專利名稱：一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下洞室的開挖施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法。
背景技術(shù)：
地下洞室的球冠狀穹頂為三維空間形體，設(shè)計(jì)斷面輪廓始終處在動(dòng)態(tài)變化中，對(duì)斷面線型控制具有很高的要求。該種立式洞室的施工工藝與常規(guī)地下工程的施工工藝具有很大的差異，現(xiàn)有專利中缺乏可供借鑒的工程先例。隨著地下儲(chǔ)藏工程的大量建設(shè)，作為大型立式儲(chǔ)藏洞室的重要組成部分，球冠狀穹頂?shù)氖┕?huì)給工程建設(shè)者提出諸多的挑戰(zhàn)。因此，需要一種適合球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，對(duì)工程安全、優(yōu)質(zhì)、高效地施工提供技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，包括以下步驟:
步驟一:通道施工； 步驟二:穹頂I部開挖施工，施做初期支護(hù)，施工過程中采用全站儀精確定出穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A,并標(biāo)記；
步驟三:穹頂II部開挖施工，施做初期支護(hù)，施工過程中采用全站儀精確定出穹頂頂部中心點(diǎn)B,并標(biāo)記；
步驟四:根據(jù)穹頂曲線線型要求確定豎向分層施工高度Di,并均勻標(biāo)記于鋼絲繩上，將標(biāo)記好的鋼絲繩連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A和點(diǎn)穹頂頂部中心點(diǎn)B,固定牢固；
步驟五:以連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A和穹頂頂部中心點(diǎn)B的鋼絲繩為中心，以鋼絲繩上標(biāo)記的豎向分層施工高度為控制高程，自上而下分層環(huán)向施工穹頂III部；每一層分段開挖，分段施做初期支護(hù)。進(jìn)一步的，步驟二中，穹頂I部的斷面尺寸與通道相同，施工的循環(huán)進(jìn)尺為L(zhǎng)，施工至中心點(diǎn)A向前方2L 3L處。步驟二中，施工過程中探明穹頂?shù)刭|(zhì)條件，根據(jù)地質(zhì)條件預(yù)先完善支護(hù)體系。進(jìn)一步的，步驟三中，穹頂II部的開挖寬度與穹頂I部相同，施工的循環(huán)進(jìn)尺為M，開挖始自通道與穹頂連接處，止于穹頂頂部中心點(diǎn)B向前方IM 2M處。步驟三中，工作平臺(tái)為臺(tái)車和爆破棄渣堆積平臺(tái)。進(jìn)一步的，步驟五中，環(huán)向施工進(jìn)尺為N，以滿足穹頂曲線線型要求為準(zhǔn)則確定N值，豎向分層施工高度Di根據(jù)N值和穹頂尺寸計(jì)算得出。步驟五中，遇不良地質(zhì)采用超前加固技術(shù)。所述超前加固方法為超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固方法。
優(yōu)選的，所述施工方法為鉆爆法，并預(yù)留光爆層。本發(fā)明的有益效果為:該方法通過先行導(dǎo)坑，探明地質(zhì)，有利于預(yù)先制定加強(qiáng)支護(hù)措施，確保圍巖穩(wěn)定；通過連接洞室中心點(diǎn)的標(biāo)有分層施工高度的鋼絲繩指導(dǎo)施工，測(cè)量放線工作便捷準(zhǔn)確；采用自上而下的以穹頂中心線為基準(zhǔn)的環(huán)形開挖施工方法，利于斷面線型控制，并且增大了施工空間，便于進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)，施工效率高。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的球冠狀穹頂和通道的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的穹頂施工步序的立面不意 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的穹頂III部施工步序的平面示意圖。圖中:
1、穹頂I部；2、穹頂II部；3、穹頂III部；4、通道;A、穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)；B、穹頂頂部中心點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式如圖1-3所示，以橫向跨度為27.5m，高度為8.3m的地下洞室球冠狀穹頂為例介紹本發(fā)明提供的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，設(shè)有一條寬度為3.9m，高度為4.3m的通道與之相連。圍巖節(jié)理發(fā)育、含斷層，斷層內(nèi)富含地下水，圍巖整體性差，施工風(fēng)險(xiǎn)大。為了解決較差地質(zhì)條件下球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工難題，采用了本發(fā)明提供的開挖施工方法。( I)通道4施工，為施工人員、材料、機(jī)械出入提供通道。(2)穹頂I部I開挖施工，素噴混凝土作為初期支護(hù)，先期探明穹頂?shù)刭|(zhì)條件，采用全站儀精確定出穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A，并預(yù)埋鋼筋作為標(biāo)記；施工循環(huán)進(jìn)尺為2.0m左右，斷面尺寸與通道4相同,施工至穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A向前方5.0m處。(3)穹頂II部2開挖施工，施做噴錨支護(hù)作為初期支護(hù)，采用全站儀精確定出穹頂頂部中心點(diǎn)B，并預(yù)埋鋼筋作為標(biāo)記；施工循環(huán)進(jìn)尺為2.0m左右，開挖寬度同穹頂I部，開挖至設(shè)計(jì)斷面，始自通道與穹頂連接處，止于穹頂頂部中心點(diǎn)B向前方3.0m處，距連接處
6.0m范圍內(nèi)采用臺(tái)車作為工作平臺(tái)，6.0m范圍之外采用爆破棄渣堆積平臺(tái)作為工作平臺(tái)；預(yù)留1.0m左右保護(hù)層，采用光面爆破。(4)為滿足穹頂曲線線型要求，環(huán)向施工進(jìn)尺確定為1.0m左右；以中心線為基準(zhǔn)，第一環(huán)施工半徑為4.0m ;自上而下豎向分層施工高度如下表I所示，以標(biāo)記在鋼絲繩上。(5)用標(biāo)記有分層施工高度的鋼絲繩連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A、穹頂頂部中心點(diǎn)B，并固定牢固。

(6)以連接穹頂頂部中心點(diǎn)B、穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A的鋼絲繩為中心，以鋼絲繩上標(biāo)記的豎向施工高度為控制高程，自上而下分層環(huán)向施工穹頂III部3;預(yù)留1.0m左右的保護(hù)層，采用光面爆破；每一層分段開挖，分段支護(hù)，遇不良地質(zhì)采用超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固技術(shù)。該方法通過先行導(dǎo)坑，探明地質(zhì)，有利于預(yù)先制定加強(qiáng)支護(hù)措施，確保圍巖穩(wěn)定；通過連接洞室中心點(diǎn)的標(biāo)有分層施工高度的鋼絲繩指導(dǎo)施工，測(cè)量放線工作便捷準(zhǔn)確；采用自上而下的以穹頂中心線為基準(zhǔn)的環(huán)形開挖施工方法，利于斷面線型控制，并且增大了
施工空間，便于進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)，施工效率高。表I穹頂III部豎向分層施工高度表
權(quán)利要求
1.一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一通道施工； 步驟二 穹頂I部開挖施工，施做初期支護(hù)，施工過程中采用全站儀精確定出穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A,并標(biāo)記； 步驟三穹頂II部開挖施工，施做初期支護(hù)，施工過程中采用全站儀精確定出穹頂頂部中心點(diǎn)B,并標(biāo)記； 步驟四根據(jù)穹頂曲線線型要求確定豎向分層施工高度Di,并均勻標(biāo)記于鋼絲繩上，將標(biāo)記好的鋼絲繩連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A和穹頂頂部中心點(diǎn)B，固定牢固；以及 步驟五穹頂III部開挖施工，以連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A和穹頂頂部中心點(diǎn)B的鋼絲繩為中心，以鋼絲繩上標(biāo)記的豎向分層施工高度為控制高程，自上而下分層環(huán)向施工穹頂III部，每一層分段開挖，分段施做初期支護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟二中，穹頂I部的斷面尺寸與所述通道相同，施工的循環(huán)進(jìn)尺為L(zhǎng)，施工至穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)A向前方2L 3L處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟二中，施工過程中探明穹頂?shù)刭|(zhì)條件，根據(jù)地質(zhì)條件預(yù)先完善支護(hù)體系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟三中，穹頂II部的開挖寬度與穹頂I部相同，施工的循環(huán)進(jìn)尺為M，開挖始自所述通道與穹頂連接處，止于穹頂頂部中心點(diǎn)B向前方IM 2M處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟三中，工作平臺(tái)為臺(tái)車和爆破棄渣堆積平臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟五中，環(huán)向施工進(jìn)尺為N，以滿足穹頂曲線線型要求為準(zhǔn)則確定N值，豎向分層施工高度DJg據(jù)N值和穹頂尺寸計(jì)算得出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于步驟五中，遇不良地質(zhì)米用超如加固技術(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于所述超前加固方法為超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，其特征在于所述施工方法為鉆爆法，并預(yù)留光爆層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地下洞室球冠狀穹頂?shù)拈_挖施工方法，包括以下步驟通道施工；穹頂Ⅰ部開挖施工，施做初期支護(hù)，穹頂Ⅱ部開挖施工，施做初期支護(hù)；穹頂Ⅲ部開挖施工，以連接穹頂?shù)撞恐行狞c(diǎn)和穹頂頂部中心點(diǎn)的鋼絲繩為中心，以鋼絲繩上標(biāo)記的豎向分層施工高度為控制高程，自上而下分層環(huán)向施工穹頂Ⅲ部；每一層分段開挖，分段施做初期支護(hù)。本發(fā)明的有益效果為該方法通過先行導(dǎo)坑，探明地質(zhì)，有利于預(yù)先制定加強(qiáng)支護(hù)措施，確保圍巖穩(wěn)定；采用自上而下的以穹頂中心線為基準(zhǔn)的環(huán)形開挖施工方法，利于斷面線型控制，并且增大了施工空間，便于進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)，施工效率高。
文檔編號(hào)E21D9/00GK103256053SQ20131018863
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者楊長(zhǎng)春, 孫繼永, 肖麗君, 楊彥嶺, 李庚許, 閆肅, 黃明利, 郭朝, 董倩 申請(qǐng)人:中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司