一种地下大型立式罐体开挖方法技术

本发明专利技术属于地下洞室的开挖支护技术领域，涉及一种大直径圆柱形罐身开挖方法。涉及的一种地下大型立式罐体开挖方法包括：上通道导洞开挖，下通道导洞开挖，溜渣井开挖，穹顶洞室采用环形开挖预留岩柱法；穹顶被覆施工：环梁与穹顶混凝土分开浇筑，施工缝留设在环梁与壳体分界处且靠近壳体一侧500mm处；罐身开挖：穹顶被覆施工完成且混凝土达到28天强度后开始罐身开挖；采用竖向分层、水平分环、深浅结合的开挖方法；罐身被覆施工：罐身开挖及初支完成后准备罐身被覆施工。本发明专利技术提供了一种地下大型立式罐体开挖方法，具有经济、安全、快速、简易的特点，对提高施工效率、降低施工风险和工程投资具有重要意义。投资具有重要意义。投资具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种地下大型立式罐体开挖方法


[0001]本专利技术属于地下洞室的开挖支护
，具体涉及一种大直径圆柱形罐身开挖方法。

技术介绍

[0002]随着地下空间开发利用的不断发展，地下结构越建越大，建设任务越来越重，技术要求越来越高。作为地下洞室的重要组成部分，罐身呈圆柱状，具有断面大、进出通道断面小、机械化程度低、围岩易变形不稳定、成型困难等特点，受通道断面限制，难以采用大型开挖、支护设备，影响施工进度且增加施工成本。
[0003]在《一种洞库罐体开挖方法》专利号CN112065470A中率先提出了一种超大断面圆柱形罐体和穹顶的地下洞库开挖方法，但是其存在以下不足：1）溜渣井布置在罐体下通道口对侧，第二部开挖是从罐体底部斜向上开挖至罐体对侧，作为后续开挖的出渣通道，随着下通道导洞顶部覆盖层越来越薄，发生坍塌、掉块的可能性越大，无法保证下通道导洞内施工作业人员及设备安全。
[0004]2）每个自然层的开挖，均以第三部开挖的竖井为内切圆向外扩展多个圆环，从内向外逐次进行圆柱形扩挖直至罐体另一侧的轮廓线。但是，圆环之间的围岩厚度大小不一，对钻孔深度要求比较高，爆破孔装药量控制难度大，可操作性差，成形质量难以控制。
[0005]3）边开挖边支护，工序之间交替变换频繁，施工周期较长，投入大。
[0006]4）罐体爆破中，未采取有效措施对已完成的穹顶被覆进行保护。
[0007]因此，需要一种地下大型立式罐体开挖方法，以填补现有施工工艺的不足。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种地下大型立式罐体开挖方法，以解决目前在大直径竖井开挖过程中遇见的机械化程度低、成型困难、工序交替变换频繁、围岩稳定性差、施工效率低、施工成本高等问题。
[0009]针对现有施工技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：一种地下大型立式罐体开挖方法，包括以下步骤：步骤一、上通道导洞开挖：为减少临时支护工程量，上通道导洞采用直接挑顶开挖法：即上通道进入穹顶洞室后，沿穹顶顶部轮廓线继续向前进行挑顶开挖，边开挖边支护，直至开挖至内环轮廓线，开挖纵向坡度同穹顶轮廓线切线倾角；步骤二、下通道导洞开挖：采用与上通道导洞开挖方法相同的直接挑顶开挖法；步骤三、溜渣井开挖：为减少吊装出渣的工作量，提高罐身开挖出渣的施工效率，减小吊装出渣的安全风险，在下通道导洞的正上方自上而下爆破开挖连接上、下通道的溜渣井，直径为3.0m；步骤四、穹顶洞室开挖：穹顶洞室采用环形开挖预留岩柱法，即中部预留岩柱作为关键支撑，先开挖径向
中导洞，再逐序环向爆破开挖，每循环进尺开挖后及时初期支护并尽早封闭成环，最后挖除中心岩柱；步骤五、穹顶被覆施工：环梁与穹顶混凝土分开浇筑，施工缝留设在环梁与壳体分界处且靠近壳体一侧500mm处；步骤六、罐身开挖：穹顶被覆施工完成且混凝土达到28天强度后开始罐身开挖；采用竖向分层、水平分环、深浅结合的开挖方法，分层台阶高度控制在3.0m左右，每层开挖前，先扩挖溜渣井，再以扩挖后的溜渣井为临空面，由里向外逐圈扩挖至预留保护层，罐身周围预留1.0m～3.0m厚保护层暂不开挖，待本层主爆区开挖完毕后，改用光面爆破分段挖除保护层，初期支护及时跟进；步骤七、罐身被覆施工：罐身开挖及初支完成后准备罐身被覆施工；防水板在二次衬砌前按要求铺设；为加快浇筑速度，减轻劳动强度，保证安全，提高质量，宜采用滑模实施罐身被覆施工；滑模在井底组装，组装完成后即可浇筑混凝土；其施工程序为：施工准备
→
防排水施工
→
钢筋绑扎
→
滑模组装
→
浇筑混凝土
→
滑模滑升（边滑边灌）
→
滑模拆除；罐身基础属于扩大基础，其截面宽度与墙身厚度不一致，应在滑模施工前单独完成。
[0010]步骤一中，罐身开挖受进出通道断面制约，无法应用大型挖装设备，为克服小断面通道施工的局限性，通道宽度为4.0m，开挖高度为4.5m。
[0011]]步骤二中，按设计要求进行开挖支护，直至溜渣井位置，停止向前掘进并封闭下通道口，为自上而下开挖溜渣井做准备。
[0012]步骤三中，采用潜孔钻机竖向打孔，钻孔孔径约为90mm，钻至下通道顶面50cm处停钻，然后装Ф32乳化炸药，由内至外逐圈起爆，溜渣井贯通后即可作为穹顶洞室开挖和罐身开挖的出渣通道。
[0013]步骤四中，在内环及核心柱开挖过程中，在洞室中央保留3m高台不挖；在步骤五施工完毕后，即可挖除洞室中央保留的3m高台；步骤五中的施工顺序为：初支检测
→
测量放样
→
环梁施工
→
搭设临时作业平台
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防水层施工
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安装穹顶外层、内层钢筋
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组装承重支架
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安装穹顶模板和木板
→
支架加固
→
混凝土浇筑及养护
→
模板和支架拆除；模板及支架拆除顺序：从穹顶中央开始，逐环向外拆除。
[0014]步骤五中，穹顶壳体被覆混凝土一次浇筑成型；混凝土浇筑时从拱脚向拱顶分层布料，以确保穹顶在任何时间受到的荷载是均匀的，避免偏压。未填充部分，采取注浆方式处理。
[0015]步骤六中，第一、第二层开挖：首先扩挖溜渣井，再以扩挖后的溜渣井为临空面，由里向外逐圈扩挖至罐身预留保护层，罐身周围预留1.0m～3.0m厚保护层暂不开挖，待本层主爆区全部开挖完毕后，改用光面爆破分段挖除保护层，初期支护及时跟进；当预留保护层厚度大于0.5m时，在光爆孔外侧增加一排辅助爆破孔，光爆孔在辅助爆破孔之后起爆，即光爆孔最后起爆。起爆前，采用炮被覆盖，保护穹顶被覆及预埋件；步骤六中，第二层开挖支护结束后，首先挖除第二层临时施工坡道，并在上通道口增设防护栏杆及安全网，确保施工人员安全；再由内向外逐圈扩挖溜渣井至预留保护层，开挖及支护方法同第一、第二层；第三层开挖支护结束后，再继续扩挖溜渣井至与下通道地面平齐处，并保留一条临时施工坡道，方便施工机械设备从下通道进出；第一、第二层出渣以上通道出渣为主，溜渣井出渣为辅；
第三层至第五层均从下通道出渣。
[0016]步骤六中，挂网、喷浆：以未开挖的基岩为作业平台，分段挖除罐身周围保护层；根据“逐层开挖、逐层支护，开挖一段、支护一段”的原则，罐身保护层分段开挖完成后，应及时挂网、喷浆，避免围岩暴露时间过长。如遇围岩破碎、风化严重时，应严格控制分段开挖长度，并采用弱爆破减小对围岩的扰动。
[0017]本专利技术提供的一种地下大型立式罐体开挖方法，具有以下有益效果：本专利技术在整个开挖过程中，不需提升洞渣，一方面避免了吊装出渣的安全风险，另一方面提高了罐体开挖出渣的施工效率，大大提高了大断面罐身开挖的施工进度。
[0018]本专利技术以溜渣井为临空面自上向下进行扩挖，能显著地提高炮孔利用率，降低炸药消耗量，提高经济效益。
[0019]本专利技术以溜渣井为临空面自上向下进行扩挖，工作效率高，经济合理、安全可靠。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下大型立式罐体开挖方法，其特征在于：开挖方法包括以下步骤：步骤一、上通道导洞开挖：为减少临时支护工程量，上通道导洞采用直接挑顶开挖法：即上通道进入穹顶洞室后，沿穹顶顶部轮廓线继续向前进行挑顶开挖，边开挖边支护，直至开挖至内环轮廓线，开挖纵向坡度同穹顶轮廓线切线倾角；步骤二、下通道导洞开挖：采用与上通道导洞开挖方法相同的直接挑顶开挖法；步骤三、溜渣井开挖：为减少吊装出渣的工作量，提高罐身开挖出渣的施工效率，减小吊装出渣的安全风险，在下通道导洞的正上方自上而下爆破开挖连接上、下通道的溜渣井，直径为3.0m；步骤四、穹顶洞室开挖：穹顶洞室采用环形开挖预留岩柱法，即中部预留岩柱作为关键支撑，先开挖径向中导洞，再逐序环向爆破开挖，每循环进尺开挖后及时初期支护并尽早封闭成环，最后挖除中心岩柱；步骤五、穹顶被覆施工：环梁与穹顶混凝土分开浇筑，施工缝留设在环梁与壳体分界处且靠近壳体一侧500mm处；步骤六、罐身开挖：穹顶被覆施工完成且混凝土达到28天强度后开始罐身开挖；采用竖向分层、水平分环、深浅结合的开挖方法，分层台阶高度控制在3.0m左右，每层开挖前，先扩挖溜渣井，再以扩挖后的溜渣井为临空面，由里向外逐圈扩挖至预留保护层，罐身周围预留1.0m～3.0m厚保护层暂不开挖，待本层主爆区开挖完毕后，改用光面爆破分段挖除保护层，初期支护及时跟进；步骤七、罐身被覆施工：罐身开挖及初支完成后准备罐身被覆施工；防水板在二次衬砌前按要求铺设；为加快浇筑速度，减轻劳动强度，保证安全，提高质量，宜采用滑模实施罐身被覆施工；滑模在井底组装，组装完成后即可浇筑混凝土；其施工程序为：施工准备
→
防排水施工
→
钢筋绑扎
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滑模组装
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浇筑混凝土
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滑模滑升
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滑模拆除；罐身基础属于扩大基础，其截面宽度与墙身厚度不一致，应在滑模施工前单独完成。2.如权利要求1所述的一种地下大型立式罐体开挖方法，其特征在于：步骤一中，罐身开挖受进出通道断面制约，无法应用大型挖装设备，为克服小断面通道施工的局限性，通道宽度为4.0m，开挖高度为4.5m。3.如权利要求1所述的一种地下大型立式罐体开挖方法，其特征在于：步骤二中，按设计要求进行开挖支护，直至溜渣井位置，停止向前掘进并封闭下通道口，为自上而下开挖溜渣井做准备。4.如权利要求1所述的一种地下大型立式罐体开挖方法，其特征在于：步骤三中，采用潜孔钻机竖向打孔，钻孔孔径约为90mm，钻至下通道顶面50cm处停钻，然后装Ф32乳化炸药，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁竹，李春堂，王春光，李向龙，杨国防，翟军强，于少博，巴贵，杨宗霖，安利斌，李海风，
申请(专利权)人：中交二公局第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：