[發明專利]適用于特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定的施工方法

有效

• 申請號: 201910383844.1
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110159323B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 楊小華;張旭;費波濤;唐珂;馬作霖;李紅心;楊吉學;李世凱;楊永樂;翟獻超
• 申請（專利權）人: 國電大渡河猴子巖水電建設有限公司;中國葛洲壩集團第一工程有限公司
• 主分類號: E21D13/02
• 分類號: E21D13/02;E21D11/18;E21D11/10;E21D20/00;E21D20/02;E21D11/22
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

本發明提供一種適用于特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定的施工方法，包括以下步驟：將特大斷面地下硐室從上到下分為至少兩層進行開挖；頂拱開挖一段，則貼緊洞壁安裝穹頂拱架；穹頂拱架安裝完成一段后，穹頂實施噴護混凝土，沿穹頂拱架的硐室邊墻支撐設置縱向的巖錨梁，將該段的穹頂拱架連接成整體，以固定整個穹頂拱架；待穹頂混凝土和巖錨梁混凝土到達齡期，從頂拱層先開挖部位同步進行下層硐室層開挖及支護施工；通過以上步驟實現特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定施工。通過分層開挖，采用先用穹頂拱架支護，然后施工巖錨梁的方案，能夠確保穹頂頂拱層圍巖穩定，確保下層的硐室開挖施工安全。硐室上下層開挖支護施工可同步安排實施。

技術領域

本發明涉及地下硐室開挖施工領域，特別是一種適用于特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定的施工方法。

背景技術

目前，特大斷面地下洞室和地下廠房進行開挖支護施工時，一般都采取自上而下分兩層或多層進行，而當在施工過程中遇到洞室圍巖條件較差時，采用鋼拱架加錨桿（束）、掛網噴護混凝土的支護方式越來越普遍。

分層開挖支護，鋼拱架如何施工具有以下技術難題：（1）開挖一層鋼拱架支護一層時鋼拱架如何生根受力是問題；（2）全部開挖完成才實施鋼拱架，但由于洞室跨度大，圍巖條件復雜，下層開挖時可能出現因爆破振動引起圍巖變形破壞甚至垮塌；（3）鋼拱架投資成本高，洞室圍巖變化復雜，往往下層圍巖條件比頂拱層圍巖條件好，如何優化節約投資成本，動態設計時適時取消下層鋼拱架是關鍵。

例如中國專利文獻CN101699030A記載了一種大硐室掘進方法，包含下列步驟：101、從一側地板沿著設定的坡度進行斷面掘進，直至到硐室頂板；102、到頂板后開始兩邊刷頂，并同時將斜坡道的頂部打通；103、沿著硐室的平行方向，按照硐室頂部斷面的輪廓，將硐室頂部的弧形刷成；104、在上述斷面刷好后，按照硐室反方向沿著頂部按硐室斷面逐排刷至硐室的預定長度；105、硐室拱頂刷完后，對硐室頂部進行支護；106、支護完成后，按照臺階的方式自上而下地進行刷幫，并在施工時邊刷邊支護，并最終達到預定的設計效果，由于該方法采取的是先是小斷面掘進、到硐室頂板后，再臺階施工的方法，能夠明顯改善施工條件。即采用了上述的方案。

中國專利文獻CN102003187A記載了深埋軟巖大型隧洞落底開挖支護的施工方法其步驟如下：a、在已開挖的上半斷面洞室內依次布置上半斷面砂漿錨桿、上半斷面鋼拱架和混凝土噴層；b、分別在上半斷面洞室的拱肩、腰部、拱腳部位布置預應力錨桿；c、在上半斷面洞室兩側拱腳部位實施基礎錨筋樁；d、采用左右分幅方式對下半斷面洞室進行落底開挖，形成環形支護整體；e、依次重復上述步驟直至整個隧洞貫通。本發明主要用于各種水利水電工程中，特別是深埋軟巖大斷面隧洞。但是該方案存在縱向整體不強，錨筋樁施工點多的問題。尤其是過多的錨筋樁施工，會占用大量的設備和施工周期。

中國專利文獻CN102852533A讓壓型約束砼拱架高強立體支護體系，主要由約束砼拱架、讓壓節點、縱向梁、錨桿或錨索組成。其中，約束砼拱架為與巷道形狀一致的封閉式結構，由約束砼通過套筒和讓壓節點連接組合而成，其間隔一定距離布置，并通過縱向梁連接；錨桿或錨索穿過縱向梁錨入巖層中，并施加預應力，對圍巖形成擠壓作用；拱架通過縱向梁與錨桿或錨索成為一個整體結構，其共同作用形成空間立體支護體系。該方案的支護效果較佳，但是施工成本非常高，而且對于圍巖條件較佳的地區，全斷面拱架的支承結構資金浪費較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定的施工方法，能夠確保硐室的支護穩定，確保工程安全，提高施工效率，并能夠根據圍巖支撐的狀況動態匹配硐室層的支護方案，在確保支護穩定的前提下，降低施工成本。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種適用于特大斷面地下硐室開挖和鋼拱架固定的施工方法，包括以下步驟：

S1、將特大斷面地下硐室從上到下分為至少兩層進行開挖；