The invention discloses a method of high-pressure gas expansion cracking excavation for connecting passage in hard rock stratum of urban metro. The connecting passage is excavated by upper and lower step method. The construction sequence of step method is: excavation of upper step, initial support of upper step, anchor bar of arch mortar, excavation of lower step, initial support of lower step and secondary lining structure of connecting passage. Mechanical method is used to assist the excavation of high pressure gas expansion cracking method, and high pressure gas expansion cracking method is used to break rock excavation of lower steps. The invention not only has the high efficiency of blasting excavation, but also has the safety of mechanical excavation, small influence range, basically no environmental pollution, higher efficiency than pure mechanical excavation, and also has the characteristics of good safety performance, less pollution, low noise, small vibration and easy control.
【技术实现步骤摘要】
城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法
本专利技术涉及硬岩挖掘
，特别是涉及一种城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济的快速发展和城市建设的大力推进，我国城市交通流量大幅上升，交通拥塞、城市环境日益恶化已成为各大城市普遍存在和待解决的重要问题。城市地铁作为一种安全、快捷、高效、环保的交通形式，成为许多大城市解决交通问题的首要选择。在城市地铁的规划设计中，上下行隧道间通常需要设置联络通道，联络通道是非常重要的附属设施，常起着两隧道连结、集、排水、防火和疏散等作用，在地铁运营过程中发挥着重要的作用。在盾构法隧道基础上修建联络通道，由于要破除管片，使开挖过程中已修建盾构隧道管片的结构受力复杂，另外联络通道部位往往存在降水及地层加固困难，在地下水的作用下，开洞处及联络通道容易产生塌方，因此，如何开洞及如何保护盾构管片的安全稳定，是盾构法施工很关键的问题。在联络通道施工中，目前采取的方法主要有冻结法(或钻爆法)、矿山法、顶管法等，这几种方法在国内的地铁建设中都得到了广泛的应用。冻结法、顶管法等方法主要是解决在富...
【技术保护点】
1.城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，其特征在于：联络通道采用上、下台阶法开挖，台阶法施工顺序为，进行上台阶开挖、施做上台阶初支、施做拱部砂浆锚杆、下台阶开挖、施做下台阶初支、施做联络通道二衬结构；其中，上台阶采用机械法辅助高压气体膨胀致裂法开挖，第一步，在掌子面中央区域打若干个相邻的水平向大孔，水平向大孔在中央部位形成一个“Y”字型的切槽，为后续破岩工作创造临空面和补偿空间；接着，在切槽周围打若干个第一水平下向孔，在每个第一水平下向孔中各装一根膨胀管，触发所有第一水平下向孔中的膨胀管，用高压气体膨胀致裂法将邻近切槽附近区域致裂后出渣；第二步，在第一步开挖...
【技术特征摘要】
1.城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，其特征在于：联络通道采用上、下台阶法开挖，台阶法施工顺序为，进行上台阶开挖、施做上台阶初支、施做拱部砂浆锚杆、下台阶开挖、施做下台阶初支、施做联络通道二衬结构；其中，上台阶采用机械法辅助高压气体膨胀致裂法开挖，第一步，在掌子面中央区域打若干个相邻的水平向大孔，水平向大孔在中央部位形成一个“Y”字型的切槽，为后续破岩工作创造临空面和补偿空间；接着，在切槽周围打若干个第一水平下向孔，在每个第一水平下向孔中各装一根膨胀管，触发所有第一水平下向孔中的膨胀管，用高压气体膨胀致裂法将邻近切槽附近区域致裂后出渣；第二步，在第一步开挖后新形成的临空面基础上，沿地铁联络通道断面轮廓线均匀分布若干个第二水平下向孔，在每个第二水平下向孔中各装一根膨胀管；触发所有第二水平下向孔中的膨胀管，用高压气体膨胀致裂法将地铁联络通道轮廓线周边区域致裂后用机械出渣；循环第一步和第二步，为下台阶高压气体膨胀致裂法破岩开挖创造临空面；在地铁联络通道已开挖的上台阶空间进行下台阶区域打向后下方倾斜的斜孔，斜孔成排布设，每个斜孔内各装一根膨胀管，斜孔中的膨胀管同时触发，用高压气体膨胀致裂法将下台阶致裂后用机械出渣。2.根据权利要求1所述的城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，其特征在于：上台阶高度为2.1m，下台阶高度为2.15m；利用钻机或其它机械在掌子面中央区域打七个竖向单列设置的水平向大孔，并在顶端的水平向大孔的两侧各打四个水平向大孔，水平向大孔直径为Φ110mm，深度为1.5m，孔间距0～200mm；利用YT-28风动凿岩机在切槽两侧和上下台阶分界线上共打四个第一水平下向孔，第一水平下向孔直径为Φ60～Φ70mm，深度为1.5m，第一水平下向孔与水平线的夹角为20°，第一水平下向孔呈矩形分布，矩形长1400～1600mm，高700mm；利用YT-28风动凿岩机在距离轮廓线30cm处打九个第二水平下向孔，第二水平下向孔直径为Φ60～70mm，深度为1.5m，第二水平下向孔与水平线的夹角为10°，孔间距600mm；下台阶分两层开挖，先挖第一层再挖第二层，利用YT-28风动凿岩机打两排斜孔，斜孔排距1.2m，前排斜孔为四个，间距1m，后排斜孔为五个，间距0.8m；斜孔直径为Φ60～70mm，深度为1.5m，斜孔向后下方倾斜45°；第二层重复第一层工作。3.根据权利要求2所述的城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，其特征在于：洞口段开挖时，先将一侧管片切除并将上部管片拆下，后将锚杆尾部和管片进行固定，开挖后立...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敦文，翦英骅，张兆令，张松，黄志，陈世君，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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