CN109056671B - 高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构及施工方法，属于地质勘探技术领域，用以解决现有的勘探平洞布置结构中，其开挖施工时对于不同层勘探平洞需要分时段施工以避免安全隐患，同时还存在施工周期长、环境污染大、难度高以及施工成本高等问题。本发明通过在每层勘探平洞内采用相互交叉连通的横河平洞和顺河平洞的布置结构，并在每层勘探平洞内设置一个出渣洞口，同时将各层勘探平洞的出渣口在沿边坡的倾斜方向错开设置，可避免各层勘探平洞施工时出渣的相互影响，可实现同时对多层勘探平洞进行施工，提高了施工效率，缩短了施工工期同时还避免了安全隐患；另外还可减少出渣口的数量，减少环境污染、降低施工成本和施工难度。

Description

高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构及其施工方法。

背景技术

为利用河流水能落差发电，水电站建设多位于高山峡谷地区。受河谷深切风化、卸荷等影响，坝区地质条件复杂。为查明坝区的边坡地质条件，通常需在对应的边坡进行钻孔或开挖平洞进行地质勘探；并且通常需要在边坡上按照高程实施多层平洞或钻孔进行勘探，通常勘探平洞包括横河平洞和顺河平洞。

在现有勘探平洞开挖过程中，其上、下不同层勘探平洞的实施存在施工干扰问题，因其每层勘探平洞内的各横河平洞均以自己的出口处为出渣口，因此每层勘探平洞均具有多个出渣点，进而导致每层勘探平洞的出渣对下方勘探点会构成直接的安全影响；因此，目前在进行上、下层勘探平洞施工时必须在同一纵向方向上分时段实施，以避免上方勘探平洞的施工对下方勘探平洞施工造成的安全隐患，因此导致施工周期长，效率低下等问题。另外，由于在每层勘探平洞内的每一个横河平洞施工均形成一个出渣点，其出渣点多，环境污染大；而且遍布于边坡的渣体其稳定性差，对后期下方勘探人员构成安全隐患；另外，在施工前均需在地表修路至每个洞口位置以到达平洞进行运渣，因此导致地表道路修建工作量大增，并将增加施工成本和施工难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有的勘探平洞布置结构，其开挖施工时对于不同层勘探平洞需要分时段施工以避免安全隐患，同时还存在施工周期长、环境污染大、难度高以及施工成本高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，包括设置于边坡内的至少一层勘探平洞，每层勘探平洞包括顺河平洞和横河平洞，位于同一层勘探平洞内的顺河平洞与该层内的所有横河平洞连通；在每层勘探平洞内设置有一个出渣洞口，并且各层勘探平洞所对应的出渣洞口沿边坡的倾斜方向错开设置。

进一步的是：每层勘探平洞包括一个顺河平洞和多个横河平洞。

进一步的是：所述顺河平洞的走向与边坡底部的沟壑或者河流的走向一致，所述横河平洞的走向与顺河平洞的走向垂直；并且横河平洞的一端从边坡的表面穿出或者接近至边坡的表面，横河平洞的另一端深入边坡内。

进一步的是：所述出渣洞口为对应层勘探平洞内的其中一个横河平洞从边坡表面穿出后所形成的洞口。

进一步的是：所述出渣洞口为对应层勘探平洞内的顺河平洞的其中一端从边坡表面穿出后所形成的洞口。

进一步的是：在任意一层勘探平洞内设置有辅助洞，辅助洞的一端与对应层勘探平洞内的顺河平洞相连通，辅助洞的另一端从边坡表面穿出，该层勘探平洞的出渣洞口为对应辅助洞上的一端从边坡表面穿出后所形成的洞口。

另外，本发明还提供一种高山峡谷地区边坡勘探平洞施工方法，其采用上述本发明所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，包括如下步骤：

第一步、出渣洞口的选取：通过现场调查，为每层勘探平洞分别选取一出渣洞口，并且确保各层勘探平洞的出渣洞口沿边坡的倾斜方向错开设置；

第二步、顺河平洞的施工：从各层勘探平洞确定的出渣洞口向边坡内开挖施工，当开挖施工至对应层勘探平洞的顺河平洞位置后，进行顺河平洞的开挖施工；

第三步、横河平洞的施工：当顺河平洞开挖施工至与对应的横河平洞交叉位置时，进行该处的横河平洞的开挖施工；

在上述步骤二和步骤三的开挖施工过程中所产生的渣土，均在对应层勘探平洞内运输至该层勘探平洞的出渣洞口处排渣。

进一步的是：在步骤三中，在同层勘探平洞内，当顺河平洞施工完成后再进行横河平洞的施工。

进一步的是：在步骤二中，同时进行不同层勘探平洞的施工。

本发明的有益效果是：本发明通过在每层勘探平洞内采用相互交叉连通的横河平洞和顺河平洞的布置结构，并在每层勘探平洞内设置一个出渣洞口，同时将各层勘探平洞的出渣口在沿边坡的倾斜方向错开设置，这样一方面可避免各层勘探平洞施工时出渣的相互影响，可实现同时对多层勘探平洞进行施工，提高了施工效率，缩短了施工工期同时还避免了安全隐患；另外，由于每层勘探平洞可只设置有一个出渣口，因此可极大地减少出渣口的数量，进而减少环境污染、降低安全隐患以及减少地表道路修建工作量，以及可降低施工成本和施工难度。另外，由于水电站勘探本身需要布置多层横河平洞、顺河平洞勘探查明其地质条件，采用本发明所述的布置结构和施工方法，通过合理布局、合理安排施工方法，可实现同时对各层勘探平洞进行施工，在工程量不增加的条件下，可极大地缩短施工工期，提高施工效率。

附图说明

图1为边坡坡面的轴侧示意图；

图2为边坡坡面的主视图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4、图5、图6分别为图3中B-B截面的剖视图所对应的不同勘探平洞布置方式。

图中标记为：顺河平洞1、横河平洞2、出渣洞口3、辅助洞4、地形线5、河道6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图6中所示，本发明所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，包括设置于边坡内的至少一层勘探平洞，每层勘探平洞包括顺河平洞1和横河平洞2，位于同一层勘探平洞内的顺河平洞1与该层内的所有横河平洞2连通；在每层勘探平洞内设置有一个出渣洞口3，并且各层勘探平洞所对应的出渣洞口3沿边坡的倾斜方向错开设置。

本发明中，由于在同一层勘探平洞内其顺河平洞1与横河平洞2之间为交叉连通关系，如参照附图中所示；因此可在同一层勘探平洞内通过顺河平洞1将多个横河平洞2依次连通，进而可在顺河平洞1以及相应的横河平洞2内部进行开挖洞渣的运输，因此可将同一层勘探平洞内各洞的开挖洞渣在内部运输并收集至同一出渣洞口3所在位置后再进行排渣；因此避免了在每一层勘探平洞上由每个横河平洞2分别作为出渣洞口的情况；可减少边坡上的出渣口数量，降低环境污染和安全隐患等。并且，理论上只需要在每层勘探平洞内设置一个出渣洞口3即可满足对该层勘探平洞内所有洞渣的排渣要求。

另外，不失一般性，参照附图所示，本发明中所述的顺河平洞1，其指的是该洞的走向与边坡底部的沟壑或者河流的走向大致一致，即顺着河道流向方向或者顺着沟壑走向方向；以下所称的顺河方向与顺河平洞1的走向一致；而所述的横河平洞2，其指的是该洞的走向与顺河平洞1的走向大致呈垂直状态，并且横河平洞2的一端从边坡的表面穿出或者接近至边坡的表面，横河平洞2的另一端深入边坡内，即横河平洞2的方向大致为从边坡的表面向边坡的内部深入的方向；以下所称的横河方向与横河平洞2的走向一致。当然，横河平洞2和顺河平洞1均应当大致位于同一水平高程位置，并且相互交叉连通；这样，即可通过顺河平洞1将相应的横河平洞2连通，并可将其内部作为运输洞渣的通道。

另外，根据实际工程需要，当顺河平洞1长度较长时，例如达到700m左右时，可设置对应的横河平洞2的一端从边坡的表面穿出，这样可借助各横河平洞2的穿出洞口确保整层勘探平洞的通风效果。当然，对于顺河平洞1的长度较短时，例如在200m以下时，理论上对应的横河平洞2的一端也可设置为接近至边坡的表面而不用揭穿。

不失一般性，本发明中在每层勘探平洞内对于顺河平洞1和横河平洞2的具体设置数量均没有限制，可根据实际勘探所需而进行设置。通常情况下，可设置有至少一个顺河平洞1和多个横河平洞2，如参照附图4中所示，为设置有一个顺河平洞1和三个横河平洞2的布置方式。当设置有多个横河平洞2时，相邻两个横河平洞2之间的间距可根据实际勘探所需进行设置，通常可设置在50m～200m左右。

本发明中所述的横河平洞2，其作用主要是用于对边坡的横河方向的地质情况进行勘探；同理，本发明中所述的顺河平洞1则是在边坡内的一定深度位置设置一沿着边坡的顺河方向的平洞，以实现对边坡内部一定深度位置处的顺河方向的地质情况进行勘探。由此可见，本发明通过同时设置顺河平洞1和横向平洞2，除了上述可对同一层勘探平洞内的洞渣进行运输收集后从同一个出渣洞口3处排渣外，还可进一步实现对边坡内顺河方向和横河方向等不同方向上的地质勘探，进而提高勘探效果。

更具体的，本发明中设置各层勘探平洞所对应的出渣洞口3沿边坡的倾斜方向错开设置，参照附图1或者附图2中所示。即当设置有多层的勘探平洞时，不同层勘探平洞的出渣洞口在边坡的倾斜方向上错开，以避免上层勘探平洞的出渣对下方的勘探平洞的出渣以及其它施工造成安全隐患；这样即可实现同时对不同层的勘探平洞进行施工，可极大地缩短施工周期。

更具体的，对于每层勘探平洞，其对应的出渣洞口3可采用如下各种布置方式：可直接采用该层内其中一个横河平洞2从边坡表面的穿出洞口，如附图4中所示；或者也可采用该层内的顺河平洞1从边坡表面的穿出洞口，如附图5中所示；或者当其中任意一层勘探平洞内所有横河平洞2以及顺河平洞1的洞口均不方便修建地表道路到达或者均不方便进行开挖施工时，可在该层勘探平洞内通过额外地设置一辅助洞4，借助该辅助洞4与顺河平洞1连通后，将辅助洞4从边坡表面的穿出洞口作为出渣洞口3，以便于排渣和施工，如附图6中所示。当然，不失一般性，对于上述各种出渣洞口3的设置方式，可根据实际的施工环境情况进行设置，并尽量考虑在方便修建地表道路或者考虑其他方便进行施工的情况下设置出渣洞口3。

另外，本发明所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞施工方法，采用上述本发明所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，并具体包括如下步骤：

第一步、出渣洞口3的选取：通过现场调查，为每层勘探平洞分别选取一出渣洞口3，并且确保各层勘探平洞的出渣洞口3沿边坡的倾斜方向错开设置；

第二步、顺河平洞的施工：从各层勘探平洞确定的出渣洞口3向边坡内开挖施工，当开挖施工至对应层勘探平洞的顺河平洞1位置后，进行顺河平洞的开挖施工；

第三步、横河平洞的施工：当顺河平洞1开挖施工至与对应的横河平洞2交叉位置时，进行该处的横河平洞2的开挖施工；

在上述步骤二和步骤三的开挖施工过程中所产生的渣土，均在对应层勘探平洞内运输至该层勘探平洞的出渣洞口3处排渣。

其中，在步骤一中对施工现场的调查后，应当根据实际情况，在方便修建地表道路或者方便进行开挖施工的位置为每层勘探平洞选取相应的出渣洞口3，并确保各层勘探平洞对应的出渣洞口3沿边坡的倾斜方向错开设置；然后再进行后续的勘探平洞开挖施工。当然，在设计勘探平洞的布置位置时应当与需要勘探地质条件的边坡岩体相对应，如将顺河平洞1大概布置于需要建设的水电站大坝建基面附近，以便用于勘探对应的建基岩土体的地质条件；同时，相应的布置于顺河平洞1连通的各横河平洞2。

当各层勘探平洞的出渣洞口3位置确定后，即可从各出渣洞口3对各层勘探平洞进行开挖施工。具体针对每层勘探平洞而言，则是从出渣洞口3处先向边坡内开挖至顺河平洞1的位置后再沿顺河平洞1开挖，并在顺河平洞1开挖至与相应的横河平洞2连通所在位置后即可进行对相应横河平洞2的开挖工作。并且在同一层的勘探平洞开挖过程中，其所产生的所有洞渣均先在其内部运输至相应的出渣洞口3处排渣。更具体的，根据出渣洞口3的布置方式的不同，其对每层勘探平洞的开挖顺序也有所不同；具体可参照附图4至附图6中所示各种布置情况，对于出渣洞口3选取位置的不同，其开挖顺序可分别沿着附图4至附图6中的箭头所示方向进行，相应的其内部的洞渣运输方向则与附图中的箭头方向相反。例如，以附图4中为例，首先从出渣洞口3的位置向边坡内部开挖，当开挖至与顺河平洞1相连通的位置时，可沿顺河平洞1的方向向两端继续开挖，当沿顺河平洞1的方向开挖至与某一横河平洞2相连通的位置后，进行对该横河平洞2的开挖，并且为了确保整层勘探平洞的通风效果较好，在开挖横河平洞2时可将横河平洞2的一端直接从边坡的表面揭穿以形成洞口，进而便于通风。

另外，由于本发明中将各层勘探平洞的出渣洞口3设置为沿边坡的倾斜方向错开设置，这样可避免不同层勘探平洞开挖施工的影响，因此在上述本发明所述的施工方法的步骤二中，可同时进行不同层勘探平洞的施工。因各层勘探平洞的洞渣从边坡的倾斜方向上的不同位置运出，因此避免了上层勘探平洞的出渣对下层勘探平洞出渣以及其它施工的影响，可进一步提高施工效率，缩短施工周期。

更具体的，在上述本发明所述的施工方法的步骤三中，若对于顺河平洞1较短的情况时，其整个勘探平洞的通风效果可以得到保障，因此理论上也可在同层勘探平洞内，当顺河平洞1施工完成后再进行横河平洞2的开挖施工；或者可在沿顺河平洞1的方向开挖至与对应的横河平洞2连通位置后同时进行该横河平洞2的开挖施工和顺河平洞1的进一步开挖施工。

Claims (5)

1.高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，其特征在于：包括设置于边坡内的至少一层勘探平洞，每层勘探平洞包括顺河平洞（1）和横河平洞（2），位于同一层勘探平洞内的顺河平洞（1）与该层内的所有横河平洞（2）连通；在每层勘探平洞内设置有一个出渣洞口（3），并且各层勘探平洞所对应的出渣洞口（3）沿边坡的倾斜方向错开设置；

所述顺河平洞（1）的走向与边坡底部的沟壑或者河流的走向一致，所述横河平洞（2）的走向与顺河平洞（1）的走向垂直；并且横河平洞（2）的一端从边坡的表面穿出或者接近至边坡的表面，横河平洞（2）的另一端深入边坡内；

所述出渣洞口（3）为对应层勘探平洞内的其中一个横河平洞（2）从边坡表面穿出后所形成的洞口，或者，所述出渣洞口（3）为对应层勘探平洞内的顺河平洞（1）的其中一端从边坡表面穿出后所形成的洞口；

在任意一层勘探平洞内设置有辅助洞（4），辅助洞（4）的一端与对应层勘探平洞内的顺河平洞（1）相连通，辅助洞（4）的另一端从边坡表面穿出，该层勘探平洞的出渣洞口（3）为对应辅助洞（4）上的一端从边坡表面穿出后所形成的洞口。

2.如权利要求1所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，其特征在于：每层勘探平洞包括一个顺河平洞（1）和多个横河平洞（2）。

3.高山峡谷地区边坡勘探平洞施工方法，采用上述权利要求1至2中任意一项所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞布置结构，其特征在于：包括如下步骤：

第一步、出渣洞口（3）的选取：通过现场调查，为每层勘探平洞分别选取一出渣洞口（3），并且确保各层勘探平洞的出渣洞口（3）沿边坡的倾斜方向错开设置；

第二步、顺河平洞的施工：从各层勘探平洞确定的出渣洞口（3）向边坡内开挖施工，当开挖施工至对应层勘探平洞的顺河平洞（1）位置后，进行顺河平洞的开挖施工；

第三步、横河平洞的施工：当顺河平洞（1）开挖施工至与对应的横河平洞（2）交叉位置时，进行该处的横河平洞（2）的开挖施工；

在上述步骤二和步骤三的开挖施工过程中所产生的渣土，均在对应层勘探平洞内运输至该层勘探平洞的出渣洞口（3）处排渣。

4.如权利要求3所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞施工方法，其特征在于：在步骤三中，在同层勘探平洞内，当顺河平洞（1）施工完成后再进行横河平洞（2）的施工。

5.如权利要求3所述的高山峡谷地区边坡勘探平洞施工方法，其特征在于：在步骤二中，同时进行不同层勘探平洞的施工。