CN109488309A - 高地应力、玄武岩地下厂房洞室施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高地应力、玄武岩地下厂房洞室开挖施工方法。包括中部分层平推施工、两侧保护层预留开挖施工；中部分层层高4.0±0.5m，保护层宽度5±0.5m，上、下游保护层与中部分层平推之间设置预裂孔，预裂孔采取两层中部分层一起预裂爆破，在两侧保护层开挖施工完成，及时跟进完成系统支护施工。本发明采用中部分层开挖方式，可减小爆破规模，降低对围岩的扰动，保护层与中部分层平推之间设置预裂孔，可减小爆破振动对边墙的破坏，利于应力的释放，两侧预留保护层，使得开挖面的应力调整及松弛变形发生在保护层内，不会对永久边墙造成影响，保护层开挖工程量较小，完成时间短，可及时跟进支护，有效控制不良地质对高边墙围岩稳定的影响。

Description

高地应力、玄武岩地下厂房洞室施工方法

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，尤其属于地下厂房机坑开挖技术领域，具体为高地应力、玄武岩地质条件下地下厂房洞室施工方法。

背景技术

地下厂房洞室普遍具有跨度大、边墙高、结构复杂、围岩稳定问题突出等特点，开挖施工中受高地应力影响，高边墙松弛、坍塌现象严重，传统开挖工艺常采用边墙结构面深孔预裂+中部梯段爆破的方式进行开挖，边墙结构面深孔预裂爆破对高地应力围岩稳定有一定影响，且需等待较长时间后才能揭露出来进行系统支护施工，导致边墙永久结构面会有较长时间的应力调整及松弛破坏，引起片帮掉块、松弛塌落，不利于围岩稳定及施工期安全。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种高地应力、玄武岩地下厂房洞室开挖施工方法。本发明目的是通过采用本发明施工方法，有效保障高地应力、玄武岩层围岩开挖的稳定，保证围岩稳定及施工期安全。

本发明通过以下技术方案实现：

高地应力、玄武岩地下厂房洞室施工方法，其特征在于：包括中部分层平推施工、两侧保护层预留开挖施工，具体包括以下步骤：

1)对大跨度地下厂房洞室采取中部分层平推、两侧保护层预留开挖的方式，中部分层层高4.0±0.5m；将洞室平层开挖分为3区施工，两侧为保护层，保护层布置宽度5±0.5m，中部剩余岩体为中部分层平推区域；

2)上、下游保护层与中部分层平推之间设置预裂孔，减小爆破振动对边墙的破坏，释放应力，预裂孔采取两层中部分层一起预裂爆破；

3)中部分层水平推进采用多臂钻造水平孔，采用两人协同作业，一人操作多臂钻，一人在孔位位置根据测量放线成果指挥，造孔间距不大于1.1m，孔深4.5±0.5m；

4)两侧保护层开挖之前，对围岩进行查看，对于发育顺层向缓倾角较松散的岩体，采取低压固结灌浆；固结灌浆孔布置间距不大于2.4m，内段灌浆压力0.1～0.5Mpa；

5)两侧保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，为保证造孔精度，采取搭设样架和套管的形式造竖向孔，爆孔孔深4m，孔间距45cm，抵抗距不大于60cm；

6)在两侧保护层开挖施工完成，及时跟进喷护混凝土、系统锚杆、挂钢筋网完成系统支护施工。

本发明通过采取中部分层平推开挖和两侧预留保护层光面爆破的方式进行开挖，中部分层平推与两侧保护层间采用预裂爆破，使得应力调整及松弛破坏发生在保护层内，不影响边墙永久结构面，两侧预留保护层采用光面爆破施工，开挖工程量小，可快速完成，及时跟进系统支护，通过逐步释放地应力、及时支护围岩有效控制不良地质对高边墙围岩稳定的影响。预裂爆破是在中部平推与保护层间设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝；其作用是缓冲、反射后续中部平推爆破产生的振动波，减小振动波对保护层岩体的破坏影响，使保护层获得较平整的开挖轮廓。光面爆破是一种使开挖面保持平整而不受明显破坏的控制爆破技术；其特点是在设计开挖轮廓线上手风钻造一排孔距与最小抵抗线相匹配的光爆孔，并采用不耦合装药或其他特殊的装药结构，在保护层主爆孔爆破后起爆光爆孔，从而形成一个贯穿光爆炮孔且光滑平整的开挖面。

本发明对高地应力玄武岩中的大跨度地下厂房采用薄层保护开挖方式，实现逐步释放应力，发挥岩体支撑作用，防止高边墙两侧同时卸荷引起应力集中，减少应力破坏；减小单次爆破规模，降低对围岩的爆破扰动；同时利于支护及时快速跟进，进一步对围岩进行加固支护，以保证围岩稳定及施工期安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过采用中部分层开挖方式，可减小爆破规模，降低对围岩的扰动。

2、保护层与中部分层平推之间设置预裂孔，可减小爆破振动对边墙的破坏，利于应力的释放。

3、两侧预留保护层，使得开挖面的应力调整及松弛变形发生在保护层内，不会对永久边墙造成影响，保护层开挖工程量较小，完成时间短，可及时跟进支护，有效控制不良地质对高边墙围岩稳定的影响。

4、本发明解决了高地应力玄武岩层中大跨度地下洞室存在的围岩松弛、变形、塌落、安全风险大等问题。

附图说明

图1是本发明实施例分层、分区横剖面图；

图2是本发明实施例分层、分区平面图；

图3是本发明主厂房系统支护施工示意图。

图中，1是中部分层；2是保护层；3是预裂孔；4是喷护混凝土；5是系统锚杆；6是挂钢筋网。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

结合图1～图3，下面以一具体的地下厂房洞室开挖施工进行说明，该厂房建设在高地应力、玄武岩地质条件下，其地下厂房洞室及其边墙开挖施工方法包括中部分层平推、预留保护层开挖，具体包括以下步骤：

1)对大跨度地下厂房洞室采取中部分层平推+两侧保护层预留开挖的方式，如图1和图2所示，中部分层1层高四米左右，将洞室平层开挖分为三区施工，上下游是两侧保护层2，保护层2布置宽度五米左右，中间剩余岩体为中部分层1平推区域，在施工过程中，中部分层1平推施工超前两侧保护层2不大于10m，浅层支护紧跟保护层2开挖掌子面，预应力锚杆施工滞后不大于20m，预应力锚索施工滞后不大于80m，工序间流水线作业，有力保证支护跟进进度，确保洞室围岩稳定。

2)上、下游两侧保护层2与中部分层1平推施工之前先进行预裂孔3施工，预裂孔3采用D7潜孔钻造孔，为保证预裂孔爆破效果，采取连续两层中部分层1的薄层一起预裂爆破，造孔深度八米左右，孔间距不大于八十厘米，造孔结束后孔口采用麻袋进行堵塞，防止堵孔，需控制好钻孔角度，保证爆破效果与开挖面的成型质量。

3)在预裂孔爆破完成后，进行中部分层1平推施工，采用多臂钻造水平孔平推爆破，采取两人协同作业，一人操作多臂钻，一人在孔位位置根据测量放线成果指挥，造孔间距不大于一米二，孔深四米五左右。

4)两侧保护层2在中部分层1平推爆破出渣后进行施工，先对围岩进行检查，对于发育顺层向缓倾角较松散的岩体，采取低压固结灌浆等基础处理方式，固结灌浆压力0.1～0.5Mpa。

5)在中部分层1平推完成且基础处理完成后，进行两侧保护层2开挖施工，采用手风钻造孔，光面爆破施工，为保证造孔精度，采取搭设样架+套管的形式造竖向孔，光爆孔孔深四米，孔间距约四十五厘米。

6)在两侧保护层2开挖施工完成，及时跟进喷护混凝土4、系统锚杆5、挂钢筋网6等系统支护施工。

Claims (1)

1.高地应力、玄武岩地下厂房洞室施工方法，其特征在于：包括中部分层平推施工、两侧保护层预留开挖施工，具体包括以下步骤：

1)对大跨度地下厂房洞室采取中部分层平推、两侧保护层预留开挖的方式，中部分层层高4.0±0.5m；将洞室平层开挖分为3区施工，两侧为保护层，保护层布置宽度5±0.5m，中部剩余岩体为中部分层平推区域；

2)上、下游保护层与中部分层平推之间设置预裂孔，减小爆破振动对边墙的破坏，释放应力，预裂孔采取两层中部分层一起预裂爆破；

3)中部分层水平推进采用多臂钻造水平孔，采用两人协同作业，一人操作多臂钻，一人在孔位位置根据测量放线成果指挥，造孔间距不大于1.1m，孔深4.5±0.5m；

4)两侧保护层开挖之前，对围岩进行查看，对于发育顺层向缓倾角较松散的岩体，采取低压固结灌浆；固结灌浆孔布置间距不大于2.4m，内段灌浆压力0.1～0.5Mpa；

5)两侧保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，为保证造孔精度，采取搭设样架和套管的形式造竖向孔，爆孔孔深4m，孔间距45cm，抵抗距不大于60cm；

6)在两侧保护层开挖施工完成，及时跟进喷护混凝土、系统锚杆、挂钢筋网完成系统支护施工。