非爆破法地铁基坑液压岩石分裂机应用介绍.docx

PAGE PAGE 1 非爆破法地铁基坑液压岩石分裂机应用介绍 非爆破法地铁基坑液压岩石分裂机应用介绍4085〔2021〕03-0138-02　　 1工程概况　　 1.1总体概况　　本车站基坑位于京沪高铁某车站东广场，沿高铁线路南北向布置。车站为地下双层岛式站台车站，全长347m，标准段宽为23.3m。接受明挖顺作法施工，围护结构放接受坡开挖+砂浆锚杆+挂网喷射混凝土支护结构，局部接受围护桩+锚索支护型式。1.2水文特征　　本区地下水主要为岩溶裂隙水，埋深约0.20m～12.80m，平均10.44m，水位标高约28.79m～32.31m，平均30.35m。因本区覆盖层厚度薄，无隔水粘性土层分布，岩溶属暴露—浅覆盖型岩溶，接受大气降水直接补充，基岩岩溶裂隙水类型划分为潜水。　　 1.3岩土分层及其特性　　本区处无名山脚下，地下伏基岩为寒武系石灰岩，本车站开挖范围主要为中风化石灰岩，强度为70～114MPa，基本区位于背斜的核部，南侧岩层倾向南东，倾角最大约为30°左右，中部岩层较为平缓，北侧倾向北西，倾角最大约为50°，均含有岩溶，溶洞主要以充填型为主，充填物以硬～可塑状褐黄黏土为主，夹石灰岩碎块。　　 1.4难点分析　　〔1〕为了防止基坑开挖对高铁站台及京沪高铁线路，汽车客运站，公交大楼产生振动，冲击波，飞石等影响，基坑开挖必需接受非爆破方式，但岩石强度高，一般的破裂錘难以保证施工效率。　　〔2〕受在建高铁站房和路基建设工期要求，本车站总工期仅8个月，基坑开挖时间仅3～4个月，工期紧，开挖石方量近25万m’。通常使用的静态破裂法存在施工效率低，施工本钱高等缺点，这恰巧与工期相互制约。　　 2液压岩石分裂机施工方法　　 2.1分裂机简介　　该设备主要由1台动力油站和4～6台液压劈裂棒组成，辅以单钩挖掘机，破裂锤共同施工。工作时泵站经主管路供油到安排器上，由安排器向各分裂机供油。主油管及各分裂机油管缠在油管卷筒上。工作时，操作工可将油管卷筒连同油管一起从小车上抬下，放在被分裂的孔洞附近，即可进入分裂作业。　　 2.2施工原理　　岩石抗压强度高，抗拉强度低。在岩石分裂前，首先在岩石中打设分裂孔，将劈裂棒放入孔中，分裂机机体上的柱塞轴线指向岩石欲裂开方向，分裂机实质上是共缸体的并联小油缸，当高压油进入小油缸的大腔时，驱动劈裂棒中的液压活塞外伸胀裂岩石。超高压分裂机瞬间可将油压提高到150MPa，使分裂棒同时产生近2000t的推力，从岩石内部将坚硬岩石分裂，并使岩石按预定方向分裂，到达开挖的目的。　　 2.3选择理由　　安全性：分裂机在静态液压环境下可操纵性的工作，不会像爆破一样产生较多的安全隐患。　　环保性：分裂机工作时，不会产生振动，冲击，噪音，粉尘，飞屑等，周边环境不会受到影响，即使在人口稠密区域，以及周密设备边也可无扰工作。　　易操作性：应用方法简洁易学，维护保养便捷，重量轻，搬运方便。　　适用性：因无需化学反应，受地下水和气温影响小。　　效率高：接受物理方式涨裂，无需化学反应时间，且体积小，可多工作面同时作业。　　 2.4工艺流程　　开设临空面→潜孔钻打孔→劈裂棒吊装→加压涨裂→钩机松动→破裂锤解小装运。　　 2.5施工方法　　依据比选结果结合现场实际地质水文状况，本基坑开挖主要接受岩石分裂机法，局部坑边和操作面受限区域接受膨胀剂涨裂。　　 2.5.1分裂机施工参数　　钻孔直径：250mm;底孔最小深度：大于1150mm;最大油压：145MPa;劈裂力：1150t/条。　　 2.5.2开设临空面　　为保证岩石在劈裂过程中有个卸力的方向，预先依据基坑分区状况利用旋挖钻在基坑横向开设4～6条临空槽，孔径80cm，孔距70cm，开槽深度结合基坑开挖“竖向分层〞的要求，每次开槽深度不大于3m，直至基坑开挖至基底为止。在已经成孔的临空槽上盖1x2m铁篦子，四周设置硬防护，并做好警示标志。在不具备旋挖钻施工区域接受液压破裂锤强行下挖、膨胀剂涨裂开槽或接受分裂机开槽，槽深比正常钻孔深50cm左右。　　 2.5.3潜孔钻打孔　　依据劈裂棒的规格接受潜孔钻根据设计的破岩孔位打孔，本基坑孔径250mm，孔深1m。虽裂石为逐层施工，但为提高现场效率，可一次性做5～6排孔，为幸免前次裂石对未劈裂孔洞造成破坏影响劈裂棒吊运，孔位均按600*600mm梅花形布置。钻孔过程中为幸免粉尘污染，潜孔钻配备吸尘装置并湿法作业。钻孔施工完成后报相关单位对孔位，孔径，孔深进行验收并形成过程资料。　　 2.5.4劈裂棒吊装　　提前将分裂机运送至施工面，待孔位验收合格后，逐根将劈裂棒从支架上吊运入孔，吊装劈裂顺序自临空面向内依次进行，劈裂棒就位时需人工接受撬棍等工具纠正方向，确保活塞方向朝向