CN109778876A - 一种高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法。将洞室开挖依次分为浅层开挖、岩锚梁段开挖和深层开挖；岩锚梁段开挖由上至下包括岩锚梁段上拐点以上至下拐点以下、按横截面分成中部中槽和两侧保护层进行；其中，中槽分上、下两层进行开挖，两侧保护层均分别分上、中、下三层进行开挖，保护层中层至少覆盖下拐点。本发明在两侧保护层下层开挖完成后就立即进行边墙结构面系统支护，减少了边墙岩石裸露及应力释放的时间，及时完成岩石锚固，确保了边墙的稳定及成型质量；在岩台三角体开挖前在下拐点位置增设一排锁口锚杆，提前完成该部位岩体锚固，减少了爆破震动最下拐点及周边岩体的破坏，确保了岩台成型质量。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，尤其属于地下洞室岩锚梁开挖技术领域，具体为高地应力条件下岩锚梁地下厂房洞室开挖施工方法。
背景技术
岩锚梁是岩壁吊车梁的简称，利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体锚固在岩石上，它承受的荷载通过长锚杆和岩石壁面摩擦力传到岩体上。与普通的现浇梁相比，岩锚梁不设立柱，充分利用围岩的承载能力。岩锚梁主要应用于大型水利枢纽工程地下厂房中机电设备的安装、维修等。它与岩台梁及其他结构梁相比，能缩窄地下厂房的跨度，减少工程量，降低工程造价，增加洞室的稳定。施工中，地下厂房洞室开挖到相应部位即可施工岩锚梁，因此，地下厂房洞室开挖是岩锚梁施工的重要步骤。
设置岩锚梁的地下厂房洞室开挖施工要求满足开挖爆破震动小、开挖成型精度高等条件，一般在岩台下拐点以下保护层开挖完成后直接进行岩台爆破层开挖。在岩台爆破过程中会对下拐点及以下的边墙产生扰动，同时受高地应力影响且需等待较长时间后才能进行拐点以下边墙系统支护，导致岩锚梁以下边墙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，不利于围岩稳定及岩台成型质量。
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条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法。本发明目的是提供一种成型质量更好、施工效率更高、更安全的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法。
本发明通过以下技术方案实现：
高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于包括以下工艺：按地下厂房洞室设计结构，将洞室开挖依次分为浅层开挖、岩锚梁段开挖和深层开挖；岩锚梁段开挖由上至下包括岩锚梁段上拐点以上至下拐点以下、按横截面分成中部中槽和两侧保护层进行；其中，中槽分上、下两层进行开挖，两侧保护层均分别分上、中、下三层进行开挖，保护层中层至少覆盖下拐点。
在完成浅层开挖后，依次进行中槽上层、保护层上层、中槽下层、保护层中层、保护层下层开挖，再进行岩台三角体开挖；保护层上层开挖在中槽上层开挖推进30m后进行，且在岩台上边墙面光爆孔预埋PVC管完成后进行，保护层中、下层开挖在中槽下层开挖推进30m后进行。
对中槽采取深层预裂各层梯段爆破开挖、两侧保护层采取松动爆破方式进行开挖；两侧保护层与中槽之间设置预裂孔，减小爆破振动对边墙的破坏，释放应力，两侧保护层预裂孔采取同步预裂爆破。
两侧保护层与中槽之间预裂孔采用潜孔钻进行钻孔，预裂孔钻孔间距不大于80cm，孔深不大于9m，梯段爆破孔距不大于1.5cm，孔深不大于4.5m。
两侧保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，采取搭设样架和套管的形式造竖向孔，爆孔孔深不大于3m，孔间距45cm，抵抗距不大于60cm。
在两侧保护层中层、保护层下层开挖完成后，及时对岩锚梁下拐点以下的边墙进行支护，并在岩壁梁下拐点位置设置一排锁口锚杆，再进行岩台三角体开挖。
在岩锚梁下拐点以下的边墙支护完成后，对岩锚梁层下面一层的岩体边墙及中部拉槽的槽边进行预裂，形成两条预裂缝，最后对岩锚梁顶部岩台三角体进行光面爆破及支护。
岩台三角体开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，竖向孔及斜向孔均需搭设样架和套管进行施工，同时为减少爆破对岩台造成的破坏，确保岩台成型质量，需减少炮孔间距，降低装药直径，提高不耦合系数，并降低线装药密度。
本发明工艺的有益性：
常规施工需在岩锚梁两侧保护层及岩台三角体全部开挖完成后再进行拐点以下边墙系统支护，边墙结构面会有较长时间的应力调整及松弛破坏，易引起片帮掉块、松弛塌落，不利于边墙围岩稳定及成型质量。本发明在两侧保护层下层开挖完成后就立即进行边墙结构面系统支护，减少了边墙岩石裸露及应力释放的时间，及时完成岩石锚固，确保了边墙的稳定及成型质量。
常规施工需在岩锚梁两侧保护层完成后直接进行岩台三角体，在岩台爆破过程中会对下拐点及周边岩体产生扰动，导致该部位松弛破坏，引起片帮掉块、松弛塌落，不利于岩台成型质量。本发明在岩台三角体开挖前在下拐点位置增设一排锁口锚杆，提前完成该部位岩体锚固，减少了爆破震动最下拐点及周边岩体的破坏，确保了岩台成型质量。
附图说明
图1是岩锚梁洞室开挖分区分块示意图；
图2是岩锚梁边墙加强支护措施布置图；
图3是岩锚梁横截面成型结构示意图。
图中，Ⅱ1是中槽上层，Ⅱ2是中槽下层，Ⅱ3是保护层上层，Ⅱ4是保护层中层，Ⅱ5是保护层下层，Ⅱ6是岩台三角体，A是预裂结构线，B是边墙线，S是锁口锚杆，X是系统锚杆，Y是岩锚梁，1是上拐点，2是下拐点，3是开挖浅层，4是开挖深层。
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至图2。
岩锚梁层开挖分中槽上层、保护层上层、中槽下层、保护层中、保护层下层开挖及岩台三角体开挖；
对岩锚梁两侧保护层与中槽槽边进行预裂，形成两条预裂缝，两侧保护层与中槽之间预裂孔采用潜孔钻进行钻孔，预裂孔钻孔间距不大于80cm，孔深不大于9m；
中槽采用液压钻进行钻孔，梯段爆破，孔距间距不大于1.5cm，孔深不大于4.5m；
两侧保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，采取搭设样架和套管的形式造竖向孔，爆孔孔深不大于3m，孔间距45cm，抵抗距不大于60cm；
两侧保护层开挖完成后对边墙进行系统支护，并在岩台下拐点位置施工一排锁口锚杆，锚杆采用多臂钻进行钻孔，人工配合机械设备进行安装；
边墙系统支护完成后对岩锚梁下面一层的岩体边墙及中部拉槽的槽边进行预裂，形成两条预裂缝。
岩台三角体开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，竖向孔及斜向孔均需搭设样架和套管进行施工，同时为减少爆破对岩台造成的破坏，确保岩台成型质量，需减少炮孔间距，降低装药直径，提高不耦合系数，并降低线装药密度。
下面以包括岩锚梁的某地下厂房工程施工为例说明本发明工艺。
首先采用潜孔钻对中部梯段开挖部分与两侧保护层松动爆破部分进行预裂钻孔，每侧钻孔间距不大于80cm，并采用不耦合装药进行预裂爆破；
中部中槽开挖采用液压钻钻孔，分两梯段爆破，尽量减小由于爆破而产生的岩石松动范围；
两侧保护层分三层开挖，采用手风钻浅孔松动爆破，靠预留岩台面和岩台下拐点以下直墙面采用光面爆破，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3m，孔间距约40cm。保护层上层开挖在中槽上层开挖推进30m后进行，以上，且在岩台上直墙面光爆孔预埋PVC管完成后进行，保护层中、下层开挖在中槽下层开挖推进30m后进行。
岩台下拐点以下直墙面开挖出来后及时进行系统支护，为加快支护减少岩体变形，采用多臂钻进行锚杆施工。
岩台三角体Ⅱ6开挖之前，在下拐点以下20cm处增设一排普通砂浆锁口锚杆，锚杆间距0.5m。
岩台三角体Ⅱ6开挖之前，完成下层周边预裂爆破。
保护层开挖前完成图1中的岩台三角体Ⅱ6区竖向孔钻孔，每个孔钻孔结束后插入PVC管并封堵管口保护，以免塌孔堵塞；保护层下层周边预裂爆破结束后进行图1中的岩台三角体Ⅱ6区斜向孔钻孔。竖向和斜向孔均需要搭设样架和套管进行施工，孔间距35cm，装药直径Φ25，不耦合系数1.68，线装药密度66g/m。
Claims (8)
1.一种高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于包括以下工艺：按地下厂房洞室设计结构，将洞室开挖依次分为浅层开挖、岩锚梁段开挖和深层开挖；岩锚梁段开挖由上至下包括岩锚梁段上拐点以上至下拐点以下、按横截面分成中部中槽和两侧保护层进行；其中，中槽分上、下两层进行开挖，两侧保护层均分别分上、中、下三层进行开挖，保护层中层至少覆盖下拐点。
2.根据权利要求1所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：在完成浅层开挖后，依次进行中槽上层、保护层上层、中槽下层、保护层中层、保护层下层开挖，再进行岩台三角体开挖；保护层上层开挖在中槽上层开挖推进30m后进行，且在岩台上边墙面光爆孔预埋PVC管完成后进行，保护层中、下层开挖在中槽下层开挖推进30m后进行。
3.根据权利要求2所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：对中槽采取深层预裂各层梯段爆破开挖、两侧保护层采取松动爆破方式进行开挖；两侧保护层与中槽之间设置预裂孔，减小爆破振动对边墙的破坏，释放应力，两侧保护层预裂孔采取同步预裂爆破。
4.根据权利要求3所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：两侧保护层与中槽之间预裂孔采用潜孔钻进行钻孔，预裂孔钻孔间距不大于80cm，孔深不大于9m，梯段爆破孔距不大于1.5cm，孔深不大于4.5m。
5.根据权利要求3所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：两侧保护层开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，采取搭设样架和套管的形式造竖向孔，爆孔孔深不大于3m，孔间距45cm，抵抗距不大于60cm。
6.根据权利要求3所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：在两侧保护层中层、保护层下层开挖完成后，及时对岩锚梁下拐点以下的边墙进行支护，并在岩壁梁下拐点位置设置一排锁口锚杆，再进行岩台三角体开挖。
7.根据权利要求6所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：在岩锚梁下拐点以下的边墙支护完成后，对岩锚梁层下面一层的岩体边墙及中部拉槽的槽边进行预裂，形成两条预裂缝，最后对岩锚梁顶部岩台三角体进行光面爆破及支护。
8.根据权利要求7所述的高地应力条件下岩锚梁地下厂房开挖施工方法，其特征在于：岩台三角体开挖采用YT-28手风钻造孔，光面爆破施工，竖向孔及斜向孔均需搭设样架和套管进行施工，同时为减少爆破对岩台造成的破坏，确保岩台成型质量，需减少炮孔间距，降低装药直径，提高不耦合系数，并降低线装药密度。
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