[發明專利]微風化花崗巖中地下連續墻的高效成槽施工方法

有效

• 申請號: 201410055023.2
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104005415A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 羅杰;高憲民;沈水龍;崔慶龍;鞏憲忠;余大成;齊書峰;陳沖;房居旺
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司;中鐵十六局集團有限公司;上海交通大學
• 主分類號: E02D17/06
• 分類號: E02D17/06;F42D3/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種建筑、水利、交通、環境等地下工程領域中的施工技術，具體地，涉及一種微風化花崗巖中地下連續墻的高效成槽施工方法。

背景技術

全國各大城市正在大規模地建設城市地下鐵道以及各種地下空間。這些地下空間構筑物需要通過基坑開挖來建造，基坑開挖時需要用地下連續墻作為擋土與擋水的臨時結構。由于各城市所處的地質條件和周圍環境的不同，需要在各種地質條件下修筑地下連續墻。地下連續墻施工工藝已在我國天然沉積砂性土、粘性土等軟土地層中得到了廣泛應用。但在我國華南地區，一般在厚度不太大的砂性土層下面存在石灰巖、花崗巖等微風化巖層。在這種上覆砂土層的微風化花崗巖的上軟下硬地層中建造地下連續墻，仍存在多方面的的技術困難。傳統的適應于軟土地層的成槽機具難于在上軟下硬的復雜巖土層中抓挖微風化巖土，產生施工成槽困難或速度極為緩慢，施工效率低、工期長造價高的不利局面。

對現有的文獻進行檢索后發現兩項相關專利的申請，實用新型專利“[申請號為201320455844.6]，發明名稱：一種地下連續墻成槽施工的有效沖巖裝置”，與發明專利“[申請號為201310322485.1]，發明名稱：上覆砂土微風化石灰巖中地下連續墻的有效成槽施工方法”。這些文獻雖然提出了下伏微風化石灰巖的巖面起伏變化、傳統施工機械成槽垂直度無法保證等技術難題的解決方法，但是該文獻提出的用重錘沖擊破碎石灰巖的施工方法，對無側限抗壓強度為30MPa以下的石灰巖是有效的，而對于無側限抗壓強度為100MPa以上的微風化花崗巖，上述文獻中提出的重錘沖擊法難以產生高效的巖體破碎效應。特別是對于嵌巖深度在3～8m的地下連續墻，難以確保施工質量和施工工期。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種微風化花崗巖中地下連續墻的高效成槽施工方法，該方法克服了現有技術中存在的施工質量差、施工工期長、甚至不能成槽等缺點和不足，實現微風化花崗巖中的高效成槽施工。

為實現以上目的，本發明提供一種微風化花崗巖中地下連續墻的高效成槽施工方法，所述施工方法通過下列步驟實現：

第一步、施工現場地質勘測，具體的：

通過鉆孔取芯確定地下連續墻嵌巖深度范圍內的微風化花崗巖的巖面性狀、標準無側限抗壓強度的分布值；在此基礎上根據地下連續墻的設計埋深確定地下連續墻的嵌巖深度；

第二步、確定破巖方法，具體的：

由于傳統成槽機難于在上軟下硬的復雜巖土層中抓挖微風化巖土，而重錘沖擊僅對無側限抗壓強度為30MPa以下的石灰巖有效，所以對于無側限抗壓強度為100MPa以上的微風化花崗巖，確定采用爆破的方式破巖；由于城市中地下連續墻施工要求對周圍環境影響小，為了減弱在微風化花崗巖中爆破破巖對周圍巖體的破壞，從而形成接近地下連續墻設計尺寸的平整輪廓面，所以確定采用微差預裂控制爆破方式；

第三步、確定爆破參數，具體的：

1)根據地下連續墻的設計槽幅寬度、設計埋深、一次爆破施工的槽幅長度和微差預裂控制爆破的設計原理，先預估炮孔參數，再通過第三步5）確定炮孔參數；

2)由于所要爆破的巖石為微風化花崗巖，微風化花崗巖的無側限抗壓強度分布值為100～180MPa，確定選用2#巖石乳化炸藥，炸藥具有防水性能；

3)根據第二步中所述的微差預裂控制爆破原理，起爆器選用微差毫秒電雷管；

4)根據巖石的無側限抗壓強度分布值并結合第三步5）確定炸藥的線裝藥密度；線裝藥密度取值范圍為1.0～1.5kg/m；可按如下公式計算線裝藥量密度：

Q=Aa^Bσ^C

式中：Q為線裝藥密度；

a為鉆孔間距；

σ為巖石無側限抗壓強度；

A、B、C為待定系數，通過第三步5）現場試爆后再回歸分析的方法確定；

5)爆破施工時需進行槽段試爆，在地下連續墻施工的場地內選取試驗槽段，按經驗選取第三步1)到4)中的爆破參數進行爆破施工，然后對試爆槽段鉆孔取芯抽樣，并根據抽樣破碎情況調整爆破參數；重復上述槽段試爆步驟，直至巖石碎塊可以被成槽機抓取，確定地下連續墻施工的鉆孔直徑、鉆孔間距、不耦合系數、孔深、堵塞長度、線裝藥密度（通過回歸分析確定A、B、C）和鉆孔間距；

第四步、砂土層中成孔至巖層表面并出土，具體的：

1)平整場地，清除地面障礙物；

2)根據現場平面和高程控制點、地下連續墻設計圖、爆破參數和現場情況，確定鉆孔位置；