CN106194193A - 一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,包括步骤:1)对待开挖竖井采用潜孔钻机钻孔,将竖井底部岩石钻成孔深一致的群孔;2)根据挖机的性能将钻成孔深一致的群孔的岩石分为多层,每次破碎一层,具体如下:采用挖机配合破碎锤破碎岩石,破碎岩石凿挖时首先在竖井一侧按照单层破碎深度开挖出临空面,然后分扇逐次向竖井中心点凿打,将岩石破碎;3)每次破碎一层基岩后进行渣土吊运,开挖的石方采用挖机配合吊车吊运,挖机在井下将岩石破碎锤换成挖斗,将渣土吊运出竖井;4)重复步骤2)~步骤3),破岩至步骤1)中潜孔钻机成孔深度;5)井壁衬砌;6)重复步骤1)~步骤5),开挖至设计标高。本发明方法不需爆破,高效安全。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程,尤其涉及一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法。
背景技术
近年来,我国地铁等城市地下工程快速发展,如盾构始发井、接收井等均涉及大断面竖井开挖工程。
大断面竖井开挖穿越硬岩或基岩过程中,常规采用爆破方法进行施工。
若竖井周边存在油气管道、古建筑与古迹等不允许爆破振动的环境条件下,则一般采用人工风镐、水磨钻或者小型挖机破岩方式向下开挖,该方法开挖效率低下,很难满足大断面竖井高效开挖的技术要求。采用大孔径群孔辅助开挖技术可以有效提高大断面竖井开挖效率,适用于大断面竖井周边不允许有爆破振动的开挖环境,目前尚未见相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷,提供一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,包括以下步骤:
1)对待开挖竖井采用潜孔钻机钻孔,将竖井底部岩石钻成孔深一致的群孔;
2)根据挖机的性能将钻成孔深一致的群孔的岩石分为多层,每次破碎一层,具体如下:采用挖机配合破碎锤破碎岩石,破碎岩石凿挖时首先在竖井一侧按照单层破碎深度开挖出临空面,然后分扇逐次向竖井中心点凿打,将岩石破碎;
3)每次破碎一层基岩后进行渣土吊运,开挖的石方采用挖机配合吊车吊运,挖机在井下将岩石破碎锤换成挖斗,将渣土吊运出竖井;
4)重复步骤2)~步骤3),破岩至步骤1)中潜孔钻机成孔深度;
5)井壁衬砌;
6)重复步骤1)~步骤5),开挖至设计标高。
按上述方案,所述竖井底部岩石钻成的群孔为均匀分布的群孔。
按上述方案,所述群孔的孔径为110mm~160mm,钻孔布孔间距30~50cm,孔深10m~15m;
按上述方案,所述单层破碎深度控制在0.3m~0.4m。
按上述方案,所述步骤5)中井壁衬砌采用逆作法浇筑竖井衬砌。
按上述方案,所述步骤2)中机械开挖过程中,测量人员通过测量标识出竖井圆心和岩石开挖的圆周,控制欠挖和超挖。
按上述方案,所述圆形竖井衬砌后净断面直径为8.5m~16.0m。
本发明产生的有益效果是:本发明适合竖井周边环境不允许爆破振动的条件下,相比一般机械开挖方法,该方法可以有效提高竖井基岩破岩效率,且施工更加安全。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例的施工流程图;
图2是本发明实施例的钻孔平面布置示意图;
图3是本发明实施例的钻孔示意图;
图4是本发明实施例的破岩立面示意图;
图5是本发明实施例的破岩平面示意图;
图6是本发明实施例的渣土吊运示意图;
图7是本发明实施例的一层破岩示意图;
图8是本发明实施例的井壁衬砌示意图;
其中,1-基岩,2-竖井,3-钻孔,4-潜孔钻机,5-挖掘机(破碎锤,挖斗),6-吊车,7-衬砌。
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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种大断面竖井大孔径群孔辅助开挖方法,主要工序有:步骤1),潜孔钻钻孔;步骤2),逐层破岩;步骤3),渣土吊运;步骤4),重复步骤2)~步骤3),破岩至步骤1)中钻孔深度;步骤5),井壁初衬;步骤6),重复步骤1)~步骤5),开挖至设计标高。具体如下:
如图2、图3所示,步骤1)中采用潜孔钻将竖井2底部岩石钻成均匀分布的群孔3,孔径为110mm~160mm,钻孔布孔间距30~50cm,圆形竖井衬砌后净断面直径一般为8.5m~16.0m。
如图4、图5所示,采用小型挖机5(60型~150型履带式挖机)破碎基岩1,凿挖时首先在竖井一侧开挖出临空面,然后分扇逐次向圆心凿打,分扇逐次向圆心凿打如图5所示,按照区域①②③逐次向圆心凿打,岩石破碎单层破碎深度控制在0.3m~0.4m;
如图6所示,渣土吊运,开挖的石方采用挖机(挖斗)配合吊车6吊运,挖机在井下将岩石破碎锤换成挖斗,就将渣土吊运出竖井,方便下一层石方凿挖;
如图7所示,采用挖机继续破碎下一层基岩,重复步骤2)~步骤3),破岩至步骤1中潜孔钻机成孔深度;
如图8所示,采用逆作法一次浇筑竖井衬砌7(步骤5));
重复步骤1)~步骤5),开挖至设计标高。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,包括以下步骤:
1)对待开挖竖井采用潜孔钻机钻孔,将竖井底部岩石钻成孔深一致的群孔;
2)根据挖机的性能将钻成孔深一致的群孔的岩石分为多层,每次破碎一层,具体如下:采用挖机配合破碎锤破碎岩石,破碎岩石凿挖时首先在竖井一侧按照单层破碎深度开挖出临空面,然后分扇逐次向竖井中心点凿打,将岩石破碎;
3)每次破碎一层基岩后进行渣土吊运,开挖的石方采用挖机配合吊车吊运,挖机在井下将岩石破碎锤换成挖斗,将渣土吊运出竖井;
4)重复步骤2)~步骤3),破岩至步骤1)中潜孔钻机成孔深度;
5)井壁衬砌;
6)重复步骤1)~步骤5),开挖至设计标高。
2.根据权利要求1所述的大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,其特征在于,所述竖井底部岩石钻成的群孔为均匀分布的群孔。
3.根据权利要求1所述的大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,其特征在于,所述群孔的孔径为110mm~160mm,钻孔布孔间距30~50cm,孔深10m~15m。
4.根据权利要求1所述的大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,其特征在于,所述单层破碎深度控制在0.3m~0.4m。
5.根据权利要求1所述的大断面竖井非爆破大孔径群孔辅助开挖方法,其特征在于,所述步骤5)中井壁衬砌采用逆作法浇筑竖井衬砌。
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