阅读说明：本技术 一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法 (Method for dismantling three rock pillar supports of large-span underground cave depot ) 是由 种玉配 刘永胜 姚士磊 刘龙卫 杨效广 宋超业 熊炎林 邵阳 杨朝帅 代昱昊 尚 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法,包括如下：分划区域：将待开挖地下洞库的工作面分划为上部洞室区和下部洞室区,再将所述上部洞室区在左右方向上分割为三个区,位于上部洞室区左或右边缘处的为边洞区；上部洞室的中部区以及与左或右边洞区相邻的区为岩柱区；相邻的两个岩柱区间的区域为洞区；步骤二、开挖施工：沿隧道开挖方向开挖,确定单次开挖段的距离,依次开挖洞区和边洞区,完成单次开挖段的开挖；沿隧道开挖方向,将各岩柱区分为多个依次相邻的小岩柱；其中,开挖洞区和边洞区的已开挖段,作为该段内待开挖各岩柱区的施工通道。可以保证巨跨地下洞库在岩柱拆除过程中的稳定安全,同时该方法可以实现快速拆除岩柱的目的。(The invention discloses a method for dismantling three rock pillar supports of a large-span underground cave depot, which comprises the following steps: dividing the area: dividing a working face of an underground cave depot to be excavated into an upper cave room area and a lower cave room area, and dividing the upper cave room area into three areas in the left-right direction, wherein the left edge or the right edge of the upper cave room area is a side cave area; the middle area of the upper cavern and the area adjacent to the left or right cavern area are rock pillar areas; the area between two adjacent rock pillars is a hole area; step two, excavation construction: excavating along the excavation direction of the tunnel, determining the distance of a single excavation section, and excavating a tunnel area and a side tunnel area in sequence to finish the excavation of the single excavation section; dividing each rock pillar into a plurality of small rock pillars which are adjacent in sequence along the tunnel excavation direction; and the excavated sections of the excavation cave area and the side cave area are used as construction channels of the rock pillar areas to be excavated in the sections. The method can ensure the stability and safety of the huge-span underground cavern in the rock pillar dismantling process, and can achieve the purpose of quickly dismantling the rock pillar.)

一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法

技术领域

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法。

背景技术

在地下工程领域，巨跨地下工程出现在各行业中。对于巨跨地下工程，按照目前的设计及施工技术，地下洞室最大开挖直径在20m左右。在开挖过程中，随着地下洞室跨度的不断增大，过程中需采取相应的措施，一种方式是，需要不断增大初支和二衬的支护强度，同时需要增加梁柱结构，实现减小洞室跨度的效果，但是增加的梁柱影响洞室的空间布局，影响使用效果。另一种方式是通过预留洞室内的岩柱作为洞室的临时支撑结构，待主要空间形成以后，再拆除岩柱。由于洞室跨度较大，拆除岩柱过程中存在风险，因此如何高效、安全拆除岩柱，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法，通过该方法可以保证巨跨地下洞库在岩柱拆除过程中的稳定安全，同时该方法可以实现快速拆除岩柱的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法，包括如下步骤：

步骤一、分划区域：将待开挖地下洞库的工作面分划为上部洞室区和下部洞室区，再将所述上部洞室区在左右方向上分割为三个区，位于上部洞室区左或右边缘处的为边洞区；上部洞室的中部区以及与左或右边洞区相邻的区为岩柱区；相邻的两个岩柱区间的区域为洞区；

步骤二、开挖施工：沿隧道开挖方向开挖，确定单次开挖段的距离，依次开挖洞区和边洞区，完成单次开挖段的开挖；

步骤三、开挖岩柱区：沿隧道开挖方向，将各岩柱区分为多个依次相邻的小岩柱；其中，开挖洞区和边洞区的已开挖段，作为该段内待开挖各岩柱区的施工通道；

由各施工通道对各岩柱区施工，且在一个施工通道内只对一个岩柱区施工；施工时，依次开挖各小岩柱，直至完成该开挖段内岩柱区的开挖；

步骤四、依次重复步骤一～步骤三，完成整个上部洞室区的开挖；

步骤五、完成下部洞室区的开挖。

进一步地，该步骤三中：在同一岩柱区，将小岩柱分为依次相邻的多组，每一组中为三个依次相邻的小岩柱；在不同的岩柱区。

在开挖时，同一岩柱区，采取间隔开挖小岩柱的方式；在不同岩柱区，在施工的任意时刻，任一横断面上均有一个小岩柱处在未施工的状态；其中，横断面指的是包含了各岩柱区中的一个小岩柱的横切面，一个横断面的宽度为一个小岩柱的宽度。

进一步地，在步骤二中，在开挖洞区和边洞区时，对各洞区上方的岩体安装径向的第一锚索支护，第一锚索支护的一端嵌入开挖洞区和边洞区的上部岩体内，另一端嵌入已开挖洞区和边洞区的顶壁。

进一步地，在步骤三中，在待开挖的小岩柱上方岩体上安装第二锚索支护；在首段开挖时，第二锚索支护的一端嵌入待开挖的小岩柱上方岩体中，另一端嵌入已开挖洞区和边洞区的顶壁；在随着小岩柱的开挖，第二锚索支护的一端嵌入下一待开挖的小岩柱上方岩体中，，另一端嵌入已开挖小岩柱的顶壁。

本发明具有如下优点：1.对左、中、右岩柱进行间隔划分，间隔开挖，保证在巨跨洞室中的任一横断面开挖内始终存在小柱，充分发挥岩柱支撑作用，保证洞室稳定。2.间隔开挖小岩柱后，采用锚索支护，锚索伸入到未开挖岩柱上方和已经开挖的洞区和边洞区内的顶壁，不仅能够有效加固开挖岩柱上方岩体，同时能够对下次开挖小岩柱上方的岩体进行预加固，保证洞室稳定。3.间隔划分、间隔开挖岩柱，可以有效保证多个工作面同时开挖岩柱，有利于加快施工进度。

附图说明

图1为本发明中巨跨洞室划分及分步开挖顺序图；

图2为本实施例中左、中、右岩柱划分及拆除顺序图；

图3为本实施例中间隔岩柱开挖及锚索支护图；

其中：1.洞区；2.边洞区；3.岩柱区；4.下部洞室区，5.第一锚索支护；6.第二锚索支护。

具体实施方式

本发明公开了一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法，在本发明中，巨跨地下洞库指的是跨度达到20以上的地下洞。由于地下岩体的复杂性，在某些地区，岩体的稳定性很差，在地下洞库开挖时，坍塌的可能性高。

本发明中的方法，适用于巨跨地下洞库，且岩体稳定性相对较差的区域，具体如下：

步骤一、分划区域：将待开挖地下洞库的工作面分划为上部洞室区和下部洞室区4，再将上部洞室区在左右方向上分割为三个区，位于上部洞室区左或右边缘处的为边洞区2；上部洞室的中部区以及与左或右边洞区2相邻的区为岩柱区3；相邻的两个岩柱区3间的区域为洞区1，如图1所示。上述分划区域时，岩柱区3的个数以及宽度均是由所在区域岩体的稳定性确定，根据岩体的软硬度、稳定性，且提前对地质条件的预测，而确定出。设定三个岩柱区3，针对的即是围岩稳定性差的区域。

步骤二、开挖岩柱区3：沿隧道开挖方向，将各岩柱区3分为多个依次相邻的小岩柱；其中，开挖洞区1和边洞区2的已开挖段，作为该段内待开挖各岩柱区3的施工通道；由各施工通道对各岩柱区3施工，且在一个施工通道内只对一个岩柱区3施工；施工时，依次开挖各小岩柱，直至完成该开挖段内岩柱区3的开挖。

在实际施工中，在一个通道内只对一个岩柱施工，避免人员、施工交叉、混乱。在开挖的时候，为进一步增强围岩的稳定性，避免坍塌事故的发生，则在开挖洞区1和边洞区2时，对各洞区上方的岩体安装径向第一锚索支护5，第一锚索支护5的一端嵌入开挖洞区1和边洞区2的上部岩体内，另一端嵌入已开挖洞区1和边洞区2的顶壁。锚索长度15～30m，间距1.5～3m。

由各施工通道侧对各岩柱区3施工，且在一个施工通道内只对一个岩柱区3施工；施工时，依次开挖各小岩柱，直至完成该开挖段内岩柱区3的开挖。

对各小岩柱开挖时，要考虑各小岩柱的支撑作用，且各岩柱并不是孤立存在的，三个岩柱共同起到平衡支撑的作用。故采用如下具体的方案：在在同一岩柱区3，将小岩柱分为依次相邻的多组，每一组中为三个依次相邻的小岩柱；在不同的岩柱区3，同一横断面包含了各岩柱区3中的一个小岩柱，其宽度为一个小岩柱的宽度；。

在开挖时，同一岩柱区3，采取间隔开挖小岩柱的方式；在不同岩柱区3，在施工的任意时刻，任一横断面上仅有一个小岩柱处在未施工的状态下。

现结合图2详细说明对小岩柱的开挖施工过程，图2表示出了地下洞库内某段洞区1和边洞区2已开挖完成的状态，每段的开挖距离一般为50～60米，洞区1和边洞区2均作为通道使用。将三个岩柱区3分别定义为左岩柱、中岩柱和右岩柱，小岩柱的宽度一般设定为5m左右。划分之后，确定岩柱开挖方案，左岩柱上，每组中的三个小岩柱沿轴向分别按照A、B、C的顺序标记，初次开挖时，在左岩柱上选择标记为A的小岩柱开挖，那么其他两岩柱区中，均选择标记为A的小岩柱开挖。那么在中岩柱上，在每组中对各小岩柱轴向标记的序号就应该为C、A、B的顺序重复，在中岩柱上的A为初次开挖的小岩柱，这与左岩柱上的小岩柱位置交错。在右岩柱中，各组中的小岩柱的标记顺序应该为B、C、A的顺序重复，右岩柱中的A为初次开挖的小岩柱。这样开挖时，在一个横断面上，任意时刻都至少有一个小岩柱存在。充分发挥岩柱支撑作用，保证洞室稳定。

在开挖标记为A的小岩柱时，对A进行锚索支护，如图3所示，在待开挖的小岩柱A上方岩体上安装第二锚索支护；在首段开挖时，第二锚索支护的一端嵌入待开挖的小岩柱A上方岩体中，另一端嵌入已开挖洞区1和边洞区2的顶壁；在随着小岩柱A的开挖，第二锚索支护的一端嵌入下一待开挖的小岩柱上方岩体中，另一端嵌入已开挖小岩柱的顶壁锚索长度15～30m，间距2.5m。这样不仅能够有效加固开挖岩柱上方岩体，同时能够对下次开挖岩柱上方的岩体进行预加固，保证洞室稳定。

步骤四、依次重复步骤一～步骤三，完成整个上部洞室区的开挖；

步骤五、在完成上部洞室区的开挖后，再对下部洞室区4施工，完成下部洞室区4的开挖。

本发明中的一种巨跨地下洞库三岩柱支撑拆除方法，根据岩体稳定性的不同，对于易坍塌岩体，分出三个间隔设置的岩柱区3，且其中给一个岩柱区3处在洞库中轴线处，另外两个位于中轴线的两侧，在洞区1和边洞区2开挖后，三个岩柱区3在洞区1和边洞区2开挖过程以及开挖后，起到支撑的作用。在对各个岩柱区3拆除时，分别将各岩柱区3沿隧道开挖方向划分为多个小岩柱，开挖时，采用间隔开挖的方式开挖小岩柱区，保证在开挖断面内，均至少有一个小岩柱，在开挖的过程中，使洞室始终处在有小岩柱支撑的状态，保证洞室稳定。且在开挖小岩柱时，可以同时在多个工作面施工，有利于加快施工进度。