[发明专利]一种大洞径竖向洞室开挖方法

说明书

本发明公开了一种大洞径竖向洞室开挖方法，包括：由竖向洞室底部通道沿洞室外轮廓设计线从下向上螺旋上升开挖，洞室轮廓中心随开挖过程即时设置固定钢箱涵作为溜渣通道，螺旋开挖至洞室顶部后采用从上至下常规开挖方法至完成大洞径竖向洞室的开挖。本发明开挖方法从下向上通过螺旋上升的方式，降低了开挖过程的坡度，提高了机械化使用水平；同时，在洞室中间位置，设置钢箱涵向上逐步延伸，提供出渣通道；并通过使用钢筋石笼对钢箱涵进行围固保证稳定性。本发明通过螺旋上升开挖以及钢箱涵逐步向上延伸，节省了洞室顶部临时交通洞和反井钻机的导洞扩挖，节约了施工工期和经济成本，安全可靠，可满足大洞径竖井开挖工程的开挖需要。

技术领域

本发明属于水利水电工程施工技术领域，尤其属于地下建筑建设开挖技术领域，涉及一种大洞径竖向洞室开挖方法。

背景技术

水电建设中，大多数调压井或竖井的开挖都是通过反井钻机从下开挖导洞后，然后从上向下进行扩挖；但是针对个别大洞径竖向洞室工程，不具备上述条件的，需要从下部直接向上进行开挖；目前的常规技术，从下向上进行爆破开挖，危险系数大，上部掉石的风险极高，从安全上考虑，基本杜绝了这种常规方案；而如果回归到反井钻机方案，则需要对洞室顶部修建临时通道，无论是工期成本还是经济成本，都是不菲的代价。因此，需要设计一种针对较大洞径竖井进行高效、安全的开挖方法。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种大洞径竖向洞室开挖方法。本发明目的是提供一种针对大洞径竖向洞室从下向上进行开挖的技术方案，本发明开挖方法在保证安全的前提下，能够节约了工期，减少开挖成本，提高施工效率。

本发明通过以下技术方案实现：

大洞径竖向洞室开挖方法，其特征在于包括以下方法：由竖向洞室底部通道沿洞室外轮廓设计线从下向上螺旋上升开挖，洞室轮廓中心随开挖过程即时设置固定钢箱涵作为溜渣通道，螺旋开挖至洞室顶部后采用从上至下常规开挖方法至完成大洞径竖向洞室的开挖。

本发明方法将竖向洞室底部通道沿洞室外轮廓设计线从下向上螺旋上升开挖每螺旋一圈360度分为四个伞形区域分段进行开挖；根据竖向洞室洞径，设计并制作好钢箱涵并在每段完成开挖后进行安装，在钢箱涵外周壁通过钢筋石笼进行维护固定。

本发明方法螺旋开挖至洞室顶部后，采用常规从上至下开挖采取钢箱涵出渣。

本发明方法从下向上螺旋上升开挖时每段钢箱涵和钢筋石笼通过焊接形成一个稳定整体；采用从上至下开挖时，待上层围岩开挖完成后，拆除邻近一层的钢筋石笼和钢箱涵。

本发明方法从下向上螺旋上升开挖的螺旋坡度根据开挖机械最大爬坡能力设定，螺旋上升形成的上下隔层厚度大于开挖厚度确保安全。

本发明大洞径竖向洞室开挖方法从下向上开挖，通过螺旋上升的方式，降低了开挖过程的坡度，提高了机械化使用水平；同时，在洞室中间位置，通过钢箱涵向上逐步延伸，提供螺旋上升开挖过程中的出渣通道；在螺旋上升的过程中，为保证螺旋上升的道路宽度和钢箱涵的稳定性，通过使用钢筋石笼对钢箱涵进行围固。螺旋上升开挖至设计高程以后，再从上向下进行扩挖，回归到传统向下开挖方案。

本发明通过螺旋上升开挖以及钢箱涵逐步向上延伸，节省了洞室顶部临时交通洞和反井钻机的导洞扩挖，大大节约了施工工期和经济成本，安全可靠，提高了施工效率，可满足大洞径竖井开挖工程的开挖需要。

附图说明

图1是本发明大洞室竖向洞室螺旋上升开挖纵剖面示意图；

图2是本发明大洞室竖向洞室螺旋上升开挖平面示意图，即图1中A-A截面示意图。

图中，1是开挖岩体，2是开挖通道，3是钢筋石笼，4是钢箱涵，5是底部通道。

具体实施方式