一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法技术

本发明专利技术公开了一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，包括以下步骤：(1)在地铁车站基坑开挖前勘查确定地质情况，确定地质包含的地质层；(2)依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系，确定各地质层与开挖设备的工效赋分；(3)依据上述工效赋分高低选择各地质层的开挖设备。本发明专利技术针对含风化砂岩地铁车站基坑，在基坑开挖前建立地质情况及可选设备配置表，分析各类开挖方案，进行组合及比选，得出工程价值最优方案。该方法减少了人为局限性的选择失误、避免资源浪费、支撑工程安全、高效施工。高效施工。

【技术实现步骤摘要】
一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法


[0001]本专利技术属于土木工程领域，尤其涉及一种地铁车站基坑开挖设备选定方法。

技术介绍

[0002]地铁车站基坑开挖由于地质条件、周边环境、资源配置等各方面原因，存在基坑开挖设备众多、选择随意，缺乏基于科学评定的方案选择方法，时常造成资源浪费、影响施工进度及成本，甚至危及基坑及周边环境安全。
[0003]基于普通地铁车站宽度及深度的范围确定，依据地勘查明的地质情况，结合现有先进设备的挖掘、破除、装运、提升等性能及以往施工数据及相关经验，建立施工方案可行性选定体系，采用分析、比选等方法，确定价值最优方案进行施工，对于安全顺利、高效低成本的实现地铁车站基坑开挖具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种安全顺利、高效低成本的含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，包括以下步骤：
[0006](1)在地铁车站基坑开挖前勘查确定地质情况，确定地质包含的地质层；
[0007](2)依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系，确定各地质层与开挖设备的工效赋分；
[0008](3)依据上述工效赋分高低选择各地质层的开挖设备。
[0009]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系，确定各地质层与开挖设备的工效赋分包括以下步骤：
[0010]S1：确定压强因素赋值得分X，其中，X＝P0/P1*k；式中：X为压强因素赋值得分，P0为开挖设备的适用压强，P1为各地质层的平均岩土强度，k为系数，P0/P1比值在40倍以内时，k为(1/2)^n，否则k取0，且当P0/P1比值为(0
‑
10】时，n为0，当P0/P1比值为(10
‑
21】时，n为1，当P0/P1比值为(21
‑
30】时，n为2，当P0/P1比值为(30
‑
40)时，n为3；
[0011]S2：确定厚度因素赋值得分Y，具体的，首先计算H1/H0，若H1/H0的小数部分为0取3分，H1/H0的小数部分为(0
‑
0.5】取1分，H1/H0的小数部分为(0.5
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0.75】取2分，H1/H0的小数部分为0.75以上取3分；其中，Y为厚度因素赋值得分，H1为各地质层的平均厚度，H0为开挖设备的经济开挖深度；
[0012]S3：将压强因素赋值得分X与厚度因素赋值得分Y相加即得到所述工效赋分。
[0013]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，所述开挖设备的适用压强按开挖设备的最不利压强因素考虑，其中，抓机、挖机与钩机的最不利因素是高压强岩土，液压破碎锤、液压劈铣机和静态爆破设备的最不利因素是低压强岩土。即本专利技术中，抓机、挖机与钩机按最大适用压强计算，液压破碎锤、液压劈铣机和静态爆破设备按最小适
用压强计算。
[0014]本专利技术针对含风化砂岩地铁车站基坑，提出了一套依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系来选择各地质层对应的最优开挖设备的理论体系，并创新性的给出了岩土强度、厚度与开挖设备的复杂确定关系，建立一套适用于各基坑选择开挖设备的方法，有利于选择最优开挖设备，可以广泛推广应用于土木施工过程。
[0015]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，依据工效赋分高低选择各地质层的开挖设备时还考虑开挖设备的附加得分值，依据工效赋分与开挖设备的附加得分值总和来选择各地质层的开挖设备；所述开挖设备的附加得分值依据开挖功效、运输辅助设施、辅助材料消耗、施工环境条件和设备台班单价确定。本专利技术中，各开挖设备的开挖功效、运输辅助设施、辅助材料消耗、施工环境条件和设备台班单价的具体确定方式参见下表8。本专利技术针对含风化砂岩地铁车站基坑，提出开挖设备的附加得分值这一概念，并明确各开挖设备在开挖功效、运输辅助设施、辅助材料消耗、施工环境条件和设备台班单价这几方面的具体得分值，有利于选择更加合理的开挖设备。
[0016]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，所述开挖设备为斗容量1.5m3的抓机、斗容量1.6m3的单斗挖机、6吨级钩机、底盘重量17吨以上的平头、圆头钎杆液压破碎锤、30型液压劈铣机和静态爆破设备。本专利技术中，上述开挖设备的具体参数参见下表1。
[0017]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，所述抓机的适用压强范围﹤2MPa，经济开挖深度H0为1.8m，所述挖机的适用压强范围﹤10MPa，经济开挖深度H0为1.2m，所述钩机的适用压强范围﹤11MPa，经济开挖深度H0为0.4m，所述液压破碎锤的适用压强范围为30
‑
60MPa，经济开挖深度H0为0.6m，所述液压劈铣机的适用压强范围为20
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50MPa，经济开挖深度H0为0.3m，所述静态爆破设备的适用压强范围＞30MPa，经济开挖深度H0为1.8m。
[0018]上述含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法中，优选的，所述地质层由上至下依次为素填土层、砂砾层、强风化层、中风化层和微风化层，所述素填土层的平均岩土强度为0.49MPa，平均厚度为2.95m，所述砂砾层的平均岩土强度为0.4MPa，平均厚度为0.85m，所述强风化层的平均岩土强度为0.94MPa，平均厚度为4.18m，所述中风化层的平均岩土强度为6.28MPa，平均厚度为11.69m，所述微风化层的平均岩土强度为20MPa，平均厚度为2.93m。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]本专利技术针对含风化砂岩地铁车站基坑，在基坑开挖前建立地质情况及可选设备配置表，分析各类开挖方案，进行组合及比选，得出工程价值最优方案。该方法建立了较为科学的方案选定体系，能客观、量化等进行方案选择，实现工程价值最优。减少了人为局限性的选择失误、避免资源浪费、支撑工程安全、高效施工。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义
相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0023]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0024]实施例1：
[0025]一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，包括以下步骤：
[0026](1)在地铁车站基坑开挖前勘查确定地质情况，确定地质包含的地质层；
[0027](2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在地铁车站基坑开挖前勘查确定地质情况，确定地质包含的地质层；(2)依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系，确定各地质层与开挖设备的工效赋分；(3)依据上述工效赋分高低选择各地质层的开挖设备。2.根据权利要求1所述的含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，其特征在于，依据各地质层的岩土强度、厚度与开挖设备的匹配关系，确定各地质层与开挖设备的工效赋分包括以下步骤：S1：确定压强因素赋值得分X，其中，X＝P0/P1*k；式中：X为压强因素赋值得分，P0为开挖设备的适用压强，P1为各地质层的平均岩土强度，k为系数，P0/P1比值在40倍以内时，k为(1/2)^n，否则k取0，且当P0/P1比值为(0
‑
10】时，n为0，当P0/P1比值为(10
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21】时，n为1，当P0/P1比值为(21
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30】时，n为2，当P0/P1比值为(30
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40)时，n为3；S2：确定厚度因素赋值得分Y，具体的，首先计算H1/H0，若H1/H0的小数部分为0取3分，H1/H0的小数部分为(0
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0.5】取1分，H1/H0的小数部分为(0.5
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0.75】取2分，H1/H0的小数部分为0.75以上取3分；其中，Y为厚度因素赋值得分，H1为各地质层的平均厚度，H0为开挖设备的经济开挖深度；S3：将压强因素赋值得分X与厚度因素赋值得分Y相加即得到所述工效赋分。3.根据权利要求2所述的含风化砂岩地铁车站基坑开挖设备选定方法，其特征在于，所述开挖设备的适用压强按开挖设备的最不利压强因素考虑，其中，抓机、挖机与钩机的最不利因素是高压强岩土，液压破碎锤、液压劈铣机和静态爆破设备的最不利因素是低压强岩土。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊胜，李斌，周浩，江仿，
申请(专利权)人：中铁五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：