地下穹顶开挖施工布置结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下工程技术领域，具体涉及地下穹顶开挖施工布置结构。
【背景技术】
[0002]目前，隧道的开挖工法较多，包括全断面法、台阶法、双侧壁导坑法、中隔壁法等，技术比较成熟，能够满足不同围岩条件下不同断面尺寸的隧道开挖。而对于大型的地下穹顶结构，由于造型特殊，围岩受力状态也较为复杂，目前还没有成熟的开挖方法，需要增加过多的临时支撑。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的实施例提供一种地下穹顶开挖施工布置结构，能够解决传统开挖方法难易适应大跨度地下穹顶施工，过多临时支撑增加开挖成本的问题。
[0004]根据本实用新型的一个方面提供一种地下穹顶开挖施工布置结构，包括:中心支柱和施工通道；所述施工通道自地下穹顶外延伸至所述中心支柱；所述中心支柱为自下而上递减的台阶状柱形结构；所述中心支柱的侧面自下而上设置III环形导坑的开挖接露面，I 3环形导坑的开挖接露面，I I环形导坑的开挖接露面、I 2环形导坑的开挖接露面、II环形导坑的开挖接露面；所述中心支柱内设置“十”字形开挖接露面。
[0005]在一些实施例中，优选为，所述I I环形导坑比所述I 2环形导坑超前3-5米，所述I 2环形导坑比所述I 3环形导坑超前3-5米。
[0006]在一些实施例中，优选为，所述所述I I环形导坑、I 2环形导坑、I 3环形导坑、所述II环形导坑、所述III环形导坑的掌子面、所述中心支柱顶部的面从内到外依次喷有混凝土层、钢纤维混凝土层；所述钢纤维混凝土层挂钢筋网，所述混凝土层锚固第一中空锚杆、第二中空锚杆；所述第一锚杆的长度大于所述第二锚杆的长度，所述第一锚杆和所述第二销杆交替布置。
[0007]在一些实施例中，优选为，所述的地下穹顶开挖施工布置结构还包括第一预应力锚索排，所述第一预应力锚索排为环状结构，由多个均匀相间的第一预应力锚索围成，每个所述第一预应力锚索的一端锚固于所述I 3环形导坑的掌子面；相邻两个第一预应力锚索环向间距为设定值。
[0008]在一些实施例中，优选为，所述的地下穹顶开挖施工布置结构还包括第二预应力锚索排，所述第二预应力锚索排为环状结构，由多个均匀相间的第二预应力锚索围成，每个所述第二预应力锚索的一端锚固于所述III环形导坑的掌子面；相邻两个第二预应力锚索环向间距为设定值。
[0009]通过本实用新型的实施例提供的地下穹顶开挖施工布置结构，与现有技术相比，采用预留中心支柱区域，以对穹顶中央预留的核心柱支撑穹顶围岩，提高围岩的稳定性；将中性支柱为从下到上依次减少的台阶状，进行环形导坑开挖，开挖过程中进行支护加固，最后开挖中心支柱，并逐步进行支护加固。这种施工布置及开挖方法能够减少临时支撑，节省工程造价，同时提高了穹顶开挖过程中围岩的稳定性和施工的安全性。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
[0011]图1是本实用新型一个实施例中地下穹顶开挖施工布置结构剖面示意图；
[0012]图2是本实用新型图1中地下穹顶开挖施工布置结构平面示意图；
[0013]图3是本实用新型一个实施例中开挖I I环形导坑、I 2环形导坑、I 3环形导坑的开挖结构剖面示意图；
[0014]图4是本实用新型图3对应的开挖平面图；
[0015]图5是本实用新型一个实施例中开挖II环形导坑的开挖结构剖面示意图；
[0016]图6是本实用新型图4对应的开挖平面图；
[0017]图7是本实用新型一个实施例中开挖III环形导坑的开挖结构剖面示意图；
[0018]图8是本实用新型图7对应的开挖平面图；
[0019]图9是本实用新型一个实施例中开挖中心支柱的“十”字形环形导坑的开挖结构剖面示意图；
[0020]图10是本实用新型图9对应的开挖平面图；
[0021]图11是本实用新型一个实施例中开挖中心支柱剩余的横截面为扇形的环形导坑的开挖结构剖面示意图；
[0022]图12是本实用新型图11对应的开挖平面图。
【具体实施方式】
[0023]以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本实用新型所保护的范围内。
[0024]考虑到目前超大型地下穹顶采用现有穹顶开挖技术时需要使用过多临时支护，开挖成本增加，且开挖安全难以保证的问题，本实施例提供了一种地下穹顶开挖施工布置结构。
[0025]一种地下穹顶开挖施工布置结构，包括:中心支柱和施工通道；施工通道自地下穹顶外延伸至中心支柱；中心支柱为自下而上递减的台阶状柱形结构；中心支柱的侧面自下而上设置III环形导坑的开挖接露面，I 3环形导坑的开挖接露面，I I环形导坑的开挖接露面、I 2环形导坑的开挖接露面、II环形导坑的开挖接露面冲心支柱内设置“十”字形开挖接露面。
[0026]一种地下穹顶开挖方法，包括:步骤1，预留中心支柱支撑穹顶上环形导坑围岩；步骤2，开挖穹顶环形导坑围岩，并进行支护加固；穹顶环形导坑包括:自下而上的III环形导坑、I 3环形导坑、I I环形导坑、I 2环形导坑、II环形导坑；步骤3，开挖中心支柱的中心“十”字架中环形导坑核心柱，进行支护加固；步骤4，开挖中心支柱剩余的环形导坑，进行支护加固。
[0027]采用预留中心支柱区域，以对穹顶中央预留的核心柱支撑穹顶围岩，提高围岩的稳定性；将中性支柱为从下到上依次减少的台阶状，进行环形导坑开挖，开挖过程中进行支护加固，最后开挖中心支柱，并逐步进行支护加固。这种施工布置及开挖方法能够减少临时支撑，节省工程造价，同时提高了穹顶开挖过程中围岩的稳定性和施工的安全性。
[0028]接下来对各技术方案进行详细说明:
[0029]本实用新型为了减少临时支架的使用，首先预留中心支柱区域，用中心支柱支撑穹顶上环形导坑围岩，随后进行穹顶环形导坑的开挖和支护，随后再开挖中心支柱。基于这种施工核心思想，发明人首先对地下穹顶开挖施工进行结构的布置，如图1，2所示:
[0030]包括:中心支柱和施工通道I ;中心支柱即为预留，施工通道I为地下穹顶外进入穹顶内进行开挖的主要通道，施工通道I自地下穹顶外延伸至中心支柱。该通道通畅为两个以上，且以中心支柱为对称中心相互对称，自对称的方向开挖能够保持整体结构的稳定。中心支柱不同于常规的上下截面直径基本一致的柱体，该中心支柱为自下而上递减的台阶状柱形结构，形成下部大，上部小的结构，能进一步提高中心区域的支撑力。中心支柱的侧面自下而上设置III环形导坑的开挖接露面，I 3环形导坑的开挖接露面，I I环形导坑的开挖接露面、I 2环形导坑的开挖接露面、II环形导坑的开挖接露面，中心支柱内设置“十”字形开挖接露面，施工通道I均有小洞(施工支洞)延伸至对应这些开挖接露面。
[0031]基于上述台阶状结构的中心支柱，I I环形导坑比I 2环形导坑超前3-5米，I 2环形导坑比I 3环形导坑超前3-5米，I I环形导坑处于I 2环形导坑和I 3环形导坑之间，I 3环形导坑和I I环形导坑开挖接露面为同一台阶侧面，I 2环形导坑的开挖接露面为I I环形导坑开挖接露面所在台阶上一级台阶。
[0032]在环形导坑开挖后需要及时进行支护加固，因此，I I环形导坑、I 2环形导坑、I 3环形导坑、II环形导坑、III环形导坑的掌子面、中心支柱顶部的面从内到外依次喷有混凝土层、钢纤维混凝土层；首先喷C30的钢纤维混凝土层，厚度在5厘米，随后喷C25混凝土层，厚度在20厘米。其中钢纤维混凝土层挂Φ6钢筋网，对钢纤维混凝土层进行进一步加固。混凝土层锚固第一中空锚杆、第二中空锚杆；第一锚杆2的长度大于第二锚杆3的长度，第一销杆2和第二销杆3交替布置。第一销杆2为Φ28第一空心销杆，L = 6m ;第二销杆3为Φ22第二空心锚杆，L = 3m。
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