[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

摘要

本发明提供了一种微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法，所述方法具体步骤包括：第一步、施工现场地质勘测；第二步、确定破岩方法；第三步、确定爆破参数；第四步、砂土层中成孔至岩层表面并出土；第五步、辨别岩样，确定钻进至中风化花岗岩；第六步、下PVC管，用于保护爆破导线；第七步、岩层中成孔至设计埋深下1m；第八步、装药爆破。本发明克服了现有施工方法在上覆砂土微风化花岗岩中施工困难或施工进度缓慢、成槽质量差等缺点和不足，实现微风化花岗岩中的高效、高精度、深嵌岩的成槽施工；本发明效果好，成槽速度快。

主权项

一种微风化花岗岩中地下连续墙的高效成槽施工方法，其特征在于，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：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：对于无侧限抗压强度为100MPa以上的微风化花岗岩，采用微差预裂控制爆破方式；第三步、确定爆破参数：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)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方式，起爆器选用微差毫秒电雷管，即间隔为十几毫秒至数百毫秒的延期电雷管；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；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、线装药密度和钻孔间距；第四步、砂土层中成孔至岩层表面并出土：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；3)安装有砂土层钻头的潜孔钻机在已确定的钻孔位置钻进，同时进行钢套筒护壁，边接钻杆边接钢套筒，直至钻进至中风化花岗岩岩面；4)螺旋取土机取出钻孔内土体；第五步、辨别岩样，确定钻进至中风化花岗岩：1)将砂土层钻头换成取芯钻头，下伸至钻孔底部并向下钻进0.5m，取出中风化岩样0.5m且经确认为中风化花岗岩后，继续向下取芯0.5m，岩样无变化后，停止取芯钻孔；2)取出取芯钻头；第六步、下PVC管，用于保护爆破导线：1)向钢套管内插入PVC管，边插入边接长；待PVC管底部下至钻孔底部时，向PVC管内注水；2)PVC管接长至地面后，用钢锯将过长部分锯掉，控制PVC管比地面高100mm；3)向PVC管底部插入注浆管，水下注水泥浆，用于固定PVC管，防止砂土层中的水土流入PVC管和第七步中的岩层钻孔；4)待水泥浆硬化后，用水泵将PVC管内水全部抽出，同时用千斤顶将钢套管拔出；第七步、岩层中成孔至设计埋深下1m：1)将潜孔钻机的取芯钻头换成岩层钻头，再次下伸钻头至PVC管底水泥浆表面处，钻进至设计槽壁下1m，边钻边施加高压风将石渣粉末吹出；2)潜孔钻机拔出钻头，更换钨钢合金钻头为土层钻头，在下一钻孔处钻进，按上述步骤循环作业，直到全部钻孔钻进完毕，撤出潜孔钻机；第八步、装药爆破：1)根据设计装药量和钻孔深度，将乳化炸药药包和引线绑在竹竿上并将其下伸至钻孔孔底，完成单孔装药，待全部钻孔装药完毕后，检查每个孔的装药和引线；2)待全部钻孔装药完毕，检查无误后，用起爆器将所有引线连接，准备起爆；3)做好爆破前准备工作，启动爆破；4)待该槽幅爆破施工完毕后，进行下一槽幅的钻孔爆破；第九步、导墙施工，成槽施工完成。