[发明专利]一种地下洞室球冠状穹顶的开挖施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下洞室的开挖施工技术领域，尤其涉及一种地下洞室球冠状穹顶的开挖施工方法。

背景技术

地下洞室的球冠状穹顶为三维空间形体，设计断面轮廓始终处在动态变化中，对断面线型控制具有很高的要求。该种立式洞室的施工工艺与常规地下工程的施工工艺具有很大的差异，现有专利中缺乏可供借鉴的工程先例。随着地下储藏工程的大量建设，作为大型立式储藏洞室的重要组成部分，球冠状穹顶的施工将会给工程建设者提出诸多的挑战。因此，需要一种适合球冠状穹顶的开挖施工方法，对工程安全、优质、高效地施工提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种地下洞室球冠状穹顶的开挖施工方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种地下洞室球冠状穹顶的开挖施工方法，包括以下步骤：

步骤一：通道施工；

步骤二：穹顶Ⅰ部开挖施工，施做初期支护，施工过程中采用全站仪精确定出穹顶底部中心点A，并标记；

步骤三：穹顶Ⅱ部开挖施工，施做初期支护，施工过程中采用全站仪精确定出穹顶顶部中心点B，并标记；

步骤四：根据穹顶曲线线型要求确定竖向分层施工高度D_i，并均匀标记于钢丝绳上，将标记好的钢丝绳连接穹顶底部中心点A和点穹顶顶部中心点B，固定牢固；

步骤五：以连接穹顶底部中心点A和穹顶顶部中心点B的钢丝绳为中心，以钢丝绳上标记的竖向分层施工高度为控制高程，自上而下分层环向施工穹顶Ⅲ部；每一层分段开挖，分段施做初期支护。

进一步的，步骤二中，穹顶Ⅰ部的断面尺寸与通道相同，施工的循环进尺为L，施工至中心点A向前方2L～3L处。步骤二中，施工过程中探明穹顶地质条件，根据地质条件预先完善支护体系。

进一步的，步骤三中，穹顶Ⅱ部的开挖宽度与穹顶Ⅰ部相同，施工的循环进尺为M，开挖始自通道与穹顶连接处，止于穹顶顶部中心点B向前方1M～2M处。步骤三中，工作平台为台车和爆破弃渣堆积平台。

进一步的，步骤五中，环向施工进尺为N，以满足穹顶曲线线型要求为准则确定N值，竖向分层施工高度D_i根据N值和穹顶尺寸计算得出。步骤五中，遇不良地质采用超前加固技术。所述超前加固方法为超前锚杆、超前小导管注浆预加固方法。

优选的，所述施工方法为钻爆法，并预留光爆层。

本发明的有益效果为：该方法通过先行导坑，探明地质，有利于预先制定加强支护措施，确保围岩稳定；通过连接洞室中心点的标有分层施工高度的钢丝绳指导施工，测量放线工作便捷准确；采用自上而下的以穹顶中心线为基准的环形开挖施工方法，利于断面线型控制，并且增大了施工空间，便于进行机械化作业，施工效率高。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述的球冠状穹顶和通道的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的穹顶施工步序的立面示意图；

图3为本发明实施例所述的穹顶Ⅲ部施工步序的平面示意图。

图中：

1、穹顶Ⅰ部；2、穹顶Ⅱ部；3、穹顶Ⅲ部；4、通道；A、穹顶底部中心点；B、穹顶顶部中心点。

具体实施方式

如图1-3所示，以横向跨度为27.5m，高度为8.3m的地下洞室球冠状穹顶为例介绍本发明提供的地下洞室球冠状穹顶的开挖施工方法，设有一条宽度为3.9m，高度为4.3m的通道与之相连。围岩节理发育、含断层，断层内富含地下水，围岩整体性差，施工风险大。为了解决较差地质条件下球冠状穹顶的开挖施工难题，采用了本发明提供的开挖施工方法。

（1）通道4施工，为施工人员、材料、机械出入提供通道。

（2）穹顶Ⅰ部1开挖施工，素喷混凝土作为初期支护，先期探明穹顶地质条件，采用全站仪精确定出穹顶底部中心点A，并预埋钢筋作为标记；施工循环进尺为2.0m左右,断面尺寸与通道4相同，施工至穹顶底部中心点A向前方5.0m处。

（3）穹顶Ⅱ部2开挖施工，施做喷锚支护作为初期支护，采用全站仪精确定出穹顶顶部中心点B，并预埋钢筋作为标记；施工循环进尺为2.0m左右，开挖宽度同穹顶Ⅰ部，开挖至设计断面，始自通道与穹顶连接处，止于穹顶顶部中心点B向前方3.0m处，距连接处6.0m范围内采用台车作为工作平台，6.0m范围之外采用爆破弃渣堆积平台作为工作平台；预留1.0m左右保护层，采用光面爆破。