地下工程复习资料

1 地下工程 生产的流动性 ， 产品的形式多样 ， 施工技术复杂 ， 露天和高处作业多 ， 机械化程度低 。 浅埋明挖法，盖挖逆作法，矿山法，盾构法，顶管法，沉管法，沉井基础工程。 明挖法， 先墙后拱法 ,先拱后墙法 ,墙拱交替法 。内容： 降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。地下工程施工明挖法 地下工程施工明挖法其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。 设计荷载取值，一类围岩，衬砌采用荷载结构法计算，设计荷载按照地层压力的计算方法，所得底层压力即为衬砌结构设计荷载。四，五类围岩，地层结构法计算，设计荷载按照计算开挖释放力计算方法确定，开挖释放力均由地层和初期支护承担。二，三级围岩，支护采用地层结构法计算，设计荷载采用计算开挖释放力的方法确定，开挖释放力由地层和二次衬砌共同承担。荷载强度校核：荷载结构模型，对衬砌结构最不利截面校核，地层结构模型，对对衬砌截面校核，对洞周围岩稳定 性校核。 明挖法，盖挖法，盾构，顶管， 管及沉，矿山法，新奥法，浅埋暗挖法，辅助工法（注浆，降水，冻结施工技术） 浇筑数节混凝土沉放管段，两端临时密封，逐节水道运输至沉管位置，此前基槽浚挖，临时支座，沉放管段，水下连接，接头处理，覆土回填，内部装饰及设备安装。 少扰动，早支撑，慎撤换，快衬砌。 新奥法 ：少扰动，早喷锚，勤测量，紧封闭。 浅埋暗挖法 ：管超前，严注浆，短开挖，快封闭，勤测量。 奥法，浅埋暗挖法难点及发展方向 ：开发新的岩体开 挖运输工艺，新机械；优化组合设计计算理论，改进施工工艺，用高效防水材料及优质混凝土；完善松散土层地基加固手段；加强地质勘察，围岩分类科学；开发用于围岩收敛变形，土体分层沉降等应力应变测量仪器。 么发展地下工程 ： 二十一世纪是地下空间的发展世纪，特别是随着城市的快速发展，资源的过渡开发，必然会带来环境污染、能源紧张、交通拥挤和水资源短缺等严重问题 。 城市病 ： 城市病是指由于城市人口、工业、交通运输过度集中而造成的种种弊病。 所谓“城市病”是指人口过于向大城市集中而引起的一系列社会问题，表现在 :城市规划和建设盲目向周边摊大饼式的扩延 ,大量耕地被占 ,使人地矛盾更尖锐。“城市病”表现“为人口膨胀、交通拥堵、环境恶化、住房紧张、就业困难等，将会加剧城市负担、制约城市化发展以及引发市民身心疾病等。特别是城市的出行时间较长，因交通拥堵和管理问题，城市会损失大量的财富，无形中浪费了能源和资源，不利于”城市的畅通发展 市政管线，共同沟，地下污水泵站，地下变电站，地下水库，地下垃圾回收处理设施，地下污水处理厂。 共同沟 ： 是指将设置在地面、地下或架空的各类公用类管线集中容纳于一体，并留有供检修 人员行走通道的隧道结构。 高防护，热稳定，易封闭，内部环境易控性，低能耗，其他环境特征如衡湿，气密性。 划原则 ：基本原则，遵循一定传统原则，如人在地上，物 2 在地下，人在地上，车在地下，人长时间在地上，短时间活动在地下；适应原则，地下工程的功能与地下工程环境适应；协调原则，地下空间开发的总体功能应与城市职能相协调，各种地下空间功能应在与其所处的城市功能区及周围城市职能相协调。 从属关系，地下空间是城市形态内部空间结构的一个重要的组成部分 ；制约关系，相互制约；对应关系，表现在整体形态上的对应，及地下空间的构成要素分别与城市上部结构对应。 围岩压力，位于地下的结构发生了变形及破坏的围岩，作用在衬砌上或支护结构上的压力。 确定方法：现场测量，理论计算，工程类比法。 由于支护结构发生向围岩方向的变形而引起的围岩对支护结构的约束反力。 确定围岩弹性抗力大小和作用范围的描述方法：局部变形理论和共同变形理论。 文克尔假定 ：围岩被假定为一系列彼此独立的弹簧，某一弹簧受压缩产生的反力只与该弹簧有关，而与其他弹簧无关。 结构被简化为在主动荷载及弹性抗力共同作用下，支承在弹性地基上的无绞高拱，只需知道特征点的抗力值，其他各截面的弹性抗力可通过相关函数关系求出。 要包括：地层的合理化模拟，结构模拟，施工过程模拟，施工工程中结构与周围地层的相互作用，地层与结构的相互作用的模拟。 复合衬砌以新奥法为基础进行设计和施工的一种新型支护结构，采用锚喷支护做初期支护，采用模注混凝土做 二次衬砌的一种组合衬砌结构。 复合衬砌基本原理 ：充分利用或发挥围岩的自承能力，增 强围岩的强度，均衡围岩应力分布，允许围岩有一定的变形，以减小对支护的围岩压力，利用现场监测值进行反馈施工。 形状优化，施工优化，结构成本优化，数学模型和优化方法。 新奥法与复合式衬砌，地下结构的优化设计，地下结构动态施工反馈设计，地下结构可靠度设计，地下结构的耐久性设计。 工程施工内容 ：施工组织设计，施工技术管理，施工工艺方案及方法，施工监测和环境保护。 总体分为岩石地下工程施工方法和软土地下工程施工方法。岩石地下工程施工方法分为矿山法，新奥法，隧道掘进机法，软土施工分为明挖法，暗挖法，盖挖法，沉井，沉管，顶管法，盾构法，微型管道法，同时辅助方法如注浆技术，深层搅拌桩，粉喷桩， 法，钻孔桩，冻结法，气压法，降水方法。 完成具体施工任务的必要条件，是为进行合理施工和选择先进施工工艺所做的设计。 开挖过程包括钻孔，装药，起爆，出渣。 优点：适应各种地质，几何形状；多掌子面同时操作；工艺简单，便于人工掌握；造价较低。 缺点：洞壁不平整，超挖欠挖量大，加大了钢筋混凝土的使用，增大了投资；作业区危险；工作环境恶劣；对围岩扰动大；施工作业速度慢；对周围环境影响 3 大。 布眼 ：掏槽眼，开挖断面中第一排起爆的炮眼，功能是首先将开挖段面中央部位岩石爆破掏出，为以后各排爆破的岩石提供临空面。 原则：位于中部或下部，尽可能垂直岩层层理，数量视断面大小而定。周围眼及辅助眼。 基本原则：尽量利用地下工程周围围岩的自承载能力，先用柔性支护，控制围岩变形及压力重分布，达到新的平衡，再进行永久支护（整体模筑钢筋混泥土衬砌） 三大支柱：光面爆破，喷锚支护，现场量测。 光面爆破 破岩机理：利用岩石抗拉强度远小于抗压强度特征，采用微差引爆，并靠周边多个炮眼同时起爆来实现。 施工原则：管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早成环，勤量测，快衬砌。 开式隧道掘进机和闭式隧道掘进机。 么是盾构 。 道掘进机，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械 。 盾构： 是一种隧道掘进的专用工程机械， 现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体 ，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。 浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法 。 利用先进施工的地下连续墙或柱列式挡土墙挡土截水防渗，由上而下在分层挖方的同时，分层构筑地下主体部分的梁，板，柱，墙等框架结构，直到地下室地板，使之形成刚度较大的支撑与挡土墙一起共同承担土压力与水压力。 盖挖法 ：先浇筑顶板，在顶板的保护下自上而下的分步开挖，支撑和浇筑结构内衬的方法。 在干坞或船上预制大型混凝土箱型构件或混凝土和钢组合的箱型构件，两端用临时隔墙封闭，船装好拖运，定位，然后将这些构件沉放在河床上预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后回填砂石并拆除隔墙形成隧道。 管段制作类型 ： 沉管施工内容 ： 管段结构及制作，基槽浚挖，管段防水，管段拖运，沉放与水下连接技术，基础处理方法，回填覆盖。 是将位于岩土层中的地下构筑物先在地面做成井状结构，然后不断挖出井内的岩土体，借其自身的重量克服各种阻力而沉入地下预定深度的一种施工方法。 法 。 盾构法 (暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，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。 盾构机的基本分类 ： 一、全敞开式盾构机 二、部分开放式盾构机 部挤压式盾构机）三、封闭式盾构机 4 为什么要用辅助工法：当天然地基强度和变形不能满足地下工程的施工和使用要求，又有可能对周围环境产生无法承受的影响时，必须采取各种方法对地基土进行综合治理。目的在于提高地层的强度，抗压缩系数和稳定性，以及隔水性能，从而形成一个保护系统。 采用辅助工法的情况：未固结围岩和膨胀性围岩；砂层沙砾层围岩和互层围岩；风化花岗岩的围岩和强风化岩；软弱的粘土质岩和蛇纹岩；结晶片岩和古生成的破碎带；大量高压涌水的围岩；浅埋隧道和接近结构物的隧道。 法：也叫劲性水泥土地下连续墙技 术，是是采用特殊多轴搅拌钻机在原地层中切碎土体，由钻机前端低压注入水泥类悬浊液，压缩空气将浆液及切碎土体充分搅拌混合而形成均质强度较高的水泥柱列式挡墙，并按挡墙功能在墙体中插入加强芯材的一种地下施工技术。 城市地下工程环境保护，包括岩土工程活动引起的建筑物变形以及控制措施；岩土工程活动的振动对环境的影响以及控制措施；岩土工程活动的噪音对环境的影响及控制措施；岩土工程中的化学污染以及控制措施。山区地下工程的环境保护，水资源浪