[发明专利]一种大型地下洞室顶拱层开挖施工方法

说明书

本发明公开了一种大型地下洞室顶拱层开挖施工方法。洞室顶拱层采用先中导洞开挖、后两侧扩挖推进的方法进行开挖，在两侧扩挖时，在各侧均首先至少开挖形成一处边墙开口刻槽，然后在各边墙开口刻槽中沿洞室纵向连续分序分块扩挖；各边墙开口刻槽的纵向长度大于开挖台车长度3米；两侧的边墙开口刻槽相互位置沿洞室纵向错位至少20～30米布置。本发明施工方法采用在洞室顶拱层边墙扩挖时正对扩挖边墙根据扩挖台车尺寸分序扩挖成型的方法，缩短了扩挖开口的时间，通过对扩挖断面分块开挖，中下部水平掏槽，上部结构线预留保护层进行压顶，控制保护层每次刻槽开挖深度，提高结构边线的开挖成型质量，保证了开挖洞段围岩的安全稳定。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，尤其属于地下洞室开挖技术领域，涉及一种大型地下洞室顶拱层开挖施工方法。

背景技术

在大型地下工程施工中，常常涉及大型地下洞室的开挖建造。特大断面洞室跨度大、边墙高，一般采用分层、分序、分区自上而下开挖，顶拱层一般采用“先中导洞、后两侧扩挖”，“品”字型推进的方法进行。其中，边墙扩挖开口常采用渐变开挖至永久边墙的方法开挖，该方法常导致临近结构边线开挖超欠挖控制困难，开口处开挖成型质量差，需经多次开挖调整才能保证扩挖工作面的正常实施，开口成型时间较长。

上述“先中导洞、后两侧扩挖”的“品”字型推进的开挖方法是指：在顶拱层开挖时，首先进行中导洞开挖，中导洞开挖至一定纵向长度后，通常不小于30米，开始两侧扩挖，形成中导洞在前、两侧扩挖在后的“品”字型推进的开挖方法。

发明内容

本发明根据现有大型地下洞室顶拱层开挖施工技术的不足，通过洞室顶拱层边墙扩挖开口施工时间的选择，改变扩挖开口位置及范围的确定，分块设计开挖开口刻槽等技术，提供一种效率更高、安全性和稳定性更好的大型地下洞室顶拱层边墙扩挖开口施工方法。

本发明通过以下技术方案实现：

大型地下洞室顶拱层开挖施工方法，洞室顶拱层采用先中导洞开挖、后两侧扩挖推进的方法进行开挖，其特征在于：在两侧扩挖时，在各侧均首先至少开挖形成一处边墙开口刻槽，然后在各边墙开口刻槽中沿洞室纵向连续分序分块扩挖；各边墙开口刻槽的纵向长度大于开挖台车长度3米。

所述两侧的边墙开口刻槽相互位置沿洞室纵向错位至少20～30米布置。

本发明在所述洞室长度小于250m的顶拱层施工时，采用中导洞先开挖完成，再进行两侧开挖区扩挖的施工方式，一侧边墙开口刻槽位置位于洞室轴线中间部位。所述边墙开口刻槽开挖在中导洞剩余30～50m时启动开挖施工。

本发明在所述洞室长度大于等于250m的顶拱层施工时，采用先中导洞开挖，后两侧扩挖，品字型推进的施工方式；一侧边墙开口刻槽位置位于距离中导洞未开挖面20～30m处。所述边墙开口的开口刻槽开挖在中导洞开挖完成100m时启动开挖施工。

本发明所述各边墙开口刻槽开挖包括以下步骤：

刻槽开挖分块设计；1)结构线预留保护层厚度1.2～1.8m；中下部掏槽进尺根据开挖总厚度，控制在2.5m～3.5m；3)保护层刻槽深度根据顶拱弧线半径、钻机构造，按照最大超挖15cm进行；

刻槽施工程序；依据开挖分块自上向下、自外向内开挖；

刻槽实施要点；1)根据分块，中下部实施水平掏槽爆破，上部结构线预留保护层实施光面爆破；2)光爆孔的孔间距为40cm～60cm，采用小药卷捆绑于竹片上，导爆索间隔装药，底药装1/2节φ25药卷，间隔20cm，装1/3节药卷，堵塞长度应大于20cm；主爆孔连续装药，采用φ32药卷；3)钻孔作业前由测量人员，每一排炮根据爆破设计逐孔放点，周边孔后视点须间隔放样，标示超欠挖情况，洞轴线中心线标识清楚，孔位中心线与前一排炮残孔对齐，误差在±5cm以内；4)钻孔施工采用长短两种钻杆，短钻杆长度为1m，以利于钻孔开口，长钻杆长度根据开挖进尺设计进行选定并在钻杆上做好钻孔深度标识。