[发明专利]一种大断面地下洞室开挖支护的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大断面地下洞室开挖支护的施工方法。适用于复杂地质条件下，大断面地下洞室的开挖支护施工。

背景技术

目前，大断面地下洞室一般分两层或多层进行开挖、支护，施工程序为：上层开挖→上层支护→下层开挖→下层支护。常用的支护方式有：锚杆、锚筋桩、喷混凝土、钢拱架等。

锚杆、锚筋桩、喷混凝土属柔性支护，所能提供的支护力较小；钢拱架虽属刚性支护，但其纵向刚度远小于横向刚度，所能提供的支护力也有限。上述支护方式对地质条件较好的地下洞室已足够，但对于地质条件很差的地下洞室，尚显不足。

混凝土拱架横向刚度及纵向刚度均较大，适用于地质条件差的地下洞室的支护。对于大断面地下洞室，洞室是分两层或多层开挖的，混凝土拱架需等下层开挖完成后才能进行施工，而上、下层的开挖往往有个时间差，很多地下洞室在下层开挖过程中，由于开挖跨度的增加、爆破振动等原因，围岩就可能出现变形破坏。  

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种大断面地下洞室开挖支护的施工方法，简化施工步骤，保证洞室围堰稳定，确保工程安全。

本发明所采用的技术方案是：一种大断面地下洞室开挖支护的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、大断面地下洞室分成上下两层进行开挖，首先完成上层洞室的开挖及支护施工；

b、上层洞室开挖完成后，在下层洞室两侧侧墙部位，每隔6~10m开挖竖井，并在竖井内部每隔一定距离采用工字钢进行临时支撑；

c、在开挖完成的竖井位置，紧贴洞壁进行混凝土拱架的浇筑施工；

d、待混凝土拱架达到一定的龄期后，进行下层洞室的开挖及支护。

所述混凝土拱架内横向配置工字钢，相邻两工字钢的间距为0.5~1.5m，混凝土拱架的纵向配置钢筋，并与横向的工字钢焊接固定。 

本发明的有益效果是：本发明将大断面地下洞室中混凝土拱架的施工程序进行调整，在下层洞室开挖未大面展开时，先期进行混凝土拱架的施工，使混凝土拱架成为受力的主体，达到洞室围岩稳定的目的，避免开挖跨度的增加、爆破振动等原因造成围岩变形破坏。本发明施工方便、工程成本低。

附图说明

图1为本发明中混凝土拱架结构图。

图2~图6为本发明的施工步骤示意图。  

具体实施方式

本实施例在大断面地下洞室的开挖工程中，将混凝土拱架的施工时间进行调整，在下层洞室开挖尚未大面积展开时，先期进行混凝土拱架的施工，使混凝土拱架成为受力的主体，从而达到洞室围岩稳定的目的。

如图1所示，本实施例在分上、下两层开挖支护的大断面地下洞室内采用混凝土拱架4支护，该混凝土拱架在下层洞室两侧为间隔6~10m浇筑的混凝土支柱。所述混凝土拱架4采用现浇混凝土，其内部横向配置I₁₆~I₂₀工字钢5，工字钢5间距0.5~1.5m，工字钢焊接成城门洞型，混凝土拱架4的纵向配置Φ16~Φ20的钢筋6，并与横向的工字钢5焊接。

本实施例的具体施工步骤如下：

a、完成上层洞室1的开挖及支护施工。如图2所示，大断面地下洞室分上下两层进行开挖、支护，在上层洞室1开挖完成后，在洞室周边布置必要的支护，采用锚杆、锚筋桩等；

b、如图3、图4所示，在下层洞室2两侧侧墙部位，每隔6~10m，开挖成1m×3m的竖井3，并在竖井3内部每隔一定距离（由于是临时支撑，此距离可视现场情况而定）采用工字钢进行临时支撑；

c、在开挖完成的竖井3位置，进行混凝土拱架4的施工，如图5所示，混凝土拱架4紧贴洞壁浇筑，在混凝土拱架4内横向配置工字钢5，相邻两工字钢的间距为0.5~1.5m，工字钢焊接成城门洞型，混凝土拱架4的纵向配置Φ16~Φ20的钢筋6，并与横向的工字钢5焊接固定；

d、待混凝土拱架4达到一定的龄期后，进行下层洞室2的开挖及支护，如图6所示，直至整个大断面地下洞室开挖完成。

本发明中，混凝土拱架成为受力的主体，避免了在下层洞室开挖过程中由于开挖跨度的增加、爆破振动等原因导致围岩变形破坏。