CN110579143A - 一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，包括如下步骤：A、施工准备B、BIM技术深化图纸；C、基础位置放样；D、炸药安放孔放样；E、炸药安放孔钻孔；F、基础中间位置爆破作业；G、爆破碎石清理；H、胀裂孔位置放样和胀裂孔钻孔；I、液压胀裂；J、对基础内岩石进行破碎清除；K、基础验槽合格完成基础的开挖施工。本发明提供一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，这是一种新的施工方法，既可以提高坚硬岩基础的开挖速度，又可以很好的保证坚硬岩基础的开挖尺寸；达到施工过程中的高效、环保、节能。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑施工方法，特别是一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法。
背景技术
当前的坚硬岩基础开挖多采用的是传统的履带式破碎锤破碎开挖，但传统的履带式破碎锤破碎开挖对坚硬岩基础开挖存在以下几点不足；一是破除速度慢；二是破碎锤极易被振断；三是破除的坚硬岩基础截面尺寸难以控制。
第二种破除坚硬岩基础的方法是爆破，但爆破作业难以控制，极易产生超挖的现象，会产生大量的清理、回填费用。
发明内容
针对传统坚硬岩基础的破碎开挖或者爆破开挖存在的问题，本发明提供一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，这是一种新的施工方法，既可以提高坚硬岩基础的开挖速度，又可以很好的保证坚硬岩基础的开挖尺寸；达到施工过程中的高效、环保、节能。
解决上述问题的技术方案是：一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，包括如下步骤：A、施工准备；
B、BIM技术深化图纸：按照设计图纸和实际情况，采用BIM技术，根据每个基础的尺寸和所处位置的地质条件对每一个基础的钻孔位置进行深化，钻孔位置包括炸药安放孔和液压胀裂孔；
C、基础位置放样：按照设计图纸和施工规范要求，对基础边线进行放样，确定基础的位置；
D、炸药安放孔放样：按施工规范要求，根据BIM技术深化图纸放样炸药安放孔的位置，布置炸药安放孔在基础的中间位置；
E、炸药安放孔钻孔：按施工规范要求，根据炸药安放孔放样的孔位钻孔；
F、基础中间位置爆破作业；
G、爆破碎石清理：爆破完成以后，清运碎石，此时基础中间位置就会形成一个独立的空间，为后序的液压胀裂提供有效的胀裂空间；
H、胀裂孔位置放样和胀裂孔钻孔：基础中间形成独立空间以后，根据BIM技术深化图纸放样胀裂孔位置，沿基础四周边线对胀裂孔进行布置，胀裂孔的中心线在基础边线上，目的是胀裂以后沿基础边线形成一条裂缝，从而控制坚硬岩基础的破碎开挖尺寸；再根据胀裂孔放样的孔位钻胀裂孔；
I、液压胀裂：胀裂孔钻孔完成以后，在胀裂孔的位置同时进行液压胀裂；胀裂完成以后，会沿基础边线形成一条裂缝，把基础内部岩石和外部岩石进行了分开；
J、对基础内岩石进行破碎清除；
K、基础验槽合格完成基础的开挖施工。
进一步技术方案是：所述的步骤B、BIM技术深化图纸的内容包括：
B1、对炸药安放孔钻孔位置进行深化：炸药安放孔布置在独立基础的中间位置；所述炸药安放孔确定的工艺流程如下：根据坚硬岩基础尺寸计算炸药量→确定孔数并编码→确定每个炸药安放孔的位置→确定每个炸药安放孔的深度；
B2、对胀裂孔钻孔位置进行深化：胀裂孔根据液压胀裂机的胀裂系数沿基础四周边线的位置进行布置，孔的中心在基础的边线上；所述胀裂孔确定的工艺流程如下：选择胀裂机型号→深化胀裂孔直径→深化胀裂孔深度→深化胀裂孔间距。
进一步技术方案是：本方法在炸药安放孔钻孔和胀裂孔钻孔过程中，钻机旁放置降尘喷雾机，防止粉尘污染。
进一步技术方案是：所述钻胀裂孔的孔径控制在10cm以内。
进一步技术方案是：所述的步骤I、液压胀裂的工艺流程如下：验胀裂孔合格→液压胀裂机按方案就位→液压胀裂机同时液压胀裂→检验胀裂裂缝形成情况→不合格处进行再次单独胀裂。
进一步技术方案是：所述的步骤J、对基础内岩石进行破碎清除的工艺流程如下：技术交底→检验裂缝→破碎锤就位→破碎外运；工艺内容为：胀裂裂缝形成以后，对机手进行技术交底，采用履带式液压破碎锤只能对胀裂裂缝以内的坚硬岩石进行破碎，岩石破碎的过程用履带式反铲挖掘机进行配合，履带式反铲挖掘机负责独立基础内破碎岩石的清运，严禁对裂缝外侧岩层进行干扰；破碎清运完成以后的基础基坑尺寸误差控制在10cm以内。
因此，与现有技术相比，本发明之“一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法”具有以下有益效果：
1、坚硬岩基础开挖速度快。
2、本发明的方法是采用爆破、液压胀裂的结合形式，可以很好的保证开挖速度和基础的截面尺寸；坚硬岩基础定位爆破和液压胀裂的开挖可以沿基础截面尺寸形成，减少了超挖和修补的工程量，同时省去了做砖胎膜的费用，可以直接在形成的基础面上进行水泥砂浆的找平，即可进入下一步的防水施工。很大程度上节约了施工工期，降低了施工成本，同时也做到了施工过程的绿色环保。
3、施工过程绿色、高效、节能、环保。
下面结合附图和实施例对本发明之一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法的技术特征作进一步说明。
附图说明
图1：本发明的方法工艺流程图；
图2：本发明之炸药安放孔BIM技术深化图；
图3：本发明之胀裂孔BIM技术深化图；
图4：本发明之炸药安放深化剖面图；
图5：本发明之爆破后中间空间示意图；
图6：本发明之钻胀裂孔示意图；
图7：本发明之胀裂裂缝示意图；
图8：本发明之基础开挖完成后效果图。
图中：
1、基础边线；2、炸药安放孔；3、基础中心线；4、胀裂孔BIM技术深化位置；5、空间沟槽；6、胀裂孔；7、基础内形成的中空；8、胀裂裂缝；9、基础基坑；10、原始岩层。
H1、H2、H3表示炸药安放深度；h1、h2、h3表示炸药安放量。
具体实施方式
一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，参见图1，包括如下步骤：
A、施工准备；
所述施工准备的内容包括：
（1）本施工工法所需的钻孔机械，液压胀裂机械、履带式反铲挖掘机和破碎锤按时进场，所有施工机械必须有出厂合格证明和年检记录；
（2）施工现场用水、用电必须安全到位；
（3）组织公司和项目技术力量，对图纸进行熟悉和研究；
（4）现场施工工人需按时进场，并进行三级教育和岗位培训，合格人员才能进入施工现场实操。
B、BIM技术深化图纸：按照设计图纸和实际情况，采用BIM技术，根据每个基础的尺寸和所处位置的地质条件对每一个基础的钻孔位置进行深化，钻孔位置包括炸药安放孔和液压胀裂孔；
所述BIM技术深化图纸的内容主要包括对炸药安放孔钻孔位置进行深化和对胀裂孔钻孔位置进行深化：
B1、对炸药安放孔钻孔位置进行深化：炸药安放孔布置在独立基础的中间位置；所述炸药安放孔确定的工艺流程如下：根据坚硬岩基础尺寸计算炸药量→确定孔数并编码→确定每个炸药安放孔的位置→确定每个炸药安放孔的深度→公司审核深化结果→爆破公司审核。
B1步骤的工艺内容：运用BIM技术优化炸药的安放位置和安放深度；炸药安放孔需根据计算，确定每一个孔的炸药放置量、炸药放置深度以及炸药放置孔的数量，炸药安放孔布置在独立基础的中间位置（参见图2），目的是在独立基础中间形成一个空间，为后序的独立基础边界液压胀裂提供空间；（爆破作业需经有爆破资质的单位进行计算、复核爆破范围，并进行施工；防止爆破破坏范围超过基础边线）。
B2、对胀裂孔钻孔位置进行深化：胀裂孔根据液压胀裂机的胀裂系数沿基础四周边线的位置进行布置，孔的中心在基础的边线上；所述胀裂孔确定的工艺流程如下：选择胀裂机型号→深化胀裂孔直径→深化胀裂孔深度→深化胀裂孔间距→公司审核深化结果→建设、监理单位审核深化结果。
B2步骤的工艺内容：液压胀裂孔根据液压胀裂机的胀裂系数沿基础四周边线的位置进行布置，孔的中心在基础的边线上（参见图3），目的是胀裂以后沿基础边线形成一条裂缝，从而控制坚硬岩独立基础的破碎开挖尺寸。
根据深化的结果编制坚硬岩基础开挖方案，再经过公司、建设、监理单位审批，审批通过后才能开始施工。
C、基础位置放样：按照设计图纸和施工规范要求（或是按照BIM技术深化图纸和施工规范要求），对基础边线进行放样，确定基础的位置；该步骤的工艺流程：测量机具校核（测量仪器校核）→基础边线放样→基础边线校核；其主要的工艺内容：根据坚硬岩基础施工图纸，建立现场施工图纸坐标系，对每一个基础进行放样；基础放样完成以后，进行校核，确保坚硬岩基础位置的正确。
D、炸药安放孔放样：按施工规范要求，根据BIM技术深化图纸放样炸药安放孔的位置，布置炸药安放孔在基础的中间位置；该步骤的工艺流程：炸药安放孔位置放样→炸药安放孔位置校核；其主要的工艺内容：根据基础的边线放样炸药安放孔的位置，进行校核，确保炸药安放孔位置的正确。因为每个炸药安放孔都具有编号，每个炸药安放孔的深度不一定相同。
E、炸药安放孔钻孔：按施工规范要求，根据炸药安放孔放样的孔位钻孔；该步骤的工艺流程如下：孔位置再次校核→钻机就位→降尘喷雾机就位→钻孔→验孔；具体工艺内容包括：（1）根据放样的孔位，调整安放钻孔机，确保钻孔机的钻杆垂直于作业面，并且要保证每一个钻孔的深度；
（2）钻孔的过程，钻机旁必须放置降尘喷雾机，防止钻孔过程产生的粉尘对周边居民造成影响；
（3）钻孔完成以后，必须请建设单位和监理单位负责人到现场验孔，验收合格才能进入下一步流程。
F、基础中间位置爆破作业；该步骤的工艺流程为：钻炸药安放孔→验孔→炸药进场（公安专人全程监督）→炸药安放→放置爆破安全防护罩→所有人员进入安全区→爆破实施；具体的工艺内容包括：根据图纸和运用BIM技术深化后的炸药安放孔，安放炸药；炸药量因孔的位置不同而不同，如图4所示，具体炸药量按编制坚硬岩基础开挖方案中的计算结果安放。炸药安装完成以后覆盖爆破防护罩，随后基坑内施工人员撤离至安全区域，周围道路实行临时封闭，公安局爆破监督人员到位，录像就位，实施爆破。（自炸药运到施工现场以后，整个爆破过程，都需要有公安局的爆破监督人员全程监督，并且全程录制影像资料。）
G、爆破碎石清理：爆破完成以后，安排履带式反铲挖掘机清运碎石，此时基础中间位置就会形成一个独立的空间，如图5所示，为后序的液压胀裂提供有效的胀裂空间。
H、胀裂孔位置放样和胀裂孔钻孔：基础中间形成独立空间以后，根据BIM技术深化图纸放样胀裂孔位置，沿基础四周边线对胀裂孔进行布置，胀裂孔的中心线在基础边线上，目的是胀裂以后沿基础边线形成一条裂缝，从而控制坚硬岩基础的破碎开挖尺寸；再根据胀裂孔放样的孔位钻胀裂孔；
步骤H的工艺流程：胀裂孔位置放样→放样复核→降尘喷雾机就位→钻孔机就位→钻孔作业→验孔。
具体工艺内容包括：基础中间形成独立空间以后，根据坚硬岩基础边线对胀裂孔位置进行放样，校核；确保位置正确。要求液压胀裂以后，裂缝尽可能的是沿一条线，减小施工误差。用钻孔机械根据BIM深化后的胀裂孔的放样位置，沿基础的边线钻孔（胀裂孔的直径根据液压胀裂机械的尺寸进行调整确定），如图6所示，胀裂孔的中心线为独立基础边线，一般所述钻胀裂孔的孔径控制在10cm以内，可以通过选择钻孔机的直径来控制，目的是坚硬岩基础开挖完成以后形成一个平整的面，同时便于开挖尺寸偏差控制在10cm以内，这样形成的基础基坑就不会产生过多的超挖，因而不需要做砖胎膜和超挖回填，直接用砂浆找平就可以做防水层。
I、液压胀裂：胀裂孔钻孔完成以后，在胀裂孔的位置同时进行液压胀裂；胀裂完成以后，会沿基础边线形成一条裂缝，把基础内部岩石和外部岩石进行了分开；
步骤I的工艺流程：验胀裂孔合格→液压胀裂机按方案就位→液压胀裂机同时液压胀裂→检验胀裂裂缝形成情况→不合格处进行再次单独胀裂。
具体工艺内容包括：胀裂孔钻孔完成以后，在胀裂孔的位置安放液压胀裂机，调整胀裂机的位置，使其垂直于胀裂孔，待所有液压胀裂机全部就位调整好以后，同时进行液压胀裂。胀裂完成以后，会沿独立基础边线形成一条裂缝，如图7所示。此条胀裂裂缝8很好的把基础内部岩石和外部岩石进行了分开，防止在机械开挖的时候对独立基础外原始岩层造成破坏；同时裂缝形成的同时，基础内部岩石也会被挤出大大小小的裂缝，方便了履带式液压破碎锤对独立基础内部岩石的破碎。
J、对基础内岩石进行破碎清除；
步骤J的工艺流程：技术交底→检验裂缝→破碎锤就位→破碎外运→验槽；
具体工艺内容包括：胀裂裂缝形成以后，对机手进行技术交底，采用履带式液压破碎锤只能对胀裂裂缝以内的坚硬岩石进行破碎，岩石破碎的过程用履带式反铲挖掘机进行配合，履带式反铲挖掘机负责独立基础内破碎岩石的清运，严禁对裂缝外侧岩层进行干扰。破碎清运完成以后的独立基础基坑尺寸误差控制在10cm以内。
K、基础验槽合格完成基础的开挖施工。破碎完成的基础基坑9如图8所示。
采用本发明的施工方法完成的基础基坑可以直接用砂浆进行找平做防水层，而不再需要砌筑砖胎膜砌筑工序；因不产生超挖，也不需要进行超挖回填作业；很大程度上节约了施工工期，降低了施工成本，同时也做到了施工过程的绿色环保。
本发明的设计原理：
（1）根据图纸，用全站仪对坚硬岩基础的角点位置进行放样，然后变换全站仪站点位置，对坚硬岩基础的角点位置进行校核，确保坚硬岩基础位置的准确；
（2）运用BIM技术，深化坚硬岩基础中间位置炸药放置孔的位置和深度，然后安放炸药，在坚硬岩基础中间位置爆破出一个空间，随后用挖掘机清理碎石，方便液压胀裂机沿坚硬岩基础边界胀裂坚硬岩而不破坏基础以外的原始岩石（注：爆破作业整个过程都需有公安局人员全程监督和录像）。
（3）坚硬岩基础中间位置空间清理好以后，用钻孔机按BIM技术深化结果沿坚硬岩基础边界钻孔，随后用液压胀裂机胀裂坚硬岩基础内部岩石，使坚硬岩基础内部岩石和外部岩石之间形成一个裂缝，从而把两部分岩石分开，保证了坚硬岩基础的破除开挖尺寸，避免了超挖回填的浪费；接着用液压破碎机沿裂缝对基础内部的岩石进行破碎外运。
（4）该施工方法采用机械破碎开挖、液压胀裂及爆破作业相结合的方法，保证了坚硬岩基础的开挖尺寸和开挖面的平整度；该施工方法在很好的保证坚硬岩独立基础施工质量的同时，做到了施工过程的绿色环保，也提高了施工速度，降低了施工成本。
Claims (6)
1.一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：包括如下步骤：A、施工准备；
B、BIM技术深化图纸：按照设计图纸和实际情况，采用BIM技术，根据每个基础的尺寸和所处位置的地质条件对每一个基础的钻孔位置进行深化，钻孔位置包括炸药安放孔和液压胀裂孔；
C、基础位置放样：按照设计图纸和施工规范要求，对基础边线进行放样，确定基础的位置；
D、炸药安放孔放样：按施工规范要求，根据BIM技术深化图纸放样炸药安放孔的位置，布置炸药安放孔在基础的中间位置；
E、炸药安放孔钻孔：按施工规范要求，根据炸药安放孔放样的孔位钻孔；
F、基础中间位置爆破作业；
G、爆破碎石清理：爆破完成以后，清运碎石，此时基础中间位置就会形成一个独立的空间，为后序的液压胀裂提供有效的胀裂空间；
H、胀裂孔位置放样和胀裂孔钻孔：基础中间形成独立空间以后，根据BIM技术深化图纸放样胀裂孔位置，沿基础四周边线对胀裂孔进行布置，胀裂孔的中心线在基础边线上，目的是胀裂以后沿基础边线形成一条裂缝，从而控制坚硬岩基础的破碎开挖尺寸；再根据胀裂孔放样的孔位钻胀裂孔；
I、液压胀裂：胀裂孔钻孔完成以后，在胀裂孔的位置同时进行液压胀裂；胀裂完成以后，会沿基础边线形成一条裂缝，把基础内部岩石和外部岩石进行了分开；
J、对基础内岩石进行破碎清除；
K、基础验槽合格完成基础的开挖施工。
2.根据权利要求1所述的一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：所述的步骤B、BIM技术深化图纸的内容包括：
B1、对炸药安放孔钻孔位置进行深化：炸药安放孔布置在独立基础的中间位置；所述炸药安放孔确定的工艺流程如下：根据坚硬岩基础尺寸计算炸药量→确定孔数并编码→确定每个炸药安放孔的位置→确定每个炸药安放孔的深度；
B2、对胀裂孔钻孔位置进行深化：胀裂孔根据液压胀裂机的胀裂系数沿基础四周边线的位置进行布置，孔的中心在基础的边线上；所述胀裂孔确定的工艺流程如下：选择胀裂机型号→深化胀裂孔直径→深化胀裂孔深度→深化胀裂孔间距。
3.根据权利要求1所述的一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：本方法在炸药安放孔钻孔和胀裂孔钻孔过程中，钻机旁放置降尘喷雾机，防止粉尘污染。
4.根据权利要求1所述的一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：所述钻胀裂孔的孔径控制在10cm以内。
5.根据权利要求1所述的一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：所述的步骤I、液压胀裂的工艺流程如下：验胀裂孔合格→液压胀裂机按方案就位→液压胀裂机同时液压胀裂→检验胀裂裂缝形成情况→不合格处进行再次单独胀裂。
6.根据权利要求1所述的一种坚硬岩基础定位爆破与液压胀裂联合开挖施工方法，其特征在于：所述的步骤J、对基础内岩石进行破碎清除的工艺流程如下：技术交底→检验裂缝→破碎锤就位→破碎外运；工艺内容为：胀裂裂缝形成以后，对机手进行技术交底，采用履带式液压破碎锤只能对胀裂裂缝以内的坚硬岩石进行破碎，岩石破碎的过程用履带式反铲挖掘机进行配合，履带式反铲挖掘机负责独立基础内破碎岩石的清运，严禁对裂缝外侧岩层进行干扰；破碎清运完成以后的基础基坑尺寸误差控制在10cm以内。
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2018
- 2018-11-08 CN CN201811326428.XA patent/CN110579143B/zh active Active
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