[發明專利]一種特高拱壩基礎軟弱錯動帶的開挖施工方法

有效

• 申請號: 201610326438.8
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105970966B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張偉狄;紀林強;徐建榮;何世海;殷亮;祝青;顧錦健;黃熠輝;魏海寧
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D17/02
• 分類號: E02D17/02;E02D27/40
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種特高拱壩基礎軟弱錯動帶的開挖施工方法。適用于壩基存在軟弱錯動帶的特高拱壩。

背景技術

隨著我國“高壩大庫”工程的快速發展，特高拱壩(壩高大于200m)將在西部峽谷地區作為擋水建筑物之一。特高拱壩壩基應力較大，對基礎巖體要求較高，基礎開挖深度相對較深(水平和垂直深度往往大于100m)。而西部峽谷地區巖體條件復雜，壩基中往往存在力學參數較低的軟弱錯動帶，當軟弱錯動帶傾向河床開挖面時，由于壩基上覆巖體的挖除及爆破影響造成巖體內部應力釋放，開挖過程中易造成軟弱錯動帶上下盤剪切錯動變形。

當發生的剪切變形較小時，可采用停止下部壩基開挖、對變形區域進行錨固措施控制變形穩定后，繼續下挖建基面；當發生的剪切變形較大時，已發生剪切變形的部位已不能作為高拱壩的基礎，需進行整體混凝土置換處理。上述處理措施已在工程實例中應用，但增加了工程投資、延誤了工期，屬于補救措施。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述補救措施存在的問題，提供一種特高拱壩基礎軟弱錯動帶的開挖施工方法，旨在通過揭露軟弱錯動帶之前的開挖過程中，進行加固措施與開挖梯段的有序結合應用，提前對軟弱錯動帶進行深部錨固并控制其剪切變形，使得基礎開挖有序進行、保證工程質量及工期。

本發明所采用的技術方案是：特高拱壩基礎軟弱錯動帶的開挖施工方法，其特征在于，首先根據有限元分析成果，確定軟弱錯動帶剪切變形值與上覆巖體開挖之間的關系；當開挖至深部錨固起始高程時，控制本梯段錨索施工完畢、挖除下一梯段預留石渣和進行再下一梯段前緣巖體的開挖；如此同步循環下降，直至軟弱錯動帶開挖揭露的同時已完成所有錨索的錨固。

上述開挖施工方法具體包括步驟如下：

1、原地形線以下有設計建基開挖面，建基開挖面內埋藏軟弱錯動帶，軟弱錯動帶傾向外側；

2、挖除建基開挖面以上巖體，至剪切變形控制起始高程，將開挖梯段高度調整為5m；

3、本梯段挖至建基開挖面，利用錨索鉆機蹲于下一梯段預留石渣上施工本梯段錨索，同時對再下一梯段前緣巖體進行開挖；

4、將本梯段的錨索施工完畢、挖除下一梯段預留石渣、并繼續對再下一梯段前緣巖體進行開挖；

5、按步驟3～4循環施工，至軟弱錯動帶出露后，控制剪切變形的所有錨索應全部施工完成，后續開挖即可同步下降。

本發明的有益效果是：在壩基軟弱錯動帶完全出露之前，提前施工針對軟弱錯動帶的深層加固，提高壩基巖體的穩定性、部分恢復圍巖壓力，控制了壩基開挖過程中沿錯動帶的剪切變形；錨索提前加固措施與下部壩基開挖施工循環下降，達到提前加固的同時不影響下部開挖工期的要求。通過各步驟的組合施工，本發明方法可推廣至各類存在緩傾角錯動帶的大壩基礎或邊坡處理工程中。

附圖說明

圖1為本發明實施例根據有限元分析取得的壩基軟弱錯動帶剪切變形隨開挖高程變化的示意圖。

圖2為本發明實施例步驟3的示意圖。

圖3為本發明實施例步驟4的示意圖。

圖4為本發明實施例步驟5的示意圖。

具體實施方式

本實施例為一種特高拱壩基礎開挖過程中，控制軟弱錯動帶隨上覆巖體開挖后剪切變形的施工方法。如圖1所示，首先根據有限元分析成果，確定軟弱錯動帶3剪切變形值與上覆巖體開挖之間的關系(圖1中各條曲線為壩基開挖至不同高程時，錯動帶各埋深位置的變形情況，圖中橫坐標為軟弱錯動帶層面距離開挖出露處的埋深(m)，左側縱坐標為剪切變形值)。當開挖至深部錨固起始高程時，控制本梯段101(深部)錨索4施工完畢、挖除下一梯段102預留石渣5和進行再下一梯段103前緣巖體6的開挖；如此同步循環下降，直至軟弱錯動帶3開挖揭露的同時已完成所有(深部)錨索4的錨固。

如圖2～4所示，本實施例的具體施工步驟如下：

1、原地形線1以下有(設計)建基開挖面2，建基開挖面2內埋藏軟弱錯動帶3，軟弱錯動帶3傾向外側(見圖2)；

2、挖除建基開挖面2以上巖體1，至剪切變形控制起始高程，將開挖梯段高度調整為5m，開始提前實施變形控制措施；

3、本梯段101挖至建基開挖面2，利用錨索鉆機蹲(于)下一梯段102的預留石渣5、施工本梯段101錨索4，同時開始對再下一梯段103前緣巖體6進行開挖(見圖2)；

4、將本梯段101的錨索4施工完畢、挖除下一梯段102預留石渣5、并繼續對再下一梯段103前緣巖體6進行開挖(見圖3)；