[發明專利]高地應力、玄武巖地質條件下巨型地下廠房機坑施工方法

在審

• 申請號: 201811229348.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109339055A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 韓進奇;楊勇;楊帆;曾強;張丹萍;李洪偉;倪華軍;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: E02D17/02
• 分類號: E02D17/02;E02D17/04;E02D5/74
• 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、玄武巖地質條件下巨型地下廠房機坑施工方法。包括隔墩預支護和機坑開挖施工；在機坑開挖前先對隔墩進行沉頭錨桿，并及時進行鎖口錨桿、蓋重混凝土、預應力錨索組合預支護；機坑開挖采取平面分區、豎向分層施工，包括減薄層開挖、井挖段開挖及井挖段下層開挖。本發明在高地應力和玄武巖不良地質條件下，通過在廠房機坑下挖前對隔墩進行沉頭錨桿+鎖口錨桿+蓋重混凝土+預應力錨索組合的多重預支護，保證了廠房機坑隔墩開挖成型和穩定；對廠房機坑采用減薄開挖、平面分區、豎向分層的開挖方式進行開挖，合理組織開挖順序，減小爆破規模和及時對開挖結構面進行支護，有利于機坑的開挖成型、穩定和安全。

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、玄武巖地質條件下巨型地下廠房機坑施工方法。

背景技術

水電工程中，地下廠房開挖過程中常常需進行機坑開挖，機坑開挖工程具有工程量大，技術難度高，不可預見因素多等特點。傳統廠房機坑開挖，普遍采用先施工開挖區周圍鎖口錨桿，后進行機坑分區開挖的施工工藝，該工藝對地應力較低的地下廠房機坑具有很好的成型效果，但針對高地應力和玄武巖等不利地質構造共同作用的巨型地下廠房機坑開挖施工，廠房前期開挖圍巖變形較大，挖空率大，在機坑進一步下挖過程中機坑間隔墩卸荷松弛加劇，采用傳統施工工藝，機坑開挖成型效果不理想，安全風險高。

發明內容

為了解決上述問題，本發明公開了一種高地應力、玄武巖地質條件下巨型地下廠房機坑施工方法。

本發明通過以下技術方案實現：

高地應力、玄武巖地質條件下巨型地下廠房機坑施工方法，所述廠房機坑包括多個機坑及其相鄰機坑之間的隔墩，其特征在于：所述施工方法包括隔墩預支護和機坑開挖施工，具體包括以下方法：

一、隔墩預支護

在機坑開挖前先對隔墩進行沉頭錨桿，并及時進行鎖口錨桿、蓋重混凝土、預應力錨索組合預支護，確保隔墩在廠房機坑下挖時巖體穩定和體型完整。包括以下步驟：

(1)先在隔墩頂面插入沉頭錨桿。所述沉頭錨桿在廠房機坑頂部上一層開挖前施工，其造孔深度為機坑頂部上一層層高與沉頭錨桿長度之和，頂部高程與隔墩頂面設計高程一致。

(2)進行廠房機坑頂部上一層開挖，開挖完成后立即在隔墩周邊施工鎖口錨桿，對隔墩進行加強支護；所述鎖口錨桿沿隔墩周邊垂直于隔墩巖面布置兩排，且沉頭錨桿和鎖口錨桿交錯布置。

(3)鎖口錨桿施工完成后在隔墩頂面覆蓋澆筑50cm厚蓋重混凝土，并按設計要求在蓋重混凝土澆筑前預留出預應力錨索鉆孔位置。所述蓋重混凝土施工還包括插筋施工和鋼筋安裝。

(4)在隔墩頂面施工預應力錨索，張拉完成后對錨頭部位采用與蓋重混凝土同標號混凝土回填至蓋重混凝土頂高程。其中，預應力錨索張拉在蓋重混凝土達到設計強度后進行。

二、機坑開挖施工

對機坑采取平面分區、豎向分層施工，目的是通過薄層分區、分序開挖，減小機坑爆破規模，最大限度保護隔墩體型完整。主要包括減薄層開挖、井挖段開挖及井挖段下層開挖。其中，井挖段開挖又包括導井分序開挖、導井擴挖、溜渣井分區分層擴挖施工。

包括以下步驟：

(1)減薄層開挖。對機坑進行第一層減薄開挖，減小機坑井挖一次性開挖高度，控制爆破規模以達到減小圍巖變形的目的。所述減薄層層高通常根據操作廊道底板高程與機坑頂部高程確定。

(2)井挖段開挖。所述井挖段指裝渣導洞以上、減薄層以下部分，采用平面分區、豎向分層方式施工。

1)減薄層支護完成后，進行溜渣井開挖。溜渣井分導井和導井擴挖施工。導井從下往上分三次進行貫通，導井貫通后進行溜渣井導井擴挖施工。