CN110984995A - 一种竖井弯段开挖体型控制方法 - Google Patents

一种竖井弯段开挖体型控制方法 Download PDF

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丁阳
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种竖井弯段开挖体型控制方法,在上弯段,根据划分出每次开挖的深度,计算出每次开挖的钻孔角度和钻孔深度,每层的实际开挖折线和理论上弯段圆弧线的弦高要符合要求,由每层控制点和开挖钻孔角度和钻孔深度进行逐层的开挖,完成上弯段开挖;在下弯段,依据规划的每层开挖深度,计算出每层开挖时的钻孔角度和钻孔深度,使得每层计算的结果符合实际开挖折线和理论下弯段圆弧线之间弦高符合要求,逐层向下开挖,完成下弯段开挖。本发明方法能够控制竖井弯段开挖体型,加快施工进度、保证施工质量和安全。

Description

一种竖井弯段开挖体型控制方法
技术领域
本发明涉及竖井开挖领域,特别是一种竖井弯段开挖体型控制方法。
背景技术
目前,国内外对发电洞上下弯段开挖精准体型控制水平较低,超挖较多,特别是对于弯段精准体型控制研究不足,造成施工进度滞后、施工质量较差和资源浪费。竖井开挖常见于水利水电地下工程中。常见的开挖方法有:全断面开挖、先导井后扩大开挖法,导井开挖时采用较多为:导井开挖法、扩大开挖法。对于竖井体型的控制目前国内外水平都相对较低,导致了开挖量的增多,尤其是对于弯段部位的体型控制研究不足,导致了施工难度较大且施工质量难以得到保障。
在以往的工程经验中,上弯段和下弯段易发生垮塌,一旦发生垮塌可能造成设备、人员损失、失事后果严重,因此对上下弯段的开挖需特别加强支护方式,制定专项施工方案及安全保证措施。
竖井弯段开挖的主要步骤包括:1、上弯段开挖;开挖时,上弯段先按照竖井直段方式开挖,待竖井全断面开挖完成之后返回上弯管进行扩挖,具体为:1)将竖井开挖前浇筑的环形锁口圈梁平段方向侧半环拆除,重新沿平段方向将圈梁两侧墙延伸,形成U型混凝土圈梁结构,以确保中平段城门洞型钢支撑立柱支撑在稳定结构上。2)从上部平段其弯处逐层向下扩挖,将原竖直洞段开挖时初期支护的钢拱架部分拆除,重新按弯管开挖断面焊接钢拱架支护。后期压力钢管外包混泥土浇筑时将扩挖部分回填。2、下弯段开挖;由于弯段转弯时半径大且围岩稳定性差,下弯段开挖支护主要分下部平段开挖及竖井全断面向下开挖两个部分,具体为:1)在下部平段开挖时,按照城门洞型进行开挖,并在起弯处开始根据现场施工条件尽量向上开挖以降低竖井开挖的难度。2)在竖井全断面开挖至起弯段处时,竖井起弯桩号开始按设计断面继续往下开挖支护,在开挖底部设置一道钢筋混凝土圈梁,底部以下部分采用半断面开挖,弯管内侧断面按设计断面形式开挖支护,弯管外侧断面则按照一定的宽度开挖形成矩形,内、外侧半断面采用错台开挖支护,内侧半断面开挖后立即进行支护,以确保开挖过程中内弯段有稳定可靠的支护。内弯段采用倾向溜渣导井的斜面开挖,为防止内弯段顶部垮塌,开挖后立即设置钢拱架垂直于弧段支撑,由于该部分应力集中,为确保施工安全,弧段每进尺一定长度时布置钢拱架,内侧半断面开挖后外侧半断面滞后约1m高程交替开挖,外侧半断面开挖完成后将内弧钢支撑延长至外侧半断面,钢支撑最终形成城门洞型整体。开挖至下部水平支护部位时,将前期施工钢拱架顶部弧段逐步拆除,内弯段斜向钢支撑拱腿延伸与底部前期钢拱架立柱焊接,使支撑体系形成整体。通过以上步骤可完成竖井弯段的开挖。
总的来说,竖井弯段体型控制方法主要存在以下的不足:1)超挖较多,在以往的工程实际中对于竖井弯段的开挖技术水平较低,在开挖过程中往往会出现开挖过多的现象。2)对于弯段开挖精确体型的控制水平较低,由于没有相对成熟的施工技术方法,竖井弯段的体型往往会比较粗糙,不能达到精确控制体型的目标。
相关术语
竖井:竖井是水利水电工程和其他工程领域均存在的一种洞壁直立的井状管道,可按照其直径、断面形状和功能等进行分类。
竖导井:竖井工程在施工过程中一般不采取全断面开挖,首先要利用手风钻打好竖导井,竖导井是为了给后续竖井的扩挖提供临空面。
上弯段:竖井顶部与平段交叉段。
下弯段:竖井底部与平段交叉段。
光面爆破:是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种竖井弯段开挖体型控制方法,更好地控制竖井弯段开挖体型,加快施工进度、保证施工质量和安全。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种竖井弯段开挖体型控制方法,包括以下步骤:
步骤1:在上弯段,由全站仪从竖井上部前段衔接的直线段部分引入第一个控制点;
步骤2:从上弯段的第一个控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,放样前事先将开挖的上弯段圆弧进行分层开挖深度的划分,形成一个初步的开挖设计图,其中,严格按照实际开挖折线与理论上弯段圆弧线的弦高不超过10cm的要求,在设计图中划分好第一层开挖深度以及计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,计算的钻孔孔位与水平面呈一定角度,此角度记为α1,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向;
步骤3:将钻机机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,理论上弯段圆弧线与每段实际开挖折线之间的弦高在控制范围内,后续每层开挖控制弦高在10cm范围内,在第一层开挖完成后的基面上引入第二个控制点;
步骤4:随后按照开挖设计图,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,由设计图中已经计算出第二层开挖钻孔角度α2及钻孔深度,精确进行第二层开挖施工;
步骤5:将钻机机尾进行空间固定,开始施钻,最后进行第二层的光面爆孔开挖;
步骤6:按照步骤1到步骤5的开挖方式,每一层开挖后在新的基面上引入新的控制点,在设计图中划分出每次开挖的深度,进而计算出每次开挖的钻孔角度和钻孔深度,每层的实际开挖折线和理论上弯段圆弧线的弦高要符合要求,由此控制点和开挖钻孔角度和钻孔深度进行逐层的开挖,以此类推逐层向下开挖,最终完成上弯段开挖;
步骤7:在下弯段,由下圆弧段与后端衔接的直线段处引入首个控制点,接着从下弯段的首个的控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,放样具体过程是事先将下弯段圆弧进行分层开挖深度的划分,形成下弯段初步开挖设计图,由设计图中的拟定的开挖深度,其中,严格按照实际开挖折线与理论下弯段圆弧线之间的弦高在10cm以内,由设计图中的折线计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向,其中的钻孔孔位与水平面呈一定角度,记为β1
步骤8:将钻机机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,理论下弯段圆弧线与每段实际开挖折线之间的弦高在控制范围内,后续每层开挖的弦高控制要求相同,在第一层开挖完后的基面上引入第二个控制点;
步骤9:随后按照设计图中的划分,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,确定第二层开挖钻孔角度β2及钻孔深度;
步骤10:将钻机机尾进行空间固定,开始施钻,进行第二层的光面爆孔开挖,最后进行光面爆破;
步骤11:按照步骤7到步骤10的开挖方式,依据设计图中规划的每层开挖深度,计算出每层开挖时的钻孔角度和钻孔深度,使得每层计算的结果符合实际开挖折线和理论下弯段圆弧线之间弦高控制在10cm以内,以此类推逐层向下开挖,最终完成下弯段开挖。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1)加快了竖井上下弯段开挖施工进度,对项目产生了巨大的经济效益。2)减少了竖井弯段的超挖量。3)提高了对竖井弯段体型的精度控制,为后续类似项目提供了技术支持。
附图说明
图1是上弯段弯弧部位分层开挖示意图。
图2是上弯段弯弧部位及竖井剩余部分开挖示意图。
图3是下弯段弯弧部位分层开挖示意图。
图4是下弯段弯弧部位开挖示意图。
图中:钻机1;光爆孔孔位2;机尾支撑3;机位高度固定4;精确控制超挖范围5;全站仪6;锚杆7;安全绳8;全站仪测量平台10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明围绕上下弯段复杂体型弯弧成型难点,采用了开挖体型参数解析、周边光爆孔逐孔孔位放样、钻孔角度和钻机布设空间参数解析的方法,解决竖井弯段弯弧部位开挖精准体型控制难题。
一、上弯段弯弧部位精准体型控制
上弯段为圆弧曲线,要实现施工与设计曲线吻合的难度较大,为便于施工布置,拟采用折线来近似拟合圆弧曲线,折线与圆弧之间的弦高按照规范要求的超挖容许值进行控制。将折线与圆弧之间的弦高10cm以内,且折线通过控制点进行控制。根据弯弧体型参数解析,为保证弯弧开挖体型精准控制,采用逐层开挖形式进行。
根据开挖弯弧的体型参数,由全站仪从上部直段引入控制点,如图2所示。从上弯段的首个的控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,通过光爆孔孔位和钻机布设空间参数换算,计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向,钻孔孔位与水平面呈一定角度α1,然后将机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,完成第一层的开挖。随后按照开挖轮廓尺寸要求,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,确定第二层开挖钻孔角度α2及钻孔深度,然后将机尾进行空间固定,开始施钻,最后进行第二层的光面爆孔开挖,开挖过程如图1所示,以此类推逐层向下开挖,完成开挖任务并保证开挖弯段的体型控制,具体开挖如表1所示。
表1上弯段部位分层开挖表
二、下弯段弯弧部位精准体型控制
下弯段也采用折线来近似拟合圆弧曲线,折线与圆弧之间的弦高按照规范要求的超挖容许值进行控制,本案例中提高了标准,将折线与圆弧之间的弦高10cm以内,且折线通过控制点进行控制。
从下弯段的首个的控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,放样具体过程为通过光爆孔孔位和钻机布设空间参数换算,计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向,钻孔孔位与水平面呈一定角度β1,然后将机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,完成第一层的开挖。随后按照开挖轮廓尺寸要求,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,确定第二层开挖钻孔角度β2及钻孔深度,然后将机尾进行空间固定,开始施钻,最后进行第二层的光面爆孔开挖,开挖过程如图3所示,最后进行光面爆破。以此类推逐层向下开挖,完成开挖任务并保证开挖弯段的体型控制,具体开挖如表2所示。
表2下弯段部位分层开挖表
通过本发明开挖方法,精准控制开挖精度,解决了现有开挖方式中的此类工程技术难题。

Claims (1)

1.一种竖井弯段开挖体型控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在上弯段,由全站仪从竖井上部前段衔接的直线段部分引入第一个控制点;
步骤2:从上弯段的第一个控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,放样前事先将开挖的上弯段圆弧进行分层开挖深度的划分,形成一个初步的开挖设计图,其中,严格按照实际开挖折线与理论上弯段圆弧线的弦高不超过10cm的要求,在设计图中划分好第一层开挖深度以及计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,计算的钻孔孔位与水平面呈一定角度,此角度记为α1,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向;
步骤3:将钻机机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,理论上弯段圆弧线与每段实际开挖折线之间的弦高在控制范围内,后续每层开挖控制弦高在10cm范围内,在第一层开挖完成后的基面上引入第二个控制点;
步骤4:随后按照开挖设计图,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,由设计图中已经计算出第二层开挖钻孔角度α2及钻孔深度,精确进行第二层开挖施工;
步骤5:将钻机机尾进行空间固定,开始施钻,最后进行第二层的光面爆孔开挖;
步骤6:按照步骤1到步骤5的开挖方式,每一层开挖后在新的基面上引入新的控制点,在设计图中划分出每次开挖的深度,进而计算出每次开挖的钻孔角度和钻孔深度,每层的实际开挖折线和理论上弯段圆弧线的弦高要符合要求,由此控制点和开挖钻孔角度和钻孔深度进行逐层的开挖,以此类推逐层向下开挖,最终完成上弯段开挖;
步骤7:在下弯段,由下圆弧段与后端衔接的直线段处引入首个控制点,接着从下弯段的首个的控制点,进行第一层的周边光爆孔孔位放样,放样具体过程是事先将下弯段圆弧进行分层开挖深度的划分,形成下弯段初步开挖设计图,由设计图中的拟定的开挖深度,其中,严格按照实际开挖折线与理论下弯段圆弧线之间的弦高在10cm以内,由设计图中的折线计算出第一层开挖钻孔角度和钻孔深度,从而精准控制第一层开挖钻孔孔向,其中的钻孔孔位与水平面呈一定角度,记为β1
步骤8:将钻机机尾进行空间位置固定,使用钻机钻孔,再采取短进尺光面爆破进行第一层开挖,理论下弯段圆弧线与每段实际开挖折线之间的弦高在控制范围内,后续每层开挖的弦高控制要求相同,在第一层开挖完后的基面上引入第二个控制点;
步骤9:随后按照设计图中的划分,由第二个控制点,进行第二次周边光爆孔孔位的放样,确定第二层开挖钻孔角度β2及钻孔深度;
步骤10:将钻机机尾进行空间固定,开始施钻,进行第二层的光面爆孔开挖,最后进行光面爆破;
步骤11:按照步骤7到步骤10 的开挖方式,依据设计图中规划的每层开挖深度,计算出每层开挖时的钻孔角度和钻孔深度,使得每层计算的结果符合实际开挖折线和理论下弯段圆弧线之间弦高控制在10cm以内,以此类推逐层向下开挖,最终完成下弯段开挖。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3640349A (en) * 1970-06-08 1972-02-08 Linden Alimak Ab Stopping apparatus
CN102587922A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 中铁十二局集团第二工程有限公司 一种软弱破碎岩层斜交斜井上弧导挑顶施工方法
CN106123872A (zh) * 2016-06-20 2016-11-16 中国葛洲坝集团勘测设计有限公司 一种用于竖井开挖施工的坐标传递方法
CN108729919A (zh) * 2018-06-07 2018-11-02 深圳市市政设计研究院有限公司 一种填石地层弧形变截面隧道浅埋暗挖施工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3640349A (en) * 1970-06-08 1972-02-08 Linden Alimak Ab Stopping apparatus
CN102587922A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 中铁十二局集团第二工程有限公司 一种软弱破碎岩层斜交斜井上弧导挑顶施工方法
CN106123872A (zh) * 2016-06-20 2016-11-16 中国葛洲坝集团勘测设计有限公司 一种用于竖井开挖施工的坐标传递方法
CN108729919A (zh) * 2018-06-07 2018-11-02 深圳市市政设计研究院有限公司 一种填石地层弧形变截面隧道浅埋暗挖施工方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙全等: "乌东德水电站左岸引水隧洞上弯段开挖测量技术", 《水利水电技术》 *

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