地下工程 矿山法.ppt

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1、§4-4矿山法一、概述矿山法：修筑矿山地下工程中采用的方法的总称。它总是与钻眼、爆破技术联系在一起，也称为钻爆法。是山岭隧道最常用的施工方法。我国的铁路、公路、水工等地下工程的绝大多数是采用此法修筑的。矿山法可分为一般矿山法、浅埋矿山法。7/31/20211第四章第三节矿山法二、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；）分部开挖法（上半断面分部开挖、中隔壁法、）。见P171图4-437/31/20212第四章第三节矿山法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

2、别，地下水情况，不良地质（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；（7)环境条件；7/31/20213第四章第三节矿山法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、

3、各种支护手段的相互配合、底部封闭时间、一次掘进长度等。7/31/20214第四章第三节矿山法（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格栅等配合使用；临时仰拱也是重要的，是不容忽视的支护手段。7/31/20215第四章第三节矿山法（７）

4、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。7/31/20216第四章第三节矿山法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。7/31/20217第四章第三节矿山法4、支护结构坑道支护体系是由围岩和

5、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。7/31/20218第四章第三节矿山法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。7/31/20219第四章第三节矿山法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7/31/20211

6、0第四章第三节矿山法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7/31/202111第四章第三节矿山法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

7、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7/31/202112第四章第三节矿山法（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。7/31/202113第四章第三节矿山法7/31/202114第四章第三节矿山法（3）锚杆

8、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