第四章 地下工程的基础技术2
地下工程施工段
地下工程施工段第一节地下工程施工的整体规划地下工程施工前的整体规划是工程成功的关键。
首先,需要进行详细的勘察和设计,在了解地下地质、地下水情况的基础上,进行施工方案的制定。
包括施工时序、工艺流程、材料使用、设备选择等方方面面的规划。
然后,需要与各相关部门协调,在规划中考虑到城市的交通、排水、供电等各方面的需求,确保施工中不会对城市运行造成较大的影响。
第二节地下工程施工的工艺流程地下工程施工的工艺流程是非常重要的,影响到工程进度和施工质量。
一般来说,地下工程的施工流程主要包括以下几个阶段:开挖、支护、施工、验收等。
在地下工程施工中,开挖是第一步,需要根据地质情况确定开挖方式和用具选择,确保开挖的安全和稳定。
支护是为了保护开挖的壁面,防止坍塌和泥石流等现象的发生,支护工程一般使用钢架、混凝土和砌石等材料进行支护。
施工阶段是实际的工程施工,需要使用各种机械设备和工人配合,完成地下隧道的施工。
最后是验收阶段,地下工程施工完工后需要进行验收,确保工程质量和安全。
第三节地下工程施工的质量控制地下工程施工的质量控制是确保工程施工质量的重要环节。
首先,需要严格按照设计要求和相关标准进行工程施工,确保材料和设备的质量符合标准。
其次,施工过程中需要加强监理和检测,及时发现和解决问题。
最后,需要进行质量跟踪和记录,包括施工日志、质量检测报告等,为工程竣工验收提供依据。
第四节地下工程施工的安全管理地下工程施工的安全管理是确保工程施工安全的关键环节。
首先,需要进行施工前的安全技术交底,确保施工人员了解施工过程中的安全注意事项。
其次,需要加强现场安全管理,包括安全巡查、安全培训等,预防各类施工安全事故的发生。
最后,需要建立健全的应急预案,确保在发生突发事件时及时进行应急处理,最大程度减少损失。
总结地下工程施工是一项复杂而又关键的工作,需要充分的规划和精确的执行。
包括地下工程施工的整体规划、施工工艺、质量控制以及安全管理等方面的内容。
隧道工程(第4部分—浅埋暗挖法施工)
Байду номын сангаас
(4) 选择合理的支护参数和施工方法 (a) 支护要及时,不仅能减小支护结构的荷载,还能避免地 支护要及时,不仅能减小支护结构的荷载, 层的过分变形。 层的过分变形。 (b) 对浅埋软弱地层,锚杆作用降低,尤其顶部两侧 度范 对浅埋软弱地层,锚杆作用降低,尤其顶部两侧30度范 围内锚杆是承压的,可取消该区的锚杆。超前小导管是有效的, 围内锚杆是承压的,可取消该区的锚杆。超前小导管是有效的, 第一台阶一般2.5—2.7m,小导管长 ,小导管长3.5m—3.7m,以确保 左右 第一台阶一般 ,以确保1m左右 导管插入破裂面以外。 导管插入破裂面以外。 (c) 作为初支的喷混凝土厚度要合理,太厚不利于混凝土材 作为初支的喷混凝土厚度要合理, 料力学性能的发挥,当厚度d≤ 为洞径) 料力学性能的发挥,当厚度 ≤D/40(D为洞径),喷混凝土支护 ( 为洞径 接近无弯矩状态,支护结构性能较好。因此, 接近无弯矩状态,支护结构性能较好。因此,用增喷混凝土厚度 的方法来加强支护效果较差,应在采用合理的喷射方法、材料、 的方法来加强支护效果较差,应在采用合理的喷射方法、材料、 配合比、外加剂上想办法,比如用湿喷、潮喷法, 配合比、外加剂上想办法,比如用湿喷、潮喷法,加聚丙烯纤维 等。
隧 道 工 程
主讲: 主讲: 谭忠盛 北京交大隧岩所 2007年 2007年9月1日
本课程主要介绍: 本课程主要介绍:
第一章: 第一章:绪论 第二章: 第二章:矿山法施工 第三章: 第三章:特殊地质施工 第四章:浅埋暗挖法施工 第四章: 第五章: 第五章:掘进机法施工 第六章: 第六章:盾构法施工 第七章: 第七章:沉管法施工 第八章: 第八章:施工组织与管理
军都山隧道(1988) (第一次用小导管、网构钢架)
市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)
关于印发《市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)》的通知建质[2011]13号各省、自治区住房和城乡建设厅,直辖市建委(建交委)及有关部门,新疆生产建设兵团建设局:根据《市政公用设施抗灾设防管理规定》(住房和城乡建设部令第1号),我部组织制订了《市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)》,现印发给你们,请遵照执行。
各地住房和城乡建设主管部门要加强监管,确保市政公用设施抗震设防专项论证制度的落实。
各地在执行中发现的有关问题,请及时告我部工程质量安全监管司。
中华人民共和国住房和城乡建设部二〇一一年一月二十八日市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇)第一章总则第一条为做好全国新建、改建、扩建地下工程初步设计阶段的抗震设防专项论证(以下简称专项论证)工作,根据《市政公用设施抗灾设防管理规定》(住房和城乡建设部令第1号),制定本技术要点。
第二条本技术要点适用于抗震设防区的下列地下工程:(一)总建筑面积超过10000m2的城市轨道交通地下车站工程;(二)处于可能液化或产生震陷、岩石与土变化分界、地质灾害可能波及等抗震不利地层的城市轨道交通地下车站和区间工程;(三)临近活动断裂带的城市轨道交通地下工程;(四)紧邻或穿越《建筑工程抗震设防分类标准》中规定的特殊、重点设防类建筑工程,且其破坏可能影响周边建筑工程正常使用的城市轨道交通地下工程;(五)地震后可能发生严重次生灾害的城市轨道交通地下工程;(六)符合上述规模和条件的市政地下停车场、市政隧道和共同沟等其他地下工程。
第三条建设单位按本技术要点组织专项论证时,应至少有3名国家或工程所在地省、自治区、直辖市市政公用设施抗震专项论证专家库相关专业的成员参加,专项论证的专家数量不宜少于5名。
第四条依据本技术要点论证后,应达到以下抗震设防目标:(一)当遭受低于本工程抗震设防烈度的多遇地震影响时,市政地下工程不损坏,对周围环境和市政设施正常运营无影响;(二)当遭受相当于本工程抗震设防烈度的地震影响时,市政地下工程不损坏或仅需对非重要结构部位进行一般修理,对周围环境影响轻微,不影响市政设施正常运营;(三)当遭受高于本工程抗震设防烈度的罕遇地震(高于设防烈度1度)影响时,市政地下工程主要结构支撑体系不发生严重破坏且便于修复,无重大人员伤亡,对周围环境不产生严重影响,修复后市政设施可正常运营。
地下施工课程设计
地下施工课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握地下施工的基本概念、原理和方法;2. 使学生了解地下施工中涉及到的地质、土木工程等相关知识;3. 帮助学生了解地下施工领域的最新技术和发展趋势。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识解决地下施工中实际问题的能力;2. 提高学生在地下施工项目中进行分析、设计和计算的能力;3. 培养学生团队协作和沟通表达能力,能在项目中进行有效的技术交流。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱专业,树立正确的职业观念;2. 增强学生的安全意识,使其明白地下施工安全的重要性;3. 培养学生的环保意识,使其在地下施工过程中关注生态环境保护。
课程性质:本课程为专业实践课程,强调理论与实践相结合,注重培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的地质、土木工程基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,采用案例分析、实验操作等教学方法,提高学生的实践能力。
同时,注重培养学生的安全意识、环保意识和团队协作精神。
通过本课程的学习,使学生达到预定的学习成果,为将来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 地下施工基本概念:包括地下工程的分类、功能及施工特点;教材章节:第一章 地下工程施工概述2. 地下施工技术与工艺:涵盖隧道开挖、支护、防水、爆破等技术;教材章节:第二章 地下工程施工技术3. 地下工程施工组织与管理:介绍地下工程施工组织设计、进度计划及安全管理;教材章节:第三章 地下工程施工组织与管理4. 地下工程施工计算:包括围岩稳定性分析、支护结构计算等;教材章节:第四章 地下工程施工计算5. 地下工程施工案例:分析典型地下工程施工项目,总结经验教训;教材章节:第五章 地下工程施工案例6. 地下工程施工新技术与发展趋势:介绍地下工程施工领域的新技术、新方法及其发展趋势;教材章节:第六章 地下工程施工新技术与发展趋势教学进度安排:第一周:地下工程施工概述第二周:地下工程施工技术第三周:地下工程施工组织与管理第四周:地下工程施工计算第五周:地下工程施工案例第六周:地下工程施工新技术与发展趋势教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,注重理论与实践相结合,培养学生具备扎实的专业知识和技能。
地下结构设计课程设计
地下结构设计课程设计简介本课程设计旨在让学生了解地下建筑结构设计的基本原理、计算方法及应用技术,掌握地下结构设计的基本流程,培养设计思维和解决实际问题的能力。
课程目标1.掌握地下结构设计的基本原理和方法;2.熟悉地下结构设计的规范和标准;3.能够进行地下结构设计的计算和分析;4.能够根据实际情况进行地下结构设计;5.提高学生的设计思维和实际操作能力。
教学内容第一章简介1.1 地下结构设计的定义和概述1.2 地下结构设计的发展和应用第二章基础知识2.1 岩土力学基础知识2.2 基坑支护原理2.3 开挖法及其影响第三章地下结构类型3.1 地下建筑物类型及其特点3.2 地下环境条件的影响第四章设计基础4.1 大地工程基础制图4.2 地下水文地质勘察4.3 岩土勘察及其分析第五章地下结构设计5.1 地下结构设计的思路和流程5.2 线型结构5.3 离散结构5.4 圆筒形结构5.5 圆弧形结构5.6 多孔介质渗流问题第六章地下结构施工6.1 地下施工基本流程6.2 地下工程施工中的问题与解决方案6.3 输送系统施工技术6.4 井筒施工技术课程设计本课程设计要求学生按照所学知识,设计一个复杂的地下结构。
具体设计包括以下步骤:第一步:选定地下结构类型,如地下车库、地下商场等,完成初始设计。
第二步:进行支护计算和稳定性分析,确定支撑结构类型、深度和间距等参数。
第三步:进行地下排水设计,包括设计排水管道、关键位置安装水位计等。
第四步:进行地下空气调节设计,确定送风方式、通风量等。
第五步:进行安全分析,考虑潜在危险和可能发生的事故,制定预案。
第六步:进行施工方案设计,确定施工流程、备品备件等。
第七步:进行经济评估,评估地下结构建设前后经济效益。
评分标准1.课程设计报告内容完整,包括设计思路、计算过程、数据统计、结论及建议等;2.设计方法合理,结果可靠;3.设计报告文字表达清晰、简洁、易懂;4.设计报告格式规范,符合要求;5.操作技能扎实,能够独立完成设计任务;6.报告答辩表现积极,回答问题准确、清晰。
地下工程课程重点
《地下工程》课程重点第1章绪论1.地下工程、隧道的定义2.隧道按长度分类、按地层分类。
3.地铁建筑的3个组成:车站、区间、车辆段。
第2章地下工程勘察1.隧道勘察的三个阶段:可行性勘察、初步勘察、详细勘察;三者区别?2.隧道勘察主要手段:挖探、简易钻探、钻探、物探第3章地铁线路规划及设计1.路网结构的基本形式有哪些2.地铁线路按其在运营中的作用分:正线、辅助线和车场线3.地铁纵断面设计:两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2‰时,应设竖曲线。
第4章隧道总体设计1.选定隧道洞口位置基本原则:首先……其次…….最后。
2.隧道平面定义;隧道平面设计的主要任务(或内容)?3.隧道纵断面定义;纵断面设计内容?纵坡要求(≥0.3%且不大于3%)?4.隧道内纵坡形式:单向坡(一般情况下采用)、人字坡(地下水丰富、特长、长隧道采用)5.限界、建筑限界(公路和铁路区别)、隧道净空(公路和铁路区别)6.铁路曲线隧道加宽的原因,加宽值的计算,曲线隧道中线与线路中线偏移距离;曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法第5章围岩分级及围岩压力1.围岩、围岩压力2.围岩分级指标:单一指标、综合指标(岩体的完整性系数、岩石质量指标、围岩的自稳时间、岩体质量指标)3.影响围岩分级的基本要素(3大类)?4.铁路围岩分级基本因素、基本分级及修正方法5.公路围岩分级、及其依据、评定因素6.围岩压力按作用力发生形态分类7.深埋隧道围岩竖向压力、水平压力的计算?8.深浅埋隧道判定?9.浅埋隧道围岩竖向压力、侧向压力计算?第6章地铁车站建筑设计1.地铁车站按站台形式?2.地铁车站组成:车站主体、出入口及通道、风道及风亭。
3.概念:站台有效长度、站台高度4.岛式车站宽度组成?侧式站台宽度组成?第7章地铁隧道结构构造1.隧道主体结构、附属结构?2.隧道衬砌类型2大类:整体式和拼装式。
3.整体式衬砌类型:直墙式、曲墙式、矩形、圆形等,及其适用条件?4.洞门概念及其作用,洞门类型5.明洞概念?6.隧道防排水原则?第8章区间隧道结构计算1.弹性抗力概念2.隧道结构设计的计算模型?(4种,哪2种最为常用)3.隧道结构上的荷载?公路隧道规范规定的隧道荷载?4.隧道结构验算内容?第9章隧道施工9-1节1.隧道施工概念、主要施工方法2.矿山法,及其与新奥法区别。
《地下工程施工》课程笔记
《地下工程施工》课程笔记第一章岩土工程技术施工应用现状1.1 岩土工程的定义和范围岩土工程是一门涉及土壤和岩石的力学、工程学、地质学和环境科学等多个领域的交叉学科。
它主要研究土壤和岩石的物理、化学和力学性质,以及这些性质在工程设计和施工中的应用。
岩土工程的范围包括地基工程、地下工程、边坡工程、岩土灾害防治工程等。
1.2 岩土工程的重要性岩土工程在基础设施建设中具有重要作用,涉及道路、桥梁、隧道、大坝、港口、机场、高层建筑等众多领域。
合理的岩土工程设计、施工和监测对于确保工程的安全、经济和环保具有重要意义。
1.3 岩土工程的发展历程从古代的土木工程到现代的岩土工程,人类对土壤和岩石的认识不断深化。
20世纪以来,岩土工程逐渐形成一门独立的学科,并迅速发展。
现代岩土工程不仅包括传统的地基处理、基坑支护等技术,还涵盖了地质环境、岩土灾害、生态环境等方面的研究。
第二章工程孔的施工方法2.1 工程孔的概念和分类工程孔是指在岩土工程中,为了进行地质勘察、地基处理、地下施工等目的而钻探的孔洞。
根据工程孔的用途,可以将其分为勘察孔、取样孔、监测孔、排水孔、注浆孔等。
2.2 工程孔施工方法2.2.1 无循环液回转钻进法无循环液回转钻进法是一种常用的工程孔钻进方法,适用于土层、砂层和软岩层的钻进。
该方法采用旋转钻头破碎岩土,通过钻杆传递动力,将岩土屑从孔底带出。
无循环液回转钻进法具有设备简单、操作方便、钻进速度快等优点。
2.2.2 正循环回转钻进法正循环回转钻进法是一种适用于土层、砂层和软岩层的钻进方法。
该方法利用泥浆泵将泥浆从泥浆池输送至孔底,通过钻头和钻杆将岩土屑带出孔外。
正循环回转钻进法具有钻进效率高、孔壁稳定、适用于大直径孔等优点。
2.2.3 反循环回转钻进法反循环回转钻进法是一种适用于土层、砂层和软岩层的钻进方法。
该方法利用压缩空气或泥浆泵将岩土屑从孔底带出,通过钻杆外部的管路输送至地面。
反循环回转钻进法具有钻进效率高、孔壁稳定、适用于大直径孔等优点。
第四章 第三节2 矿山法
2、一般矿山法施工中遵循的技术原则(P179) (1)因为围岩是隧道的主要承载单元,所以在 施工中必须充分保护围岩,应根据地质条件、 断面尺寸及施工方法等,采用控制爆破技术。 (2)为了充分发挥围岩的结构作用,应容许围 岩有控制的变形。 (3)在施工中必须合理地决定支护结构的类 型、支护结构参与工作的时间、各种支护手段 的相互配合、底部封闭时间、一次掘进长度等。
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第四章 第三节 矿山法
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2、城市浅埋地下工程的特点: ①覆土薄、地质条件差、自稳能力差。承 载力小、变形快 ②隧道附近往往有重要的地面建筑物或地 下管网,对施工要求严格等。 3、浅埋暗挖法特点: 浅埋暗挖法是在新奥法的基础上,针对城 市地下工程的特点发展起来的
2011-6-18
第四章 第三节 矿山法
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(1)适用于各种地质条件和地下水条件; (2)具有适合各种断面形式(单线、双线及多线、 车站等)和变化断面(过渡段、多断面等)的高 度灵活性 (3)通过分部开挖和辅助工法,可以有效地控制 地表下沉和坍塌; (4)与盾构法比较,在较短的开挖地段使用,也很 4 经济; (5)与明挖法比较,可以极大地减轻对地面交通 和商业活动的影响,避免大量的拆迁 (6)从综合效益观点出发,是比较经济的一种方 法。
2011-6-18 第四章 第三节 矿山法 12
(2)钢纤维喷混凝土 钢纤维喷射混凝土是在普通喷射混凝上中,拌入 适量钢纤维后形成的一种新型复合材料。 它具有高强度、大变形及破坏后存在较高残余强 度的特点。 使喷射混凝土的韧性、冲击阻力、抗弯强度。抗 剪强度、耐用系数和疲劳极限等都得到极大 改善,其柔性大大超过了普通喷射混凝土,抗弯 强度大约增加50%~100%,抗压强度可以提 高30%~50%,韧性及冲击阻力也比一般喷射混 凝土提高数倍。
一级造价工程师《土建工程》章节考点试题13
一级造价工程师《土建工程》章节考点试题13第四章第三节地下工程施工技术一、单项选择题1、复合土钉墙支护施工时可不降水,在工程规模上,深度( )m 以上的深基坑均可根据已有条件,灵活、合理使用。
A、12B、15C、16D、182、深基坑支护基本形式的选择,错误的是( )。
A、对同一基坑,必须采用相同的安全等级B、破坏后果为支护结构失效、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重的安全等级为一级C、破坏后果为支护结构失效、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响严重的安全等级为二级D、破坏后果为支护结构失效、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重的安全等级为三级3、下列设备中,专门用来开挖竖井或斜井的大型钻具是( )。
A、全断面掘进机B、独臂钻机C、天井钻机D、TBM 设备4、关于盖挖法的说法,错误的是( )。
A、盖挖法先以临时路面或结构顶板维持地面畅通,再向下施工B、盖挖法施工运行费用和工程造价均较低C、盖挖法施工适用于松散的地质条件D、盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法5、在逆作法和半逆作法施工中,如主体结构的中间柱为钢筋混凝土柱,而柱下基础为钢筋混凝土灌注桩时,一般将钢管柱直接插入灌注桩的混凝土内( )左右,并在钢管柱底部均匀设置几个孔,以利混凝土流动。
A、0.5mB、1mC、1.5mD、2m6、适用深埋于岩体的长隧洞施工的方法是( )。
A、顶管法B、TBM 法C、盾构法D、明挖法7、早强水泥砂浆锚杆施工中,注浆作业开始或中途停止超过( )min 时,应测坍落度,当其值小于10mm 时不得注入罐内使用。
A、15B、30C、45D、608、地下工程的早强水泥砂浆锚杆用树脂药包的,当温度在 10℃以下时需要搅拌的时间为( )。
A、30sB、45~60sC、3minD、5min9、采用浅埋暗挖法时,施工方针不正确的是( )。
A、管超前B、严注浆C、强支护D、长开挖10、采用全断面推进机进行岩石地下工程施工的说法,正确的是( )。
(地下建筑结构)第四章(地下结构荷载计算)
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第三阶段:共同作用理论阶段
没能科学地确定坍落拱的高度及其形成过程,更没有认识到 稳定围岩和充分发挥围岩的自承作用问题。
20世纪50年代以来,岩石力学开始成为一门独立的学科,围 岩弹性、弹塑性及粘弹性解答逐步出现,锚(杆)喷(射混 凝土)支护及新奥法(新奥地利隧道设计施工)的兴起,终 于形成了以岩石力学原理(围岩)及弹性力学(结构)为基 础的、考虑支护结构与围岩共同作用的地下现代支护理论。
应予指出,后期提出的计算方法一般并不否定前期的研究成果。 鉴于岩土介质性质的复杂多变性,这些计算方法一般都有各自 的适用场合,但都带有一定的局限性。
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确定围岩压力的方法可分为三种:
现场实测 理论计算:代表性方法为普氏理论、泰沙基理论,至
立交渡槽流水压力 温度变化的影响力
冻胀力
11
偶
然
12
荷
13
载
落石冲击力
地震力
施工荷载
12
注:[1]设计隧道结构时,按其可能出现的最不利情况组合。
表4-2 铁隧道设计规范(TB10003-2001,J117-2001)的隧道作用(荷载)分类
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
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第二阶段:散体压力理论阶段
代表性人物是泰沙基(K.Terzaghi,太沙基)和普罗托 季亚科诺夫(普氏,M.M. Лротдъяконов)。
认为当地下工程埋藏深度较大时,支护上的压力只是 围岩坍落拱内松动岩体的重量,坍落拱的高度与地下 工程的跨度及围岩的性质有关。
太沙基认为坍落拱为矩形,而普罗托季亚科诺夫认为 是抛物线形。
地下建筑结构复习
地下建筑结构复习第一章绪论1.1简述地下建筑结构的概念及形式:地下建筑结构即埋置于地层内部的结构.包括衬砌结构和内部结构两局部.要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用.地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定.根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式.土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井〔沉箱〕结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构.岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形,还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构.1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准确实定②确定埋置深度和施工方法③初步设计荷载值④选择建筑材料⑤选定结构形式和布置⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸⑦绘制初步设计结构图⑧估算工程材料数量及财务概算.技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地外表开放空间③有效的土地利用④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候限制⑥地下的季节湿度的差异⑧ 自然灾害的保护⑨市民防卫⑩平安⑪噪声和震动的隔离⑫维修治理缺点①获得眺望和自然采光时机有限②进入和往来的限制③能源上的限制1.4地下建筑结构的工程特点:①建筑结构替代了原来的地层〔承载作用〕②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应1.5地下建筑地下建筑结构地上建筑区别:计算理论设计和施工方法不同,地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂,由于地下建筑结构埋置于地下,其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上,而且约束着结构的移动和变形.第二章地下建筑结构的荷载2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在的状态,可以分为静荷载〔结构自重,岩土体压力〕、动荷载〔地震波,爆炸产生冲击〕和活荷载〔人群物件和设备重量,吊车荷载〕三大类2.2简述地下建筑荷载的计算原那么:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力,再进行最不利的内力组合,得出各设计限制截面的最大内力.2.3土压力可分为几种形式?其大小关系如何:土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea、被动土压力 Ep,那么 Ep>E0>Ea2.4静止土压力是如何确定的:在挡土结构在土压力作用下,结构不发生变形和任何位移,背后填土处于弹性平衡状态,那么作用于结构上的侧向土压力,称为静止土压力.静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解.2.5库仑理论的根本假设是什么?并给出其一般土压力计算公式:根本假设:①挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土②挡土墙是刚性的且长度很长,属于平面应变问题③挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时,土体形成滑动碶体,滑裂面为通过墙踵的平面④墙顶处土体外表可以是水平的也可以是倾斜面,倾斜面与水平面的夹角为B角⑤在滑裂面和墙反面上的切向力分别满足极限平衡条件. P=yh-2K/22.6应用库仑理论如何确定黏性土中的土压力大小:库仑土压力理论是根据无黏性土的情况导出, 没有考虑黏性土的黏聚力,因此,当挡土结构处于黏性土层时,应该考虑黏聚力的有利影响.在工程实践中可采用换算的等效内摩擦角来进行计算或在库仑理论根底上,考虑土的黏聚力作用可适用填土外表为一倾斜平面,其上作用有均布超载的一般情况.2.7简述朗肯土压力理论的根本假设:根本假定:①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面与土层之间的摩擦力②挡土墙后填土的外表为水平面,土体向下和沿水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间③挡土墙后填土处于极限平衡状态2.8如何计算分层土的土压力:采用凑合的方法,按转换成相应的当量土层,分两种情况①按第i层土的物理力学指标计算第i层的土压力②按第1 — i层土的加权平均指标进行计算2.9考虑地下水时的水平压力如何计算的:水压力分算和水压力合算,对砂性土和粉土,可按水土分算原那么进行,对黏性土可根据现场情况和工程经验,按水土分算或合算进行.水土分算是采用浮重度计算土压力,按静水压力计算水压力,然后两者相加即为总的侧压力.水土合算是采用土的饱和重度计算总的水、土压力.稳态渗流时水压力的计算2.10简述围岩压力的概念及影响因素:围岩压力就是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层,作用在衬砌结构或支撑结构上的压力.分为围岩垂直压力、围岩水平压力、围岩底部压力.影响围岩压力的因素很多,主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关.其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征.2.11简述围岩压力计算的两种理论方法?二者有何区别:两种理论分别为①按松散体理论计算围岩压力,当地下结构上覆岩层较薄时.通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构.这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量.深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度,以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量,深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围内的压力现象局部岩体的稳定性,这局部岩体称为岩石拱,只有以下岩体重量对结构产生压力,称此为压力拱,为二次抛物曲线.水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑.由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力②按弹塑性体理论计算围岩压力2.12简述弹性抗力的根本概念?其值大小与哪些因素有关:地下建筑结构除承受主动荷载作用外〔如围岩压力、结构自重等〕,还承受一种被动荷载,即地层的弹性抗力.岩土体将制止结构的变形, 从而产生了对结构的反作用力,对这个反作用力习惯上称弹性抗力.弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形,还与地层的物理力学性质有着密切的关系.2.13如何确定弹性抗力:目前有两种理论,一种是局部变形理论,认为弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷.另一种是共同变形理论,即认为弹性地基上的一点外力,不仅引起该点发生沉陷,而且还会引起附近一定范围的地基沉陷2.14简述温克尔假定:假设认为地层的弹性抗力与结构变位成正比.2.15如何考虑初始地应力、释放荷载和开挖效应:初始地应力确实定对岩石地层,可分为自重地应力和狗找地应力两局部,而土层一般仅有自重地应力.围岩与支护间形变压力的传递,是一个随时间的推进而逐渐开展的过程.这类现象称时间效应.有限元分析中,形变压力常在计算过程中同时确定,而作为开挖效应的模拟,直接施加的荷载是在开挖边界上施加的释放荷载.释放荷载可有初始地应力或与前一步开挖相应的应力场确定.2.16分析新奥法和锚喷支护的联系和区别:新奥法和锚喷支护两者都可以增加围岩的稳定性在地下工程中应用广泛.新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承水平为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,限制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成局部,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原那么.喷锚支护是指借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用〔根据地质情况也可分别单独采用〕加固岩层,分为临时性支护结构和永久性支护结构.喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护, 也可以作为永久性支护.喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系预防岩体松动、别离.2.17何如区分深浅埋:深浅埋隧道分界深度为2〜2.5倍的塌方平均高度值;以隧道顶部覆盖层能否形成自然拱为原那么第三章弹性地基梁理论3.1简述弹性地基梁两种计算模型的区别:第一种模型是局部弹性地基模型,是建立在温克尔假定前提下,把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧,没有反映地基的变形连续性,特别对于密实厚土层地基和整体岩石地基,将会引起较大误差,如果地基上部为较薄的土层,下部为坚硬岩石,结果比拟满意.第二种模型是半无限体弹性地基模型,提出另一种假设:把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体,可把弹性力学结论做为计算根底.其中弹性假设没有反映土壤的非弹性性质,均质假设没有反映土壤的不均匀性,半无限体假设没有反映地基的分层特点.3.2简述弹性地基梁与普通梁的区别:①普通梁只在有限个支座处与根底相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构.弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,也就是说弹性地基梁具有无穷多个支点和无穷多个未知反力.无穷屡次超静定②普通梁的支座通常看作是刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形,而弹性地基梁必须同时考虑地基的变形.实际上梁与地基是共同变形的.3.3简述弹性特征系数a的含义及其确定公式:a是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数, 反映了地基梁与地基的相对刚度,对地基梁的受力特性和变形有重要影响,通常把a称为特性系数, a人称为换算长度.计算公式4KEI或4KbEI3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁?有什么区别:当弹性地基梁的换算长度1<入<2.75时,属于短梁,它是弹性地基梁的一般情况.长梁可分为无限长梁、半无限长梁.当换算长度人>2.75时, 属于长梁,假设荷载作用点距梁两端的换算长度均不小于 2.75时,可忽略该荷载对梁端的影响,这类梁称为无限长梁,假设荷载作用点仅距梁一端的换算长度不小于2.75时可忽略该荷载对这一端的影响,而对另一端的影响不能忽略,这类梁称为半无限长梁,无限长梁可化为两上半无限长梁.当换算长度入4 1时,属于刚性梁,可认为梁是绝对刚性的.划分标准主要依据梁的实际长度与梁和地基的相对刚度之乘积.3.5弹性地基梁:指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁.第四章地下建筑结构的计算方法4.1简述地下建筑结构计算理论的开展过程:地下建筑计算理论建立了典型的假定抗力方法、弹性地基梁的力法、角变位移法及不平衡力矩与侧力传播法等4.2简述地下建筑结构计算方法的类型及含义:①以参照以往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法②以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法,例如以洞周位移量测值为根据的收敛一限制法③作用一反作用模型,例如对弹性地基圆环和弹性地基框架建立的计算法等④连续介质模型,包括解析法和数值法,解析法中有封闭解,也有近似解,数值计算法目前主要是有限元法.我国采用的计算方法主要有荷载一结构模型,地层一结构模型,经验类比法,收敛限制模型〔或称特征线法,计算理论也是地层结构法〕4.3试述荷载结构法、地层结构法的根本含义和主要区别:荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载〔包括主动地层压力和被动地层抗力〕衬砌在荷载作用下产生内力和变形,与其相应的计算方法称为荷载结构,〔弹性连续框架〔含拱形〕法、假定抗力法和弹性地基梁〔含曲梁和圆环〕法等可归于荷载结构法〕.设计原理是认为隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载,衬砌结构应能平安可靠地承受地层压力等荷载作用.地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体,根据连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形;不仅计算出衬砌结构的内力及变形,而且计算周围地层的应力,充分表达周围地层与地下建筑结构的相互作用.相对于荷载结构,充分考虑了地下结构与周围地层的相互作用,结合具体的施工过程可以充分模拟地下结构以及周围地层在每一个施工工况的结构内力以及周围地层的变形更能符合工程实际,〔见的关于圆形衬砌的弹性解、粘弹性解和弹塑性解等都归属于地层结构法〕.设计原理是将衬砌和地层视为整体共同受力的统一体系,在满足变形协调条件的前提下分别计算衬砌与地层的内力,据以验算地层的稳定性和进行结构截面设计.4.4简述荷载结构法和地层结构法的计算过程:荷载结构法计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力,然后按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力,并进行结构截面设计.地层结构法,计算包括初始地应力,本构模型,单元模式,施工模拟几局部第五章地下建筑结构可靠度理论5.1简述地下建筑结构不确定性因素及其特点:地下建筑结构的不确定因素及其特点一般来说,地下建筑结构中不确定性因素主要表达在其周围的地层介质特性、结构力学计算模型的假设、施工因素以及环境因素等①地层介质特性参数的不确定性②岩土体分类的不确定性③分析模型的不确定性④荷载与抗力的不确定性⑤地下结构施工中的不确定性因素⑥自然条件的不确定性5.2简述地下建筑结构可靠性分析的特点:在进行地下建筑结构工程可靠性分析时,应考虑以下几个方面:①周围岩土体介质特性的变异性②地下建筑结构规模和尺寸的影响③极限状态及失效模式的含义不同④极限状态方程呈非线性特征⑤土性指标的相关性⑥概率与数理统计的理论与方法的应用5.3地下建筑结构的可靠度指标如何确定的:地下建筑的可靠度就是在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率大小,叫可靠度指标.具体可靠度尺度有三种:可靠概率sp、失效概率fp、可靠度指标.由于直接应用数值积分方法计算地下结构的失效概率比拟困难,因此实际中多采用近似方法,为此引入结构可靠指标概念.22zzRSRS,当结构失效概率小于等于310时,结构的失效概率对功能函数Z的概率分布不再敏感.5.4结构可靠度分析方法有哪几种?各有什么特点和不同:①半经验半概率法②近似概率设计法③ 全概率法④广义可靠性分析近似方法有中央点法,演算点法,JC法,随机变量相关时的可靠度的分析方法以及蒙特卡罗模拟;中央点法将非线性功能函数在随机变量的平均值〔也称为中央点〕处作泰勒级数展开并保存至一次项,然后近似计算功能函数的平均值和标准差,再根据可靠指标的概念直接用功能函数的平均值〔一阶矩〕和标准差〔二阶矩〕进行计算;验算点法是在利用Taylor级数对功能函数进行展开时,把设计运算点取为线性化点JC法是适用于随机变量在任意分布下结构可靠度指标的计算第六章浅埋式结构6.1试列举几种工程中常见的浅埋式结构形式并简述其特点:大体可归纳为三种①直墙拱形结构〔在小型的地下通道以及早期的人防工程中比拟普遍,拱形结构主要承受压力,弯矩和剪力都较小,主要使用砖石和混凝土等抗压性能较好抗拉性能较差的材料,有半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式〕②矩形框架〔具有空间利用率高,挖掘断面经济,易于施工的优点,顶底板为水平构建承受弯矩较拱形结构大,故一般做成钢筋混凝土结构,可以是单跨双跨或多跨的〕③梁板结构〔顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构,而围墙和隔墙那么为砖墙,如地下医院、教室、指挥所等, 或是上述形式的组合.6.2简述浅埋式矩形框架结构的计算原理,如何确定其计算简图:结构计算包括三方面:荷载计算、内力计算、截面设计.在静荷载作用下地层中的闭合框架一般按弹性地基上的框架进行计算,弹性地基可按温克尔地基考虑,也可将地基视作弹性半无限平面.在特殊荷载与其他荷载共同下,按弯矩及轴力对构件进行强度验算时,要考虑材料在动载作用下的强度提升,而按剪力和扭力对构件进行强度验算时,那么材料的强度不提升.6.3浅埋式结构的地层荷载如何考虑:由于是浅埋式结构,所以计算覆土压力时,只要将结构范围内顶板以上各层土壤包括路面材料的重量之和求出来,然后除以顶板的承压面积即可,如果土壤位于地下水中,那么它的容重要采用浮容重.6.4浅埋式结构节点设计弯矩与计算弯矩有何区别?如何计算节点的设计弯矩:根据计算简图求解超静定结构时,直接求得是节点处的内力,然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面处的内力.节点弯矩〔计算弯矩〕虽然比附近截面的弯矩打,但其对应的截面高度是侧墙的高度,所以实际不利的截面那么是侧墙边缘处的截面,对应的截面弯矩称为设计弯矩.6.5浅埋式结构的适用场合:常用于覆盖土层较薄,不满足压力拱成拱条件〔H±V〔2〜2.5〕h1, hl为压力拱高〕或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地区第七章沉井和沉管结构7.1沉井和沉箱结构的特点:①躯体结构刚性大,断面大,承载力高,抗渗水平强,耐久性好,内部空间可有效利用②施工场地占地面积较小,可靠性良好③适用士质范围广〔淤泥士、砂士、黏士、沙砾等士层均可施工〕④施工深度大⑤施工时周围士体变形较小,因此对邻近建筑〔构筑〕物的影响小, 适合近接施工,尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小⑥具有良好的抗震性能.7.2沉井结构:沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物,利用结构自重作用而下沉入土,即在地面筑成的“半成品〞沉入土中,在地下完成结构物施工.7.3沉管隧道的特点:①对地质水文条件适应性强,施工方法简单②施工工期短,对航运干扰最小, 施工质量容易保证③工程造价较低④有利于多车道和大断面布置⑤接头少、密实度高、隧道防渗效果好⑥具有很强的反抗战争破坏和抗自然灾害的水平.7.4试述沉井的构造及各部位的作用:①井壁:承受在下沉过程中各种最不利荷载组合〔水土压力〕所产生的内力.同时有足够的重量,使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高②刃脚:主要功用是减少下沉阻力③内隔墙:增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径④封底及顶盖:预防地下水渗入井内有集水井内⑤底梁和框架:在比拟大型的沉井中,如由于使用要求,不能设置内隔墙,那么可在沉井底部增设底梁,并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度.7.5说明沉管施工的步骤:先在隧址以外建造临时干坞,在干坞内制作钢筋混凝土的隧道管段〔道路隧道用的管段每节长60〜140m,两端用临时封墙封闭.向临时干坞内灌水使管段逐节浮出水面,并用拖轮拖运到指定位置.于设计隧位处预先挖好一个水底沟槽.待管段定位就绪后,向管段里灌水压载,使之下沉.沉设完毕的管段在水下联接起来.进行根底处理,经覆土回填后便筑成了隧道.第八章地下连续墙8.1地下连续墙:利用挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗〔水〕、挡土和承重功能的连续的地下墙体.8.2地下连续墙的优缺点:优点①施工时对环境影响小.没有噪音,无振动,不必放坡,可紧邻相近的建筑和地下设施施工②墙体刚度大,整体性好,结构和地基变形都较小,即可用于超深围护结构,也可用作主体结构③连续墙为整体连续结构,耐久性和抗渗性好④可实行逆作法施工,有利于施工安全,加快施工进度⑤适用于多种地质条件.缺点①弃土和废泥浆处理.除增加工程费用外,假设处理不当,还会造成新的环境污染②地质条件和施工的适应性问题③槽壁坍塌问题④现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙,如果对墙面要求较高,虽可使用喷浆或喷砂等方法进行外表处理或另作衬壁来改善, 但增加工作量⑤地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构,不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济.8.3地下连续墙的适用条件:①基坑深度大于10m②软土地基或砂土地基③在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工,对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程④围护结构与主体结构相结合,对抗渗有严格要求时⑤采用逆作法施工,内衬与护壁形成复合结构的工程.第九章盾构法9.1盾构法:在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法.这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行,并需随时排除地下水和限制地面沉降,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法.9.2盾构法施工的优缺点及适用范围:优点①具有良好的隐蔽性,噪声、震动等引起的公害小,施工费用不受埋置深度而影响②机械化及自动化程度高,劳动强度低③隧道穿越河底、海底及地面建筑群时下部时,可完全不影响航道通行和地面建筑的正常使用④适宜在不同颗粒条件下的土层中施工⑤多车道的隧道可做到分期施工,分期运营,可减少一次性投资.缺点①不能完全预防盾构施工区。
国开大学高层建筑施工第四章课后题答案
题目2支护工程勘察范围应根据回答及场地的岩土回答确定.题目3支护工程勘察的勘探点深度应根据基坑支护结构回答,且不宜小于回答开挖深度。
题目4支护工程勘察的勘探点间距应视回答而定.可在回答内选择.题目5深基坑工程勘察内容主要是回答勘察、回答勘察及回答等。
题目6深基坑支护结构应具有回答、回答和回答的作用。
题目7支护结构按照其工作机理和围护墙形式分为:回答、回答、回答和回答。
题目8题目9基坑支护结构计算方法主要有回答、回答和回答.题目12在有支护开挖的情况下,基坑工程包括哪些内容?反馈一般包括:①基坑工程勘察; ②基坑支护结构的设计与施工;③控制基坑地下水位; ④基坑土方工程的开挖与运输; ⑤基坑土方开挖过程中的工程监测;⑥基坑周围的环境保护。
题目13支护结构设计的原则是什么?反馈(1)要满足强度、稳定和变形的要求,确保基坑施工及周围环境的安全。
(2)经济合理在支护结构的安全可靠的前提下,从造价、工期及环境保护等方面经过技术经济比较,具有明显优势的方案。
(3)在安全经济合理的原则下,要考虑施工的可能性和方便施工题目14什么是基坑支护结构承载能力极限状态?反馈承载能力极限状态对应于支护结构达到最大承载能力或基坑底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏,内支撑压屈失稳。
支护桩墙锚杆抗拔失效等。
题目15什么是基坑支护结构正常使用极限状态?反馈正常使用极限状态对应于支护结构的变形已破坏基坑周边环境的平衡状态并产生了不良影响,如引起周边相邻的建筑物倾斜、开裂;道路沉降、开裂;周边的地下管线沉降变形开裂等。
题目16基坑支护结构设计包括哪些内容?反馈①支护体系的方案技术经济比较和选型;②支护结构的强度、稳定和变形计算;③基坑内外土体的稳定性验算;④基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计;⑤基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响;⑥基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求.题目17深基坑支护结构选型应遵循哪些原则?反馈支护结构选型应遵循原则:①基坑围护结构构件不应超出用地范围;②基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工;③基坑平面形状尽可能采用受力性能好形状,如圆形、正方形、矩形.题目18深基坑支护体系破坏主要哪几种模式?反馈墙体折断破坏;②整体失稳破坏;③④⑤⑥基坑隆起破坏;④⑤⑥踢脚失稳破坏;⑤管涌破坏;⑥支撑体系失稳破坏。
jA第四章地下工程施工之盾构法的施工
• 在钻孔向前推进时,通过追踪安装在钻头内发射 器的信号来确定导向钻的深度与方向
4.2 水平定向钻施工前勘察
• 管道地基岩土分类(需重视砂土、淤泥质粘土) • 城市地下障碍物的调查(如杂填物,河道边板桩) • 城市已有地下管线的调查 • 静力触探(注意回填触探孔) • 管线仪(适合快速探测金属管线) • 地质雷达(可探查障碍物与各类管线)
2.3 盾构推进及衬砌的拼装
• 1 装配式圆型衬砌构造
• 结构形式:带肋的箱型管片,不带肋的平板形管片。联 结方式:直螺栓,弯螺栓。 材料:球墨铸铁,全钢,钢 筋混凝土管片
• 环宽:750-1500mm; 厚度:250-600mm ;弦长: 3-4m
• 分块:6-8块,分别为数块标准块;两块相邻管片;一 块封顶管片组成,封顶管片一般趋向于小封顶;拼装形 式有:径向楔入(楔角4-8度)与纵向插入
孔径的严重变形分析原因
1、泥浆用量不够,造成护壁不够充份。 2、管材的环刚度未达到设计要求,造成在顶 管过程中无法承受外部压力而产生变形。 3、扩孔不够充分,造成回拖管线与周围摩擦 力加大。 4、扩孔器和管材之间连接方式不完善。(目前 大多采用拖管头固定器对管线进行固定。当其 中一根管材受力后发生偏向,其他管材也会一 起偏向,造成整体移位。)
装。 • 1)拼装工序:管片的运送----就位---成
环----衬砌的防水 •
2.3 盾构推进及衬砌的拼装
• 2 衬砌的拼装
•
2)拼装方法
•
(1)先环后纵
•
优点:环面平整,纵缝拼接质量好。缺点:在易产
地下工程施工手册
第一章:概述1.1 工程定义地下工程是指在地表以下一定深度范围内进行的各种工程活动,包括但不限于地下空间开发、地下交通设施、地下仓储、地下管线等。
1.2 工程特点地下工程具有施工空间狭小、地质条件复杂、施工环境恶劣等特点,对施工技术和管理提出了较高要求。
1.3 工程分类根据施工方法,地下工程可分为明挖法、暗挖法、顶管法、沉管法等。
第二章:施工准备2.1 施工组织成立项目组织机构,明确各部门职责,制定施工方案和应急预案。
2.2 施工图纸审查施工图纸,确保图纸完整、准确,并对图纸进行技术交底。
2.3 施工材料准备施工所需的各种材料,包括钢筋、混凝土、防水材料、施工设备等。
2.4 施工设备检查施工设备的性能,确保设备运行正常,并做好设备的维护保养。
第三章:施工方法3.1 明挖法明挖法适用于场地开阔、地下水位较低的情况。
施工步骤包括:1. 定位放线;2. 挖设基坑;3. 基坑支护;4. 土方开挖;5. 基坑降水;6. 基础施工;7. 结构施工;8. 防水施工;9. 回填土。
3.2 暗挖法暗挖法适用于地质条件复杂、施工空间狭小的情况。
施工步骤包括:1. 钻孔;2. 钻孔爆破;3. 洞室开挖;4. 基坑支护;5. 基础施工;6. 结构施工;7. 防水施工;8. 通风、排水;9. 封堵洞口。
3.3 顶管法顶管法适用于地下管线施工。
施工步骤包括:1. 设备就位;2. 钻孔;3. 钻孔爆破;4. 顶管;5. 接头;6. 防水施工;7. 通风、排水;8. 封堵洞口。
第四章:施工管理4.1 施工进度制定施工进度计划,确保工程按期完成。
4.2 施工质量严格执行施工规范,确保工程质量符合要求。
4.3 施工安全加强施工现场安全管理,确保施工安全。
4.4 施工成本合理控制施工成本,提高工程效益。
第五章:施工验收5.1 验收标准按照国家相关标准进行验收,确保工程质量。
5.2 验收程序1. 施工单位自检;2. 监理单位抽检;3. 工程质量监督站验收;4. 客户验收。
第四章 基坑开挖施工
第四章基坑开挖施工4.1 概述基坑开挖是地下工程的重点和难点,本段基坑采用明挖法施工,单边开挖。
每个作业面采用液压挖掘机水平挖送土,50t吊车以及伸缩长臂液压挖掘机垂直运输相结合的方法。
4.2 开挖原则(1)土方开挖和支撑架设方案必须根据基坑周边环境允许的变形限度来控制;(2)严格按照时空效应理论,掌握好“分层、分段、分块、对称、限时”五个要点,遵循“竖向分层、纵向分区分段、先中间后两侧、抽槽支撑,先支后挖”的原则;(3)做到随挖随撑,,尽可能减少开挖过程中土体扰动的范围以及围护墙体无支撑暴露的时间;(4)基坑开挖分段进行,每个纵向分段内分小段,分层均匀开挖,每层不得超过1.0m,严禁挖成锅底状,挖出的土必须及时运走,不得在基坑附近堆土。
4.3 基坑开挖基坑开挖从上到下分层分块进行,每个开挖单元的土方开挖一般按先挖中间,后挖两边的土体,尽量减少围护结构的位移。
端头井部分由于中间无支撑的面积较大,为减小基坑无支撑暴露时间采用先开挖边角的斜撑区域的土体,最后开挖中间的土体并逐步退到标准段的开挖。
基坑开挖施工方法见图4-1。
4.3.1施工流程基坑开挖施工流程见图4-2。
4.3.2施工方法(1)开挖方法①路面及其基础采用液压镐破除。
②第一层土体采用0.8m3反铲挖机后退开挖。
③第二层土方开挖前,先用路基箱跨越第一道支撑,保证路基箱经垫高后图4-2 基坑开挖施工流程图高出支撑面不小于0.2m,并且在开挖过程中随时根据路基箱下沉的情况及时垫高路基箱,确保在开挖过程中路基箱不接触支撑使之受力。
铺通路基箱后,0.8m3反铲挖机在其上面向下逐步后退挖土,此层每小段开挖长度3m。
④第三层土方开挖采用在基坑边的地面上布置50t履带式吊机配1.2m3的蚌式抓斗单侧垂直抓土装车,基坑内配两台0.2m3反铲翻挖,靠围护结构边和局部地方采用人工修整捡平,挖土方法采用先中间后两侧的土体,此层每小段开挖长度3m。
⑤第四层以及端头井的第五层土体开挖同第三层土体开挖方法。
中国隧道及地下工程修建技术
一、 ห้องสมุดไป่ตู้计理论
目前,地下工程结构设计及计算方法中主要有两种理论体系:一是传统的结构荷载理论,它是延用地表工程建筑的成熟理论,主要观点是将围岩视为荷载,人工的 建筑结构作为支撑体,用以承受围岩荷载。这种观点的典型代表有:土压力理论、承 载拱理论;二是围岩-结构理论,主要观点是视围岩为工程结构的一部分,具有承担 部分荷载的能力。两种理论体系由于其产生的社会基础不同,各自在特定的历史时期 为我国的经济建设发挥了应有的作用,直到目前,工程界尚未对地下工程的设计理论 有如地面建筑工程设计理论那样高的认同度,呈现出多种设计理论并存的地下工程结 构设计格局,这一事实也从另一个角度说明了地下工程所处的复杂环境,促使设计理 论仍处于培育与生长阶段,远未达到成熟的程度,处于多种理论和方法共存的局面。 随着大量地下工程的兴建,人们对地下工程的认识也在不断深化。涌现出以岩体 力学、工程地质力学、弹性力学等为基础的综合性的现代工程力学的重要分支,具代 表性的有地下结构力学、隧道围岩稳定分析理论、开挖系统控制论等各个方面。
中国隧道及地下工程修建技术
王梦恕 二○一○年七月
目
第一章 总论 开创性地提出中国隧道及地下工程设计施工的 基本原则,形成较完整的中国隧道修建法。 第二章 钻爆法隧道施工技术 系统论述了钻爆法隧道施工的新理念及四条主 要作业线(钻爆开挖、运输、初期支护、二次衬砌 作业线)和三条辅助作业线(施工通风、防水、测 量量测作业线)。 第三章 特殊围岩隧道施工与地质灾害防治要 点 针对各种不良地质条件,提出针对性的施工措 施,同时强调应开展综合超前地质预报。 第四章 浅埋暗挖施工技术 进一步完善拓展了其应用范围,尤其是特殊条 件下的浅埋暗挖隧道施工,包括邻近既有线、桩基 托换、有水条件下等复杂条件。 第五章 明挖法设计与施工 针对近年施工中出现的安全风险,优化了围护 结构、支撑体系设计参数,提出了开挖支护、主体 结构施工的关键控制技术。 第六章 开敞式岩石掘进机与复合衬砌施工 明确了山岭隧道施工应优先采用开敞式掘进机, 不宜采用双护盾掘进机。
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(二)、断面形状和结构形式 )、断面形状和结构形式 断面形式:主要是圆形和矩形断面; 断面形式:主要是圆形和矩形断面;
结构形式: 结构形式: 钢壳园形断面 钢壳长方形断面 钢筋混凝土长方形断面 预应力混凝土长方形断面
(三)、施工 )、施工 1.施工顺序 – 管段制作:干船坞方式和钢壳方式 管段制作: – 沉管段施工 – 坚井及引道施工 2.管段制作 – (1)钢壳方式 钢壳制作 灌筑作业 钢筋的配置 混凝土灌筑 装配码头 – (2)干船坞方式 干船坞
第三节 施工技术
地下工程施工特点 – 施工方法因地质条件不同而变化; 施工方法因地质条件不同而变化; – 工作面少,一般情况下只有2个。如要增加工作面,必须开 工作面少,一般情况下只有2 如要增加工作面, 挖辅助坑道,造价提高; 挖辅助坑道,造价提高; – 工作空间狭窄,施工工序易发生相互干扰; 工作空间狭窄,施工工序易发生相互干扰; – 施工环境差,空气交流不便,光线暗而且潮湿; 施工环境差,空气交流不便,光线暗而且潮湿; – 修建后改造困难; 修建后改造困难; 一、基础技术及应用技术 1. 地层改良技术。(处理崩塌和涌水) 地层改良技术。 处理崩塌和涌水) 增加地层的强度和强化其止水性能;为防止地下水位降低, 增加地层的强度和强化其止水性能;为防止地下水位降低, 防止地表下沉。 防止地表下沉。 2. 锚固技术。 锚固技术。 3. 支挡技术。(明挖施工中,直接防止围岩崩塌和涌水) 支挡技术。 明挖施工中,直接防止围岩崩塌和涌水) 4. 衬砌技术。衬砌技术大体有现浇模板法和预制装配法两大类。 衬砌技术。衬砌技术大体有现浇模板法和预制装配法两大类。 5. 爆破技术 。
基坑开挖法 顺作法 明挖法 地下工程的 施工方法 钻爆法 暗挖法 浅埋矿山法 盾构法 非钻爆法 掘进机法 顶进法 盖挖法 逆作法 沉管法 一般矿山法
二、 明挖法 )、概 (一)、概 述 – 基本概念:明挖法是从地表面向下开挖,在预定位置修筑结构物 基本概念:明挖法是从地表面向下开挖, 方法的总称。 方法的总称。 – 适用条件:埋深在 30 m以内的城市地下工程中,特别是在浅埋 适用条件: 以内的城市地下工程中, 的地下铁道工程中; 的地下铁道工程中; – 特点:施工作业面多,速度快,工期短,易保证工程质量,工程 特点:施工作业面多,速度快,工期短,易保证工程质量, 造价低等优点。但造价、工期都随着埋深的增加而增加。 造价低等优点。但造价、工期都随着埋深的增加而增加。对地面 交通和沿线的环境影响大。 交通和沿线的环境影响大。 – 关键问题:设置深度问题,地层不均匀沉降,造成结构纵向的异 关键问题:设置深度问题,地层不均匀沉降, 常变形。 常变形。 – 结构形式:一般以箱形的、纵向连接的矩形结构。 结构形式:一般以箱形的、纵向连接的矩形结构。 )、施工方法 (二)、施工方法 – 基坑开挖 地下连续墙
1、顺筑法 概念:地下结构物的施工顺序是在开挖到预定深度后, 概念:地下结构物的施工顺序是在开挖到预定深度后,按底板 侧壁(中柱或中壁) 顶板的顺序修筑。 →侧壁(中柱或中壁)→顶板的顺序修筑。是明挖法的标准 施工方法。 施工方法。
2、逆筑法 – 基本概念:是随着从上部开挖,在底板和中层板、侧墙修筑 基本概念:是随着从上部开挖,在底板和中层板、 之前,对顶板上面的埋设物和地面进行恢复, 之前,对顶板上面的埋设物和地面进行恢复,先行修筑顶板 或中层板的方法,为了使其稳定要使用挡土支撑, 或中层板的方法,为了使其稳定要使用挡土支撑,并开挖到 指定深度后修筑主体。 指定深度后修筑主体。
3、 分部开挖法 – 目的:以防止底鼓、支撑松弛。为防止开挖造成的围岩松弛 目的:以防止底鼓、支撑松弛。 和移动, 和移动,并把周围地层和相邻结构物的不良影响限制在最小 限度内。 限度内。 – 施工顺序是:首先开挖到土层能自稳的深度, 施工顺序是:首先开挖到土层能自稳的深度,其次要靠近 边缘一定距离内,开挖有一定边坡的沟槽,而后开挖中央部, 边缘一定距离内,开挖有一定边坡的沟槽,而后开挖中央部, 并修筑该部分的主体。所以主体作为横梁的支持体, 并修筑该部分的主体。所以主体作为横梁的支持体,在它的 支护下,开挖残余部分土体,并修筑整修结构。 支护下,开挖残余部分土体,并修筑整修结构。 4、 沟槽法 – 特点:开挖宽度小,地层能够在无支护的条件下,维持短时 特点:开挖宽度小,地层能够在无支护的条件下, 间的稳定、松弛范围也小,可减小对即有结构物的影响。 间的稳定、松弛范围也小,可减小对即有结构物的影响。 – 适用地点:在既有隧道和桥台等建筑物的下修筑结构物时, 适用地点:在既有隧道和桥台等建筑物的下修筑结构物时, 结构物的侧壁和中壁多数是在沟槽中修筑的。 结构物的侧壁和中壁多数是在沟槽中修筑的。 – 沟槽的宽度:地质条件、结构物的形状、作业性及既有结构 沟槽的宽度:地质条件、结构物的形状、 物的重要度等决定。 物的重要度等决定。 – 分为:明挖式沟槽法 和暗挖式沟槽法 分为:
– 干船坞 – 节段制作 – 防水处理
3.沟槽施工 4.基础 – 整平方式、 喷砂方式、 压注砂浆方式 、临时承台 、桩基 整平方式、 喷砂方式、 5.沉放接合 – 准备作业 沉放的准备作业主要指安沉放所需设备等。 沉放的准备作业主要指安沉放所需设备等。 – 沉放作业 介绍几中有代表性的方法
– 逆筑法适用于以下场合: 逆筑法适用于以下场合: 接近开挖地点有重要结构物时; 接近开挖地点有重要结构物时; 有强大土压和其他水平力作用,用 有强大土压和其他水平力作用, 一般挡土支撑不稳定, 一般挡土支撑不稳定,而需要强度 和刚度都很大的支撑时; 和刚度都很大的支撑时; 开挖深度大,开挖或修筑主体需较 开挖深度大, 长时间,特别需要保证施工安全时; 长时间,特别需要保证施工安全时; 因进度上的理由,需要在底板施工 因进度上的理由, 前修筑顶板, 前修筑顶板,以便进行上部回填和 开放路面时。 开放路面时。
三、沉管法 (一)、概 述 基本概念:在水底预先挖好沟槽,把在陆上预制的适当长度的管体, 基本概念:在水底预先挖好沟槽,把在陆上预制的适当长度的管体, 浮运到沉放现场,顺序地沉放沟槽中,并回填覆盖而成的隧道。 浮运到沉放现场,顺序地沉放沟槽中,并回填覆盖而成的隧道。 此工法称为沉管法,用此法修建的隧道称沉管隧道。 此工法称为沉管法,用此法修建的隧道称沉管隧道。这是修建水 底隧道通常采用的方法。 底隧道通常采用的方法。