能够降低震损的隧道施工方法技术

本发明专利技术公开了一种能够降低震损的隧道施工方法，包括以下步骤：第一步、建出沿隧道断面边缘延伸的隔震沟、位于隔震沟围成的区域内的炮孔和若干隔震孔排，隧道断面包括位于下方的矩形和位于矩形上方的扇形，同一排隔震孔排中的隔震孔沿隔震沟的延伸方向分布，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于矩形内的部分沿上下方向错开，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于扇形内的部分沿扇形的径向错开；第二步、以炮孔为载体安装炸药包；第三步、引爆所述炸药包；第四步、移除炸下的土方后构造隧道护壁层，在隧道挖通前、隧道护壁层的内端距离隧道没有开通的部分的距离保持为20米以上。本发明专利技术旨在解决现有的爆破开挖施工隧道时对隧道壁的损伤大的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
能够降低震损的隧道施工方法


[0001]本申请涉及盾构隧道施工
，尤其涉及一种能够降低震损的隧道施工方法。

技术介绍

[0002]隧道施工方法有：先拱后墙法漏斗棚架法、台阶法、全断面法、上下导坑先墙后拱法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法、爆破开挖、矿山法和盾构法。先拱后墙法也称支承顶拱法。在稳定性较差的松软岩层中，为了施工安全，先开挖拱部断面并即砌筑顶拱，以支护顶部围岩，然后在顶拱保护下开挖下部断面和砌筑边墙。在开挖边墙部分的岩层之前，必须将顶拱支承好，故有上述别称。开挖两侧边墙部分的岩层时（俗称挖马口），须左右交错分段进行，以免顶拱悬空而下沉。漏斗棚架法也称下导坑先墙后拱法。适用于较坚硬稳定的岩层。施工时先开挖下导坑，在导坑上方开始由下向上作反台阶式的扩大开挖，直至拱顶；随后在两侧由上向下作正台阶式的扩大开挖，直至边墙底；全断面完全开挖后，再由边墙到顶拱修筑衬砌。台阶法又有正台阶法和反台阶法之分。
①
正台阶法系在稳定性较差的岩层中施工时，将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶。
②
反台阶法则用于稳定性较好的岩层中施工，也将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖。进行上层的钻眼时，须设立工作平台或采用漏斗棚架，后者可供装碴之用。全断面法将整个断面一次挖出的施工方法。适用于较好岩层中的中、小型断面的隧道。此法能使用大型机械，如凿岩台车、大型装碴机、槽式台车或梭式矿车、模板台车和混凝土灌筑设备等进行综合机械化施工。新奥法的出现，扩大了全断面法和台阶法的适用范围。上下导坑先墙后拱法也称全断面分部开挖法。以前，在稳定性较差的松软岩层中，为提高衬砌的质量，曾采用过此种先分部挖出全断面，再按先墙后拱顺序修筑衬砌的施工方法。采用此法开挖时，要用大量木料支撑，还需多次顶替，施工既困难又不安全，故在中国未见采用。蘑菇形法综合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点而形成的一种混合方案。在下导坑中设立漏斗棚架，供向上扩大开挖时装碴之用，同时当拱部地质条件较差时，为使施工安全可先筑顶拱。该法具有容易改变为其他方法的优点，遇岩层差时改为单纯的先拱后墙法，岩层好时改为漏斗棚架法。在中国首先应用于岩层基本稳定的铁路隧道施工，以后又用来修筑大断面洞室，为减少设立模架作业及其所需材料，并加快施工进度创造有利条件。侧壁导坑先墙后拱法简称侧壁导坑法，也称核心支持法。在很松软、不稳定地层中修筑大跨度隧道时，为了施工安全，先沿坑道周边分部开挖，随即逐步由边墙到顶拱修筑衬砌，以防止地层坍塌。开挖时可将临时支撑和拱架都支承于坑道中间未被开挖的大块核心地层上，在衬砌保护之下最后将此核心挖除，必要时再砌筑仰拱。爆破开挖隧道为了便于装碴和不损坏附近的临时支撑或永久性衬砌，不使岩层爆得粉碎或碎落的岩块过大，又不使爆破时的岩块抛掷很远，故一般用松动爆破。矿山法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法是一种传统的施工方法。
[0003]现有的爆破开挖的方法，爆破时对隧道洞壁的损伤大，在隧道修建好后容易产生
洞壁塌方的现象，为此需要构造壁厚更厚的隧道护壁层来进行防护。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种能够降低震损的隧道施工方法，用于解决现有的爆破开挖施工隧道时对隧道壁的损伤大的问题。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种能够降低震损的隧道施工方法，包括以下步骤：第一步、在隧道所在区域的山体上建出沿隧道断面边缘延伸的隔震沟、位于隔震沟围成的区域内的炮孔和若干隔震孔排，隧道断面包括位于下方的矩形和位于矩形上方的扇形，同一排隔震孔排中的隔震孔沿隔震沟的延伸方向分布，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于矩形内的部分沿上下方向错开，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于扇形内的部分沿扇形的径向错开，隔震孔位于隔震沟和炮孔之间；第二步、以炮孔为载体安装炸药包；第三步、引爆所述炸药包；第四步、移除炸下的土方后构造隧道护壁层，在隧道挖通前、隧道护壁层的内端距离隧道没有开通的部分的距离保持为20米以上。设置隔震沟将建筑隧道时需要挖除的区域和保留的区域断开，能够使得传递给保留区域（即隧道壁）的爆破冲击能量，使得对隧道壁导致的震动损害小。设置本技术方案中布局的隔震孔，能够在爆破能量传递到隔震沟时也被删减，从而上端减震沟宽度较窄时也能够进行良好的隔震，隔震沟变窄，能够提高施工时的方便性打孔设备很成熟，而挖沟时不便。
[0006]本专利技术还包括消能器，所述消能器包括压力传感器、控制器、沿隧道断面的轮廓线的延伸方向延伸的刚性管、穿设在隔震沟内的沿隔震沟的延伸方向延伸的橡胶吸震袋和一一对应地穿设在隔震孔内的橡胶吸震管，所述橡胶吸震袋的袋口设置在橡胶吸震袋远离隔震沟的底壁的一端，橡胶吸震袋的袋口同刚性管密封连接在一起且同刚性管的内部空间连通，所述橡胶吸震管为朝隔震孔的孔的内端的一端封闭另一端敞开的盲管，橡胶吸震袋的开口端同刚性管密封连接在一起且同刚性管的内部空间连通，所述刚性钢设有电动阀，所述刚性管内的压力为10个大气压以上和13个大气压以下，压力传感器检测到刚性管内的压力为设定值以上时所述控制器使所述电动阀开启。能够进一步降低爆炸时对位于隧道以外区域的震损。通过无数实验总结出，初始气压超过本技术方案的范围时则消能器消能效果会显著变差，本技术方案中的设定值优选为13个大气压。
[0007]本专利技术还包括隧道壁毛糙度器，所述隧道壁毛糙度器中心架和穿设在隔震沟内的沿隔震沟的延伸方向分布的位于橡胶吸震袋远离隔震孔一侧的锉刀片，锉刀的齿位于锉刀片远离橡胶吸震袋一侧的表面上且同隔震沟远离隔震孔一侧的侧壁抵接在一起，所述锉刀通过连接杆同中心架连接在一起，所述电动阀开启时的气流驱动所述连接杆移动使得锉刀片产生拔出隔震沟的运动而在隔震沟的壁上划出沟槽而提高隔震沟壁部的毛糙度。爆破时橡胶吸震袋和橡胶吸震管能够吸水爆破能量且导致刚性管内的气压上升，气压上升到设定值后电动阀开启进行排气消能吸震，排气时的气流压力驱动驱动所述连接杆移动使得锉刀片产生拔出隔震沟的运动而在隔震沟的壁上划出沟槽而提高隔震沟壁部的毛糙度。能够利用炸药包爆炸产生的能量对隔震沟的外侧壁进行毛糙度处理以增加粉碎在隧道壁上的隧道护壁层同隧道壁之间的粘结力。
[0008]作为优选，所述连接杆通过沿隔震沟宽度方向顶连接杆使得锉刀片同隔震沟远离橡胶吸震袋一侧的侧面顶紧在一起的顶紧结构同中心架连接在一起。既能够使得隧道壁毛
糙度器中的锉刀片能够方便地伸入搁置沟内，有能够保持锉刀齿同隔震沟远离橡胶吸震袋一侧的侧面顶紧（不顶紧则会导致锉刀片打毛糙度隔震沟壁的效果差实质产生不能够将隔震沟壁打毛糙度的现象产生），保证了利用爆破能量打毛糙度隔震沟壁时的可靠性。
[0009]作为优选，所述顶紧结构包括连接在中心件上的沿沟槽宽度方向延伸的螺纹杆、螺纹连接在螺纹杆上的顶紧螺母和套设在螺纹杆上的支撑套，所述支撑套同连接杆连接在一起，所述连接套位于锉刀片和顶紧螺母之间。当锉刀片插入隔震沟后，转动顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够降低震损的隧道施工方法，其特征在于，第一步、在隧道所在区域的山体上建出沿隧道断面边缘延伸的隔震沟、位于隔震沟围成的区域内的炮孔和若干隔震孔排，隧道断面包括位于下方的矩形和位于矩形上方的扇形，同一排隔震孔排中的隔震孔沿隔震沟的延伸方向分布，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于矩形内的部分沿上下方向错开，相邻两排隔震孔排中的隔震孔位于扇形内的部分沿扇形的径向错开，隔震孔位于隔震沟和炮孔之间；第二步、以炮孔为载体安装炸药包；第三步、引爆所述炸药包；第四步、移除炸下的土方后构造隧道护壁层，在隧道挖通前、隧道护壁层的内端距离隧道没有开通的部分的距离保持为20米以上。2.根据权利要求1所述的能够降低震损的隧道施工方法，其特征在于，还包括消能器，所述消能器包括压力传感器、控制器、沿隧道断面的轮廓线的延伸方向延伸的刚性管、穿设在隔震沟内的沿隔震沟的延伸方向延伸的橡胶吸震袋和一一对应地穿设在隔震孔内的橡胶吸震管，所述橡胶吸震袋的袋口设置在橡胶吸震袋远离隔震沟的底壁的一端，橡胶吸震袋的袋口同刚性管密封连接在一起且同刚性管的内部空间连通，所述橡胶吸震管为朝隔震孔的孔的内端的一端封闭另一端敞开的盲管，橡胶吸震袋的开口端同刚性管密封连接在一起且同刚性管的内部空间连通，所述刚性钢设有电动阀，所述刚性管内的压力为10个大气压以上，压力传感器检测到刚性管内的压力为设定值以上时所述控制器使所述电动阀开启。3.根据权利要求2所述的能够降低震损的隧道施工方法，其特征在于，还包括隧道壁毛糙度器，所述隧道壁毛糙度器中心架和穿设在隔震沟内的沿隔震沟的延伸方向分布的位于橡胶吸震袋远离隔震孔一侧的锉刀片，锉刀的齿位于锉刀片远离橡胶吸震袋一侧的表面上且同隔震沟远离隔震孔一侧的侧壁抵接在一起，所述锉刀通过连接杆同中心架连接在一起，所述电动阀开启时的气流驱动所述连接杆移动使得锉刀片产生拔出隔震沟的运动而在隔震沟的壁上划出沟槽而提高隔震沟壁部的毛糙度。4.根据权利要求3所述的能够降低震损的隧道施工方法，其特征在于，所述连接杆通过沿隔震沟宽度方向顶连接杆使得锉刀片同隔震沟远离橡胶吸震袋一侧的侧面顶紧在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：连天，明秀波，齐士乐，刘伟，陈立新，赵耀，周梓彬，张村，
申请(专利权)人：苏州中车建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：