地下工程第4章 地下工程的基础技术6.ppt

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1、（一）、概述基本概念：在隧道开挖和支护时，把主要使掌子面稳定的任何手段，都统称为“辅助工法”。在下列场合，通常都要采用辅助工法。未固结围岩和膨胀性围岩；砂层砂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；结晶片岩和古生层的破碎带；大量、高压涌水的围岩；浅埋隧道和接近结构物的隧道。八辅助工法(二）、辅助工法的分类按其发挥作用目的，辅助工法可粗略分为3类:1、稳定掌子面的辅助工法2、控制地表下沉和地层变形的辅助工法3、地下水处理的辅助工法1.稳定掌子面的辅助工法（超前锚杆、长短管棚、插板、注

2、浆改良、斜锚杆、正面锚杆、喷射混凝土、留核心土等）2.稳定地表及控制地表下沉的辅助工法（药液压注法、冻结法、垂直锚杆法、管棚法、水平高压旋喷法、预衬砌等）3.地下水处理辅助工法（降低地下水位法、止水法（超前深孔帷幕注浆）等）（三）、常用辅助工法的介绍3.1锚杆辅助工法超前锚杆外插角10°～30°，环向间距0.3m～1.0m；斜锚杆仰角30°～60°，环向间距0.5m～0.8m，二者都是改善拱顶斜上方的围岩。正面锚杆是在掌子面有显著崩塌情况下采用的，锚杆长一般2～3m。（三）、常用辅助工法的介绍3.1锚杆辅助工法超前锚杆是沿开挖

3、轮廓线，以一定的外插角向开挖面前方安装的锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业超前锚杆柔性大，整体刚度较小，适用于应力不太大，地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法（三）、常用辅助工法的介绍3.2锚杆辅助工法垂直锚杆法指在隧道开挖之前，

4、在隧道上部钻设直径100～120mm的钻孔，钻孔中插入粗钢筋（一般D＝25～32mm），再充填砂浆或水泥浆，在地层中形成任意程度的棒状的钢筋加固体，可以阻止因开挖产生的围岩变形，提高围岩的抗剪切强度。作用：防止地表下沉、稳定隧道掌子面、处理偏压、防止坡面崩塌垂直锚杆（三）、常用辅助工法的介绍3.2管棚辅助工法管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚短管棚（L<10m的小钢管）长管棚（10m

5、管棚适用于围岩压力来得快来得大，并且对围岩变形和地表下沉要求高的软弱破碎围岩隧道中，同时适用于浅埋偏压隧道；板棚适用于无胶结的土和砂质围岩。3.2管棚辅助工法3.2管棚辅助工法长管棚需要用4m～6m的管节逐段接长，接头采用厚壁管箍筋，上有丝扣。3.2管棚辅助工法3.2管棚辅助工法3.3超前小导管辅助工法超前小导管指沿坑道周边向前方围岩打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注胶结作用的浆液，待浆液硬化形成加固圈后，在此加固圈的保护下进行开挖等作业。小导管一般用无缝钢管制作，长度宜为3～6m，外插角10°～30°，一般采用15°；小

6、导管安设前应对开挖面和5m范围内的坑道喷射5cm～10cm厚的混凝土，以防注浆过程中浆液渗漏。3.3超前小导管辅助工法超前小导管适用于断层破碎带及砂卵石地层中、中细、粉砂层等强或弱渗透性地层当中。3.4超前深孔帷幕注浆辅助工法超前深孔帷幕注浆是通过掌子面、地表或平导等对掌子面前方进行大范围的注浆，形成封闭的筒状加固范围，该范围也称帷幕。3.4超前深孔帷幕注浆辅助工法帷幕注浆渗透注浆劈裂注浆砂卵石层、砂层和破碎岩层等渗透性强的地层，采用中低压力把浆液压注入空隙、裂缝、空隙中将土颗粒胶结。颗粒较细的粘土质不透水地层，采用高压浆液强

7、行挤压孔周，使粘土层劈裂成缝并充塞凝结其中，从而对粘土层起到挤压加固和增加高强夹层加固作用。3.5水平高压旋喷压注法、高压喷射搅拌法水平高压旋喷压注法指在水平钻孔内采用高压旋喷技术，在隧道开挖外轮廓形成拱形的经改良的高强度土体，减轻传到掌子面和支护上的荷载，防护掌子面。水平喷射搅拌工法指采用高压喷流切削围岩，将开挖的土砂和硬化剂置换或混合搅拌，在计划范围内形成圆柱形的改良体的方法。3.6预衬砌辅助工法预衬砌指在开挖前，先沿隧道外周开挖一厚度约20～50cm的拱形槽，开挖后或开挖的同时，向槽内充填混凝土，形成一个连续的、刚性很大

8、的拱壳，称为预衬砌。3.7留核心土法留核心土的目的是降低开挖面临空高度，减缓开挖面的坡面角度，抵抗开挖面的下滑。3.8临时仰拱法3.9冻结法在软弱地层和有地下水的地层暂时地人工冻结形成冻土，利用冻土的稳定作用和遮水作用构筑结构物，工程完成后再把冻土解冻，恢复原地层的工法；作用