紧邻既有线深基坑石方切割开挖施工方法与流程

　　1、在紧邻既有铁路营运线及周边复杂环境下深基坑开挖，传统石方爆破开挖的不足之处在于：施工全套工艺流程带来较大振动和干扰影响，深基坑开挖安全风险大，没办法保证深基坑施工、既有铁路营运线及周边建筑物安全。中国专利申请（公布号为cn116277516 a）公开的一种城市深基坑石方机械切除开挖施工工法，切割过程中仅仅是对深坑基岩进行石方切割开挖，切割过程为：基石垂直立面切割—基石水平面切割—基石垂直立面切割方向垂直的另一方向切割成块，基石水平面切割时有必要进行钻孔工序才能布置绳锯切割设备的绳锯链条穿入，穿入方式劳动强度大，存在拐角，不易穿入，而且在基坑中布置有格构柱时，难以采用该办法来进行切割，而且面对的是城市深基坑石方开挖，本技术中既有铁路营运线及周边复杂环境下深基坑开挖，工况更加复杂。

　　1、本发明要解决的技术问题是：提供一种紧邻既有线深基坑石方切割开挖施工方法，能快速实现水平切割，绳锯链条穿入容易，劳动强度低，无需拉动，无需考虑拐角影响。

　　2、本发明采取的技术方案为：紧邻既有线深基坑石方切割开挖施工方法，该方法有以下步骤：

　　4、步骤2、定位放样：对基面找平后的基坑土方做测量定位，放样切割高度；

　　7、步骤5、岩层竖向切割：采用双刀矿山切割机对基坑土方进行纵横向间隔切割成设定方块石方；其中，针对格构柱位置，按格构柱一周切割四条竖向切割缝形成小块切割岩块；

　　8、步骤6、绳锯切割断岩：采用金刚石绳锯设备对纵横向切割成的方块石方进行水平切割断岩；

　　9、步骤7、坑内转运、吊装外运：对切割后的方块石方进行转运吊装到基坑外。

　　11、1.1、基坑土方开挖至岩层，人工配合机械进行岩面土方清理，清理后根据岩层起伏状态采用金刚石绳锯设备的绳锯切割进行基面找平；

　　12、1.2、先进行找平标高确定，沿岩面凸起部位采用风钻机钻孔使绳锯链条通过，对凸起部分岩层切割，切割完成后采用机械破碎、开挖外运。

　　14、2.1基面找平后，根据切割尺寸的使用全站仪做测量定位，距离围护结构距离1.5m以下（不足单块宽度）时预留20cm作业空间；放坡开挖时每层切割产生的错台面做为放坡空间；

　　15、2.2放样时先测定切割点的标高，计算切割面与设计支撑、基底标高的高差，确定所需切割深度，即深度根据相对高差计算，设单层最大切割深度为1.5 m，如切割面距混凝土支撑底部为h，单位为m，对h/1.5取整，若未有余数，则按h/1.5层切割，否则按h/1.5+1层切割；

　　16、2.3 对于开挖深度在1.5m以内小型基坑，按设计尺寸的大小进行切割；深度超过1.5m时，每增加1.5m，每边需增加20cm工作平台。

　　18、3.1 基面清理后地面相对平整，进行轨道铺设，先清理轨道支座落点及加固处表面松散虚渣，保证轨道支座的基础牢固可靠，地面相对平整；

　　19、3.2 轨道采用4米标准轨道，即短轨道，各节轨道之间用辅助支撑套和螺栓固定连接或连接板配合螺栓固定连接，水平仪对两轨道面找平，使其平行在同一水平面上，双轨必须平行、两轨面应在同一水平上，水平误差应小于1/1000；

　　20、3.3 根据每层切割深度，先安设好第一道轨道，经对切割边线的直线度、平整度复核无误后做加固；以第一道轨道为准，采用水平尺、卡尺进行第二道轨道安装，间距为2.6mm，每道轨道的宽度应一致且安装水平、牢固、可靠；

　　21、3.4 轨道直接铺设在地面时，相邻两根短轨道采用辅助支撑套对接且固定连接在地面上，或采用如下方法铺设：采用引孔打入钢纤与基岩固定、卡紧；岩面较平坦、轨道距地面小于100mm时，采用轨道两侧钻孔插钢销做固定；距离岩面大于100mm且小于200mm时，采用两轨中间岩石上钻孔插钢销并用两根φ22圆钢交叉进行焊接固定，水平采用枕木及木楔进行调平；对于高差大于200mm基岩能够使用岩石方料进行垫高或采用千斤顶进行自动微调；

　　22、3.5 在轨道安装好后应再次复核轨道的垂直度、水平度，采用在轨道端部安设激光水平仪对轨道进行自动调平及调直，可一次性安装多道切割轨道，，每组轨道留出切割起始端部安装过渡轨道，过渡轨道用于拼接相邻轨道组转运双刀矿山切割机，在同一条轨道线路上进行连续切割，设置可拆卸的过渡轨道，能够方便快速实现双刀矿山切割机的移位到相邻组轨道上，避免大型吊车因为顶部横梁的阻挡导致没办法移位。

　　23、进一步地，上述双刀矿山切割机在每条轨道上行走终止一端安装有防护挡板，防护挡板宽度方向两侧旋转连接在两个支座上，两个支座固定连接在底座板上，防护挡板背面连接有多根压缩弹簧一，多根压缩弹簧一固定连接在支杆上，支杆下端固定连接在底座板上，底座板固定连接在轨道上，底座板通过两个快速夹持机构连接到两根轨道上，快速夹持机构包括压板、推板、推杆、连杆一、连杆二和连杆三，压板为t字形板，大头一端两侧两侧铰接两根连杆一，两根连杆一另一端铰接到推板一端，推板另一端两侧铰接两根连杆二，两根连杆二另一端铰接到两根连杆三靠近中部以上，两根连杆三上端铰接在铰接座上，铰接座固定连接在底座板上，两根连杆三下端铰接在压板两侧靠近中部，推板顶部固定连接有推杆且靠近两根连杆二与推板的铰接处，推板下方设置有顶杆，顶杆与推杆保持同轴，推杆穿过底座板后连接有装拆螺母，推杆上还套接有压缩弹簧二，压缩弹簧二两端抵靠在推板上端面和底座板底部，轨道的轨顶底部抵靠有橡胶块，橡胶块左侧顶部设置有抵靠轨顶侧面的侧挡板，底端设置有抵靠台阶，该抵靠台阶用于压板端部抵靠。

　　25、4.1采用汽车吊将双刀矿山切割机吊装架设于轨道上，利用双刀矿山切割机本身底部的轮子及可调螺栓微调至轨道的准确位置，后降低螺栓将轮子降落至轨道上；

　　26、4.2 根据石材荒料的宽度，确定两主轴箱的位置，以实现两锯片之间距离的调整；

　　27、4.3 清除机台周围所有阻碍物，检查锯片的高度，其最低边缘离切面的最高点距离应为10mm～20mm。

　　29、5.1 深基坑石方切割根据现场场地、岩层完整性情况，最大切割长度为3m、高度1.5m、切割宽度1.5m，遇到格构柱处，留出格构柱四侧20cm的余量切割，严控岩层切割深度，根据轨道标高与锯片外缘的距离准确计算切割深度，从而使断岩面水平一致，避免切割过程中出现超欠挖现象；

　　30、5.2双刀矿山切割机初切切缝时，采用φ2200mm锯片，切至800mm深时更换φ3000mm锯片进行切割 (初切若采用φ3000mm锯片，极易产生晃动)；安装锯片时，锯片端面和径面跳动小于0.5mm，同时检查刀盘和各紧固部位螺栓有无松动；

　　31、5.3 每层切割时在便于石方吊装地点或离临时施工道路设定距离（根据吊装设备工作半径确定，满足吊装要求；如采用80t汽车吊工作半径8m、吊臂长度36m以内可满足本工程最大吊重17.55t要求）处，设定距离根据吊装设备工作半径确定，在4.5m范围内纵向切割线m间距进行切割，横向长度控制在2m左右，将该范围岩层切割后做挤压断裂或机械破除，作为岩层断岩工作面及转运通道。断岩工作面完成后，其它区域切割宽度应按现场格构柱布置情况避开格构柱，按切割宽度不大于1.5m的要求做切割，横纵向切割线切割时按现场定位要求；

　　32、5.4 对于开挖基坑底集水井、下翻梁等小型基坑，切割前需按设计尺寸进行现场放样并测定切割深度，延基坑范围进行切割分离避免超欠挖，采用机械破碎外运；

　　33、切割过程中，若遇到内部碎石处，监测驱动圆盘锯的电机的电流会发生突变，突变达到设定值，对切割的速度进行降速，每次按照设定速度降低，当通过一次或多次降速后，电流降到设定阈值以下，按降速后的速度进行匀速切割，当电流平稳到设定范围后，则避过碎石区域，重新将速度逐步调整到降速前的速度；

　　35、1 切割作业时刀片与石材抵住严禁开机，圆锯片运转平稳后才能降刀切割，根据基础岩石的硬度调节降刀速度，以达到最佳降刀要求，每行走一次切割最大深度不允许超出10cm，切割时冷却水必须充分，严禁无水或少水切割；

　　36、2切割到端部时应先停止走刀，继续切割需再降刀，在降刀时必须确保主机无抬起现象；停止切割走刀时，锯片应提出地平面后方可停止电机运转；

　　38、4在每个切割作业面设置集水坑，将切割冷却水集中抽排至场内沉淀池，经沉淀处理后循环使用。

　　40、6.1 每层断岩工作面切割宽度为0.75m的岩石采用φ22圆钢尖凿子（根据岩石硬度布置）和大锤对切割缝进行锤击挤孔，由此产生的水平挤应力，使岩石在切割的底部水平断裂吊装外运或采用机械设备破除外运；

　　41、6.2 具备绳锯切割的断岩工作面后，采用金刚石绳锯设备将绳锯链条安装至切割缝底部，进行水平切割断岩，绳锯链条安装应避开格构柱，禁止将格构柱包含在绳锯断岩范围内，避免破坏格构柱造成支撑失稳；

　　42、6.3 链条安装好，经过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，并供应循环冷却水，驱动主动轮带动绳锯链条回转切割，切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内；

　　43、6.4 通过操作控制盘调整切割参数，确保绳锯链条运转线m/s左右，切割过程中应保证足够的冲洗液，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走，切割操作做到速度稳定，参数稳定、设备稳定。

　　45、7.1每层岩块切割至叉车可以通行情况下，采用叉车转运至固定吊装点；固定吊装点的吊装设备的吊臂工作半径内不准有人走动或停留，夜间起吊，要有足够的上、下照明，并要有经验的起重工指挥；

　　46、7.2 根据工程石块切割大小情况配备移动吊装设备，每块岩块整体吊放，起重吊装时，由专人在远处观察指挥，指挥吊车司机缓缓起吊，调出基坑下放过程中应有专人采用牵引绳扶住岩块并适当调整方向，严禁碰撞上方横梁和侧方格构柱以及基坑侧壁；

　　47、7.3 岩块吊装前应排查切割岩块完整性，如存在很明显裂缝、裂隙发育时禁止吊运，避免吊运过程中脆性断裂，影响作业人员及基坑支撑安全；

　　48、7.4 岩块吊装采用2根6*37丝φ32mm钢丝绳兜底吊装，钢丝绳布设在岩块两端1/4～1/5位置，钢丝绳与岩块菱角部位采用橡胶皮隔离保护，钢丝绳需定期保养，出现磨损断丝需立即更换；

　　49、7.5 岩块吊出基坑后采用平板车外运，平稳放置于车厢内，保证车厢内安放稳定，避免运送过程中掉落；若岩块外运不及时，可采用叉车将方料转运至临时中转场地，整齐堆放、稳固可靠。

　　50、进一步地，上述步骤3中的轨道采用多段短轨道拼接结构，相邻对接的两根短轨道之间采用辅助支撑套对接，辅助支撑套设置有上端开口的通槽，通槽与轨道轨底结构相一致，辅助支撑套底部两侧设置有抬高的按压板，短轨道上靠近中部还套接有辅助支撑套，每个辅助支撑套通过按压板和膨胀螺丝锁紧在基坑表面上，相邻两组轨道之间安装有过渡轨道组，过渡轨道组能够斜向拼接到相邻两组轨道靠近端部，过渡轨道组的轨道与正线轨道之间采用可拆卸的弯头套对接，过渡轨道组上加装有多个辅助支撑套，辅助支撑套底面设置有硬质的橡胶减震垫。

　　52、（1）在紧邻既有线及周边复杂环境下深基坑石方开挖，利用双刀矿山垂直切割及金刚石绳锯水平断岩组合施工，首先在垂直方向采用矿山切割机进行分段、分层切割至一定深度，然后在水平方向上采用金刚石绳锯断岩回转切割成块，对基坑岩层进行切割、断岩、吊装外运，即先切割成块，后套绳锯水平切割，没有穿孔这些工序流程，方便布置绳锯切割设备的绳锯链条到切割起始位置，布置劳动强度大幅度的降低，拐角不影响放置，布置难度大幅度的降低，而且无需打开，即可布置绳锯链条，安装效率大幅度的提升，切割效率更加高；而且解决决了传统石方爆破开挖的不足之处，减少了施工带来的振动、干扰影响，降低深基坑开挖安全风险，保证深基坑施工、既有铁路营运线及周边建筑物安全，应用本发明的施工方法施工，操作简单便捷快捷，可同时多个工作面施工及24小时作业，施工工效高；基坑成型规则、尺寸控制精确，无超挖，降低回填材料消耗；同时不破坏地基岩石的完整性，有利于坑底渗漏水封堵，实施工程质量可靠；切割形成的方块岩石成型规整，可再利用率高，有效利用石材资源。确保了施工安全、质量、工期，较之国内外既往实施工程技术具有独创性、先进性、适用性、安全性，本技术成熟、可靠，而且紧邻既有线及周边复杂环境下深基坑开挖时，在深基坑顶部需要布置围护桩、和围护桩连成一体的横向支撑梁和纵向支撑梁，该结构的存在，大大影响吊装的效率和吊装的便利性，进而本发明采用分块切割运送到集中吊运点，方便吊运；

　　53、（2）针对格构柱位置，按格构柱一周切割四条竖向切割缝形成小块切割岩块，能够有效避开格构柱的切割，影响格构柱的支撑；

　　55、（4）采用辅助支撑套进行轨道拼接和辅助支撑，能够大幅度的提升轨道安装效率而且通过辅助支撑套的按压板做固定，按压空间宽，方便进行轨道锁紧，辅助支撑卡入轨道后侧面采用锁紧螺钉锁紧，安装快速方便；布置过渡轨道和弯头套，能够将双刀矿山切割机快速行走到相邻轨道组上，可避开吊装设备受到基坑上方横梁的影响或吊装位置的受限；可拆卸结构，装拆容易，重复利用，提高设备利用率；设置硬质的橡胶减震垫，可提升轨道的减震效果，避免切割电机的振动通过轨道传递到地面进而与切割刀具发生干涉，影响刀具切割；

　　56、（5）设置防护挡板，对于高速运转的切割圆锯，当产生碎石或刀片损坏时，转出的碎石或损坏刀片撞击在防护挡板上，起到有效的防护作用，设置压缩弹簧一，能够对击打的石头起到弹性缓冲作用，避免防护挡板瞬时受力过大导致快速损坏；推杆向下移动，能够将压板逐渐伸向轨顶底部的橡胶块且达到一定位置，依靠顶杆抵靠压板，将压板压紧在橡胶块上，通过各个连杆结构，方便将压板拉出远离轨道和伸向轨顶进行压紧，方便实现快拆，使用时，将装拆螺母逐渐旋转，将推杆向上拉动，压板自由端部远离轨道，底座板底端设置凹槽，凹槽抵靠在轨道上后实现快速限位，松开装拆螺母，在压缩弹簧的弹力作用下，推杆向下移动，进而带动压板朝向轨顶底部移动，当达到橡胶块接触高度0.5cm时，将橡胶块抵靠在轨顶底部，再逐渐旋转装拆螺母，最终压板依靠弹力抵靠在轨道上。压缩弹簧二和橡胶块，也能够对整个防护挡板起到弹性缓冲保护作用，当遇到较大石头冲击时，受力达到直接能克服压缩弹簧二的弹力进而将压板脱离轨顶底部，实现最大限度的保护，双重缓冲，效果更好。

　　技术研发人员：李红,孙守军,柯磊,刘乐,邱华飞,曾伟,刘坤,程偲,吉斌

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