超前锚杆名词解释

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超前支护技术在采矿工程中的应用研究

超前支护技术在采矿工程中的应用研究

超前支护技术在采矿工程中的应用研究在当今的采矿工程领域,超前支护技术扮演着至关重要的角色。

随着采矿深度的增加、地质条件的日益复杂以及对安全生产和高效开采的更高要求,超前支护技术不断发展和创新,为采矿作业提供了有力的保障。

一、超前支护技术概述超前支护,顾名思义,是在采矿工程的掘进或开采工作面前方,预先采取的支护措施,以防止围岩变形、坍塌,保障作业人员和设备的安全,同时为后续的施工创造良好的条件。

其主要作用包括:1、控制围岩变形:通过对前方围岩的支撑和约束,减少因开采引起的位移和变形。

2、提高围岩稳定性:增强岩体的自身承载能力,降低发生冒顶、片帮等事故的风险。

3、保障施工安全:为作业人员提供一个相对安全的工作空间,减少因顶板坍塌等造成的人员伤亡。

常见的超前支护技术类型多种多样,如超前锚杆支护、超前管棚支护、超前注浆支护等。

每种技术都有其特点和适用范围。

二、超前支护技术的主要类型及特点(一)超前锚杆支护超前锚杆是将锚杆沿隧道掘进轮廓线向前方倾斜安装的一种支护方式。

它的优点在于施工简单、成本较低,能够迅速提供一定的支护阻力。

然而,其支护强度相对较弱,适用于地质条件较好、围岩稳定性较高的情况。

(二)超前管棚支护超前管棚通常由钢管组成,通过在前方形成一个钢管棚架来支护围岩。

管棚的支护强度较高,能够有效控制较大范围内的围岩变形。

但施工工艺较为复杂,成本也相对较高,适用于地质条件复杂、存在断层破碎带等不良地质情况。

(三)超前注浆支护超前注浆是通过向围岩中注入浆液,改善围岩的物理力学性质,提高其自稳能力。

这种方法能够有效地填充围岩中的裂隙和孔隙,增强围岩的整体性和强度。

但注浆效果受到注浆材料、注浆工艺等多种因素的影响,需要严格控制施工质量。

三、超前支护技术在采矿工程中的应用实例(一)煤矿开采中的应用在煤矿开采中,由于煤层的赋存条件和地质构造复杂多变,超前支护技术的应用尤为重要。

例如,在掘进工作面遇到断层时,采用超前管棚支护可以有效地防止顶板垮落,保障掘进工作的顺利进行。

超前小导管、超前锚杆、超前大管棚3种施工方案对比

超前小导管、超前锚杆、超前大管棚3种施工方案对比

小浪底北岸灌区隧洞工程不良地质超前支护方案为了加快隧洞施工进度和提高工效,针对隧洞中出现围岩情况差的不良地质情况,在不同情况下采用超前锚杆、超前小导管和超前大管棚三种支护措施。

一、支护方案简介及设计参数超前锚杆是沿开挖轮廓线,以较大的外插角,向开挖面前方安装锚杆,形成对前方围岩的预锚固(预支护),在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。

在本项目中,超前锚杆主要用在V级围岩上限(较好)段,施工时间较短;超前锚杆应配合钢拱架或格栅拱架使用,设计参数如下:(1)采用直径φ25mm螺纹钢,长度为3.5m;(2)锚杆沿拱环向布置间距30cm;(3)倾角:外插角10°-15°,可根据实际情况调整;(4)纵向间距2.5m一环,搭接长度不小于1m;(5)注浆材料:M20水泥浆。

超前小导管主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。

在本项目中,超前小导管主要用在V级围岩下限(较差)段,施工时间较超前锚杆长;超前小导管应配合钢拱架使用,设计参数如下:(1)采用外径φ42mm厚3.5mm无缝钢管,长度为3.5m;(2)钢管钻设注浆孔间距为100 - 150 mm;(3)钢管沿拱环向布置间距30cm-50cm;(4)倾角:外插角10°-15°,可根据实际情况调整;(5)注浆材料:M20水泥浆。

超前大管棚是由钢管和钢格栅或钢拱架组成。

管棚利用钢格栅拱架,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角向开挖面前方打入钢管,形成对开挖面前方围岩的预支护。

管棚适用于特别困难地段(如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩)的隧洞施工中采用。

在本项目中,主要用在洞内大型塌方,常规办法已无法处理的情况下,施工时间较长。

具体设计参数如下:(1)大管棚钻孔孔口位置沿隧洞拱部开挖轮廓线外10cm布置,环向中心间距30cm,外插角约7°(可根据实际情况确定),每环17根;(2)钢管采用外径φ108mm壁厚8mm无缝钢管,每根长度为10m。

破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法

破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法

破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法矿山或其它地下隧道工程中,在破碎或松软岩层施工时,近年来国内外相继提出了很多岩层预加固的措施,从而使工人在保护下安全可靠地进行各种作业。

超前预加固技术因其相对于工程的施工为辅助施工措施,因此国内习惯上称作辅助工法,而国外多称预加固技术或地层处理技术,主要方法有:超前锚杆、管棚、超前灌浆和人工冻结法等。

超前锚杆具有操作简单、施工方便、成本低、作用效果快等特点而为施工单位首选,另外超前锚杆孔还能起到超前应力释放孔的作用,释放围岩应力。

尽管利用锚杆作巷道的永久支护是一项普遍使用的技术,但在破碎或松软岩层的工程中掘进时,利用超前锚杆作临时支护或辅助加固,保证工作面作业安全,则还是一项新技术,主要表现在机理不成熟,施工与设计凭经验等,甚至仍然使用径向锚杆永久支护的原理。

笔者认为超前锚杆支护在工程围岩加固中首先起到销钉作用,将破碎岩体组合,在拱效应的作用下形成一个拱型固结薄壳来支承上覆破碎或松散岩层。

尽管如此,超前锚杆加固在破碎带或松软岩层施工中还是取得了很多成就,本文将近二十年来超前锚杆及其联合支护施工方法的经验总结如下。

1 普通超前锚杆加固法对岩性相对好的Ⅳ类围岩,岩石强度.f>8的破碎带,通常采用普通超前锚杆辅助超前支护。

具体作法如图1所示,巷道掘进前,在工作面轮廓线上先沿巷道轴线方向,与该轴线成一定夹角钻孔装锚杆,该夹角也叫外插角,一般为5°~20°。

锚杆安装后在工作面钻眼爆破,作业时上部岩体得到超前锚杆加固。

图1 普通超前锚杆加固图通常,普通超前锚杆加固后,开始进行断面开挖施工,爆破后立即喷拱,其厚度不小于50mm。

在新鲜挖面上喷射混凝土,能及时对围岩提供抗力,并在可喷入裂隙的一定深度内,对岩体进行加固,以抵抗岩石的剪切,提高围岩的承载能力。

喷好拱后再出渣,即完成一次超前锚杆加固(辅助支护或临时支护),一般一次进尺可达1.5~2.1m。

为了不使爆破震坏超前锚杆支护层,喷完后到下次放炮的时间不小于4h,然后进行第二次循环,打眼爆破之后喷拱、出渣后,在前一循环的超前锚杆加固处,进行按常规打径向锚杆的喷锚联合永久支护(喷层厚度不能小于150mm),如图2所示,如此循环下去。

地下工程施工-复习提纲

地下工程施工-复习提纲
11.水下沉管隧道的整体结构由管段基槽、基础、管段、覆盖层等组成。
二、名词解释
1.地下工程P1
2.地下工程支护技术P4
3.明挖法P7
4.桩锚式支护结构P15
三、简答
1.简述深层搅拌桩的施工工艺P13
定位-预拌下沉-制备水泥浆-提升喷浆搅拌-重复搅拌下沉和喷浆提升-清洗-移至下一根桩
2.桩锚支护结构的施工顺序:P15
6.在实际工程中,常用的排桩支护结构主要包括板桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩和深层搅拌桩等形式。
7.钢板桩沉桩的布置方式一般有:插打式、屏风式及错列式。
8.土层锚杆由外露的锚头、拉杆和锚固体三个部分组成。
9.土钉墙的基本结构包括土钉、面层、必要的防排水系统以及被加固土体。
10.地下连续墙施工中的护壁泥浆主要作用有:护壁作用、携渣作用、冷却和润滑作用。
3.超前锚杆
4.超前地质预报
三、简答题
1.矿山法和新奥法施工的基本原则分别是什么?P54
2.隧道施工中常用的分部开挖法有哪些?P59
3.简述钻眼爆破的基本要求。P62
4.简述隧道复合衬砌的组成。P88
5.简述浅埋暗挖法施工的技术特点与施工原则。P101
四、论述题
1.新奥法施工的基本原则是什么?与传统矿山法有何异同?P54-55
5.管片是隧道预制衬砌环的基本单元。
6.管片拼装工艺可归纳为先下后上、左右交叉、纵向插入、封顶成环。
二、名词解释
1.盾构P107
三、简答题
1.简述盾构掘进的5个阶段。P108
2.简述盾构工法的“三大要素”及盾构掘进控制的“四要素”。P109
3.盾构选型应遵守哪些原则。P122
4.盾构法修建隧道常用的衬砌方法有哪些?

隧道施工工艺和施工技术

隧道施工工艺和施工技术

一.超前锚杆
超前锚杆是沿开挖轮廓线,以稍大的外插角,向开挖面前 方一定范围内安装的斜向锚杆。
性能特点及适用条件:
超前锚杆支护的柔性较大,整体刚度较小。
它主要适用于应力不太大,地下水较少的破碎、软弱围 岩的隧道工程中,如裂隙发育的岩体、断层破碎带等、 浅埋无显著偏压的隧道。且一般与系统锚杆同时使用, 形成联合支护。 应力较大的严重破碎围岩中,超前锚杆的后期支护刚度 就有些不足,不宜使用。
预裂爆破的分区起爆顺序是: 周边眼—掏槽眼—辅助眼—底板眼 在一个开挖断面上,同圈(层)炮眼同时起爆, 不同圈(层)的炮眼则“由内向外逐层起爆”。
§3装碴与运输
出碴,即将开挖的石碴迅速装车运出洞外,是隧道作业 的基本作业之一。
将开挖的石碴迅速装车运出洞外,是提高隧道掘进速度 的重要环节。该项作业往往占全部开挖作业时间的50 %左右,控制着隧道的施工速度。
2.全断面掘进机掘进
3.自由断面挖掘机掘进(单臂掘进机掘进)
自由断面挖掘机自身的破岩能力较小,掘进时对围岩的扰动破坏小, 避免爆破振动对围岩的破坏,故一般适用于围岩稳定性较差的软岩隧 道及土质隧道中,尤其适用于配合敞胸式盾构施工。
4.人工掘进
人工掘进是采用十字镐、风镐等简易工具来挖除岩体。
2、辅助眼
位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼称为辅助眼。 其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔,为周边眼爆破创 造临空面。
3、周边眼 沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。 其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。
帮眼、顶眼、底眼。
(二)装药
装药结构是指被动药卷和主动药卷在炮眼中的布置形式。它
包括药卷之间的间距、主动药卷的位置和方向、眼口的堵塞
超前锚杆
二.超前小导管

隧道工程复习重点

隧道工程复习重点

隧道工程复习重点名词解释1、隧道:以任何方式修建,最终使用于地表以下的条形建筑物,其内部净空断面在2㎡以上的洞室称为隧道;2、地质超前预报:在隧道勘察阶段,通过综合勘察手段,可查明重要的地质问题,确定影响较大的地质构造和主要的不良地质,对隧道的施工起宏观指导作用;3、岩体:与工程结构有关的那一部分岩石;4、初始应力:对于地壳岩体来说,再未被认为扰动的天然状态下,由岩体的自重和地质构造作用和地质地温作用引起的应力称为初始应力;5、围岩:是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体;6、围岩分级:根据长期的工程实际,工程师们认识到各种围岩的物理性质之间存在着一定的内在联系和规律,依照这些联系和规律,可将围岩分为若干个等级,这既是围岩分级;7、隧道洞门:是隧道两端的外露部分,也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构;8、机车车辆限界:是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸;要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时,沿车体所有部分都必须容纳在此界限范围内;9、基本建筑限界:指线路上各种建筑物和设备均不可侵入的轮廓线;用途是保证机车车辆的安全运行和建筑物和设备不受损害;10、隧道建筑限界:是指包围“基本建筑限界”的外部轮廓线,即要比“基本建筑限界”大一些,留出少许空间,用于安装通讯信号、照明、电力设备;△11、直线隧道净空:要比“隧道建筑限界大一点”,除了满足限界的要求外,考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业控件,还考虑了在不同围压下,衬砌的合理受力变形形状以及施工方便等因素△12、仰拱:是指为改善上部结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构;13、整体式衬砌:采用整体式衬砌设备进行一次全断面衬砌的,以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构;14、装配式衬砌:将衬砌分为若干构件,这些构件在现场或工厂预制,然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌;15、锚喷式衬砌:指锚喷结构既作为隧道的临时支护,又作为隧道永久结构的形式;16、复合式衬砌:复合式衬砌是把衬砌分为两层或两层以上,可以是同一种形式、方法和材料施作的,也可是不同形式、方法、时间和材料施作的;△17、明洞:隧道的一种变化形式,采用明挖法修筑;△18、明挖:把岩体挖开,在露天修筑衬砌,然后回填土石的方法;19、围岩压力:指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力;20、松动压力:由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构上的压力称为松动压力;20、形变压力:由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷支护的抑制,而使围岩与支护结构在共同变形过程中,围岩对支护结构施加的接触压力;21、膨胀压力:当岩体具有吸水、应力解除等膨胀特征时,由于围岩膨胀所引起的压力称为膨胀压力;22、冲击压力:围岩积累了大量弹性变形能后,由于隧道的开挖,围岩的约束被解除,能量突然释放所产生的压力;23、隧道施工:指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称;24、矿山法:因最早应用于采矿坑道而得名;多数情况下采用钻眼爆破进行开挖,故又称钻爆法;25、新奥法:以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过检测控制围岩变形,充分发挥围岩的自承能力的施工方法;奥地利隧道学会认为,新奥法是在围岩中形成一个以封闭岩石支撑环为主要目的的隧道施工方法;26、辅助稳定该措施:是指隧道在开挖的过程中控制和减少坑道周边收敛变形防止坍塌的措施;27、超前锚杆:指沿开挖轮廓线,以一定的外插角,向开挖面前方钻孔安装锚杆,形成对前方围岩的预锚固;28、管棚:指利用刚拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护;29、超前注浆小导管:在开挖前,沿坑道周边,向前方围岩钻孔并安装带孔小导管,或直接打入带孔小导管,并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液,待浆液硬化后,坑到周围掩体就形成了有一定厚度的加固圈;30、帷幕注浆:注浆后即形成较大范围的筒状封闭加固区;31、水平旋喷预支护:实在一般初期导管注浆的基础上发展起来的,它已高压旋喷的方式压注水泥土浆,从而在隧道开挖轮廓外形成拱形预衬砌的超前支护; 32、机械切槽法:利用专门的切槽机械,沿隧道外轮廓线切割一定深度的切槽;在硬质底层中,利用该切除哦啊,作为爆破振动的隔振层,主要起隔振或减振作用;在软石或砂质地层中,在切槽内填筑混凝土,形成预支护拱;33、掏槽眼:针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点,为提高爆破效果,宜现在开挖断面适当位置布置新的临空面;34、周边眼:沿着隧道周边布置的炮眼称为周边眼,其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓;35、辅助眼:位于掏槽眼和周边眼之间的炮眼称为辅助眼,其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔,为周边眼爆破创造临空面;36、光面爆破:是通过正确确定爆破参数和施工方法,在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能地保持原岩完整性和稳定性的爆破技术;37、预裂爆破:先起爆周边眼,在其他炮眼未爆之前沿着开挖轮廓线预裂爆破初一条反射爆破地震应力波的裂缝;由于这个预裂面的存在,对后爆的掏槽眼、辅助眼的爆轰波能起反射和缓冲作用,可以减轻爆轰波对围岩的破坏影响,保持岩体的完整性,使爆破后的开挖面整齐规则;38、超欠挖:以设计开挖轮廓线为基准,实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖,在基准线以内称为欠挖;39、TBM:用隧道掘进机切削破岩,开凿岩石隧道的施工方法;40、盾构:暗挖法施工中采用盾构机的一种全机械施工方法;它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支撑四周围岩防止发生坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过土机搬运出洞外,靠千斤顶在后部加压推进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法;填空1、隧道由主体建筑物和附属建筑物组成,主体建筑物由洞门、洞身组成,附属构造物由通风系统、照明系统、排水系统和安全系统组成;2、按照隧道的用途可将隧道划分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道四种;3、按照隧道所处地质环境条件分为土质隧道和石质隧道;4、按照隧道埋置深度分为浅埋隧道和深埋隧道;5、按照隧道所在位置分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道;6、隧道的结构设计模型分为工程类比为依据的经验法、以测试为依据的使用法如收敛—约束法、作用—反作用模型和连续介质模型;7、隧道的勘探工作包括可行性勘察、初步勘察和详细勘察;8、地质超前预报的方法有地质分析法、超前水平导坑预报法、超前水平钻孔法、物理探测法TGP12隧道地质预报系统、TSP超前预报系统、负视速度法、水平声波反射法、地质雷达法、红外探水法;9、岩体的初始应力包括岩体的自重和由地质构造作用引起的应力;△10、在不同岩体条件中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的,可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种;△11、围岩分级中,作为分级的基本要素为与岩性有关的要素、与地质构造有关的要素和与地下水有关的要素;12、围岩分类的方法大致有以岩石强度或岩石的物理性指标为代表的分级方法、以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法、与地质勘测手段相联系的分级方法和组合多种因素的分级方法;我国铁路隧道围岩分级方法为采用以围岩稳定性为基础的分级方法;13、我国铁路隧道围岩基本分级应由岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个因素确定;14、岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定;△15、岩石按坚硬程度划分可分为硬质岩和软质岩;△16、岩体按照完整程度划分可分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎;△17、铁路隧道设计规范将单、双线铁路隧道的围岩分为6级;18、选择越岭隧道的位置主要以选择垭口和确定隧道高程两大因素为依据;△19、隧道穿越褶皱构造时,选在背斜中比较有利;△20、隧道纵断面设计就是选定隧道内线路的坡道形式、坡度大小、坡段长度和坡段的衔接等;21、铁路隧道的坡道形式有单面坡和人字坡两种;22、隧道防排水设施的原则“防、堵、截、排、因地制宜、综合治理;”23、衬砌的主要方式有:整体式衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌;△22、明洞分为拱式明洞和棚式明洞;△23、设置竖井和斜井的目的是增加开挖工作面和通风需要;24、隧道支护结构计算理论大致可分为刚性结构阶段、弹性结构阶段和连续介质阶段;25、围岩压力分为松动压力、形变压力、膨胀压力和冲击压力四种;26、确定松动围岩压力的方法有:现场实地测量、按理论公式计算确定、根据大量的实际资料采用统计的方法分析确定;27、隧道施工方法大致可分为山岭隧道施工方法、浅埋软土隧道施工方法和水底隧道施工方法;28、山岭隧道施工方法包括矿山法和掘进机法;29、浅埋及软土隧道施工方法包括明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法和盾构法;30、水底隧道施工方法包括沉埋法和盾构法;31、新奥法施工的基本原则为“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量、快衬砌”;32、隧道施工中常用的辅助稳定施工措施有稳定工作面、超前锚杆、管棚超前支护前方围岩小导管和长管棚、水平旋喷超前预支护、预切槽超前预支护、超前小导管注浆、超前探孔帷幕注浆;33、炮眼的种类有掏槽眼、辅助眼和周边眼;34、隧道控制爆破包括光面爆破和预裂爆破;简答题1、隧道工程地质勘测的目的;答:①查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件;②为规划、设计、施工提供相关资料;③对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价,提出合理的施工建议;④隧道施工和运营对环境保护的影响提出建议;2、地质超前预报的目的、内容和意义;答:目的:在隧道勘察阶段,通过综合勘察手段,可查明重要的地质问题,确定影响较大的地质构造和主要的不良地质,对隧道的施工起宏观指导作用;内容:①地区地质分析与宏观地质预报;②不良地质及灾害地质超前预报;③重大施工地质灾害临警预报;意义:对安全施工、提高工效、缩短施工周期、避免施工损失由重大意义;△3、地质超前预报方法的应用原则;答:①地区地质分析与宏观地质预报:采用传统的地质分析方法,辅以必要的物探技术等手段,对隧道围岩的稳定性、水文地质情况进行宏观的地质预报;②不良地质及灾害地质超前预报:在传统分析方法的基础上,结合施工方法、施工工艺、工期等要求,以先进的物探技术为主要探测手段,并辅以必要的超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法,对开挖面前方不良地质体的情况及可能产生的灾害进行预报,提出施工对策;③重大施工地质灾害临警预报:在传统地质分析方法的基础上,结合施工方法、施工工艺、工期等要求,以超前平行导坑预报法、超前水平钻孔为主,综合利用各种有效的物探手段,对开挖面前方有可能诱发的重大地质灾害建立临警预报系统,并评判其危险程度,提出施工预案对策;4、围岩分级的目的答:①作为选择施工方法的依据;②进行科学管理及正确评价经济效应;③确定结构上的荷载松散荷载;④给出衬砌结构的类型及尺寸;⑤是制定劳动定额、材料消耗标准的基础;5、简述地质条件对隧道位置的影响;答:隧道是埋置在岩层内的结构物,它受岩体的包围;周围岩体的地质条件,对隧道结构形式和施工方法都有着决定性的影响;①单斜构造地区:必须事先把岩层的构造和倾角大小调查清楚,一定要尽可能避开大型软弱结构面;尽量不要把隧道中线设计成与软弱结构面走向一致或平行,要有一定的交角;②褶曲构造地区:隧道在穿越褶曲构造地区时,选在背斜中要比在向斜中有利;如恰在褶曲的两翼,将受到偏侧压力,结构需加强;③断层构造地区:隧道选择应尽量避开,不得已时,隧道走向要与断层走向隔开足够的安全距离,或隧道走向要与断层走向正交或斜交;④不良地质地区:隧道在位置选择时,最重要的影响因素就是不良地质:a.滑坡地区:隧道通过这种地段时,将会受到突然的土体推力,有时会把结构物挤压破坏或者剪切断开;如果对滑坡面的位置已经了解清楚,可以把隧道置于滑坡面以下的稳定岩体中;如果确定滑坡是静止多年了的滑坡或古滑坡,则在不得已时,也可以把隧道置于滑坡体内,但要在上部减载和加强排水;b.崩塌地区:崩塌的出现时突然地,冲击力很大,不易防范;选择隧道位置时,最好不要沿这类山坡通过;不得已时,应尽可能地把隧道置于山体之中,穿过稳定岩层;岩体崩塌的情况不太严重而洞口又必须设置在崩塌地区时,可以设置明洞;c.岩堆地区:隧道通过这类地区,开挖极易塌方,给施工造成很大困难;这时,宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体中;d.泥石流:务必躲开泥石流泛滥地区,如果躲避不开,也应选择泥石流下切深度以下的基岩中;要查明泥石流洪积扇范围,不可将洞口设置在其范围内;e.溶洞地区:选择隧道位置时,应尽量避开,如果无法避开,应探明溶洞规模、性质和与隧道的位置关系,采取相应的设计、施工措施;f.瓦斯地区:尽量避开;g.地下水:尽量不要使隧道通过富水区;6、隧道洞口位置选择的原则;答:①根据我国多年实践经验,总结出“早进晚出”的原则;②洞口不宜设置在垭口沟谷中心或者沟底低洼处;③洞口应避开不良地质地段;④当隧道线路通过岩壁陡立,基岩裸露处时,最好不刷动或少刷动原生地表,以保持山体的天然平衡;⑤减少洞口路堑长度,延长隧道,提前进洞;⑥洞口线路宜与等高线正交;⑦当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水范围内时,隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度,以防洪水灌入隧道;⑧边坡及仰坡不宜开挖过高;⑨当洞口附近有水沟或者水渠横跨线路时,可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞,以排泄水流;总之,隧道洞口位置的选择,应根据地形、地质条件、考虑边坡、仰坡的确定,结合洞外有关工程及施工难易程度,本着“早进晚出”的指导思想,全面综合地分析确定;7、铁路隧道为何要考虑坡度折减答:①列车车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低;②洞内空气阻力增大;△8、曲线隧道为何要进行加宽怎样进行加宽答:加宽的原因:车辆通过曲线时,转向架中心点沿线路运行,而车辆本身却不能随线路弯曲,仍保持矩形形状;怎样加宽:内侧加宽:W1=d内1+d内2外侧加宽:W2=d外△9、隧道衬砌断面的设计原则;答:拟定衬砌结构尺寸,需要考虑两个方面的因素:①内轮廓内轮廓总是紧贴着限界的,担忧不能随着限界曲折,而是平顺圆滑,使结构受力合理;③结构轴线一般总是使结构轴线接近于压力线,使大部分区域上主要承受压力,而部分区域断面承受很小的拉力,从而充分地利用混凝土材料的性能;②截面厚度要求设计的截面厚度具有足够的强度;从施工角度出发,截面的厚度不应太薄,否则将使施工操作困难和质量不宜保证;△10、圆形、直墙式、曲墙式衬砌各适用于何种围岩答:圆形:受径向分布水压式围岩;直墙式:应用于Ⅲ级以上围岩;曲墙式:应用于Ⅲ级以下围岩;△11、隧道衬砌及其使用条件答:隧道衬砌的主要方式有整体式衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌;①整体式衬砌一般适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩,有时用于 IV 级围岩;②装配式衬砌多在使用盾构施工法的城市地下铁道和水底隧道中采用;③锚喷式衬砌在围岩稳定性较好的军事工程,各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛采用;④复合式衬砌可适用于Ⅱ级及以下各级围岩;12、隧道洞门的作用;答:①减少洞口土石方开挖量;②稳定边坡、仰坡;③引离地表水流;④装饰洞口;13、洞门的类型有哪些它们各自有哪些特点答:①削竹式:适用于石质坚硬稳定的围岩;②端墙式:由端墙和洞门顶排水构成;端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支撑洞口正上方的仰坡,保持其稳定;洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走;③翼墙式:翼墙将正面起到抵抗山体纵向推力,同事增加洞门的抗滑和抗倾覆能力;④台阶式:为了提高靠山侧仰坡起点,减少仰坡高度,将端墙顶端部改为逐渐提高的台阶形式,以适应地形特点;⑤柱式:比较美观,适用于城市附近、风景区或长大隧道洞口;⑥斜交式:由于这种洞口及衬砌斜口段的受力复杂,施工也不方便,所以只在十分必要时才修筑;⑦喇叭口式:高速铁路隧道,为了减缓高速列侧的空气空力学效应,一般设置喇叭口缓冲段,同时兼做隧道洞门;14、影响围岩压力的因素;答:①地质因素:初始应力状态、岩石力学性质、岩体结构面等;②工程因素:施工方法、支护设置时间、支护刚度、坑道形状;15、深、浅埋隧道的判定原则;答:一般情况下,应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则,但是确定界限是困难的;因此根据经验,设Hp=2~2.5hq等效荷载高度值,当隧道覆盖层厚度h≥Hp时为深埋,h<Hp时为浅埋;深浅埋分界的其他方法:比尔鲍曼公式中,当h增加到σv趋于常数时即为深埋;用泰沙基公式当h≥5b时即为深埋;16、防止或减少超欠挖的措施;答:①优化每循环进尺,尽可能将探针深度设计在4m之内;②选择与岩石声阻抗相匹配的炸药品种;③利用空孔导向,或在有利条件采用异型钻头钻凿有翼型缺口的炮孔;④利用装药不偶合系数或相应的间隔装药方式;⑤提高施工人员素质,加强岗位责任制;17、监控量测的目的和内容;答:目的:①掌握围岩力学形态的变化和规律;②掌握支护结构的工作状态;③为理论解析,数据分析提供计算数据与对比指标;④为隧道工程设计与施工积累资料;内容:①地质和支护状态现场勘查:开挖面附近的围岩稳定性,围岩构造情况,支护变形与稳定情况,准确掌握围岩情况;②岩体岩石力学参数测试:抗压强度、变形模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比;③应力应变测试:岩体原岩应力、围岩应力、应变、支护结构应力、应变;④压力测试:支护上的围岩压力,渗水压力;⑤位移测试:围岩位移含地表沉降、支护结构位移;⑥温度测试:岩体温度、洞内温度、洞外温度;⑦物理探测:弹性波测试;18、高地应力条件下的施工答:高地应力是一个相对概念,它是相对于围岩强度而言的,也就是说,当围岩内部最大地应力与围岩强度的比值到达某一水平时,才能称之为高地应力、高地应力下的软岩:一般而言高地应力下的软岩容易发生塑性挤出破坏,其变形特点为:①变形量大;②变形速度高;③变形持续时间长;设计有柔性结构设计和刚性结构设计柔性结构设计包括先行导坑法、多重支护法、可缩式支护法和分阶段综合控制法;刚性结构设计包括大刚度支护和衬砌、大范围围岩加固法等;高地应力下的硬岩:在开挖过程中易产生岩爆防治措施主要有两种,强化围岩和弱化围岩;强化围岩的措施很多,如喷射混凝土、喷钢纤维混凝土、锚杆加固、喷锚网联合、钢支撑网喷联合或紧跟混凝土衬砌等;弱化围岩的措施是注水、超前预裂爆破、排空法、切缝法等;19、隧道遇到溶洞的处理措施答:常用的方法有“引、堵、越、绕”四种①引排水②填堵③跨越④绕行施工。

隧道施工技术

隧道施工技术

隧道施工技术一、掘进技术1、人工开挖:主要适用黄土地区或破碎松散岩石或土质隧道。

一般用新型手持式封鎬。

十锅镐进行掘进,用铁锹、簸箕和翻斗车进行装渣和出渣。

人工掘进对围岩扰动小,能有效保护围岩,防止围岩因扰动过大而发生塌方。

但掘进速度慢,工人劳动强度大。

2、钻爆开挖:即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法,简称钻爆法。

这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔,用火雷管逐个引爆单个药包,发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔,应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术.施工前,要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件,选定掘进方式(1)打眼前必须先放好断面中线,水平,并在开挖面划好轮廓线,按钻爆参数图布置炮眼位置。

(2)炮眼的深度、角度、间距按钻爆参数要求确定。

掏槽眼间距误差和眼底间距误差不得大于5cm,辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm,周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm,周边眼外斜率不得大于5cm/m,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm.内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm,炮眼深度超过2。

5m时,内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。

(3)掏槽眼布置在开挖断面的中央稍靠下部,以使底部岩石破碎,减少飞石。

周边炮眼应沿设计开挖轮廓线布置,辅助眼应交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间,并垂直于开挖面打眼,力求爆下的石碴块体大小适合装碴的要求。

开挖断面底面两隅处,应合理布置辅助眼,适当增加药量,消除爆破死角。

断面顶部应控制装药量,防止出现超挖量.(4)装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。

已装药的炮眼应及时用炮泥堵塞密封。

周边眼的堵塞长度不宜小于20cm,采用预裂爆破时,应从药卷顶端进行堵塞,不得只堵塞在眼口。

(5)钻爆施工中严格控制超欠挖。

当岩层完整、岩石抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时,允许岩石个别突出部分欠挖,隆起量不得大于5cm。

超前锚杆. 超前支护.锁脚锚杆

超前锚杆. 超前支护.锁脚锚杆

超前支护科技名词定义中文名称:超前支护英文名称:forepoling;advance timbering定义:在松软或破碎带,为了防止岩石冒落,超前于掘进工作面进行的支护。

超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于开挖的辅助措施的一种,主要形式有:1.超前锚杆或超前小钢管,一般长3-5米,用于锚固前方围岩;2.超前管棚,用于锚固前方围岩,适用于特殊困难地段,搭配钢架使用:①短管棚超前支护,采用长度小于10米的小钢管;②长(大)管棚超前支护:采用长度为10-45米且较粗钢管;③钢插板超前支护:采用长度小于10米钢插板的称为板棚预支护;3.注浆加固围岩和堵截水:①超前小导管注浆,沿开挖外轮廓线向前以一定角度打入管壁带有小孔的导管,且以一定压力向管内压注起胶结作用的浆液,待其硬化后岩体得到预加固;②超前深孔围岩注浆:又叫深孔注浆,目的是加固地层、封堵水源,适用于特殊困难地段。

其机理是依靠浆液压力,将破碎围岩或黏土层压裂成缝用浆液充填、固结,通过压密作用达到加固和堵水的作用。

扩展阅读:1.《隧道施工及组织管理指南》(人民交通出版社2005.1)开放分类:隧道工程超前锚杆超前锚杆是沿开挖轮廓线,以较大的外插角,向开挖面前方安装锚杆,形成对前方围岩的预锚固(预支护),在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。

超前支护主要适用于围岩应力较小,地下水较少、岩体软弱破碎,开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层结构松散,稳定性差,若有地下水时则更甚。

在施工中极易发生坍塌,在这类地层中施工时,除减少对围岩的扰动外,还应加强临时支护,临时支护可采用超前锚杆。

1.施工方法超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。

1.1悬吊式超前锚杆采用这种方法是在爆破前,将超前锚杆打入掘进前方稳定岩层内,末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆,或支承在作为支护的结构锚杆上,使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方,有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌,为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。

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