上軟下硬地層爆破引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)洞穿涌水防治方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種建筑、水利、交通、環(huán)境等地下工程領(lǐng)域中的施工技術(shù)，具體地，設(shè) 及一種上軟下硬地層爆破引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)桐穿涌水防治方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基坑工程是高層建筑物建設(shè)和地下空間工程的重要組成部分。隨著城市規(guī)模的擴(kuò) 展、±地成本的上漲和施工技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)基坑工程逐漸呈現(xiàn)出深、大的趨勢(shì)，部分基坑 深度已達(dá)40m。基坑工程通常采用地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為擋±與擋水結(jié)構(gòu)。在我國(guó)華 南地區(qū)，廣泛分布有上軟下硬地層，一般在厚度不太大的砂性±層下面存在石灰?guī)r、花崗巖 等微風(fēng)化巖層。在運(yùn)種復(fù)合地層中，基坑開(kāi)挖通常要采用爆破的方法破碎巖體，爆破產(chǎn)生的 沖擊波易造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)桐穿，形成空桐，地下水和地層周圍砂±沿空桐涌入基坑，引發(fā)坑外 上層砂±流失甚至基坑巧塌等工程事故，危及基坑施工安全。
[0003] 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)為20121001119.X，專利公開(kāi)號(hào)為： 102535518A，專利名稱為：一種地下連續(xù)墻大裂縫的封堵方法，該專利自述為："對(duì)于基坑 開(kāi)挖階段暴露的地下連續(xù)墻搭接縫缺陷，首先采取常規(guī)應(yīng)急封堵措施，然后在該缺陷處外 側(cè)緊貼地下連續(xù)墻施工混凝±柱體，最后對(duì)混凝±柱體和地下連續(xù)墻接觸位置兩側(cè)的±體 加固。"該專利所述的常規(guī)應(yīng)急封堵措施主要是外包焊接加固、雙快水泥漿抹面、基坑外側(cè) 注漿施工和高壓旋噴。所述外包焊接加固和雙快水泥漿抹面的方法并不能有效解決圍護(hù)結(jié) 構(gòu)涌水問(wèn)題，在多次爆破沖擊波的影響下，處理過(guò)的地方易發(fā)生二次滲漏。在上軟下硬地層 中，所述的旋噴施工只能應(yīng)用于上部軟±層，在下部硬巖層中難W施工；所述的注漿方法采 用水泥漿與水玻璃漿液傳統(tǒng)注漿漿液，運(yùn)種漿液凝固時(shí)間較短、流動(dòng)性差、顆粒較大，不易 注入巖層裂縫，因此難W實(shí)現(xiàn)封堵。該專利在缺陷處外側(cè)緊貼地下連續(xù)墻施工混凝±柱體 的方法并不適用于爆破條件下基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏防治，原因是混凝±柱體緊貼地下連續(xù) 墻，施工難度大，工程量大，易對(duì)地下連續(xù)墻造成破壞，而且混凝±柱體和地下連續(xù)墻的結(jié) 合部位也易在爆破沖擊波的影響下發(fā)生破壞。該專利未考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)桐穿形成空桐的情 況，處理方法不適用圍護(hù)結(jié)構(gòu)空桐的封堵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種上軟下硬地層爆破引起基坑圍 護(hù)結(jié)構(gòu)桐穿涌水防治方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的基坑爆破施工條件下空桐封堵 效果不明顯、易發(fā)生二次涌水等缺點(diǎn)和不足，實(shí)現(xiàn)上軟下硬地層爆破引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)桐 穿涌水的有效防治。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)W上目的，本發(fā)明提供一種上軟下硬地層爆破引起基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)桐穿涌水 防治方法，所述施工方法包括如下步驟：
[0006] 第一步、確定施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況：查閱地質(zhì)勘查報(bào)告，確定地下水水位、圍護(hù)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)深度范圍內(nèi)的巖石標(biāo)準(zhǔn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度分布值σ、巖石的風(fēng)化程度和±層分布，通過(guò) 靜力觸探法確定各±層的滲透系數(shù)k;
[0007] 第二步、控制爆破開(kāi)挖基坑深度W上的巖石：
[0008] (1)測(cè)定基準(zhǔn)線：平整場(chǎng)地，清除地面障礙物；在基坑平面設(shè)計(jì)圖上繪制基準(zhǔn)線， 確定基準(zhǔn)線控制點(diǎn)坐標(biāo)，利用全站儀的坐標(biāo)外放功能在基坑內(nèi)實(shí)地放樣，布設(shè)基準(zhǔn)線平面 與高層控制點(diǎn)，在基準(zhǔn)線各控制點(diǎn)之間拉直繩索，沿繩索拋灑石灰粉繪制基準(zhǔn)線；
[000引 似切割破碎巖體，施工保護(hù)區(qū)：切割機(jī)沿基準(zhǔn)線切割巖體，破碎保護(hù)區(qū)巖石，清 理碎石，繼續(xù)下一段切割破巖工作，直至在基坑內(nèi)側(cè)完成圍繞圍護(hù)結(jié)構(gòu)一周的保護(hù)區(qū)；
[0010] (3)劃分單元爆破區(qū)：保護(hù)區(qū)內(nèi)的基坑為一層爆破區(qū)，將一層爆破區(qū)劃分為多個(gè) 單元爆破區(qū)，單元爆破區(qū)的規(guī)模和形狀根據(jù)基坑施工方案確定，并根據(jù)爆破順序排序；
[0011] (4)鉆孔裝藥：選用硬質(zhì)合金鉆頭在一個(gè)單元爆破區(qū)內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度，鉆孔結(jié) 束后裝藥，爆破為淺孔松動(dòng)爆破；
[0012] (5)啟動(dòng)爆破，爆破完成后清理碎石；
[0013] 第Ξ步、注雙組份聚氨醋高聚物材料封堵空桐：
[0014] (1)清理圍護(hù)結(jié)構(gòu)空桐外圍邊緣附著泥±和混凝±碎屑，使空桐外邊緣平滑；
[0015] (2)將帶有可移動(dòng)錐形阻流器的單向注漿管伸入空桐處，使可移動(dòng)錐形阻流器緊 貼空桐外邊緣；
[001引 0)設(shè)置注漿壓力Ps，利用注漿機(jī)向空桐內(nèi)注入高濃度雙組份聚氨醋高聚物材料， 當(dāng)空桐邊緣流出的泥水量小于0. 2mVh或沒(méi)有明顯泥水成股流出時(shí)，向外移動(dòng)注漿管，邊移 動(dòng)邊注漿，待空桐填滿后結(jié)束注漿；
[0017] (4)清理空桐表面凝固漿液，在空桐外混凝±抹面處理。
[0018] 第四步、采用注雙組份聚氨醋高聚物材料與高壓旋噴成粧相結(jié)合的方法封堵地層 中地下水滲流路徑；
[0019] 第五步、優(yōu)化爆破參數(shù)：
[0020] (1)減小爆破孔裝藥量；
[0021] (2)若爆破造成的飛石粒徑d> 10cm或單次爆破飛石總質(zhì)量大于單次巖石爆破總 質(zhì)量的5%，則需在爆破區(qū)側(cè)壁豎向增加一層炮被；
[0022] 第六步、繼續(xù)下一單元爆破區(qū)爆破，直至該層爆破區(qū)爆破完成；待該層爆破施工完 畢后，進(jìn)行下一層爆破區(qū)的施工。
[002引第一步中：
[0024] 優(yōu)選地，所述靜力觸探法采用60°錐角孔壓靜力觸探儀；
[00巧]優(yōu)選地，所述通過(guò)靜力觸探法確定各±層滲透系數(shù)k使用W下公式：
[0026]
[0027]式中，β為±性參數(shù)，對(duì)于粘性±，0. 35《β《1. 5,對(duì)于粉±，0. 3《β《0. 35， 對(duì)于砂± 0. 1《β《0. 3 ;e為自然常數(shù)，取值2. 71828 ;a為靜力觸探儀錐頭半徑；丫"為 地下水重度，查閱地質(zhì)勘查報(bào)告獲得；U為靜力觸探計(jì)錐頭觸探速度；σ'y。為靜力觸探錐 頭處的豎向有效應(yīng)力，σ'、。= 丫h-u";KD為計(jì)算參數(shù)，當(dāng)
'當(dāng)
:γ為±體重度；h為靜力觸探儀錐頭至地表的高度； U。靜力觸探儀錐頭處實(shí)測(cè)孔隙水壓力，由孔壓探頭測(cè)定；U。為靜力觸探儀錐頭處初始靜力 孔隙水壓力，查閱地質(zhì)勘查報(bào)告得。
[002引第二步中：
[0029] 優(yōu)選地，所述（1)中，基準(zhǔn)線為基坑爆破施工區(qū)域邊界線，基準(zhǔn)線內(nèi)為爆破區(qū)，基 準(zhǔn)線與圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊界之間為保護(hù)區(qū)，基準(zhǔn)線距基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)邊界2~3m，環(huán)繞基坑爆 破區(qū)一圈閉合；
[0030] 優(yōu)選地，所述（2)中，切割機(jī)沿基準(zhǔn)線切割巖體，單次切割深度Im，沿基準(zhǔn)線每切 割10m，破碎保護(hù)區(qū)巖石，清理碎石，繼續(xù)下一段切割破巖工作，直至在基坑內(nèi)側(cè)完成深3m、 寬2~3m、圍繞圍護(hù)結(jié)構(gòu)一周的保護(hù)區(qū)；
[0031] 優(yōu)選地，所述（3)中，單元爆破區(qū)為基本爆破單元，每次爆破均需進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的 檢測(cè)和堵漏；所述的爆破順序根據(jù)基坑施工方案確定，其與基坑施工順序一致；
[0032] 優(yōu)選地，所述（4)中，鉆孔結(jié)束2小時(shí)后裝藥，炸藥選用2號(hào)卷型乳化炸藥，爆破 為淺孔松動(dòng)爆破，中硬巖層爆破參數(shù)為：炮孔直徑50mm，孔深3. 3m，孔距1. 6m;堵塞長(zhǎng)度為 1. 2m，單位體積巖石炸藥消耗量為q，單孔裝藥量為Q，不禪合系數(shù)為1. 6 ;
[0033] 優(yōu)選地，所述巧）中，在爆破區(qū)域覆蓋炮被，采用毫秒微差雷管分段起爆，爆破微 差時(shí)間100~200ms。
[0034] 優(yōu)選地，所述的單位體積巖石炸藥消耗量q根據(jù)所爆破巖層情況確定：
[00巧]微風(fēng)化堅(jiān)硬大塊結(jié)晶巖石與巖漿巖：q取值0. 5~0. 6kg/m3;
[0036] 中等風(fēng)化的塊狀結(jié)晶巖，變質(zhì)巖或大塊體少裂隙的沉積巖：q取值0. 4~0.化g/ m3;
[0037] 堅(jiān)固的半巖性巖石、砂巖、粘±頁(yè)巖、凝灰?guī)r、強(qiáng)或中等裂隙的成層的巖漿巖：q取 值 0. 3 ~0. 4kg/m3;
[0038] 半巖性巖石、軟質(zhì)石灰?guī)r、膠結(jié)弱的砂巖及泥灰?guī)r，裂隙發(fā)育的堅(jiān)固的巖石：q取 值 0. 2 ~0. 3kg/m3。
[0039] 優(yōu)選地，所述的單孔裝藥量Q根據(jù)W下公式確定：
[0040]
[0041] 其中：K單孔裝藥量參數(shù)，初次爆破時(shí)取1，q為單位體積巖石炸藥消耗量，d為爆 破孔間距，Η為爆破孔深，σ為巖石標(biāo)準(zhǔn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度分布值（MPa)。
[004引優(yōu)選地，所述的硬質(zhì)合金鉆頭為直徑46~76mm的硬質(zhì)合金鉆頭。
[004引 第；步中：
[0044] 優(yōu)選地，所述單向注漿管管身為PVC軟管，直徑30畑1，注漿管頭部分長(zhǎng)60畑1，管頭 尾部安裝可移動(dòng)錐形阻流器，管頭前端設(shè)置有單向閥口，可防止泥漿堵塞注漿管；
[004引優(yōu)選地，所述可移動(dòng)錐形阻流器為鋼制錐形殼體，鋼制殼體外附著一層4mm厚的PVC軟膠墊層，阻流器前端設(shè)置有PVC橡膠環(huán)層，阻流器與注漿管頭通過(guò)螺紋口接觸，可沿 注漿管頭上下移動(dòng)；
[004引優(yōu)選地，所述注漿壓力P滿足W下公式：
[0047] Ps=A丫 化
[0048] 式中，A為±層參數(shù)，對(duì)于粘性±，8《A《10,對(duì)于粉±，7《A《8,對(duì)于砂± 6《A《7, 丫，為±層飽和重度，化為空桐至地表垂直距離；
[0049] 優(yōu)選地，所述注漿機(jī)為雙液注漿機(jī)；
[0050] 優(yōu)選地，所述高濃度雙組份聚氨醋高