[发明专利]深基坑直壁成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及土石方开挖爆破技术，尤其是在泥岩、砂岩等较为复杂地质条件下进行超深基坑开挖的技术，具体为一种用于制作炼钢水处理系统旋流池的深基坑直壁成型方法。

背景技术

在建筑工程中经常会遇到基坑开挖工程，针对不同的工程地质条件，如泥岩、砂岩构成的岩体结构，在基坑开挖中经常还需要使用土石方开挖爆破技术，特别是在开挖直径、深度都达到几十米的深池或深坑时，由于岩石错层分布，使用机械法进行破碎、开挖的难度很大，而爆破作业的技术性和安全性都要求较高，爆破时引起的地震波以及飞石等又会对周围的人员、建筑和设施造成较大的危害。

目前，在基坑开挖工程中，普遍采用放坡的方式，即当挖方超过一定深度时，在其边沿放出的足够的边坡，这样可防止土壁塌方，确保施工安全。如中国专利200810052889.2公开的“软土地基大面积浅基坑成型方法”，就是将基坑地表下标高范围内的土体先进行放坡处理，然后依次进行支护、降水、土方开挖以及坑底加固等操作。但是，这种机械放坡大开挖的方式主要适用于较浅的软土基坑，在超深基坑的开挖中会遇到大量的岩石，因此其施工难度很大；而且在放坡开挖时需分多个台阶，并形成很长的马道，导致开挖面及开挖线达几十米，对临近的其他项目施工造成了严重的影响，使得厂房基础等无法施工，同时，在池壁浇砼后，要进行土方回填，也会对池壁结构产生非常大的侧压力，这种附加荷载会造成基坑结构的不稳定，还存在一定的安全隐患。不仅如此，考虑到工程施工进度以及对工程费用的分析，放坡开挖的方式不仅耗时长、工程量大，而且在挖掘、搬运以及回填中产生的费用也相当高，其工程周期长、经济成本太高的不利因素也直接影响了施工工艺的推广。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于介绍一种施工难度小、防护安全性较高、施工周期短而且工程成本相对较低的旋流池深基坑直壁成型方法。

本发明的技术方案：深基坑直壁成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)设置预裂孔：按照设计要求在基坑预设范围的边沿钻设若干个预裂孔，所述预裂孔采用全坑深一次钻孔成型，在每个预裂孔内都填装炸药卷以及与炸药卷相连的导爆索，所述导爆索均连接到孔外的瞬发电雷管；(2)设置中深孔：在预裂孔所围成的基坑表层上设置中深孔，所述中深孔包括从外向内依次布置的缓冲孔、主爆孔和掏槽孔，在缓冲孔、主爆孔和掏槽孔内均设置有分段炸药卷和非电毫秒微差雷管，所述非电毫秒微差雷管与孔外的瞬发电雷管连接；(3)将全部瞬发电雷管串联后连接到引爆器；(4)由引爆器对预裂孔先超前齐发起爆，所述预裂孔与掏槽孔的起爆间隔为100～300ms；(5)再依次引爆掏槽孔、主爆孔和缓冲孔，所述掏槽孔、主爆孔和缓冲孔的起爆间隔为30～60ms；(6)挖装运输：将爆破后的碎石及泥土挖出并运走；(7)壁面支护：在起爆后形成的壁面上设置由钢丝网和混凝土构成的支护架；(8)依次重复操作步骤(2)、(3)、(5)、(6)和(7)，直至预设的基坑底部，再通过人工对基坑底部修整摊座。

所述预裂孔和中深孔均设置在竖直方向上，且每个孔的深度偏差率均小于0.5％。预裂孔内炸药卷的装药密度为500～600g/m，炸药卷设置在预裂孔的中心位置，预裂孔的不耦合系数为3.5～3.8。

所述中深孔均为不耦合装药，其中，每个缓冲孔内均设置有两个起爆药包，所述起爆药包分别位于药柱的1/3和2/3处。

在起爆时，本方法采取掏槽孔、主爆孔、缓冲孔由内向外依次起爆的方式，作用在于在主爆前，通过掏槽孔的引爆将岩石中央粉碎，再引爆主爆孔，这样爆炸的能量在岩石中扩展得更快，对岩石的破坏力更强，有利于减少大块岩石的形成，同时还可减少炸药的用量，降低了地震波的强度；然后再引爆相对靠外侧的缓冲孔，使主爆孔爆炸产生的飞石等与缓冲孔起爆时产生的冲击波相抵消，可有效控制飞石的飞行距离，避免危害周围的建筑和人员，起到了很好的保护作用；经过缓冲后的爆能再经过最外侧预裂孔的衰减，其传递到基坑直壁时能量已经较小，这也有利于保护直壁不被破坏，提高开挖的质量。

本发明采用直壁开挖的方式，吸收了竖向定向爆破以及边坡支护的施工工艺，特别适用于超深基坑中的岩层开挖项目，其施工相对独立，经济指标更是相对于放坡大开挖可节省50％以上，具有很好的推广价值。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：