專利名稱：深基坑直壁成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土石方開(kāi)挖爆破技術(shù)，尤其是在泥巖、砂巖等較為復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn) 行超深基坑開(kāi)挖的技術(shù)，具體為一種用于制作煉鋼水處理系統(tǒng)旋流池的深基坑直壁成型方法。
背景技術(shù)：
在建筑工程中經(jīng)常會(huì)遇到基坑開(kāi)挖工程，針對(duì)不同的工程地質(zhì)條件，如泥巖、砂巖 構(gòu)成的巖體結(jié)構(gòu)，在基坑開(kāi)挖中經(jīng)常還需要使用土石方開(kāi)挖爆破技術(shù)，特別是在開(kāi)挖直徑、 深度都達(dá)到幾十米的深池或深坑時(shí)，由于巖石錯(cuò)層分布，使用機(jī)械法進(jìn)行破碎、開(kāi)挖的難度 很大，而爆破作業(yè)的技術(shù)性和安全性都要求較高，爆破時(shí)引起的地震波以及飛石等又會(huì)對(duì) 周圍的人員、建筑和設(shè)施造成較大的危害。目前，在基坑開(kāi)挖工程中，普遍采用放坡的方式，即當(dāng)挖方超過(guò)一定深度時(shí)，在其 邊沿放出的足夠的邊坡，這樣可防止土壁塌方，確保施工安全。如中國(guó)專利200810052889. 2 公開(kāi)的“軟土地基大面積淺基坑成型方法”，就是將基坑地表下標(biāo)高范圍內(nèi)的土體先進(jìn)行放 坡處理，然后依次進(jìn)行支護(hù)、降水、土方開(kāi)挖以及坑底加固等操作。但是，這種機(jī)械放坡大開(kāi) 挖的方式主要適用于較淺的軟土基坑，在超深基坑的開(kāi)挖中會(huì)遇到大量的巖石，因此其施 工難度很大；而且在放坡開(kāi)挖時(shí)需分多個(gè)臺(tái)階，并形成很長(zhǎng)的馬道，導(dǎo)致開(kāi)挖面及開(kāi)挖線達(dá) 幾十米，對(duì)臨近的其他項(xiàng)目施工造成了嚴(yán)重的影響，使得廠房基礎(chǔ)等無(wú)法施工，同時(shí)，在池 壁澆砼后，要進(jìn)行土方回填，也會(huì)對(duì)池壁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生非常大的側(cè)壓力，這種附加荷載會(huì)造成基 坑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，還存在一定的安全隱患。不僅如此，考慮到工程施工進(jìn)度以及對(duì)工程費(fèi)用 的分析，放坡開(kāi)挖的方式不僅耗時(shí)長(zhǎng)、工程量大，而且在挖掘、搬運(yùn)以及回填中產(chǎn)生的費(fèi)用 也相當(dāng)高，其工程周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)成本太高的不利因素也直接影響了施工工藝的推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于介紹一種施工難度小、防護(hù)安 全性較高、施工周期短而且工程成本相對(duì)較低的旋流池深基坑直壁成型方法。本發(fā)明的技術(shù)方案深基坑直壁成型方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 (1)設(shè)置預(yù)裂孔按照設(shè)計(jì)要求在基坑預(yù)設(shè)范圍的邊沿鉆設(shè)若干個(gè)預(yù)裂孔，所述預(yù)裂孔采 用全坑深一次鉆孔成型，在每個(gè)預(yù)裂孔內(nèi)都填裝炸藥卷以及與炸藥卷相連的導(dǎo)爆索，所述 導(dǎo)爆索均連接到孔外的瞬發(fā)電雷管；(2)設(shè)置中深孔在預(yù)裂孔所圍成的基坑表層上設(shè)置 中深孔，所述中深孔包括從外向內(nèi)依次布置的緩沖孔、主爆孔和掏槽孔，在緩沖孔、主爆孔 和掏槽孔內(nèi)均設(shè)置有分段炸藥卷和非電毫秒微差雷管，所述非電毫秒微差雷管與孔外的瞬 發(fā)電雷管連接；(3)將全部瞬發(fā)電雷管串聯(lián)后連接到引爆器；(4)由引爆器對(duì)預(yù)裂孔先超前 齊發(fā)起爆，所述預(yù)裂孔與掏槽孔的起爆間隔為100 300ms ;(5)再依次引爆掏槽孔、主爆孔 和緩沖孔，所述掏槽孔、主爆孔和緩沖孔的起爆間隔為30 60ms ； (6)挖裝運(yùn)輸將爆破后 的碎石及泥土挖出并運(yùn)走；(7)壁面支護(hù)在起爆后形成的壁面上設(shè)置由鋼絲網(wǎng)和混凝土構(gòu)成的支護(hù)架；(8)依次重復(fù)操作步驟(2)、(3)、(5)、(6)和(7)，直至預(yù)設(shè)的基坑底部，再 通過(guò)人工對(duì)基坑底部修整攤座。所述預(yù)裂孔和中深孔均設(shè)置在豎直方向上，且每個(gè)孔的深度偏差率均小于0. 5%。 預(yù)裂孔內(nèi)炸藥卷的裝藥密度為500 600g/m，炸藥卷設(shè)置在預(yù)裂孔的中心位置，預(yù)裂孔的 不耦合系數(shù)為3. 5 3. 8。所述中深孔均為不耦合裝藥，其中，每個(gè)緩沖孔內(nèi)均設(shè)置有兩個(gè)起爆藥包，所述起 爆藥包分別位于藥柱的1/3和2/3處。在起爆時(shí)，本方法采取掏槽孔、主爆孔、緩沖孔由內(nèi)向外依次起爆的方式，作用在 于在主爆前，通過(guò)掏槽孔的引爆將巖石中央粉碎，再引爆主爆孔，這樣爆炸的能量在巖石 中擴(kuò)展得更快，對(duì)巖石的破壞力更強(qiáng)，有利于減少大塊巖石的形成，同時(shí)還可減少炸藥的用 量，降低了地震波的強(qiáng)度；然后再引爆相對(duì)靠外側(cè)的緩沖孔，使主爆孔爆炸產(chǎn)生的飛石等與 緩沖孔起爆時(shí)產(chǎn)生的沖擊波相抵消，可有效控制飛石的飛行距離，避免危害周圍的建筑和 人員，起到了很好的保護(hù)作用；經(jīng)過(guò)緩沖后的爆能再經(jīng)過(guò)最外側(cè)預(yù)裂孔的衰減，其傳遞到基 坑直壁時(shí)能量已經(jīng)較小，這也有利于保護(hù)直壁不被破壞，提高開(kāi)挖的質(zhì)量。
本發(fā)明采用直壁開(kāi)挖的方式，吸收了豎向定向爆破以及邊坡支護(hù)的施工工藝，特 別適用于超深基坑中的巖層開(kāi)挖項(xiàng)目，其施工相對(duì)獨(dú)立，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更是相對(duì)于放坡大開(kāi)挖 可節(jié)省50%以上，具有很好的推廣價(jià)值。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、施工難度小，采用了豎向定向爆破的方式對(duì)巖石層進(jìn)行破碎處理，并對(duì)產(chǎn)生的 大塊巖體或泥石采取現(xiàn)場(chǎng)二次爆破或機(jī)械法進(jìn)行破碎，極大的降低了施工難度，所產(chǎn)生的 巖石粒徑可控制在500 X 500 X 500mm2以下，大塊率可控制在15%以下，方便挖裝和運(yùn)輸；2、防護(hù)安全性有較大提高，在爆破時(shí)采用了周邊預(yù)裂、中央分層松動(dòng)的控制爆破， 在后排的掏槽孔和主爆孔起爆時(shí)，前排的緩沖孔的爆渣可起到阻擋作用，減少了飛石和地 震波的擴(kuò)散；3、施工周期縮短，由于采用了爆破和機(jī)械挖掘共同作用的方式，施工作業(yè)的時(shí)間 大幅度減少，提高了工作效率，而且工程質(zhì)量穩(wěn)定，項(xiàng)目進(jìn)度較快；4、降低了成本，減少了開(kāi)挖、回填石方的工程量，直接節(jié)省了大筆的工程費(fèi)用，獲 得了良好的綜合效益。


圖1為本發(fā)明的施工工序流程圖；圖2為本發(fā)明的布孔方式俯視圖。圖中，1一預(yù)裂孔，2—緩沖孔，3—主爆孔，4一掏槽孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1和圖2所示，一種深基坑直壁成型方法，是根據(jù)基坑的形狀特點(diǎn)和要求，以 及環(huán)境對(duì)爆破工程的限制要求，采用周邊預(yù)裂、中央分層松動(dòng)的控制爆破，包括如下步驟 (1)設(shè)置預(yù)裂孔1 按照設(shè)計(jì)要求在基坑預(yù)設(shè)范圍的邊沿鉆設(shè)若干個(gè)預(yù)裂孔1，所述預(yù)裂孔1采用全坑深一次鉆孔成型，在每個(gè)預(yù)裂孔內(nèi)都填裝炸藥卷以及與炸藥卷相連的導(dǎo)爆索，所述導(dǎo)爆索均連接到孔外的瞬發(fā)電雷管，預(yù)裂孔內(nèi)采用不耦合裝藥，預(yù)裂孔的不耦合系數(shù)即 炮孔直徑與炸藥卷的直徑之比為3. 6，其炸藥卷的裝藥密度為550g/m，為保證預(yù)裂效果，每 個(gè)預(yù)裂孔使用兩根導(dǎo)爆索，炸藥卷均勻綁扎到導(dǎo)爆索上，并一起綁扎在竹片上，放到預(yù)裂孔 的中心位置；(2)設(shè)置中深孔在預(yù)裂孔1所圍成的基坑表層上設(shè)置中深孔，所述中深孔包 括從外向內(nèi)依次布置的緩沖孔2、主爆孔3和掏槽孔4，所述中深孔的孔深均為8m且為不耦 合裝藥，其中主爆孔3的孔徑稍大于緩沖孔2和掏槽孔4，主爆孔內(nèi)的裝藥量設(shè)置為55kg左 右，在緩沖孔2、主爆孔3和掏槽孔4內(nèi)均設(shè)置有分段炸藥卷和非電毫秒微差雷管，所述非電 毫秒微差雷管與孔外的瞬發(fā)電雷管連接，每個(gè)緩沖孔內(nèi)的裝藥量設(shè)置為30kg，裝藥時(shí)其藥 量的精度差要求不超過(guò)Ikg即可，在每個(gè)緩沖孔內(nèi)還分別設(shè)置有兩個(gè)起爆藥包，所述起爆 藥包分別位于藥柱的1/3和2/3處；(3)將全部瞬發(fā)電雷管串聯(lián)后連接到孔外的引爆器，弓丨 爆器采用多排炮孔一次性點(diǎn)火并按預(yù)裂孔、掏槽孔、主爆孔和緩沖孔的先后順序引爆，預(yù)裂 孔1先齊發(fā)超前起爆，所述預(yù)裂孔與掏槽孔的起爆間隔為200ms ;(4)再依次引爆掏槽孔4、 主爆孔3和緩沖孔2，所述掏槽孔4、主爆孔3和緩沖孔2的起爆間隔均為50ms ； (5)挖裝運(yùn) 輸將爆破后的碎石及泥土挖出并運(yùn)走；(6)壁面支護(hù)在起爆后形成的壁面上設(shè)置由鋼絲 網(wǎng)和混凝土構(gòu)成的支護(hù)架；(7)依次重復(fù)操作步驟(2)、(4)、(5)和(6)，采用自上層向下層 分階段鉆爆開(kāi)挖的方式，直至預(yù)設(shè)的基坑底部，在基坑底部預(yù)留0. 5m保護(hù)層，再通過(guò)人工 對(duì)基坑底部修整攤座。參見(jiàn)圖1，在進(jìn)行爆破前，需做好必要的施工準(zhǔn)備和對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理表層處 理。先要對(duì)爆破器材和所使用的雷管外觀進(jìn)行必要的檢查，對(duì)炸藥感度等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，杜 絕使用質(zhì)量不符合要求的爆破器材。其次，需逐孔進(jìn)行清理并確定藥量，用高壓風(fēng)吹出孔內(nèi) 巖屑及積水，必要時(shí)用小桶或竹竿(或細(xì)鋼筋)纏棉紗汲干孔底存水，然后量出每孔深度， 定出每孔藥量，在鉆孔時(shí)，還要求每個(gè)孔的深度偏差率均小于0. 5 %，這樣才能保證各孔的 裝藥量符合規(guī)定值，通常裝藥量的精度要求控制在Ikg以內(nèi)。裝藥前在每孔前立一小牌或 紙片，上面分別標(biāo)明孔號(hào)、孔深、裝藥量、填塞長(zhǎng)度及起爆雷管段數(shù)。在確定每孔藥量時(shí)，根 據(jù)具體情況作必要的增減，當(dāng)某處實(shí)際炮孔的間距、排距過(guò)大，則應(yīng)適當(dāng)增加單孔藥量；當(dāng) 實(shí)際間距、排距比設(shè)計(jì)值小時(shí)，則應(yīng)減小單孔藥量。在裝藥時(shí)，預(yù)裂孔按預(yù)設(shè)裝藥密度和位置裝藥，爆破孔內(nèi)炸藥卷都應(yīng)裝到藥孔底 部，并且在底部還應(yīng)加強(qiáng)裝藥，同時(shí)需避免發(fā)生裝藥過(guò)程中孔的中部卡住，造成堵死裝不到 底的情況。在放入雷管時(shí)，采用反向起爆，這樣對(duì)于硬巖和韌性大的巖石爆破效果更好。放 好雷管后，用半干濕(含水量10%左右)的沙粘土或粘土與巖屑的混合物填塞，在填塞過(guò)程 中分層用炮棍搗實(shí)?？紤]到爆破工程中爆破飛石、爆破地震波和空氣沖擊波是最主要的危害，因此在 爆破施工時(shí)在爆破部位采取覆蓋一層棕墊加一層鐵皮的方式，并結(jié)合各孔內(nèi)精確控制的起 爆藥量以及設(shè)置獨(dú)特的布孔方式，可有效控制爆破飛石和地震波的影響，極大的減小的爆 破造成的危害，而且由于空氣沖擊波的效應(yīng)遠(yuǎn)小于爆破地震波，因此同樣的不會(huì)造成影響。爆破后，對(duì)于部分大塊的巖石可用反鏟挖掘機(jī)裝液壓破碎頭破碎，再由塔機(jī)垂直 運(yùn)至車上。為防止地表水流入基坑內(nèi)，在基坑頂部外場(chǎng)需設(shè)置排水溝，先在基坑外場(chǎng)地用 ClO砼厚IOOmm作硬化處理，然后在基坑頂部設(shè)置排水溝，排水溝采用300X300大小，排水溝與主排水通道相連。在基坑內(nèi)設(shè)有潛水泵或揚(yáng)程水泵，潛水泵或揚(yáng)程水泵的出水口設(shè)置 在排水溝內(nèi)，通過(guò)潛水泵或揚(yáng)程水泵可將坑內(nèi)的積水抽出。
最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方 案，盡管申請(qǐng)人參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離 本技術(shù)方案的宗旨和范圍， 均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
深基坑直壁成型方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)設(shè)置預(yù)裂孔按照設(shè)計(jì)要求在基坑預(yù)設(shè)范圍的邊沿鉆設(shè)若干個(gè)預(yù)裂孔，所述預(yù)裂孔采用全坑深一次鉆孔成型，在每個(gè)預(yù)裂孔內(nèi)都填裝炸藥卷以及與炸藥卷相連的導(dǎo)爆索，所述導(dǎo)爆索均連接到孔外的瞬發(fā)電雷管；(2)設(shè)置中深孔在預(yù)裂孔所圍成的基坑表層上設(shè)置中深孔，所述中深孔包括從外向內(nèi)依次布置的緩沖孔、主爆孔和掏槽孔，在緩沖孔、主爆孔和掏槽孔內(nèi)均設(shè)置有分段炸藥卷和非電毫秒微差雷管，所述非電毫秒微差雷管與孔外的瞬發(fā)電雷管連接；(3)將全部瞬發(fā)電雷管串聯(lián)后連接到引爆器；(4)由引爆器對(duì)預(yù)裂孔先超前齊發(fā)起爆，所述預(yù)裂孔與掏槽孔的起爆間隔為100～300ms；(5)再依次引爆掏槽孔、主爆孔和緩沖孔，所述掏槽孔、主爆孔和緩沖孔的起爆間隔為30～60ms；(6)挖裝運(yùn)輸將爆破后的碎石及泥土挖出并運(yùn)走；(7)壁面支護(hù)在起爆后形成的壁面上設(shè)置由鋼絲網(wǎng)和混凝土構(gòu)成的支護(hù)架；(8)依次重復(fù)操作步驟(2)、(3)、(5)、(6)和(7)，直至預(yù)設(shè)的基坑底部，再通過(guò)人工對(duì)基坑底部修整攤座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑直壁成型方法，其特征在于，所述預(yù)裂孔和中深孔均 設(shè)置在豎直方向上，且每個(gè)孔的深度偏差率均小于0.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑直壁成型方法，其特征在于，所述預(yù)裂孔內(nèi)炸藥卷的 裝藥密度為500 600g/m，炸藥卷設(shè)置在預(yù)裂孔的中心位置，預(yù)裂孔的不耦合系數(shù)為3. 5 3.8 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑直壁成型方法，其特征在于，所述中深孔均為不耦合 裝藥，其中，每個(gè)緩沖孔內(nèi)均設(shè)置有兩個(gè)起爆藥包，所述起爆藥包分別位于藥柱的1/3和 2/3 處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深基坑直壁成型方法，其特征在于，在基坑頂部外場(chǎng)設(shè)置有 排水溝，在基坑內(nèi)設(shè)有潛水泵或揚(yáng)程水泵，所述潛水泵或揚(yáng)程水泵的出水口設(shè)置在排水溝 內(nèi)。
全文摘要
深基坑直壁成型方法，是在基坑預(yù)設(shè)邊沿鉆設(shè)若干個(gè)預(yù)裂孔，并采用全坑深一次鉆孔成型，在每個(gè)預(yù)裂孔內(nèi)都填裝炸藥卷以及與孔外瞬發(fā)電雷管相連的導(dǎo)爆索；在基坑表層上從外向內(nèi)依次布置緩沖孔、主爆孔和掏槽孔，在緩沖孔、主爆孔和掏槽孔內(nèi)均設(shè)置分段炸藥卷和非電毫秒微差雷管，所述非電毫秒微差雷管與瞬發(fā)電雷管連接；將全部瞬發(fā)電雷管串聯(lián)后連接到引爆器，采用多排炮孔一次性點(diǎn)火并按預(yù)裂孔、掏槽孔、主爆孔和緩沖孔的先后順序引爆；爆破后依次進(jìn)行挖裝運(yùn)輸和壁面支護(hù)，然后依次分階梯爆破，直至預(yù)設(shè)的基坑底部，最后由人工對(duì)基坑底部修整攤座。本發(fā)明的方法施工難度小、防護(hù)安全性高、施工周期縮短，而且工程質(zhì)量穩(wěn)定，獲得了良好的綜合效益。
文檔編號(hào)E02D17/02GK101806066SQ201010133779
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者姜元慶, 楊曙東, 羅欣 申請(qǐng)人:重慶鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司