[发明专利]高地应力、玄武岩地质条件下巨型地下厂房机坑施工方法

说明书

本发明公开了一种高地应力、玄武岩地质条件下巨型地下厂房机坑施工方法。包括隔墩预支护和机坑开挖施工；在机坑开挖前先对隔墩进行沉头锚杆，并及时进行锁口锚杆、盖重混凝土、预应力锚索组合预支护；机坑开挖采取平面分区、竖向分层施工，包括减薄层开挖、井挖段开挖及井挖段下层开挖。本发明在高地应力和玄武岩不良地质条件下，通过在厂房机坑下挖前对隔墩进行沉头锚杆+锁口锚杆+盖重混凝土+预应力锚索组合的多重预支护，保证了厂房机坑隔墩开挖成型和稳定；对厂房机坑采用减薄开挖、平面分区、竖向分层的开挖方式进行开挖，合理组织开挖顺序，减小爆破规模和及时对开挖结构面进行支护，有利于机坑的开挖成型、稳定和安全。

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、玄武岩地质条件下巨型地下厂房机坑施工方法。

背景技术

水电工程中，地下厂房开挖过程中常常需进行机坑开挖，机坑开挖工程具有工程量大，技术难度高，不可预见因素多等特点。传统厂房机坑开挖，普遍采用先施工开挖区周围锁口锚杆，后进行机坑分区开挖的施工工艺，该工艺对地应力较低的地下厂房机坑具有很好的成型效果，但针对高地应力和玄武岩等不利地质构造共同作用的巨型地下厂房机坑开挖施工，厂房前期开挖围岩变形较大，挖空率大，在机坑进一步下挖过程中机坑间隔墩卸荷松弛加剧，采用传统施工工艺，机坑开挖成型效果不理想，安全风险高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种高地应力、玄武岩地质条件下巨型地下厂房机坑施工方法。

本发明通过以下技术方案实现：

高地应力、玄武岩地质条件下巨型地下厂房机坑施工方法，所述厂房机坑包括多个机坑及其相邻机坑之间的隔墩，其特征在于：所述施工方法包括隔墩预支护和机坑开挖施工，具体包括以下方法：

一、隔墩预支护

在机坑开挖前先对隔墩进行沉头锚杆，并及时进行锁口锚杆、盖重混凝土、预应力锚索组合预支护，确保隔墩在厂房机坑下挖时岩体稳定和体型完整。包括以下步骤：

(1)先在隔墩顶面插入沉头锚杆。所述沉头锚杆在厂房机坑顶部上一层开挖前施工，其造孔深度为机坑顶部上一层层高与沉头锚杆长度之和，顶部高程与隔墩顶面设计高程一致。

(2)进行厂房机坑顶部上一层开挖，开挖完成后立即在隔墩周边施工锁口锚杆，对隔墩进行加强支护；所述锁口锚杆沿隔墩周边垂直于隔墩岩面布置两排，且沉头锚杆和锁口锚杆交错布置。

(3)锁口锚杆施工完成后在隔墩顶面覆盖浇筑50cm厚盖重混凝土，并按设计要求在盖重混凝土浇筑前预留出预应力锚索钻孔位置。所述盖重混凝土施工还包括插筋施工和钢筋安装。

(4)在隔墩顶面施工预应力锚索，张拉完成后对锚头部位采用与盖重混凝土同标号混凝土回填至盖重混凝土顶高程。其中，预应力锚索张拉在盖重混凝土达到设计强度后进行。

二、机坑开挖施工

对机坑采取平面分区、竖向分层施工，目的是通过薄层分区、分序开挖，减小机坑爆破规模，最大限度保护隔墩体型完整。主要包括减薄层开挖、井挖段开挖及井挖段下层开挖。其中，井挖段开挖又包括导井分序开挖、导井扩挖、溜渣井分区分层扩挖施工。

包括以下步骤：

(1)减薄层开挖。对机坑进行第一层减薄开挖，减小机坑井挖一次性开挖高度，控制爆破规模以达到减小围岩变形的目的。所述减薄层层高通常根据操作廊道底板高程与机坑顶部高程确定。

(2)井挖段开挖。所述井挖段指装渣导洞以上、减薄层以下部分，采用平面分区、竖向分层方式施工。

1)减薄层支护完成后，进行溜渣井开挖。溜渣井分导井和导井扩挖施工。导井从下往上分三次进行贯通，导井贯通后进行溜渣井导井扩挖施工。