[发明专利]地下洞室开挖支护体系及施工方法

说明书

地下洞室开挖支护体系，包括自上而下的顶拱开挖区、端墙开挖区和仰拱开挖区，顶拱开挖区、端墙开挖区和仰拱开挖区依次连接；所述顶拱开挖区内设有定型化操作平台，顶拱开挖区和端墙开挖区外设有打设有锚杆，顶拱开挖区上还打设有排水体；仰拱开挖区内设有两个对称设置的水电预制箱，水电预制箱内设有水电隔离面板，水电隔离面板将水电预制箱分成上下两个部分；水电预制箱的上部分为电线路管廊，水电预制箱的下部分为地下排水管廊；与现有技术相比，两侧开挖区块形成钝角，利于整个开挖过程中的几何稳定性，不需要整个区块完全开挖后再支护，而是在预先在四周开挖支护完成后，再对中间区域挖除，提升了开挖与支护施工效率。

技术领域

本发明属于地下洞室挖掘技术领域，尤其是涉及一种地下洞室开挖支护体系及施工方法。

背景技术

当前，地下洞室的开挖施工大部分采用中部的中导洞先行开挖、两侧的扩挖区后行开挖的方式，其支护工作是在扩挖区后面的整个开挖区域内进行支护工作，大体施工顺序一般为：上层顶拱区中间中导洞先行开挖至一定深度→顶拱区两侧扩挖区后行开挖→在顶拱扩挖区掌子面后的整个顶拱区域内进行顶拱支护→下层端墙区的中间中导洞先行开挖至一定深度→端墙区两侧扩挖区后行开挖→在端墙扩挖区掌子面后的部位进行支护。该种方法使得中导洞部位的岩层暴露时间过长，使得其应力释放与变形过大，容易引发工程事故。另外，该种开挖施工体系的排水作业往往过于粗狂，排水体系往往落后于开挖支护，若碰到过大水量或过大水头，也易引发工程事故。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种洞室的开挖和支护同步施工，减小洞室周边岩体裸露面暴露时间、同步引水泄压、提高开挖支护效率的地下洞室开挖支护体。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：地下洞室开挖支护体系，包括自上而下的顶拱开挖区、端墙开挖区和仰拱开挖区，顶拱开挖区、端墙开挖区和仰拱开挖区依次连接；所述顶拱开挖区内设有定型化操作平台，顶拱开挖区和端墙开挖区外设有打设有锚杆，顶拱开挖区上还打设有排水体；所述仰拱开挖区内设有两个对称设置的水电预制箱，水电预制箱内设有水电隔离面板，水电隔离面板将水电预制箱分成上下两个部分；所述水电预制箱的上部分为电线路管廊，水电预制箱的下部分为地下排水管廊。

作为本发明的一种优选方案，所述定型化操作平台包括侧顶拱操作平台和中间顶拱操作平台，侧顶拱操作平台对称设置于中间顶拱操作平台两侧。

作为本发明的一种优选方案，所述侧顶拱操作平台上设有第一机械臂，中间顶拱操作平台上设有第二机械臂。

作为本发明的一种优选方案，所述端墙开挖区两侧也设有侧顶拱操作平台。

作为本发明的一种优选方案，所述侧顶拱操作平台包括三角侧顶拱操作平台或矩形侧顶拱操作平台。

作为本发明的一种优选方案，所述顶拱开挖区上设有拱架，排水体和锚杆打设于拱架上。

作为本发明的一种优选方案，所述拱架包括若干组相连接的连接单元，连接单元包括顶拱钢架和端墙钢柱，端墙钢柱连接于顶拱钢架两端。

作为本发明的一种优选方案，所述电线路管廊侧壁上设有若干电线路支架，水电预制箱的侧部上设有进水口。

作为本发明的一种优选方案，所述相对设置的电线路管廊之间设有备用通道。

1.地下洞室开挖支护体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A：地下洞室开挖支护分区分块：分为三区六块，上区为顶拱开挖区，中区为端墙开挖区，下区为仰拱开挖区，顶拱开挖区分为两侧对称I块、中间部位上部II块和中间部位下部III块，端墙开挖区分为两侧对称IV块和中间部位V块，仰拱开挖区即为VI块，其中，I块和IV的开挖区具有一定的斜度稳定角，保证各块开挖区的几何稳定性；