土木工程施工 教学课件 ppt 作者 宁宝宽 主编13 地下工程施工.ppt

13 地下工程施工 主要内容 地下工程的概况；水平岩石巷（隧）道的施工方案、钻眼爆破作业、支护技术及作业方式；盾构施工的特点以及施工技术 13.1概述 13.1.1地下工程的概念 泛指修建在地面以下岩层或土层中的各种工程空间与设施，是地层中所建工程的总称，通常包括矿山井巷工程、城市地铁隧道工程、水工隧洞工程、交通山岭隧道工程、水电地下硐室工程、地下空间工程、军事国防工程、建筑基坑工程等。 13.1.2地下工程施工技术的发展 13.1概述 13.1.2.1矿山施工技术的发展 13.1.2.2隧道施工技术的发展 13.1.3地下工程的围岩性质 （1）岩石(土)的工程强度分级 根据岩石单轴饱和抗压强度Rb大小划分的岩石强度等级 （2）围岩与围岩压力 围岩是地下工程开挖后所形成的空间周围的岩体，也可以是土体。又将开挖后隧道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩，重新分布的应力称为二次应力。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2.1基本施工方案 根据地质与水文条件、断面大小及形状、隧道长度、工程的支护形式、埋深、施工技术与装备、工程工期等因素有各种不同的施工方法。 13.2.1.1全断面一次开挖法 （1）概念 （2）适用条件及范围 1）地质条件比较好的隧道可采用； 2）地质条件比较差的软弱围岩隧道能够采用； 3）中小断面可采用； 4）50m2以上大型断面可采用。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2.1.2台阶工作面法 1、概念：该法是将巷(隧)道断面分成若干个分层，各分层在一定距离内呈台阶状同时推进。 缩小了断面高度；不需笨重的钻孔设备；爆破效率高。 2、正台阶法 最上分层工作面先超前施工，又称下行分层施工法。施工时首先掘上部弧形断面，然后逐一挖掘下面各部分。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2水平岩石巷(隧)道施工 3、反台阶法 又叫上行分层施工法。即首先挖掘最下部分层，然后逐一向上挖掘其余各分层。 13.2.2钻眼爆破作业 1、钻眼爆破要求 （1）断面形状尺寸符合设计要求，矸石块度大小适中，便于装岩； （2）掘进速度快，钻眼工作量小，炸药消耗量最省； （3）有较好的爆破效果，表面平整，超欠挖符合要求，对围岩的震动破坏小。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2.2.1炮眼定位 用中线指示其掘进方向，用腰线控制其坡度。 13.2.2.2钻眼机具及作业 按支撑方式：手持式、支腿式和台车式； 按冲击频率：低频(2000次/min)、中频和高频(2500次/min以上) ； 按动力：风动、电动、液压。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2.2.3爆破作业 （1）掏槽方式 斜眼掏槽 直眼掏槽 （2）爆破参数 ①炸药消耗量 单位炸药消耗量与炸药性质、岩石性质、断面大小、临空面多少、炮眼直径与深度等有关。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2水平岩石巷(隧)道施工 ③炮眼深度 炮眼深度指炮眼眼底至临空面的垂直距离。 我国常用眼深为1.5-2.5m。 ④炮孔直径 炮孔直径对钻眼效率、炸药消耗、岩石破碎块度等均有影响。 国内药卷直径32mm和35mm的使用较多，炮孔直径多为38-42mm。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 （3）炮眼布置 掘进工作面的炮眼分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。 （4）装药结构与填塞 装药结构指炸药在炮眼内的装填情况。 有耦合装药、不耦合装药、连续装药、间隔装药、正向起爆装药及反向起爆装药等。 （5）起爆与爆破安全 起爆方法有电起爆和非电起爆两类。 目前常用的是电雷管、火雷管和导爆索雷管起爆法。 起爆顺序一般为：掏槽眼、辅助眼、帮眼、顶眼、底眼。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 （5）起爆与爆破安全 起爆顺序及间隔时间：电雷管起爆时用延期雷管控制。延期雷管有秒延期和毫秒延期。 13.2.3支护施工 （1）被动支护形式 包括木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石暄、混凝土及钢筋混凝土暄等； （2）积极支护形式 以锚杆支护为主，旨在改善围岩力学性能的系列支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚梁支护、锚索支护、锚注支护等。 13.2水平岩石巷(隧)道施工 13.2.3.1锚杆支护 锚杆支护是首先在岩壁上钻孔，然后通过一定施工操作将锚杆安设在地下工程的围岩或其他工程体中，即能形成承载结构、阻止变形的围岩拱结构或其他复合结构的一种支护方式。 （1）锚杆施工要求 ①锚杆应均匀布置，在岩面上排成矩形或菱形，锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，以有利于相邻锚杆共同作用。 ②锚杆的方向，原则上应尽可能与层面垂直布置，或使其与岩面形成较大的角度；对于倾斜的成层岩层，锚杆应与层面斜交布置，以便充分发挥锚杆的作用。 ③锚杆眼深必须与作业规