本发明属于土木工程，具体涉及一种受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法。
背景技术：
1、地下管网包括城市范围内为满足生活、生产需要的给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等市政公用管线。目前，据不完全统计，全国城市的供水管道长度达110.30万公里，排水管道长度91.35万公里，天然气管道长度98.04万公里，供热管道长度49.34万公里。未来，我国将每年改造10万公里以上地下管线。2024年，我国将大力推进城市地下管网改造，实施城市排水防涝能力提升工程，深入推进城市生命线安全工程建设。
2、城市地下管道施工过程中难免会出现硬岩地层，若在施工接收井时遇硬岩地层，则会存在以下施工难题：一是，施工接收井时，需先施工钻孔灌注桩围护结构对周围土体加固，而在钻孔灌注桩围护结构的包裹下，如果直接采用劈裂机劈裂或者直接采用膨胀剂破碎，其张力很有可能会破坏围护桩结构，从而影响基坑的稳定。若仅采用炮机破除，则工期难以控制。二是，接收井内的作业空间受限，在进行岩体破除时，大型作业设备操作受限，岩体破碎、清理和转运的效率低，且存在较大安全隐患。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题为：提供一种受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，以解决地下管道工程在施工接收井遇硬岩地层条件时，采用传统方式破除接收井内岩体不仅效率低，且会对围护桩结构产生较大扰动而影响基坑稳定和存在较大安全隐患的问题。
2、本发明通过下述技术方案实现。
3、受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于包括如下步骤：
4、s1、空桩施工
5、在钻孔灌注桩围护结构施工完毕后，于接收井的设计位置内通过旋挖机引孔施工空桩，然后在空桩内填满碎石；其中，所述空桩以接收井中心为起点呈环状辐射设置，同环的空桩沿环向均匀分布；
6、s2、岩体起始液压劈裂施工
7、将接收井内部划分为若干依次邻接、与空桩所形成环位一一对应的劈裂环，且在最外层劈裂环与接收井边界线之间留设静态膨胀爆破环区，之后以接收井中心位置的劈裂环为起点，从内至外按深度阶梯式递减依次对各劈裂环范围内的岩体进行液压劈裂施工，并清空劈裂后的碎裂岩石，直至最外层劈裂环的内侧岩体裸露，以使接收井内部形成内低外高、呈漏斗状、与劈裂环一一对应的环状阶梯坡面；
8、s3、岩体液压劈裂和静态膨胀爆破循环施工
9、在步骤s2形成的环状阶梯坡面上，以相同钻孔深度从内至外依次对各环状台阶进行液压劈裂施工，然后将劈裂后的碎裂岩石从上至下沿环状阶梯坡面转移至接收井中心的台阶处进行堆积，之后对接收井边缘处的静态膨胀爆破环区裸露的岩体进行静态膨胀爆破施工，再将爆破后的碎裂岩石从上至下沿环状阶梯坡面转移至接收井中心的台阶处进行堆积，最后清空所有碎裂岩石，按上述方式循环施工，以使环状阶梯坡面逐阶向下移动和使接收井边缘处静态膨胀爆破环区的岩体高度同步降低，直至接收井内的岩体破除完毕；
10、s4、清理修整坑底。
11、优选的，所述步骤s1中，空桩的直径为0.6～1.2m，处于同环的空桩之间的间隔为1～3m，空桩的深度与接收井的设计深度相同。
12、优选的，所述步骤s1中，以接收井中心设置的空桩作为初始环，空桩的设置环数为3～4个，环间距为2～4m。
13、优选的，所述静态膨胀爆破环区的宽度为1～2m。
14、优选的，所述步骤s2中，控制环状阶梯坡面中台阶的高度为0.8～1.2m。
15、优选的，所述液压劈裂施工的参数为，钻孔直径80～260mm、钻孔深度400～1400mm，钻孔横向间距500～1500mm，钻孔纵向排距600～1500mm，钻孔排数2～4排。
16、优选的，所述步骤s2和s3中，在液压劈裂施工后对碎裂岩石中的大块岩石采用破碎锤进行二次破碎。
17、优选的，所述步骤s3中，在步骤s2形成的环状阶梯坡面上，以相同钻孔深度从内至外依次对各环状台阶进行液压劈裂施工时，若台阶位置到达接收井设计深度，则该台阶不进行液压劈裂施工。
18、优选的，所述步骤s3中，接收井中心台阶处堆积的碎裂岩石通过挖掘机与吊运设备配合进行清空。
19、优选的，所述静态膨胀爆破施工中，钻孔采用方格网形排列或梅花形排列，孔距为30～60mm；钻孔深度略低于静态膨胀爆破环区裸露的岩体高度；钻孔内灌注完膨胀剂后，用旧麻布袋或和草席覆盖孔口；在爆破施工区域距建筑物或其它施工作业区域较近时，设置围挡进行防护。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
21、1、本发明采用旋挖机引孔形成空桩，并在空桩内回填碎石，且空桩是以接收井中心为起点呈环状辐射设置，从而可通过空桩及空桩内的碎石逐步释放劈裂环中岩体劈裂时的张力，以降低液压劈裂施工对接收井边缘处钻孔灌注桩围护结构的扰动，并且最外层劈裂环与接收井边界线之间留设有静态膨胀爆破环区，从而可进一步对劈裂环中岩体劈裂时的张力进行缓冲；另外，静态膨胀爆破环区在施工时，其远离钻孔灌注桩围护结构的一侧始终是裸露在外，因此爆破施工产生的作用力可大部分从该侧释放，大幅降低了爆破施工对钻孔灌注桩围护结构的扰动；基于以上，采用本发明施工遇硬岩地层的接收井时，其对接收井边缘处的围护桩结构的扰动较小，可保证基坑的稳定性。
22、2、相比炮机破除的传统方式，本发明通过劈裂联合静态膨胀爆破施工可大幅提高岩体的破除效率。并且在岩体破除过程中，本发明创新的采用岩体劈裂和静态膨胀爆破进行循环施工，以使环状阶梯坡面逐阶向下移动和使接收井边缘处静态膨胀爆破环区的岩体高度同步降低，施工过程中形成各阶梯状台阶可形成连续、平整的作业平台，以保证施工的效率和安全性，且破碎的岩体可利用漏斗状的阶梯坡面收集至接收井中心，以便于碎裂岩体的高效清理和运出。
1.受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，空桩的直径为0.6～1.2m，处于同环的空桩之间的间隔为1～3m，空桩的深度与接收井的设计深度相同。
3.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，以接收井中心设置的空桩(1)作为初始环，空桩的设置环数为3～4个，环间距为2～4m。
4.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述静态膨胀爆破环区(4)的宽度为1～2m。
5.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s2中，控制环状阶梯坡面中台阶的高度为0.8～1.2m。
6.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述液压劈裂施工的参数为，钻孔直径80～260mm，钻孔深度400～1400mm，钻孔横向间距500～1500mm，钻孔纵向排距600～1500mm，钻孔排数2～4排。
7.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s2和s3中，在液压劈裂施工后对碎裂岩石中的大块岩石采用破碎锤进行二次破碎。
8.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，在步骤s2形成的环状阶梯坡面(6)上，以相同钻孔深度从内至外依次对各环状台阶进行液压劈裂施工时，若台阶位置到达接收井设计深度，则该台阶不进行液压劈裂施工。
9.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，接收井中心台阶处堆积的碎裂岩石通过挖掘机与吊运设备配合进行清空。
10.如权利要求1所述的受限空间内接收井遇硬岩地层条件下岩体的低扰动高效安全破除施工方法，其特征在于，所述静态膨胀爆破施工中，钻孔采用方格网形排列或梅花形排列，孔距为30～60mm；钻孔深度略低于静态膨胀爆破环区(4)裸露的岩体高度；钻孔内灌注完膨胀剂后，用旧麻布袋或和草席覆盖孔口；在爆破施工区域距建筑物或其它施工作业区域较近时，设置围挡进行防护。
