混凝土重力坝横缝大面积锯缝切割施工方法技术

本发明专利技术公开了混凝土重力坝横缝大面积锯缝切割施工方法。由钻孔和切割两部分组成，其施工方法按以下步骤进行：钻孔机具选用全液压钻孔机；钻进参数确定；钻孔取芯，取出的岩芯编录；钻孔孔斜测量；锯缝切割选用金刚石绳锯机；切割方法，选择水平钻孔完成大坝的横缝切割，选择金刚石绳，切割参数确定：切割线速度要达到１８ｍ／ｓ～２２ｍ／ｓ，切割冲洗液泵量至少达到７０Ｌ／ｍｉｍ，大坝可以处于正常运行状态，锯缝施工不影响大坝安全运行、不损伤坝体结构、不破坏坝体横缝止水，成本低，施工速度快，施工精度高，可在水利水电工程领域的老坝、病坝的加固改造施工中得到广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利水电工程大填切割施工技术，具体涉及混凝土重力坝横缝 大面积锯缝切割施工方法。技术背景在工业与民用建筑的拆除、改造施工中，使用大功率金刚石圆盘锯或金 刚石链条锯切割混凝土的施工已经很多见，施工技术相对较为成熟。工民建 中切割的对象一般为混凝土板、梁、柱等构件，切割面积小、施工难度低、 施工环境比较理想，而在水利水电工程中对混凝土大面积切割尚无先例，某水利枢纽初期工程右岸混凝土坝转弯坝段(由6个单个坝段组成)在平面上 呈凸向下游的反弧形，初期工程中大坝横缝进行了灌浆，这样就使6个单个坝 段联结成为了一个整体，而在气温影响下，夏季坝体被挤压向下游变形，坝基上游端部受拉，加上库水位作用，拉区己发展到帷幕线附近，扬压力增大； 冬季挤压消失、变形恢复常态。为消除转弯坝段长期因受温度周期性变化而 产生的坝体稳定及应力不利的变形，确保帷幕防渗质量，需要对坝体进行修复，也就是要使6个坝段由一个整体变为能够独立变形的个体，满足应力释 放的要求(见图4)，从而达到减小转弯坝段反向变形的目的。设计单位确定 采用消除坝段横缝之间连接的"锯缝"方案，要求成缝宽度为8 12mra。最大 单元切割面积为209m2，切割工程量总计为710m2。据查，该工程的混凝土重力坝横缝大面积锯缝切割施工在国内外尚属首 次，若釆用现有的混凝土切割技术是达不到缺陷修复目的的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大坝在正常运行状态，锯缝施工不影响大坝安 全运行、不损伤坝体结构、不破坏坝体横缝止水，施工精度高，成本低的混 凝土重力坝横缝大面积锯缝切割施工方法。为了克服现有技术的不足，本专利技术的技术方案是这样解决的 一种混凝 土重力坝横缝大面积锯缝切割施工方法，由钻孔和切割两部分组成，其施工方 法按以下步骤进行1)钻孔①钻孔机具配置选用全液压钻孔机，采用金刚石薄壁钻进工艺成孔，其垂直钻孔口径选择(M40腿 4150 mm，水平钻孔口径选择<!> 105腿 4> 110mm,釆用清 水做清洗液，单缸往复式泵供应冲洗液，辅助A字型钻塔和其它相应的配 套钻具进行钻孔施工；钻具级配要求扩孔器外径比钻头大0.3-0.5腦，岩芯管外径尺寸比 钻头尺寸小3mm，钻杆选用①50标准地质管材，扶正器外径和岩芯管外径 相等；②钻进参数确定根据三种钻进状态，在每种钻进情况下均应调整钻 进参数值，其参数调整方案见下表<table>table see original document page 6</column></row><table>③钻孔取芯采用卡簧取芯法进行岩芯的采取，钻孔正常情况，取芯的长短取决于岩芯的完整性和岩芯管的长度，当决定取芯时，先停止冲洗液的供应，向 上慢慢微提钻具，让卡簧在具有一定锥度的钻头体内壁自上往下滑行，紧 紧抱住岩芯，在钻具慢转的强大扭矩作用下，扭断岩芯，再提出钻具，以 相反的程序退出岩芯，为了便于分析孔内情况，取出的岩芯需进行编录，认真填写钻孔记录表； ④钻孔孔斜测量整个钻进过程中，钻头和钻具的外径会逐渐磨损，使用时需要严格测 量，进行排队使用，按先用内径小，外径大的，后用内径大，外径小的原则，每钻进3米，进行孔斜测量一次，以便撑握钻孔偏斜轨迹，当超出允 许值时，须立即进行纠偏；根据重锤测斜原理，我单位自行设计的钻孔高精度测斜仪，可准确地 测量出钻孔轴线的偏斜位移尺寸，以便判断是否满足质量要求，当超出允 许值时，立即采取纠偏措施，该控制装置是确保一根直线的下端在重锤限 位作用下始终处于孔底中心位置，线的上端固定在一个可以在水盆里自由 浮动的浮漂架上，靠重锤垂直作用的原理，孔口浮漂可自由地找到平衡位 置，这时可准确地测量出钻孔偏斜的水平位移值；2)锯缝切割① 机具配置 选用金刚石绳锯机；② 切割方法选择水平钻孔切割横缝方法，来完成大坝的横缝切割，水平钻孔之间 间距为1.8 2.2m，钻孔分布在锯缝垂直方向上，结合缝面成型后的清洗 要求，施工由上往下依次进行，由于切割面积大，孔内情况不易肉眼观察， 选择金刚石绳，在绳的长度上加以严格监控，且绳子不应磨损过大才更换， 和钻头使用原理一样，应进行排队使用，先用外径大的，后用外径小的；(D切割参数确定金刚石切割原理就是靠高速的磨削，切割线速度要达到18m/s 22m/s，切割冲洗液泵量至少达到70L/mim，足以把磨削下来的岩粉排出孔 夕卜，冲洗液在绳的高速运行带动下，形成的气流自然带动流动的水形成高 速流动的水路。本专利技术与现有技术相比，大坝可以处于正常运行状态，锯缝施工不影 响大坝安全运行、不损伤坝体结构、不破坏坝体横缝止水，成本低，施工 速度快，施工精度高，可在水利水电工程领域的老坝、病坝的加固改造施 工中得到广泛的应用。 附图说明图1为本专利技术锯缝切割施工工序图； 图2为钻孔切割示意图； 图3为测量孔斜装置； 图4为应力释放缝切割面透视图；具体实施方式附图为本专利技术的实施例下面结合附图对
技术实现思路
作进一步说明参照图l、图2所示， 一种， 由钻孔和切割两部分组成,其施工方法按以下步骤进行 1)钻孔①钻孔机具配置选用全液压钻孔机，采用金刚石薄壁钻进工艺成孔，其垂直钻孔口径选择小140 mm (J)150 mm，水平钻孔口径选择* 105mm 小llOmm，采用清水做 清洗液，单缸往复式泵供应冲洗液，辅助A字型钻塔和其它相应的配套钻具 进行钻孔施工；钻具级配要求扩孔器外径比钻头大0.3-0.5mm，岩芯管外径尺寸比钻头 尺寸小3mm，钻杆选用O50标准地质管材，扶正器外径和岩芯管外径相等；②钻进参数确定根据三种钻进状态，在每种钻进情况下均应调整钻进 参数值，其参数调整方案见下表钻进状态钻压(kN)钻速(r/min)泵 量 (L/min)开孔钻进2 7200 70020 60正常钻进5 13700 150025 80孔内异常钻进1 5130 45025 70(D钻孔取芯采用卡簧取芯法进行岩芯的采取，钻孔正常情况，取芯的长短取决于岩 芯的完整性和岩芯管的长度，当决定取芯时，先停止冲洗液的供应，向上慢 慢微提钻具，让卡簧在具有一定锥度的钻头体内壁自上往下滑行，紧紧抱住 岩芯，在钻具慢转的强大扭矩作用下，扭断岩芯，再提出钻具，以相反的程 序退出岩芯，为了便于分析孔内情况，取出的岩芯需进行编录，认真填写钻④钻孔孔斜测量整个钻进过程中，钻头和钻具的外径会逐渐磨损，使用时需要严格测量， 进行排队使用，按先用内径小，外径大的，后用内径大，外径小的原则，每 钻进3米，进行孔斜测量一次，以便撑握钻孔偏斜轨迹，当超出允许值时， 须立即进行纠偏；根据重锤测斜原理，钻孔精度测斜仪，可准确地测量出钻孔轴线的偏斜 位移尺寸，以便判断是否满足质量要求，当超出允许值时，立即采取纠偏措 施，该控制装置是确保一根直线的下端在重锤限位作用下始终处于孔底中心 位置，线的上端固定在一个可以在水盆里自由浮动的浮漂架上，靠重锤垂直作用的原理，孔口浮漂可自由地找到平衡位置，这时可准确地测量出钻孔偏斜的水平位移值； 2)锯缝切割① 机具配置选用金刚石绳锯机；② 切割方法选择水平钻孔切割横缝方法，来完成大坝的横缝切割，水平钻孔之间间 距为1.8 2.2m，钻孔分布在锯缝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土重力坝横缝大面积锯缝切割施工方法，由钻孔和切割两部分组成，其施工方法按以下步骤进行：１）钻孔①钻孔机具配置选用全液压钻孔机，采用金刚石薄壁钻进工艺成孔，其垂直钻孔口径选择φ１４０ｍｍ～φ１５０ｍｍ，水平钻孔 口径选择φ１０５ｍｍ～φ１１０ｍｍ，采用清水做清洗液，单缸往复式泵供应冲洗液，辅助Ａ字型钻塔和其它相应的配套钻具进行钻孔施工；钻具级配要求：扩孔器外径比钻头大０．３－０．５ｍｍ，岩芯管外径尺寸比钻头尺寸小３ｍｍ，钻杆选用Φ５０标准地 质管材，扶正器外径和岩芯管外径相等；②钻进参数确定：根据三种钻进状态，在每种钻进情况下均应调整钻进参数值，其参数调整方案为：开孔钻进的钻压为：２～７ｋＮ，钻速２００～７００ｒ／ｍｉｎ，泵量２０～６０Ｌ／ｍｉｎ；正常钻进的钻压为：５～ １３ｋＮ，钻速７００～１５００ｒ／ｍｉｎ，泵量２５～８０Ｌ／ｍｉｎ；孔内异常钻进的钻压为：１～５ｋＮ，钻速１３０～４５０ｒ／ｍｉｎ，泵量２５～７０Ｌ／ｍｉｎ；③钻孔取芯采用卡簧取芯法进行岩芯的采取，钻孔正常情况，取芯的长短取决于岩芯 的完整性和岩芯管的长度，当决定取芯时，先停止冲洗液的供应，向上慢慢微提钻具，让卡簧在具有一定锥度的钻头体内壁自上往下滑行，紧紧抱住岩芯，在钻具慢转的强大扭矩作用下，扭断岩芯，再提出钻具，以相反的程序退出岩芯，为了便于分析孔内情况，取出的岩芯需进行编录，认真填写钻孔记录表；④钻孔孔斜测量整个钻进过程中，钻头和钻具的外径会逐渐磨损，使用时需要严格测量，进行排队使用，按先用内径小，外径大的，后用内径大，外径小的原则，每钻进３米，进行孔斜测量一次，以便撑握钻孔偏斜轨迹 ，当超出允许值时，须立即进行纠偏；根据重锤测斜原理，测量孔斜装置，可准确地测量出钻孔轴线的偏斜位移尺寸，以便判断是否满足质量要求，当超出允许值时，立即采取纠偏措施，该控制装置是确保一根直线的下端在重锤限位作用下始终处于孔底中心位置， 线的上端固定在一个可以在水盆里自由浮动的浮漂架上，靠重锤垂直作用的原理，孔口浮漂可自由地找到平衡位置，这时可准确地测量出钻孔偏斜的水平位移值。２）锯缝切割①机具配置，选用金刚石绳锯机；②切割方法：选择水平钻孔 切割横缝方法，来完成大坝的横缝切割，水平钻孔之间间距为１．８～２．２ｍ，钻孔分布在锯缝垂直方向上，结合缝面成型后的清洗要求，施...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李东锋，潘纪良，
申请(专利权)人：中国水利水电第三工程局，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]