[发明专利]微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑、水利、交通、环境等地下工程领域中的施工技术，具体地，涉及一种微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法。

背景技术

全国各大城市正在大规模地建设城市地下铁道以及各种地下空间。这些地下空间构筑物需要通过基坑开挖来建造，基坑开挖时需要用地下连续墙作为挡土与挡水的临时结构。由于各城市所处的地质条件和周围环境的不同，需要在各种地质条件下修筑地下连续墙。地下连续墙施工工艺已在我国天然沉积砂性土、粘性土等软土地层中得到了广泛应用。但在我国华南地区，一般在厚度不太大的砂性土层下面存在石灰岩、花岗岩等微风化岩层。在这种上覆砂土层的微风化花岗岩的上软下硬地层中建造地下连续墙，仍存在多方面的的技术困难。传统的适应于软土地层的成槽机具难于在上软下硬的复杂岩土层中抓挖微风化岩土，产生施工成槽困难或速度极为缓慢，施工效率低、工期长造价高的不利局面。

对现有的文献进行检索后发现两项相关专利的申请，实用新型专利“[申请号为201320455844.6]，发明名称：一种地下连续墙成槽施工的有效冲岩装置”，与发明专利“[申请号为201310322485.1]，发明名称：上覆砂土微风化石灰岩中地下连续墙的有效成槽施工方法”。这些文献虽然提出了下伏微风化石灰岩的岩面起伏变化、传统施工机械成槽垂直度无法保证等技术难题的解决方法，但是该文献提出的用重锤冲击破碎石灰岩的施工方法，对无侧限抗压强度为30MPa以下的石灰岩是有效的，而对于无侧限抗压强度为100MPa以上的微风化花岗岩，上述文献中提出的重锤冲击法难以产生高效的岩体破碎效应。特别是对于嵌岩深度在3～8m的地下连续墙，难以确保施工质量和施工工期。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法，该方法克服了现有技术中存在的施工质量差、施工工期长、甚至不能成槽等缺点和不足，实现微风化花岗岩中的高效成槽施工。

为实现以上目的，本发明提供一种微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法，所述施工方法通过下列步骤实现：

第一步、施工现场地质勘测，具体的：

通过钻孔取芯确定地下连续墙嵌岩深度范围内的微风化花岗岩的岩面性状、标准无侧限抗压强度的分布值；在此基础上根据地下连续墙的设计埋深确定地下连续墙的嵌岩深度；

第二步、确定破岩方法，具体的：

由于传统成槽机难于在上软下硬的复杂岩土层中抓挖微风化岩土，而重锤冲击仅对无侧限抗压强度为30MPa以下的石灰岩有效，所以对于无侧限抗压强度为100MPa以上的微风化花岗岩，确定采用爆破的方式破岩；由于城市中地下连续墙施工要求对周围环境影响小，为了减弱在微风化花岗岩中爆破破岩对周围岩体的破坏，从而形成接近地下连续墙设计尺寸的平整轮廓面，所以确定采用微差预裂控制爆破方式；

第三步、确定爆破参数，具体的：

1)根据地下连续墙的设计槽幅宽度、设计埋深、一次爆破施工的槽幅长度和微差预裂控制爆破的设计原理，先预估炮孔参数，再通过第三步5）确定炮孔参数；

2)由于所要爆破的岩石为微风化花岗岩，微风化花岗岩的无侧限抗压强度分布值为100～180MPa，确定选用2#岩石乳化炸药，炸药具有防水性能；

3)根据第二步中所述的微差预裂控制爆破原理，起爆器选用微差毫秒电雷管；

4)根据岩石的无侧限抗压强度分布值并结合第三步5）确定炸药的线装药密度；线装药密度取值范围为1.0～1.5kg/m；可按如下公式计算线装药量密度：

Q=Aa^Bσ^C

式中：Q为线装药密度；

a为钻孔间距；

σ为岩石无侧限抗压强度；

A、B、C为待定系数，通过第三步5）现场试爆后再回归分析的方法确定；

5)爆破施工时需进行槽段试爆，在地下连续墙施工的场地内选取试验槽段，按经验选取第三步1)到4)中的爆破参数进行爆破施工，然后对试爆槽段钻孔取芯抽样，并根据抽样破碎情况调整爆破参数；重复上述槽段试爆步骤，直至岩石碎块可以被成槽机抓取，确定地下连续墙施工的钻孔直径、钻孔间距、不耦合系数、孔深、堵塞长度、线装药密度（通过回归分析确定A、B、C）和钻孔间距；

第四步、砂土层中成孔至岩层表面并出土，具体的：

1)平整场地，清除地面障碍物；

2)根据现场平面和高程控制点、地下连续墙设计图、爆破参数和现场情况，确定钻孔位置；