[發明專利]高壓變電站深回填區旋挖鉆進中的入巖深度確定方法

有效

• 申請號: 201610015342.X
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105653811B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周澤宏;黃昊;劉先珊;許明;陳家福;胡園一
• 申請（專利權）人: 重慶市送變電工程有限公司;國網重慶市電力公司;重慶大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本發明公開了一種高壓變電站深回填區旋挖鉆進中的入巖深度確定方法，首先是基于探地雷達監測，對地層進行界定；其次是基于旋挖鉆進過程的地層辨識，確定旋挖機所在的地層類型；然后是基于得到的旋挖鉆進的工作參數，根據力學原理計算抗壓強度及抗剪強度；再是根據判定得到的地層類型，結合結構承載力的要求，考慮樁基至少埋入中風化巖層，判定持力層所在位置；最后建議地層?樁基三維精細化有限元模型，并考慮樁基與巖土地層的接觸面力學特性，分析不同荷載組合及不同嵌巖深度組合下的樁基變形以及內力分布，最終確定最優的嵌巖深度。本發明是一種直接評估山地城市高壓變電站賦存地層旋挖鉆進過程入巖判定的可行性方法。

技術領域

本發明涉及一種高壓變電站深回填區旋挖鉆進中的入巖深度確定方法，尤其是對山地城市軟質巖土深回填區的旋挖鉆進過程，其持力層的準確判定及入巖深度的確定是提高鉆進效率且節省工程造價的關鍵。

背景技術

為了適應我國電力負荷分布及電源布局，滿足大型能源基地開發和外送需求，我國加快了堅強智能電網的建設，以實現電網的大范圍互聯、能源資源優化配置以及電能跨區域遠距離輸送。而高壓輸變電站作為連接各級電網的重要樞紐，是保障電網安全運行的關鍵點之一，其結構的安全性和可靠性要求也日益提高。當前，就重慶山地城市而言，由于建設用地規劃的需要，其高壓輸變電站址通常賦存環境復雜，建設過程的大規模挖填方雖然經過碾壓或夯實處理，漸進產生的地層沉降仍對上部結構的穩定性造成極大的威脅。因此，樁基作為當前高壓變電站深回填巖土區的重要加固型式，為了保證結構抵御各類地質災害及自然災害，可行且可靠的樁基設計及施工關鍵技術是當前亟待解決的重要課題。

近年來，鑒于人工挖孔及沖擊鉆孔的局限性，具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、一機多用、機動靈活、施工效率高及環境污染小等優點的旋挖鉆機在樁基施工中具有明顯的優勢，效果顯著。但旋挖鉆進過程中的入巖判定問題，尚無統一的規范或標準可循。為了保證工程施工質量及單樁承載力滿足設計要求，準確的地層辨識是入巖識別的關鍵，是嵌巖深度精確確定的重要依據，其工程實踐價值顯著。如重慶市某110kV輸變電工程，超深區域為35kV配電室和主控室，綜合地勘資料和設計圖紙，平均鉆孔深度6米，最大12.5米，最小5米。而現場的實際旋挖鉆孔深度顯示，此區域最淺鉆孔深度為6.6米，最深鉆孔深度為29.7米，與地勘資料和設計圖紙嚴重不相符，其中與地勘資料上位置重合的主控室A12號樁(設計孔深6.5m)，實際鉆孔深度為27.6米。現場施工統計顯示，鉆孔超深231.4米，混凝土方量增大174立方，造價增加35萬元左右。其主要原因為變電站區處于喀斯特地質區域，并且站內樁基全部都處于回填區域內，回填深度最大20余米，且回填施工時并未分層碾壓，填土中夾雜著大量的粒徑較大的石頭，回填土層松散，密實度嚴重達不到要求。由此可見，由于山地城市電力建設用地的局限性，大多高壓輸變電站將處于復雜地質環境或軟質巖土深回填區，同樣會遇到旋挖鉆進深度與設計值不符的問題，旋挖鉆進過程中的地層辨識方法有助于明確地層存在的缺陷及地層結構分布，是持力層準確定位的關鍵，為嵌巖深度的優化設計提供重要的理論依據。因此，開展旋挖鉆進過程中的入巖判定研究對保障施工可靠性及可控性尤為重要。

為了對不同賦存環境中旋挖樁施工持力層辨識、嵌巖深度確定、安全性評估提供完備的輔助決策和技術支撐，實現不同地質環境下的嵌巖深度預測，避免實際嵌巖深度與設計不符的情況，并對施工安全的管理從由事后應急、被動防范向事前預測、主動決策的轉型，提升旋挖施工技術在不同工程環境中的靈活適用能力，有必要發明一種有效的旋挖鉆進入巖判定方法，從理論上建立旋挖鉆進工作參數與地層物性特征的關聯性，又從技術上解決旋挖鉆進過程中的持力層準確定位、嵌巖深度預測及承載力安全問題。可推廣至500kV電壓等級的交直流輸變電站的樁基施工及管理工作，有助于提升大型高壓變電站施工的精細化管理水平，縮短工程建設周期，減少因嵌巖深度難以確定而增加的工程量及工程造價。

發明內容