中央斜孔法平行隧道挖掘法

本发明属岩石工程技术范围，涉及一种隧道挖掘的施工方法。

在岩石工程中的隧道挖掘中，一般使用的是爆破施工或者盾构机进行施工。爆破施工安全性差，对周围岩石的扰动较大，造成施工困难。盾构机由于其机器庞大复杂，造价高，在施工过程中把整条隧道的岩石粉碎，耗能高，对于一些中小型工程则造成成本过高。基于以上问题和不足，我们发明了一种中央斜孔法平行隧道挖掘法，运用绳锯机、孔内锚固导向装置等小型岩石设备，来解决现有的岩石工程中的隧道挖掘、地下工程和矿山洞采中遇到的技术难题。

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用岩石钻机、绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮进行平行隧道的挖掘方法。本中央斜孔法平行隧道挖掘法可以适用于任何方向的隧道挖掘。

本发明采用如下技术方案，包括如下步骤：隧道分段，把需要挖掘的隧道分成若干段，一段的距离为绳锯机一次可以锯切的长度。

将隧道分块：在隧道横截面上分n块，n≥3。以4块为例说明。分AFME为第1块，FBGM为第2块，GCHM为第3块，EMHD为第4块。

钻孔：钻平行孔，隧道边缘各孔为平行孔。分别从隧道边缘上的A、F、B、G、C、H、D、E各点，使用钻机沿着与隧道前进的方向平行钻孔到a、f、b、g、c、h、d、e各点。各孔深度均为1段的距离；钻斜孔，分布在隧道横截面中央区域的孔为一个或者一个以上的斜孔。从隧道横截面中的M点钻孔到m点，成为M孔。钻孔深度为1段的距离。以隧道横截面为基准面的透视图中，m点位于M点的左上方， M孔为斜孔。

切割，隧道两个侧面ADda面、BCcb面，一个顶面ABba面和一个底面DCcd面分别采用反切法切割。隧道的背面abcd面采用套切法切割。本切割方法需要使用绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮。孔内锚固导向装置是锚固在孔内使用并具有导向轮的装置。

反切法：以切割侧面ADda面为例说明。分别使用两个孔内锚固导向装置锚固在A孔和D孔的孔底位置a点和d点，距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过A孔孔口的导向轮，进入A孔内，绕过A孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出A孔。再从D孔孔口进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出D孔，绕过D孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切ADda面。

同样用反切法可以切割BCcb面，ABba面DCcd面。切割要点是，由于A、B、C、D各孔为平行与隧道的前进方向，可保证切割面ADda面、BCcb面，ABba面DCcd面平行于隧道前进的方向。

套切法：隧道背面abcd面采用套切的方法，其前提条件是两个侧面ADda面、BCcb面和一个顶面ABba面和一个底面DCcd面四个面中，必须切割完成三个或者三个以上的面。使用两个孔内锚固导向装置分别锚固在D孔和C孔的孔底位置d点和c点，分别距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过D孔孔口的导向轮，进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后再绕到a点，再绕到b点，然后再绕到C孔孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出C孔，绕过C孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切abcd面。

再分别采用反切法锯切FMmf面、EMme面、GMmg面、HMmh面。

 岩石拖出次序：由于第1块岩石afme面小于AFME面，所以首先把第1块岩石拖出；第2块岩石fbgm面小于FBGM面，第3块岩石emhd面小于EMHD面，再分别拖出第2块岩石和第3块岩石；最后拖出第4块岩石。完成隧道内第一段岩石的挖掘。中央斜孔孔底的方向向哪块岩石倾斜，就先取出哪块岩石。

采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。

本发明进行岩石隧道挖掘，使用绳锯机静态锯切割岩石，具有开挖切削岩体消耗能量小，施工进度快，安全性高、对周围岩体扰动少的优点。

图1是本发明的一段立体图。

图2是本发明的横截面分块图。

将隧道分段，一条需要挖掘的隧道分成若干段，一段的距离为绳锯机一次可以锯切的长度。

将隧道分块：在隧道横截面上分n块，n≥3。以4块为例说明。分AFME为第1块，FBGM为第2块，GCHM为第3块，EMHD为第4块。

钻孔：钻平行孔，隧道边缘各孔为平行孔。分别从隧道边缘上的A、F、B、G、C、H、D、E各点，使用钻机沿着与隧道前进的方向平行钻孔到a、f、b、g、c、h、d、e各点。各孔深度均为1段的距离；钻斜孔，分布在隧道横截面中央区域的孔为一个或者一个以上的斜孔。从隧道横截面中的M点钻孔到m点，成为M孔。钻孔深度为1段的距离。以隧道横截面为基准面的透视图中，m点位于M点的左上方，M孔为斜孔。

 切割，隧道两个侧面ADda面、BCcb面，一个顶面ABba面和一个底面DCcd面分别采用反切法切割。隧道的背面abcd面采用套切法切割。本切割方法需要使用绳锯机、绳锯机锯绳、孔内锚固导向装置和导向轮。孔内锚固导向装置是锚固在孔内使用并具有导向轮的装置。

反切法：以切割侧面ADda面为例说明。分别使用两个孔内锚固导向装置锚固在A孔和D孔的孔底位置a点和d点，距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过A孔孔口的导向轮，进入A孔内，绕过A孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出A孔。再从D孔孔口进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出D孔，绕过D孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切ADda面。

同样用反切法可以切割BCcb面，ABba面DCcd面。切割要点是，由于A、B、C、D各孔为平行与隧道的前进方向，可保证切割面ADda面、BCcb面，ABba面DCcd面平行于隧道前进的方向。

 套切法：隧道背面abcd面采用套切的方法，其前提条件是两个侧面ADda面、BCcb面和一个顶面ABba面和一个底面DCcd面四个面中，必须切割完成三个或者三个以上的面。使用两个孔内锚固导向装置分别锚固在D孔和C孔的孔底位置d点和c点，分别距离各孔孔口为一段的长度。绳锯机锯绳由绳锯机驱动轮出发，经过D孔孔口的导向轮，进入D孔内，绕过D孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后再绕到a点，再绕到b点，然后再绕到C孔孔内的孔内锚固导向装置的导向轮后出C孔，绕过C孔孔口的导向轮，再经过其它导向轮的导向后回到绳锯机的驱动轮，连接绳锯机锯绳形成回路。开动绳锯机锯切abcd面。

再分别采用反切法锯切FMmf面、EMme面、GMmg面、HMmh面。

岩石拖出次序：由于第1块岩石afme面小于AFME面，所以首先把第1块岩石拖出；第2块岩石fbgm面小于FBGM面，第3块岩石emhd面小于EMHD面，再分别拖出第2块岩石和第3块岩石；最后拖出第4块岩石。完成隧道内第一段岩石的挖掘。中央斜孔孔底的方向向哪块岩石倾斜，就先取出哪块岩石。

 采用第一段岩石的挖掘方法，依照由前向后的顺序依次完成后面各段的岩石挖掘，完成整条隧道的挖掘。