一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法。本发明的目的是旨在通过揭露软弱错动带之前的开挖过程中，进行加固措施与开挖梯段的有序结合应用，提前对软弱错动带进行深部锚固并控制其剪切变形，使得基础开挖有序进行、保证工程质量及工期。本发明的技术方案是：特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法，其特征在于，首先根据有限元分析成果，确定软弱错动带剪切变形值与上覆岩体开挖之间的关系；当开挖至深部锚固起始高程时，控制本梯段锚索施工完毕、挖除下一梯段预留石渣和进行再下一梯段前缘岩体的开挖；如此同步循环下降，直至软弱错动带开挖揭露的同时已完成所有锚索的锚固。本发明适用于坝基存在软弱错动带的特高拱坝。
【专利说明】
一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法。适用于坝基存在软弱错动带的特高拱坝。
【背景技术】
[0002]随着我国“高坝大库”工程的快速发展，特高拱坝(坝高大于200m)将在西部峡谷地区作为挡水建筑物之一。特高拱坝坝基应力较大，对基础岩体要求较高，基础开挖深度相对较深(水平和垂直深度往往大于100m)。而西部峡谷地区岩体条件复杂，坝基中往往存在力学参数较低的软弱错动带，当软弱错动带倾向河床开挖面时，由于坝基上覆岩体的挖除及爆破影响造成岩体内部应力释放，开挖过程中易造成软弱错动带上下盘剪切错动变形。
[0003]当发生的剪切变形较小时，可采用停止下部坝基开挖、对变形区域进行锚固措施控制变形稳定后，继续下挖建基面;当发生的剪切变形较大时，已发生剪切变形的部位已不能作为高拱坝的基础，需进行整体混凝土置换处理。上述处理措施已在工程实例中应用，但增加了工程投资、延误了工期，属于补救措施。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:针对上述补救措施存在的问题，提供一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法，旨在通过揭露软弱错动带之前的开挖过程中，进行加固措施与开挖梯段的有序结合应用，提前对软弱错动带进行深部锚固并控制其剪切变形，使得基础开挖有序进行、保证工程质量及工期。
[0005]本发明所采用的技术方案是:特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法，其特征在于，首先根据有限元分析成果，确定软弱错动带剪切变形值与上覆岩体开挖之间的关系；当开挖至深部锚固起始高程时，控制本梯段锚索施工完毕、挖除下一梯段预留石渣和进行再下一梯段前缘岩体的开挖;如此同步循环下降，直至软弱错动带开挖揭露的同时已完成所有锚索的锚固。
[0006]上述开挖施工方法具体包括步骤如下:
[0007]1、原地形线以下有设计建基开挖面，建基开挖面内埋藏软弱错动带，软弱错动带倾向外侧；
[0008]2、挖除建基开挖面以上岩体，至剪切变形控制起始高程，将开挖梯段高度调整为5m；
[0009]3、本梯段挖至建基开挖面，利用锚索钻机蹲于下一梯段预留石渣上施工本梯段锚索，同时对再下一梯段前缘岩体进行开挖；
[0010]4、将本梯段的锚索施工完毕、挖除下一梯段预留石渣、并继续对再下一梯段前缘岩体进行开挖；
[0011 ] 5、按步骤2.3?2.4循环施工，至软弱错动带出露后，控制剪切变形的所有锚索应全部施工完成，后续开挖即可同步下降。
[0012]本发明的有益效果是:在坝基软弱错动带完全出露之前，提前施工针对软弱错动带的深层加固，提高坝基岩体的稳定性、部分恢复围岩压力，控制了坝基开挖过程中沿错动带的剪切变形;锚索提前加固措施与下部坝基开挖施工循环下降，达到提前加固的同时不影响下部开挖工期的要求。通过各步骤的组合施工，本发明方法可推广至各类存在缓倾角错动带的大坝基础或边坡处理工程中。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例根据有限元分析取得的坝基软弱错动带剪切变形随开挖高程变化的示意图。
[0014]图2为本发明实施例步骤3的示意图。
[0015]图3为本发明实施例步骤4的不意图。
[0016]图4为本发明实施例步骤5的示意图。
【具体实施方式】
[0017]本实施例为一种特高拱坝基础开挖过程中，控制软弱错动带随上覆岩体开挖后剪切变形的施工方法。如图1所示，首先根据有限元分析成果，确定软弱错动带3剪切变形值与上覆岩体开挖之间的关系(图1中各条曲线为坝基开挖至不同高程时，错动带各埋深位置的变形情况，图中横坐标为软弱错动带层面距离开挖出露处的埋深(m)，左侧纵坐标为剪切变形值)。当开挖至深部锚固起始高程时，控制本梯段101(深部)锚索4施工完毕、挖除下一梯段102预留石渣5和进行再下一梯段103前缘岩体6的开挖；如此同步循环下降，直至软弱错动带3开挖揭露的同时已完成所有(深部)锚索4的锚固。
[0018]如图2?4所示，本实施例的具体施工步骤如下:
[0019]1、原地形线I以下有(设计)建基开挖面2，建基开挖面2内埋藏软弱错动带3，软弱错动带3倾向外侧(见图2);
[0020]2、挖除建基开挖面2以上岩体I，至剪切变形控制起始高程，将开挖梯段高度调整为5m，开始提肖U实施变形控制措施；
[0021]3、本梯段101挖至建基开挖面2，利用锚索钻机蹲(于)下一梯段102的预留石渣5、施工本梯段101锚索4，同时开始对再下一梯段103前缘岩体6进行开挖(见图2);
[0022]4、将本梯段101的锚索4施工完毕、挖除下一梯段102预留石渣5、并继续对再下一梯段103前缘岩体6进行开挖(见图3);
[0023]5、按步骤3?4循环施工，至软弱错动带3出露后，控制剪切变形的所有锚索4应全部施工完成，后续开挖即可同步下降(见图4)。
[0024]上述步骤中，钻机钻孔、下索、锚固、张拉等程序都应快速施工，在再下一梯段103前缘岩体6开挖完毕前完成本梯段101锚索4的所有施工，锚索施工不成为开挖直线工期。
【主权项】
1.一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法，其特征在于:首先根据有限元分析成果，确定软弱错动带(3)剪切变形值与上覆岩体开挖之间的关系；当开挖至深部锚固起始高程时，控制本梯段(101)锚索(4)施工完毕、挖除下一梯段(102)预留石渣(5)和进行再下一梯段(103)前缘岩体(6)的开挖;如此同步循环下降，直至软弱错动带(3)开挖揭露的同时已完成所有锚索(4)的锚固。2.根据权利要求1所述的开挖施工方法，其特征在于该施工方法包括步骤: 2.1、原地形线(I)以下有设计建基开挖面(2)，建基开挖面(2)内埋藏软弱错动带(3)，软弱错动带(3)倾向外侧； 2.2、挖除建基开挖面(2)以上岩体(I)，至剪切变形控制起始高程，将开挖梯段高度调整为5m; 2.3、本梯段(101)挖至建基开挖面(2)，利用锚索钻机蹲于下一梯段(102)预留石渣(5)上施工本梯段(101)锚索(4)，同时对再下一梯段(103)前缘岩体(6)进行开挖； 2.4、将本梯段(101)的锚索(4)施工完毕、挖除下一梯段(102)预留石渣(5)、并继续对再下一梯段(103)前缘岩体(6)进行开挖； 2.5、按步骤2.3?2.4循环施工，至软弱错动带(3)出露后，控制剪切变形的所有锚索(4)应全部施工完成，后续开挖即可同步下降。
【文档编号】E02D27/40GK105970966SQ201610326438
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】张伟狄, 纪林强, 徐建荣, 何世海, 殷亮, 祝青, 顾锦健, 黄熠辉, 魏海宁
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司