CN110006300B - 一种软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于隧道锚开挖施工领域，提供一种软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，通过本发明方法进行隧道锚***开挖后，使开挖边界形成光滑、平顺界面，降低***振动，减小对周边建构筑物的影响，实现了软岩、大倾角隧道锚微扰动施工，提高了围岩的完整性，减少对环境破坏，从而增强了隧道锚的整体稳定性和耐久性。因此本发明显著的优点是振动速率小、降低对围岩扰动，能有效提高***效果，确保隧道锚施工及后期运营的安全，又可减小对周边建构筑物的影响。
Description
技术领域
本发明属于隧道锚开挖施工领域，尤其涉及一种软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法。
背景技术
随着交通基础建设相继开工建设，悬索桥能够很好利用材料的性能及加劲梁的高跨比作用，同时拥有用料省、自重轻、应对地形和地质条件复杂能力强等特点，在各种体系桥梁中优势逐渐凸显，受到越来越多建设者青睐。目前常见的悬索桥锚碇形式主要分为重力锚和隧道锚，而隧道锚具有造价低、对环境友好等优点得到大家的认可。国内隧道锚大多采用钻爆法开挖，钻爆法施工适用地质条件广、设备简单、成本低，但对于软岩、大倾角、邻近建构筑物的隧道锚等极易因***方法控制不当导致开挖面形成质量差、围岩扰动大、对周边环境影响大等不良后果。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，旨在解决现有钻爆法质量差、扰动大、对环境影响大的技术问题。
本发明采用如下技术方案：
所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，包括：
步骤S1、根据隧道锚中线、开挖轮廓线放样，确定开挖区域及开挖边界，隧道锚掘进采用循环***的方式进行；
步骤S2、根据隧道锚断面尺寸将所述开挖区域划分为上、中、下三个台阶区域；
步骤S3、在上台阶区域布置***孔并进行***，清渣后及时安装拱部型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至上台阶区域进尺达到设定值；
步骤S4、在中台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装边墙型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至中台阶区域进尺达到设定值；
步骤S5、在下台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装底板型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射底板混凝土，形成封闭结构，然后继续布置***孔并进行***直至下台阶区域进尺达到设定值；
步骤S6、依次重复所述步骤S3-S5，直至三个台阶区域达到设计里程，完成***开挖。
进一步的，布置***孔采用气腿式凿岩机钻孔。
进一步的，步骤S3-S5中，隧道锚布置***孔***前做导管超前支护，拱部环向间距0.8m，边墙环向间距1.0m，孔径为Φ42mm。
进一步的，步骤S3-S5中，上、中、下三个台阶区域的每次***掘进进尺控制在1.2m，所述设定值为6.0m。
进一步的，在上台阶区域布置的***孔种类有掏槽孔、辅助孔、周边孔、底板孔以及空孔，所述辅助孔分为外辅助孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔；
其中所述周边孔沿开挖边界呈半圆弧形布置，孔深1.8m，孔间距0.5m；
所述外辅助孔位于周边孔内侧，共三层且呈半圆弧形布置，孔深0.85m，相邻层外辅助孔的层间距为0.75m；其中最外层外辅助孔与周边孔的层间距为0.6m；
所述空孔位于最内层外辅助孔内侧并沿着竖向中心轴位置布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔均位于最内层外辅助孔内侧，且依次位于所述空孔两侧从中间至两侧对称布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔竖向布置，所述第二内辅助孔呈八字形布置，所述底板孔位于最底部且水平布置两排，所述掏槽孔孔深1.5-2.0m，上下排距0.6m，所述底板孔孔深1.6-1.8m，所述空孔共2个，孔深1.6m。
进一步的，步骤S3-S5中的***采用起爆控制***控制，***孔***采用φ32mm的乳化***，空孔不装药，周边孔采用空气间隔装药，其它孔采用密实装药结构，***采用高精度数码***，具体***控制过程如下：
使用***对***的身份信息进行扫码采集，并记录相应的***编号；
核对各类***孔的装药量，装药时根据***设计图对***孔进行分组，并按进行***脚线编号，采用炮泥制作***孔堵孔泥条；
采用并联方式将***连接在爆区主线上，设置各组***孔的起爆延期时间，使每组***孔***时实现逐孔起爆；
检测所有的***是否都连接在爆区主线上，及时排查可能出现的短路、断路问题；
在上台阶区域正前方安全距离位置设置激光扫描测距成像仪；
将爆区主线连接到***总线，连接***总线和***；
在***上输入起爆动态密码，按分组起爆，每组起爆完成后，激光扫描测距成像仪对上台阶区域进行成像扫描得到***图像，计算***图像中的凹陷区域的重心，选择与该重心最近的一个***孔分组为下一分组。
进一步的，针对每个分组，如果当前分组中***孔的数量为奇数，则正中间的***孔与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离，如果当前分组中***孔的数量为偶数，则正中间两个***孔的中心点与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离。
进一步的，上台阶区域布置***孔分组如下：
位于空孔左侧的掏槽孔为第一组；
位于空孔右侧的掏槽孔为第二组；
位于空孔左侧的第一内辅助孔为第三组；
位于空孔右侧的第一内辅助孔为第四组；
位于空孔左侧的第二内辅助孔为第五组；
位于空孔右侧的第二内辅助孔为第六组；
位于上排左半部分的底板孔为第七组；
位于上排右半部分的底板孔为第八组；
位于下排左半部分的底板孔为第九组；
位于下排左半部分的底板孔为第十组；
位于最内层左半部分的外辅助孔为第十一组；
位于最内层右半部分的外辅助孔为第十二组；
位于中间层左半部分的外辅助孔为第十三组；
位于中间层右半部分的外辅助孔为第十四组；
位于最外层的外辅助孔均匀分成四组，从左到右依次为第十六组、第十五组、第十七组、第十八组；
周边孔同样均匀分成四组，从左到右依次为第二十组、第十九组、第二十一组、第二十二组。
本发明的有益效果是：通过本发明方法进行隧道锚***开挖后，使开挖边界形成光滑、平顺界面，降低***振动，减小对周边建构筑物的影响，实现了软岩、大倾角隧道锚微扰动施工，提高了围岩的完整性，减少对环境破坏，从而增强了隧道锚的整体稳定性和耐久性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法的流程图；
图2是分台阶开挖步序示意图；
图3是上台阶区域***炮孔布置图；
图4是起爆网络示意图；
图5是***孔分组示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本实施提供的软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法包括下述步骤：
步骤S1、根据隧道锚中线、开挖轮廓线放样，确定开挖区域及开挖边界，隧道锚掘进采用循环***的方式进行。本实施例隧道锚掘进***循环进尺控制在1.2m，即每次***掘进1.2米。
步骤S2、根据隧道锚断面尺寸将所述开挖区域划分为上、中、下三个台阶区域。如图2所示，开挖区域划分为上、中、下三个台阶区域，分别对应图示A、B、C三个台阶区域。
步骤S3、在上台阶区域布置***孔并进行***，清渣后及时安装拱部型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至上台阶区域进尺达到设定值。
步骤S4、在中台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装边墙型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至中台阶区域进尺达到设定值。
步骤S5、在下台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装底板型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射底板混凝土，形成封闭结构，然后继续布置***孔并进行***直至下台阶区域进尺达到设定值。
布置***孔采用气腿式凿岩机钻孔，隧道锚布置***孔***前做导管超前支护，拱部环向间距0.8m，边墙环向间距1.0m，孔径为Φ42mm。步骤S3-S5分别为A、B、C区域的具体***控制过程，由于每次***掘进1.2米，本实施例在每个区域***进行一次***后，还要继续下一次***，直至达到设计值要求，本实施例中设定值为6.0米，即一个区域需要进行5次***。上述步骤中，所述临空自由面为上一区别***后形成的水平台面，即图示AB之间的面以及图示BC之间的面。
步骤S6、依次重复所述步骤S3-S5，直至三个台阶区域达到设计里程，完成***开挖。
上台阶区域***是隧道锚最核心的部分，而临空自由面布置***孔***比较简单，只需在临空自由面上均匀布置***孔即可。因此本实施例重点描述上台阶区域的***过程。
***上台阶时，如图3所示，布置的***孔种类有掏槽孔、辅助孔、周边孔、底板孔以及空孔，所述辅助孔分为外辅助孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔。钻孔前，根据***设计参数用红油漆根据周边孔、辅助孔、掏槽孔、底板孔等的炮孔间距标识在待***掌子面上，便于施钻人员进行炮孔间距的控制。其中所述周边孔沿开挖边界呈半圆弧形布置，孔深1.8m，孔间距0.5m；所述外辅助孔位于周边孔内侧，共三层且呈半圆弧形布置，孔深0.85m，相邻层外辅助孔的层间距为0.75m；其中最外层外辅助孔与周边孔的层间距为0.6m；所述空孔位于最内层外辅助孔内侧并沿着竖向中心轴位置布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔均位于最内层外辅助孔内侧，且依次位于所述空孔两侧从中间至两侧对称布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔竖向布置，所述第二内辅助孔呈八字形布置，所述底板孔位于最底部且水平布置两排，所述掏槽孔孔深1.5-2.0m，上下排距0.6m，所述底板孔孔深1.6-1.8m，所述空孔共2个，孔深1.6m。
上述步骤S3-S5中的***采用起爆控制***控制，***孔***采用φ32mm的乳化***，空孔不装药，周边孔采用空气间隔装药，其它孔采用密实装药结构，***采用高精度数码***，***网络图如图4所示，具体***控制过程如下：
(1)使用***对***的身份信息进行扫码采集，并记录相应的***编号。
(2)核对各类***孔的装药量，装药时根据***设计图对***孔进行分组，并按进行***脚线编号，采用炮泥制作***孔堵孔泥条。图5示出了一种具体的分组方式，分组编号如图示，图示中上台阶区域布置***孔分组如下：
位于空孔左侧的掏槽孔为第一组；
位于空孔右侧的掏槽孔为第二组；
位于空孔左侧的第一内辅助孔为第三组；
位于空孔右侧的第一内辅助孔为第四组；
位于空孔左侧的第二内辅助孔为第五组；
位于空孔右侧的第二内辅助孔为第六组；
位于上排左半部分的底板孔为第七组；
位于上排右半部分的底板孔为第八组；
位于下排左半部分的底板孔为第九组；
位于下排左半部分的底板孔为第十组；
位于最内层左半部分的外辅助孔为第十一组；
位于最内层右半部分的外辅助孔为第十二组；
位于中间层左半部分的外辅助孔为第十三组；
位于中间层右半部分的外辅助孔为第十四组；
位于最外层的外辅助孔均匀分成四组，从左到右依次为第十六组、第十五组、第十七组、第十八组；
周边孔同样均匀分成四组，从左到右依次为第二十组、第十九组、第二十一组、第二十二组。
(3)采用并联方式将***连接在爆区主线上，设置各组***孔的起爆延期时间，使每组***孔***时实现逐孔起爆。这里一分组起爆时，按顺序先后起爆，每次起爆一个***孔，相邻***时差为设置的所述起爆延期时间。
(4)检测所有的***是否都连接在爆区主线上，及时排查可能出现的短路、断路问题。
(5)在上台阶区域正前方安全距离位置设置激光扫描测距成像仪。
(6)将爆区主线连接到***总线，连接***总线和***。
(7)在***上输入起爆动态密码，按分组起爆，每组起爆完成后，激光扫描测距成像仪对上台阶区域进行成像扫描得到***图像，计算***图像中的凹陷区域的重心，选择与该重心最近的一个***孔分组为下一分组。
所述激光扫描测距成像仪为阵列激光扫描器，一次可以获取多个距离数据，一组***完成后，激光扫描测距成像仪对上台阶区域进行扫描，由于一组***后，会形成一个凹陷区域，本实施例设置的掘进尺寸是1.2米，因此这个凹陷区域深度基本在1.2米左右，相较于其他未***的区域平面还是比较明显的，因此通过简单的距离检测即可识别出凹陷区域。另外考虑到激光扫描测距成像仪在左右俯仰扫描时会有一定的水平角和俯仰角，根据实测数据得到的凹陷区域深度分布数据有一定的误差，但是考虑到激光扫描测距成像仪距离较远，因此水平角和俯仰角都比较小，小于5度，因此不会影响凹陷区域识别。而根据凹陷区域求重心位置，此算法为现有技术，这里不赘述。完成一组***后，选择与凹陷区域重心最近的一个***孔分组为下一分组然后继续***。这里，针对每个分组，如果当前分组中***孔的数量为奇数，则正中间的***孔与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离，如果当前分组中***孔的数量为偶数，则正中间两个***孔的中心点与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离。由于每组***后，考虑到岩石质地、裂纹等各种影响，***后形成的凹陷区域范围也不是固定的，如果按照固定的顺序启动下一***分组，这种方式适应性较差，容易出现***不完全的问题，如果出现此情况，只能继续布置***孔，非常浪费时间。
综上，本发明***施工过程中，各区域锚洞开挖振动均不会对先行锚洞围岩造成安全影响，可以应对软弱围岩地质条件下，大大减少塌方等安全隐患；***时采用数码电子***状态可在线检测,降低施工安全风险。本发明方法适用于紧邻城市主干道、居民区等复杂环境，对周边建构筑物的影响很小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、根据隧道锚中线、开挖轮廓线放样，确定开挖区域及开挖边界，隧道锚掘进采用循环***的方式进行；
步骤S2、根据隧道锚断面尺寸将所述开挖区域划分为上、中、下三个台阶区域；
步骤S3、在上台阶区域布置***孔并进行***，清渣后及时安装拱部型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至上台阶区域进尺达到设定值；
步骤S4、在中台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装边墙型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射混凝土，然后继续布置***孔并进行***直至中台阶区域进尺达到设定值；
步骤S5、在下台阶区域暴露出的临空自由面上布置***孔并进行***，清渣后及时安装底板型钢支架，打设锁脚锚杆和***锚杆，最后挂网喷射底板混凝土，形成封闭结构，然后继续布置***孔并进行***直至下台阶区域进尺达到设定值；
步骤S6、依次重复所述步骤S3-S5，直至三个台阶区域达到设计里程，完成***开挖；
上述步骤S3-S5中的***采用起爆控制***控制，***孔***采用φ32mm的乳化***，空孔不装药，周边孔采用空气间隔装药，其它孔采用密实装药结构，***采用高精度数码***，具体***控制过程如下：
使用***对***的身份信息进行扫码采集，并记录相应的***编号；
核对各类***孔的装药量，装药时根据***设计图对***孔进行分组，并按进行***脚线编号，采用炮泥制作***孔堵孔泥条；
采用并联方式将***连接在爆区主线上，设置各组***孔的起爆延期时间，使每组***孔***时实现逐孔起爆；
检测所有的***是否都连接在爆区主线上，及时排查可能出现的短路、断路问题；
在上台阶区域正前方安全距离位置设置激光扫描测距成像仪；
将爆区主线连接到***总线，连接***总线和***；
在***上输入起爆动态密码，按分组起爆，每组起爆完成后，激光扫描测距成像仪对上台阶区域进行成像扫描得到***图像，计算***图像中的凹陷区域的重心，选择与该重心最近的一个***孔分组为下一分组。
2.如权利要求1所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，布置***孔采用气腿式凿岩机钻孔。
3.如权利要求1所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，步骤S3-S5中，隧道锚布置***孔***前做导管超前支护，拱部环向间距0.8m，边墙环向间距1.0m，孔径为Φ42mm。
4.如权利要求1所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，步骤S3-S5中，上、中、下三个台阶区域的每次***掘进进尺控制在1.2m，所述设定值为6.0m。
5.如权利要求1所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，在上台阶区域布置的***孔种类有掏槽孔、辅助孔、周边孔、底板孔以及空孔，所述辅助孔分为外辅助孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔；
其中所述周边孔沿开挖边界呈半圆弧形布置，孔深1.8m，孔间距0.5m；
所述外辅助孔位于周边孔内侧，共三层且呈半圆弧形布置，孔深0.85m，相邻层外辅助孔的层间距为0.75m；其中最外层外辅助孔与周边孔的层间距为0.6m；
所述空孔位于最内层外辅助孔内侧并沿着竖向中心轴位置布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔和第二内辅助孔均位于最内层外辅助孔内侧，且依次位于所述空孔两侧从中间至两侧对称布置，所述掏槽孔、第一内辅助孔竖向布置，所述第二内辅助孔呈八字形布置，所述底板孔位于最底部且水平布置两排，所述掏槽孔孔深1.5-2.0m，上下排距0.6m，所述底板孔孔深1.6-1.8m，所述空孔共2个，孔深1.6m。
6.如权利要求5所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，针对每个分组，如果当前分组中***孔的数量为奇数，则正中间的***孔与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离，如果当前分组中***孔的数量为偶数，则正中间两个***孔的中心点与凹陷区域重心的距离为当前分组与凹陷区域重心的距离。
7.如权利要求6所述软岩、大倾角隧道锚数码******开挖的方法，其特征在于，上台阶区域布置***孔分组如下：
位于空孔左侧的掏槽孔为第一组；
位于空孔右侧的掏槽孔为第二组；
位于空孔左侧的第一内辅助孔为第三组；
位于空孔右侧的第一内辅助孔为第四组；
位于空孔左侧的第二内辅助孔为第五组；
位于空孔右侧的第二内辅助孔为第六组；
位于上排左半部分的底板孔为第七组；
位于上排右半部分的底板孔为第八组；
位于下排左半部分的底板孔为第九组；
位于下排左半部分的底板孔为第十组；
位于最内层左半部分的外辅助孔为第十一组；
位于最内层右半部分的外辅助孔为第十二组；
位于中间层左半部分的外辅助孔为第十三组；
位于中间层右半部分的外辅助孔为第十四组；
位于最外层的外辅助孔均匀分成四组，从左到右依次为第十六组、第十五组、第十七组、第十八组；
周边孔同样均匀分成四组，从左到右依次为第二十组、第十九组、第二十一组、第二十二组。
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