CN107524124A - 一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法 - Google Patents

一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法 Download PDF

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Abstract

一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，将岩壁吊车梁所在分层分为四个开挖区，其中开挖Ⅰ区位于该分层的中部，开挖Ⅱ区、开挖Ⅲ区和开挖Ⅳ区沿厂房纵轴线对称布置；达到简化施工工序、降低安全风险、提高开挖质量、减少围岩和已浇混凝土扰动的效果。

Description

一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法
技术领域
本发明涉及一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，具体地说是一种将岩石切割和传统爆破技术相结合的方法。
背景技术
抽水蓄能电站地下厂房中，岩壁吊车梁部位是钢筋混凝土横梁，上面有轨道，行走起重机，是重要的承重结构。岩壁梁利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体牢牢地锚固在围岩上，承受的荷载通过长锚杆和岩台摩擦力传递到围岩上，如果超挖严重或者围岩遭到破坏，将影响岩壁梁的承载能力，其开挖成型质量非常关键，是地下厂房开挖过程中质量要求最高的部位之一。
传统岩壁吊车梁部位开挖施工采用控制爆破技术，其中岩壁吊车梁岩台通常采用光面爆破或预裂爆破，需要进行大量生产性爆破试验才能确定最优爆破参数，且爆破开挖的弊端很多，施工繁琐、安全风险高、爆破震动对围岩影响大，尤其在地质条件复杂的条件下超欠挖不易控制、岩台成型质量差。
发明内容
本发明即针对上述问题，提出一种将岩石切割和传统爆破技术相结合的岩壁吊车梁部位开挖施工方法，达到简化施工工序、降低安全风险、提高开挖质量、减少围岩和已浇混凝土扰动的效果。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，将岩壁吊车梁所在分层分为四个开挖区，其中开挖Ⅰ区位于该分层的中部，开挖Ⅱ区、开挖Ⅲ区和开挖Ⅳ区沿厂房纵轴线对称布置；
S1、在厂房上、下游边墙位置，首先进行潜孔钻预裂爆破，形成预裂面；
S2、对开挖Ⅰ区进行爆破处理，挖出爆破后的碎石；
S3、利用履带式岩石切割机对岩壁吊车梁立面岩台进行切割成型，使开挖Ⅱ区和围岩隔开；
S4、对开挖Ⅱ区进行爆破，爆破深度为岩壁吊车梁立面岩台的深度；爆破后进行出渣，形成开挖Ⅲ区爆破施工的机械行进通道；
S5、对开挖Ⅲ区进行爆破，爆破后进行出渣，形成开挖Ⅳ区爆破施工的机械行进通道；
S6、利用履带式岩石切割机由下往上对岩壁吊车梁斜面岩台进行切割，使岩壁吊车梁立面岩台和岩壁吊车梁斜面岩台相连，形成预定夹角；
S7、对开挖Ⅳ区进行爆破处理，完成岩壁吊车梁部位开挖施工。
进一步地，开挖Ⅱ区沿厂房上、下游方向宽度为履带式岩石切割机总宽的2倍，作为履带式岩石切割机出的行进通道。
进一步地，步骤S1中，预裂孔间距60-100cm，孔径84-94mm，孔深14-15.5m，采用不偶合间隔方式安装炸药，线装药密度400～500g/m。
进一步地，预裂孔间距优选80cm，孔径优选89mm，孔深优选14.65m；以减少开挖Ⅰ区1、开挖Ⅱ区2、开挖Ⅲ区3爆破时对地下厂房边墙的振动影响。
进一步地，步骤S4中，沿厂房纵轴线方向一次爆破进尺控制在8m以内；优选4m。
进一步地，S6中，预定夹角的角度为120-150度。
进一步地，履带式岩石切割机包括挖掘机本体、液压马达和切割机构，所述的液压马达安装在挖掘机本体的铲斗安装处，液压马达的输出轴承上安装切割机构。
进一步地，切割机构为圆盘切割刀片，该圆盘切割刀片外周设有锯齿，直径3m，最大切割深度1.4m，挖掘机本体的液压系统为液压马达提供动力，并驱动切割机构进行岩石切割作业。
进一步地，挖掘机本体采用30t级履带式液压反铲挖掘机。
本发明的有益效果：
本发明的履带式岩石切割机采用履带式液压反铲挖掘机(30t级)改装实现，在挖掘机铲斗处换装液压马达，在液压马达轴承上固定切割刀片，切割刀片为圆盘形并有锯齿，直径3m，最大切割深度1.4m，可以对100MP以上强度的岩石进行切割。挖掘机液压系统为液压马达提供动力，并驱动刀片进行岩石切割作业。该履带式岩石切割机切割速率为3m/h，满足工程进度需求，综合单价与传统光面爆破(预裂爆破)费用相当。
本发明解决了抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位传统控制爆破开挖施工技术固有的工序繁琐、安全风险大、超欠挖不易控制、爆破震动对围岩和已浇混凝土扰动大等问题，降低了施工安全风险，提高了岩台开挖质量，其施工机械通过常规机械改装即可实现，费用与传统施工技术相当。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本发明所述开挖施工方法的分区、开挖顺序示意图。
图2是开挖Ⅰ区开挖完成后示意图。
图3是开挖Ⅱ区开挖完成后示意图。
图4是开挖Ⅲ区开挖完成后示意图。
图5是本发明的履带式岩石切割机示意图。
图中：1、开挖Ⅰ区；2、开挖Ⅱ区；3、开挖Ⅲ区；4、开挖Ⅳ区；5、岩壁吊车梁立面岩台；6、岩壁吊车梁斜面岩台；7、预裂面；8、履带式岩石切割机。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
如图1～5所示，抽水蓄能电站地下厂房开挖到岩壁吊车梁所在分层，本发明所述的开挖施工方法工序如下：
1)在厂房上、下游边墙先行进行潜孔钻预裂爆破，形成预裂面7，以减少开挖Ⅰ区1、开挖Ⅱ区2、开挖Ⅲ区3爆破时对地下厂房边墙的振动影响。
2)对开挖Ⅰ区1进行爆破开挖，该开挖区施工方法为传统爆破方法。
3)对开挖Ⅱ区2进行爆破开挖，该开挖区沿厂房上、下游方向宽度为履带式岩石切割机8总宽的2倍，可以作为履带式岩石切割机8的行进通道。首先利用履带式岩石切割机8对岩壁吊车梁立面岩台5进行切割成型，随后对开挖Ⅱ区2进行爆破，爆破深度为岩台深度，沿厂房纵轴线方向一次爆破进尺控制在5m以内，以减少单次爆破总耗药量。
4)对开挖Ⅲ区3进行爆破开挖，该开挖区施工方法为传统爆破方法。
对开挖Ⅳ区4进行爆破开挖，履带式岩石切割机8由开挖Ⅲ区3开挖完成后形成的工作面上，由下往上对岩壁吊车梁斜面岩台6进行切割成型，随后对开挖Ⅳ区4进行爆破。至此，完成岩壁吊车梁部位开挖施工。
其中，履带式岩石切割机包括挖掘机本体、液压马达和切割机构，所述的液压马达安装在挖掘机本体的铲斗安装处，液压马达的输出轴承上安装切割机构。
切割机构为圆盘切割刀片，该圆盘切割刀片外周设有锯齿，直径3m，最大切割深度1.4m，挖掘机本体的液压系统为液压马达提供动力，并驱动切割机构进行岩石切割作业；挖掘机本体采用30t级履带式液压反铲挖掘机。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于：将岩壁吊车梁所在分层分为四个开挖区，其中开挖Ⅰ区(1)位于该分层的中部，开挖Ⅱ区(2)、开挖Ⅲ区(3)和开挖Ⅳ区(4)沿厂房纵轴线对称布置；
S1、在厂房上、下游边墙位置，首先进行潜孔钻预裂爆破，形成预裂面(7)；
S2、对开挖Ⅰ区(1)进行爆破处理，挖出爆破后的碎石；
S3、利用履带式岩石切割机(8)对岩壁吊车梁立面岩台(5)进行切割成型，使开挖Ⅱ区(2)和围岩隔开；
S4、对开挖Ⅱ区(2)进行爆破，爆破深度为岩壁吊车梁立面岩台(5)的深度；爆破后进行出渣，形成开挖Ⅲ区(3)爆破施工的机械行进通道；
S5、对开挖Ⅲ区(3)进行爆破，爆破后进行出渣，形成开挖Ⅳ区(4)爆破施工的机械行进通道；
S6、利用履带式岩石切割机(8)由下往上对岩壁吊车梁斜面岩台(6)进行切割，使岩壁吊车梁立面岩台(5)和岩壁吊车梁斜面岩台(6)相连，形成预定夹角；
S7、对开挖Ⅳ区(4)进行爆破处理，完成岩壁吊车梁部位开挖施工。
2.如权利要求1所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于开挖Ⅱ区(2)沿厂房上、下游方向宽度为履带式岩石切割机(8)总宽的2倍，作为履带式岩石切割机(8)的行进通道。
3.如权利要求1所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于步骤S1中，预裂孔间距60-100cm，孔径84-94mm，孔深为厂房第二、三层开挖深度总和，采用不偶合间隔方式安装炸药，线装药密度400～500g/m。
4.如权利要求3所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于预裂孔间距优选80cm，孔径优选89mm。
5.如权利要求1所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于步骤S4中，沿厂房纵轴线方向一次爆破进尺控制在8m以内。
6.如权利要求5所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于一次爆破进尺为4m。
7.如权利要求1所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于S6中，预定夹角的角度为120-150度。
8.如权利要求1所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于履带式岩石切割机(8)包括挖掘机本体(8-1)、液压马达(8-2)和切割机构(8-3)，所述的液压马达(8-2)安装在挖掘机本体(8-1)的铲斗安装处，液压马达(8-2)的输出轴承上安装切割机构(8-3)。
9.如权利要求8所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于所述的切割机构(8-3)为圆盘切割刀片，该圆盘切割刀片外周设有锯齿，直径3m，最大切割深度1.4m，挖掘机本体(8-1)的液压系统为液压马达(8-2)提供动力，并驱动切割机构(8-3)进行岩石切割作业。
10.如权利要求8所述的抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁部位开挖施工方法，其特征在于挖掘机本体(8-1)采用30t级履带式液压反铲挖掘机。
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