CN107130606A - 一种新型冻土开挖的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型冻土开挖的施工方法，包括以下步骤：(1)对地面进行水切割，形成开挖自由空间，该开挖自由空间至少有一个倾斜的开挖自由空间面，对切割完的冻土块进行挖掘；(2)以开挖自由空间的一开挖自由空间面作为起点，水切割冻土开挖区域的开挖底面，沿着开挖底面的方向，水切割冻土开挖区域，形成倾斜的开挖自由面，沿着开挖自由空间面至开挖自由空间面的两侧进行水切割，完成对冻土开挖区域冻土块的切割；(3)对切割完的冻土开挖区域的冻土块进行撬挖，运输；(4)重复步骤(2)和步骤(3)，形成工程所需的冻土开挖空间。本发明的施工方法，对冻土造成破损能力强，施工成本低，施工可控度简易，施工噪声小、隐蔽性强，效率高。

Description

一种新型冻土开挖的施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程、冻土施工领域，特别涉及一种新型冻土开挖的施工方法。

背景技术

在我国，典型复杂的气候使得我国冻土地区分为常年冻土和季节性冻土。其中，常年冻土区域约占国家土地资源总面积的21.5％，同时，含有冻土的边境线占到我国陆地资源边境线的85％以上。并且，我国与俄罗斯、朝鲜等国接壤的许多边防区域，为常年冻土区域，对于国防工程的施工，带来诸多困难；一旦发生战争时，军事工程在冻土区域施工量大且时间紧迫，边防冻土区的防护工程施工也就将直接影响战争的胜负。

常年冻土区域的土壤具有土体坚硬、强度高等特点，且其使用挖掘机掘削难度大；加上冻土所在地区的地理环境恶劣，气候条件差，有效作业时间短，进一步增加了冻土开挖施工的难度，使开挖作业效率变低。其中，冻土开挖常用的施工方法主要包括机械法、爆破法、蒸汽化冻法等，其并不能很好地适用于国防工程上。因此，有必要深入研究一套适合用于冻土区域开挖的施工方法，并在此基础上，研发高机动性能的高效冻土开挖设备，进一步满足军方及民用相关部门在冻土开挖方面的需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型冻土开挖的施工方法，从而克服冻土区域开挖施工困难、噪声大、存在危险隐患，且施工时间长，效率低、耗费昂贵等的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种新型冻土开挖的施工方法，包括以下步骤：

(1)对地面进行水切割，形成开挖自由空间，该开挖自由空间至少有一个倾斜的开挖自由空间面，对切割完的冻土块进行挖掘；

(2)以开挖自由空间的一开挖自由空间面作为起点，水切割冻土开挖区域的开挖底面，沿着开挖底面的方向，水切割冻土开挖区域，形成倾斜的开挖自由面，沿着开挖自由空间面至开挖自由空间面的两侧进行水切割，得到切割侧面，完成对冻土开挖区域冻土块的切割；

(3)对切割完的冻土开挖区域的冻土块进行撬挖，运输；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)，形成工程所需的冻土开挖空间。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)中的开挖自由空间面倾斜的角度为30-60°。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)中的开挖自由空间的面均为倾斜面，倾斜的角度为30-60°。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)中的开挖自由空间中开挖自由空间面的底部与其对侧的面的底部相交。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)中开挖自由面与开挖自由空间面平行，所述开挖自由面倾斜的角度为30-60°。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)中切割侧面呈倾斜设置，倾斜的角度为30-60°。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)开挖自由空间面和所述步骤(2)中开挖自由面的水切割间隙大于挖掘铲斗边缘厚度。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)中冻土开挖区域切割侧面与开挖自由空间两侧侧面的倾斜角度和方向在一条直线上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明新型冻土开挖的施工方法，把水切割与挖掘机两者的功能结合在一起，并应用于冻土的开挖施工方面。开设一个开挖自由空间就可以对冻土开挖区域进行连续的挖掘，使用方便。利用水切割其射流高速高压，对冻土造成破损能力强，且其对冻土施工的成本低，施工可控度简易等特点，对冻土施工区域进行高速切割，然后结合挖掘机对切割的冻土块体进行撬挖、搬运，有效地解决了当前国防工程冻土施工噪声大、隐蔽性差，施工时间长、效率低下等问题，即施工噪声小、隐蔽性强，效率高。且能减少挖掘机铲斗的损伤破坏，进一步节约了冻土施工的成本。

附图说明

图1是根据本发明的新型冻土开挖的施工方法中施工开挖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种新型冻土开挖的施工方法中施工开挖的结构示意图。

新型冻土开挖的施工方法，包括以下步骤：

(1)就位，水切割机及挖掘机就位到冻土开挖预定位置；

(2)创设开挖自由空间，根据工程所需的开挖空间大小创设开挖自由空间1；水切割机对地面的水平方向与竖直方向成30-60°(具体角度可根据地区地域土体强度确定)进行切割，该开挖自由空间至少有一个倾斜的开挖自由空间面11(本实施例设有一个开挖自由空间面)，开挖自由空间面倾斜的角度为30-60°，即对地面四周方向按既定角度进行水切割，形成开挖自由空间，对切割完的冻土块进行挖掘；

(3)对冻土开挖区域2进行水切割，以开挖自由空间的一开挖自由空间面11作为起点，水切割冻土开挖区域的开挖底面21，开挖底面21的切割方向垂直于竖直方向；沿着开挖底面的方向，水切割冻土开挖区域，形成倾斜的开挖自由面22，开挖自由面22与开挖自由空间面11平行，开挖自由面倾斜的角度为30-60°；沿着开挖自由空间面至开挖自由空间面的两侧进行水切割，得到切割侧面23，切割侧面为倾斜面，倾斜的角度为30-60°，完成对冻土开挖区域冻土块的切割；

(4)对切割完的冻土开挖区域的冻土块进行撬挖，撬挖过程中，挖掘切割一体机离开挖自由面应预留有一定的安全距离，进一步防止开挖面塌方而导致一体机出现翻机事故。同时多台水切割机及挖掘机同时进行开挖工作时，机子间距应预留超过8-12米的安全距离。

(5)运输卸载，对撬挖的冻土块进行运输卸载。其中，装挖搬运的冻土块应远离开挖面一定距离，以防挖掘机对冻土进行重复倒运，进一步阻碍土方开挖速度，降低施工的效率。

(6)重复步骤(3)和步骤(5)，形成工程所需的冻土开挖空间。

优选地，所述步骤(2)中的开挖自由空间中开挖自由空间面的底部与其对侧的面的底部相交。挖掘机进行挖掘时可直接将冻土挖出，底部不和冻土区域连接，减少了挖掘阻力，便于挖掘。

优选地，所述步骤(2)开挖自由空间面水切割间隙12和所述步骤(3)中开挖自由面的水切割间隙24大于挖掘铲斗边缘厚度。挖掘机进行挖掘时，可将铲斗直接伸进水切割间隙内，对冻土进行挖掘。

优选地，所述步骤(3)中冻土开挖区域切割侧面23与开挖自由空间两侧侧面13的倾斜角度和方向在一条直线上，方便挖掘机铲斗对冻土块进行撬挖，进一步起到对开挖面进行放坡，防止塌方作用，以免造成系列事故。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对地面进行水切割，形成开挖自由空间，该开挖自由空间至少有一个倾斜的开挖自由空间面，对切割完的冻土块进行挖掘；

(2)以开挖自由空间的一开挖自由空间面作为起点，水切割冻土开挖区域的开挖底面，沿着开挖底面的方向，水切割冻土开挖区域，形成倾斜的开挖自由面，沿着开挖自由空间面至开挖自由空间面的两侧进行水切割，得到切割侧面，完成对冻土开挖区域冻土块的切割；

(3)对切割完的冻土开挖区域的冻土块进行撬挖，运输；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)，形成工程所需的冻土开挖空间。

2.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的开挖自由空间面倾斜的角度为30-60°。

3.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的开挖自由空间的面均为倾斜面，倾斜的角度为30-60°。

4.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的开挖自由空间中开挖自由空间面的底部与其对侧的面的底部相交。

5.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中开挖自由面与开挖自由空间面平行，所述开挖自由面倾斜的角度为30-60°。

6.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中切割侧面呈倾斜设置，倾斜的角度为30-60°。

7.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)开挖自由空间面和所述步骤(2)中开挖自由面的水切割间隙大于挖掘铲斗边缘厚度。

8.根据权利要求1所述的新型冻土开挖的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中冻土开挖区域切割侧面与开挖自由空间两侧侧面的倾斜角度和方向在一条直线上。