石方基坑入巖非爆破開(kāi)挖施工方法與流程

本發(fā)明屬于建筑施工領(lǐng)域，具體涉及一種適用于密集度大、成熟居民區(qū)的石方基坑入巖非爆破開(kāi)挖施工方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于在山區(qū)施工的建筑、構(gòu)筑物，其基礎(chǔ)多設(shè)置在巖石地層處，通常采用爆破工藝進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖，但對(duì)于人流量大、成熟區(qū)民區(qū)，爆破施工方式的安全隱患大，同時(shí)會(huì)對(duì)周?chē)刭|(zhì)造成一定的影響，導(dǎo)致爆破施工方式存在局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)爆破施工對(duì)周?chē)刭|(zhì)影響較大，不能運(yùn)用于密集度大的成熟城區(qū)的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種石方基坑入巖非爆破開(kāi)挖施工方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種石方基坑入巖非爆破開(kāi)挖施工方法，采用導(dǎo)流+圓盤(pán)鋸切割開(kāi)挖法施工，首先將巖層水疏導(dǎo)低地勢(shì)處進(jìn)行抽排，然后利用圓盤(pán)鋸對(duì)基巖進(jìn)行切割，最后對(duì)切割后的基巖進(jìn)行破碎清理，實(shí)現(xiàn)入巖基坑的非爆破開(kāi)挖施工。

施工前需對(duì)開(kāi)挖區(qū)的巖層進(jìn)行踏勘察，將控制標(biāo)高引測(cè)至開(kāi)挖區(qū)域，彈出開(kāi)挖基坑控制線，并清理開(kāi)挖區(qū)域表面松散的地表雜物，具體的施工過(guò)程如下：

巖層導(dǎo)流：在彈測(cè)的切割作業(yè)面靠近基坑四周邊緣位置處提前開(kāi)挖排水渠，并在低地勢(shì)處設(shè)置與排水渠相連的集水坑，安裝泥漿泵，進(jìn)行抽排水；

基巖切割：沿基坑邊緣設(shè)置盤(pán)鋸軌道，利用圓盤(pán)鋸沿彈測(cè)的切割作業(yè)面進(jìn)行切割；

基巖破碎清理：利用鎬頭機(jī)對(duì)切割分離后的大塊基巖進(jìn)行破碎清理，破碎后的基巖直徑不大于50cm，方便轉(zhuǎn)運(yùn)。

切割時(shí)采用分區(qū)分段切割的推進(jìn)切割方式，將基坑切割面相對(duì)基坑中心分為若干對(duì)稱的切割區(qū)，每個(gè)切割區(qū)單元再均布分為若干切割段；一個(gè)切割段切割完成后立即進(jìn)行破碎清理，再切割下一切割段，直至切割完成一個(gè)切割區(qū)單元，然后繼續(xù)切割對(duì)稱的切割區(qū)單元。采用分區(qū)分段切割有利于維持基坑在開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性，防止因地質(zhì)特殊性出現(xiàn)偏載塌方的問(wèn)題。

所述切割段長(zhǎng)度為10-15米，該切割長(zhǎng)度主要根據(jù)所選圓盤(pán)鋸的規(guī)格確定，使切割段單元產(chǎn)生的基巖正好利于單次轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)，切割單元應(yīng)結(jié)合圓盤(pán)鋸的使用壽命等因素綜合確定，方便切割段切換時(shí)正好利于檢查、維修、更換圓盤(pán)鋸。

所述圓盤(pán)鋸片的直徑不小于1米，最大切割深度控制在40--50cm之間，切割深度根據(jù)圓盤(pán)鋸直徑并綜合考慮電機(jī)功率等因素確定。

切割后的切割面平整度為±5cm，超過(guò)該平整度則應(yīng)進(jìn)行修正切割，避免過(guò)大的凹陷或凸塊影響后續(xù)施工。

所述圓盤(pán)鋸邊緣處設(shè)有防止石粉飛濺的擋板，防止出現(xiàn)大量石粉飛濺，出現(xiàn)揚(yáng)塵，保證石粉能在小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行沉淀處理。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明利用導(dǎo)流+圓盤(pán)鋸切割相結(jié)合的方式替代傳統(tǒng)的爆破施工，解決了爆破時(shí)的安全隱患，對(duì)環(huán)境影響較??；

2、采用圓盤(pán)鋸切割，具有作業(yè)開(kāi)挖面平整規(guī)矩的優(yōu)勢(shì)，可有效降低對(duì)周?chē)刭|(zhì)的影響；

3、切割前進(jìn)行了導(dǎo)流處理，控制了巖層水對(duì)后續(xù)開(kāi)挖施工的影響，有利于加快施工進(jìn)度；

4、導(dǎo)流水可用于處理切割產(chǎn)生的石粉，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)巖層水的有效利用，節(jié)省了水資源，同時(shí)因地制宜解決了石粉揚(yáng)塵的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為矩形基坑分區(qū)分段示意圖圖；

圖中：s1、s2……為切割區(qū)單元，l1、l2……為切割段。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明針對(duì)處于成熟居民區(qū)處的建筑基坑施工，初步擬定的方案有三種：

方案一：采用液壓劈裂機(jī)

1）首先采用鎬頭機(jī)破碎，鑿出臨空面；

2）然后采用切削鉆機(jī)打孔，插入液壓劈裂機(jī)的頂進(jìn)裝置；

3）啟動(dòng)液壓劈裂機(jī)頂進(jìn)，將靠臨空面一側(cè)石方頂裂；

4）最后鎬頭機(jī)配合破碎，石方清理。

方案二：采用圓盤(pán)鋸切割

1）首先進(jìn)行基坑內(nèi)場(chǎng)地平整；

2）圓盤(pán)鋸軌道安裝；

3）圓盤(pán)鋸切割；

4）鎬頭機(jī)破碎清理。

方案三：采用膨脹劑破碎

1）首先進(jìn)行臨空面破碎；

2）潛孔鉆機(jī)鉆眼裝藥；

3）加熱膨脹破碎，鎬頭機(jī)輔助破碎清理。

最終確定采用“導(dǎo)流+盤(pán)踞切割開(kāi)挖法”，首先將巖層水疏導(dǎo)低地勢(shì)處進(jìn)行抽排，然后利用圓盤(pán)鋸對(duì)基巖進(jìn)行切割，最后對(duì)切割后的基巖進(jìn)行破碎清理，實(shí)現(xiàn)入巖基坑的非爆破開(kāi)挖施工。

1、工藝原理

通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖排水渠、在地勢(shì)較低處設(shè)置集水坑的措施，將巖層水進(jìn)行有效疏導(dǎo)，利用大直徑盤(pán)踞沿基坑邊緣設(shè)置盤(pán)鋸軌道進(jìn)行基坑分區(qū)分段切割，將較大的基坑分割成若干小塊，再利用鎬頭機(jī)破碎分離出來(lái)的巖層，實(shí)現(xiàn)入巖基坑的開(kāi)挖施工。

2、工藝流程

基坑場(chǎng)地平整→導(dǎo)流槽及集水坑施工→圓盤(pán)鋸切割→基巖破碎清理。

3、具體做法

3.1、基坑場(chǎng)地平整

對(duì)開(kāi)挖區(qū)的巖層進(jìn)行踏勘，將控制標(biāo)高引測(cè)至開(kāi)挖區(qū)域，彈出開(kāi)挖基坑控制線，將開(kāi)挖區(qū)域表面松散的地表雜物清理干凈。

3.2、導(dǎo)流槽及集水坑施工

對(duì)于開(kāi)挖巖層，通常存在巖層水系，為保證圓盤(pán)鋸切割石方作業(yè)安全，在切割作業(yè)面靠近基坑四周邊緣位置提前開(kāi)挖設(shè)置排水渠，并在地勢(shì)較低位置設(shè)置集水坑，安裝泥漿泵，進(jìn)行抽排水（當(dāng)揚(yáng)程過(guò)高，泥漿泵不能滿足使用要求時(shí)，在基坑內(nèi)用鋼板焊制沉淀池，用泥漿泵將基坑內(nèi)積水抽至沉淀池，經(jīng)沉淀后使用清水泵將水排出）。

積水導(dǎo)流及時(shí)抽排：

在圓盤(pán)鋸切割石方作業(yè)中，積水的順利抽排至關(guān)重要。出于安全角度考慮，切割機(jī)械在水中作業(yè)，極易導(dǎo)致外殼露電，對(duì)輔助作業(yè)人員造成安全事故；出于對(duì)機(jī)械保護(hù)角度考慮，切割機(jī)械在水中作業(yè)，極易造成短路，損壞電機(jī)，不僅成本升高，工期也無(wú)法保證。

為了確保切割機(jī)械正常施工，切割作業(yè)面（靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊緣位置）設(shè)置排水溝，并在水平相對(duì)標(biāo)高較低位置設(shè)置集水坑，并設(shè)置揚(yáng)程為開(kāi)挖深度的泥漿泵，進(jìn)行抽排水（例如，某項(xiàng)目基坑開(kāi)挖深度為34m，計(jì)劃設(shè)置揚(yáng)程34m泥漿泵）。但在市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)揚(yáng)程15m以上的泥漿泵較少，故討論能否使用污水泵或清水泵，但污水泵機(jī)械較大，基坑內(nèi)移動(dòng)、吊裝較難操作；基坑內(nèi)夾泥較多，清水泵無(wú)法適用。

最后，在基坑內(nèi)用鋼板焊制沉淀池，并選用短揚(yáng)程泥漿泵將基坑內(nèi)積水抽至沉淀池后，經(jīng)沉淀在使用清水泵將水排出。

檢查效果：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，作業(yè)面無(wú)明顯積水。

3.3、基巖切割

進(jìn)行圓盤(pán)鋸軌道安裝，選用直徑1m左右的圓盤(pán)鋸片，考慮基坑內(nèi)巖石強(qiáng)度等級(jí)不同，最大切割深度控制40--50cm之間。切割完成一段后，人工將作業(yè)面剩余石粉清理，保證切割作業(yè)面平整。

石粉處理：

在切割過(guò)程中，石粉是否及時(shí)清理，將直接影響切割下層石方的效率。

首先，在圓盤(pán)鋸邊緣設(shè)置擋板，防止大部分石粉飛濺，加大清理難度。

其次，利用挖機(jī)將石粉清理至集水坑處，利用泥漿泵將石粉抽排至沉淀池后統(tǒng)一清理。

最后，人工將作業(yè)面剩余石粉清理，保證切割作業(yè)面平整。

檢查效果：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，作業(yè)面無(wú)堆積石粉，能夠順利進(jìn)行切割作業(yè)。

切割深度確定：

圓盤(pán)鋸切割深度直接影響石方開(kāi)挖是否能夠順利完成的關(guān)鍵，切割深度大，機(jī)械負(fù)荷大，易造成電機(jī)短路、損壞；切割深度小，每次切割較薄，開(kāi)挖方量較少，工期無(wú)法保證。技術(shù)人員特針對(duì)此問(wèn)題開(kāi)會(huì)討論每次切割深度如何控制。

首先，考慮基坑內(nèi)圍巖等級(jí)，選用直徑1m的圓盤(pán)鋸片，最大切割深度為50cm。但經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備效率較低，且對(duì)電機(jī)損壞較大，造成的切割損耗時(shí)間較長(zhǎng)。同時(shí)測(cè)量切割破除后的巖石平整度為±5cm，所以設(shè)定平均切割深度按45cm控制。

其次，為避免施工人員盲目搶工或操作不當(dāng)，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)旁站，并對(duì)施工人員進(jìn)行教育，

檢查效果：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，每層切割深度平均45cm，能夠保證機(jī)械持續(xù)作業(yè)，未出現(xiàn)短路停機(jī)等現(xiàn)象。

3.4、基巖破碎清理

在切割過(guò)程中，石粉必須同步及時(shí)清理，通過(guò)在圓盤(pán)鋸邊緣設(shè)置擋板，防止石粉飛濺。切割后的基巖采用鎬頭機(jī)破碎清理，裝車(chē)外運(yùn)。石粉利用挖機(jī)清理至集水坑處，利用泥漿泵將石粉抽排至沉淀池后統(tǒng)一清理。

以圖1所示的某矩形基坑為例，將其分為六個(gè)切割區(qū)單元，切割順序依次為s1、s2、s3、s4、s5、s6，各切割區(qū)單元再分為l1、l2、l3、l4幾段切割完成，連續(xù)9天對(duì)石方每天開(kāi)挖量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)石方平均每天開(kāi)挖量能夠達(dá)到358m3，滿足施工前制定的目標(biāo)。

本發(fā)明采用“導(dǎo)流+盤(pán)踞切割開(kāi)挖法”進(jìn)行巖層開(kāi)挖具有勞動(dòng)強(qiáng)度低，對(duì)環(huán)境影響小，作業(yè)開(kāi)挖規(guī)矩等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以有效控制巖層水對(duì)開(kāi)挖的影響。