[發(fā)明專利]紅層巖土體低擾動開挖施工方法

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• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111101520A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉春剛;薛增利;葛建軍;李世龍;王棟;姚宏樂;畢煥軍
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D17/00
• 分類號: E02D17/00;E02D3/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發(fā)明涉及一種紅層巖土體低擾動開挖施工方法，包括以下步驟：邊坡開挖前對于全風化和強風化的紅層直接采用機械開挖；開挖到弱風化面以后，在弱風化面上人工開挖滲水溝，通過在滲水溝內(nèi)注滿水加速淺層弱風化紅層軟化；同時在弱風化面上開挖定向注水孔，在孔內(nèi)注水來達到軟化深層弱風化紅層。本發(fā)明充分利用紅層巖體遇水易軟化，失水易崩解的特性，在開挖過程中通過定向注水、人工滲水溝等措施來達到軟化巖體強度，降低開挖強度，同時控制施工順序，最大程度軟化開挖部分巖土體強度，從而形成一種基于紅層地質災害水?力環(huán)境調控的低擾動路塹邊坡施工工藝，節(jié)省了施工周期，降低了施工成本。

技術領域

本發(fā)明涉及一種土體開挖方法，具體涉及一種紅層巖土體低擾動開挖施工方法。

背景技術

紅層是外觀以紅色為主色調的中、新生代碎屑巖沉積地層，廣泛分布于我國的西南、西北、華中及華南地區(qū)。從工程地質學角度，我國紅層劃分為西南地區(qū)紅層、西北地區(qū)紅層、中南、東南地區(qū)紅層和其他地區(qū)紅層，其中西南地區(qū)紅層在我國分布最廣泛、最具有代表性。紅層巖體的力學性質與巖體結構極為復雜，紅層巖體易風化、遇水易軟化，失水易崩解，強度低、具有流變性。在鐵路、公路工程建設與運營中，紅層地區(qū)的坡體開挖經(jīng)常因施工不當?shù)日T發(fā)規(guī)模較大的坡體塌滑災害，影響工程安全。

目前紅層路塹路塹邊坡開挖對于表層全風化和強風化強度較低巖土體直接采用機械開挖，而對強度較高的弱風化及未風化的巖土體，主要采用爆破施工開挖。

目前紅層中強度較高巖體開挖工序為先爆破后采用機械開挖。爆破施工主要存在以下缺點：

（1）爆破開挖雖然可使開挖部分巖土體松動，但同時對設計的邊坡巖土體造成擾動、形成裂隙、甚至破壞，在邊坡成型后導致穩(wěn)定性降低，易引起工程滑坡或者崩塌。

（2）爆破開挖存在安全隱患、且爆破對施工工藝要求較高，需要專門的爆破人員進行施作；另外爆破過程會產(chǎn)生噪音污染和有毒氣體。在靠近城市的開挖施工中限制使用。

（3）爆破通常需要先打孔、裝藥、連接起爆裝置、疏散設備及人員、起爆、安全排查，然后才可以進行機械開挖施工。工序復雜且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種紅層巖土體低擾動開挖施工方法，基于紅層巖體的特性設計施工步驟，降低開挖強度。

本發(fā)明所采用的技術方案為：

紅層巖土體低擾動開挖施工方法，其特征在于：

包括以下步驟：

邊坡開挖前對于全風化和強風化的紅層直接采用機械開挖；

開挖到弱風化面以后，在弱風化面上人工開挖滲水溝，通過在滲水溝內(nèi)注滿水加速淺層弱風化紅層軟化；

同時在弱風化面上開挖定向注水孔，在孔內(nèi)注水來達到軟化深層弱風化紅層。

紅層巖層不斷軟化，當飽和單軸抗壓強度低于20Mpa后采用機械開挖。

滲水溝縱向開挖，溝寬度2～3m，深度0.5～1m，橫向和縱向間隔距離不大于2倍的溝寬。

定向注水孔采用正方形布設，注水孔位于兩溝之間，孔徑0.1～0.5m，深度為6～10m。

地面處全風化或強風化紅層巖土體機械開挖后，采用逐層開挖施工滲水溝和定向注水孔的方式開挖下方土體。

逐層開挖施工的具體過程為：

機械開挖地面處全風化或強風化紅層巖土體，完成后達到第一級機械開挖線，人工開挖滲水溝和定向注漿孔，向滲水溝內(nèi)排水，同時向定向注水孔中注水，紅層巖土體浸水膨脹后再排掉滲水溝中水；