资源描述：
双侧壁导坑法bothsidedrift先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。环形开挖预留核心土法ringcut先开挖上部导坑成环形，并进行支护，再分部开挖中部核心土、两侧边墙的施工方法。中洞法centerdriftexcavation在连拱隧道或单线隧道的喇叭口地段，先开挖两洞之间立柱（或中墙）部分，并完成立柱（或中墙）混凝土浇筑后，再进行左右两洞开挖的施工方法。,核心土面积不应小于整个断面的50％,3.2钻眼爆破作业,钻眼方法和钻眼机具（设备）爆破作业爆破参数炮眼布置装药结构与起爆技术爆破说明书和爆破图表,钻眼方法和钻眼机具,根据采用的机具和破岩机理，钻眼方法可分为冲击式、旋转式、旋转冲击式和滚压式等几种。在岩石上钻眼主要采用冲击式钻眼法，在煤层上主要采用旋转式钻眼法。各钻眼法和相应钻机类型可归纳如下,YT－23型气腿风动凿岩机,钎杆和钎头是冲击式凿岩的工具，其作用是传递冲击功和破碎岩石。钎头和钎杆连成一体的称为整体钎子，分开组合的称活动钎子。工程中多用活动钎子。冲击式凿岩用的钎杆为中空六边形或中空圆形。圆形钎杆多用于重型钻机或深孔接杆式钻进。钎头根据钎刃的分布有一字形、十字形、Ｙ字形、柱齿形等。一字形结构简单，凿岩速度较高，应用最广，适用于整体性较好的岩石。十字形较适用于层节理发育、较破碎的岩石，但结构复杂，修磨困难。柱齿形是一种新发展起来的钎头，其特点是重复破碎少、耐磨，适用于磨蚀性高的岩层。,,,爆破参数,炮眼深度（l）指炮眼眼底至临空面的垂直距离。眼深小于2m时为浅眼，2～3.5m时为中深眼，大于3.5m时为深眼。式中L月或日计划进尺，m；N每月用于掘进作业的天数。按日进度计算时，N1；n每日完成的掘进循环数；炮眼利用率，0.85～0.9;1正规循环率，0.85～0.9；按日进度计算时，11。,,炮孔直径采用标准直径φ32～35mm药卷时，炮眼直径常为38～43mm。单位炸药消耗量爆破每m3原岩所需的炸药量叫单位炸药消耗量。它与许多因素有关，如炸药性质、岩石性质、断面大小、临空面多少、炮眼直径与深度等。式中f岩石坚固性系数；S巷道掘进断面积，m2；K考虑炸药爆力的修正系数，K525/P，P为所选用炸药的爆力，mL。单位炸药消耗量确定后，根据断面尺寸、炮眼深度、炮眼利用率即可求出每循环所使用的总炸药消耗量。,,装药系数KLc/Lb式中Lc－装药长度；Lb－炮孔长度。装药不偶合系数Kddb/dc式中db－炮孔直径；dc－装药直径。炮眼利用率＝L/LbLb－炮眼平均深度。装药邻近系数m＝a/w式中a－孔间距；w－抵抗线（排距）装药集中度Pl＝ql/Lbql－炮孔装药的重量。,炮眼布置（方法和原则略）,按用途的不同，将炮眼分为四种掏槽眼用于爆出新的自由面，为其后爆的炮眼创造有利的爆破条件。辅助眼用以进一步扩大掏槽眼形成的槽腔。崩落眼用以破碎岩石。周边眼控制断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。按位置分为顶眼，邦眼和底眼。,掏槽方式斜眼和直眼,斜眼掏槽（掏槽眼与自由面斜交）的特点是适用各种岩层，爆破效果较好，所需炮眼少。但炮眼方向不易掌握，孔眼受巷道断面大小的限制，碎石抛掷距离大。直眼掏槽（炮眼都垂直于工作面且相互平行，距离较近）的特点是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，技术易于掌握，可实现多台钻机同时作业；其中不装药的炮眼作为装药眼爆破时的临空面和补偿空间，有较高的炮眼利用率；矸石抛掷距离小，岩堆集中；不受断面大小限制。但总炮眼数目多，炸药消耗量大。,a,b－锥形掏槽（三眼和四眼锥形）；c－垂直楔形掏槽；d－复式楔形；e,f－单向掏槽；g－平行龟裂掏槽（隔眼装药，同时起爆）；h－单空孔三角柱形；i－中空孔四角柱形；j－双空孔菱形；k－六角柱形；l－螺旋式掏槽,锥形掏槽,垂直楔形掏槽,复式掏槽,装药结构,偶合装药装药直径与炮眼直径相等。不偶合装药装药直径小于炮眼直径。连续装药装药在炮眼内连续装填，没有间隔。间隔装药装药在炮眼内分段装填，装药之间有炮泥或空气使之隔开。正向起爆装药起爆雷管在炮眼眼口处，炮轰向眼底传播。反向起爆装药起爆雷管在炮眼底部，炮轰向眼口传播。,,,,装药结构图,a－偶合装药；b－不偶合装药；c－连续装药；d－间隔装药；e－无炮泥反向起爆装药；f－正向起爆装药,起爆器材和起爆系统,爆破说明书和爆破图表,爆破说明书是施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。主要内容有爆破工程的原始资料包括工程名称、用途、位置、断面形状和尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况。选用的钻眼爆破器材包括炸药，雷管的品种，凿岩机的型号，性能。爆破参数的计算选择包括掏槽方法，炮眼直径，深度，数目，单位耗药量。爆破网络的计算和设计安全措施爆破图表二图（炮眼布置图、装药结构图）三表（炮眼布置参数表、装药参数表、预期的爆破效果和经济指标表。）,炮眼布置图,爆破参数表,爆破技术经济指标表,2.3.1装岩工作2.3.2运输工作有轨运输无轨运输2.3.3调车工作固定调车场调车浮放道岔调车平行调车器式调车2.3.4矸石转载,3.3岩石装运工作,3.3.1装岩工作,装岩方式,,按取岩构件名称分铲斗式、耙斗式、蟹爪式、立爪式,按行车方式分轨轮式、胶轮式、履带式、履带与轨道兼有式,按驱动方式分电动、风动、液压、内燃式,按卸岩方向分后卸式、前卸式、侧卸式,2.3.2运输工作,蓄电池式电机车,架线式电机车,固定车厢式矿车,V形翻斗车,1.固定调车场调车,1-装岩机；2-正在装岩的斗车；3-等待装岩的空车；4-错车场；5-空车；6-重车,3.3.3调车工作,2.浮放道岔调车,钢板对称浮放道岔及调车方法,双轨错车场式浮放道岔及调车方法,3.移车器式调车,1-移车器；2-折叠式底架；3-车架,平移式调车器调车,吊车式调车器调车,,,,,,翻框式调车器调车,,,（a）平面图（b）剖面图1-滑车板；2-活动盘；3-斜坡道尖；4-方钢轨条；5-螺栓；6-固定盘,,,3.4支护技术（Supporttechnology）,地下工程支护,,从支护时间分,,初期支护、一次支护或临时支护,二次衬砌、永久支护,被动式支护木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等。,,从支护效果分,积极支护锚喷支护、锚网支护、锚梁支护、锚索支护、锚注支护。,3.4.1棚式支护,棚式支护,,按地下工程的断面形式分梯形支架、矩形支架和拱形支架等。,按支架材料分木支架、金属支架、钢筋混凝土支架、钢管混凝土支架等。,3.4.1.1木支架（timbersupport）,Advantages加工容易、安装方便、有一定的可缩性Defects强度低、易燃易腐、木材消耗量大,Trapeziumsteelset（梯形金属支架）Material工字钢（joist）1624钢轨rail）18～24kg/m,3.4.1.2金属支架（steelsupport）,材料I字钢、H钢、钢轨、钢管、U型钢等。I型钢架加工较简易，使用方便；容易失稳；适用于跨度较小的隧道施工支护。H型钢架克服了I型钢架的缺点，但自重大，费钢材多，安装较困难，使用不广。钢管钢架比H型钢架轻便，但造价较高。U型钢架强度高，可制作可缩性支架（可缩量0.2～0.4m），适合于动压影响大，围岩变形量大的巷道,archsteelset拱形金属支架、钢拱架,钢拱架的特点●整体刚度较大，有较大的早期支护刚度；●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。●钢架的纵向间距，一般不宜大于1.2m●两榀钢架之间应设置直径20～22mm的钢拉杆,,1-顶梁；2-棚腿；3-底座；4-U形卡子；5-垫板；6-螺母,3.4.1.3预制钢筋混凝土支架（precastreinforedconcretesupport）,,3.4.1.4钢管混凝土支架（steeltubeconcretesupport）,▲具有钢材和混凝土优点，互相弥补了对方的缺点。▲钢管直径为108159mm，壁厚46mm▲可根据巷道断面形状制作成圆形、拱形等▲每架由45节组成，每节端部有法兰盘，以便连接▲支架的背板采用钢筋网，在钢筋网后面用灰包充填▲可使支架具有可缩性，可在法兰盘连接处加可缩板▲缺点是重量较大，人工架设劳动强度高。▲比U形钢相比，耗钢量降低30，成本低20左右,3.4.2锚杆支护Boltsupport,锚杆是用金属、木质、化工等材料制作的一种杆状构件。锚杆支护是首先在岩壁上钻孔，然后通过一定施工操作将锚杆安设在地下工程的围岩或其它工程体中，即能形成承载结构、阻止变形的围岩拱结构或其它复合结构的一种支护方式。棚式支架是在地下工程围岩外部对岩石进行支撑，它只是被动地承受围岩产生的压力和防止破碎的岩石冒落。锚杆支护则是通过锚入围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在围岩中形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。是一种积极防御的支护方法。锚杆支护效果好，用料省，施工简单，有利于机械化操作，施工速度快。但锚杆不能封闭围岩，防止围岩风化；不能防止各锚杆之间裂隙岩石的剥落。在围岩不稳定情况下，往往需配合其它支护措施，如挂金属网、喷射混凝土等，形成联合支护形式。,●悬吊理论suspensiontheory通过锚杆将不稳定的岩层和危石悬吊在上部坚硬稳定的岩体上，以防止其离层滑脱。,3.4.2.1锚杆作用原理,●组合梁理论compositebeamtheory是指把层状岩体看成一种梁（简支梁），没有锚固时，它们只是简单地叠合在一起。由于层间抗剪能力不足，各层岩石都是各自单独地弯曲。,,锚杆作用原理,●挤压加固拱理论对于破裂状围岩，在锚杆挤压力作用下，在每根锚杆周围都形成一个以锚杆两头为顶点的锥形体压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此重叠，便形成一条拱形连续压缩带。,锚杆作用原理,●三向应力平衡作用地下工程的围岩在未开挖前处于三向受压状态，开挖后围岩则处于二向受力状态，故易于破坏而丧失稳定性。锚杆安装以后，相当于岩石又恢复了三向受力状态，从而增大了它的强度。上述锚杆的支护作用原理在实际工程中并非孤立存在，往往是几种作用同时存在并综合作用，只是在不同的地质条件下某种作用占主导地位而已。,锚杆作用原理,3.4.2.2锚杆的种类及安装方法,3.4.2.2锚杆的种类及安装方法,端头锚固锚杆锚固力集中在锚孔内一端的锚杆。如金属倒楔式、金属楔缝式、快凝水泥式、树脂药包式、胀壳式等。全长锚固锚杆锚固力分布在锚孔内全长的锚杆。如金属砂浆式、水力膨胀式、吹胀式、管缝式、树脂药包式、内注浆式等。,（1）木质锚杆,木质锚杆有木锚杆和竹锚杆。木锚杆杆体直径一般为38mm、长l.2～1.8m。锚杆安装到位后，一般在孔口的锤击作用下，内楔块劈进锚杆体杆端的楔缝，使杆体楔缝两翼与孔壁挤紧而产生锚固力，然后装上垫板，再将外楔块锤入杆尾楔缝，将锚杆固定，从而实现对围岩的支护作用。木锚杆结构简单、易加工、成本低，安装方便，但其强度和锚固力较低，对锚杆不作防腐处理的服务年限只有1年左右。竹锚杆是用22号铅丝将竹片箍成圆形杆体而成，其锚固方法与木锚杆相同。垫板均用木材制作。竹片锚杆锚固力不够稳定，锚固力略低于普通木锚杆。,木锚杆,竹锚杆,这种锚杆是在孔内放入钢筋或钢索，孔内灌入砂浆或水泥浆，利用砂浆或水泥浆与钢筋、孔壁间的粘结力锚固岩层。钢筋灌浆锚杆一般用螺纹钢制作。在矿山，钢索可用废旧的钢丝绳制作，节省工程费用。灌浆锚杆的安装有先灌后锚式和先锚后灌式两种，可根据灌浆材料和杆体材料的不同选择。采用钢筋锚杆时，先灌后锚或者先锚后灌都可，采用钢索时一般用先锚后灌法。,（2）金属灌浆锚杆,金属倒楔式锚杆由杆体、固定楔、活动倒楔、垫板和螺帽组成。固定楔和活动倒楔都是铸铁的，固定楔与钢杆体的一端浇注在一起，杆体另一端车有螺纹，杆体直径14～22mm。安装时把活动倒楔（小头朝向孔底）绑在固定楔下部，一同送入锚杆眼的底部，然后用一专用的锤击杆顶住活动倒楔进行锤击，直到击不进去为止。最后套上垫板并拧紧螺帽。拧紧螺帽后，杆体便会给围岩一个大小相同、方向相反的挤压力，以抑制围岩的变形或松动。,（3）金属倒楔式锚杆,1-固定楔；2-活动倒楔；3-杆体；4-垫板；5-螺帽,这种锚杆多为端头锚固型，其原理是在孔内放入锚固剂，利用锚固剂把锚杆的内端锚定在锚孔内。根据所使用的锚固剂不同，分为树脂锚杆、快硬水泥锚杆和快硬膨胀水泥锚杆三种。树脂锚杆由杆体和树脂锚固剂组成，锚固剂被制成圆卷状，外用塑料包装，内装树脂粘结剂填料和固化剂，树脂填料和固化剂之间用塑料纸隔开。,（4）锚固剂粘结锚杆,固化剂,,树脂填料,,,,（a）锚杆杆体（b）树脂药卷,快硬水泥,玻璃纤维纱网外套,,,内套,,空心纱网,,锚固剂,,,,,（c）快硬水泥卷（d）快硬膨胀水泥卷,管缝式锚杆又称开缝式或摩擦式锚杆，采用高强度钢板卷压成带纵缝的管状杆体，用凿岩机强行压入比杆径小1.5～2.5mm的锚孔。为安装方便，打入端略呈锥形。由于管壁弹性恢复力挤压孔壁而产生锚固力，属全长锚固型自锚式锚杆。,（5）管缝式锚杆,,这是一类可用于注浆的锚杆。在破碎岩体中施工时，为了加固围岩，利用锚杆进行注浆，形成锚注支护形式。这类锚杆形式较多，如普通式、自进式、半自进式、胀壳式、组合式等。,（6）中空注浆锚杆,（a）自钻式中空注浆锚杆（b）胀壳式中空注浆锚杆,当围岩破碎范围大，普通锚喷支护难以控制围岩变形时，使用锚索可收到良好效果。地下工程用锚索一般为由多根高强钢丝组成的单股钢绞线。锚索直径28～32mm，长度5～15m，用树脂锚固剂锚固，锚固长度1m以上。锚索一般布置在地下工程的顶部，在跨度3～6m的拱形巷道里，每排布置3～5根，每隔3～5m布置一排。,（7）锚索,1-钢绞线；2-锚具；3-垫板；4-钢托板；5-挡片；6-树脂；L1－张拉端，L2－自由端，L3－锚固端,▲锚杆的长度L（取下列两公式中的最大值）常用锚杆长度为1.4m～3.5m。；L2S（围岩中节理间距）式中B洞室跨度，m；n围岩稳定性系数，稳定性较好0.9；中等稳定1.0；稳定性较差1.1；不稳定1.2；▲锚杆直径d主要依锚杆的类型和锚固力而定，常用锚杆直径为16mm～24mm。,,,,3.4.2.3锚杆支护技术参数,按悬吊理论计算锚杆长度,LKH＋L1＋L2,K－安全系数，一般取2；H－软弱岩层厚度（或冒落拱高度），m；L1－锚杆锚入稳定岩层的深度，一般取0.250.23m；L2－锚杆外露长度，一般取0.1m。,▲锚杆间距D（取下列两式中的最小值）D≤0.5L；D3S′（围岩裂隙间距）一般为0.81.0m，最大不超过1.5m。▲（anchorageforce）一般要求不小于5t。大多为5～10t。Boltarrangement▲布置方式方形、梅花形布置▲锚杆方向原则上应尽可能与层面垂直布置，或使其与岩面形成较大的角度；对于倾斜的成层岩层，锚杆应与层面斜交布置，以便充分发挥锚杆的作用。,喷射混凝土支护是将一定配比的混凝土，用压缩空气以较高速度喷射到洞室岩面上，形成混凝土支护层的一种支护形式。,3.4.3喷射混凝土支护（shotcretesupport,■Actingmechanism作用机理）▲充填粘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中，把围岩粘结成一个整体，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。,3.4.3.1喷射混凝土作用原理,▲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。,▲水泥基本要求是凝结快，保水性好，早期强度增长快，收缩较少。应优先选用普通硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于31.5。▲砂子中砂或粗砂，一般用细砂（易干缩、粉尘大）细度模数应大于2.5含水率5％～7％为宜含泥量不得大于3％,3.4.3.2喷射混凝土材料,▲石子（又叫瓜子片）坚硬耐久的卵石或碎石。最大粒径20mm。为减少回弹量，大于15mm粒径的颗粒控制在20％以下。石子的含泥量不得大于1％。▲水不应含有害杂质，不得使用污水及pH4的酸性水一般用普通自来水。▲速凝剂作用加快喷射混凝土凝固速度的外加剂,喷射混凝土材料,形状粉状和液体，目前国内粉状为多。型号红星Ⅰ型、711型、阳泉Ⅱ型、782型、J85型等。掺量一般掺量为水泥重量的2.5％～4％速凝效果与水泥品种、速凝剂掺量、水灰比、施工温度等有关。加入适量的速凝剂，可大大提高喷射混凝土的早期强度，但后期强度却略有降低，且加大了混凝土的收缩。因此，在满足施工条件下，应尽量少掺速凝剂，并拌合均匀。,喷射混凝土材料,▲配合比为了减少喷混凝土时的回弹量，与普通混凝土相比，其石子含量要少得多，且粒径也小，而砂子含量则相应增大，一般含砂率在50％左右效果较好。一般喷射混凝土的配合比喷砂浆水泥砂子为12～2.5水灰比0.4～0.55。喷混凝土水泥砂石子为122或12.52；水灰比0.4～0.5。,喷射混凝土材料,▲转子Ⅱ型干式混凝土喷射机,3.4.3.3喷射混凝土机具,▲HPCV型混凝土喷射机是转子Ⅱ型的改进型，采用潮式喷法，将初拌后的潮料加入料斗，速凝剂采用自动添加，由配料盘输入转子料腔，再由压缩空气将料腔中的混合料送出机体。▲PC5B型混凝土喷射机亦属转子型喷射机，可进行潮式作业。采用了防粘转子，体积小、重量轻、作业时粉尘少、回弹率低、易损部件寿命长、使用维修方便。尤其采用了分体式防粘转子，转子不粘结、不堵塞，作业环境好，劳动强度低。,PC5B型潮式混凝土喷射机,湿式混凝土喷射机,喷射混凝土机械手,▲喷射作业前，应进行喷射机试运转。▲喷射作业开始时先送风后开机，再给料；喷射结束时，应待喷浆机及输料管内的混合料喷完后再停机、关风。▲喷射时应按分段、分片、自下而上、先墙后拱的顺序操作。▲喷射机供料应保持连续、均匀，以利喷射手控制水灰比。▲正常喷射作业时，喷头应正对受喷面呈螺旋形轨迹均匀地移动，以使混凝土喷射密实、均匀和表面光滑平顺。,3.4.3.4喷射混凝土工艺,▲工作压力工作压力是指喷射混凝土正常施工时，喷射机转子体内的压气压力。控制气压，就是要保证喷头处混凝土的喷射速度稳定在一个合理的范围内。一般混合料水平输送距离30m～50m条件下，喷射机的供气压力保持在0.12MPa～0.18MPa为宜。,3.4.3.5喷射混凝土的主要工艺参数,▲水压为了保证喷头处加水能使随气流迅速通过的混凝土混合料充分湿润，通常要求水压比气压高0.1MPa左右。▲水灰比（w/cratio）理论上最佳水灰比为0.4～0.5实际上全靠喷射手的经验加以控制混凝土易粘着，回弹量小，表面有一定光泽，无干斑或滑移流淌现象说明水灰比适宜。,喷射混凝土的主要工艺参数,▲喷头方向喷头喷射方向与受喷面垂直，并略向刚喷过的部位倾斜，除喷巷帮侧墙下部时，喷头的喷射角度可下俯10∽15外，其他部位喷射时，均要求喷头的喷射方向基本上垂直于围岩受喷面。▲喷头与受喷面的距离最大0.8m～1.0m。应根据输料距离、供气压力大小调整。喷距过大、过小，均可引起回弹量的增大。,喷射混凝土的主要工艺参数,▲一次喷射厚度当喷层较厚时，喷射作业需分层进行。通常应在前一层混凝土终凝后方可施喷后一层。若终凝1h以后再进行二次喷射时，应先用压气、压水冲洗喷层表面，去掉粉尘和杂物。一次喷射厚度应根据岩性、围岩应力、裂隙、隧道规格尺寸，以及与其他形式支护的配合情况等因素确定。,喷射混凝土的主要工艺参数,表3-7一次喷射厚度（mm）,▲strengthofshotcrete喷射混凝土强度就地提取喷混凝土试件做抗压强度试验。对特殊要求的，可增做抗拉强度与岩面的粘结力、抗渗性等相应试验。抗压强度不应低于标准值。▲thicknessofshotcretelayer喷射混凝土厚度凝结前用针探法检测，凝结后用凿孔尺量法或取芯法检测。要求喷层厚度不小于设计值的90％。,3.4.3.5喷射混凝土质量检测,■inspectionofbolt锚杆的检测）包括长度、间排距、角度、方向、锚固力（或拉拔力）等▲主要是锚固力试验，锚固力达不到设计要求时，一般可用补打锚杆予以补强▲锚杆质量检测的仪表工具为锚杆拉力计和锚杆探测仪▲锚固力一般为5～10t。,锚喷支护是指以锚杆和喷射混凝土为主体的一类支护形式的总称，根据地质条件及围岩稳定性的不同，它们可以单独使用也可联合使用。联合使用时即为联合支护，具体的支护形式依所用的支护材料而定，如锚杆喷射混凝土支护，称锚喷联合支护，简称锚喷支护；锚杆注浆支护，简称锚注支护；锚杆钢筋网喷射混凝土支护，简称锚网喷联合支护等。,3.4.4锚喷联合支护bolt-shotcretesupport,联合支护在设计与施工中应遵循以下原则（1）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承载能力。（2）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；（3）选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效；（4）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；（5）加强现场监测，以指导设计与施工。,（1）锚喷支护锚喷支护是同时采用锚杆和喷射混凝土进行支护的形式，适用于Ⅲ、Ⅳ类围岩和部分Ⅱ类围岩。它同时能发挥锚杆和喷射混凝土的作用，并且能取长补短，二者合一，形成了联合支护结构，是一种有效的支护形式，得到了广泛应用。,几种常见的联合支护形式,（2）锚网喷支护锚杆、金属网和喷射混凝土联合形成的一种支护结构。金属网的介入，提高了喷射混凝土的抗剪、抗拉及其整体性，使锚喷支护结构更趋于合理，在较为松软破碎的围岩中得到广泛应用。金属网网格尺寸150mml50mm金属网钢筋直径5mm～10mm,几种常见的联合支护形式,（3）锚喷钢架支护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。此时，就需要采用刚度较大的钢拱架支护。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时，也多采用钢拱架支护。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。,几种常见的联合支护形式,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。,图3-83格栅钢架构造（尺寸单位mm）a）格栅钢拱架示意图；b）接头示意图；c）格栅钢架断面；d）工字钢钢架；e）钢管钢架；f）钢管钢架可塑接头,（4）钢筋网壳锚喷支护用钢筋在地面焊接成板壳结构，内部是立体纵横交叉的钢筋网架支撑着外层钢筋网。每架支架由数块构件对头拼装，用螺栓连接。一架紧接一架安装，架间不留间隔。先进行锚杆支护，然后架设网壳板块，最后喷射混凝土。每棚支架可为46片，每片宽0.8-1.0m，厚度100-150mm。适用于高地应力软弱、膨胀、破碎岩体的一项新型支护技术。,几种常见的联合支护形式,（5）锚注喷射混凝土支护这是在破碎软岩中应用的一种支护结构，即在掘进后先利用内注式注浆锚杆及喷射混凝土进行锚喷初次支护，滞后迎头一定距离再进行注浆二次支护。锚注支护技术利用锚杆兼作注浆管，实现了锚注一体化。注浆可改善更深层围岩的松散结构，提高岩体强度，并为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆与围岩形成整体，从而形成多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱、浆液扩散加固拱，提高了支护结构的整体性和承载能力。,几种常见的联合支护形式,锚注喷射混凝土机理图,分砌筑式和浇筑式两类。砌筑式主要指用料石、砖、混凝土或钢筋混凝土块砌筑而成的地下支护结构形式。浇筑式是指在施工现场浇注混凝土而形成的支护结构形式。,3.4.5连续式衬砌支护,■石材支架石材支架的主要断面形式是直墙、拱顶。它由拱、墙和基础所构成。使用料石砌筑拱、墙（壁）时，一般均采用拱、壁等厚；使用混凝土砌拱、料石砌壁时，一般拱、壁不等厚。石材支架的施工，多数情况下是在掘进后先架设临时支架，以防止未衬砌段坑道的顶、帮岩石的垮落。临时支护可用锚喷或金属拱形支架形式。,3.4.5.1砌筑式支护,1-金属贮胎；2-工作台；3-风筒；4-风带；5-水带；6-压风管,,施工顺序拆除临时支架的架腿掘砌基础砌筑侧墙砌拱,,,,■大型砼预制块砌筑支护▲C100大型高强钢筋砼弧板支护（简称高强弧板）适用高地应力、松软、破碎、膨胀地层巷道、圆形断面。安装地面预制、工作面组装，错缝安装；由于重量大（10kN左右），需用机械手安装。结构每圈由4-5块组成，每块厚200-300mm，宽300-500mm；平接头，中间垫20-30mm的木垫板；壁后用灰包充填密实。充填前要浸水，以便充填后固化。▲钢筋砼管片支护钢筋混凝土管片衬砌是城市地铁盾构隧道中广泛使用的一次衬砌支护形式，隧道贯通后在其内再用现浇混凝土进行二次衬砌。,现浇混凝土衬砌施工的主要工序有准备工作拱架与模板施工混凝土制备与运输混凝土灌筑混疑土养护与拆模等,3.4.5.2现浇混凝土衬砌施工,■准备工作清理场地，中线和水平测量，放线定位，架设衬砌模板支架或架立拱架，衬砌材料、机具准备等。■拱架与模板施工拱架间距一般可取1m，最大不应超过1.5m。拱架材料宜采用金属或其它新型模板结构，装拆方便、表面光滑、接缝严密、有足够的刚度和稳定性。,现浇混凝土衬砌施工,模板形式衬砌模板台车或移动式整体模架普通钢模板或钢木混合模板（中、小长度隧道）拱架形式一般多采用钢拱架，用废旧钢轨制成。拱架模板架设位置准确，连接牢固，严防走动；用前应先在样台上试拼装；拱架外缘与围岩之间加支撑顶紧；预留沉落量；挡头板应按衬砌断面制作，与岩壁间隙应嵌堵紧密；拱架应在垂直于隧道中线方向架设。,现浇混凝土衬砌施工,■立墙架时应做好以下工作①立墙架时，应对墙基标高进行检查；②衬砌施工时，其中线，标高、断面尺寸和净空大小均须符合隧道设计要求；③模筑衬砌的模板放样时，允许将设计的衬砌轮廓线扩大50mm，确保衬砌不侵入隧道建筑限界；④衬砌的施工缝应与设计的沉降缝、伸缩缝结合布置，在有地下水的隧道中，所有施工缝、沉降缝和伸缩缝均应进行防水处理。,现浇混凝土衬砌施工,■混凝土制备与运送▲混凝土的配合比应满足设计要求。特别要重视掌握加水量，控制水灰比和坍落度等。▲边墙处混凝土坍落度为lcm～4cm；在拱圈及其他不便施工处为2cm～5cm。▲混凝土拌和后，应尽快浇筑。混凝土的运送时间一般不得超过45min。▲已达到初凝的剩余混凝土，不得重新搅拌使用。,现浇混凝土衬砌施工,■浇筑工艺要求▲应分节段浇筑，节长在松软地层一般不超过6m；▲每节段拱或边墙应连续灌注，以免产生施工缝。①浇筑边墙混凝土。浇筑前，必须将基底石渣、污物和基坑内积水排除干净，墙基松软时，应做加固处理；边墙扩大基础的扩大部分及仰拱的拱座，应结合边墙施工一次完成；边墙混凝土应对称浇筑，以避免对拱圈产生不良影响。②拱圈混凝土衬砌。拱圈浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行；分段施工的拱圈合拢宜选在围岩较好处；先拱后墙法施工的拱圈，混凝土浇筑前应将拱脚支承面找平。钢筋混凝土衬砌先做拱圈时，应在拱脚下预留钢筋接头，使拱墙连成整体；拱圈浇筑时，应使混凝土充满所有角落，并应充分进行捣固密实。,现浇混凝土衬砌施工,③拱圆封顶。封顶应随拱圈的浇筑及时进行。墙顶封口应留7～l0cm，在完成边墙灌筑24h后进行，封口前必须将拱脚的浮渣清除干净，封顶、封口的混凝土均应适当降低水灰比，并捣固密实，不得漏水。④仰拱施工。应结合拱圈和边墙施工抓紧进行，使结构尽快封闭；仰拱浇筑前应清除积水、杂物、虚渣；应使用拱架模扳浇筑仰拱混凝土。⑤拱墙背后回填。拱墙背后的空隙必须回填密实，边墙基底以上lm范围内的超挖，宜用与边墙相同标号混凝土同时浇筑；超挖大于规定时，宜用片石混凝土或10号砂浆砌片石回填，不得用渣体随意回填，严禁片石侵入衬砌断面（或仰拱断面）。,现浇混凝土衬砌施工,■衬砌混凝土养护与拆模衬砌混凝土灌筑后l0～12h应开始洒水养护，以保持混凝土良好的硬化条件。养护时间应根据衬砌施工地段的气温、空气相对湿度和使用的水泥品种确定，使用硅酸盐水泥时，养护时间一般为7～14d。寒冷地区应做好衬砌混凝土的防寒保温工作。,现浇混凝土衬砌施工,拱架、边墙支架和模板的拆除时间，应满足下列要求①不承受荷载的拱、墙、混凝土强度达到5.0MPa，或拆模时混凝土表面及棱角不致损坏，并能承受自重；②承受较大围岩压力的拱、墙，应当封口或封顶混凝土达到设计强度100％时；③受围岩压力较小的拱和墙，一般当封顶或封口混凝土达到设计强度的70％时；④围岩较稳定，地压很小的拱圈，一般封顶混凝土达到设计强度的40％时，可以拆模。,现浇混凝土衬砌施工,3.5巷道施工作业方式,2.5.1施工作业方法,,分次成巷施工,一次成巷施工,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。,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。,一次成巷施工作业方式,,掘支平行作业,掘支顺序作业,是指永久支护在掘进工作面之后保持一定距离与掘进同时进行。二者之间的距离不应大于40m。,是指掘进和永久支护两大工序在时间上按先后顺序施工。即先将巷道掘进一段距离后停止掘进，然后进行永久支护工作。,3.5.2一次成巷施工作业方式,掘支交替作业,是指在两条或两条以上距离较近的巷道中由一个施工队分别交替进行掘进和永久支护工作。,3.5.2.1掘进和永久支护平行作业,掘支平行作业方式的施工难易程度主要取决于永久支护的类型。掘支平行作业时，由于永久支护不单独占用时间，施工设备利用率高，因而可以降低工程成本、提高成巷速度。但这种作业方式需要同时投入的人力、物力较多，组织工作比较复杂。因此，一般适用于围岩比较稳定、掘进断面大于8m2的巷道，以免造成掘支工作互相干扰从而影响成巷速度。,3.5.2一次成巷施工作业方式,3.5.2.2掘进和永久支护顺序作业,当围岩稳定时，掘进与永久支护之间的间距一般为20～40m，最大距离不超过40m。当围岩不稳定时，应采用短段掘支顺序作业、每段掘支间距为2～4m，并尽量使永久支护紧跟掘进工作面。掘支顺序作业的特点是掘进和支护轮流进行并由一个施工队完成。因此所需的劳动力和同时投入运行的设备都比较少，施工组织比较简单。但该作业方式要求工人既会掘进又会锚喷或砌碹，故对工人的技术水平要求较高。与掘支平行作业相比，这种作业方式成巷速度一般较慢，适用于掘进断面较小、巷道围岩不太稳定的情况。但是可以节约临时支护工作。,3.5.2.3掘进和永久支护交替作业,将一个掘进队分成掘进和永久支护两个专业小组，掘进组在甲工作面掘进时支护组在乙工作面进行永久支护，当甲工作面转为支护时乙工作面同时转为掘进，掘进和永久支护轮流交替进行。这样，对于每条巷道来说掘进和永久支护是顺序进行的，但对于相邻两条巷道来说掘进和永久支护则是轮流、交替进行的。这种作业方式实质上是在甲乙两个工作面分别进行掘支单行作业而人员交替轮流。因此，它集中了掘支顺序（单行）作业和平行作业的特点。这种交替作业方式工人按工种分工，掘支在不同的巷道内进行，避免了掘进和永久支护工作的互相影响，有利于提高工人操作能力和技术水平，有利于提高机器设备的使用效率，但占用设备多、人员分散、不易管理，必须经常平衡各工作面的工作量，以免因工作量的不均衡而造成窝工。,三种施工作业方式比较,三种作业方式中，以掘支平行作业的施工速度最快，但由于工序间干扰多而效率低费用高。掘支顺序作业和掘支交替作业的施工速度比平行作业低，但人工效率高，掘支工序互不干扰。对于围岩稳定性较差、管理水平不高的施工队伍，宜采用掘支顺序作业，条件允许时亦可采用掘支交替作业。在实际工作中，应详细了解施工的具体情况，如巷道断面形状及尺寸、支护材料及结构、巷道穿过岩层的地质及水文条件、施工的速度要求和技术装备，工人的技术水平等，随时进行比较和综合分析从而选择出合理的施工作业方式。,3.5.3巷道施工循环方式与循环图表,正规循环作业,循环作业在巷道施工中，钻眼、装药、爆破、通风、装岩、运输、支护等各个工序都是按照一定顺序周而复始进行的，这些工序每完成一次即完成一个循环，就可使工作面推进一段距离，故称之为～。掘进循环时间完成一个掘进循环所需的时间称为～。循环图表为组织循环作业，使全体施工人员有章可循、一环扣一环有序地进行工作，在施工时要将掘进循环中各工序的持续时间、先后顺序和相互之间的衔接关系用图表的形式表示出来，该图表则称为～。正规循环作业是指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。,多工序平行交叉作业,是指在同一工作面、同一循环时间内，凡是能同时施工的工序都要尽量安排同时进行即平行作业，不能同时施工的工序也可以使其部分同时进行即交叉作业。在生产实践中，为实现正规循环作业，应尽量采用多工序平行交叉作业。在多工序平行交叉作业中，首先要最大限度地使占用循环时间最多的钻眼、装岩和永久支护等主要工序实行平行作业，其次还应尽量使除放炮排烟外的其他工序与主要工序平行交叉作业。如交接班与工作面安全质量检查平行作业；凿岩、装岩与永久支护可以部分平行作业；用耙斗机装岩时，装岩与钻下部眼平行作业等。,循环图表的编制,编制步骤第一步合理选择施工作业方式和循环方式；第二步确定循环进尺；第三步确定和计算各工序作业时间；第四步编制循环图表。根据确定的各工序时间、作业方式和循环方式即可编制循环图表。,普通循环图表,
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