发明名称 一种基于水力切割的硬岩隧道施工方法
摘要 本发明公开了一种基于水力切割的硬岩隧道施工方法,沿隧道纵向延伸方向由后至前分多个隧道节段进行施工,对任一个隧道节段进行施工时,过程如下:一、围岩级别超前探测;二、施工参数确定:所确定的施工参数包括水力切割机的切割参数和液压劈裂机的劈裂力;三、当前所施工隧道节段施工:沿隧道纵向延伸方向由后至前分多个切割节段对当前所施工隧道节段进行施工,对任一个切割节段进行施工时,过程如下:施工准备;水力切割;液压劈裂;矩形切割块外运;四、多次重复步骤一至三,直至完成所施工硬岩隧道的施工过程。本发明方法步骤简单、实现方便且投入成本较低、施工效率高,施工效果好,能简便、快速完成硬岩隧道的施工过程。
申请公布号 CN104314573A 申请公布日期 2015.01.28
申请号 CN201410522789.7 申请日期 2014.09.30
申请人 中铁一局集团有限公司 发明人 张金夫;代忠权
分类号 E21D9/00(2006.01)I 主分类号 E21D9/00(2006.01)I
代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 景丽娜
主权项 一种基于水力切割的硬岩隧道施工方法,其特征在于:沿隧道纵向延伸方向由后至前分多个隧道节段对所施工硬岩隧道进行施工,多个所述隧道节段的施工方法均相同;对所施工硬岩隧道中任一个隧道节段进行施工时,均采用水力切割机(8)与液压劈裂机相结合进行施工,过程如下:步骤一、围岩强度超前探测:对当前所施工隧道节段的围岩强度进行超前探测;步骤二、施工参数确定:根据步骤一中所确定的围岩级别,对当前所施工隧道节段的施工参数进行确定;所确定的施工参数包括水力切割机(8)的切割参数和所述液压劈裂机的劈裂力;所述切割参数包括高压水射流压力、切割深度和切割速度,其中围岩强度越高,高压水射流压力越大,切割深度和切割速度均越小;所述液压劈裂机的劈裂力由水力切割机(8)的切割深度决定,并且水力切割机(8)的切割深度越大,所述液压劈裂机的劈裂力越小;步骤三、当前所施工隧道节段施工:沿隧道纵向延伸方向由后至前分多个切割节段对当前所施工隧道节段进行施工,多个所述切割节段的施工方法均相同,所述切割节段沿隧道纵向延伸方向的纵向长度与步骤二中所确定的水力切割机(8)的切割深度一致;对当前所施工隧道节段中任一个切割节段进行施工时,过程如下:步骤301、施工准备:通过施工测量,测设出当前所施工切割节段的隧道洞开挖轮廓线,并在当前所施工切割节段的开挖断面上标示出所述隧道洞开挖轮廓线;步骤302、水力切割:按照步骤二中所确定的切割参数,采用水力切割机(8)对当前所施工切割节段的围岩进行切割施工,包括以下步骤:步骤3021、开挖轮廓线切割:采用水力切割机(8),沿步骤301中测设出的隧道洞开挖轮廓线进行切割,并形成切割轮廓线(1);步骤3022、直线切割:采用水力切割机(8)在水平和竖直方向上进行直线切割,并将位于步骤3021中所述切割轮廓线(1)内的围岩切割成多个矩形切割块(2);多个所述矩形切割块(2)分M排N列布设,其中M和N均为正整数且二者均大于3;M排所述矩形切割块(2)由上至下布设,上下相邻两排所述矩形切割块(2)之间均通过一道横向切割缝(3)进行分隔;N列所述矩形切割块(2)由左至右布设,左右相邻两列所述矩形切割块(2)之间均通过一道竖向切割缝(4)进行分隔;步骤303、液压劈裂:按照步骤二中所确定的劈裂力,采用所述液压劈裂机沿横向切割缝(3)和/或竖向切割缝(4)进行劈裂,将步骤3022中多个所述矩形切割块(2)均从当前所施工切割节段的开挖断面劈裂下来;待多个所述矩形切割块(2)均劈裂下来后,形成下一个切割节段的开挖断面;步骤304、矩形切割块外运:采用运输设备,将步骤304中劈裂下来的多个所述矩形切割块(2)运输至当前已施工完成的隧道洞(9)外侧;步骤305、下一个切割节段施工:按照步骤301至步骤304中所述的方向,对下一个切割节段进行施工;步骤306、多次重复步骤305,直至完成当前所施工隧道节段中所有切割节段的施工过程;步骤四、多次重复步骤一至步骤三,直至完成所施工硬岩隧道中所有隧道节段的施工过程。
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