[發明專利]高地應力、玄武巖地下廠房洞室施工方法

在審

• 申請號: 201811229324.7
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109488309A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 韓進奇;楊勇;楊帆;李洪偉;倪華軍;曾強;張丹萍;覃保柱;韓喬松;劉天
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第七工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21D11/10
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種高地應力、玄武巖地下廠房洞室開挖施工方法。包括中部分層平推施工、兩側保護層預留開挖施工；中部分層層高4.0±0.5m，保護層寬度5±0.5m，上、下游保護層與中部分層平推之間設置預裂孔，預裂孔采取兩層中部分層一起預裂爆破，在兩側保護層開挖施工完成，及時跟進完成系統支護施工。本發明采用中部分層開挖方式，可減小爆破規模，降低對圍巖的擾動，保護層與中部分層平推之間設置預裂孔，可減小爆破振動對邊墻的破壞，利于應力的釋放，兩側預留保護層，使得開挖面的應力調整及松弛變形發生在保護層內，不會對永久邊墻造成影響，保護層開挖工程量較小，完成時間短，可及時跟進支護，有效控制不良地質對高邊墻圍巖穩定的影響。

技術領域

本發明屬于水利水電工程技術領域，尤其屬于地下廠房機坑開挖技術領域，具體為高地應力、玄武巖地質條件下地下廠房洞室施工方法。

背景技術

地下廠房洞室普遍具有跨度大、邊墻高、結構復雜、圍巖穩定問題突出等特點，開挖施工中受高地應力影響，高邊墻松弛、坍塌現象嚴重，傳統開挖工藝常采用邊墻結構面深孔預裂+中部梯段爆破的方式進行開挖，邊墻結構面深孔預裂爆破對高地應力圍巖穩定有一定影響，且需等待較長時間后才能揭露出來進行系統支護施工，導致邊墻永久結構面會有較長時間的應力調整及松弛破壞，引起片幫掉塊、松弛塌落，不利于圍巖穩定及施工期安全。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種高地應力、玄武巖地下廠房洞室開挖施工方法。本發明目的是通過采用本發明施工方法，有效保障高地應力、玄武巖層圍巖開挖的穩定，保證圍巖穩定及施工期安全。

本發明通過以下技術方案實現：

高地應力、玄武巖地下廠房洞室施工方法，其特征在于：包括中部分層平推施工、兩側保護層預留開挖施工，具體包括以下步驟：

1)對大跨度地下廠房洞室采取中部分層平推、兩側保護層預留開挖的方式，中部分層層高4.0±0.5m；將洞室平層開挖分為3區施工，兩側為保護層，保護層布置寬度5±0.5m，中部剩余巖體為中部分層平推區域；

2)上、下游保護層與中部分層平推之間設置預裂孔，減小爆破振動對邊墻的破壞，釋放應力，預裂孔采取兩層中部分層一起預裂爆破；

3)中部分層水平推進采用多臂鉆造水平孔，采用兩人協同作業，一人操作多臂鉆，一人在孔位位置根據測量放線成果指揮，造孔間距不大于1.1m，孔深4.5±0.5m；

4)兩側保護層開挖之前，對圍巖進行查看，對于發育順層向緩傾角較松散的巖體，采取低壓固結灌漿；固結灌漿孔布置間距不大于2.4m，內段灌漿壓力0.1～0.5Mpa；

5)兩側保護層開挖采用YT-28手風鉆造孔，光面爆破施工，為保證造孔精度，采取搭設樣架和套管的形式造豎向孔，爆孔孔深4m，孔間距45cm，抵抗距不大于60cm；

6)在兩側保護層開挖施工完成，及時跟進噴護混凝土、系統錨桿、掛鋼筋網完成系統支護施工。

本發明通過采取中部分層平推開挖和兩側預留保護層光面爆破的方式進行開挖，中部分層平推與兩側保護層間采用預裂爆破，使得應力調整及松弛破壞發生在保護層內，不影響邊墻永久結構面，兩側預留保護層采用光面爆破施工，開挖工程量小，可快速完成，及時跟進系統支護，通過逐步釋放地應力、及時支護圍巖有效控制不良地質對高邊墻圍巖穩定的影響。預裂爆破是在中部平推與保護層間設計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫；其作用是緩沖、反射后續中部平推爆破產生的振動波，減小振動波對保護層巖體的破壞影響，使保護層獲得較平整的開挖輪廓。光面爆破是一種使開挖面保持平整而不受明顯破壞的控制爆破技術；其特點是在設計開挖輪廓線上手風鉆造一排孔距與最小抵抗線相匹配的光爆孔，并采用不耦合裝藥或其他特殊的裝藥結構，在保護層主爆孔爆破后起爆光爆孔，從而形成一個貫穿光爆炮孔且光滑平整的開挖面。