地下工程施工復習題崔光耀-2016

地下工程施工復習題簡述地下工程施工方法分類，并說明每種工法的特點和使用條件？施工方法分類：大分類小分類細分類明挖法基坑開挖法蓋挖法逆筑法順筑法沉管法暗挖法鉆爆法礦山法一般礦山法淺埋礦山法非鉆爆法盾構法盾構掘進機法掘進機法頂進法特點和適用條件：明挖法是從地表面向下，在預定位置修筑結構物方法的總稱。它是一種用垂直開挖方式修建隧道的方法（對應于水平方向掘進隧道而言。在城市地下工程中，獲得了廣泛的應用。明挖法的適用條件：平坦地形，埋深小于30m的場合，具體為：潛埋的地下鐵道工程中：在水底隧道兩端河岸段，東門入口附近等，均常采用此法。礦山法，多數情況下都需要采用鉆眼爆破進行開挖，分為一般礦山法和淺埋礦山法，其中，按其開挖斷面大小和位置，又分為全斷面、臺階、分部開挖3種。與一般礦山法相比，淺埋礦山法主要應用于因圍巖埋深淺，圍巖自穩(wěn)（強度和剛度）能力不足的場合，常常需要控制對地表及地中環(huán)境影響進行控制，因此，它通常需要采用分部開挖和輔助工法，與對盾構法相比，在較短的開挖地段使用，也很經濟；與明挖法比較，可以極大地減輕對地面交通和商業(yè)活動的影響，避免大量拆遷。盾構法與掘進機法可以統(tǒng)稱為TBM工法，他們均為在殼體保護下用機械切削刀具進行全斷面隧道開挖方法，一般來說，掘進機法主要應用于巖質隧道，而盾構法應用于軟土隧道，且需要維持工作面壓力平衡（抵抗土壓、水壓），一邊開挖一邊支護的場合；采用盾構法修筑隧道對環(huán)境的影響小。2.地下工程選擇施工方法主要考慮的因素是什么？如在城市修建地下鐵道，已知地質條件為自穩(wěn)性較好的粘沙土，地下水位為-2m，埋深18m，地面道路60m，可以部分中斷交通。試問采用明挖法，怎樣選擇其施工工法？主要考慮的因素：施工條件；最基本的因素（施工隊伍的能力、素質、管理水平）圍巖條件；最重要的因素（圍巖級別、地下水、不良地質）隧道橫斷面積；（尺寸、形狀）埋深；（深埋、淺埋）工期環(huán)境條件；（爆破震動、地表下沉、噪聲、地下水變遷）生產條件；（材料、運輸、醫(yī)療、生活、水電）選擇施工工法（說明理由，必要時可畫施工圖，施工組織）在城市修建地下鐵道，由于地質條件為自穩(wěn)性較好的粘砂土，地下水位為-2m,埋深18m，地面道路60m，可以部分中斷交通。這種條件下采用地下連續(xù)墻和蓋挖法施工。原因是：地下水位較高，若采用施工降水修建地下連續(xù)墻作為圍護結構，地下連續(xù)墻地質水作用較好，若采用半幅施工方式，能滿足部分中斷交通的要求。其埋置深度和自穩(wěn)性較好的粘砂土都是地下連續(xù)墻工法能滿足的。3.簡述隧道光面爆破的破巖機理，并說明掏槽眼和周邊眼的作用？光面爆破的破巖機理：爆破時產生的沖擊波和高溫高壓氣體作用在巖壁上，炮眼周圍的巖石受到強烈的壓縮而破碎，粉碎圈以外的巖石在壓縮波的作用下產生徑向裂縫，當壓縮波傳到自由面時，因彈性的釋放又以拉伸波的形式向反方向傳播，此二拉伸波在其傳播過程中把巖石拉成切向裂縫，將巖體拉成巖塊，剩余氣體的壓力把巖塊從巖體拋擲出去，形成相互作用的爆破漏斗。當爆破參數選取合理，采用弱裝藥結構，合理選擇周邊眼的密集系數（即周邊眼間隔E和最小抵抗線W之比），將形成連續(xù)的光滑壁面。掏槽眼的含意和作用：開挖斷面中部，最先起爆的炮眼，為其他炮眼爆破創(chuàng)造條件隧道爆破開挖成敗的關鍵是掏槽技術。掏槽的成功與否直接影響爆破效果，直接影響隧道掘進的循環(huán)進尺。隧道（或導坑）開挖時，只有一個臨空面，為給其在開挖面上炸出一個槽子的過程就叫做掏槽，這個槽子內的炮眼就叫做掏槽炮眼。周邊眼的含意和作用：周邊輪廓線上的炮眼，在光面爆破中，使周邊眼最后起爆，形成開挖相對完整的輪廓；而在預裂爆破周邊眼則是最先起爆，爆破能精確地沿周邊眼連線形成斷裂面，把設計要求爆除的部分崩落下來，而使圍巖穩(wěn)定性不因爆破而遭到明顯的破壞。4.什么叫盾構機和TBM？TBM和盾構有什么區(qū)別？簡述其施工的主要條件和關鍵工序？TBM是巖石隧道掘進機（TunnelBoringMachine）的英文縮寫，是利用巖土隧道掘進機在巖石地層中進行全斷面暗挖隧道的一種施工方法，通常是利用回轉刀盤又借助推進裝置的作用力從而是刀盤上的滾刀切割（或破碎）巖面，以達到破巖開挖隧道（洞）的目的。一般來說，掘進機法主要應用于巖質隧道，而盾構法應用于軟土隧道，且需要維持工作面壓力平衡（抵抗土壓、水壓），一邊開挖一邊支護的場合；采用盾構法修筑隧道對環(huán)境影響較小。保持坑道斷面的使用凈空；防止巖體質量的進一步惡化；承受可能出現的各種荷載；使坑道支護體系有足夠的安全度。錨噴支護的作用機理：錨噴支護是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網噴射混凝土等結構組合起來的一種支護形式?？梢愿鶕鷰r的穩(wěn)定性情況，采用錨噴支護中的一種或集中結構的組合。實踐證明，錨噴支護優(yōu)于較傳統(tǒng)的現澆混凝土襯砌。錨噴支護是一種符合巖體力學原理的主動支護方法，具有良好的物理力學性能。它能及時支護和加固圍巖，與圍巖密貼，封閉巖體的張性裂隙和節(jié)理，加固圍巖結構面，有效地發(fā)揮和利用巖塊間的鑲嵌、咬合和自鎖作用，從而提高巖體自身的強度、自承載能力和整體性。由于錨噴支護結構柔性好，所以他能同圍巖共同變形，構成一個共同的承載體系。在變形過程中，它能調整圍巖壓力，抑制圍巖變形的發(fā)展，避免巖體坍塌的產生，防止過大的松動壓力出現。錨噴支護技術不再把外延僅僅視為荷載（松散壓力），同時還把它視為處在的組成部分。錨噴支護結構承受荷載的性質也變?yōu)槌惺車鷰r的形變壓力。11.盾構有哪些類型？其基本組成有哪幾部分？試說明在選擇盾構施工的主要條件和采用盾構施工的關鍵工序？類型：全敞開式：手掘式，半機械式，機械式半敞開式：擠壓式密封式：泥水式、土壓式基本組成：主要由刀盤、刀盤支撐和切削刀頭構成。選擇盾構施工的主要條件：選擇盾構機時，必須綜合考慮，以獲得經濟、安全、可靠的施工方法。盾構機機型是工程成功與否的重要因素，選擇時，必須主義以下幾點：適用于本工程圍巖的機型；可以合理使用的輔助施工方法；滿足本工程施工長度和線型的要求；后續(xù)設備、始發(fā)基地等施工設備能與盾構機的開挖能力配套；工作環(huán)境。關鍵工序：盾構機的始發(fā)和到達，本劇圍巖條件，保證工作面的穩(wěn)定，適當地調整千斤頂的行程和推力，沿所定路線方向準確地進行掘進。12.沉管法施工有什么特點？沉管隧道與其他橫斷水路的隧道相比，主要有如下特點：能夠設置在只要不妨礙通航的深度下，隧道全長可以縮短；管段是預制的，質量好，水密性高；固有福利作用在隧道上，視比重小，要求地層承載力不大；斷面形狀無特殊限制，可按用途選擇，適應較寬斷面形式；沉管的沉放，可在1～3日內完成，對航運的限制較??；不需要壓縮空氣作業(yè)，在相當水深的條件下，能安全施工；采用預制方式施工，效率高，工期短。13.解釋光面爆破、掏槽眼、擴槽眼和周邊眼的含意和作用？光面爆破的含意和作用：■分為兩類，即光面爆破和預裂爆破。光面爆破和預裂爆破技術的產生，是出于降低施工費用的經濟上的考慮。通稱為光面爆破技術，具有改善隧道圍巖穩(wěn)定狀況，改善支護結構物的受力狀況，確保施工安全，延長使用年限等方面有更重大的意義?！龉饷姹茣r一種控制巖體開挖輪廓的爆破技術，是通過對開挖工程周邊部位實行正確的鉆孔和爆破，并使周邊眼最后起爆的爆破方法?！鲱A裂爆破則是周邊眼最先起爆。線裝藥密度要適當地比光面爆破大，周邊眼間距適當小，周邊跟的最小抵抗線相比要小。爆破能精確地沿周邊眼連線形成斷裂面，把設計要求爆除的部分崩落下來，而使圍巖穩(wěn)定性不因爆破而遭到明顯的破壞。掏槽眼的含意和作用：開挖斷面中部，最先起爆的炮眼，為其他炮眼爆破創(chuàng)造條件隧道爆破開挖成敗的關鍵是掏槽技術。掏槽的成功與否直接影響爆破效果，直接影響隧道掘進的循環(huán)進尺。隧道（或導坑）開挖時，只有一個臨空面，為給其在開挖面上炸出一個槽子的過程就叫做掏槽，這個槽子內的炮眼就叫做掏槽炮眼。擴槽眼的含意和作用：隨掏槽眼之后爆破的一部分炮眼。周邊眼的含意和作用：周邊輪廓線上的炮眼，在光面爆破中，使周邊眼最后起爆，形成開挖相對完整的輪廓；而在預裂爆破周邊眼則是最先起爆，爆破能精確地沿周邊眼連線形成斷裂面，把設計要求爆除的部分崩落下來，而使圍巖穩(wěn)定性不因爆破而遭到明顯的破壞。14.什么叫NATM？簡述其主要施工技術手段和核心內容？NATM為:新奧法—即奧地利隧道施工法（NewAustrianTunnellingMethod）奧地利隧道工程師臘布希維茲首先提出。主要的施工技術手段:以控制爆破（光面、欲裂爆破等）為開挖方式；以噴射混凝土和錨桿作為主要的支護手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，動態(tài)修正設計參數和變動施工的一種隧道施工法。核心內容：其核心內容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。圍巖是承載的主體，結構是安全的儲備。15.NATM施工法和傳統(tǒng)礦山法有什么不同？NATM施工法包含了哪幾樣主要施工技術？新奧發(fā)與傳統(tǒng)礦山法比較，不僅是手段上的不同，更重要是工程概念不同，時人們對地下工程問題的進一步認識和理解。新奧發(fā)技術的應用和發(fā)展，導致隧道及地下工程理論不如到現代理論的新領域。以控制爆破（光面、預裂爆破等）為開挖方法；以噴射混凝土和錨桿作為主要支護手段，通過檢測控制圍巖的變形，動態(tài)修正設計參數和變動施工的一種施工工法。其核心內容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。圍巖是承載的主體，結構是安全儲備。16.盾構有哪些類型？土壓式平衡盾構的工作機理如何？試說明施工中盾構機選型的依據是什么？類型：全敞開式：手掘式，半機械式，機械式土半敞開式：擠壓式密封式：泥水式、土壓式土壓式平衡盾構的工作原理：開挖土倉由刀盤、切口環(huán)、隔板及螺旋輸送機組成。土壓平衡盾構就是將刀盤開挖下來的土砂填滿土倉室，通過裝在切削刀盤后面及隔板的攪拌臂使土倉室內土砂強制混合，借助盾構推進油缸的推力通過隔板進行加壓，產生泥土壓，這一壓力作用于整個作業(yè)面，使作業(yè)面穩(wěn)定，刀盤切削下來的土渣量與旋轉輸送機向外輸送量相平衡，維持土倉內壓力穩(wěn)定在預定的范圍內。土倉內的土壓力通過土壓傳感器進行測量，為保證一定的土壓力，可通過控制推進力、推進速度、螺旋輸送機轉速。當土倉內的土壓力大于地層土和水壓力時，地表將會隆起；當土倉內的土壓力小于地層土和水壓力時，地表將沉陷。選型依據：盾構設計選型的主要依據取決于如下幾個因素：渣土的粘合系數，滲透系數。盾構選型設計的一個重要依據，是渣土的滲透系數，按照盾構設計的理論，渣土的滲透系數在10~7m/s以上，需要采用泥水式盾構才能保證開挖時對水的控制，維持地層水的穩(wěn)定，保證施工時對地面建筑影響最小，而在此數值以下，采用土壓平衡式盾構才是可靠的。17、什么叫地下工程預加固法？有些什么種類？并簡述每一種內的加固機理？在隧道開挖和支護時，把主要使掌子面穩(wěn)定的任何手段，都統(tǒng)稱為“輔助工法”。而隧道預加固法，作為“輔助工法”的主要組成部分，已經越來越多的受到廣泛的關注，并且成為鉆爆法煥發(fā)青春的強勁動力。預加固法多數是在隧道開外之前實施的，以圖穩(wěn)定的圍巖和掌子面，根據其功能的不同，可以分為以下幾種：提高構件的彎曲剛度支持圍巖的（超前支護、短管棚等）改良圍巖的（注漿等）；發(fā)揮錨桿作用的（斜錨桿、正面錨桿等）噴混凝土加強等輔助工法的選擇，應該在充分掌握輔助工法的特征的基礎上，考慮施工性、經濟性等進行選擇。同時，視周邊的環(huán)境條件，需極力控制圍巖松動時，更需要慎重選擇18、簡述泥水加壓盾構和土壓平衡盾構的優(yōu)缺點及適用范圍。1．泥水加壓盾構優(yōu)點：開挖工作面保持穩(wěn)定，水土不能涌入；實現了管道連續(xù)出土，效率高，工人勞動強度低；應用面廣；泥水可回收，節(jié)約成本。缺點：設備安裝復雜，工序較多。適用范圍：廣泛應用于各種用途的隧道工程中。2．土壓平衡盾構優(yōu)點：開挖工作面保持穩(wěn)定，水土不能涌入。實現了管道連續(xù)出土，效率高，工人勞動強度低；不需泥水處理設備。缺點：設備相對較少，工序相對簡單。適用范圍：含水飽和軟弱地層中施工。19、什么叫做埡口？越嶺隧道埡口位置比選時應考慮的原則有哪些？1、當線路必須跨越分水嶺時，分水嶺的山脊線上總會有高程較低處，稱之為埡口。2、①優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，此時埡口在兩側具備有良好展線的橫坡時，一般越嶺隧道較短。②雖遠離線路總方向，但埡口兩側有良好的展線條件，又不損失越嶺高程的埡口。③隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標高相差不多，并且兩邊河谷平面位置接近處。④工程地質和水文地質條件良好的埡口。經隧道長度、施工難度、運營條件等綜合比選多個方案，最后確定最佳方案。20、簡述隧道洞口位置選擇的一般原則和要求。1、洞口應盡可能地