一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法技术

一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，包括如下步骤，将螺旋自进锚杆钻入掌子面以稳定掌子面；利用与螺旋自进锚杆连接的掘进刀盘掘进岩土，且螺旋自进锚杆随掘进刀盘一起在掘进方向上前进。随着螺旋自进锚杆和掘进刀盘的钻进，螺旋自进锚杆实现了掌子面的超前支护，掘进刀盘实现了掌子面开挖，从而实现了隧道掌子面开挖支护一体化，保证了施工安全，软弱围岩中实现隧道全断面开挖，加快了施工进度；旋挖过程中，螺旋自进锚杆随掘进刀盘的掘进一起钻进，螺旋自进锚杆无需在隧道掘进过程中拆除，可重复使用，从而节约了投入，降低了施工成本。锚杆和刀盘按需排布，适应范围广。广。广。

【技术实现步骤摘要】
一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体而言，涉及一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法。

技术介绍

[0002]隧道开挖后的围岩变形，根据掌子面稳定情况分为：(1)掌子面稳定，且基本无超前位移；(2)掌子面稳定，有超前位移；(3)掌子面不稳定。掌子面稳定且无超前位移时，可以先开挖后支护。掌子面稳定，超前位移在控制范围内时，可以先开挖后支护，超出控制范围开挖时，需要先进行支护再开挖。掌子面不稳定的情况，可以采取先支护后开挖，或者边支护边开挖。软弱围岩隧道开挖后，掌子面超前核心土的变形超出控制范围，或者掌子面不能自稳，常用的应对工法有：分步开挖(台阶法、中隔壁法、交叉中隔壁法)、超前预支护(管棚、水平旋喷注浆、帷幕注浆、冻结法、超前锚杆等)。目前，软弱围岩隧道常用的开挖方法有新奥法分部开挖施工、掘进机法施工、新意法施工。
[0003]经专利技术人研究发现，现有的隧道开挖施工方法存在如下缺点：
[0004]其一、在软弱围岩施工中，新奥法施工需要采用分步开挖的手段来保证掌子面的稳定，从而导致施工进度慢，工期长；
[0005]其二、掘进机法施工时，其机体庞大，运输不便，适用于长隧道的开挖，并且本机直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性；
[0006]其三、新意法需要在掌子面前方打设长锚杆等超前支护，在开挖的过程中挖除，造成不必要的浪费，施工造价比较高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，其能够实现开挖支护一体化施工，施工进度快，效果高，成本低。
[0008]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0009]本专利技术提供一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，该施工方法包括：
[0010]步骤s100、将螺旋自进锚杆钻入掌子面且使所述螺旋自进锚杆在掘进方向上的前端穿过破裂面；
[0011]步骤s200、利用与所述螺旋自进锚杆连接的掘进刀盘掘进岩土，且所述螺旋自进锚杆随所述掘进刀盘一起在所述掘进方向上前进。
[0012]在可选的实施方式中，在所述步骤s100之前还包括，依据所述隧道的横断面形式及围岩参数条件，设计所述螺旋自进锚杆的锚固长度和掌子面布置密度。
[0013]在可选的实施方式中，所述步骤s100中，将多根所述螺旋自进锚杆钻入所述掌子面以稳定所述掌子面。
[0014]在可选的实施方式中，所述步骤s200中，在每根所述螺旋自进锚杆上连接一个所
述掘进刀盘，多个所述掘进刀盘在所述掘进方向上分层布设。
[0015]在可选的实施方式中，所述步骤s200中，多层所述掘进刀盘在垂直于所述掘进方向的横断面上的正投影部分重合，且覆盖所述横断面。
[0016]在可选的实施方式中，所述步骤s200中，利用能在隧道中沿所述掘进方向运动的动力设备驱使所述掘进刀盘以及所述螺旋自进锚杆转动。
[0017]在可选的实施方式中，所述步骤s200中，利用所述动力设备驱动所述掘进刀盘和所述螺旋自进锚杆掘进设定深度后，所述动力设备后退以与所述掘进刀盘和所述螺旋自进锚杆分离，然后在所述隧道中进行支护施工。
[0018]在可选的实施方式中，所述支护施工为喷锚支护施工或管片拼装。
[0019]在可选的实施方式中，在所述步骤s200中，利用出渣设备输出渣土。
[0020]本专利技术实施例的有益效果是：
[0021]1、实用性，随着螺旋自进锚杆和掘进刀盘的钻进，螺旋自进锚杆实现了掌子面的超前支护，掘进刀盘实现了掌子面开挖，从而实现了隧道掌子面开挖支护一体化，保证了施工安全，软弱围岩中实现隧道全断面开挖，加快了施工进度；
[0022]2、经济性，掌子面超前支护随着隧道开挖向前掘进，无需挖除，也即螺旋自进锚杆随掘进刀盘的掘进一起钻进，螺旋自进锚杆无需在隧道掘进过程中拆除，可重复使用，从而节约了投入，降低了施工成本；
[0023]3、灵活性，螺旋自进锚杆及掘进刀盘可以组合布置，通过调节螺旋自进锚杆及掘进刀盘的位置即可适应不同断面形式的隧道，开挖灵活性高。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例的螺旋自进锚杆和掘进刀盘的一视角的配合示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例的螺旋自进锚杆和掘进刀盘的另一视角的配合示意图。
[0027]图标:
[0028]001
‑
隧道；002
‑
破裂面；100
‑
掌子面；200
‑
螺旋自进锚杆；300
‑
掘进刀盘。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0034]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，其特征在于，施工方法包括：步骤s100、将螺旋自进锚杆钻入掌子面以稳定所述掌子面；步骤s200、利用与所述螺旋自进锚杆连接的掘进刀盘掘进岩土，且所述螺旋自进锚杆随所述掘进刀盘一起在掘进方向上前进。2.根据权利要求1所述的维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，其特征在于：在所述步骤s100之前还包括，依据所述隧道的横断面形式及围岩参数条件，设计所述螺旋自进锚杆的锚固长度和掌子面布置密度。3.根据权利要求1所述的维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，其特征在于：所述步骤s100中，将多根所述螺旋自进锚杆依次钻入所述掌子面以稳定所述掌子面。4.根据权利要求3所述的维持隧道掌子面稳定的开挖支护一体化施工方法，其特征在于：所述步骤s200中，在每根所述螺旋自进锚杆上连接一个所述掘进刀盘，多个所述掘进刀盘在所述掘进方向上分层布设。5.根据权利要求4所述的维持隧道掌子面稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇文革，段东亚，刘洋，
申请(专利权)人：成都未来智隧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：