[發(fā)明專利]一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法

有效

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• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113969796B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 劉長紅;梁向東;譚鷹;袁兆廷;歐陽保;歐陽學武;黃安;彭浩東
• 申請（專利權）人: 中鐵二十四局集團有限公司;中鐵二十四局集團南昌鐵路工程有限公司
• 主分類號: E21D13/00
• 分類號: E21D13/00;E21D13/02;E21D11/10;E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法，所述方法將穹頂分為十字導坑第一條通道（1）、十字導坑第二條通道、內圈圓形部分（3）和外圈環(huán)狀部分（4），采用十字導坑法開挖；再采用以角度劃分、分扇區(qū)逐步開挖及時進行支護，形成內圈圓形部分和外圈環(huán)狀部分；先開挖支護內圈圓形部分，再開挖支護外圈環(huán)狀部分，內圈圓形部分支護結構的形成進一步加強了工程中最脆弱的穹頂結構的穩(wěn)定性；建立以“裝配式格柵鋼架+預應力錨桿+噴射混凝土”為核心的初期支護體系。本發(fā)明極大的提高了大跨徑罐室穹頂的開挖支護效率，大大提高了大跨徑罐室穹頂的開挖成形、初期支護質量，確保了施工安全，具有很好的應用價值和廣闊的推廣前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法，屬地下工程技術領域。

背景技術

近年來，我國地下能源儲備發(fā)展呈良好態(tài)勢，愈來愈多的大跨徑穹頂罐室進入規(guī)劃和施工階段。在軟弱圍巖的復雜地質條件下，大跨徑罐室穹頂開挖施工對周邊圍巖擾動大，作業(yè)效率、人員及設備安全難以保證，球冠狀穹頂開挖成形、初期支護質量難以控制。

公開號CN105003271公開了一種“地下核電站核反應堆洞室大跨度穹頂開挖結構及開挖方法”。提出了一種“在穹頂內部預留多個具有間距的巖墻，巖墻將穹頂內部圍成多個封閉施工空間，在各個較小的施工空間內進行開挖施工”的方法，該方法暴露的工作面太多，在大跨徑罐室穹頂的開挖過程中難以保證穹頂結構的穩(wěn)定性，而且無法及時將穹頂支護結構封閉連成整體。“一種地下核反應堆洞室超大跨度穹頂預留中心巖柱施工工藝”提出了一種“在穹頂中心部位預留中心巖柱，再沿穹頂所在球面的半徑打通施工通道到中心巖柱處，支護其開挖揭露面，加強開挖揭露面中部的支護，然后沿施工通道的左右兩側呈扇形對稱擴挖，加強掌子面中部的臨時支護，對已揭露的穹頂輪廓巖面進行支護，并加強對穹頂輪廓拱腳的支護，最后，擴挖完成后自上而下挖除中心巖柱”的方法，而該方法中僅有兩個工作面，在大跨徑罐室穹頂開挖支護過程中施工周期長，且中心巖柱加大了施工難度和成本。

因此，迫切需要一種適用于大跨徑罐室穹頂開挖支護方法，從而為此類罐室穹頂開挖支護的安全、高效施工提供技術支持。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，為了有效減小大跨徑罐室穹頂開挖施工對周邊圍巖的擾動，增加作業(yè)空間，保證作業(yè)效率、人員及設備安全，提出一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法。

本發(fā)明實現的技術方案如下，一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法，將穹頂分為十字形部分、內圈圓形部分和外圈環(huán)狀部分，采用十字導坑法開挖；再采用以角度劃分、分扇區(qū)逐步開挖及時進行支護，形成內圈圓形部分和外圈環(huán)狀部分；先開挖支護內圈圓形部分，再開挖支護外圈環(huán)狀部分，內圈圓形部分支護結構的形成進一步加強了工程中最脆弱的穹頂結構的穩(wěn)定性；建立以“裝配式格柵鋼架+預應力錨桿+噴射混凝土”為核心的初期支護體系。

所述十字導坑法開挖，采用光面爆破，在坑道與罐室交叉點位置馬頭門開洞，邊挑頂開挖邊架設門型鋼架，開挖至穹頂中心時，在拱頂打設錨桿固定圓形鋼骨架，再按照拱頂往拱腳的施工順序對已開挖部分進行支護；支護結構穩(wěn)定后，繼續(xù)開挖支護至另一側拱腳處；開挖支護完第一條通道后，從穹頂中心同時向另外兩側垂直擴張，開挖支護第二條通道，最終形成穹頂十字導坑。

所述對已開挖部分進行支護，包括初噴混凝土封閉圍巖；掛第一層鋼筋網；將格柵鋼架與固定在拱頂的圓形鋼骨架通過螺栓連接牢固，再依次拼裝后續(xù)部分；打設預應力錨桿，長短交替、梅花形間隔布設；掛第二層鋼筋網，使格柵鋼架緊密夾在兩層鋼筋網之間；最后，噴射混凝土至設計厚度。

一種大跨徑罐室穹頂十字導坑扇形開挖及支護方法，步驟如下：

（1）開挖支護第一條通道后，從穹頂中心同時向兩側垂直擴張，最終形成穹頂十字導坑結構；