[发明专利]一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法

权利要求书

1.一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述方法将穹顶分为十字形部分、内圈圆形部分和外圈环状部分，采用十字导坑法开挖；再采用以角度划分、分扇区逐步开挖及时进行支护，形成内圈圆形部分和外圈环状部分；先开挖支护内圈圆形部分，再开挖支护外圈环状部分，内圈圆形部分支护结构的形成进一步加强了工程中最脆弱的穹顶结构的稳定性；建立以“装配式格栅钢架+预应力锚杆+喷射混凝土”为核心的初期支护体系；

所述方法步骤如下：

（1）开挖支护第一条通道后，从穹顶中心同时向两侧垂直扩张，最终形成穹顶十字导坑结构；

（2）以穹顶中心为圆心，将穹顶未开挖部分进行分区，共分成16个扇区，扇区角度18°；以穹顶中心为圆心，以穹顶二分之一半径将穹顶划分成内圆外环模式；先进行内圈圆形部分的开挖支护，待其初期支护稳定后，再进行外圈环状部分的开挖支护；支护结构施工至拱脚处时，搭设圈梁；

（3）在拱顶处固定焊有预留螺栓孔连接板的圆形钢骨架，作为与格栅钢架螺栓连接的起点连接构件，形成从拱顶向拱脚发散布置的模式；格栅钢架均焊有预留螺栓孔的连接板，在径向和环向布置的所有格栅钢架端部均焊接L型连接板，在径向布置的格栅钢架紧贴焊接L型连接板的端部两侧焊接方型连接板，用于连接环向格栅钢架；

（4）形成“格栅钢架+预应力锚杆+喷射混凝土”支护体系，格栅钢架为柔性钢架，此结构在保证层状围岩稳定性的同时，能充分调动岩体的自稳能力，释放围岩压。

2.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述十字导坑法开挖，采用光面爆破，在坑道与罐室交叉点位置马头门开洞，边挑顶开挖边架设门型钢架，开挖至穹顶中心时，在拱顶打设锚杆固定圆形钢骨架，再按照拱顶往拱脚的施工顺序对已开挖部分进行支护；支护结构稳定后，继续开挖支护至另一侧拱脚处；开挖支护完第一条通道后，从穹顶中心同时向另外两侧垂直扩张，开挖支护第二条通道，最终形成穹顶十字导坑。

3.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述格栅钢架径向采用4C25格栅钢架；提前在工厂加工制作，再现场分块拼装。

4.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述格栅钢架连接板分为L型和方型两种，在径向和环向布置的所有格栅钢架端部均焊接L型连接板；在径向布置的格栅钢架紧贴端部两侧焊接方型连接板。

5.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述预应力锚杆采用Φ25mm涨壳式预应力中空注浆锚杆；环纵向间距1m×1m，梅花形间隔布设。

6.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述内圈圆形部分和外圈环状部分开挖支护时，内圈圆形部分从Ⅳ-1、Ⅳ-2、Ⅳ-3、Ⅳ-4同时开始开挖支护，内圈支护结构外围临时支护采用型钢支护；待形成的内圈支护结构稳定后，外圈环状部分从Ⅴ-1、Ⅴ-5、Ⅴ-9、Ⅴ-13同时开始逐块开挖支护；其中Ⅴ-1~Ⅴ-13为外圈环状部分的扇区，Ⅳ-1~Ⅳ-4为内圈圆形部分四分区。

7.根据权利要求1所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述圈梁为钢筋混凝土结构，由竖向格栅钢架、钢筋网和喷射混凝土构成，与拱脚处格栅钢架螺栓连接，且拱脚处钢筋网锚入圈梁，圈梁置于穹顶脚部的岩壁上端，将上部荷载传递到岩壁。

8.根据权利要求2所述的一种大跨径罐室穹顶十字导坑扇形开挖及支护方法，其特征在于，所述对已开挖部分进行支护，包括初喷混凝土封闭围岩；挂第一层钢筋网；将格栅钢架与固定在拱顶的圆形钢骨架通过螺栓连接牢固，再依次拼装后续部分；打设预应力锚杆，长短交替、梅花形间隔布设；挂第二层钢筋网，使格栅钢架紧密夹在两层钢筋网之间；最后，喷射混凝土至设计厚度。