CN103362133A - 高山窄谷拱坝拱肩槽挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高山窄谷拱坝拱肩槽挖方法，属于一种高山窄谷拱坝拱肩的开挖方法。自交通洞沿拱肩槽掏槽开挖，开挖一个梯段后马上支护，防止上部掉块，威胁下部开挖、除渣和支护的作业面安全，垂直升降机械除渣提高工效。优点是较常规大开挖方案大大减少了开挖量、高边坡支护工程量，减少了弃渣量，减少了土地资源的占用，降低了开挖和支护的施工难度，增加了施工期安全保障，最大程度上减小了对原生态环境的影响，直接经济效益明显，间接效益可观，社会效益巨大。

Description

高山窄谷拱坝拱肩槽挖方法

技术领域

本发明属于一种高山窄谷拱坝拱肩的开挖方法。

背景技术

80%窄谷位于灰岩、白云岩、砂页岩等沉积岩地区，其中60%窄谷拱坝修建在灰岩、白云岩窄谷。窄谷拱坝岸坡一般很陡，河谷完全呈V型，一般窄谷被冲蚀，窄谷岸坡常在70～80°度，甚至一定高度范围内呈倒坡。窄谷拱坝的谷底，有时因急剧冲蚀而形成深槽，这种深切峡谷往往容易形成顺坡的卸荷松弛，较大的边坡变形，甚至潜在崩塌和滑坡，这就要求对岸坡很陡的窄谷拱坝必须认真对待两岸边坡地质条件和两岸高陡边坡的处理。高山峡谷拱坝如采用常规大开挖方式，多存在高边坡处理的问题，支护工程量巨大；施工条件差，施工安全难以保证；大开挖工程量巨大，对原生态环境影响大；弃渣场规模庞大，占用土地资源，破坏原生态环境。

发明内容

本发明提供一种高山窄谷拱坝拱肩槽挖方法，以解决高山窄谷拱坝拱肩常规大开挖及支护带来的工程量巨大，施工难度大、施工风险高、破坏生态环境、浪费土地资源的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

（一）、修建能达到坝头位置的交通洞，通过该交通洞到达坝头位置，该坝址区呈狭窄的“V”型河谷，坝址两岸地形高耸陡峻，基岩裸露，两岸谷坡坡度约60°～90°；

（二）开挖，开挖梯段在靠近坝顶洞挖部位梯段不大于5m，两个梯段后，开挖梯段可增加至10m，相邻梯段开口线平行，保证钻孔在同一平面内，爆破参数：

5m梯段，主爆孔采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2.5m，排距2.0m，孔深5.0m，装药长度2.5m，连续装药，主爆孔堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量12kg；缓冲孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5～0.8m，缓冲孔装药量0.8～4kg，缓冲孔深5.0m，装药段长度3.0m，堵塞长度2.0m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；光爆孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5m，光爆孔装药量180g／m、220g／m，不耦合系数1.3，光爆孔深5.0m，装药长度4.2m，间隔装药，堵塞长度0.8m，光爆孔距离缓冲孔距离0.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管。总装药量751kg，最大单响药量90 kg，平均单耗0.45kg/m³；

10m梯段采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2m，排距3.5m，孔深10m，装药长度7m，连续装药，主爆孔堵塞长度3m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量31.5kg；缓冲孔孔距2.5m，缓冲孔装药量20kg，缓冲孔深10m，装药段长度4.6m，间隔装药，堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；预裂孔孔距1m，预裂孔装药量380g/m，不耦合系数2.8，孔深10m，装药长度9m，间隔装药，堵塞长度1m，预裂孔距离缓冲孔距离1.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，总装药量1979kg，最大单响药量42.3 kg，平均单耗0.45kg/m³；

（三）、锁口支护，拱肩槽采取全径向槽挖，坝顶洞挖，由于拱肩槽岩石部分卸荷，且开挖边坡较陡，上部开挖边坡基本直立，甚至局部会出现倒坡，为了保证施工安全在坝顶洞挖后就进行洞挖加强锁口，采用3φ25长9m锚筋束结合φ25长4.5m锚杆进行洞壁及顶拱锚固，根据岩石情况及开挖跨度确定混凝土衬砌厚度及配筋，在锁口段衬砌过程中在衬砌顶拱预埋“葫芦吊”固定埋件及电缆架，为以后的葫芦吊安装准备条件；在进行加强锁口的同时对洞口周边岩体进行检查，对松动岩块进行清撬或挂网喷锚，保证洞口周围岩石整体稳定，局部无掉块的前提下进行继续向下开挖，每次开挖后进行上一梯段的支护工作，分段开挖，分段支护；

（四）、垂直升降机械除渣，拱肩槽开挖爆破过程中一部分渣体被抛落河床，一部分渣体残留在开挖面内，为此采用机械清渣，由于机械无法自行到达清渣作业面，且在爆破时需躲避，故在坝顶洞挖锁口衬砌段设置双向葫芦吊，将用于清渣的PC100挖机从坝顶交通洞吊至清渣作业面，待进行下一梯段爆破时再将挖机提升至坝顶，转至交通洞避炮，保证施工机械安全。

在高山窄谷拱坝坝址处多悬崖峭壁，山高坡陡，人员物资运输困难，基本无交通条件，危险性高，施工过程中通过交通洞到达坝头，交通洞在坝头是拱肩槽唯一的开挖作业面，交通洞口也是将来大坝的坝头，对交通洞洞口进行加强支护锁口，保证施工期、运行期交通洞口安全。自交通洞沿拱肩槽掏槽开挖，开挖一个梯段后马上支护，防止上部掉块，威胁下部开挖、除渣和支护的作业面安全。拱肩槽开槽宽度尽量减少，拱肩槽开挖设计中改变常规拱坝拱肩槽大开挖方式，采用拱肩槽掏槽开挖，坝顶洞挖的型式。充分考虑到了工程实际地质、地形情况，因地制宜，优化拱坝体形，优化开挖方式，最大可能的减少开挖量、避免高边坡支护工程量，降低了施工期风险，减少了土地资源占用，减少对生态环境的破坏。

本发明的优点是较常规大开挖方案大大减少了开挖量、高边坡支护工程量，减少了弃渣量，减少了土地资源的占用，降低了开挖和支护的施工难度，增加了施工期安全保障，最大程度上减小了对原生态环境的影响，直接经济效益明显，间接效益可观，社会效益巨大。

在满足坝体应力的前提下，减小拱坝顶拱中心角，进而减小了坝头洞挖跨度，为坝头开挖施工提供了有利的施工条件，保证了施工期和运行期安全。

附图说明

    图1是本发明垂直升降机械除渣的示意图。

具体实施方式

 包括下列步骤：

（一）、修建能达到坝头位置的交通洞，通过该交通洞到达坝头位置，该坝址区呈狭窄的“V”型河谷，坝址两岸地形高耸陡峻，基岩裸露，两岸谷坡坡度约60°～90°；

（二）开挖，开挖梯段在靠近坝顶洞挖部位梯段不大于5m，两个梯段后，开挖梯段可增加至10m，相邻梯段开口线平行，保证钻孔在同一平面内，爆破参数：

5m梯段，主爆孔采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2.5m，排距2.0m，孔深5.0m，装药长度2.5m，连续装药，主爆孔堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量12kg；缓冲孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5～0.8m，缓冲孔装药量0.8～4kg，缓冲孔深5.0m，装药段长度3.0m，堵塞长度2.0m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；光爆孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5m，光爆孔装药量180g／m、220g／m，不耦合系数1.3，光爆孔深5.0m，装药长度4.2m，间隔装药，堵塞长度0.8m，光爆孔距离缓冲孔距离0.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管。总装药量751kg，最大单响药量90 kg，平均单耗0.45kg/m³；

10m梯段采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2m，排距3.5m，孔深10m，装药长度7m，连续装药，主爆孔堵塞长度3m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量31.5kg；缓冲孔孔距2.5m，缓冲孔装药量20kg，缓冲孔深10m，装药段长度4.6m，间隔装药，堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；预裂孔孔距1m，预裂孔装药量380g/m，不耦合系数2.8，孔深10m，装药长度9m，间隔装药，堵塞长度1m，预裂孔距离缓冲孔距离1.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，总装药量1979kg，最大单响药量42.3 kg，平均单耗0.45kg/m³；

（三）、锁口支护，拱肩槽采取全径向槽挖，坝顶洞挖，由于拱肩槽岩石部分卸荷，且开挖边坡较陡，上部开挖边坡基本直立，甚至局部会出现倒坡，为了保证施工安全在坝顶洞挖后就进行洞挖加强锁口，采用3φ25长9m锚筋束结合φ25长4.5m锚杆进行洞壁及顶拱锚固，根据岩石情况及开挖跨度确定混凝土衬砌厚度及配筋，在锁口段衬砌过程中在衬砌顶拱预埋“葫芦吊”固定埋件及电缆架，为以后的葫芦吊安装准备条件；在进行加强锁口的同时对洞口周边岩体进行检查，对松动岩块进行清撬或挂网喷锚，保证洞口周围岩石整体稳定，局部无掉块的前提下进行继续向下开挖，每次开挖后进行上一梯段的支护工作，分段开挖，分段支护；

（四）、垂直升降机械除渣，拱肩槽开挖爆破过程中一部分渣体被抛落河床，一部分渣体残留在开挖面内，为此采用机械清渣，由于机械无法自行到达清渣作业面，且在爆破时需躲避，故在坝顶洞挖锁口衬砌段设置双向葫芦吊，将用于清渣的PC100挖机从坝顶交通洞吊至清渣作业面，待进行下一梯段爆破时再将挖机提升至坝顶，转至交通洞避炮，保证施工机械安全。

Claims (1)

1.一种高山窄谷拱坝拱肩槽挖方法，其特征在于：包括下列步骤：

（一）、修建能达到坝头位置的交通洞，通过该交通洞到达坝头位置，该坝址区呈狭窄的“V”型河谷，坝址两岸地形高耸陡峻，基岩裸露，两岸谷坡坡度约60°～90°；

（二）开挖，开挖梯段在靠近坝顶洞挖部位梯段不大于5m，两个梯段后，开挖梯段可增加至10m，相邻梯段开口线平行，保证钻孔在同一平面内，爆破参数：

5m梯段，主爆孔采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2.5m，排距2.0m，孔深5.0m，装药长度2.5m，连续装药，主爆孔堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量12kg；缓冲孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5～0.8m，缓冲孔装药量0.8～4kg，缓冲孔深5.0m，装药段长度3.0m，堵塞长度2.0m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；光爆孔采用手风钻钻设，孔径42mm，孔距0.5m，光爆孔装药量180g／m、220g／m，不耦合系数1.3，光爆孔深5.0m，装药长度4.2m，间隔装药，堵塞长度0.8m，光爆孔距离缓冲孔距离0.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，总装药量751kg，最大单响药量90 kg，平均单耗0.45kg/m³；

10m梯段采用中风压潜孔钻钻设，孔径90mm，主爆孔孔距2m，排距3.5m，孔深10m，装药长度7m，连续装药，主爆孔堵塞长度3m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，单孔药量31.5kg；缓冲孔孔距2.5m，缓冲孔装药量20kg，缓冲孔深10m，装药段长度4.6m，间隔装药，堵塞长度2.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管；预裂孔孔距1m，预裂孔装药量380g/m，不耦合系数2.8，孔深10m，装药长度9m，间隔装药，堵塞长度1m，预裂孔距离缓冲孔距离1.5m，起爆网络采用导爆索加非电毫秒导爆雷管，总装药量1979kg，最大单响药量42.3 kg，平均单耗0.45kg/m³；

（三）、锁口支护，拱肩槽采取全径向槽挖，坝顶洞挖，由于拱肩槽岩石部分卸荷，且开挖边坡较陡，上部开挖边坡基本直立，甚至局部会出现倒坡，为了保证施工安全在坝顶洞挖后就进行洞挖加强锁口，采用3φ25长9m锚筋束结合φ25长4.5m锚杆进行洞壁及顶拱锚固，根据岩石情况及开挖跨度确定混凝土衬砌厚度及配筋，在锁口段衬砌过程中在衬砌顶拱预埋“葫芦吊”固定埋件及电缆架，为以后的葫芦吊安装准备条件；在进行加强锁口的同时对洞口周边岩体进行检查，对松动岩块进行清撬或挂网喷锚，保证洞口周围岩石整体稳定，局部无掉块的前提下进行继续向下开挖，每次开挖后进行上一梯段的支护工作，分段开挖，分段支护；

（四）、垂直升降机械除渣，拱肩槽开挖爆破过程中一部分渣体被抛落河床，一部分渣体残留在开挖面内，为此采用机械清渣，由于机械无法自行到达清渣作业面，且在爆破时需躲避，故在坝顶洞挖锁口衬砌段设置双向葫芦吊，将用于清渣的PC100挖机从坝顶交通洞吊至清渣作业面，待进行下一梯段爆破时再将挖机提升至坝顶，转至交通洞避炮，保证施工机械安全。