[發明專利]一種適用于凍土開挖的施工方法

在審

• 申請號: 202210332295.7
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114703857A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 程昕;周衛;姜聰宇;張杰;賀聰;馮建龍;安旭寧;安治學;柳寶賢;何燕龍
• 申請（專利權）人: 中交水利水電建設有限公司
• 主分類號: E02D17/00
• 分類號: E02D17/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種適用于凍土開挖的施工方法，通過分層劈裂施工的方式，避免了傳統的機械開挖挖不動，導致施工難度大、效率低的問題，也避免了爆破開挖的方式影響生態環境，且容易造成飛石濺射危害作業人員安全的問題；有效解決了我國現有凍土區土方開挖施工噪音大、施工難度大、效率低和危險系數高的問題；通過分層采用劈裂機開挖能夠提高凍土區開挖效率，減少開挖成本并且降低開挖時危險系數。

技術領域

本發明屬于凍土施工技術領域，特別涉及到一種適用于凍土開挖的施工方法。

背景技術

凍土分類包括暫時性凍土、季節性凍土和多年凍土；我國領土幅員遼闊，其中多年凍土面積占我國國土面積的22.3%，伴隨著時代發展，凍土區域（東北北部山區、西部高山與青藏高原）民生工程建設得到相應發展，但當前民生工程建設在凍土區域施工有困難：即凍土的開挖存在施工難度較大的問題。

陸上土方開挖常用的方式有機械法、爆破法等，但對于凍土區的開挖施工，由于土方中含有水分，結凍成塊后硬度增大、土體堅硬、強度高等特點，且空間上凍土呈連續狀，使得機械開挖難度較大，效率低；采用爆破法雖然開挖效率高，但對當地居民及生態影響較大，且爆破造成飛石，存在危險系數較高的問題；為此需另辟蹊徑，從開挖機械和開挖方法上找出一種適用于凍土開挖的新型開挖方式；因此，需要設計一種適用于凍土開挖的施工方法來解決上述問題。

發明內容

本發明是為了提供一種適用于凍土開挖的施工方法，用于解決我國現有凍土區土方開挖施工噪音大、施工難度大、效率低和危險系數高的問題；通過分層采用劈裂機開挖能夠提高凍土區開挖效率，減少開挖成本并且降低開挖時危險系數。

為實現上述設計，本發明所采用的技術方案是：一種適用于凍土開挖的施工方法，包括以下步驟：

S1，選定開挖區域，通過地質勘探作業建立開挖區域的三維模型；確立需要開挖的高度，對開挖區域的凍土進行豎直方向的分層：

S101，分層時自上往下等高度等分，依次對每層進行編號；

S102，對劈裂機進行選型，分層的高度h1不超過劈裂機的最大作業深度；

S2，按照分層模型，在實際開挖區域進行鑿孔：

S201，根據劈裂機的參數確定鑿孔時的孔間距m，然后按照開挖方向在第一層標記若干個孔洞組成的初始排孔A；

S202，使用潛孔鉆機依次對初始排孔A進行鑿孔，鑿孔的直徑D大于劈裂棒的直徑；鑿孔的深度h2等于分層的高度h1；鑿孔完成后，依次對鑿孔頂部進行臨時封堵；

S3，將多臺劈裂機投入使用，對初始排孔A進行劈裂作業：

S301，將多臺劈裂棒插入初始排孔A的每個孔洞中，同時啟動劈裂機對初始排孔A沿線進行同時分裂；

S302，劈裂時在初始排孔A一側下部設置運輸車用于接駁塌落的凍土塊；然后將挖機開赴初始排孔A一側下部，對殘余未自然掉落的凍土塊進行清除；

S4，初始排孔A劈裂開挖完成后，下方的第二面層形成臺階狀結構；隨后在初始排孔A后方的第一面層表面繼續按照步驟S2進行鑿孔，開鑿出排孔1，然后按照步驟S3對排孔1進行開挖；

S5，排孔1開挖完成后，在第二層的掌子面形成長度為兩塊開挖分區長度的臺階狀結構；此時按照從上層至下層的順序，在第二層的臺階狀結構前端按照步驟S2進行鑿孔，形成待開挖的排孔2；然后按照步驟S3對排孔2進行開挖；

S6，排孔2開挖完成后，繼續回到第一面層，按照步驟S4的方法進行排孔3的鑿孔以及開挖；

S7，依次在第一面層和第二面層上交替進行排孔S4~Sn的開挖，直至整個開挖區域開挖完成。

優選地，上述步驟S3~S7中，上層開挖后的凍土塊掉落在下方的第二面層上臺階上，避免直接墜落至工作區域；然后通過挖機對掉落的凍土塊進行清除；下層開挖的凍土塊直接掉落在運輸車上進行運輸。

本發明的有益效果如下：