矿山法
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第四章 第三节 矿山法
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(4)在施工中,必须进行实地量测监控,及 时提出可靠的数量的量测信息,以指导施工 和设计。 (5)在隧道施工过程中,建立设计——施工 检验——地质预测一量测反馈一修正的一体 化施工管理系统,以不断提高和完善隧道施工 技术。 (6)在选择支护手段时,一般应选择能大面 积牢固与围岩紧密接触的、能及时施设和应 变能力强的支护手段,因此,多采用喷混凝土、 锚杆金属网联合使用,有时也要与钢支撑或 2019/1/12 4 第四章 第三节 矿山法 格栅等配合使用;临时仰拱也是重要的,是不
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(5)钢拱架
钢拱架为刚性拱架,以往我国采用工字钢、旧 钢轨和钢管制造。这种刚架的刚度和强度 大,可作临时支撑并单独承受较大的围岩压力, 也可设于混凝土内作为永久衬砌的一部分。 工字钢和钢轨的垂直、水平方面不是等强度和 等刚度的,容易横向失稳、扭曲破坏。
二、一般矿山法 目前在国内、外采用的方法大体上有以下几种:
全断面开挖法、台阶法、(其中包括长台阶法、 短台阶法、超短台阶法;)分部开挖/1/12
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1.选择施工方法的基本因素 (1)工程地质和水文地质条件;
围岩级别,地下水情况,不良地质
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3、矿山法施工的作业 基本作业:钻爆与开挖、运输与出渣,支护 和衬砌。 辅助作业:施工通风与除尘、施工排水与供 水、施工供电与照明、压缩空气 的供应。
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4、支护结构 坑道支护体系 是由围岩和支护结构两部分组成的,在通常 情况下,围岩是主要的承载单元,而支护 结构是辅助性的,但也是不可缺少的。在 某些特殊情况下,支护结构也是主要的 承载单元。
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(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。
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③提高层间摩阻力,形成“组合梁” 对于水平或缀倾斜的层状围岩,用锚杆群能把数 层岩层连在一起,增大层理间摩阻力,从结构 力学观点来着,就形成了“组合梁” ④“悬吊”作用 所谓“悬吊”作用是指为防止个别危岩的掉落或 滑 落,用锚杆将其同稳定围岩联结起来,这种作用 主要表现在加固局部失稳的岩体
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(4)格栅 格栅是由钢筋焊接而成的构架,其在纵、 横向的强度、刚度和稳定性基本相同, 且能和锚杆、超前支护的构成连成一体。 主筋直径不宜小于20mm,断面高度应与 喷射混凝土厚度相适应,一般为120~ 180mm。
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支护结构类型 通常采用的支护结构的类型有:喷混凝土、锚杆、 格栅(或钢支撑)、二次衬砌。 (1)喷射混凝土
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①支承围岩作用 喷层能与围岩密贴和粘结,并给围岩表面以抗力 和剪力,使围岩处于三向受力的有利状态,喷 层本身的抗冲切能力阻止不稳定块体的塌滑 ②“卸载”作用 喷层围柔性,能有控制地使围岩在不出现有害变 形下,进入一定程度的塑性,从而使围岩“卸 载”;同时喷层的柔性也能使喷层中的弯曲应 力减小,有利于混凝上承载力的发挥
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(3)锚杆 ①支承围岩 锚杆能限制约束围岩变形,并向围岩施加压 力,从而使处于二向应力状态的洞室内表面 附近的围岩保持三向应力状态,因而能制止 围岩强度的恶化 ②加固围岩 由于系统锚杆的加固作用,使围岩中,尤其 是松动区的节理裂隙、破裂面等得以联结, 因而增大了锚固区围岩的强度,有助于裂隙 岩体和松动区形成整体成为“加固带”
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③填平补强围岩 ④覆盖围岩表面 喷层直接粘贴岩面,形成防风化和止水的防 护层:并阻止节理裂隙中充填物流失 ⑤阻止围岩松动 喷层是紧跟开挖、及时进行支护的,早期强 度较高,因而能及时向围岩提供抗力,阻 止围岩松动 ⑥ 分配外力 通过喷层把外力传给锚杆、网架等,使支护 结构受力均匀
(2) 工程规模(长度、断面尺寸);
小断面可采用全断面开挖法、台阶法,大断面可用 侧壁导坑法
(3) 埋深; (4) 工期要求; (5) 施工队伍技术力量(设备、技术熟练程度 等); (6)经济效益和社会效益; 2019/1/12 2 第四章 第三节 矿山法 (7) 环境条件;
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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初期支护和永久支护 初期支护:是为了在施工过程中控制围岩的松 弛和过度变形、并保证施工安全而施设的, 它独自地或者是作为永久支护的一部分参与 确保结构安全的结构; 永久支护:是保证运营期间的结构净空及承受 可能出现的后期荷载而设置的。
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(7)要特别注意,隧道施工过程是力学状态不 断变化的过程,减少分部,也就有可能减 少因分部过多而引起的围岩内的应力变化和围岩 的松弛。因此,在有可能的条件下,应尽量 采用全断面或大断面分部的开挖方法。 (8)使隧道断面在较短时间内闭合,应尽量采 用先修筑仰拱(或临时仰拱)或铺底的施工方 法。 (9)二次衬砌应采用先墙后拱的施工顺序。