(完整版)地下工程施工技术复习资料

1.地下工程泛指修建在地面以下岩层或土层中的各种工程空间里和设施，是地层中所建工程的总称，通常包括矿山井巷工程、城市地铁隧道工程、水工隧洞工程、交通山岭隧道工程、水电地下硐室工程、地下空间工程、军事国防工程、建筑基坑工程等。

2.地下工程分类。按领域分，有矿山、交通、水电、军事、建筑、市政等；按用途分，有交通、采掘、防御、贮存、工业、商业、农业、居住、旅游、娱乐、物流等；按空间位置分，有水平式、倾斜式和垂直式；按形状分，有洞道式和厅房式；按埋藏深度分，有深埋式和浅埋式等。

3.选择施工方案依据？地下工程的施工，根据地质与水文条件、断面大小及形状、隧道长度、工程的支护形式、埋深、施工技术与装备、工程工期等因素各有不同的施工方法。在选择施工方法时，要根据各种因素，经技术经济比较后综合确定。一般宜优先选用全断面法和正台阶法。对地质变化较大的隧道，选择施工方法时要有较好的试用性，以使在围岩变化时易于变换施工方法。

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，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则。新奥法基本原理：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工。新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。

交叉中隔墙施工法（CRD法）：对于隧道宽度较大的多线公路隧道，如果围岩很不稳定，侧向变形大，仅竖向设置中隔墙难以保证隧道的稳定性时，就需采用交叉中隔墙施工法（又称CRD工法），即在水平方向再设置1～2层横向支撑。在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁墙，再开挖隧道另一侧的一或二部分，然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁墙，最后开挖剩余部分的施工方法。

钻眼爆破哪三种炮眼？原则？炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类。方法和原则：1.首先选择掏槽方式和掏槽眼位置，然后布置周边眼，最后根据断面大小布置辅助眼。2.掏槽眼一般布置在开挖面中部或稍偏下，比其它炮眼深10～20cm左右。3.帮眼和顶眼一般布置在设计掘进断面轮廓线上，并符合光面爆破要求。在坚硬岩石中，眼底应超出设计轮廓线10cm左右，软岩中应在设计轮廓线内10～20cm。4.底眼眼口应高出底板水平面15cm左右，眼底超过底板水平面10～20cm，眼深宜与掏槽眼相同，以防欠挖。眼距和抵抗线与辅助眼相同。5.辅助眼在周边眼和掏槽眼之间交错均匀布置，圈距一般为65～80cm，炮眼密集系数一般为0.8左右。6.周边眼和辅助眼的眼底应在同一垂直面上，以保证开挖面平整。7.扩大爆破时，落底可采用扎眼或抬眼，刷帮可采用顺帮眼。炮眼布置要均匀，间距通常为0.8～1.2m。石质坚硬时，顺帮眼应靠近轮廓线。扩大开挖时，最小抵抗线W一般为炮眼的2/3，圈距与W相同，眼距为1.5W。8.当巷道掘进工作面进入曲线段时，掏槽眼的位置应往外帮适当偏移，同时外帮的帮眼要适当加深，并相应增加装药量，这样才可以使外帮进尺大于内帮，达到巷道沿曲线前进的目的。

掏槽方式？优缺点？斜眼锥形掏槽、直眼掏槽；1 斜眼掏槽的优缺点，优点是：掏槽眼数较少，掏槽面积较大，易将槽中爆岩抛出，适用各类岩质，不需要特别的钻具。缺点是：每循环进尺受隧道断面尺寸限制，小型隧道进尺大约是宽度的60％，宽度较大时，约为45％。其原因，除钻具操作受断面尺寸的限制外，过深的炮眼结果是残眼长、炮眼利用率低，钻孔偏差的影响也较大，这样也就达不到设计中所需的进尺。也就是说，对斜眼掏槽和普通的铁路隧道宽度，普通的岩石，要达到隧道宽度45％～50％的进尺是较容易的，这也是我们在实际工作中并未费多大劲就可达2～3米进尺的原因。但如果要求循环进尺更大或岩石较坚硬时，斜眼掏槽就难于达到了。还有，斜眼掏槽对中小型断面来说不太有利于控制周边的光面爆破，抛出的爆碴分散，不利于出碴。2 直眼掏槽的优缺点优点：可用于中硬或坚硬岩层，炮眼深度受开挖断面尺寸影响小，适宜钻凿而提高循环进尺；工作面可同时多台钻机作业而干扰小，提高凿岩效率，和炮眼利用率，煤堆相对集中，有利于控制尺寸。缺点：需较多的炮眼数目、毫秒雷管段数和较多的炸药；操作工人必须具备熟练的钻眼操作技术以达到必要的钻眼精度；钻凿大孔径时，需要特殊的钻凿设备。

爆破参数包括哪几种？单位炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度、炸药的选择、炸药总消耗量的确定

1.单位耗药量：爆破每立方米原岩所消耗的炸药量；

2.装药直径：耦合装药时，装药直径即炮眼直径；不耦合装药时，装药直径一般指药卷直径，但在装药过程中，炸药密度和药卷直径均有所增大；

3.炮眼直径：炮眼平均直径近似等于钻头最小和最大直径的平均值，通常所说的炮眼直径均指炮眼平均直径。

4.炮眼数目：工作面上的炮眼数目N 可通过经验公式估算，也可通过三类满足爆破及炸药定额要求的实际布置炮眼数量加以确定。N=qSm/(ap)；

5.炮眼深度：炮眼深度是确定掘进循环劳动量和工作组织的主要钻爆参数，通常根据任务要求、钻眼设备和循环组织来确定。Lb=L/(t*nm*ns*nc)。

掘进机？分类？基本构造？

掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器。掘进机分为开敞式掘进机和护盾式掘进机。价格一般在上亿元人民币。主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。

全断面一次开挖法是按整个设计掘进断面一次向前挖掘推进的施工方法。全断面一次开挖法优点：最大限度地利用洞内作业空间，工作面宽敞，能使用大型高效设备，加快施工进度；断面一次开挖，施工组织与管理比较简单；能较好地发挥深孔爆破的优越性；通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便利。缺点：大断面隧道施工时要使用笨重而昂贵的钻架；一次投资大；由于使用了大型机具，需要有相应的施工便道、组装场地、检修设备以及能源等；当隧道较长、地质情况多变必须改换其他施工方法是需要较多时间；多台钻机同时工作时的噪音极大。

炮眼填塞作用、要求、如何分离（老师上课要抄的）？作用：降尘，消焰、延长气体作用时间，降低煤尘、瓦斯爆炸的危险性。要求：①炮眼深度为0.6-1m时，封泥长度不得大于炮眼深度的1/2.②炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。③炮眼深度大于2.5m时封泥长度不得小于1m。④光面爆破时，周边炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。

常用支护形式？1.棚式支护2.锚杆支护3.喷射混凝土支护4.锚喷联合支护5.连续式衬砌支护。

锚杆支护作用？原理？支护参数？（长度、直径等）

锚杆支护的作用就是提高围岩的抗变形能力，并控制围岩的变形，使围岩称为支护体系的组成部分。锚杆作用的原理，比较公认的有悬吊作用，挤压加固拱作用、三向应力平衡作用。锚杆支护的技术参数主要包括锚杆的直径、长度、间排距、安装角度、锚固力等，其中长度、间排距为主要参数。锚杆支护参数的确定方法有经验法、理论计算法、数值模拟法和实测发等。锚杆作用原理；悬吊理论：通过锚杆将不稳定的岩层和危石悬吊在上部坚硬稳定的岩体上，以防止其离层滑脱组合梁理论：是指把层状岩体看成一种梁（简支梁），没有锚固时，它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪能力不足，各层岩石都是各自单独地弯曲。挤压加固拱理论：对于破裂状围岩，在锚杆挤压力作用下，在每根锚杆周围都形成一个以锚杆两头为顶点的锥形体压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此重叠，便形成一条拱形连续压缩带。三向应力平衡作用：地下工程的围岩在未开挖前处于三向受压状态，开挖后围岩则处于二向受力状态，故易于破坏而丧失稳定性。锚杆安装以后，相当于岩石又恢复了三向受力状态，从而增大了它的强度。

循环作业在巷道施工中，钻眼、装药、爆破、通风、装岩、运输、支护等各个工序都是按照一定顺序周而复始进行的，这些工序每完成一次即完成一个循环，就可使工作面推进一段距离，故称之为～。正规循环作业；指在巷道掘进工作面施工中于规定时间内以一定人力物力和技术装备，按照作业规程、爆破图表和循环图表的规定，完成全部工序和工作量，取得预期的掘进进度并保证生产周而复始地有序进行。

表土层不稳定怎么去维护？在不稳定表土层中施工立井井筒，必须采取特殊的施工方法，才能顺利通过，如：冻结法、钻井法、沉井法、注浆法和帷幕法等。目前以采用冻结法和钻井法为主。

迎山角？作用？大小确定？在平巷里，顶板压力的方向是重力方向，是垂直于巷道顶板的。在倾斜巷道内却不同，顶板压力虽然是重力方向，但顶板压力（P）可以分解为两个方向的力，一个是垂直于顶板的垂直压力（N）,另一个平行于顶板的倾斜压力。斜巷的支架既要承受垂直压力，又要承受下推力。因此斜巷的支架就不能按垂直于巷道顶底板的方向去架设，而必须向上迎一个角度，我们把棚腿中心线与顶底板垂线之间的夹角，叫做迎山角。支架迎山角是为了克服下推力，防止支架向下倾倒的措施之一。迎山角的计算方法：支架的迎山角（β）是按照巷道的倾角（α）来计算的，一般迎山角等于倾角的1/6～1/8，即β=(1/6～1/8)α,例如巷道的倾角为30°，则迎山角为5°～4°.迎山角过大、过小都会降低支架的支撑能力。迎山角过大叫过山，迎山角给反了叫退山，都是不允许的。当巷道倾角大于45°或者巷道倾角（α）超过底板岩石的滑动角时，底板岩石可能下滑，则巷道底板也要进行支护。

倾斜航道炮眼布置？倾斜坑道炮眼布置:倾斜向上用爆破法破岩时，有两点需要注意:第一，底板有呈水平的趋势，若不随时测量纠正，就不能保证设计的倾斜角度，第二，爆破时岩石抛掷出来，很容易打到棚式支架的顶梁上，造成崩倒棚子。为此多采用底部掏槽，距底板1cm左右，掏槽数目视岩石硬度而定，如沿煤层或页岩层掘进，采用三星掏槽方式即可，当岩石较硬时，底眼适当下插，一般插入底板200cm左右，并要多装药，上边的一个掏槽眼应沿巷道轴线方向稍向下倾斜一些。

矿山法与掘进机法优缺点？矿山法优点结构形式灵活多变，对地面建筑、道路和地下管线影响不大，拆迁占地少，扰民少，污染城市环境少等。缺点：施工速度慢，喷射混凝土粉尘多，劳动强度大，机械化程度不高，以及高水位地层结构防水比较困难等。掘进机施工法(TBM)是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。

(一)优点：施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。无爆破围岩的损伤小，减轻支护的工作量。振动、噪声小，对周围的居民和结构物的影响小。因机械化施工，安全，作业人员少。安全性和作业环境有了较大的改善。(二)缺点：费和运输、组装、解体等的费用高，初期投资高，不用于短隧道。施工途中不易改变开挖直径和形状。地质的适应性受到一定限制。对软弱围岩，还存在不少问题；对硬岩，强度超过200MPa后，刀具成本急剧增大，开挖速度也降低。