一种V级围岩微台阶全断面快速施工方法

本发明涉及隧道工程，更具体地说，本发明涉及一种v级围岩微台阶全断面快速施工方法。

背景技术：

1、当前隧道施工有很多种方法，全断面台阶法在施工速度及造价方面存在较大优势，在地质条件允许的情况下，选择采用的可能性大。全断面台阶法，是指先开挖隧道上部断面(上台阶)，上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面(下台阶)，上下台阶同时并进的施工方法；根据台阶长度，可分为长台阶、短台阶(台阶长度为10～15m)和微台阶法。台阶法是ⅱ级和ⅲ级围岩深埋段隧道常用的施工方法，两车道隧道施工一般划分为上、下两个台阶，该方法将设计断面分成上半部断面和下半部断面，错开一定距离l(台阶长度)先开挖上半断面，待开挖至一定长度后再开挖下半断面，上、下半断面在不同的工作面同时掘进施工。

2、由于岩土控制变形分析法施工技术的应用和施工机械的开发，选择施工方法已不完全取决于地质条件，即使在地质条件较弱的v级围岩，也有向采用全断面台阶法特别是微台阶法的发展趋势。

3、地质条件较弱的v级围岩自稳定性差，若采用全断面微台阶法进行施工，为了保障安全性，在施工控制和支护细节方面需要进行相应设计；在现有技术中，在出渣施工时，通常采用挖掘机进行施工，施工时先对上台阶出渣然后再对下台阶出渣，影响施工进度，并且挖掘机需要在上台阶进行出渣工作，需要人员操控，并且在出渣时，还没有进行支护，尤其是地质条件较弱的v级围岩隧道内存在安全隐患，若是出现坍塌容易造成人员伤亡。因此，有必要提出一种v级围岩微台阶全断面快速施工方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种v级围岩微台阶全断面快速施工方法，包括：

3、s100、在隧道中开挖形成微台阶，并对微台阶进行预加固；

4、s200、对上下台阶依次进行钻孔、爆破、出渣、初喷、安装锚杆和拱架以及喷射混凝土；

5、其中，采用出渣设备进行上下台阶同时出渣。

6、优选的是，微台阶需控制仰拱与掌子面之间的安全步距；所述安全步距控制为30m-35m，上台阶长度为3m-5m，上台阶高度为3m～4.5m。

7、优选的是，在进行初喷前，通过检测设备对岩面是否出现渗水进行检测，若岩面渗水面积占比大于预设比例，则在初喷之前先喷射砂浆；若岩面出水量较大时，采用埋管、凿槽或埋设盲管方式将水引导排出。

8、优选的是，ⅴ级围岩每循环进尺0.8m～lm。

9、优选的是，在钻孔前设置开挖轮廓线，依据开挖轮廓线布置掏槽眼、辅助眼、周边眼以及底板眼的炮眼位置，布置符合爆破要求的炮眼直径、间距、角度以及深度；对布置好的掏槽眼、辅助眼、周边眼以及底板眼进行钻孔。

10、优选的是，在步骤s200中，出渣之后还包括：对掌子面进行扫描，判断掌子面的稳定性。

11、优选的是，所述出渣设备包括：

12、设备主体，其底部设有移动机构；

13、第一出渣机构，设置在设备主体的一侧，用于对下台阶进行出渣；

14、第二出渣机构，设置在设备主体的上方，用于对上台阶进行出渣。

15、优选的是，所述第一出渣机构采用挖掘的方式对下台阶进行出渣；所述设备主体与移动机构转动连接，通过设备主体带动第一出渣机构转动，使第一出渣机构挖出的渣料输送至出渣车上；

16、其中，所述设备主体选择性的与第二出渣机构转动连接。

17、优选的是，所述第二出渣机构包括：

18、第一支撑部，与设备主体选择性的转动连接；

19、第二支撑部，水平滑动连接在第一支撑部的上方；

20、升降支撑部，连接在第二支撑部的上方；

21、出渣输送部，连接在升降支撑部上，所述出渣输送部的一端转动设有挖渣轮；

22、所述挖渣轮用于将上台阶的渣料循环输送至出渣输送部上，然后由出渣输送部将渣料输送至出渣车上，将渣料运走；

23、还包括：伸缩支撑部，设置在出渣输送部靠近挖渣轮的一端，所述伸缩支撑部远离出渣输送部的一端连接有稳定支撑部，所述伸缩支撑部和稳定支撑部用于在挖渣轮工作时对出渣输送部形成稳定支撑。

24、优选的是，所述稳定支撑部包括：

25、支撑筒，与所述伸缩支撑部连接；

26、支撑杆，上下对称设置在所述支撑筒内，位于上方的支撑杆通过第一弹簧与伸缩支撑部连接，所述伸缩支撑部和第一弹簧之间设有压力传感器，位于下方的支撑杆伸出支撑筒的端部连接有支撑板；

27、导向筒，限位套设在支撑杆的外侧，所述导向筒的外表面为锥形，所述导向筒和支撑筒的端部之间连接有第二弹簧；两个支撑杆通过连接件连接，所述连接件和导向筒之间连接有第三弹簧；所述导向筒的表面沿其周向布置有滑槽，所述滑槽内连接有滑块，所述滑块的另一端连接在支撑筒侧壁上设有的限位孔内，所述滑块与设置在限位孔内的限位块之间通过第四弹簧连接。

28、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

29、本发明所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法通过对形成的上下台阶进行同步施工，台阶的施工工序可以同时进行作业，施工作业的需求空间减少，各部工序之间的影响也有所降低，平行作业，交叉工序少；本发明在出渣时采用出渣设备替换通常使用的挖掘机，可以对上下台阶进行同时出渣，无需在上台阶上放置挖掘机，提升了隧道整体施工的效率，出渣设备放置在地面上便可对上下台阶进行同时出渣，并且出渣设备是放置在先前完成支护施工的隧道内，保证了施工的安全性。

30、本发明所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，微台阶需控制仰拱与掌子面之间的安全步距；所述安全步距控制为30m-35m，上台阶(1)长度为3m-5m，上台阶(1)高度为3m～4.5m。

3.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，在进行初喷前，通过检测设备对岩面是否出现渗水进行检测，若岩面渗水面积占比大于预设比例，则在初喷之前先喷射砂浆；若岩面出水量较大时，采用埋管、凿槽或埋设盲管方式将水引导排出。

4.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，ⅴ级围岩每循环进尺0.8m～lm。

5.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，在钻孔前设置开挖轮廓线，依据开挖轮廓线布置掏槽眼、辅助眼、周边眼以及底板眼的炮眼位置，布置符合爆破要求的炮眼直径、间距、角度以及深度；对布置好的掏槽眼、辅助眼、周边眼以及底板眼进行钻孔。

6.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，在步骤s200中，出渣之后还包括：对掌子面进行扫描，判断掌子面的稳定性。

7.根据权利要求1所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，所述出渣设备包括：

8.根据权利要求7所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，所述第一出渣机构(5)采用挖掘的方式对下台阶(2)进行出渣；所述设备主体(3)与移动机构(4)转动连接，通过设备主体(3)带动第一出渣机构(5)转动，使第一出渣机构(5)挖出的渣料输送至出渣车上；

9.根据权利要求7所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，所述第二出渣机构(6)包括：

10.根据权利要求9所述的v级围岩微台阶全断面快速施工方法，其特征在于，所述稳定支撑部(8)包括：

技术总结
本发明公开了一种V级围岩微台阶全断面快速施工方法，包括：在隧道中开挖形成微台阶，并对微台阶进行预加固；对上下台阶同时进行钻孔、爆破、出渣、初喷、安装锚杆和拱架以及喷射混凝土的施工；采用出渣设备进行上下台阶同时出渣。对形成的上下台阶进行同步施工，施工工序可以同时作业，施工作业的需求空间减少，各部工序之间的影响有所降低，平行作业，交叉工序少；在出渣时采用出渣设备替换通常使用的挖掘机，可以对上下台阶进行同时出渣，无需在上台阶上放置挖掘机，提升了隧道整体施工的效率，出渣设备放置在地面上便可对上下台阶进行同时出渣，并且出渣设备是放置在先前完成支护施工的隧道内，保证了施工的安全性。

技术研发人员：高军,刘凯文,周斌,吴德兴,林晓,高阳,李松真,陈更,薛惠玲
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21