地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)及開(kāi)挖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種在核電站開(kāi)發(fā)建設(shè)中的地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)及開(kāi)挖方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)在“十二五”能源規(guī)劃中提出，要加快推進(jìn)核電建設(shè)。在日本福島核事故的影響下，剛從切爾諾貝利陰影中走出的核電產(chǎn)業(yè)又陷入了低谷。國(guó)家對(duì)核電項(xiàng)目的審批更加嚴(yán)格和慎重，對(duì)核電廠的安全性要求更高。于是，將地面核電站全部或核島部分置于地下的新型地下核電站將為核電發(fā)展提供新的途徑。
[0003]我國(guó)目前研究的第三代商業(yè)地下核電站洞室群，其核反應(yīng)堆洞室穹頂開(kāi)挖跨度達(dá)到約48m，遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)外已有的地下核電站開(kāi)挖跨度，也大于國(guó)內(nèi)外已有水電站地下洞室的開(kāi)挖跨度，因此，其開(kāi)挖工藝是地下核電站可行性的關(guān)鍵內(nèi)容之一。
[0004]大跨度地下洞室開(kāi)挖過(guò)程中，其頂拱穩(wěn)定安全是關(guān)鍵。類(lèi)似穹頂結(jié)構(gòu)，在部分水電站地下調(diào)壓井中曾有應(yīng)用，其開(kāi)挖施工工藝也是在探索中應(yīng)用:直接由直徑一端點(diǎn)向?qū)?cè)全面推進(jìn)；或先沿直徑方向打通導(dǎo)洞，再通過(guò)導(dǎo)洞兩側(cè)擴(kuò)挖成形；或先沿穹頂內(nèi)輪廓打向上盤(pán)旋的導(dǎo)洞，再通過(guò)導(dǎo)洞自上而下擴(kuò)挖成形；或先沿半徑打?qū)Ф粗林行?，接向上?dǎo)洞至頂拱，再自下而上擴(kuò)挖成形；或扇形對(duì)稱(chēng)擴(kuò)挖成型。這些開(kāi)挖工藝可歸納為兩類(lèi):垂直向分部向前推進(jìn)或左右推進(jìn)或水平向分層推進(jìn)；且這些開(kāi)挖工藝主要用于一般跨度穹頂施工，不適應(yīng)與超大跨度穹頂?shù)拈_(kāi)挖。
[0005]地下核反應(yīng)堆洞室超大跨度穹頂開(kāi)挖如其開(kāi)挖工藝不當(dāng)，容易引起工期延誤、質(zhì)量失控、投資增加、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種程序簡(jiǎn)單、施工方便、安全可靠的地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)及開(kāi)挖方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括多個(gè)設(shè)置在穹頂內(nèi)部并將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間的巖墻，所述巖墻從穹頂輪廓巖面沿豎向延伸至穹頂輪廓拱腳位于的水平面，所述巖墻水平之間設(shè)置有間隔，所述巖墻上設(shè)有開(kāi)挖揭露面；還包括從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸的施工通道，所述施工通道位于穹頂中間位置，所述施工通道將各個(gè)巖墻貫通并通向所述巖墻上的開(kāi)挖揭露面，所述施工通道兩側(cè)設(shè)置有擴(kuò)挖掌子面。
[0008]優(yōu)選地，所述穹頂輪廓巖面為弧形狀。
[0009]—種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖方法，其特征在于，它包括以下步驟:
[0010]I)在穹頂內(nèi)部預(yù)留多個(gè)豎向設(shè)置并具有間隔的巖墻，巖墻將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間，支護(hù)巖墻上的開(kāi)挖揭露面；[0011 ] 2)開(kāi)挖位于穹頂中間位置的施工通道，施工通道從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸，臨時(shí)支護(hù)位于施工通道兩側(cè)的擴(kuò)挖掌子面；
[0012]3)沿施工通道的橫向兩側(cè)向穹頂內(nèi)部對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖，穹頂內(nèi)部的開(kāi)挖施工是在相鄰巖墻圍成的封閉開(kāi)挖空間內(nèi)進(jìn)行的，并對(duì)已揭露的穹頂輪廓巖面進(jìn)行支護(hù)；
[0013]4)各個(gè)封閉開(kāi)挖空間內(nèi)的開(kāi)挖施工完成后，至上而下挖除各個(gè)巖墻。
[0014]進(jìn)一步地，步驟3)中，穹頂內(nèi)部的開(kāi)挖施工是在相鄰巖墻圍成的封閉開(kāi)挖空間內(nèi)同步進(jìn)行的。
[0015]本發(fā)明通過(guò)在穹頂內(nèi)部預(yù)留多個(gè)具有間距的巖墻，巖墻將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉施工空間，在各個(gè)較小的施工空間內(nèi)進(jìn)行開(kāi)挖施工，可臨時(shí)減小開(kāi)挖跨度，并可減小施工過(guò)程中圍巖應(yīng)力水平及變形水平；且由于多個(gè)封閉施工空間是同時(shí)作業(yè)施工，工序間干擾小，可提高施工效率和施工安全。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0017]圖2為圖1的I — I尚]面不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]本實(shí)施例要開(kāi)挖穹頂?shù)某叽鐬橹睆?8.4m，高度13.4m ;針對(duì)該穹頂具有超大直徑的特點(diǎn)，從將大直徑的穹頂轉(zhuǎn)化為較小的施工空間出發(fā)，以適應(yīng)超大跨度穹頂?shù)拈_(kāi)挖。
[0020]參考圖1及圖2，本實(shí)施例一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)設(shè)置在穹頂內(nèi)部并將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間的巖墻2，巖墻2從為弧形狀的穹頂輪廓巖面5沿豎向延伸至穹頂輪廓拱腳6位于的水平面，巖墻2水平之間設(shè)置有間隔，巖墻2上設(shè)有開(kāi)挖揭露面3，由于巖墻2需對(duì)大直徑的穹頂進(jìn)行支撐，本實(shí)施例將巖墻2寬度設(shè)計(jì)為7m，以保證施工安全；還包括從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸的施工通道1，施工通道I位于穹頂中間位置，施工通道I將各個(gè)巖墻2貫通并通向巖墻2上的開(kāi)挖揭露面3，施工通道I兩側(cè)設(shè)置有擴(kuò)挖掌子面4，施工通道I與各個(gè)巖墻2圍成的封閉開(kāi)挖空間相通。
[0021]在對(duì)地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，它包括以下步驟:
[0022]I)在穹頂內(nèi)部預(yù)留多個(gè)豎向設(shè)置并具有間隔的巖墻2，巖墻2將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間，這樣可臨時(shí)減小開(kāi)挖跨度，減小施工過(guò)程中的圍巖應(yīng)力水平及變形水平；隨后支護(hù)巖墻2上的開(kāi)挖揭露面3 ;
[0023]2)開(kāi)挖位于穹頂中間位置的施工通道1，施工通道I從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸，臨時(shí)支護(hù)位于施工通道I兩側(cè)的擴(kuò)挖掌子面4 ;
[0024]3)沿施工通道I的橫向兩側(cè)向穹頂內(nèi)部對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖，穹頂內(nèi)部的開(kāi)挖施工是在相鄰巖墻2圍成的封閉開(kāi)挖空間內(nèi)同步進(jìn)行的，這樣各個(gè)封閉開(kāi)挖空間內(nèi)的工序間干擾小，可提高施工效率和施工安全；在施工過(guò)程中，對(duì)已揭露的穹頂輪廓巖面5進(jìn)行支護(hù)，并加強(qiáng)對(duì)穹頂輪廓拱腳6的支護(hù)；
[0025]4)各個(gè)封閉開(kāi)挖空間內(nèi)的開(kāi)挖施工完成后，至上而下挖除各個(gè)巖墻2。
[0026]上述施工過(guò)程中，為了保證施工安全，對(duì)巖墻2頂部、開(kāi)挖揭露面3、擴(kuò)挖掌子面4中部、穹頂輪廓拱頂5和穹頂輪廓拱腳6需重點(diǎn)支護(hù)，基于計(jì)算分析這些部位的變形水平較其他部位大，為關(guān)鍵控制部位，對(duì)關(guān)鍵控制部位加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)，可及時(shí)反饋應(yīng)力、變形等信息，有利于及時(shí)采取相應(yīng)技術(shù)措施，確保安全。
[0027]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括多個(gè)設(shè)置在穹頂內(nèi)部并將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間的巖墻(2)，所述巖墻(2)從穹頂輪廓巖面(5)沿豎向延伸至穹頂輪廓拱腳(6)位于的水平面，所述巖墻(2)水平之間設(shè)置有間隔，所述巖墻(2)上設(shè)有開(kāi)挖揭露面(3);還包括從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸的施工通道(I)，所述施工通道(I)位于穹頂中間位置，所述施工通道(I)將各個(gè)巖墻(2)貫通并通向所述巖墻(2)上的開(kāi)挖揭露面(3)，所述施工通道(I)兩側(cè)設(shè)置有擴(kuò)挖掌子面⑷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述穹頂輪廓巖面為弧形狀。3.—種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖方法，其特征在于，它包括以下步驟: 1)在穹頂內(nèi)部預(yù)留多個(gè)豎向設(shè)置并具有間隔的巖墻(2)，巖墻(2)將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉開(kāi)挖空間，支護(hù)巖墻(2)上的開(kāi)挖揭露面(3); 2)開(kāi)挖位于穹頂中間位置的施工通道(I)，施工通道(I)從穹頂一處外邊沿直徑方向向穹頂另一處外邊延伸，臨時(shí)支護(hù)位于施工通道(I)兩側(cè)的擴(kuò)挖掌子面(4); 3)沿施工通道(I)的橫向兩側(cè)向穹頂內(nèi)部對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖，穹頂內(nèi)部的開(kāi)挖施工是在相鄰巖墻(2)圍成的封閉開(kāi)挖空間內(nèi)進(jìn)行的，并對(duì)已揭露的穹頂輪廓巖面(5)進(jìn)行支護(hù)，并加強(qiáng)對(duì)穹頂輪廓拱腳(6)的支護(hù)； 4)各個(gè)封閉開(kāi)挖空間內(nèi)的開(kāi)挖施工完成后，至上而下挖除各個(gè)巖墻(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖方法，其特征在于:步驟3)中，穹頂內(nèi)部的開(kāi)挖施工是在相鄰巖墻(2)圍成的封閉開(kāi)挖空間內(nèi)同步進(jìn)行的。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種地下核電站核反應(yīng)堆洞室大跨度穹頂開(kāi)挖結(jié)構(gòu)及開(kāi)挖方法，它通過(guò)在穹頂內(nèi)部預(yù)留多個(gè)具有間距的巖墻，巖墻將穹頂內(nèi)部圍成多個(gè)封閉施工空間，在各個(gè)較小的施工空間內(nèi)進(jìn)行開(kāi)挖施工，可臨時(shí)減小開(kāi)挖跨度，并可減小施工過(guò)程中的圍巖應(yīng)力水平及變形水平；且由于多個(gè)封閉施工空間是同時(shí)作業(yè)施工，工序間干擾小，可提高施工效率和施工安全。
【IPC分類(lèi)】E21D9/00, E21D9/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105003271
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510504863
【發(fā)明人】楊啟貴, 張治軍, 蘇利軍, 劉百興, 劉立新, 李鋒, 張春燕, 熊新宇, 趙峰, 朱學(xué)賢
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年8月17日