一、概述
(一)與地下工程施工有關的基礎技術
1、地基處理技術
2、錨固技術;分為土錨、巖錨兩種形式;
3、支擋技術;分為透水部分、止水部分;
4、初襯技術;分為現(xiàn)澆模板法和預制裝配法;
現(xiàn)澆混凝土有:模板法和噴射法;
預制構件法分為:混凝土構件、金屬構件兩類。
5、爆破技術;
(二)影響地下工程施工技術選擇的主要因素
1、洞室圍巖性質(zhì);
2、洞室的體形特征;
3、施工條件;不可施工技術裝備、施工技術水平。
(三)地下工程開挖與支護施工的主要類型
1、暗挖法
其中礦山法,即坑道開挖法適于巖石底層;盾構法及頂管法適于土質(zhì)地層。
2、明挖法
巖石地下工程當埋深較淺時,可采用之。
3、特殊施工法
指沉管法、地下連續(xù)墻等施工技術。
土層地下工程,常用的施工方法是:地下連續(xù)墻、盾構法、沉管法;
巖石地下工程,常用的施工方法是:鉆爆法、采用掘進機開挖;
無論土層或巖石層,對地下水要有足夠的重視并采取特別的措施。
二、土層地下工程施工
(一)地下連續(xù)墻施工技術
連續(xù)墻作為防滲、擋土、承重的地下墻體結構。
特點:無需井點降水、土壁支護、無需放坡;
(二)盾構施工技術
1、盾構的類型與構造
一般分為:開放式、部分開放式、封閉式三種。
基本構造:鋼殼、推進系統(tǒng)、襯砌系統(tǒng)。
盾構殼體一般由切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾。
切口環(huán)位于最前端,施工時切入地層,并掩護作業(yè)。
支承環(huán)位于切口環(huán)之后,是中間部分,是盾構的主體。是具有較強剛性的圓環(huán)結構,地層土壓力、千斤頂?shù)捻斄?、各部位傳來的施工荷載均有支承環(huán)承擔。
盾尾部分是由盾構外殼鋼板延長構成,用于掩護隧道襯砌的拼裝工作。密封裝置,以防地下水等。
2、盾構法施工法的選擇
主要選擇適合土質(zhì)條件的、確保工作面穩(wěn)定的盾構集中及合理的輔助工法最重要。
三、巖石地下工程施工
(一)鉆爆法施工
1、鉆爆法施工技術特點
一般開挖隧洞,獨頭推進長度不能超過2km,再長,通風困難;地質(zhì)條件差,軟弱的不宜采用爆破。
2、鉆爆法施工的基本工序與要求
基本工序:鉆孔、裝藥、放炮、散煙、清撬、出渣、支護、襯砌。
輔助工作有:測量、放線、通風、排水、以及必要的檢測。
(二)tbm法施工技術(tunnel boring machine)
即掘進機法,是用特制的大型切削設備,將巖石剪切擠壓破碎,然后用配套設施將碎石運出。
1、全斷面掘進機的開挖施工
2、獨臂鉆的開挖施工
3、天井鉆的開挖施工
4、帶盾構的tbm掘進法
四、地下工程施工中的噴錨支護技術
(一)噴錨支護技術
噴錨支護技術實際分為:噴混凝土、設置錨桿。
1、噴混凝土
由供料、供風、和供水三個系統(tǒng)組成。
有:干噴、濕噴兩種。
2、錨桿與錨索
錨桿和錨索按材料分為:金屬錨桿、木錨桿;按受力情況分為:不加預應力錨桿、預應力錨桿。
錨桿一般較短,不超過10m,錨索則可以較長;錨桿受力較小,錨索受力較大。
(二)土釘支護技術
可以先噴后錨、也可以先錨后噴。
土釘支護技術適于水位低的地區(qū),或能保證降水到基坑地面以下;土層為粘土、砂土、或粉土;基坑深度一般為15m左右。
五、地下工程的幾種特殊開挖施工技術
(一)地下工程施工中的幾種特殊開挖方法
1、氣壓室法
2、冷凍法
3、分部開挖、分部支護
在軟弱地層中開挖較大的洞室,目前常用的辦法是先開挖一小部分,然后用噴錨支護做好全斷面保護,再逐步開挖,逐步支護。
4、超前灌漿、超前錨桿法
在地下水很豐富地區(qū),如海底隧道、河底隧道,常采用超前灌漿法。
(二)長距離頂管技術
1、頂管技術的基本設備
包括:前端的工具管、后部頂進設備、貫穿前后的出泥與氣壓設備。
2、頂管施工的關鍵技術與措施
技術關鍵是:
(1)頂力問題;常采用潤滑劑減阻、中繼接力技術。
(2)方向控制;
(3)制止正面坍方。
技術措施是:
(1)穿墻;
(2)糾偏與導向;
(3)局部加壓;
(4)觸變泥漿減阻。
(5)中繼接力頂進。
六、地下工程的信息化施工
一方面運用施工力學計算手段,確定合理的開挖順序,采取適時有效的支護方案,以便以最低的代價取得最好的工程安全保障。
二方面布置檢測系統(tǒng),從現(xiàn)場圍巖的開挖和支護中獲得圍巖的穩(wěn)定性及支護設施的工作狀態(tài)信息,通過分析研究這些信息,可以間接的描述圍巖的穩(wěn)定性和支護的作用,并反饋于施工決策和支持系統(tǒng),修正和確定新的開挖方案和支護參數(shù)。
(一)施工力學及基本原理
(二)地下工程施工順序優(yōu)化分析
(三)地下工程的施工監(jiān)控與反饋設計
1、塌方預報
2、突水、瓦斯預報
3、斷層預報