一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法与流程

本发明涉及坝基工程，尤其涉及一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法。

背景技术：

1、大坝指截河拦水的堤堰，水库、江河等的拦水大堤。大坝是水利工程的重要组成部分，对于水资源的调节、防洪和发电等方面具有重要作用。然而，大坝的稳定性问题一直备受关注，特别是大坝地基地质条件对其稳定性的影响极为重要。大坝的地基是支撑整个大坝结构的基础，在大坝工程中扮演着至关重要的角色。地基的选址和处理直接影响着大坝的安全性、稳定性和持久性。合理选择和处理地基能够有效提高大坝的承载能力和抗震性能，确保其在运行中安全可靠。在进行大坝地基设计时，需要全面考虑对大坝的地质条件进行勘察，以制定科学可靠的地基处理方案。

2、现有技术中常采用钻探、孔内录像、声波的方式对坝基的地质条件进行勘察。在钻探过程中坝基的岩芯扰动，造成对磨严重，从而会误导地质工程师对坝基地质条件的判断；研究学者采用孔内录像或声波的方式进行勘察时，也会因为研究学者无法对坝基的地质条件进行直观观察，且不能进行原位试验，造成无法勘察孔壁情况、计算裂隙的连通率，而这些参数是坝基岩体质量的重要参数。

3、现有技术中也有采用爆破方法开挖基岩竖井，但是爆破存在一定的弊端，第一，爆破对井壁扰动大，造成爆破附近的地基会出现不稳定的情况，易掉块，对施工人员的安全隐患极大；第二，爆破对井壁的扰动，影响原位试验的准确性；第三，火工材料办理困难，周期长，费用高；第四，爆破产生大量有害物质，对人体伤害大；第五，爆破受房屋、场地等影响，制约因素多，环境影响大。

4、因此，修建一座稳定性佳的大坝，亟需一种对坝基工程地质条件进行勘察的方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法，本发明方法开挖的基岩竖井在安全稳定的基础上，还有利于直观的勘察坝基的孔壁情况和进行原位试验计算裂隙的连通率。

2、本发明提供了一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法，包括如下步骤：

3、步骤s1：放线定竖井中心及高程，根据竖井的尺寸标出开挖尺寸线，并经测量人员进行复核；

4、步骤s2：使用水磨钻在开挖尺寸线上连续钻孔，并将钻孔岩芯取出；

5、步骤s3：在竖井内岩体的表面打劈裂孔，劈裂孔的孔内插入钢楔，锤击钢楔；

6、步骤s4：将竖井内破碎的岩体进行出渣作业；

7、步骤s5：进行循环作业，循环步骤s2至步骤s4进行作业，施工过程中确保竖井截面尺寸、垂直度在规定范围内，并在施工过程中同时进行排水、通风、照明、排险工作，循环作业至目标岩体暴露；

8、步骤s6：在目标岩体的上方进行水平开挖探洞，水平开挖的探洞分布在竖井的两侧，交错排列；

9、步骤s7：对目标岩体进行原位试验，获得目标岩体的参数。

10、进一步的，所述劈裂孔在竖井内岩体的表面形成十字交叉型。

11、进一步的，所述竖井的长l1为2米，宽w1为2米。

12、进一步的，所述竖井的井口还需要使用混凝土形成支护。

13、进一步的，所述水平开挖探洞的上表面与地面的垂直距离不低于5米。

14、进一步的，所述水平开挖探洞的高度h为2米，宽度为2米，长度l2为10米。

15、进一步的，所述水磨钻的钻头长度为70cm。

16、本发明实施例具有以下技术效果：

17、1.首先本发明水磨钻开挖基岩竖井避免了采用爆破等手段带来的弊端；其次本发明针对坝基进行勘察，坝基勘察场地较崎岖且狭小、地质结构复杂，常以弱风化以上的岩层为主，而水磨钻特别适合用于这样的施工环境。最后，水磨钻能减少对岩基竖井的孔壁等的影响，进而有利于技术人员能获得更为可靠的参数。

18、2.在本发明中方法形成的岩基竖井中，还水平开挖探洞，不仅有利于技术人员能直观的对岩基竖井中孔壁情况的观察，还可以有利于技术人员在水平开挖探洞中对目标进行原位试验，从而可以计算目标岩体裂隙的连通率，岩基竖井中裂隙的连通率等参数的获得，有利于真实的反映坝基岩体质量，从而帮助技术人员制定科学可靠的地基处理方案。

19、3.在本发明中，在实现岩基竖井和水平开挖探洞的同时，还考虑了整个施工工程中施工安全、岩基竖井和水平开挖探洞的结构稳定性，从而有利于技术人员在保障安全的基础上，能获得更为可靠的数据。在岩基竖井中，为了促使结构更加稳定，对竖井的尺寸、水平开挖探洞与地面的垂直距离、水平开挖探洞的高度和长度均做了一系列的设计，使得在整个施工工程中岩基竖井和水平开挖探洞的结构具有较好的稳定性。

技术特征：

1.一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述劈裂孔在竖井内岩体的表面形成十字交叉型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖井的长l1为2米，宽w1为2米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖井的井口还需要使用混凝土形成支护。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水平开挖探洞的上表面与地面的垂直距离不低于5米。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水平开挖探洞的高度h为2米，宽度为2米，长度l2为10米。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水磨钻的钻头长度为70cm。

8.权利要求1-7任一项所述的方法在开挖基岩竖井进行地质勘察中的应用。

技术总结
本发明涉及坝基工程技术领域，公开了一种利用水磨钻开挖基岩竖井进行地质勘察的方法：放线定竖井中心及高程，根据竖井的尺寸标出开挖尺寸线，并经测量人员进行复核；使用水磨钻在开挖尺寸线上连续钻孔，并将钻孔岩芯取出；在竖井内岩体的表面打劈裂孔，劈裂孔的孔内插入钢楔，锤击钢楔；将竖井内破碎的岩体通过卷扬设备和吊桶进行出渣作业；逐节往下循环作用，施工过程中确保竖井截面尺寸、垂直度在规定范围内；选定目标岩体，在目标岩体的上方进行水平开挖探洞，水平开挖的探洞分布在竖井的两侧，交错排列；对目标岩体进行原位试验。本发明方法开挖的基岩竖井安全稳定，还有利于直观的勘察坝基的孔壁情况、计算裂隙的连通率、进行原位试验。

技术研发人员：毛深秋,陈建辉,丁照祥,蒋兵,王国岗,吕培,孙翊博,郭抒燕,陈柳,徐东升
受保护的技术使用者：中水北方勘测设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2