專利名稱：一種高地應力壩基開挖施工工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于水利水電建筑施工技術(shù)領域，尤其屬于水利水電建設中土建施工技術(shù)領域，特別涉及高地應カ壩基開挖施工エ藝。
背景技術(shù)：
在水電站建設中，壩基開挖的質(zhì)量直接關(guān)系到整個工程的穩(wěn)定和安全。而在高山峽谷中進行壩基開挖，兩岸高差極大，峽谷底部形成天然的高地應カ區(qū)，壩基開挖過程將致使邊坡體型變化，應カ重分布，卸荷調(diào)整和損傷破壞等，且開挖后的建基面長期暴露，在應力釋放及重力卸荷等綜合因素作用下，易發(fā)生卸荷回彈、松弛破壞，使巖體不能滿足拱壩建基面的要求。傳統(tǒng)的先進行壩基開挖后進行錨桿、掛網(wǎng)、噴混凝土等支護的施工エ藝由于開挖至支護完成施工時間間隔長，壩基巖體卸荷前難以發(fā)揮作用，造成高地應カ區(qū)域壩基巖體回彈松動和剪切錯動，井出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象，不得不大面積二次開挖、固結(jié)灌漿及重復錨筋施 エ，致使施工エ期延后和施工成本大量増加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了ー種高地應カ壩基開挖施工エ藝。本發(fā)明要解決的問題是提供一種能有效解決高地應カ壩基開挖巖體卸荷回彈、松弛破壞的施工エ藝。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)ー種高地應カ壩基開挖施工エ藝，其特征是壩基開挖前預留小于或等于壩基坡度、厚度為梯段炮孔底部裝藥直徑25 40倍的壩基保護層，并在完成貫通壩基保護層和壩基的預錨錨筋后再開挖壩基保護層形成設計壩基建基面。所述小于壩基坡度是指形成壩基保護層外側(cè)的邊坡與水平底面的夾角小于或等于壩基邊坡與水平底面的夾角。壩基保護層厚度是指保護側(cè)面邊坡表面與壩基建基面的垂直距離，壩基保護層厚度與巖體特性、爆破方式和規(guī)模、爆破材料性能、爆破裝藥直徑等有關(guān)，所述梯段炮孔底部裝藥直徑25 40倍是指所在壩基梯段開挖爆破孔底部裝藥后直徑的25 40倍厚度。具體可以包括以下步驟A、根據(jù)設計在壩基保護層外側(cè)區(qū)域鉆爆破孔和預裂孔，鉆孔完成后進行爆破和開挖出渣作業(yè)施工，使壩基建基面外側(cè)預留壩基保護層；B、壩基保護層形成后，在壩基保護層側(cè)面邊坡進行預錨錨筋孔鉆孔，預錨錨筋孔穿透壩基保護層深入壩基建基面，鉆孔完成后安裝預錨錨筋和錨桿應カ計，預錨錨筋和錨桿應カ計安裝完成后進行全孔注漿，在壩基保護層側(cè)面再鉆孔并安裝多點位移計和孔ロ保護器；C、預錨錨筋注漿凝固后，在壩基保護層上平面鉆爆破孔和預裂孔，鉆孔完成后進行壩基保護層爆破及開挖出渣作業(yè)施工；D、壩基建基面開挖完成后，進行開挖評價。預錨錨筋孔深入壩基建基面的深度大于壩基保護層厚度2倍。
采用振弦式讀數(shù)儀測量多點位移計監(jiān)測數(shù)據(jù)，電阻比指示儀測量錨桿應力計監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行開挖評價。本發(fā)明的有益效果是避免壩基開挖由于高地應カ而造成的卸荷松弛及回填變形，甚至產(chǎn)生“蔥皮”、板裂，局部發(fā)生巖爆現(xiàn)象。能有效避免由于壩基建基面巖體卸荷松弛和回彈變形造成的二次開挖，固結(jié)灌漿和重復錨固施工，大大節(jié)省了施工エ期和施工成本，獲得了良好的經(jīng)濟效益。


圖I是壩基保護層預留開挖示意圖；圖2是壩基預錨錨固及監(jiān)測儀器鉆孔示意圖； 圖3是壩基預錨錨固及監(jiān)測儀器安裝、注漿示意圖；圖4是壩基保護層開挖狀態(tài)示意圖；圖5是壩基保護層開挖完成評價及監(jiān)測示意圖；圖中I一鉆孔設備,2一瀑破孔,3一預裂孔,4一壩基保護層，5—壩基建基面，6—預錨錨筋孔，7一預錨錨筋，8—錨桿應カ計,9一多點位移計孔，10一注衆(zhòng)設備，11一孔ロ保護器，12一多點位移計，13—振弦式讀數(shù)儀,14一電阻比指不儀，H一壩基厚度。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行進一歩的描述，本實施例只用于對本發(fā)明進行進ー步的說明，但不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整屬于本發(fā)明保護的范圍。結(jié)合圖I至圖5。高地應カ壩基開挖施工エ藝包括以下步驟A、壩基保護層外側(cè)預裂和開挖，鉆孔設備I在壩基保護層4外側(cè)區(qū)域鉆孔爆破孔2及預裂孔3，鉆孔完成后進行爆破及開挖出渣作業(yè)施工，使壩基建基面5外側(cè)預留適當厚度的壩基保護層4 ;壩基保護層4厚度H為梯段炮孔底部裝藥直徑的25 40倍，形成壩基保護層4外側(cè)邊坡與水平底面的夾角小于或等于壩基建基面5與水平底面的夾角。B、預錨及監(jiān)測儀器安裝施工，壩基保護層4形成后，鉆孔設備I進行預錨錨筋孔6的鉆孔，鉆孔完成后安裝預錨錨筋7，錨桿應カ計8也采用預錨錨筋孔6進行安裝，預錨錨筋7和錨桿應カ計8安裝完成后由注漿設備10進行全孔注漿。鉆孔設備I鉆孔多點位移計孔9，鉆孔完成后安裝孔ロ保護器11 ；C、保護層開挖，預錨錨筋6注漿達到設計強度后，鉆孔設備I在壩基保護層4上鉆孔爆破孔2及預裂孔3，鉆孔完成后進行壩基保護層4爆破及開挖出渣作業(yè)施工；D、壩基建基面監(jiān)測儀器安裝及開挖評價，壩基建基面5開挖完成后，立即安裝多點位移計12，采用振弦式讀數(shù)儀13測量多點位移計12監(jiān)測數(shù)據(jù)，電阻比指示儀14測量錨桿應カ計8監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行開挖評價。在A步驟中壩基保護層4應預留適當?shù)膶挾龋诒ＷC把壩基建基面5應カ不發(fā)生明顯變化的前提下盡量減小厚度。
在B步驟中預錨錨筋孔6的鉆孔深度=壩基保護層4厚度H+預錨錨筋7長度，預錨錨筋7和錨桿應カ計8立即進行注漿，注漿需將預錨錨筋孔6全部注滿，多點位移計孔9鉆孔完成后應立即安裝孔ロ保護器11，防止異物進入。在C步驟中預錨錨筋7注漿達到設計強度后完成壩基保護層4開挖。在D步驟中立即安裝多點位移計12，并進行相關(guān)監(jiān)測評價壩基建基面開挖質(zhì)量。工程例某水電站拱壩壩基開挖施工，壩址區(qū)壩肩自然邊坡坡高超過1000m，開挖邊坡高度540m。巖層為典型的反向坡,巖層走向與谷坡走向基本一致,傾向坡里,傾角30 40°。左岸壩肩巖石高邊坡斷層、層間擠壓錯動帶、節(jié)理裂隙發(fā)育。壩基下部巖體的應カ在30MPa以上，底部邊坡巖體的應カ在40Mpa 60 MPa。為典型的高地應カ壩基開挖施工。為保證 壩基開挖后由于高地應カ卸荷松弛和回彈變形造成巖體二次開挖、固結(jié)灌漿和重復錨固施エ，壩基下部開挖采用先錨后挖高地應カ壩基開挖施工エ藝，采用施工預裂預留3m厚度壩基保護層，采用L=9m的Φ32預錨錨筋錨固，壩基保護層小藥量開挖爆破施工，取得了良好的爆破效果。開挖完成的壩基經(jīng)物探探測聲波衰減率約為4%，遠低于技術(shù)要求中10%規(guī)定。壩基半孔率、平整度優(yōu)良，未出現(xiàn)由于卸荷松弛和回彈變形造成的“蔥皮”、板裂，甚至巖爆現(xiàn)象，避免了二次開挖、固結(jié)灌漿和重復錨筋施工，大大節(jié)省了施工エ期和施工成本。
權(quán)利要求
1.ー種高地應カ壩基開挖施工エ藝，其特征是壩基開挖前預留小于或等于壩基坡度、厚度(H)為梯段炮孔底部裝藥直徑25 40倍的壩基保護層(4)，并在完成貫通壩基保護層(4)和壩基的預錨錨筋(7)后再開挖壩基保護層(4)形成設計壩基建基面(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高地應カ壩基開挖施工エ藝，其特征是包括以下步驟 A、在壩基保護層(4)外側(cè)區(qū)域鉆爆破孔(2)和預裂孔(3)，鉆孔完成后進行爆破和開挖出渣作業(yè)施工，使壩基建基面(5 )外側(cè)預留壩基保護層(4 ); B、壩基保護層(4)形成后，在壩基保護層(4)側(cè)面邊坡進行預錨錨筋孔(6)鉆孔，預錨錨筋孔(6 )穿透壩基保護層(4 )深入壩基建基面(5 )，鉆孔完成后安裝預錨錨筋(7 )和錨桿應カ計(8)，預錨錨筋(7)和錨桿應カ計(8)安裝完成后進行全孔注漿，在壩基保護層(4)側(cè)面再鉆孔并安裝多點位移計(9)和孔ロ保護器(11); C、預錨錨筋(6)注漿凝固后，在壩基保護層(4)上平面鉆爆破孔(2)和預裂孔(3)，鉆孔完成后進行壩基保護層(4)爆破及開挖出渣作業(yè)施工； D、壩基建基面(5)開挖完成后，進行開挖評價。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高地應カ壩基開挖施工エ藝，其特征是預錨錨筋孔(6)深入壩基建基面(5)的深度大于壩基保護層(4)厚度(H) 2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高地應カ壩基開挖施工エ藝，其特征是采用振弦式讀數(shù)儀(13)測量多點位移計(9)監(jiān)測數(shù)據(jù)，電阻比指示儀(14)測量錨桿應カ計(8)監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行開挖評價。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高地應力壩基開挖施工工藝。本發(fā)明在壩基開挖前預留小于或等于壩基坡度、厚度為梯段炮孔底部裝藥直徑25～40倍的壩基保護層，并在完成貫通壩基保護層和壩基的預錨錨筋后再開挖壩基保護層形成設計壩基建基面。采用本發(fā)明施工工藝避免壩基開挖由于高地應力而造成的卸荷松弛及回填變形，甚至產(chǎn)生“蔥皮”、板裂，局部發(fā)生巖爆現(xiàn)象。能有效避免由于壩基建基面巖體卸荷松弛和回彈變形造成的二次開挖，固結(jié)灌漿和重復錨固施工，大大節(jié)省了施工工期和施工成本，獲得了良好的經(jīng)濟效益。
文檔編號E02D33/00GK102691299SQ20121020236
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者張宇, 張登柱, 殷本林, 蔣愛民, 蔡超 申請人:中國水利水電第七工程局有限公司