城市车站石方开挖施工工艺的制作方法

本发明涉及工程建造领域，具体而言，涉及一种城市车站石方开挖施工工艺。

背景技术：

城市轨道交通车站基坑土石方开挖是决定车站主体的建设进程的一个重要影响因素。

传统地铁车站设置于城市建成区，大部分埋深较浅并且开挖地层主要为杂填土，粉质黏土或许强风化岩，开挖的方式主要采用机械。

发明人在研究中发现，传统的城市轨道交通车站在施工过程中至少存在如下缺点：

在开挖过程总，地铁车站开挖地层揭露到中－微风化岩层，单纯机械开挖方式则工效较低；

此外，地铁车站在城市建成区，多设置于重要交通道路下方，明爆作业难以实施。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种城市车站石方开挖施工工艺，以改善传统的石方开挖时影响范围大、施工效率低的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明提供了一种城市车站石方开挖施工工艺，该施工工艺包括如下步骤：

步骤s100、制造临空面；

步骤s200、利用静态爆破施工工艺进行基坑的初开挖；

步骤s300、对所述初开挖完成后的基坑采用机械方式进行二次开挖。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，在基坑的侧部开挖一条凹槽，所述凹槽靠近基坑待开挖一侧的侧壁设置为所述临空面。

临空面的制造方式简单，且凹槽的宽度、长度和深度便于控制，能够大大提高静态爆破的安全性以及提升初开挖的效果，岩石层的胀裂效果好，便于后续进行二次开挖，提高基坑开挖效率，缩短基坑开挖时间，降低基坑开挖的施工成本。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，所述凹槽的深度不小于所述基坑的深度。

凹槽深度不小于基坑的深度，这样，在静态爆破过程中产生的爆破力容易从临空面释放，爆破过程中安全性更高，施工过程中不易出现事故，且静态爆破质量高，提高施工效率。

在本发明较佳的实施例中，所述基坑开挖分级进行，且靠近所述临空面所在的开挖区域的优先级先于远离所述临空面的开挖区域的优先级。

通过将基坑设置为逐级开挖，每一级的范围可控，也即每一级的爆破范围可以按需调整，每一级的静态爆破策略按需设计，便于控制每一级的爆破效果，进而提高施工质量；且逐级进行开挖，安全性更好。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s200中，所述静态爆破施工工艺包括二氧化碳破岩施工工艺。

二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆破筒)内，装入安全膜、破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破筒和起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破筒插入钻孔中固定好，连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进，从起爆至结束整个过程时间短，且是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在爆破时无震荡，无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质，爆破过程就是体积膨胀的过程，物理做功而非化学反应。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s200中，所述静态爆破施工工艺包括膨胀剂破岩施工工艺。

膨胀剂爆破具有如下优点：安全：无声破碎剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体；可控：它可以根据客户的不同需要设计不同的钻孔以达到想要的切割或破碎效果；效率高：特别是矿山方料开采，破损率少，成材率可提高2－3倍；经济：使用破碎剂的成本远远低于其他破碎和切割工具；使用简单：只需将本产品与定量的水混合搅拌成均匀浆体，然后倒入钻好的孔即可。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s300中，利用挖土机或者/钻机进行二次开挖。

机械开挖方式简单，操作便捷可靠，将静态爆破后开裂的岩石层利用钻机和挖土机直接挖出运输走即可，施工省时省力，大大缩短施工工期，降低施工成本。

在本发明较佳的实施例中，所述基坑开挖采用自上而下逐层开挖，同一层的所述初开挖以及二次开挖完成后再进行下一层的初开挖以及二次开挖。

采用逐层进行开挖，爆破效果便于控制，且基坑不易出现坍塌，安全性高。

在本发明较佳的实施例中，所述基坑每完成一层开挖，在所述基坑内对应的位置设置支撑组件。

通过设置支撑组件，在每一层开挖完成后，基坑的支护结构牢固可靠，不易坍塌；且在进行下一层的爆破开挖时，由于支撑组件的支撑作用，基坑不易坍塌，整个施工过程中安全行高。

在本发明较佳的实施例中，在设置所述支撑组件时，在下一层待开挖表面与所述支撑组件对应的位置处设置缓冲层，所述缓冲层支撑于所述支撑组件的底部。

由于静态爆破过程中岩石层具有从整体到多块的变化过程中，在该变化过程中岩石层会释放较大的冲击力，通过设置缓冲层，下一层基坑开挖时释放的冲击力作用在缓冲层上，缓冲层具有吸收部分冲击力的作用，起到保护支撑组件的作用，进而提高基坑的牢固性。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本发明实施例提供了一种城市车站石方开挖施工工艺，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该施工工艺采用静态爆破和机械开挖相结合的方式，既改善了传统机械开挖效率低、周期长的缺点，也避免了采用明爆造成影响周围建筑以及居民安全等较大环境的问题，且该施工工艺效率高，安全性高，节省施工成本。具体如下：

本实施例提供的城市车站石方开挖施工工艺，通过先对基坑开挖区域的岩石层进行静态爆破，使设定深度的岩石层爆裂，岩石层形成多个裂缝，整体的岩石层分隔形成石块，随后采用机械开挖的方式将石块清理出来，由于岩石层破碎成石块，岩石层的开挖更加方便，省时省力，进而提高了基坑的施工效率，缩短施工周期，节省了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的城市车站石方开挖施工工艺的流程图。

具体实施方式

传统在岩石层处进行车站基坑施工时，单纯机械开挖方式则工效较低；此外，地铁车站在城市建成区，多设置于重要交通道路下方，明爆作业难以实施。

鉴于此，发明人设计了一种城市车站石方开挖施工工艺，该施工工艺采用静态爆破和机械开挖相结合的方式，既改善了传统机械开挖效率低、周期长的缺点，也避免了采用明爆造成影响周围建筑以及居民安全等较大环境的问题，且该施工工艺效率高，安全性高，节省施工成本。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种城市车站石方开挖施工工艺。

该施工工艺包括如下步骤：

步骤s100、制造临空面。通过制造临空面，在静态爆破过程中岩石层内部产生的冲击力从临空面释放，提高安全性。可选的，可以在基坑的一侧开挖一条凹槽，凹槽靠近基坑待开挖一侧的侧壁设置为临空面。凹槽的位置设置在开挖基坑过程中对外部环境影响较小的一侧，这样，岩石层释放的冲击力造成的影响更小，施工更加安全。需要说明的是，凹槽的形状按需设置，例如，凹槽可以是矩形槽或者弧形槽，凹槽的延伸方向根据基坑的边界设置。

应当理解，凹槽的结构用于形成临空面，凹槽的宽度以及深度按需设置。可选的，所述凹槽的深度不小于所述基坑的深度。在静态爆破过程中产生的爆破力容易从临空面释放，爆破过程中安全性更高，施工过程中不易出现事故，且静态爆破质量高，提高施工效率。

步骤s200、利用静态爆破施工工艺进行基坑的初开挖；在基坑进行开挖时，基坑采用自上而下逐层开挖，同时，在每一层采用逐级开挖。从临空面开始，逐渐向远离临空面的方向开挖。换句话说，靠近临空面所在的开挖区域的优先级先于远离临空面的开挖区域的优先级。通过将基坑设置为逐级开挖，每一级的范围可控，也即每一级的爆破范围可以按需调整，每一级的静态爆破策略按需设计，便于控制每一级的爆破效果，进而提高施工质量；且逐级进行开挖，安全性更好。需要说明的是，在逐级开挖过程中，设定区域中钻孔的数量、孔径的大小以及深度按需设置，兼顾爆破质量以及成本。

在上一层的基坑开挖完成后，再进行下一层的基坑，基坑开挖深度可控，基坑的侧部不易出现坍塌，施工更加安全。同时，在基坑开挖过程中进行支护的施工。支护保护设置在基坑内的支撑组件。支撑组件可以是混凝土柱或者钢管。在基坑设定深度开挖完成后，在基坑内设置支撑组件，支撑组件支撑在基坑相对的两个内壁之间。进一步的，在支撑组件施工时，在下一层待开挖表面与支撑组件对应的位置处设置缓冲层，缓冲层支撑于支撑组件的底部。缓冲层可以是砂层。由于静态爆破过程中岩石层具有从整体到多块的变化过程中，在该变化过程中岩石层会释放较大的冲击力，通过设置缓冲层，下一层基坑开挖时释放的冲击力作用在缓冲层上，缓冲层具有吸收部分冲击力的作用，起到保护支撑组件的作用，进而提高基坑的牢固性。

需要说明的是，静态爆破包括二氧化碳破岩施工工艺或者膨胀剂破岩施工工艺。

二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆破筒)内，装入安全膜、破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破筒和起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破筒插入钻孔中固定好，连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进，从起爆至结束整个过程时间短，且是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在爆破时无震荡，无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质，爆破过程就是体积膨胀的过程，物理做功而非化学反应。

膨胀剂爆破具有如下优点：安全：无声破碎剂胀裂物体过程中无振动、无噪音、无飞石、无粉尘、无有害气体；可控：它可以根据客户的不同需要设计不同的钻孔以达到想要的切割或破碎效果；效率高：特别是矿山方料开采，破损率少，成材率可提高2－3倍；经济：使用破碎剂的成本远远低于其他破碎和切割工具；使用简单：只需将本产品与定量的水混合搅拌成均匀浆体，然后倒入钻好的孔即可，等待设定时间后，岩石层破裂。

步骤s300、对初开挖完成后的基坑采用机械方式进行二次开挖。

在进行静态爆破后的岩石层由整体变为多个碎石块，然后，利用钻机或者/和挖土机进行碎石块的开挖即可，操作便捷可靠。

本实施例提供的城市车站石方开挖施工工艺，通过先对基坑开挖区域的岩石层进行静态爆破，使设定深度的岩石层爆裂，岩石层形成多个裂缝，整体的岩石层分隔形成石块，随后采用机械开挖的方式将石块清理出来，由于岩石层破碎成石块，岩石层的开挖更加方便，省时省力，进而提高了基坑的施工效率，缩短施工周期，节省了施工成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。