基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法与流程

本发明专利涉及基坑岩石破除开挖的技术领域，具体而言，涉及基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法。

背景技术：

基坑开挖过程中，常常需要破除基坑岩石。在基坑岩石开挖过程中，常遇到硬度高、面积大、埋藏浅岩体需要破碎挖除的情况。此时，通常运用静力爆破和明爆两种方法对岩体进行破碎。

静力爆破时，通过在基坑岩石中钻多个孔后分别灌入膨胀剂，待化学药剂反应一定时间后，其体积胀裂到远超之前体积，达到破除基坑岩石的目的。明爆方法即采用在基坑岩石上安装雷管，利用爆炸力对基坑岩石进行爆破。

现有技术中，静力爆破的方法有着钻孔数量多、药剂使用量大和药剂反应时间长的缺点，因此，其成本高、工期长，粉尘大，并且，药剂的作用效果易受天气、湿度及温度的影响，因此，静力爆破基坑岩石的使用方法具有一定的局限性。明爆基坑岩石的施工方法具有以下的缺陷：1)、明爆都需经过公安局备案审批程序复杂，审批之间长，审批手续复杂，导致整个施工工期场；2)、明爆过程反应剧烈，对周边建筑物、原岩及地下管线产生巨大影响，破坏性较大；3)、明爆过程中，爆破雷管的存放、使用、管理存在巨大安全隐患；4)、明爆爆破过程中产生巨大的噪音及粉尘。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法，旨在解决现有技术中，破除开挖基坑岩石存在施工成本高、不环保以及安全性低的问题。

本发明是这样实现的，基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法，待破除岩块的顶部以及外周形成有临空面，所述待破除岩块形成有与基坑岩石连接的底部连接面以及两个相邻布置的外周连接面，两个所述外周连接面分别与基坑岩石连接，基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法包括以下施工步骤：

1)、通过绳锯切割所述待破除岩块与基坑岩石连接的两个外周连接面以及底部连接面，使得所述待破除岩块与基坑岩石分离，且所述待破除岩块上形成两个纵向自由面以及底部自由面，所述待破除岩块的纵向自由面与基坑岩石之间存在纵向间隙；

2)、在所述纵向间隙中放置未充气的气袋；

3)、利用空压机对所述气袋充气，所述气袋膨胀，并将所述待破除岩块推离基坑岩石；

4)、利用放气设备对气袋快速放气。

进一步的，在所述施工步骤1)中，通过潜孔锤在所述待破除岩块与基坑岩石之间钻两个相邻布置的水平孔以及垂直孔，两个所述水平孔以及垂直孔分别贯穿连通；将锯绳分别穿过两个所述水平孔并进行绳锯，使得所述待破除岩块的底部连接面与基坑岩石隔离，形成所述底部自由面；将锯绳分别穿过所述水平孔以及垂直孔，并进行绳锯，使得所述待破除岩块的两个外周连接面分别与基坑岩石隔离，形成两个所述纵向自由面。

进一步的，在所述步骤2)中，所述气袋置于所述纵向间隙的中部靠上位置，且整个所述气袋完全置于纵向间隙中。

进一步的，在所述步骤2)中，在所述纵向间隙中放置保护垫层，所述气袋形成在所述保护垫层之间。

进一步的，在所述施工步骤2)中，通过拉绳与所述气袋上的拉气环连接，将所述气袋固定在所述纵向间隙中。

进一步的，在所述施工步骤3)中，所述气袋匀速缓慢同步膨胀。

进一步的，所述气袋中设有多个横向相邻布置的气腔，所述气腔分别与所述空压机连接。

进一步的，所述空压机通过控制台对气袋进行充气控制，所述控制台上有气压安全阀，用于快速放出所述气袋中的气体。

进一步的，所述控制台设有调压阀，用于调节所述空压机对所述气袋内的最大压力。

进一步的，所述控制台上设有进出气控制阀，用于控制所述气袋进气或出气。

与现有技术相比，本发明提供的基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法，先通过绳锯切割待破除岩块与基坑岩石连接的两个外周连接面以及底部连接面，使得待破除岩块与基坑岩石分离，再利用气袋的充气，顶推待破除岩块脱离基坑岩石，其具有以下优点：

1)、安全可靠：无需爆破，利用气袋压力将待破除岩块脱离基坑岩石；

2)、成本低廉：减少参与的操作人员，降低施工成本及造价；

3)、环保：气袋顶推过程中，不产生噪声和粉尘；

4)、施工过程对周边无影响：由于气袋平稳膨胀，对周边建筑物、基坑岩石及管线不产生影响。

附图说明

图1是本发明提供的气袋顶推待破除岩块的施工立体示意图；

图2是本发明提供的控制台的主视示意图；

图3是本发明提供的锯绳在待破除岩块与基坑岩石之间绳锯切割的施工立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。

本发明提供的基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法，运用在基坑施工过程中，用于将待破除岩块101与基坑岩石110之间分离。

待破除岩块101的顶部以及外周形成有临空面102，待破除岩块101形成有与基坑岩石110连接的底部连接面以及两个相邻布置的外周连接面，两个外周连接面分别与基坑岩石110连接，基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法包括以下施工步骤：

1)、通过绳锯切割待破除岩块101与基坑岩石110连接的两个外周连接面以及底部连接面，使得待破除岩块101与基坑岩石110分离，分离后的待破除岩块101上形成两个纵向自由面103以及底部自由面105，待破除岩块101在与基坑岩石110分离后，由于重力的作用，其会向基坑方向倾斜一小段，因此，待破除岩块101的两个纵向自由面103与基坑岩石110之间会存在一个纵向间隙；

2)、在纵向间隙中放置未充气的气袋104；

3)、利用空压机300对气袋104充气，气袋104膨胀，并将待破除岩块101推离基坑岩石110；

4)、利用放气设备对气袋104快速放气。

所述提供的基坑岩石绳锯切割气袋顶推破除开挖方法，先通过绳锯切割待破除岩块101与基坑岩石110连接的两个外周连接面以及底部连接面，使得待破除岩块101与基坑岩石110分离，再利用气袋104的充气，顶推待破除岩块101脱离基坑岩石110，其具有以下优点：

1)、安全可靠：无需爆破，利用气袋104压力将待破除岩块101脱离基坑岩石110；

2)、成本低廉：减少参与的操作人员，降低施工成本及造价；

3)、环保：气袋104顶推过程中，不产生噪声和粉尘；

4)、施工过程对周边无影响：由于气袋104平稳膨胀，对周边建筑物、基

坑岩石101及管线不产生影响。

在切割待破除岩块101时，先通过潜孔锤在切割待破除岩块101与基坑岩石110之间钻两个相邻布置的水平孔402以及垂直孔401，水平孔402和垂直孔401分别分布在待破除岩块101与基坑岩石110的交界面的交界线处。两个水平孔402以及垂直孔401一端分别贯穿连通，另一端分别露在岩石表面外。

将锯绳403从一个水平孔402露出基坑岩石110的一端穿入，通过两个水平孔402的交界处后，从另一个水平孔402的露出基坑岩石110的一端穿出。布置好锯绳403后，利用锯绳403进行拉锯，使得待破除岩块101的底部连接面与基坑岩石110隔离，形成底部自由面105。

当锯绳403需要拉锯待破除岩块101的外周连接面时，先将锯绳403分别穿过水平孔402以及垂直孔401，并进行绳锯，使得待破除岩块101的两个外周连接面分别与基坑岩石110隔离，形成两个纵向自由面103。

利用潜孔锤在待破除岩块101与基坑岩石110打孔的操作，使得锯绳403切割以使待破除岩块101与基坑岩石110分离成为可能，将两个水平孔402和垂直孔401的一端分别贯通连接，便于在绳锯切割过程中布置锯绳。

锯绳403的拉锯让得待破除岩块101和基坑岩石110能够基本分离开，分离开的待破除岩块101由于重力的作用，其纵向自由面103会与基坑岩石逐渐分离，形成上述的纵向间隙，该纵向间隙为后面气袋的设置提供基础。

在将气袋104放置在待破除岩块和基坑岩石110之间的纵向间隙中时，气袋104位于纵向间隙中部靠上的位置，且整个气袋104完全置于纵向间隙中。

气袋104的作用为给予待破除岩块101一个朝向基坑内部的推力，当气袋104位于纵向间隙中部靠上的位置后，通过对气袋104充气，气袋104能给予待破除岩块101相对于其底部支点一个最大的力矩，从而对待破除岩块101最大的推力，更加高效的将待破除岩块101推离基坑岩石110。

在气袋104工作时，由于气袋104对待破除岩块101的作用力直接作用在待破除岩块的纵向自由面103上，因此，纵向自由面103上的岩石碎屑会对气袋104有划破的危险，在上述的施工步骤2)中，在放置气袋104之前，在纵向间隙中放置保护垫层，气袋104再放置在保护垫层之间，这样，保护垫层的加入避免了气袋104和纵向自由面103的直接接触，对气袋104起到了很好的保护作用。

在将干瘪的气袋104放入纵向间隙中时，由于气袋104的位置需要固定，因此在气袋104上布置有拉气环，在使用时，用拉绳穿过拉气环，将干瘪的气袋104向下悬入间隙中，完成对气袋104垂直方向的定位，而拉绳水平方向的位置则可以对气袋104进行水平方向的定位，使得气袋104固定在纵向间隙中。

在气袋104顶推待破除岩块101时，主要依靠气袋104作用在待破除岩块101的纵向自由面103的法线方向的推力，这种推力主要依靠气袋104中间部位的膨胀来产生，而气袋104两侧的膨胀所带来的推力大部分无法作用于纵向自由面103上，因此，气袋104在充气膨胀的过程中，具有匀速缓慢同步膨胀的特点。

气袋104膨胀后，由于只有与纵向自由面103接触的部位才能给予纵向自由面103压力，气袋104朝纵向自由面103的表面的横向扩张会影响气袋104的推力效果。本实施例中，在气袋104内设置多个横向气腔，气腔相邻布置，气袋104在充气过程中，多个气腔横向布置的方式，可以较大程度减少气袋104朝横向方向上的扩张，增大气袋104给予纵向自由面103的压力。

气袋104在推离待破除岩块101的过程中，由于纵向间隙大小的改变，气袋104和纵向自由面103的接触面积会有较大的变化，这样不利于对推力的控制。在本实施例中，气袋104外表面设置有均匀分布的硬凸块，这样，气袋104抵紧纵向自由面103时，靠硬凸块和纵向自由面103接触，随着纵向间隙的大小改变，气袋104与纵向自由面103接触的硬凸块数量不会有太大的改变，因此使得气袋104中的气压能够稳定控制。

空压机300送出的气体需要经过控制台200处理，由控制台200来控制气袋104里的压力变化。控制台200上有放气阀203，在某些紧急情况，气袋104内出现气压异常或控制台200发生故障时，手动打开放气阀203，可以快速的释放气袋104中的压力，防止产生危险。

在控制台200上还设置有调压阀202，调压阀202主要控制气袋104中的最大气压，当气袋104中气压小于调压阀202调定气压时，调压阀202关闭，当气袋104中气压大于调压阀202调定气压时，调压阀202打开，此时，空压机300输入的气体从调压阀202溢出，使气袋104中的气体压力稳定在调压阀202调定的气压下。

在气袋104刚开始工作时，气袋104由干瘪变成充盈，此时气体由气袋104外进入气袋104内，在气袋104结束工作时，气袋104由充盈变成干瘪，此时气体由气袋104内释放出气袋104外，因此，控制台200需要有特定的装置来控制气袋104的进出气过程。本实施例中，控制台200上还设有进出气控制阀201，用于控制所述气袋104进气或出气。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。