地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，包括冲桩施工，施工工艺还包括：爆破处理，所述爆破处理在冲桩施工前完成。所述施工工艺具体包括以下步骤：1)放线确定连续墙位置并进行分幅；2)采用地质钻机钻爆破孔；3)装药进行爆破处理；4)采用冲桩机进行冲槽施工至成孔。本发明的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其采用孔内分段、孔外延期的微差控制爆破技术结合水压爆破原理的方式进行地连墙预裂爆破处理技术，成功解决了地连墙入硬岩成槽难的施工难题，节约了工程成本，加快了施工进度。
【专利说明】
地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及建筑施工领域，特别涉及地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺。
【背景技术】
[0002]随着城市交通的日益加剧，地铁以方便、快捷的大流量运输方式被大家所认可，地铁施工中地下连续墙以自身强度高、止水效果好，围护结构应用较为普遍，但受施工工法限制，在岩层中特别是微风化岩层中施工进度缓慢，采用冲粧施工遇斜岩易发生偏孔现象，从而造成侵限、卡笼，施工质量、施工工期难以保证。在连续墙施工前对岩层进行预处理，具有很好的推广前景和推广价值。
[0003]目前国内外在地下连续墙施工微风化岩时，主要采用铣槽机、冲粧施工，但铣槽机针对强度50MPa以上微风化岩效果较差。冲粧施工可适用于微风化岩，但施工工效难以保证，遇斜岩时极易发生偏孔现象，施工质量难以保证。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其克服了现有技术的上述缺点。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
[0006]—种地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，包括冲粧施工，所述施工工艺还包括:爆破处理，所述爆破处理在冲粧施工前完成。
[0007]优选地，上述技术方案中，所述施工工艺具体包括以下步骤:
[0008]I)放线确定连续墙位置并进行分幅；
[0009]2)采用地质钻机钻爆破孔；
[0010]3)装药进行爆破处理；
[0011]4)采用冲粧机进行冲槽施工至成孔。
[0012]优选地，上述技术方案中，所述步骤2)包括以下步骤:
[0013]采用垂直钻孔形式对中风化、微风化花岗岩层进行钻孔，钻孔完成后在钻孔内安设PVC套管，套管底安有堵头，在爆破前遮盖孔口以防止异物掉入堵塞炮孔。
[0014]优选地，上述技术方案中，所述步骤3)包括以下步骤:
[0015]设置装药结构:将爆破槽段布置两排二排炮孔，呈梅花型布孔，沿连续墙导墙内轮廓布置，其中，中心孔一排，沿连续墙中线布置；
[0016]装药:岩层爆破时，当单孔单体爆破时，装药长度与岩石厚度相同，多孔单体爆破时，每个孔孔底距离岩层底面10-15cm，装药至炮孔底部，岩层顶面留10-15cm不装药，优选为1cm;
[0017]设置起爆网络:炮孔采用正向装药起爆，起爆选用非电爆破网路，采用激发针起爆，每个炮孔装两发雷管，且分别属于两个爆破网路，两套网路并联后起爆。
[0018]优选地，上述技术方案中，在进行爆破时，将在距相邻地连墙接缝30-60cm处钻设一排空孔，作为减震隔离段。所述空孔优选为3个。
[0019]优选地，上述技术方案中，所述步骤3)的装药过程，具体包括以下步骤:
[0020]加工药包:根据钻孔参数和验孔情况，计算药包的长度，将氧化炸药和双发雷管装入PVC管内，形成单段药包或分段药包；
[0021 ]药包的安装固定:药包加工好后，在管壁上端钻两个孔，用铁丝绑定，上面系绳索，然后开始下药包，药包就位后，用铁丝把绳索固定在套管壁上；
[0022]堵塞:药包就位且固定后，在套管内外均用炮泥堵塞密实，防止套管的突起。
[0023]优选地，上述技术方案中，所述地下连续墙的每次爆破槽段长度小于等于6.0m，宽度为地下连续墙的成孔宽度0.80m。
[0024]优选地，上述技术方案中，所述炮孔内雷管选用毫秒导爆管雷管;起爆雷管选用导爆管;炸药选用2号岩石乳化炸药。
[0025]优选地，上述技术方案中，所述药包还包括填充粗砂、泥浆以及电块;所述单段药包由上到下依次为电块、泥浆、填充粗砂、氧化炸药、双发电雷管;所述分段药包在所述氧化炸药间设置空隙，从而将氧化炸药分段。
[0026]优选地，上述技术方案中，所述施工工艺还包括以下步骤:
[0027](5)清孔；
[0028](6)钢筋笼加工吊装；
[0029](7)混凝土浇筑；
[0030](8)接头处理。
[0031]本发明上述技术方案，具有如下有益效果:
[0032]1、采用孔内分段、孔外延期的微差控制爆破技术结合水压爆破原理的方式进行地连墙预裂爆破处理技术，成功解决了地连墙入硬岩成槽难的施工难题，节约了工程成本，加快了施工进度。
[0033]2、地下连续墙范围内微风化岩采用水下爆破预处理可有效节约施工工期，在预处理前采用冲粧施工单孔日均微风化层冲孔0.2m，采用预处理后单孔日均微风化层冲孔
1.2m ο
【附图说明】
[0034]图1为本发明的起爆网络布置图。
[0035]图2为本发明的地下连续墙爆破装药结构示意图。
[0036]图3A为本发明的相邻连续墙均为爆破段的地下连续墙爆破布孔平面示意图。
[0037]图3B为本发明的相邻连续墙均为非爆破段地下连续墙爆破布孔平面示意图。
[0038]图4为本发明的单段药包装药示意图。
[0039]图5为本发明的分段药包装药示意图。
图6为本发明的爆破防护示意图。
[0040]其中:1-炮孔(装药孔)，2-雷管，3-炸药，4-炮泥，5-空孔，6_电块，7_泥浆，8_填充粗砂，9-氧化炸药，I O-双发电雷管，11_空隙，12-砂袋(重锤、钢板)。
【具体实施方式】
[0041 ]下面对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，以便于进一步理解本发明。
[0042]本发明为地下连续墙，由于地质情况限制，地下连续墙需嵌入微风化岩，由于本标段前期受中新东站站位调整影响，开工时间滞后，本标段施工成为该线路能否按时通车关键因素，常规地下连续墙入微风化岩层采用冲粧施工，但冲粧施工工效较低，难以保证业主要求工期策划，为保证业主工期策划，在地下连续墙施工前需对岩层进行水下爆破预处理。
[0043]地下连续墙通常分为粧柱式结构和槽段式结构。本发明为槽段式地下连续墙，由于连续墙墙嵌入微风化花岗岩层较多，故在连续墙施工前采用爆破的形式对连续墙范围内岩层进行预处理，从而减少微风化岩层的整体性，爆破处理完毕后采用冲粧施工。其主要工序为:放线确定连续墙位置并进行分幅;采用地质钻机钻爆破孔;装药进行爆破达到预裂效果;采用冲粧机进行冲槽施工至成孔;清孔;钢筋笼加工吊装;混凝土浇筑;接头处理。通过对比分析发现连续墙经过爆破处理后可有效的提高冲粧效率，减少偏孔、侵限情况的发生，节约工期。
[0044]一种连续墙入微风化岩预处理施工工艺，包括以下步骤:
[0045]1、采用微差预裂控制爆破相关参数确定
[0046]控制爆破原理:对于进入中风化、微风化花岗岩或存在中风化微风化花岗岩的槽段，采用地表钻孔的方法对中风化、微风化花岗岩层进行钻孔，利用“预裂爆破+挤压爆破”作用机理，科学布孔，合理利用爆炸产生的能量对地下连续墙中、微风化部分岩石进行作用，以便达到使整体微风化岩石破裂、分割成块状的目的。爆破作业时，炸药3单耗控制在
2.0kg/m3左右。爆破施工时需进行一槽段试爆，然后对爆破槽段进行孔间抽芯取样，根据抽芯岩石的破碎情况及时调整爆破参数。
[0047](I)钻孔直径
[0048]采用地质钻机钻孔(必要时采用跟管钻机)，土层钻孔孔径、岩石钻孔孔径均为90mm，钻孔中安设直径75mm的PVC套管。
[0049](2)钻孔形式
[0050]为了便于施工和准确控制钻孔方向，采用垂直钻孔形式。钻孔过程中用泥浆护孔，必要时下钢套筒。成孔后下75mm的PVC套管护孔，套管底需安有堵头，爆破前孔口需遮盖，防止异物掉入堵塞炮孔I。
[0051 ] (3)爆破槽段长度、宽度
[0052]地下连续墙每次爆破槽段长度控制在6.0m之内。宽度为地下连续墙的成孔宽度0.80mo
[0053](4)火工器材选型
[0054]孔内的雷管2选用毫秒导爆管雷管，起爆雷管选用导爆管，炸药3选用2#岩石乳化炸药，标准直径为Φ 60mm，防水性能较好，具体根据现场的需要加工。
[0055](5)装药结构及布置起爆网络
[0056]各槽段布置两排二排炮孔I，梅花型布孔，沿连续墙导墙内轮廓布置，孔距为0.65m，其中中心孔一排，沿连续墙中线布置，6m槽段共钻孔17个。由于起爆体上方有地下水，水压较大，因此起爆体需配重抗浮。炮孔I采用正向装药起爆，起爆选用非电爆破网路，采用激发针起爆，每个炮孔I装两发雷管2，且分别属于两个爆破网路，两套网路并联后起爆，以确保起爆网络安全，网路示意图如图1所示。
[0057]2、爆破用药量确定
[0058]由于本工程需要爆破处理的岩石位置较深，且在水下爆破施工。结合工程的特殊性以及现有的机械设备和技术力量，决定采用地质钻机进行钻孔(必要时采用跟管钻机)。
[0059]依据瑞典的设计方法，单位耗药量计算:
[0060]q = ql+q2+q3+q4
[0061]其中，ql-基本装药量，是一般陆地梯段爆破的两倍(本工程爆破对象位于地下15?22m左右，且存在地下水，故视为水下爆破)。对水下垂直钻孔，再增加10%。例如普通坚硬岩石的深孔爆破平均单耗qI = 1.0kg/m3，则水下钻孔ql = 2.0kg/m3，水下垂直孔ql =2.2kg/m3；
[0062]q2_爆区上方水压增量，q2 = 0.01h2;
[0063]h2_ 水深，m，取17m;
[0064]q3_爆区上方覆盖层增量，q3 = 0.02h3;
[0065]h3_覆盖层(游泥或土、砂)厚度，I Im;
[0066]q4_ 岩石膨胀增量，q4 = 0.03h;
[0067]H-梯段高度，9m。
[0068]本工程h = 9m，h2 平均取 17m，h3 = Ilm;
[0069]ql = l.lkg/m3
[0070]q = 2.2+0.01X17+0.02Xll+0.03X9 = 2.86kg/m3o
[0071]根据《水运工程爆破技术规范》(JTS204-2008)风化岩水下钻孔爆破单耗经验数值为2.82kg/m3，在爆破作业过程先按照单耗2.82kg/m3试爆后，针对具体情况调整爆破参数。
[0072]3、布孔形式与装药结构
[0073]因岩层厚度不均，但是考虑到测量以及药包吊装过程中产生的误差(误差累计不得超过10cm)，且为了防止爆破影响上覆土体和连续墙基底岩层，因此岩层爆破时，当单孔单体爆破时装药长度与岩石厚度相同，多孔单体爆破时，每个孔孔底距离岩层底面10cm，装药至炮孔I底部，岩层顶面留1cm不装药，地下连续墙爆破装药结构示意图见图2所示。此夕卜，为了确保相邻成型地下连续墙在爆破过程中不受影响，在进行爆破时，将在距相邻地连墙接缝50cm处钻设一排空孔5作为减震隔离段，该空孔优选为3个。具体布置形式见图3所不O
[0074]4、药包加工
[0075]炮孔I验收合格后，在装药爆区范围内设置警戒，开始加工药包。首先要准备好直径75mm的PVC管，根据钻孔队提供的钻孔参数和验孔情况，提前计算好药包长度，将炸药3和雷管2装入PVC管内指定的位置。由于孔内有水及少量泥浆，为了顺利装药，需对药包适当配重。PVC管的长度需根据药包长度和配重长度来截取。药包装药示意图见图4和图5所示。单段药包由上到下依次为电块6、泥浆7、填充粗砂8、氧化炸药9、双发电雷管10;分段药包在所述氧化炸药间设置空隙11，从而将氧化炸药分段。
[0076]L = Lli+L2i
[0077]式中:L-所取PVC管长度;LI1-药包长度;L2i_填塞及配重长度。
[0078]5、药包就位安全防护
[0079]药包加工好后，在管壁上端钻两孔，用铁丝绑定，上系绳索，然后开始下药包。根据钻孔队提供的钻孔参数和验孔情况，确定装药底部深度NI，然后准确测量PVC管与绳索的长度之和N2，使NI = N2，将整个药包悬吊到准确的位置上，误差控制在+1cm之内。药包就位后，用铁丝把绳索固定在套管壁上，使其不再移动。
[0080]药包就位且固定后，开始进行堵塞。严禁使用铁器冲击炮孔I内药包，雷管2。套管内外均用炮泥4堵塞密实，防止套管的突起。地下爆破不会有飞石产生，只有在爆破后产生的高压气体会将炮孔I内的泥浆压出孔外，为了防止涌出的泥浆飞溅，陆地侧采取如下联合防护体系，如图6所示。如果本次爆区周围已经实施过爆破作业，则需对其周围的爆破残孔用砂袋(重锤、钢板)12覆盖，防止泥浆喷射。
[0081 ] 6、预裂控制爆破后效果
[0082]在地下连续墙施工前，通过水下爆破的方式对连续墙范围内岩层进行爆破，经过爆破后，可有效的减少微风化岩层整体性，爆破施工完成后米用冲粧施工，可提尚冲粧效率，节约工期，且后期冲粧施工阶段可有效减少偏孔、侵限情况的发生。
[0083]本发明上述技术方案的成功应用，取得了良好的经济和社会效益。地下连续墙入微风化岩施工，可以借鉴的施工经验很少，通过技术创新，成功的克服地下连续墙在微风化岩层中施工进度缓慢的缺点，为地下连续墙入微风化岩施工打下了坚实基础，为后续的土石方开挖及锚索施工争取的时间，工程的顺利完成为今后城市轨道交通地下连续墙施工应用积累了宝贵的经验。
[0084]随着我国城市建设事业的飞速发展，城市化进程加快，城市人口高度集中，地面交通拥挤，地铁将成为人们出行的重要交通工具。作为地铁车站围护结构的地下连续墙以止水效果好、自身强度高的特点，越来越多的被大家所认知，但受施工机械及地质条件限制，在入微风化岩中施工进度、质量难以保证，通过采用本施工技术，在保证施工进度的同时，可大大降低施工成本，为企业积累了类似工程的施工经验，增强了企业的技术储备，可对类似条件下地下连续墙施工提供指导和借鉴，本施工方法具有较好的推广和应用价值。
[0085]虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，包括冲粧施工，其特征在于，所述施工工艺还包括:爆破处理，所述爆破处理在冲粧施工前完成。2.根据权利要求1所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述施工工艺具体包括以下步骤: 1)放线确定连续墙位置并进行分幅； 2)米用地质钻机钻爆破孔； 3)装药进行爆破处理； 4)采用冲粧机进行冲槽施工至成孔。3.根据权利要求2所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤: 采用垂直钻孔形式对中风化、微风化花岗岩层进行钻孔，钻孔完成后在钻孔内安设PVC套管，套管底安有堵头，在爆破前遮盖孔口以防止异物掉入堵塞炮孔。4.根据权利要求2所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤: 设置装药结构:将爆破槽段布置两排二排炮孔，呈梅花型布孔，沿连续墙导墙内轮廓布置，其中，中心孔一排，沿连续墙中线布置； 装药:岩层爆破时，当单孔单体爆破时，装药长度与岩石厚度相同，多孔单体爆破时，每个孔孔底距离岩层底面10-15cm，装药至炮孔底部，岩层顶面留10-15cm不装药； 设置起爆网络:炮孔采用正向装药起爆，起爆选用非电爆破网路，采用激发针起爆，每个炮孔装两发雷管，且分别属于两个爆破网路，两套网路并联后起爆。5.根据权利要求4所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，在进行爆破时，将在距相邻地连墙接缝30-60cm处钻设一排空孔，作为减震隔离段。6.根据权利要求4所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述步骤3)的装药过程，具体包括以下步骤: 加工药包:根据钻孔参数和验孔情况，计算药包的长度，将氧化炸药和双发雷管装入PVC管内，形成单段药包或分段药包； 药包的安装固定:药包加工好后，在管壁上端钻两个孔，用铁丝绑定，上面系绳索，然后开始下药包，药包就位后，用铁丝把绳索固定在套管壁上； 堵塞:药包就位且固定后，在套管内外均用炮泥堵塞密实，防止套管的突起。7.根据权利要求4所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述地下连续墙的每次爆破槽段长度小于等于6.0m，宽度为地下连续墙的成孔宽度0.80m。8.根据权利要求4所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述炮孔内雷管选用毫秒导爆管雷管;起爆雷管选用导爆管;炸药选用2号岩石乳化炸药。9.根据权利要求4所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述药包还包括填充粗砂、泥浆以及电块;所述单段药包由上到下依次为电块、泥浆、填充粗砂、氧化炸药、双发电雷管;所述分段药包在所述氧化炸药间设置空隙，从而将氧化炸药分段。10.根据权利要求1所述的地下连续墙入微风化岩预处理施工工艺，其特征在于，所述施工工艺还包括以下步骤: (5)清孔;(6)钢筋笼加工吊装；(7)混凝土饶筑；(8)接头处理。
【文档编号】E02D17/06GK105926641SQ201610274757
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】张玉奇, 刘继鹏, 汤贵海, 刘小东, 庞前凤, 汪宇, 王亚维, 徐小燕, 武晓雷, 孙永亮, 李海亮, 刘欣, 罗京川, 高利峰
【申请人】中铁二十二局集团第工程有限公司, 中铁二十二局集团第一工程有限公司, 中铁二十二局集团有限公司