井巷工程 第六章

对底拱而言，当中心角较小时， 对底拱而言，当中心角较小时，可 以象底板浇筑那样，不用表面模板， 以象底板浇筑那样，不用表面模板， 只立端部挡板，混凝土浇筑后用型板 只立端部挡板， 将混凝土表面刮成弧形即可。 将混凝土表面刮成弧形即可。当中心 角较大时，一般采用悬挂式弧型模板。 角较大时，一般采用悬挂式弧型模板。 浇筑边拱（边墙）、顶拱时， ）、顶拱时 浇筑边拱（边墙）、顶拱时，常用桁 架式或钢模台车。 架式或钢模台车。
第四节
衬砌施工
地下洞室开挖后，为了防止围岩风化 地下洞室开挖后， 和坍落，保证围岩稳定， 和坍落，保证围岩稳定，往往要对洞壁 进行衬砌。衬砌类型有现浇混凝土或钢 进行衬砌。 筋混凝土衬砌、 筋混凝土衬砌、混凝土预制块或条石安 预填骨料压浆衬砌等。 砌、预填骨料压浆衬砌等。
1．平洞衬砌的分缝分块及浇筑顺序
根据围岩的稳定强度， 根据围岩的稳定强度，有以下几种 施工方法： 施工方法： （1）先拱后墙分层施工 （2）先墙后拱预留中心岩柱方法
地下厂房开挖示意图
三、竖井和斜井的施工程序
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☆井线与水平夹角大于75°的为竖 井线与水平夹角大于75° 井线与水平夹角为40~75° 井；井线与水平夹角为40~75°的 为斜井；洞线与水平夹角为6~40° 为斜井；洞线与水平夹角为6~40° 的为斜洞。 的为斜洞。
第六章 地下建筑工程
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地下建筑工程施工，受地质、 地下建筑工程施工，受地质、水文 地质、 地质、建筑物型式及施工条件的影响 较大，其施工方法与露天作业有很大 较大， 的差别， 的差别，因而往往是整个枢纽工程中 控制施工进度的工程项目。 控制施工进度的工程项目。
第一节 地下建筑工程的施工程序
施工程序问题涉及到整个地下建筑物施 工的全过程，要求在总体规划的基础上， 安排各部位、各工种的先后施工顺序，以 保证均衡、连续、有节奏地完成各项作业。
掘进机开挖与传统钻爆法比较，具有许多优点： 掘进机开挖与传统钻爆法比较，具有许多优点：
（1）利用机械切割，能连续进行，安 利用机械切割，能连续进行， 快速； 全，快速； 在地质条件单一、 （2）在地质条件单一、岩石硬度适 宜情况下，能提高掘进速度； 宜情况Hale Waihona Puke Baidu，能提高掘进速度；开挖后 洞室比较平整，断面均匀， 洞室比较平整，断面均匀，对衬砌支 护有利
双护盾全断面硬岩掘进机
盾构机头刀盘
一、掘进机的类型和工作原理
根据破碎岩石的方法， 根据破碎岩石的方法，掘进机大致可 分为挤压式和切削式两种类型 根据掘进机的作业面是否封闭可分为 开敞式、单护盾和双护盾掘进机。 开敞式、单护盾和双护盾掘进机。
二 、掘进机的应用及其优缺点
目前已生产的掘进机大多适用于圆形断 地质条件良好、岩石硬度适中、 面，地质条件良好、岩石硬度适中、岩性 变化不大的隧洞。 变化不大的隧洞。对于非圆形断面隧洞的 开挖，通常通过调整刀盘倾角来实现的。 开挖，通常通过调整刀盘倾角来实现的。 掘进机一般多用于平洞的全断面开挖。 掘进机一般多用于平洞的全断面开挖。
3、周边炮孔 ——布置在开挖断面四周，控制开 ——布置在开挖断面四周，控制开 挖断面轮廓的炮孔，称为周边炮孔，也称为轮廓 边线炮孔。
2.崩落炮孔 2.崩落炮孔 —— 崩落炮孔的主要作用是爆落岩 体，为周边炮孔的爆破创造有利条件。
二、周边孔光面爆破
1.光面爆破原理及特点 1.光面爆破原理及特点 光面爆破原理:应力拉伸波原理(见第二章) 光面爆破原理:应力拉伸波原理(见第二章) 光面爆破特点: 光面爆破特点:在断面设计开挖线上布置 间距较小的周边孔， 间距较小的周边孔，采用的定的减弱装药 结构（不耦合、间断装药） 结构（不耦合、间断装药）等一系列施工 工艺，于崩落孔爆破后起爆周边孔的装药， 工艺，于崩落孔爆破后起爆周边孔的装药， 从而获得较为平整的开挖轮廓。总之“ 从而获得较为平整的开挖轮廓。总之“小 孔径、密孔距、不耦合间断装药、 孔径、密孔距、不耦合间断装药、同时起 爆。
第三节 掘进机开挖
全断面隧道掘进机(Tunnel 全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, 简写为TBM)是一种专用的 简写为TBM)是一种专用的 开挖设备。它利用机械破碎岩石的原理， 开挖设备。它利用机械破碎岩石的原理， 完成开挖、出碴及混凝土（ 完成开挖、出碴及混凝土（钢）管片安 装的联合作业，连续不断地进行掘进。 装的联合作业，连续不断地进行掘进。
掘进机开挖的主要缺点有： 掘进机开挖的主要缺点有：
（1）设备复杂，设备昂贵，设备安装费 设备复杂，设备昂贵， 时。 掘进机不能灵活适应洞径、 （2）掘进机不能灵活适应洞径、洞轴线 的走向、地质条件与岩性等方面的变化。 的走向、地质条件与岩性等方面的变化。
（3）刀具更换、风管送进、电缆延伸、 刀具更换、风管送进、电缆延伸、 机器调整等辅助工作等占用时间较长。 机器调整等辅助工作等占用时间较长。 掘进机掘进时释放大量热量， （4）掘进机掘进时释放大量热量，工 作面上环境温度较高， 作面上环境温度较高，因此要求有较 大的通风设备。 由此可见， 大的通风设备。 由此可见，选择掘 进机掘进方案， 进机掘进方案，必须结合工程具体条 通过技术经济比较确定。 件，通过技术经济比较确定。
光面爆破效果1 光面爆破效果1
光面爆破效果2 光面爆破效果2
2.光面爆破的技术措施 2.光面爆破的技术措施 （1）钻孔精度对获得良好的光面爆破效果 具有关键作用。 具有关键作用。 （2）采用不耦合装药结构 （3）严格控制装药集中度 （4）在不耦合系数较大并用光爆专用炸药 连续装药情况下， 连续装药情况下，应在炮孔内装入一根导爆 索，以避免管道效应引起拒爆
（三）平洞的衬砌或支护施工 平洞开挖后，除地质条件特别好， 平洞开挖后，除地质条件特别好，一般 都要进行衬砌或支护。 都要进行衬砌或支护。 若地质和设备条件允许， 若地质和设备条件允许，应尽量减少断 面衬砌的分缝分块数目。 面衬砌的分缝分块数目。 断面衬砌的顺序，常见的有自下而上、 断面衬砌的顺序，常见的有自下而上、 自上而下两种方式。 自上而下两种方式。
封拱方法多采用封拱盒法 混凝土泵封拱。 封拱方法多采用封拱盒法和混凝土泵封拱。 封拱盒法和
封拱盒封拱 封拱前，先在拱顶预留一小窗口，尽 封拱前，先在拱顶预留一小窗口， 量把能浇筑的两侧部分浇好， 量把能浇筑的两侧部分浇好，然后从窗口退 出人和机具，并在窗口四周立侧模， 出人和机具，并在窗口四周立侧模，待混凝 土达到规定强度后，将侧模拆除，凿毛之后 土达到规定强度后，将侧模拆除， 安装封拱盒。封堵时， 安装封拱盒。封堵时，先将混凝土料从盒侧 活门转入，再用千斤顶顶起活动封门板， 活门转入，再用千斤顶顶起活动封门板，将 盒内混凝土压入待封部位即告完成。 盒内混凝土压入待封部位即告完成。
分段浇筑的顺序有：跳仑浇筑、分段 流水浇筑和分段留空档浇筑等三种方式。
2、隧洞衬砌模板 隧洞衬砌用的模板，按浇筑部位不同，可 隧洞衬砌用的模板，按浇筑部位不同， 分为底拱模板、边拱（边墙）和顶拱模板， 分为底拱模板、边拱（边墙）和顶拱模板， 不同部位的模板， 不同部位的模板，其构造和使用特点也不相 同。
1、竖井 竖井施工特点是竖向作业， 竖井施工特点是竖向作业， 即竖向开挖、竖向出碴和竖向衬砌。 即竖向开挖、竖向出碴和竖向衬砌。
（2）导井法 —— 即在竖井中部先开挖导井 断面积4~5m ），然后扩大的施工方法 然后扩大的施工方法。 （断面积4~5m2），然后扩大的施工方法。 ——自上而下全断面竖井开 （1）全断面法 ——自上而下全断面竖井开 挖法与隧洞的全断面施工类似。 挖法与隧洞的全断面施工类似。
3．衬砌的浇筑
隧洞衬砌多采用二级配混凝土。对中 小型隧洞，一般采用斗车或轨式混凝土 搅拌运输车将混凝土运至浇筑部位；对 大中型隧洞，则多采用3~6m 大中型隧洞，则多采用3~6m3的轮式混 凝土搅拌运输车运输。在浇筑部位，通 常用混凝土泵将混凝土压送并浇入仓内。
4 衬砌的封拱
平洞的衬砌封拱是指顶拱混凝土即将浇 筑完毕前将顶拱范围内未充满混凝土的空 隙和预留的进出口窗口予以浇筑、 隙和预留的进出口窗口予以浇筑、封堵填 实的过程。 实的过程。
大钻机开挖竖井
2、斜井 倾角大于48°的斜井， 倾角大于48°的斜井，施工条件 与竖井相近，可按竖井方法施工。 与竖井相近，可按竖井方法施工。 倾角小于30°的斜洞， 倾角小于30°的斜洞，一般采 30 用自下而上的全断面开挖法， 用自下而上的全断面开挖法，用卷 扬机提升出碴，开挖完成后衬砌。 扬机提升出碴，开挖完成后衬砌。
二、地下厂房的施工程序
我国上世纪70年代以前， 我国上世纪70年代以前，大断面地下厂房 年代以前 开挖多采取多导洞分层施工方法。 开挖多采取多导洞分层施工方法。自从鲁布革 水电站地下厂房开始，大都采用喷锚支护技术、 水电站地下厂房开始，大都采用喷锚支护技术、 岩锚吊车梁结构和大型施工机械， 岩锚吊车梁结构和大型施工机械，简化了分部 开挖程序，加快了施工进度。 开挖程序，加快了施工进度。
①当混凝土浇至顶拱仓面时，撤出仓内各种器 材，尽量筑高两端混凝土；②当混凝土达到与进 人孔齐平时，仓内人员全部撤离，封闭进人孔， 同时增大混凝土的坍落度（达14～16cm），加 同时增大混凝土的坍落度（达14～16cm），加 快混凝土泵的压进速度，连续压送混凝土；③当 排气管开始漏浆或压入的混凝土量已超过预计方
一、炮孔类型及作用
由于受工作面、 由于受工作面、自由面的限制和控 制开挖断面轮廓形状及尺寸的要求， 制开挖断面轮廓形状及尺寸的要求， 根据炮孔的作用可分为掏槽孔 掏槽孔、 根据炮孔的作用可分为掏槽孔、崩落 孔和周边孔
1.掏槽炮孔—— 1.掏槽炮孔—— 掏槽孔的主要作用是增加临 空面，以提高爆破效果，常布置于开挖断面 的中部。
水工隧洞较长，纵向需要分段进行浇筑， 水工隧洞较长，纵向需要分段进行浇筑， 分段长度根据围岩约束特性、 分段长度根据围岩约束特性、隧洞断面大 小、混凝土浇筑能力和模板结构型式等因 素确定，一般分段长度以4~15m为宜 为宜。 素确定，一般分段长度以4~15m为宜。 当结构上设有永久伸缩缝时，可利用结构 当结构上设有永久伸缩缝时， 永久缝分段； 永久缝分段；当结构永久缝间距离过大或 无永久缝时，可设施工缝分段， 无永久缝时，可设施工缝分段，并作好施 工缝的处理。 工缝的处理。
第二节 钻孔爆破法开挖
钻孔爆破法是地下建筑物施工中常 用的开挖方法， 用的开挖方法，其主要施工顺序是钻 装药爆破、 孔、装药爆破、出碴及相应的辅助工 作。
与露天开挖爆破不同， 与露天开挖爆破不同，洞室开挖爆破 有以下特点： 有以下特点： （1）钻爆作业条件差 （2）爆破自由面少 （3）爆破质量要求高
五、隧洞开挖爆破施工
钻孔爆破法进行地下洞室开挖， 钻孔爆破法进行地下洞室开挖，施工 程序包括： 程序包括： 1.钻孔 2.装药 3.堵塞 4.起爆 1.钻孔 2.装药 3.堵塞 4.起爆 5.通风散烟 5.通风散烟 6.安全检查与处理 6.安全检查与处理 7.初期支护 7.初期支护 8.出渣运输 8.出渣运输
一、平洞的施工程序
平洞施工方法有二种， 平洞施工方法有二种，即常用的钻 眼爆破法及全断面掘进法（TBM法 眼爆破法及全断面掘进法（TBM法）。 （一）平洞的施工工作面
（二）平洞的开挖程序 1、全断面开挖法——指平洞的设计断 全断面开挖法——指平洞的设计断 面一次性钻孔爆破成型。 面一次性钻孔爆破成型。 特点是：洞内工作面较大， 特点是：洞内工作面较大，有利于 机械化施工。 机械化施工。
2、断面分部开挖
（1）台阶法开挖
当缺乏大型施工机械设备而无法进行全断 面开挖时，可采用断面分层开挖方法。 面开挖时，可采用断面分层开挖方法。即将 工作面分为上下两层
（2）导洞开挖法 —— 导洞布置在断面下 部中央， 部中央，开挖后向上向两侧底部扩大至全 断面。 断面。 优点：出渣线路不必转移，排水容易， 优点：出渣线路不必转移，排水容易， 工序之间施工干扰小。 工序之间施工干扰小。 缺点：遇地质条件较差时，施工不够安 缺点：遇地质条件较差时， 全。适用于基本稳定围岩中的大断面隧洞 或机械化程度较低的中小断面平洞。 或机械化程度较低的中小断面平洞。