序。特殊地质洞段施工措施。在隧洞施工地质预报中加强传统的地质方法，既要掌握原始地质资料，又要根据开挖的实际情况修正和补充原始地质资料，着重岩体结构面性质、特征、组合形式及地下水状态观测。通过观测、素描、地质作图，最后跟地质钻探法、测、分析、判断开挖面前方近距离地质构造。1）对围岩较差洞段采用注浆小导管超前支护、成孔困难时，采用自进式锚杆超前支护；2）在断层破碎地段，为保证开挖安全，对掌子面采用喷射砼进行封闭；3）对围岩稳定性差的地段及时进行格栅支撑加强初期支护隧洞排水：在隧洞开挖施工过程中，由于洞内地质条件复杂，有时会碰到夹砂层，此地段会存在出水现象，由于泥岩特性存在亲水性，遇水存在膨胀变形，为了保证施工安全，因喷护后岩体还是存在渗水现象，渗水会随着开挖的围岩面继续渗透，主要集中在拱脚位置，易使拱脚处泥岩受水影响膨胀变形，存在安全隐患，及施工进度顺利进行，需对渗水进行处理。本专利技术采用液压挖掘机为动力、破碎锤为主要开挖工具，替代掘进机施工，开挖过程中根据洞径大小选择机械：型号小、重量轻、机械性能好，减少对围岩的扰动。采用此方法施工，机械开挖过程中，开挖时按照从下至上、环形顺序、逐层扩大开挖面，开挖机械振动有限，有效保证围岩的完整性，最大程度的减小对围岩的扰动。本专利技术的优点在于：使用小型挖掘机配液压破碎锤在小洞径隧洞泥岩开挖与传统开挖方法比较，液压破碎锤开挖具有简便、快捷、安全、经济的特点。在相同地质、相同洞径大小的隧洞开挖施工中，破碎机开挖泥岩速度最快，施工工艺较为简洁，工序衔接较快，大量的节省了时间，且开挖施工过程中对洞内施工环境作业较为良好，并减少对围岩的扰动。经过预算评估及现场实验确定，采用小型挖掘机配液压破碎锤在小洞径隧洞泥岩开挖施工与传统的开挖施工方法如：掘进机开挖、铣挖机开挖、挖掘机开挖比较，较为经济合理且能保证工程施工的预期目标，使工程的质量、工期、安全和经济效益得到了可靠的保障下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。小型隧洞泥岩开挖施工方法，包括以下步骤：（1）测量放线在开挖掌子面上放出轮廓线点位，并交底每个点位的情况；根据提供的控制点、水准点，设立临时施工控制点及辅助施工基线；施工控制点和辅助施工基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于施工控制的地方；根据设计施工图纸的断面尺寸，隧洞两侧设立控制腰线，隧洞轴线上部安装红外线激光指向仪，以方便地控制标高和轴线位置；在红外线激光指向仪的前方设置不少于两个控制点，以在开挖后检查，或随时检查红外线激光指向仪是否发生偏移；（2）开挖掌子面：采用小型挖掘机配液压破碎锤开挖，根据测量放样的设计开挖轮廓线；采用装载机装渣、运输至洞口或避车洞处装车，自卸汽车运至指定的弃渣场弃置；出渣过程中隧洞底部软弱处采用装载机装运戈壁料铺设，护洞室底部不受破坏；（3）掌子面修整：大面积渣体运至洞外弃渣场，液压破碎机配合人工风镐开始修整轮廓线，待修整完毕，检测开挖轮廓面；（4）检测：使用仪器检测开挖轮廓线，如果偏差较大，需要使用重新整修；如偏差较小，进入下一个工序。特殊地质洞段施工措施。在隧洞施工地质预报中加强传统的地质方法，既要掌握原始地质资料，又要根据开挖的实际情况修正和补充原始地质资料，着重岩体结构面性质、特征、组合形式及地下水状态观测。通过观测、素描、地质作图，最后跟地质钻探法、测、分析、判断开挖面前方近距离地质构造。1）对围岩较差洞段采用注浆小导管超前支护、成孔困难时，采用自进式锚杆超前支护；2）在断层破碎地段，为保证开挖安全，对掌子本文档来自技高网...

【技术保护点】
小型隧洞泥岩开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）测量放线：在开挖掌子面上放出轮廓线点位，并交底每个点位的情况；根据提供的控制点、水准点，设立临时施工控制点及辅助施工基线；施工控制点和辅助施工基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于施工控制的地方；根据设计施工图纸的断面尺寸，隧洞两侧设立控制腰线，隧洞轴线上部安装红外线激光指向仪，以方便地控制标高和轴线位置；在红外线激光指向仪的前方设置不少于两个控制点，以在开挖后检查，或随时检查红外线激光指向仪是否发生偏移；（2）开挖掌子面：采用小型挖掘机配液压破碎锤开挖，根据测量放样的设计开挖轮廓线；采用装载机装渣、运输至洞口或避车洞处装车，自卸汽车运至指定的弃渣场弃置；出渣过程中隧洞底部软弱处采用装载机装运戈壁料铺设，护洞室底部不受破坏；（3）掌子面修整：大面积渣体运至洞外弃渣场，液压破碎机配合人工风镐开始修整轮廓线，待修整完毕，检测开挖轮廓面；（4）检测：使用仪器检测开挖轮廓线，如果偏差较大，需要使用重新整修；如偏差较小，进入下一个工序。

【技术特征摘要】
1.小型隧洞泥岩开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）测量放线：在开挖掌子面上放出轮廓线点位，并交底每个点位的情况；根据提供的控制点、水准点，设立临时施工控制点及辅助施工基线；施工控制点和辅助施工基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于施工控制的地方；根据设计施工图纸的断面尺寸，隧洞两侧设立控制腰线，隧洞轴线上部安装红外线激光指向仪，以方便地控制标高和轴线位置；在红外线激光指向仪的前方设置不少于两个控制点，以在开挖后检查，或随时检查红外线激光指向仪是否发生偏移；（2）开挖掌子面：采用小型挖掘机配液压破碎锤开挖，根据测量放样的设计开挖轮廓线；采用装载机装渣、运输至洞口或避车洞处装车，自卸汽车运至指定的弃渣场弃置；出渣过程中隧洞底部软弱处采用装载机装运戈壁料铺设，护洞室底部不受破坏；（3）掌子面修整：大面积渣体运至洞外弃渣场，液压破碎机配合人工风镐开...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁飞，李健军，郜建华，潘飞，李庆庆，
申请(专利权)人：新疆北方建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65