[发明专利]地下穹顶开挖施工布置结构及开挖方法

权利要求书

1.一种地下穹顶开挖施工布置结构，其特征在于，包括：中心支柱和施工通道；所述施工通道自地下穹顶外延伸至所述中心支柱；所述中心支柱为自下而上递减的台阶状柱形结构；所述中心支柱的侧面自下而上设置Ⅲ环形导坑的开挖接露面，Ⅰ3环形导坑的开挖接露面，Ⅰ1环形导坑的开挖接露面、Ⅰ2环形导坑的开挖接露面、Ⅱ环形导坑的开挖接露面；所述中心支柱内设置“十”字形开挖接露面。

2.如权利要求1所述的地下穹顶开挖施工布置结构，其特征在于，所述Ⅰ1环形导坑比所述Ⅰ2环形导坑超前3-5米，所述Ⅰ2环形导坑比所述Ⅰ3环形导坑超前3-5米。

3.如权利要求2所述的地下穹顶开挖施工布置结构，其特征在于，所述所述Ⅰ1环形导坑、Ⅰ2环形导坑、Ⅰ3环形导坑、所述Ⅱ环形导坑、所述Ⅲ环形导坑的掌子面、所述中心支柱顶部的面从内到外依次喷有混凝土层、钢纤维混凝土层；所述钢纤维混凝土层挂钢筋网，所述混凝土层锚固第一中空锚杆、第二中空锚杆；所述第一锚杆的长度大于所述第二锚杆的长度，所述第一锚杆和所述第二锚杆交替布置。

4.如权利要求1-3任一项所述的地下穹顶开挖施工布置结构，其特征在于，还包括第一预应力锚索排，所述第一预应力锚索排为环状结构，由多个均匀相间的第一预应力锚索围成，每个所述第一预应力锚索的一端锚固于所述Ⅰ3环形导坑的掌子面；相邻两个第一预应力锚索环向间距为设定值。

5.如权利要求4所述的地下穹顶开挖施工布置结构，其特征在于，还包括第二预应力锚索排，所述第二预应力锚索排为环状结构，由多个均匀相间的第二预应力锚索围成，每个所述第二预应力锚索的一端锚固于所述Ⅲ环形导坑的掌子面；相邻两个第二预应力锚索环向间距为设定值。

6.一种地下穹顶开挖方法，其特征在于，包括：

步骤1，预留中心支柱支撑穹顶上环形导坑围岩；

步骤2，开挖穹顶环形导坑围岩，并进行支护加固；所述穹顶环形导坑包括：自下而上的Ⅲ环形导坑、Ⅰ3环形导坑、Ⅰ1环形导坑、Ⅰ2环形导坑、Ⅱ环形导坑；

步骤3，开挖所述中心支柱的中心“十”字架中环形导坑核心柱，进行支护加固；

步骤4，开挖所述中心支柱剩余的环形导坑，进行支护加固。

7.如权利要求6所述的地下穹顶开挖方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21，台阶法开挖Ⅰ1环形导坑、Ⅰ2环形导坑、Ⅰ3环形导坑，进行支护加固，其中Ⅰ1环形导坑处于Ⅰ2环形导坑和Ⅰ3环形导坑之间；

步骤22，开挖Ⅰ2环形导坑上方的Ⅱ环形导坑，进行支护加固；

步骤23，开挖Ⅰ3环形导坑下方的Ⅲ环形导坑，进行支护加固。

8.如权利要求7所述的地下穹顶开挖方法，其特征在于，所述步骤21包括：

采用台阶法依次开挖Ⅰ1环形导坑、Ⅰ2环形导坑、Ⅰ3环形导坑，所述Ⅰ1环形导坑比所述Ⅰ2环形导坑超前3-5米，所述Ⅰ2环形导坑比所述Ⅰ3环形导坑超前3-5米；

初喷钢纤维混凝土，然后挂钢筋网；

再喷混凝土，环形锚固第一中空锚杆、第二中空锚杆，所述第一锚杆的长度大于所述第二锚杆的长度，所述第一锚杆和所述第二锚杆交替布置；

环形锚固多个第一预应力锚索。

9.如权利要求6-8任一项所述的地下穹顶开挖方法，其特征在于，所述步骤3包括：

在所述中心支柱“十”字形对穿开挖中环形导坑核心柱；

初喷钢纤维混凝土，然后挂钢筋网；

再喷混凝土，环形锚固第一中空锚杆、第二中空锚杆，所述第一锚杆的长度大于所述第二锚杆的长度，所述第一锚杆和所述第二锚杆交替布置；

环形锚固多个第二预应力锚索。

10.如权利要求9所述的地下穹顶开挖方法，其特征在于，所述步骤4之后，所述地下穹顶开挖方法还包括：

拆除临时支护；

台阶法依次开挖剩余的岩体，建设隧道底板及铺面。