[实用新型]地下核反应堆洞室超大跨度穹顶预留中心岩柱施工布置

说明书

技术领域

本实用新型属于核电工程技术领域，涉及核电站开发建设，尤其涉及地下核反应堆洞室超大跨度穹顶预留中心岩柱施工布置。

背景技术

我国在“十二五”能源规划中提出，要加快推进核电建设。在日本福岛核事故的影响下，刚从切尔诺贝利阴影中走出的核电产业又陷入了低谷。国家对核电项目的审批更加严格和慎重，对核电厂的安全性要求更高。于是，将地面核电站全部或核岛部分置于地下的新型地下核电站将为核电发展提供新的途径。

我国目前研究的第三代商业地下核电站洞室群，其核反应堆洞室穹顶开挖跨度达到约48m，远大于国内外已有的地下核电站开挖跨度，也大于国内外已有水电站地下洞室的开挖跨度。其开挖工艺是地下核电站可行性的关键内容之一。

大跨度地下洞室开挖过程中，其顶拱稳定安全是关键。类似穹顶结构，在部分水电站地下调压井中曾有应用，其开挖施工工艺也是在探索中应用：直接由直径一端点向对侧全面推进；或先沿直径方向打通导洞，再通过导洞两侧扩挖成形；或先沿穹顶内轮廓打向上盘旋的导洞，再通过导洞自上而下扩挖成形。这些开挖工艺主要用于一般跨度穹顶施工，可归纳为两类：垂直向分部向前推进或左右推进，或水平向分层推进。

地下核反应堆洞室超大跨度穹顶开挖如其施工布置不当，容易引起工期延误、质量失控、投资增加、严重时甚至会引发安全事故。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有的开挖工艺缺陷，提供一种使超大跨度穹顶的开挖技术可行、程序简单、施工方便、安全可靠的地下核反应堆洞室超大跨度穹顶预留中心岩柱施工布置。

为实现上述目的，本实用新型设计的地下核反应堆洞室超大跨度穹顶预留中心岩柱施工布置，包括穹顶轮廓岩面、设置在穹顶轮廓岩面中心部位的中心岩柱，所述中心岩柱上有开挖揭露面，还包括沿着穹顶外边沿通向中心岩柱上开挖揭露面的施工通道，所述施工通道的两侧设置有扇形扩挖掌子面，所述的穹顶轮廓岩面为弧形，所述的穹顶轮廓岩面与地面的接触处为穹顶轮廓拱脚，所述的超大跨度穹顶不小于40米。

在上述技术方案中，所述中心岩柱为多边形或者圆形断面，断面尺寸8～12m，中心岩柱的形状和尺寸易预留成型、应力集中效应小、且方便后期挖除。

本实用新型在穹顶中心部位设置预留中心岩柱，起到临时减小开挖跨度的效果，可减小施工过程中的围岩应力水平及变形水平；对中心岩柱中部、开挖掌子面中部、穹顶轮廓拱脚重点支护，是基于计算分析这些部位的变形水平较其他部位大，为关键控制部位；对关键控制部位加强安全监测，可及时反馈应力、变形等信息，有利于及时采取相应技术措施，确保安全。在中心岩柱以外的部位开挖并支护完成后再挖除中心岩柱，且自上而下拆除中心岩柱，可提高整个施工过程的安全性。

本实用新型适用于地下核反应堆洞室超大跨度穹顶开挖，具有开挖程序简单、施工方便、安全可靠的技术优势。

附图说明

图1为本实用新型施工布置示意图；

图2为图1的I－I剖面示意图；

图中：1、施工通道；2、中心岩柱；3、开挖揭露面；4、扩挖掌子面；5、穹顶轮廓岩面；6、穹顶轮廓拱脚；7、地面。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1所示的地下核反应堆洞室超大跨度穹顶预留中心岩柱施工布置，包括穹顶轮廓岩面5、设置在穹顶轮廓岩面5中心部位的中心岩柱2，中心岩柱2上有开挖揭露面3，还包括沿着穹顶外边沿通向中心岩柱2上开挖揭露面3的施工通道1，施工通道1的两侧设置有扇形扩挖掌子面4，穹顶轮廓岩面5为弧形，穹顶轮廓岩面5与地面7的接触处为穹顶轮廓拱脚6，超大跨度穹顶不小于40米。

其具体施工过程包括以下步骤：

(一)、在穹顶中心部位预留中心岩柱2；中心岩柱2为多边形或者圆形断面，中心岩柱2横截面最大尺寸即断面尺寸为8～12m；

(二)、沿穹顶所在球面的半径打通施工通道1到中心岩柱2处；支护中心岩柱2的开挖揭露面3，加强开挖揭露面3中部的支护。若

(三)、沿施工通道1的左右两侧呈扇形对称扩挖，扇形对称扩挖过程中，加强掌子面4中部的临时支护，对已揭露的穹顶轮廓岩面5进行支护，并加强对穹顶轮廓拱脚6的支护；

(四)、扩挖完成后自上而下挖除中心岩柱2。

实施例1