《地下工程施工技术》考试重点.docx

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1、地下工程施工技术考试重点地下工程施工技术 一 填空 二 名词解释 三 简答 四 论述 绪论 u 地下建筑工程施工特点 工程深埋地下，工程地质和水文地质条件对地下建筑施工的成败起着重要作用 地下工程施工作业空间小，工序交叉多，施工干扰较大，管理水平、合理组织很重要 地下工程深埋地下，一旦建成难以更改，要求一次达标，不留后患 地下工程施工基本不受外界气候影响，但施工劳动条件差，安全问题比较突出 u 地下工程的特点 工程受力特点不同、 工程材料特性不确定性、 工程荷载的不确定性、 破坏模式的不确定性、 地下工程设计施工信息的不充分性与模糊性 u 新奥法及其原则 新奥法特点是采用光面爆破；以锚喷作一次

2、支护，必要时加钢拱支架；根据围岩地压及变形实测数据，再合理进行二次支护；对软岩强调封底。 原则：“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”。 具体：充分保护围岩，减少对围岩的扰动。 充分发挥围岩的自承能力。 尽快使支护结构闭合。 加强监测，根据监测数据指导施工。 u 为何对地下围岩分类 地下工程是开凿在岩石或土层中构筑物，为了合理选择地下工程的开挖方法和支护方式，正确地进行工程设计和布局，保证地下工程的施工及运营安全，必须对地下工程中的岩石强度及围岩稳定性进行分类，以便对岩土体稳定性进行评价时提供一种客观而统一的比较手段和衡量标准。 第二章 水平岩石巷道 u 全断面一次开挖法施工，适用条件、特点； 定

3、义：全断面一次开挖法施工是按整个设计掘进断面一次向前挖掘推进的施工方法。采用爆破法时，是在工作面的全部垂直面上打眼，然后同时爆破，使整个工作面推进一个进尺。 适用条件：该法主要用于围岩稳定、坚硬、完整、开挖后不需临时支护的类围岩的石质巷道以及高度不超过5m、断面不超过30m2的中小型断面巷道。 特点： 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

4、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。 u 分断面两次开挖法施工，分类 定义：该法是将断面分成两部分，在全长范围内或一个较长的区段内先开挖好一个部分，再开挖另一个部分。 分类：上半断面先行施工法、下半断面先行施工法和先导洞后全断面扩挖法。 u 中央下导坑先墙后拱法 施工顺序是：先挑顶后开帮，在开帮的同时完成砌墙工作。 施工特点是：将断面分成若干部分进行开挖，可容纳较多人员同时施工；除下导坑外，均有较多的爆破临空面，爆破效果好；可利用棚架及岩堆完成整个断面的钻眼爆破作业；棚架上石渣由漏斗口漏入车内，省力、速

5、度快。衬砌是先墙后拱连续施工，整体性好。 但该法由于需要几十米长的棚架，需用大量木材、钢轨，棚架也易因爆破而损坏。工作面拉开距离长，虽对配备劳动力有利，但围岩暴露时间长，对施工安全不利。 u 导坑施工法分类 u 地下工程支护从支护效果分类及相应支护形式 u 钢拱架支护的特点； 1整体刚度较大，有较大的早期支护刚度； 2能很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，受力性能较好； 3钢拱架的安装架设比较方便。 4钢架的纵向间距，一般不宜大于1.2m 5两榀钢架之间应设置直径2022mm的钢拉杆 u 喷射混凝土作用原理 充填黏结作用：高速喷射的混凝土充填到围岩的节理、裂隙及凹凸不平的岩石

6、中，把围岩黏结成一个整体，大大提高了围岩的整体性和强度。 封闭作用：当隧道围岩壁面喷上一层混凝土后，完全隔绝了空气、水与围岩的接触，有效地防止了风化、潮解引起的围岩破坏和强度降低。 结构作用：靠喷射混凝土与围岩之间的粘结力及其自身的抗剪力，形成一个共同受力的承载结构。且喷射混凝土层将锚杆、钢筋网和围岩粘结在一起，构成一个共同作用的整体结构，从而提高了支护结构的整体承载能力。 u 联合支护在设计与施工中应遵循哪些原则 有效控制围岩变形。尽量避免围岩松动，以最大限度地发挥围岩自乘能力。 保证实现围岩、喷层和锚杆之间具有良好的粘结和接触，使三者共同受力，形成共同体。 选择合理的支护类型与参数并充分发

7、挥其功效。 合理选择施工方法和施工顺序，以避免对围岩产生过大扰动，缩短围岩暴露时间。 加强现场监测，以指导设计与施工。 u 锚喷钢架支护适用条件及其特点 适用条件： 对于松软破碎严重的围岩，其自稳性差，开挖后要求早期支护具有较大的刚度，以阻止围岩的过度变形和承受部分松弛荷载。另外，在浅埋、偏压隧道，当早期围岩压力增长快，需要提高初期支护的强度和刚度，需采用锚喷钢架支护。 特点： 钢拱架的整体刚度较大，能很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，受力性能较好；钢拱架的安装架设比较方便。 钢拱架可用型钢或格栅钢架制作。型钢多用槽钢、工字钢、钢管或钢筋制作。型钢拱架重量大，消耗钢材多，在

8、公路、铁路隧道工程中的初次支护中多用格栅钢架。格栅钢架一般与锚喷支护联合采用。格栅钢架由钢筋焊接而成，受力性能较好，安装方便，并能和喷射混凝土结合较好，节省钢材，优点较多。 u 分次成巷施工、一次成巷施工 分次成巷施工 是先掘进出巷道断面并暂时用临时支护进行维护，待整条巷道掘进完成或按照施工安排掘进一段距离后再进行永久支护和水沟掘砌及管路线路的安装。 一次成巷施工 就是一次将巷道做成,即把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个分部工程视为一个整体，有机地联系起来，按照设计和质量标准要求，在一定距离内前后连贯、互相配合，最大限度地同时施工，一次做成巷道而不留收尾工程。 u 现浇混凝土衬砌施工的

9、主要工序 1准备工作 2拱架与模板施工 3混凝土制备与运输 4混凝土灌筑 5混疑土养护与拆模等 u 正规循环作业； 定义：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。 u 一次成巷施工作业方式有哪几种 第五章岩石隧道掘进机施工 u 不宜采用TBM的地质 1、塑性地压大的软弱围岩、类砂性土构成的软弱围岩和有中等以上膨胀性围岩。 2、断层破碎带，碎裂岩与断层泥构成的宽大断层带 3、高压涌水地段 4、岩溶发育带 5、极强岩爆，埋深大，地应力高 6、岩石单轴抗压强度超过300

10、MPa的极硬岩，且节理不发育、高磨蚀性岩石 u 全断面岩石隧道掘进机的选择原则 1. 2. 3. 首先决定是否使用掘进机开挖 然后确定隧道的总体开挖方案 再进行掘进机设备选型： 首先根据地质条件确定掘进机的类型； 然后根据隧道设计参数及地质条件确定主机的主要技术参数； 最后根据生产能力与主机掘进速度相匹配的原则，确定后配套设备的技术参数与功能配置。 u 全断面岩石掘进机施工优、缺点 优点 1. 施工速度快：掘进速度快是掘进机施工的核心优点。其开挖速度一般是钻爆法的35倍，而且可减少辅助斜井和竖井，大大缩短建设工期，因此修建长大隧道时应优先采用。 2. 施工质量好：掘进机开挖的隧道由于是刀具挤压

11、和切割洞壁岩石，所以洞壁光滑美观。开挖的洞径尺寸精确、误差小，可以控制在2cm范围内。开挖隧道的洞线与预期洞线误差也小，可以控制在5cm范围内。 3. 安全性高：对洞壁外的围岩扰动少 ；人员在护盾下工作有利于人员安全；没有炸药等化学物质的爆炸和污染等等。 4. 经济效果优：成洞的综合成本要比钻爆法优越。 缺点 1. 2. 3. 4. 5. 6. 设备的一次性投资成本较高 掘进机的设计制造周期长 掘进机直径尺寸可调范围不大 对地质条件的适应性较差 需要有效的后配套排渣系统 操作维修水平要求高；刀具及整体体积大，更换刀具和拆卸困难；作业时能量消耗大。 7. 只能掘进圆形断面，限制了其发展前景。 第

12、六章 盾构施工技术 u 盾构法基本原理 盾构法施工是先建造竖井或基坑。盾构从墙壁预留孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一端预留孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制管片上。在钢筒的前面设置各种类型的支撑和开挖土体的装置，在钢筒中段内沿周边安装顶进所需的千斤顶，钢筒尾部是具有一定空间的壳体，在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装一环衬砌，并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体，以防止隧道及地面下沉。 u 盾构的基本构造 盾构的基本构造主要由壳体、切削系统、推进系统、出土

13、系统、拼装系统等组成 u 泥水平衡盾构泥水的三个作用 泥水的压力和开挖面水土压力平衡； 泥水作用到地层上后，形成一层不透水的泥膜，使泥水产生有效的压力； 加压泥水可渗透到地层的某一区域，使得该区域内的开挖面稳定。 u 盾构机注浆的作用 1. 2. 3. 4. 5. 防止和减小地表变形 减少隧道的沉降量 增加衬砌接缝的防水性能 改善衬砌的受力状况 有利于盾构推进纠偏 u 盾构机掘进管理的关键 掘进管理的关键是掘进速度的控制，速度快慢与开挖面的稳定有很大关系。盾构速度控制的核心是排土量与工作面压力的平衡关系，控制的要点是排土量和排土速度。 u 盾构偏向的原因及控制方法 盾构偏向的原因 盾构脱离基座

14、导轨，进入地层后，主要依靠千斤顶编组及借助辅助措施来控制盾构的运动轨迹。盾构在地层中推进时，导致偏向的因素很多，主要有： 1. 地质条件的因素 2. 机械设备的因素 3. 施工操作的因素 控制方法 盾构操作：主要是使盾构运动轨迹始终在设计轴线容许偏差值范围内，使隧道衬砌拼装在理想的位置上。 盾构的操作方法主要有： 1. 调整不同千斤顶的编组 2. 调整千斤顶区域油压 3. 控制盾构的纵坡：变坡法和稳坡法 4. 调整开挖面阻力 u 盾构自转的原因及相应措施 盾构产生自转的原因 1. 土质不均匀，盾构两侧的土体有明显差别，则土体对盾构的侧向阻力不一，从而引起旋转。 2. 在施工中为了纠正轴线，对某

15、一处超挖过量，造成盾构两侧阻力不而使盾构旋转，同样，安装在盾构上大的旋转设备顺着一个方向使用过多，也会引起盾构自转。 3. 由于盾构制作误差、千斤顶位置与轴线不平行、盾壳不圆、盾壳的重心不在轴线上等，使盾构在施工中产生旋转。 盾构自转后纠正的方法 1. 在盾构有少量自转时，可用盾构内的举重臂、转盘、大刀盘等大型旋转设备的使用方向来纠正。 2. 当自转量较大时，则采用压重的方法，使其形成一个纠旋转力偶。 u 管片按位置分类 管片按位置不同有标准管片、邻接管片和封顶管片三种，转弯时将增加楔形管片 u 管片拼装工艺 1. 2. 3. 4. 管片与管片之间可以采用螺栓连接或无螺栓连接形式 隧道管片拼装

16、按其整体组合，可分为通缝拼装和错缝拼装 针对盾构有无后退，可分先环后纵和先纵后环拼装 按管片的拼装顺序，可分先下后上及先上后下拼装 目前所采用的管片拼装工艺可归纳为先下后上、左右交叉、纵向插入、封顶成环。 第七章 顶管法施工 u 长距离顶管的主要困难 长距离管道的主要困难是，设置在顶进坑内的主推力有限，不足以克服管道长距离顶进时遇到的总阻力。需要采取相关的措施。目前在发展长距离顶管技术的过程中，减摩和设置中继环两项措施已得到较多研究，并已成为成熟的技术。 第八章 沉管法 u 沉管隧道基础处理的后填法; 1后填法是先将管段沉没在沟槽底的临时支座上，随后再补填垫实，它包括喷砂法、灌砂法、灌囊法、压

17、砂法、压浆法等。 2. 后填法的优点是在处理过程中基本上不干扰航运，不需特殊的专用设备，不受气象条件的影响，不需大量潜水作业，便于日夜连续施工，操作简易、省工省费用，全过程进行信息化控制。所以，目前大型沉管隧道的基础处理多用后填法，如喷砂法、压砂法、压浆法。 基础处理结束后，还要对管段两侧和顶部进行覆土回填，以确保隧道的永久稳定。 u 沉管隧道的横断面结构 沉管隧道的管段断面结构形式按制作材料分，主要有钢壳混凝土管段和钢筋混凝土管段两种； 按断面形状分有圆形、矩形和混合形； 按断面布局有单孔式和多孔组合式。 u 沉管隧道的纵断面结构 沉管隧道在纵断面上一般由敞开段、暗埋段、沉埋段以及岸边竖井等

18、部分。 u 水力压接法原理 水利压接法是利用作用在管段上的巨大水压力，使安装在管段前端面(靠近既设管段的那一端)周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当良好可靠的接头。其具体方法是先将新设管段拉向既设管段并紧密靠上，这时接头胶垫产生了第一次压缩变形，并具有初步止水作用。随即将既设管段后端的封端墙与新设管段前端的封端墙之间的水(此时已与管段外侧的水隔离)排走。排水之前，作用在新设管段前、后两端封端墙上的水压力是相互平衡的，排水之后，作用在前封端墙的压力变成了大气压力，于是作用在后封端墙上的巨大水压力就将管段推向前方，使接头胶垫产生第二次压缩变形。经两次压缩变形的胶垫，使管段接头具有非常可

19、靠的水密性。 基坑工程施工 u 导墙的作用 作为挡土墙。在挖掘地下连续墙沟槽时，接近地表的土极不稳定，容易塌陷，而泥浆也不能起到护壁的作用，因此在单元槽段挖完之前，导墙就起挡土墙作用。 作为测量的基准。它规定了沟槽的位置，表明单元槽段的划分，同时亦作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。 作为重物的支承。它既是挖槽机械轨道的支承，又是钢筋笼、接头管等搁置的支点，有时还承受其他施工设备的荷载。 存储泥浆。导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。泥浆液面应始终保持在导墙面以下20cm，并高于地下水位1.0m，以稳定槽壁。 此外，导墙还可防止泥浆漏失；防止雨水等地面水流入槽内；地下连续墙距离现有建筑物很近时

20、，施工时还起一定的补强作用；在路面下施工时，可起到支承横撑的水平导梁的作用。 u 地下连续墙槽段划分的要求 在确定其长度时除考虑设计要求和结构特点外，还应考虑下述各因素： 质条件。 地面荷载。 起重机的起重能力。 单位时间内混凝土的供应能力。 工地上具备的泥浆池(罐)的窖，应不小于每一单元槽段挖土量的2倍，所以泥浆池(罐)的容积亦影响单元槽段的长度。 此外，划分单元槽段时尚应考虑单元槽段之间的接头位置，一般情况下接头避免设在转角处及地下连续墙与内部结构的连接处，以保证地下连续墙有较好的整体性,单元槽段划分还与接头形式有关。 u 保持基坑边坡稳定的措施 根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度，在

21、不同土层做成折线行或留台阶。 做好降排水和防洪工作，保持干燥。 放坡坡度受到限制而采用围护结构不经济时，可采用坡面土钉、挂金属网、喷射混凝土或抹水泥砂浆护面。 严格控制边坡坡顶的荷载 开挖过程中，随挖随刷边坡，不得挖反坡。 暴露时间超过一年的基坑，可采取护坡措施。 u 地下连续墙施工存在的问题及防治措施 存在的问题 地下连续墙施工技术较复杂，质量要求严，施工难度大，如施工操作不当易出现各种质量问题，影响工程进行和墙体质量。 导墙破坏或变形 槽壁坍塌 钢筋笼制作尺寸不准或变形 钢筋笼上浮墙体出现夹层 防治措施 遇塌孔，可将沉积在混凝土中的泥土吸出，继续浇注，同时采取提高护壁泥浆质量、加大水头压力

22、。 地下连续墙墙壁开挖发现夹层，在清除夹层后采取压浆补强方法处理 能够采取避免坍塌的危险的措施有：缩小单元槽段长度；改善泥浆质量，根据土质选择泥浆配合比，保证泥浆在安全液位以上；注意地下水位的变化；减少地面荷载，防止附近的车辆和机械对地层产生振动等。 盖挖法施工技术 u 盖挖法； 定义：盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。 优点 结构的水平位移小，安全系数高 对地面影响小，可以最低程度影响交通，对居民生活影响小 施工受外界气候影响小 缺点 由于竖向出口少，需水平运输，后期开挖出土不方便 作业空间小，施工速度较明挖法慢，工期长 基坑开挖、支挡开挖

23、相比费用较高 u 盖挖法施工类型及其不同点； 盖挖法有逆作和顺作两种施工方法。两种盖挖法的不同点如下： 施工顺序不同 顺作法是在挡土墙施工完毕后，对挡土墙进行必要的支撑，再着手开挖到设计标高，并开始浇筑基础底板，接着依次由下而上，一边浇筑地下结构本体，一边拆除临时支撑；而逆作法是由上而下的进行施工的。 所采用的支撑不同 在顺作法中常见的支撑有钢管支撑、钢筋混凝土支撑、型钢支撑以及土锚杆等；而逆作法中建筑物本体的梁和板也就是逆作结构本身就可以作为支撑 u 盖挖逆作法适用条件 接近开挖地点有重要结构物时。当在重要结构旁施工时，要求挡土墙变形量很小，运用逆作法施工，多采用高刚度挡土墙，逆作结构作为结

24、构本体，本身具有很大的刚度，能有效控制变形。 有强大土压或其它水平力作用，挡土支撑不稳定，需要强度和刚度都很大的支撑。 开挖深度大，开挖或修筑主体需要较长时间，特别是需要保证施工安全情况下。 因进度上的原因，需要在地板施工前修筑顶板，以便进行上部回填和开放路面。采用逆作法，能做到地上和地下同时施工，合理、安全、有效缩短工期，提高经济效益。 施工组织与管理 u 施工组织设计编制内容 初步施工组织设计 施工组织 工期安排 主要施工方法 施工场地及弃渣场地 指导性施工组织设计 编制依据及编制原则 工程概况 现场的地形、地貌 工程地质和水文地质勘探调查的资料； 施工前的准备工作及临时设施； 工程任务划分、工期及劳力组织 施工机械配备情况； 主要施工方案与施工组织安排； 不良地质和特殊地质地段施工的原则 施工通风除尘及风动机械用高压风； 施工排水方法和技术措施； 采用先进的大型机械设备及机械化施工； 采用新技术、新工艺、新材料和新方法； 施工建设方针目标及技术保证措施 实施性施工组织设计 与指导性施工组织设计相似，但实施性施工组织设计更加具体更加详细。