地下工程施工.ppt

《地下工程施工.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、隧道工法合理性判别原则及其应用1对于山岭隧道建设而言，通过近两个世纪的探索，形成了多种设计理论和工法，如新奥法、浅埋暗挖法、矿山法等，这些设计理论和工法在隧道建设实践中发挥了十分重要的作用；但在具体实践中也出现过一些问题甚至血的教训。宝贵的经验：隧道结构设计、施工及养护全过程必须与周围相关环境共同作用符合力学规律（特别是结构强度、稳定、刚度等），合理施工与养护工艺是保障隧道结构强度、稳定、刚度等的基础（特别是施工与养护过程中每步骤或使用过程中每时段，隧道围岩和支护系统都必须满足三维力学平衡、三维力与变形协调和三维变形协调与稳定），如果某个过程不符合力学规律就容

2、易造成失效事故。2由于隧道建设过程中存在地质条件多样性和复杂性、隧道设计理论统一性和适用性问题、隧道受力独立性问题、隧道支护平衡稳定性问题、隧道合理施工与初期支护顺序有关问题、隧道量测参数和精度选择问题、当隧道遇到边仰坡、岩溶区、瓦斯富集地层、软弱破碎围岩等地段时，就会面临一系列特殊问题等等。这样就不是一个简单的隧道工法选择问题，而是一个隧道工法突破选择和创新融合的问题，其核心就是隧道围岩与支护共同作用任何过程要达到稳定平衡，确保隧道“基本维持围岩原始状态”，达到“充分发挥围岩自承作用”的目的。3在隧道建设过程中，众多隧道工法在具体隧道建设实践中也同样存在应用

3、合理性判别问题。围绕隧道结构设计、施工及养护全过程必须与周围相关环境共同作用符合力学规律，回答隧道灾害的发生机理、隧道设计理论统一性和适用性、隧道受力独立性、隧道支护平衡稳定性问题、特殊问题的治理措施、隧道施工合理方法判别原则等问题来展开。即设计阶段就充分考虑施工与养护问题，达到“道术合一”的境界。通过熟悉这些内容，可以进一步提高设计、施工及养护人员（管理、技术、工人）理解隧道结构与周围相关环境共同作用符合力学规律，合理工艺保证的重要性，达到熟练快速有效应用设计理论和工法，确保隧道工程质量和效益。4首先这些设计理论和工法，都是一种手段，在当前我国生产力水平条件

4、下，其核心就是“基本维持围岩原始状态”和“预防和严控特殊地质隧道局部失稳引发整体失稳”，达到“充分发挥围岩自承作用”的目的并且“保持平衡稳定性”，在这一点上各种设计理论和工法是一致的。“支护原理的正确运用”是确保隧道围岩稳定的前提，“基本维持围岩原始状态”与“预防和严控特殊地质隧道局部失稳引发整体失稳”和“能量最小原理”三者是相辅相成的.“能量最小原理”是直接判断施工经济性优劣的原则；“基本维持围岩原始状态”和“预防和严控特殊地质隧道局部失稳引发整体失稳”是应遵循的技术原则；“保持平衡稳定性”是工程质量的保证。因此在隧道建设实践中并不介意采用什么理论和工法，关

5、键是建设过程中要遵循隧道工法合理性判别原则。5一般而言，山岭隧道工程建设应该综合研究隧道区域与围岩工程地质、水文地质情况（确定选址和形成基本条件），设计（合理选择断面形状以适应于原岩应力场、正确设计支护方法有利于围岩稳定和自撑作用），施工（合理选择开挖断面大小、形式、顺序并与支护顺序、时机相匹配以防止围岩失稳、良好机械与人工开挖或爆破开挖是一种切割工具而不是丢炸弹），量测（掌握和控制围岩动态以防止支护结构、围岩破坏与失稳），即有机结合工程地质、设计原理、施工过程、稳定性监测等知识，充分发挥工程师的综合判断能力，而不应过分依赖于“精确的”数值计算结果。因此，在遵

6、循现行设计、施工规范的基础上，还必须掌握以上隧道设计、施工新理念（特别是地下水丰富，围岩稳定性差的情况），才能更好实施隧道工程又好又快地建设6隧道围岩变形与支护平衡1.1隧道围岩变形与支护的机理分析隧道开挖前是处于三维应力状态的，隧道开挖后形成了新的空间，出现了临空面，围岩向洞内移动，应力进行重新调整，从而形成了二次应力。如果围岩的强度高于二次应力，则围岩是稳定的；如果围岩的强度低于二次应力，则必须进行支护，以保证围岩的稳定。7如果不对围岩进行适时支护，围岩就会发生破坏，围岩的破坏是从围岩表面开始的，逐渐向深部开展，依次形成塑性软化区、塑性强化区和弹性区，如图

7、。塑性强化区和弹性区是围岩承载的主体，塑性软化区是我们要支护的对象。我们通过对软化区进行支护，一方面可以提高其强度，有利于其自身的稳定，另一方面软化区围岩再对塑性强化区的围岩实施作用，增大了强化区围压，使强化区围岩的承载力得到提高。所以通过支护或加固软化区围岩，可以提高强化区围岩的强度，围岩的自承能力得以充分发挥，实现深部围岩的稳定，并使其成为主要承载区。8除了对浅部（软化区）围岩的加固措施外，在矿山法施工隧道时一般采用光面爆破进行开挖，目的是减轻爆破对围岩的震动，尽可能保持其原始状态。在稳定性差的围岩中施工隧道时，常采用支护方法，使破碎围岩在隧道开挖前即得到

8、强化。浅部支护、光面爆破和支护等措施都