一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法
一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下连续墙施工的领域，具体涉及一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。
【背景技术】
[0002]地下连续墙成槽是施工中的关键工序，因此提高成槽的效率是缩短工期的关键。同时槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键之一O
[0003]目前国内外在施工基坑方面已经具有了相当丰富的经验，主要采用冲粧机进行成槽施工，采用此种方法在针对相对软弱的地段效果较好，但针对强度较大的岩石地段施工速度相当缓慢，同时在倾斜坚硬岩石地段采用冲粧机施工时，很容易出现偏孔现象，难以保证地下连续墙的垂直度，给施工质量带来隐患。而旋挖钻机的设备成本相当高，一台旋挖钻机达到1400万元，且旋挖钻机人工费较高，油耗较大，与3万元每台的冲粧机相比，旋挖钻机的初期投入太大。因此，在施工基坑时，无论是单独采用冲粧机还是单独采用旋挖钻机，均存在其不足或局限。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决倾斜坚硬岩石地段的地连墙施工过程中的施工速度慢、成槽垂直精度不够，影响地连墙施工质量的问题，提供了一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。
[0005]本发明采用如下技术方案:
一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，具体步骤如下:
A、根据导墙设计位置划分若干单元槽段，并在各单元槽段内标记若干主孔和副孔，主孔和副孔连续交替布置，主孔和副孔的圆心在一条直线上；
B、在单元槽段的一侧铺设钢板，将旋挖钻机摆放到钢板上并调整至水平；
C、利用旋挖钻机依次施工各主孔，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用高转速大扭矩钻进，抗压强度为20~50MPa的软硬岩地层交界处采用低转速大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用高速度小扭矩钻进；
D、各主孔施工完成后，利用冲粧机依次施工各副孔，冲粧机用枕木做机座，使台座和顶端平稳；
F、待单元槽段内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中保证槽段内部的平顺度；
G、采用偏心吊刷刷单元槽段的内壁。
[0006]所述相邻的主孔和副孔部分交叉。
[0007]所述的钢板铺设位置距离单元槽段侧面至少2m。
[0008]所述的高转速是指20转/分以上的转速，低转速是指低于20转/分的转速。
[0009]所述的大扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩为210KN.m以上，小扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩小于210KN.mo
[0010]本发明具有如下有益效果:
1、本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工导孔成槽，用旋挖钻机先施工主孔、冲粧机后施工副孔的方法，其施工速度达到9天成槽一副，若单独采用冲粧机成槽，30天才能成槽一副，对比可知采用本发明所述方法后，施工速度明显提高；
2、经济效益方面:本发明所述施工方法中的冲粧机成本费为650元/方，旋挖钻机为500元/方，地连墙长6m，宽0.8m，深30m，总体积为144m3，单独采用冲粧机时价格为93600元/副，采用本发明所述的联合施工方法时，价格为84300元/副(旋挖钻机31000元，冲粧机53300元)；综上，每副节约时间21天，能节约成本9300元/gij，某个常规工程共计地下连续墙239副，则合计节约时间5019天，节约成本222.27万元，经济效益及社会效益显著；
3、本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工导孔成槽，用旋挖钻机先施工主孔、冲粧机后施工副孔的方法，首先对岩石应力起到释放的作用，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲粧机施工时出现偏孔的现象，解决了在倾斜坚硬岩石地段施工地下连续墙缓慢且容易偏孔的问题，达到了快速、精确施工的目的；
4、原单独采用冲粧机成槽时，垂直度能偏到1/60，而本发明通过对旋挖钻机垂直度的实时调整，垂直精度能控制在1/300以上，避免了成槽的倾斜，保证了在倾斜岩体中成槽的垂直度；
5、本发明在施工过程中可根据地质情况实时调整旋挖钻钻杆的转速和扭矩，降低了在坚硬岩石地段高压力情况下将旋挖钻机顶起而出现偏孔的现象，同时降低了设备的损耗；
6、本发明所述的施工方法简单易行，工序转换衔接简单、可控，在现有施工技术和设备基础上即可改进推广。
【附图说明】
[0011 ] 图1为本发明的施工不意图；
图中:1a-主孔1、Ib-主孔I1、Ic-主孔II1、2a-副孔1、2b-副孔I1、2c-副孔II1、3-单元槽段、4-钢板。
【具体实施方式】
[0012]结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，先施工主孔，后施工副孔，具体过程如下:
首先根据导墙设置位置划分若干6m长的单元槽段3，并在各单元槽段3内标记如图1中所示的三个主孔(化、113、1(3)和三个副孔(2&、213、2(3)，主孔和副孔连续交替布置，所有主孔和副孔的圆心在一条直线上且相邻的主孔和副孔部分交叉，以实现主孔对副孔施工的导向作用。其中，单元槽段的长度、主孔和副孔的数量可根据实际施工需要作相应调整。
[0013]然后安装施工设备-旋挖钻机，在距单元槽段3任意一侧2m外铺设8mm的钢板4，将旋挖钻机摆放到钢板4上并调整至水平，使旋挖钻机受力均匀，保持工作过程中的稳定性。
[0014]施工设备准备就绪后，利用旋挖钻机依次施工主孔I la、主孔II Ib和主孔III lc，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中应保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用20转/分的高转速、210KN.m的大扭矩钻进；20~50MPa的软硬岩地层交界处，采用18转/分的低转速、210KN.m的大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用20转/分的高速度、190KN.m的小扭矩钻进。这种根据地质强度调整旋挖钻机的钻杆转速和扭矩(压力)的方法降低了在坚硬岩石地段高压力情况下将旋挖钻机顶起而出现偏孔的现象，同时降低了设备等的损耗。其中，旋挖钻机的垂直度可得到实时调整，避免了成槽的倾斜，保证了在倾斜岩体中成槽的垂直度(垂直度可以保持在1/300以上)。
[0015]各主孔施工完成后，用枕木做机座将冲粧机架装在槽段上，使冲粧机的台座和顶端平稳，然后利用冲粧机依次施工副孔I 2a、副孔II 2b、副孔III 2c。冲粧机的安装位置一般是在槽段上方，也可根据需要将冲粧机安设于槽段侧面。
[0016]本发明采用先施工主孔、后施工副孔的方法，对岩石起到了应力释放的作用(可将岩石硬度降低到40 Mpa以下)，能加快施工进度(施工进度可提高两倍以上)，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲粧机施工时出现偏孔现象，保证了成槽的垂直度，能有效保障地连墙的施工质量。
[0017]单元槽段3内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中应保证槽段内部的平顺度。
[0018]最后采用偏心吊刷刷单元槽段3的内壁，以保证钢刷面与接头面紧密接触从而达到清刷效果。
[0019]本发明所述的施工方法主要运用于岩石强度在40 Mpa以上或有倾斜岩石的施工段，通过旋挖钻机和冲粧机联合施工，施工的主孔起导向作用，能防止出现偏孔；施工副孔后应力释放，使原来高强度段的岩石硬度降低至40 Mpa以下。在普通地层(无倾斜岩石段，岩石强度在40 Mpa以下)采用冲粧机施工即可，施工较快、成本较低。
[0020]本发明中未作特殊说明的设备或构件均为现有技术。
【主权项】
1.一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，具体步骤如下: A、根据导墙设计位置划分若干单元槽段(3)，并在各单元槽段(3)内标记若干主孔和副孔，主孔和副孔连续交替布置，主孔和副孔的圆心在一条直线上； B、在单元槽段(3)的一侧铺设钢板(4)，将旋挖钻机摆放到钢板(4)上并调整至水平； C、利用旋挖钻机依次施工各主孔，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用高转速大扭矩钻进，抗压强度为20~50MPa的软硬岩地层交界处采用低转速大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用高速度小扭矩钻进； D、各主孔施工完成后，利用冲粧机依次施工各副孔，冲粧机用枕木做机座，使冲粧机的台座和顶端平稳； F、待单元槽段(3)内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中保证槽段内部的平顺度； G、采用偏心吊刷刷单元槽段(3)的内壁。2.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述相邻的主孔和副孔部分交叉。3.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的钢板(4)铺设位置距离单元槽段(3)侧面至少2m。4.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的高转速是指20转/分以上的转速，低转速是指低于20转/分的转速。5.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的大扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩为210KN.m以上，小扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩小于210KN.m。
【专利摘要】本发明属于地下连续墙施工的领域，具体涉及一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。本发明为了解决倾斜坚硬岩石地段的地连墙施工过程中的施工速度慢、成槽垂直精度不够影响地连墙施工质量的问题，提供了一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，采用旋挖钻机和冲桩机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，对岩石应力起到释放的作用，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲桩机施工时出现偏孔的现象，达到了快速、精确施工的目的；采用本发明施工方法后，施工进度明显加快，经济效益显著。
【IPC分类】E02F5/02, E02F5/20, E21B3/02
【公开号】CN104895130
【申请号】CN201510247853
【发明人】孙伯乐, 张俊兵, 郑保才, 李达昌
【申请人】中铁三局集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
【技术领域】
[0001]本发明属于地下连续墙施工的领域，具体涉及一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。
【背景技术】
[0002]地下连续墙成槽是施工中的关键工序，因此提高成槽的效率是缩短工期的关键。同时槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键之一O
[0003]目前国内外在施工基坑方面已经具有了相当丰富的经验，主要采用冲粧机进行成槽施工，采用此种方法在针对相对软弱的地段效果较好，但针对强度较大的岩石地段施工速度相当缓慢，同时在倾斜坚硬岩石地段采用冲粧机施工时，很容易出现偏孔现象，难以保证地下连续墙的垂直度，给施工质量带来隐患。而旋挖钻机的设备成本相当高，一台旋挖钻机达到1400万元，且旋挖钻机人工费较高，油耗较大，与3万元每台的冲粧机相比，旋挖钻机的初期投入太大。因此，在施工基坑时，无论是单独采用冲粧机还是单独采用旋挖钻机，均存在其不足或局限。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决倾斜坚硬岩石地段的地连墙施工过程中的施工速度慢、成槽垂直精度不够，影响地连墙施工质量的问题，提供了一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。
[0005]本发明采用如下技术方案:
一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，具体步骤如下:
A、根据导墙设计位置划分若干单元槽段，并在各单元槽段内标记若干主孔和副孔，主孔和副孔连续交替布置，主孔和副孔的圆心在一条直线上；
B、在单元槽段的一侧铺设钢板，将旋挖钻机摆放到钢板上并调整至水平；
C、利用旋挖钻机依次施工各主孔，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用高转速大扭矩钻进，抗压强度为20~50MPa的软硬岩地层交界处采用低转速大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用高速度小扭矩钻进；
D、各主孔施工完成后，利用冲粧机依次施工各副孔，冲粧机用枕木做机座，使台座和顶端平稳；
F、待单元槽段内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中保证槽段内部的平顺度；
G、采用偏心吊刷刷单元槽段的内壁。
[0006]所述相邻的主孔和副孔部分交叉。
[0007]所述的钢板铺设位置距离单元槽段侧面至少2m。
[0008]所述的高转速是指20转/分以上的转速，低转速是指低于20转/分的转速。
[0009]所述的大扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩为210KN.m以上，小扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩小于210KN.mo
[0010]本发明具有如下有益效果:
1、本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工导孔成槽，用旋挖钻机先施工主孔、冲粧机后施工副孔的方法，其施工速度达到9天成槽一副，若单独采用冲粧机成槽，30天才能成槽一副，对比可知采用本发明所述方法后，施工速度明显提高；
2、经济效益方面:本发明所述施工方法中的冲粧机成本费为650元/方，旋挖钻机为500元/方，地连墙长6m，宽0.8m，深30m，总体积为144m3，单独采用冲粧机时价格为93600元/副，采用本发明所述的联合施工方法时，价格为84300元/副(旋挖钻机31000元，冲粧机53300元)；综上，每副节约时间21天，能节约成本9300元/gij，某个常规工程共计地下连续墙239副，则合计节约时间5019天，节约成本222.27万元，经济效益及社会效益显著；
3、本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工导孔成槽，用旋挖钻机先施工主孔、冲粧机后施工副孔的方法，首先对岩石应力起到释放的作用，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲粧机施工时出现偏孔的现象，解决了在倾斜坚硬岩石地段施工地下连续墙缓慢且容易偏孔的问题，达到了快速、精确施工的目的；
4、原单独采用冲粧机成槽时，垂直度能偏到1/60，而本发明通过对旋挖钻机垂直度的实时调整，垂直精度能控制在1/300以上，避免了成槽的倾斜，保证了在倾斜岩体中成槽的垂直度；
5、本发明在施工过程中可根据地质情况实时调整旋挖钻钻杆的转速和扭矩，降低了在坚硬岩石地段高压力情况下将旋挖钻机顶起而出现偏孔的现象，同时降低了设备的损耗；
6、本发明所述的施工方法简单易行，工序转换衔接简单、可控，在现有施工技术和设备基础上即可改进推广。
【附图说明】
[0011 ] 图1为本发明的施工不意图；
图中:1a-主孔1、Ib-主孔I1、Ic-主孔II1、2a-副孔1、2b-副孔I1、2c-副孔II1、3-单元槽段、4-钢板。
【具体实施方式】
[0012]结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
本发明采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，先施工主孔，后施工副孔，具体过程如下:
首先根据导墙设置位置划分若干6m长的单元槽段3，并在各单元槽段3内标记如图1中所示的三个主孔(化、113、1(3)和三个副孔(2&、213、2(3)，主孔和副孔连续交替布置，所有主孔和副孔的圆心在一条直线上且相邻的主孔和副孔部分交叉，以实现主孔对副孔施工的导向作用。其中，单元槽段的长度、主孔和副孔的数量可根据实际施工需要作相应调整。
[0013]然后安装施工设备-旋挖钻机，在距单元槽段3任意一侧2m外铺设8mm的钢板4，将旋挖钻机摆放到钢板4上并调整至水平，使旋挖钻机受力均匀，保持工作过程中的稳定性。
[0014]施工设备准备就绪后，利用旋挖钻机依次施工主孔I la、主孔II Ib和主孔III lc，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中应保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用20转/分的高转速、210KN.m的大扭矩钻进；20~50MPa的软硬岩地层交界处，采用18转/分的低转速、210KN.m的大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用20转/分的高速度、190KN.m的小扭矩钻进。这种根据地质强度调整旋挖钻机的钻杆转速和扭矩(压力)的方法降低了在坚硬岩石地段高压力情况下将旋挖钻机顶起而出现偏孔的现象，同时降低了设备等的损耗。其中，旋挖钻机的垂直度可得到实时调整，避免了成槽的倾斜，保证了在倾斜岩体中成槽的垂直度(垂直度可以保持在1/300以上)。
[0015]各主孔施工完成后，用枕木做机座将冲粧机架装在槽段上，使冲粧机的台座和顶端平稳，然后利用冲粧机依次施工副孔I 2a、副孔II 2b、副孔III 2c。冲粧机的安装位置一般是在槽段上方，也可根据需要将冲粧机安设于槽段侧面。
[0016]本发明采用先施工主孔、后施工副孔的方法，对岩石起到了应力释放的作用(可将岩石硬度降低到40 Mpa以下)，能加快施工进度(施工进度可提高两倍以上)，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲粧机施工时出现偏孔现象，保证了成槽的垂直度，能有效保障地连墙的施工质量。
[0017]单元槽段3内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中应保证槽段内部的平顺度。
[0018]最后采用偏心吊刷刷单元槽段3的内壁，以保证钢刷面与接头面紧密接触从而达到清刷效果。
[0019]本发明所述的施工方法主要运用于岩石强度在40 Mpa以上或有倾斜岩石的施工段，通过旋挖钻机和冲粧机联合施工，施工的主孔起导向作用，能防止出现偏孔；施工副孔后应力释放，使原来高强度段的岩石硬度降低至40 Mpa以下。在普通地层(无倾斜岩石段，岩石强度在40 Mpa以下)采用冲粧机施工即可，施工较快、成本较低。
[0020]本发明中未作特殊说明的设备或构件均为现有技术。
【主权项】
1.一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于采用旋挖钻机和冲粧机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，具体步骤如下: A、根据导墙设计位置划分若干单元槽段(3)，并在各单元槽段(3)内标记若干主孔和副孔，主孔和副孔连续交替布置，主孔和副孔的圆心在一条直线上； B、在单元槽段(3)的一侧铺设钢板(4)，将旋挖钻机摆放到钢板(4)上并调整至水平； C、利用旋挖钻机依次施工各主孔，旋挖钻机的钻杆在钻进过程中保持竖直，抗压强度小于20MPa的软岩地层采用高转速大扭矩钻进，抗压强度为20~50MPa的软硬岩地层交界处采用低转速大扭矩钻进，达到50MPa以上的倾斜坚硬岩层时，采用高速度小扭矩钻进； D、各主孔施工完成后，利用冲粧机依次施工各副孔，冲粧机用枕木做机座，使冲粧机的台座和顶端平稳； F、待单元槽段(3)内的各主孔和副孔均施工完成后，利用液压抓斗洗槽，洗槽过程中保证槽段内部的平顺度； G、采用偏心吊刷刷单元槽段(3)的内壁。2.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述相邻的主孔和副孔部分交叉。3.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的钢板(4)铺设位置距离单元槽段(3)侧面至少2m。4.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的高转速是指20转/分以上的转速，低转速是指低于20转/分的转速。5.根据权利要求1所述的适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，其特征在于:所述的大扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩为210KN.m以上，小扭矩是指旋挖钻机的动力头扭矩小于210KN.m。
【专利摘要】本发明属于地下连续墙施工的领域，具体涉及一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法。本发明为了解决倾斜坚硬岩石地段的地连墙施工过程中的施工速度慢、成槽垂直精度不够影响地连墙施工质量的问题，提供了一种适用于倾斜坚硬岩石地段地下连续墙施工方法，采用旋挖钻机和冲桩机联合施工成槽，成槽导孔分为主孔和副孔，采用先施工主孔，后施工副孔的方法，对岩石应力起到释放的作用，同时施工完成的主孔对副孔施工起到导向作用，避免了冲桩机施工时出现偏孔的现象，达到了快速、精确施工的目的；采用本发明施工方法后，施工进度明显加快，经济效益显著。
【IPC分类】E02F5/02, E02F5/20, E21B3/02
【公开号】CN104895130
【申请号】CN201510247853
【发明人】孙伯乐, 张俊兵, 郑保才, 李达昌
【申请人】中铁三局集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日
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