[發(fā)明專利]超大斷面傾斜式單樁基礎開挖及出碴施工工藝

有效

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• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105970991B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 徐永祥;余海;靜國鋒;王高平;白利勇;曹佰玉;田建偉;張方博;劉濤;馮四超;趙建民;畢張龍;周慧敏;瞿代均;張學鋼
• 申請（專利權）人: 中鐵一局集團有限公司
• 主分類號: E02D27/12
• 分類號: E02D27/12;E02D17/20
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發(fā)明屬于樁基礎施工技術領域，尤其是涉及一種超大斷面傾斜式單樁基礎開挖及出碴施工工藝。

背景技術

對開挖斷面面積大于100m²且傾角(即中心軸線與鉛垂線之間的夾角)大于45°的超大斷面大傾角傾斜式單樁基礎(以下簡稱超大斷面傾斜式單樁基礎)進行開挖時，必須采用工程措施以確保施工期間的巖體穩(wěn)定及作業(yè)安全。國內對上述超大斷面傾斜式單樁基礎進行開挖時，多按照礦山隧道開挖作業(yè)方式進行開挖，并采用人工鉆爆與小型機械挖掘機相結合的開挖方式。實際開挖時需加強支護，確?；A混凝土灌注前的圍巖穩(wěn)定。為盡量減少開挖作業(yè)對周邊的擾動，基坑采用分部、分臺階開挖。

但上述開挖方法存在以下三方面的缺陷和不足：①斷面分部、分臺階開挖時，通過減小施工空間、加大體內支撐等方式提高開挖安全性，但是空間狹小致使不能使用機械配合，機械化程度低，大大降低了施工進度，給施工帶來了困難；②由于基礎傾斜角度大大型機械無法自行進出基礎，渣土或碴石無法利用有軌運輸進行出渣，施工效率極低。

另外，現(xiàn)如今對開挖斷面面積大于100m²且隧道最大傾角為45°的超大斷面大傾角隧道進行施工時，斜井采用新奧法進行開挖施工，豎井與隧道施工均采用新奧法或盾構法進行施工。但實際施工時，上述兩種施工方法均有其自身局限性，不同程度地存在缺陷和不足。其中，新奧法受地形、地質條件影響較大，而且對于傾斜角度大于45°的斜井施工難度系數(shù)很大，機械化程度低，施工過程困難。而盾構法主要適用于隧道開挖工程，并且施工投入大、場地限制較大，不適用于超大斷面傾斜式單樁基礎開挖施工。

目前所采用的出碴方式有很多種，主要包括斜井的有軌出碴、無軌出碴、連續(xù)皮帶機出碴等方式。但對上述超大斷面傾斜式單樁基礎進行開挖施工過程中，開挖斷面深度在30米以內時可采用挖掘機配合進行出碴，但是開挖斷面深度在30米以上時即使采用2臺挖掘機配合進行接力出碴也會很吃力，出碴過程施工難度大，極大程度上影響了后續(xù)開挖施工過程。而采用有軌出碴或連續(xù)皮帶機出碴時，爆破作業(yè)會對軌道造成傷害，并且傾斜角度過大、開挖斷面深度在30米以上的開挖進尺等因素都不允許使用軌道或連續(xù)皮帶機進行出碴。并且，有軌出碴及連續(xù)皮帶機出碴存在工序復雜、造價高、不機動、不靈活、施工干擾大等缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種超大斷面傾斜式單樁基礎開挖及出碴施工工藝，其工藝步驟簡單、設計合理、投入成本低且施工簡便、使用效果好，能簡便、快速完成超大斷面傾斜式單樁基礎的開挖及出碴施工過程，施工過程易于控制。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種超大斷面傾斜式單樁基礎開挖及出碴施工工藝，其特征在于：所施工超大斷面傾斜式單樁基礎為鋼筋混凝土樁，所述鋼筋混凝土樁的橫斷面面積大于100m²且其傾角大于45°；對所施工超大斷面傾斜式單樁基礎進行開挖及出碴施工時，包括以下步驟：

步驟一、管棚超前支護施工：對所施工超大斷面傾斜式單樁基礎的樁洞進行開挖之前，先對樁洞頂部進行管棚超前支護施工，獲得施工成型的管棚超前支護結構；

步驟二、洞口防護：在樁洞的洞口施工洞口支護結構；

步驟三、洞口出碴設備安裝：在樁洞的洞口外側安裝出碴設備；

所述出碴設備包括左右兩個縱向走行架、安裝在兩個所述縱向走行架上且能在兩個所述縱向走行架上進行前后平移的橫向走行架、安裝在橫向走行架上且能沿橫向走行架進行左右平移的吊裝設備和通過繩索吊裝于吊裝設備下方的出碴料斗；兩個所述縱向走行架均為豎向支撐架且二者分別布設在樁洞的洞口左右兩側，所述橫向走行架呈水平布設且其與縱向走行架呈垂直布設；兩個所述縱向走行架呈平行布設且二者均與樁洞呈平行布設；

步驟四、樁洞開挖及出碴施工：采用全斷面開挖法由上至下分多個施工節(jié)段對樁洞進行開挖，且每個施工節(jié)段開挖過程中同步進行出碴，過程如下：

步驟401、初始施工節(jié)段開挖及出碴施工：采用鉆爆法由上至下對樁洞的初始施工節(jié)段進行開挖施工，并采用步驟三中所述出碴設備進行出碴；

所述初始施工節(jié)段為多個所述施工節(jié)段中位于最上部的施工節(jié)段；

步驟402、下一個施工節(jié)段開挖及出碴施工：按照步驟401中所述的方法，對樁洞的下一個施工節(jié)段進行開挖及出碴施工；

步驟403、多次重復步驟402，直至完成樁洞中所有施工節(jié)段的開挖及出碴施工過程。