[发明专利]一种大跨度地下洞室半幅错距开挖支护方法

说明书

本发明涉及一种大跨度地下洞室半幅错距开挖支护方法，属于地下工程建设领域，本发明根据大跨度地下洞室结构特征及应力分布等特征，形成了“先软后硬、排水超前、半幅错距、支护紧跟”的开挖支护方法，即按照“先软后硬、排水超前”建造原则，先对洞室稳定不利的半幅洞室进行开挖支护，再滞后错距、跟紧开挖支护另外半幅洞室。该技术适用性、可操作性强，大大提高了开挖支护工效，并保证了施工安全及开挖质量。

技术领域

本发明属于地下工程建设领域，具体地说，涉及一种大跨度地下洞室半幅错距开挖支护方法。

背景技术

在水利水电、公路、港口等地下工程建设中，其地下洞室规模庞大、埋深大、地应力高，此类特殊结构的设计支护参数、开挖施工方法各不相同，不科学的设计支护参数、开挖支护施工方法可能发生岩体失稳、塌方等安全事故，从而，影响整体施工进度和经济效益，因此，需探索与实践一种科学、合理的设计支护参数及安全、优质、高效的开挖支护方法，顶层传统安全的开挖支护方法一般采用：①中导洞先行开挖支护，再两侧扩挖跟进的方法；②先开挖两侧，后开挖中部的方法。第二层及其以下开挖一般采用：①先中间潜孔钻梯段爆破拉槽、后两侧预留保护层开挖的方法；②全断面开挖。该开挖方法不利于系统长锚杆施工，也不利于风水电布置，其开挖成本较高，第二层以下全断面开挖对边墙围岩稳定也不利。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提出了一种大跨度地下洞室半幅错距开挖支护方法，克服传统的开挖支护方法的不足之处，并提前探明了所开挖地下洞室的地质条件，对应力释放及应力调整极为有利，其技术创新适用性、可操作性强，大大提高了开挖支护工效，并保证施工安全及开挖质量。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种大跨度地下洞室半幅错距开挖支护方法，具体步骤为：

1）根据所需开挖地下洞室围岩的结构特征，对围岩类别、不利结构面、岩层走向等地质条件作出评判，按照先软后硬、排水超前的开挖原则，选择所要优先开挖的半幅及采取的支护措施；

2）先对洞室第一顶拱层顶拱稳定不利的半幅进行开挖支护，再滞后错距、跟紧开挖支护另外半幅，先开挖半幅洞室超前后开挖半幅洞室的距离不小于其洞径的1.5倍先开挖半幅洞室洞径；

3）第一顶拱层开挖支护完成后，依次进入第二层半幅错距开挖支护，先开挖半幅洞室超前后开挖半幅洞室的距离不小于其洞径的1.5倍先开挖半幅洞室洞径；

4）第二层半幅错距开挖支护完成后，采用第一层、第二层的开挖方式，依次进入第三、第四、……直至最后一层半幅错距开挖支护，且洞室底板预留1.5m厚保护层，保护层采用光面爆破、水平排炮爆破开挖方式进行开挖。

进一步，洞室第一顶拱层的先开挖的半幅洞室断面尺寸需兼顾、满足挖、装、运、支护设备、系统锚杆长度的作业空间需求，开挖断面不小于宽×高=9.0×9.0m，第一顶拱层开挖采用手风钻配合钻爆台车造孔或采用大型凿岩钻爆台车造孔，周边按设计轮廓线实施光面爆破，周边孔及其他爆破孔距、装药、联网按爆破设计控制，并视围岩情况支护紧跟开挖，埋设部分临时或永久的收敛计、锚杆应力、多点位移计等安全监测仪器，以便及时监测洞室围岩应力应变情况。

进一步，若需及时支护紧随开挖，则各层左、右半幅洞室开挖、支护平面可多工序平行作业，支护采用三臂凿岩台车造孔，人工配合登高设备进行锚杆安装、注浆及挂网支护。

进一步，各层左、右半幅洞采用装载机或反铲装配合自卸车出渣，采用反铲进行底部岩面清理、平整，以方便下一循环造孔，并保证开挖质量。

进一步，第二层及其以下分层采用薄层开挖，开挖高度需考虑方便设备造孔为原则，高度为4.0～5.0m，先挖半幅为洞室宽度的2/3,且一般不小于9.0m。

本发明的有益效果：