一种地下大空间立式罐体的开挖方法与流程

1.本发明涉及隧道地下大空间立式储物罐体技术，具体涉及一种地下大空间立式罐体的开挖方法。


背景技术：

2.在我国目前油库的开挖施工技术常规采用螺旋导洞法和从底部向上开挖法，螺旋导洞的开挖方法存在出渣困难、导洞长度长、内部空气质量差、作业环境差等弊端；从底部向上开挖法存在空间跨度大、无支护、爆破开挖危险性极大、作业空间有限、人工强度极大等弊端。
3.为解决这些问题，需设计一种出渣方便、空气流通、开挖设备少、安全易操作的地下大空间立式罐体的开挖方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种地下大空间立式罐体的开挖方法，解决出渣困难、空间跨度大、内部工作环境恶劣的问题。
5.为此，本发明采用的技术方案为：一种地下大空间立式罐体的开挖方法，待开挖的罐体呈圆柱体状，上部穹顶结构，包括以下步骤：
6.步骤a、开挖斜导洞；
7.由罐体设计位置的右侧壁底部作为开挖洞口，沿着罐体中心方向斜向上进行开挖，直至到达罐体设计位置的左侧壁顶部，开挖完成后形成斜导洞；
8.出渣机械在开挖洞口作业，无需进入开挖通道及上部作业，斜导洞爆破形成的石渣保留部分，留于作业人员搭设简易平台；
9.步骤b、扩挖顶部平台；
10.将斜导洞末端左上方的罐体穹顶围岩开挖完后形成平地，并将平地正上方的罐体穹顶围岩进行爆破，共同形成一个顶部平台；
11.步骤c、开挖导槽；
12.对整个斜导洞的上方围岩进行爆破，由斜导洞的末端与顶部平台的交界处开始由上往下分层开挖至斜导洞首端，形成贯通式导槽，再通过顶部平台对罐体穹顶剩余围岩进行爆破，至此罐体穹顶围岩全部开挖完成，在罐体穹顶正下方形成平地；
13.步骤d、先后开挖导槽的前后两部分和罐体剩余围岩；
14.借助导槽和开挖罐体穹顶后的平地共同形成的临空面，先从中部向罐体周边逐层开挖导槽前后两侧，直至形成与导槽底边交接的斜面，斜面相对于导槽的夹角大于45
°
，再由上向下逐层开挖罐体剩余围岩；每层扩挖高度控制在2
‑
3米，扩挖产生的石渣滑入导槽，最终将整个罐体的轮廓开挖完成。
15.作为上述方案的优选，所述一种地下大空间立式罐体的开挖方法还包括：步骤e、清理围岩残渣，采用轻型喵喷注浆设备对罐体轮廓建立初级支护，再浇筑离壁式衬砌，形成
混凝土油罐形状结构，轻型喵喷注浆设备便于操作。
16.进一步优选为，所述步骤a中斜导洞沿水平地面倾斜35
°
～55
°
，设计合理，既方便人工平台的搭建，又方便出渣，简易平台采用脚手架搭设，无需开挖台架，节省施工时间和成本，又方便工作人员操作。
17.进一步优选为，所述步骤b中的顶部平台的宽为1.8m～2.2m，为内部作业提供合适又合理的空间。
18.进一步优选为，所述步骤d中，在开挖周边围岩时采用光面爆破方法，立式钻孔工艺，爆破形成光面，提高周边围岩的爆破效果，提升爆破质量。
19.本发明的有益效果：
20.(1)出渣机械只需在开挖洞口作业，节省施工时间，方便人员操作，避免出渣机械进入导洞后，粉尘四溅，造成内部工作环境恶劣的情况发生。
21.(2)贯通式导槽形成后为周边围岩提供了可供利用的临空面，减少钻爆时间，节省施工成本，提高施工效率。
22.(3)导槽前后两侧开挖形成斜面，扩挖产生的石渣能直接顺着斜面滑入导槽，极大的提高了出渣效率，方便操作，降低施工人员的工作量，爆破后的石渣集中于导槽排出，有效改善内部空气质量。
23.(4)最后开挖罐体的周边岩，临空充足，方便布设，有效减少支护的工作量，缩短工期。
24.(5)斜导洞爆破形成的石渣保留部分，留于作业人员搭设简易平台；斜导洞完成后及时施作顶部平台，能确保作业人员安全及施工的快速推进，安全高效。
25.综上所述，具有出渣方便高效、改善内部施工环境、方便操作等特点，是一种安全可靠、可操作性强、工效高的地下大空间立式罐体开挖方法。
附图说明
26.图1为本发明开挖导洞过程正面示意图。
27.图2为图1开挖导洞完成正面示意图。
28.图3为本发明开挖顶部平台过程正面示意图。
29.图4为图3开挖顶部平台完成俯视图。
30.图5为本发明开挖导槽过程正面示意图。
31.图6为图5继续开挖导槽过程正面示意图。
32.图7为图5开挖导槽完成侧面示意图。
33.图8为本发明开挖导槽两侧过程正面示意图。
34.图9为图8开挖导槽两侧完成正面示意图。
35.图10为本发明开挖剩余围岩过程正面示意图。
36.图11为图10继续开挖剩余围岩过程正面示意图。
具体实施方式
37.下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
38.如图1—图11所示，一种地下大空间立式罐体的开挖方法，待开挖的罐体1呈圆柱
体状，上部穹顶结构，具体实施步骤如下：
39.步骤a、开挖斜导洞2。
40.由罐体设计位置的右侧壁底部作为开挖洞口11，沿着罐体中心方向斜向上进行开挖，直至到达罐体设计位置的左侧壁顶部，开挖完成后形成斜导洞2。
41.出渣机械在开挖洞口11作业，无需进入开挖通道及上部作业，斜导洞2爆破形成的石渣保留部分，留于作业人员搭设简易平台。
42.步骤a中斜导洞2沿水平地面倾斜优选为35
°
～55
°
，简易平台采用脚手架搭设。
43.步骤b、扩挖顶部平台3。
44.将斜导洞2末端左上方的罐体穹顶围岩开挖完后形成平地，并将平地正上方的罐体穹顶围岩进行爆破，共同形成一个顶部平台3。
45.步骤b中的顶部平台3的宽度优选为1.8m～2.2m。
46.步骤c、开挖导槽4。
47.对整个斜导洞2的上方围岩进行爆破，由斜导洞2的末端与顶部平台3的交界处开始由上往下分层开挖至斜导洞2首端，形成贯通式导槽4，再通过顶部平台3对罐体穹顶剩余围岩进行爆破，至此罐体穹顶围岩全部开挖完成，在罐体1穹顶正下方形成平地。
48.步骤d、先后开挖导槽4的前后两部分和罐体1周边岩。
49.借助导槽4和开挖罐体穹顶后的平地共同形成的临空面，先从中部向罐体1周边逐层开挖导槽4前后两侧，直至形成与导槽4底边交接的斜面5，斜面5相对于导槽4的夹角大于45
°
，再由上向下逐层开挖罐体1周边岩；每层扩挖高度控制在2
‑
3米，扩挖产生的石渣顺着斜面5滑入导槽4，最终将整个罐体1的轮廓开挖完成。
50.步骤d中，在开挖周边围岩时优选采用光面爆破方法，立式钻孔工艺。
51.步骤e、清理围岩残渣，采用轻型喵喷注浆设备对罐体轮廓建立初级支护，再浇筑离壁式衬砌，形成混凝土油罐形状结构。


技术特征：
1.一种地下大空间立式罐体的开挖方法，待开挖的罐体(1)呈圆柱体状，上部穹顶结构，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、开挖斜导洞(2)；由罐体设计位置的右侧壁底部作为开挖洞口(11)，沿着罐体中心方向斜向上进行开挖，直至到达罐体设计位置的左侧壁顶部，开挖完成后形成斜导洞(2)；出渣机械在开挖洞口(11)作业，无需进入开挖通道及上部作业，斜导洞(2)爆破形成的石渣保留部分，留于作业人员搭设简易平台；步骤b、扩挖顶部平台(3)；将斜导洞(2)末端左上方的罐体穹顶围岩开挖完后形成平地，并将平地正上方的罐体穹顶围岩进行爆破，共同形成一个顶部平台(3)；步骤c、开挖导槽(4)；对整个斜导洞(2)的上方围岩进行爆破，由斜导洞(2)的末端与顶部平台(3)的交界处开始由上往下分层开挖至斜导洞(2)首端，形成贯通式导槽(4)，再通过顶部平台(3)对罐体穹顶剩余围岩进行爆破，至此罐体穹顶围岩全部开挖完成，在罐体(1)穹顶正下方形成平地；步骤d、先后开挖导槽(4)的前后两部分和罐体(1)周边岩；借助导槽(4)和开挖罐体穹顶后的平地共同形成的临空面，先从中部向罐体周边逐层开挖导槽(4)前后两侧，直至形成与导槽(4)底边交接的斜面(5)，斜面(5)相对于导槽(4)的夹角大于45
°
，再由上向下逐层开挖罐体(1)周边岩；每层扩挖高度控制在2
‑
3米，扩挖产生的石渣顺着斜面(5)滑入导槽(4)，最终将整个罐体(1)的轮廓开挖完成。2.根据权利要求1所述的一种地下大空间立式罐体的开挖方法，其特征在于，还包括以下步骤：步骤e、清理围岩残渣，采用轻型喵喷注浆设备对罐体轮廓建立初级支护，再浇筑离壁式衬砌，形成混凝土油罐形状结构。3.根据权利要求1所述的一种地下大空间立式罐体的开挖方法，其特征在于：所述步骤a中斜导洞(2)沿水平地面倾斜35
°
～55
°
，所述简易平台采用脚手架搭设。4.根据权利要求1所述的一种地下大空间立式罐体的开挖方法，其特征在于：所述步骤b中的顶部平台(3)的宽为1.8m～2.2m。5.根据权利要求1所述的一种地下大空间立式罐体的开挖方法，其特征在于：所述步骤d中，在开挖周边围岩时采用光面爆破方法，立式钻孔工艺。

技术总结
本发明公开了一种地下大空间立式罐体的开挖方法，待开挖的罐体呈圆柱体状，上部穹顶结构，包括以下步骤：步骤A、开挖斜导洞；由罐体设计位置的右侧壁底部作为开挖洞口，沿着罐体中心方向斜向上进行开挖，直至到达罐体设计位置的左侧壁顶部；步骤B、扩挖顶部平台；将斜导洞末端左上方的罐体穹顶围岩开挖完后形成平地；步骤C、开挖导槽；由斜导洞的末端与顶部平台的交界处开始由上往下分层开挖至斜导洞首端，形成贯通式导槽；步骤D、先后开挖导槽的前后两部分和罐体周边岩；借助导槽和开挖罐体穹顶后的平地共同形成的临空面。具有出渣方便高效、改善内部施工环境、方便操作等特点，是一种可操作性强、工效高的地下大空间立式罐体开挖方法。方法。方法。


技术研发人员：苏俊兰 彭刚 李强 周小春 邱超
受保护的技术使用者：中铁十一局集团有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/9/13