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文檔簡介

1、 鉆爆法(礦山法)施工 圖1 隧道斷面形狀圖圖2 巷道斷面形狀圖1 基本施工方案1.1 全斷面一次開挖法1.2 分?jǐn)嗝鎯纱伍_挖法1.3 臺(tái)階工作面法1.4 導(dǎo)坑施工法分部開挖法1.1 全斷面一次開挖法(full face excavation method)采用全斷面一次開挖成形的施工方法。 是按整個(gè)設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面一次向前挖掘推進(jìn)的施工方法。采用爆破法時(shí),是在工作面的全部垂直面上打眼,然后同時(shí)爆破,使整個(gè)工作面推進(jìn)一個(gè)進(jìn)尺。從各種地下工程采用鉆爆法的發(fā)展趨勢看,全斷面施工將是優(yōu)先被考慮的施工方法。 采用這種方法施工時(shí),可用鉆孔臺(tái)車鉆孔,一次爆破成洞,通風(fēng)排煙后,用大型裝巖機(jī)及配套的運(yùn)載車輛將矸石

2、運(yùn)出。礦山巷道斷面較小,一般先登矸進(jìn)行拱部錨噴支護(hù),矸石出完后再進(jìn)行墻部支護(hù)。隧道斷面大,通常需進(jìn)行兩次支護(hù),初次支護(hù)用鋼拱架及錨噴,故多先墻后拱進(jìn)行支護(hù),二次支護(hù)一般配備有活動(dòng)模板及襯砌臺(tái)車灌筑且在后期進(jìn)行。當(dāng)采用錨噴支護(hù)時(shí),一般由臺(tái)車同時(shí)鉆出錨桿孔。 優(yōu)點(diǎn):可最大限度地利用洞內(nèi)作業(yè)空間,工作面寬敞,能使用大型高效設(shè)備,加快施工進(jìn)度;斷面一次挖成,施工組織與管理比較簡單;能較好地發(fā)揮深孔爆破的優(yōu)越性;通風(fēng)、運(yùn)輸、排水等輔助工作及各種管線鋪設(shè)工作均較便利。缺點(diǎn):大斷面隧道施工時(shí)要使用笨重而昂貴的鉆架;一次投資大;由于使用了大型機(jī)具,需要有相應(yīng)的施工便道、組裝場地、檢修設(shè)備以及能源等;隧道較長、

3、地質(zhì)情況多變必須改換其它施工方法時(shí)需要較多時(shí)間;多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)工作時(shí)的噪音極大。 全斷面一次開挖法主要應(yīng)用領(lǐng)域:該法主要用于圍巖穩(wěn)定、堅(jiān)硬、完整、開挖后不需臨時(shí)支護(hù)的類圍巖的石質(zhì)巷(隧)道以及高度不超過5m、斷面不超過30m2的中小型斷面巷道。但近幾年來,隨著大型施工設(shè)備的不斷出現(xiàn)、施工機(jī)械化程度和施工技術(shù)的不斷提高,全斷面一次施工的隧道越來越多。 可采用有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸和混合運(yùn)輸。全斷面一次開挖法1.2 分?jǐn)嗝鎯纱伍_挖法 該法是將斷面分成兩部分,在全長范圍內(nèi)或一個(gè)較長的區(qū)段內(nèi)先開挖好一個(gè)部分,再開挖另一個(gè)部分。它適合于穩(wěn)定巖層中斷面較大、長度較短或者要求快速施工以便為另一隧道探清地質(zhì)情況的隧

4、道施工。根據(jù)各分層施工順序不同:上半斷面先行施工法下半斷面先行施工法先導(dǎo)洞后全斷面擴(kuò)挖法 該法是先將隧道上半斷面在全長范圍內(nèi)開挖完畢,然后再開挖下半斷面。上下斷面面積的比值取決于所采用的開挖設(shè)備和巖石的穩(wěn)定性。 隧道上部的開挖與全斷面一次開挖完全相同。下分層可采取垂直、傾斜或者水平的炮眼進(jìn)行爆破開挖,鉆孔和裝巖可同時(shí)進(jìn)行。1.2.1上斷面先行施工法 該法的特點(diǎn):與全斷面一次開挖相比,開挖面高度不大;混凝土襯砌不需要笨重的模板,可降低造價(jià);不需笨重的鉆架;遇松軟地層時(shí)可迅速地改變?yōu)槠渌_挖方法;下分層開挖時(shí)運(yùn)巖和鉆孔可平行作業(yè),進(jìn)度快;下分層爆破有兩個(gè)臨空面,效率高、成本低。但上下分層施工循環(huán)各

5、自獨(dú)立,與全斷面一次開挖相比,工期增長;必需在兩個(gè)平面上鋪設(shè)道路和管道。上斷面先行施工法 該法是先將隧道的下半斷面在全長范圍內(nèi)開挖完,然后再開挖上半斷面。 下半斷面采用全斷面開挖并進(jìn)行襯砌。上部斷面可以站在巖堆上鉆孔(水平孔)或從隧道地板向上鉆垂直孔。在不采用對頭施工的隧道中,下部掘通后,上部可從兩個(gè)洞口組織鉆孔和裝巖作業(yè)。1.2.2下斷面先行施工法 該法的特點(diǎn)是:不需要鉆架,上部施工有兩個(gè)臨空面,鉆爆成本低;開挖上部時(shí)鉆孔和裝巖可平行作業(yè);涌水大時(shí)可有效地排水。但上下分層需要有兩個(gè)單獨(dú)的掘進(jìn)循環(huán),總工期時(shí)間長;在巖堆上鉆孔不方便也不安全。只在一定地質(zhì)條件下及沒有鉆架或使用鉆架不經(jīng)濟(jì)時(shí)使用。下

6、斷面先行施工法 該法先沿隧道的中線、按全長開挖導(dǎo)洞,然后再擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面的施工方法。導(dǎo)洞的位置,可根據(jù)具體條件位于隧道底板或頂板或中部(拱基線水平)。導(dǎo)洞可用掘進(jìn)機(jī)或鉆爆法挖掘。 該法優(yōu)點(diǎn)很多,可對隧道范圍內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行連續(xù)的地質(zhì)調(diào)查,能進(jìn)行涌水和瓦斯的預(yù)防及連續(xù)排放,能在擴(kuò)挖之前預(yù)先加固巖體;能使巖體中的高應(yīng)力預(yù)先釋放;有利于擴(kuò)挖期間的通風(fēng);便于增加一些中間入口,多頭同時(shí)擴(kuò)挖,縮短整個(gè)隧道的開挖時(shí)間。1.2.3先導(dǎo)洞后全斷面擴(kuò)挖法 南昆鐵路米花嶺隧道先導(dǎo)坑后全斷面擴(kuò)挖設(shè)備布置1門架式鑿巖臺(tái)車;2挖裝機(jī);3梭式礦車;4蓄電池電機(jī)車 1.3 臺(tái)階工作面法 該法是將巷(隧)道斷面分成若干(一般為23

7、)個(gè)分層,各分層在一定距離內(nèi)呈臺(tái)階狀同時(shí)推進(jìn)。這種方法的特點(diǎn)是縮小了斷面高度,不需笨重的鉆孔設(shè)備;后一臺(tái)階施工時(shí)有兩個(gè)臨空面,使爆破效率更高。按上下臺(tái)階的長度,臺(tái)階工作面法分為長臺(tái)階(一般為5倍于巷道寬度以上)和短臺(tái)階(小于2倍的巷道寬度);按臺(tái)階布置方式的不同,可分為正(下)臺(tái)階和反(上)臺(tái)階兩種方法。正臺(tái)階施工法 (下行分層施工法)1.3.1正臺(tái)階法:bench cut method 先開挖上半斷面,待開挖至一定距離后再同時(shí)開挖下半斷面的施工方法。根據(jù)上半斷面超前距離的不同,可分為長臺(tái)階法、短臺(tái)階法及微臺(tái)階法。第一,要根據(jù)具體條件合理確定上、下分層的錯(cuò)距。距離過大,上分層出巖困難;過小,上

8、分層鉆眼不便。 第二,在裝巖、鉆孔機(jī)械能力足夠時(shí),應(yīng)盡量減少分層數(shù)。 第三,要根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況及永久襯砌的形式合理確定掘砌之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。 施工要點(diǎn): 該法工序少,干擾小,上部鉆孔可與裝巖同時(shí)作業(yè),不需支撐和棚架,節(jié)省大量木材,必要時(shí)可以噴射混凝土或砂漿作為臨時(shí)支護(hù)。采用錨噴作永久支護(hù)時(shí)更為適宜。 該法不僅適用于圍巖穩(wěn)定性較好、開挖后不需或局部僅需臨時(shí)支護(hù)的隧道,在土層隧道中也同樣可用。 特點(diǎn):1.3.2反臺(tái)階施工法 (上行分層施工法) 即首先挖掘最下部分層,然后逐一向上挖掘其余各分層。該法能使施工工序減少,干擾小,下部斷面可一次挖至設(shè)計(jì)寬度,空間大,便于出巖運(yùn)輸和布置管線,能節(jié)省大量材料。上

9、部臺(tái)階施工需架設(shè)棚架,斷面較小、僅一道臺(tái)階時(shí)也可利用爆破后巖堆進(jìn)行拱部的錨噴支護(hù)。 本法較適合于圍巖穩(wěn)定、不需臨時(shí)支護(hù)、無大型裝巖設(shè)備的情況。由于安全性比較差,后面臺(tái)階施工對前面施工會(huì)有影響,故應(yīng)用不多。 特點(diǎn):1.4 導(dǎo)坑施工法 導(dǎo)坑法(礦山稱導(dǎo)硐法)即先以一個(gè)或多個(gè)小斷面導(dǎo)坑超前一定距離開挖,隨后逐步擴(kuò)大開挖至設(shè)計(jì)斷面,并相機(jī)進(jìn)行砌筑的方法。 這種方法主要用于地質(zhì)條件復(fù)雜或斷面特大的硐室或隧道工程。 1.4導(dǎo)坑施工法導(dǎo)坑施工法中央下導(dǎo)坑施工法中央上導(dǎo)坑施工法上下導(dǎo)坑施工法側(cè)壁導(dǎo)坑施工法 中央下導(dǎo)坑先墻后拱法中央下導(dǎo)坑先拱后墻法單側(cè)壁導(dǎo)坑法(中隔壁墻法、CD、CRD法)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡、雙

10、眼鏡法)雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱法1.4.1(1)中央下導(dǎo)坑先墻后拱(漏斗棚架)法 該法的施工順序是先挑頂后開幫,在開幫的同時(shí)完成砌墻工作。根據(jù)圍巖條件、斷面大小可采用六部開挖法或三部開挖法。 該法除下導(dǎo)坑和左右兩幫(和部)外,其余各部位的石渣均可經(jīng)由漏斗漏到棚下的斗車內(nèi),再運(yùn)出洞外。圍巖條件允許時(shí),可將部與部合并、部與部合并、部與部合并,即成為三部開挖法,使工序大為簡化。 中央下導(dǎo)坑先墻后拱法: 該法的施工特點(diǎn)是:將斷面分成若干部分進(jìn)行開挖,可容納較多人員同時(shí)施工;除下導(dǎo)坑外,均有較多的爆破臨空面,爆破效果好;可利用棚架及巖堆完成整個(gè)斷面的鉆眼爆破作業(yè);棚架上石渣由漏斗口漏入車內(nèi),省力、速度快。襯

11、砌是先墻后拱連續(xù)施工,整體性好。 但該法由于需要幾十米長的棚架,需用大量木材、鋼軌,棚架也易因爆破而損壞。工作面拉開距離長,雖對配備勞動(dòng)力有利,但圍巖暴露時(shí)間長,對施工安全不利。中央下導(dǎo)坑先墻后拱法:1.4.1(2)中央下導(dǎo)坑先拱后墻法 該法施工效率高,速度快。施工安全好,地層變化時(shí),改換其它方法比較容易。但消耗木材和鋼材較多,爆破易損壞棚架,襯砌整體性差。在條件允許時(shí),也可將、部合并,、部合并,與部形成三部開挖法,以使工序簡化。中央下導(dǎo)坑先拱后墻法:1.4.2中央上導(dǎo)坑施工法 該法適用于需隨挖隨砌的圍巖穩(wěn)定性較差的石質(zhì)或土質(zhì)隧道。導(dǎo)坑超前開挖并架臨時(shí)支撐,隨后落底,更換導(dǎo)坑支撐。最后依次擴(kuò)大

12、兩側(cè),并立即進(jìn)行砌筑。松軟、含水、易坍的土層,應(yīng)將導(dǎo)坑再分成幾個(gè)小斷面進(jìn)行挖掘,先挖頂部后挖兩幫并進(jìn)行臨時(shí)支撐,最后挖掉中間部分。土質(zhì)隧道中,中間部分可分三層進(jìn)行。為防止拱腳內(nèi)移,可在拱腳處架設(shè)橫撐梁;為防止兩側(cè)內(nèi)移,在斷面的中上部也應(yīng)設(shè)橫撐。兩側(cè)墻、交替開挖,每側(cè)開挖完成后立即砌墻。 該法的特點(diǎn)是:拱圈襯砌及時(shí),圍巖暴露時(shí)間短,在軟巖及土質(zhì)隧道中可防止拱圈失穩(wěn)與開裂。施工干擾大,進(jìn)度慢。襯砌整體性差,故較適合于圍巖穩(wěn)定性差及長度較短(300m以內(nèi))的隧道。 中央上導(dǎo)坑施工法:1.4.3上下導(dǎo)坑施工法 考慮到永久支撐前頂板的沉降,上導(dǎo)坑的頂板標(biāo)高需高出設(shè)計(jì)輪廓線一定距離,軟石隧道為2040cm

13、,土質(zhì)隧道為3060cm。上下導(dǎo)坑之間以漏斗孔聯(lián)通,以利上部導(dǎo)坑出巖、進(jìn)料和通風(fēng)。漏斗孔尺寸一般為0.70.7m,從下導(dǎo)坑向上爆破挖掘。 該法最大優(yōu)點(diǎn)是下部各工序均在拱圈保護(hù)下進(jìn)行,施工安全;有兩個(gè)導(dǎo)坑,通風(fēng)、排水、運(yùn)輸、管線布置等條件較好;能拉開工作面,便于使用小型工具。適用范圍廣,遇到地質(zhì)情況變化,變換施工方法較易。但襯砌整體性差,工序多,干擾大,施工管理不便,上導(dǎo)坑人工扒巖勞動(dòng)強(qiáng)度大。上下導(dǎo)坑施工法:1.4.4(1)單側(cè)壁導(dǎo)坑法 中隔壁支撐 該法適用于級圍巖的淺埋雙線隧道。其特點(diǎn)是施工安全度較高,控制地層變形較好,但施工進(jìn)度較全斷面法和臺(tái)階法慢,造價(jià)略高。123 又稱中隔墻法、CD工法。

14、施工時(shí)首先開挖導(dǎo)坑1,并進(jìn)行鋼拱架支撐和錨噴支護(hù),同時(shí)設(shè)置中隔墻臨時(shí)支撐。待導(dǎo)坑向前掘進(jìn)一定距離后,再在后面進(jìn)行基本斷面2和3部分的開挖,并進(jìn)行初次支護(hù)。2、3部分采用正臺(tái)階式開挖,掘至導(dǎo)坑位置后,停止掘進(jìn),拆除中隔墻支撐,施工仰拱。最后澆注全周圈的二次襯砌。如果圍巖條件許可,2、3部分也可不設(shè)臺(tái)階,一步開挖;如果圍巖較差,斷面很大,還可設(shè)更多的臺(tái)階。同理,如果圍巖不好,導(dǎo)坑1也可分成臺(tái)階開挖。單側(cè)壁導(dǎo)坑法(中隔墻法、CD法) : 對于隧道寬度較大的多線公路隧道,如果圍巖很不穩(wěn)定,側(cè)向變形大,僅豎向設(shè)置中隔墻難以保證隧道的穩(wěn)定性時(shí),就需采用交叉中隔墻施工法(又稱CRD工法),即在水平方向再設(shè)置

15、12層橫向支撐。 1234123456單側(cè)壁導(dǎo)坑法(CRD法) :中隔壁法(CD法):center diagram method 在軟弱圍巖大隧道中,先開挖隧道的一側(cè),并施作中隔壁墻,然后再分部開挖隧道的另一側(cè)的施工方法。交叉中隔壁法(CRD法) :center cross diagram method 在軟弱圍巖大跨隧道中,先開挖隧道一側(cè)的一或二部分,施作部分中隔壁墻,再開挖隧道另一側(cè)的一或二部分,然后再開挖最先施工一側(cè)的最后部分,并延長中隔壁墻,最后開挖剩余部分的施工方法。1.4.4(2)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法) 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于淺埋大跨度隧道,地表下沉量要求嚴(yán)格,圍巖條件特別差時(shí)采用。根

16、據(jù)圍巖情況,兩側(cè)導(dǎo)坑可同時(shí)施工,也可先后施工。兩側(cè)導(dǎo)坑都分上下兩層呈臺(tái)階式開挖,中間部分根據(jù)斷面大小可分23層、呈臺(tái)階式開挖。兩側(cè)導(dǎo)坑挖掘時(shí),每一部分挖掘完后都要及時(shí)進(jìn)行圍巖初次支護(hù),并設(shè)置臨時(shí)壁墻支撐。臨時(shí)支撐在砌筑仰拱時(shí)拆除。 與單側(cè)導(dǎo)坑法類似,雙側(cè)導(dǎo)坑施工時(shí),如果側(cè)向變形大,也可在導(dǎo)坑的中部設(shè)置橫撐,形成雙眼鏡。橫撐 無橫撐 設(shè)橫撐1212345123456雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡法)1.4.4(3)雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱法 該法適用于土質(zhì)隧道,先沿隧道下部兩側(cè)周邊開挖導(dǎo)坑,挖后即澆注邊墻下部,達(dá)到強(qiáng)度要求后再開挖上面第二層導(dǎo)坑,并砌筑邊墻上部。兩側(cè)邊墻砌好后,再開挖上導(dǎo)坑,并經(jīng)由上導(dǎo)坑進(jìn)行拱部擴(kuò)

17、大、和襯砌拱圈。拱圈砌筑完后,挖除核心部分;最后挖底并澆筑仰拱。 該法的特點(diǎn)是斷面分塊小,自下而上隨挖隨砌。因此,暴露時(shí)間短,對圍巖的破壞擾動(dòng)小,安全可靠。但是工序多,進(jìn)度慢,導(dǎo)坑多,造價(jià)高,通風(fēng)排水困難。雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法:both side drift method 先開挖隧道兩側(cè)的導(dǎo)坑,并進(jìn)行初期支護(hù),再分部開挖剩余部分的施工方法。環(huán)形開挖預(yù)留核心土法: ring cut method 先開挖上部導(dǎo)坑成環(huán)形,并進(jìn)行支護(hù),再分部開挖中部核心土、兩側(cè)邊墻的施工方法。中洞法:center drift excavation method 在連拱隧道或單線隧道的喇叭口地段,先開挖兩洞

18、之間立柱(或中墻)部分,并完成立柱(或中墻)混凝土澆筑后,再進(jìn)行左右兩洞開挖的施工方法。2 鉆眼爆破作業(yè)鉆眼方法和鉆眼機(jī)具(設(shè)備)爆破作業(yè)爆破參數(shù)炮眼布置裝藥結(jié)構(gòu)與起爆技術(shù)爆破說明書和爆破圖表 鉆眼方法和鉆眼機(jī)具根據(jù)采用的機(jī)具和破巖機(jī)理,鉆眼方法可分為: 沖擊式: for rock 旋轉(zhuǎn)式: for coal 旋轉(zhuǎn)沖擊式 滾壓式 各鉆眼法和相應(yīng)鉆機(jī)類型可歸納如下: 氣腿風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) 釬桿和釬頭是沖擊式鑿巖的工具,其作用是傳遞沖擊功和破碎巖石。釬頭和釬桿連成一體的稱為整體釬子,分開組合的稱活動(dòng)釬子。工程中多用活動(dòng)釬子。沖擊式鑿巖用的釬桿為中空六邊形或中空圓形。圓形釬桿多用于重型鉆機(jī)或深孔接桿式鉆進(jìn)

19、。釬頭根據(jù)釬刃的分布有一字形、十字形、字形、柱齒形等。一字形結(jié)構(gòu)簡單,鑿巖速度較高,應(yīng)用最廣,適用于整體性較好的巖石。十字形較適用于層節(jié)理發(fā)育、較破碎的巖石,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,修磨困難。柱齒形是一種新發(fā)展起來的釬頭,其特點(diǎn)是重復(fù)破碎少、耐磨,適用于磨蝕性高的巖層。爆破參數(shù):炮眼深度(l):指炮眼眼底至臨空面的垂直距離。眼深小于2m時(shí)為淺眼,23.5m時(shí)為中深眼,大于3.5m時(shí)為深眼。式中 L月或日計(jì)劃進(jìn)尺,m; N每月用于掘進(jìn)作業(yè)的天數(shù)。按日進(jìn)度計(jì)算時(shí),N=1; n每日完成的掘進(jìn)循環(huán)數(shù); 炮眼利用率,0.850.9; 1正規(guī)循環(huán)率,0.850.9;按日進(jìn)度計(jì)算時(shí), 1=1。 炮孔直徑:采用標(biāo)準(zhǔn)直徑3

20、235mm藥卷時(shí),炮眼直徑常為3843mm。 單位炸藥消耗量:爆破每m3原巖所需的炸藥量叫單位炸藥消耗量 。它與許多因素有關(guān),如炸藥性質(zhì)、巖石性質(zhì)、斷面大小、臨空面多少、炮眼直徑與深度等 。式中:f巖石堅(jiān)固性系數(shù); S巷首掘進(jìn)斷面積,m2; K考慮炸藥爆力的修正系數(shù),K=525/P,P為所選用炸藥的爆力,mL。 單位炸藥消耗量確定后,根據(jù)斷面尺寸、炮眼深度、炮眼利用率即可求出每循環(huán)所使用的總炸藥消耗量。裝藥系數(shù):K=Lc/Lb式中: Lc裝藥長度; Lb 炮孔長度。裝藥不偶合系數(shù): Kd=db/dc式中: db 炮孔直徑;dc裝藥直徑。炮眼利用率:L/LbLb 炮眼平均深度。裝藥鄰近系數(shù):ma

21、/w式中:a孔間距;w抵抗線(排距)裝藥集中度:Plql/Lbql 炮孔裝藥的重量。炮眼布置(方法和原則略):按用途的不同,將炮眼分為四種:掏槽眼:用于爆出新的自由面,為其后爆的炮眼創(chuàng)造有利的爆破條件。輔助眼:用以進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽眼形成的槽腔。崩落眼:用以破碎巖石。周邊眼:控制斷面形狀、大小和輪廓,使之符合設(shè)計(jì)要求。按位置分為頂眼,邦眼和底眼。掏槽方式:斜眼和直眼斜眼掏槽(掏槽眼與自由面斜交)的特點(diǎn)是:適用各種巖層,爆破效果較好,所需炮眼少。但炮眼方向不易掌握,孔眼受巷道斷面大小的限制,碎石拋擲距離大。直眼掏槽(炮眼都垂直于工作面且相互平行,距離較近)的特點(diǎn)是:所有炮眼都垂直于工作面且相互平行,

22、技術(shù)易于掌握,可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè);其中不裝藥的炮眼作為裝藥眼爆破時(shí)的臨空面和補(bǔ)償空間,有較高的炮眼利用率;矸石拋擲距離小,巖堆集中;不受斷面大小限制。但總炮眼數(shù)目多,炸藥消耗量大。a,b錐形掏槽(三眼和四眼錐形);c垂直楔形掏槽;d復(fù)式楔形;e,f單向掏槽;g平行龜裂掏槽(隔眼裝藥,同時(shí)起爆);h單空孔三角柱形;i中空孔四角柱形;j雙空孔菱形;k六角柱形;l螺旋式掏槽裝藥結(jié)構(gòu): 偶合裝藥:裝藥直徑與炮眼直徑相等。 不偶合裝藥:裝藥直徑小于炮眼直徑。 連續(xù)裝藥:裝藥在炮眼內(nèi)連續(xù)裝填,沒有間隔。 間隔裝藥:裝藥在炮眼內(nèi)分段裝填,裝藥之間有炮泥或空氣使之隔開。 正向起爆裝藥:起爆雷管在炮眼眼口處

23、,炮轟向眼底傳播。 反向起爆裝藥:起爆雷管在炮眼底部,炮轟向眼口傳播。裝藥結(jié)構(gòu)圖a偶合裝藥;b不偶合裝藥;c連續(xù)裝藥;d間隔裝藥;e無炮泥反向起爆裝藥;f正向起爆裝藥起爆器材和起爆系統(tǒng):爆破說明書和爆破圖表:爆破說明書是施工組織設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分,是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)爆破工作的技術(shù)文件。主要內(nèi)容有:爆破工程的原始資料:包括工程名稱、用途、位置、斷面形狀和尺寸,穿過巖層的性質(zhì),地質(zhì)條件以及瓦斯情況。選用的 鉆眼爆破器材:包括炸藥,雷管的品種,鑿巖機(jī)的型號,性能。爆破參數(shù)的計(jì)算選擇:包括掏槽方法,炮眼直徑,深度,數(shù)目,單位耗藥量。爆破網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和設(shè)計(jì)安全措施爆破圖表:二圖(炮眼布置圖、裝藥結(jié)構(gòu)

24、圖)三表(炮眼布置參數(shù)表、裝藥參數(shù)表、預(yù)期的爆破效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表。)炮眼布置圖序號炮眼名稱眼號眼數(shù)/個(gè)眼深/m眼距/mm傾 角 /裝藥量/kg起爆順序聯(lián)線方式水平垂直單孔小計(jì)1中心眼012.79090串聯(lián)2掏槽眼1331.550090901.354.053掏槽眼4632.725090901.203.604輔助掏槽眼71042.785090902.409.605輔助眼1120102.580090901.6516.506輔助眼2131112.580090901.6518.157邊 眼3250192.560087870.815.28底 眼515882.580090871.6513.29合 計(jì)5980

25、.30爆破參數(shù)表爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表指標(biāo)名稱單位數(shù)量指標(biāo)名稱單位數(shù)量掘進(jìn)斷面積巖石性質(zhì)工作面瓦斯情況炸藥名稱雷管名稱循環(huán)炸藥用量循環(huán)雷管用量 m2 kg發(fā)20.71中硬巖(f=46)無2號巖石硝銨段發(fā)(延時(shí)100ms)80.358炮眼利用率循環(huán)進(jìn)尺循環(huán)實(shí)體巖石量炸藥單位消耗量雷管單位消耗量每m進(jìn)尺炸藥消耗量每m進(jìn)尺雷管消耗量% m m3 kg/m3發(fā)/ m3kg發(fā)852.1344.111.821.3137.7027.233.1 裝巖工作3.2 運(yùn)輸工作有軌運(yùn)輸無軌運(yùn)輸3.3 調(diào)車工作固定調(diào)車場調(diào)車浮放道岔調(diào)車平行調(diào)車器式調(diào)車3.4 矸石轉(zhuǎn)載3 巖石裝運(yùn)工作3.1 裝巖工作裝巖方式按取巖構(gòu)件名稱分

26、:鏟斗式、耙斗式、蟹爪式、立爪式 按行車方式分:軌輪式、膠輪式、履帶式、履帶與軌道兼有式 按驅(qū)動(dòng)方式分:電動(dòng)、風(fēng)動(dòng)、液壓、內(nèi)燃式 按卸巖方向分:后卸式、前卸式、側(cè)卸式 3.2 運(yùn)輸工作蓄電池式電機(jī)車 架線式電機(jī)車 固定車廂式礦車 V形翻斗車 1.固定調(diào)車場調(diào)車1-裝巖機(jī);2-正在裝巖的斗車;3-等待裝巖的空車;4-錯(cuò)車場;5-空車;6-重車3.3 調(diào)車工作2.浮放道岔調(diào)車鋼板對稱浮放道岔及調(diào)車方法 雙軌錯(cuò)車場式浮放道岔及調(diào)車方法 3.移車器式調(diào)車1-移車器;2-折疊式底架;3-車架平移式調(diào)車器調(diào)車翻框式調(diào)車器調(diào)車(a)平面圖 (b)剖面圖1-滑車板;2-活動(dòng)盤;3-斜坡道尖;4-方鋼軌條;5-

27、螺栓;6-固定盤吊車式調(diào)車器調(diào)車4 支護(hù)技術(shù)( Support technology )地下工程支護(hù)從支護(hù)時(shí)間分:初期支護(hù)、一次支護(hù)或臨時(shí)支護(hù)二次襯砌、永久支護(hù)被動(dòng)式支護(hù):木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等 。從支護(hù)效果分:積極支護(hù):錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、錨梁支護(hù)、錨索支護(hù)、錨注支護(hù) 。4.1 棚式支護(hù)棚式支護(hù)按地下工程的斷面形式分:梯形支架、矩形支架和拱形支架等。按支架材料分:木支架、金屬支架、鋼筋混凝土支架、鋼管混凝土支架等。4.1.1 木支架( timber support )Advantages: 加工容易、安裝方便、有一定的可縮性Defects: 強(qiáng)

28、度低、易燃易腐、木材消耗量大Trapezium steel set(梯形金屬支架) Material: 工字鋼(joist) 1624# 鋼軌 (rail) 1824kg/m 4.1.2 金屬支架( steel support )材料:I字鋼、H鋼、鋼軌、鋼管、U型鋼等。 I型鋼架:加工較簡易,使用方便;容易失穩(wěn); 適用于跨度較小的隧道施工支護(hù)。 H型鋼架: 克服了I型鋼架的缺點(diǎn),但自重大,費(fèi)鋼材多,安裝較困難,使用不廣。 鋼管鋼架: 比H型鋼架輕便,但造價(jià)較高。 U型鋼架:強(qiáng)度高,可制作可縮性支架(可縮量0.20.4m),適合于動(dòng)壓影響大,圍巖變形量大的巷道arch steel set(拱形

29、金屬支架、鋼拱架) 鋼拱架的特點(diǎn): 整體剛度較大,有較大的早期支護(hù)剛度; 能很好地與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合,構(gòu)成聯(lián)合支護(hù),受力性能較好; 鋼拱架的安裝架設(shè)比較方便。 鋼架的縱向間距,一般不宜大于1.2m 兩榀鋼架之間應(yīng)設(shè)置直徑2022mm的鋼拉桿 1-頂梁;2-棚腿;3-底座;4-U形卡子;5-墊板;6-螺母4.1.3 預(yù)制鋼筋混凝土支架 ( precast reinfored concrete support )4.1.4 鋼管混凝土支架 ( steel tube concrete support ) 具有鋼材和混凝土優(yōu)點(diǎn),互相彌補(bǔ)了對方的缺點(diǎn)。 鋼管直徑為108159mm,壁厚46

30、mm 可根據(jù)巷道斷面形狀制作成圓形、拱形等 每架由45節(jié)組成,每節(jié)端部有法蘭盤,以便連接 支架的背板采用鋼筋網(wǎng),在鋼筋網(wǎng)后面用灰包充填 可使支架具有可縮性,可在法蘭盤連接處加可縮板 缺點(diǎn)是重量較大,人工架設(shè)勞動(dòng)強(qiáng)度高。 比U形鋼相比,耗鋼量降低30%,成本低20%左右 4.2 錨桿支護(hù)(Bolt support) 錨桿是用金屬、木質(zhì)、化工等材料制作的一種桿狀構(gòu)件。錨桿支護(hù)是首先在巖壁上鉆孔,然后通過一定施工操作將錨桿安設(shè)在地下工程的圍巖或其它工程體中,即能形成承載結(jié)構(gòu)、阻止變形的圍巖拱結(jié)構(gòu)或其它復(fù)合結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)方式。 棚式支架是在地下工程圍巖外部對巖石進(jìn)行支撐,它只是被動(dòng)地承受圍巖產(chǎn)生的壓力

31、和防止破碎的巖石冒落。錨桿支護(hù)則是通過錨入圍巖內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài),在圍巖中形成一個(gè)整體而又穩(wěn)定的巖石帶,利用錨桿與圍巖共同作用,達(dá)到維護(hù)巷道穩(wěn)定的目的。是一種積極防御的支護(hù)方法。 錨桿支護(hù)效果好,用料省,施工簡單,有利于機(jī)械化操作,施工速度快。但錨桿不能封閉圍巖,防止圍巖風(fēng)化;不能防止各錨桿之間裂隙巖石的剝落。在圍巖不穩(wěn)定情況下,往往需配合其它支護(hù)措施,如掛金屬網(wǎng)、噴射混凝土等,形成聯(lián)合支護(hù)形式。 懸吊理論(suspension theory) 通過錨桿將不穩(wěn)定的巖層和危石懸吊在上部堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖體上,以防止其離層滑脫。 4.2.1 錨桿作用原理 組合梁理論(composite b

32、eam theory) 是指把層狀巖體看成一種梁(簡支梁),沒有錨固時(shí),它們只是簡單地疊合在一起。由于層間抗剪能力不足,各層巖石都是各自單獨(dú)地彎曲。 錨桿作用原理: 擠壓加固拱理論 對于破裂狀圍巖,在錨桿擠壓力作用下,在每根錨桿周圍都形成一個(gè)以錨桿兩頭為頂點(diǎn)的錐形體壓縮區(qū),各錨桿所形成的壓縮區(qū)彼此重疊,便形成一條拱形連續(xù)壓縮帶。 錨桿作用原理: 三向應(yīng)力平衡作用地下工程的圍巖在未開挖前處于三向受壓狀態(tài),開挖后圍巖則處于二向受力狀態(tài),故易于破壞而喪失穩(wěn)定性。錨桿安裝以后,相當(dāng)于巖石又恢復(fù)了三向受力狀態(tài),從而增大了它的強(qiáng)度。上述錨桿的支護(hù)作用原理在實(shí)際工程中并非孤立存在,往往是幾種作用同時(shí)存在并綜

33、合作用,只是在不同的地質(zhì)條件下某種作用占主導(dǎo)地位而已。錨桿作用原理:按錨固方式分機(jī)械摩擦式粘 結(jié) 式自 錨 式按錨固原理分端頭錨固全長錨固4.2.2 錨桿的種類及安裝方法 按錨桿材料分木 質(zhì)金 屬 化 工4.2.2 錨桿的種類及安裝方法 端頭錨固錨桿:錨固力集中在錨孔內(nèi)一端的錨桿。 如金屬倒楔式、金屬楔縫式、快凝水泥式、樹脂藥包式、脹殼式等。 全長錨固錨桿:錨固力分布在錨孔內(nèi)全長的錨桿。 如金屬砂漿式、水力膨脹式、吹脹式、管縫式、樹脂藥包式、內(nèi)注漿式等。(1)木質(zhì)錨桿: 木質(zhì)錨桿有木錨桿和竹錨桿。木錨桿桿體直徑一般為38mm、長l.21.8m。錨桿安裝到位后,一般在孔口的錘擊作用下,內(nèi)楔塊劈進(jìn)

34、錨桿體桿端的楔縫,使桿體楔縫兩翼與孔壁擠緊而產(chǎn)生錨固力,然后裝上墊板,再將外楔塊錘入桿尾楔縫,將錨桿固定,從而實(shí)現(xiàn)對圍巖的支護(hù)作用。木錨桿結(jié)構(gòu)簡單、易加工、成本低,安裝方便,但其強(qiáng)度和錨固力較低,對錨桿不作防腐處理的服務(wù)年限只有1年左右。 竹錨桿是用22號鉛絲將竹片箍成圓形桿體而成,其錨固方法與木錨桿相同。墊板均用木材制作。竹片錨桿錨固力不夠穩(wěn)定,錨固力略低于普通木錨桿。木錨桿竹錨桿這種錨桿是在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索,孔內(nèi)灌入砂漿或水泥漿,利用砂漿或水泥漿與鋼筋、孔壁間的粘結(jié)力錨固巖層。鋼筋灌漿錨桿一般用螺紋鋼制作。在礦山,鋼索可用廢舊的鋼絲繩制作,節(jié)省工程費(fèi)用。灌漿錨桿的安裝有先灌后錨式和先錨后

35、灌式兩種,可根據(jù)灌漿材料和桿體材料的不同選擇。采用鋼筋錨桿時(shí),先灌后錨或者先錨后灌都可,采用鋼索時(shí)一般用先錨后灌法。(2)金屬灌漿錨桿:金屬倒楔式錨桿由桿體、固定楔、活動(dòng)倒楔、墊板和螺帽組成。固定楔和活動(dòng)倒楔都是鑄鐵的,固定楔與鋼桿體的一端澆注在一起,桿體另一端車有螺紋,桿體直徑1422mm。安裝時(shí)把活動(dòng)倒楔(小頭朝向孔底)綁在固定楔下部,一同送入錨桿眼的底部,然后用一專用的錘擊桿頂住活動(dòng)倒楔進(jìn)行錘擊,直到擊不進(jìn)去為止。最后套上墊板并擰緊螺帽。擰緊螺帽后,桿體便會(huì)給圍巖一個(gè)大小相同、方向相反的擠壓力,以抑制圍巖的變形或松動(dòng)。(3)金屬倒楔式錨桿:1-固定楔;2-活動(dòng)倒楔;3-桿體;4-墊板;5

36、-螺帽這種錨桿多為端頭錨固型,其原理是在孔內(nèi)放入錨固劑,利用錨固劑把錨桿的內(nèi)端錨定在錨孔內(nèi)。根據(jù)所使用的錨固劑不同,分為樹脂錨桿、快硬水泥錨桿和快硬膨脹水泥錨桿三種。樹脂錨桿由桿體和樹脂錨固劑組成,錨固劑被制成圓卷狀,外用塑料包裝,內(nèi)裝樹脂粘結(jié)劑填料和固化劑,樹脂填料和固化劑之間用塑料紙隔開。 (4)錨固劑粘結(jié)錨桿:固化劑樹脂填料 (a)錨桿桿體 (b)樹脂藥卷快硬水泥玻璃纖維紗網(wǎng)外套內(nèi)套空心紗網(wǎng)錨固劑 (c)快硬水泥卷 (d)快硬膨脹水泥卷管縫式錨桿又稱開縫式或摩擦式錨桿,采用高強(qiáng)度鋼板卷壓成帶縱縫的管狀桿體,用鑿巖機(jī)強(qiáng)行壓入比桿徑小1.52.5mm的錨孔。為安裝方便,打入端略呈錐形。由于管

37、壁彈性恢復(fù)力擠壓孔壁而產(chǎn)生錨固力,屬全長錨固型自錨式錨桿。(5)管縫式錨桿:這是一類可用于注漿的錨桿。在破碎巖體中施工時(shí),為了加固圍巖,利用錨桿進(jìn)行注漿,形成錨注支護(hù)形式。這類錨桿形式較多,如普通式、自進(jìn)式、半自進(jìn)式、脹殼式、組合式等。(6)中空注漿錨桿: (a)自鉆式中空注漿錨桿 (b)脹殼式中空注漿錨桿當(dāng)圍巖破碎范圍大,普通錨噴支護(hù)難以控制圍巖變形時(shí),使用錨索可收到良好效果。地下工程用錨索一般為由多根高強(qiáng)鋼絲組成的單股鋼絞線。錨索直徑2832mm,長度515m,用樹脂錨固劑錨固,錨固長度1m以上。錨索一般布置在地下工程的頂部,在跨度36m的拱形巷道里,每排布置35根,每隔35m布置一排。(

38、7)錨索:1-鋼絞線;2-錨具;3-墊板;4-鋼托板;5-擋片;6-樹脂;L1張拉端,L2自由端,L3錨固端錨桿的長度L(取下列兩公式中的最大值) 常用錨桿長度為1.4m3.5m。 ;L2S (圍巖中節(jié)理間距 ) 式中 B洞室跨度,m; n圍巖穩(wěn)定性系數(shù),穩(wěn)定性較好0.9;中等穩(wěn)定1.0;穩(wěn)定性較差1.1;不穩(wěn)定1.2; 錨桿直徑d 主要依錨桿的類型和錨固力而定,常用錨桿直徑為16mm24mm。 4.2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)參數(shù) 按懸吊理論計(jì)算錨桿長度 L=KHL1L2 K安全系數(shù),一般取2;H軟弱巖層厚度(或冒落拱高度),m;L1錨桿錨入穩(wěn)定巖層的深度,一般取0.250.23m;L2錨桿外露長度

39、,一般取0.1m。 錨桿間距D(取下列兩式中的最小值) D0.5L; D3 S(圍巖裂隙間距 ) 一般為0.81.0m,最大不超過1.5m。 (anchorage force) 一般要求不小于5t。大多為510t。Bolt arrangement 布置方式:方形、梅花形布置 錨桿方向:原則上應(yīng)盡可能與層面垂直布置,或使其與巖面形成較大的角度;對于傾斜的成層巖層,錨桿應(yīng)與層面斜交布置,以便充分發(fā)揮錨桿的作用。 噴射混凝土支護(hù)是將一定配比的混凝土,用壓縮空氣以較高速度噴射到洞室?guī)r面上,形成混凝土支護(hù)層的一種支護(hù)形式。 4.3 噴射混凝土支護(hù)(shotcrete support) Acting me

40、chanism(作用機(jī)理) 充填粘結(jié)作用 高速噴射的混凝土充填到圍巖的節(jié)理、裂隙及凹凸不平的巖石中,把圍巖粘結(jié)成一個(gè)整體,大大提高了圍巖的整體性和強(qiáng)度。 封閉作用 當(dāng)隧道圍巖壁面噴上一層混凝土后,完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸,有效地防止了風(fēng)化、潮解引起的圍巖破壞和強(qiáng)度降低。4.3.1 噴射混凝土作用原理 結(jié)構(gòu)作用 靠噴射混凝土與圍巖之間的粘結(jié)力及其自身的抗剪力,形成一個(gè)共同受力的承載結(jié)構(gòu)。且噴射混凝土層將錨桿、鋼筋網(wǎng)和圍巖粘結(jié)在一起,構(gòu)成一個(gè)共同作用的整體結(jié)構(gòu),從而提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力。 水泥 基本要求是:凝結(jié)快,保水性好,早期強(qiáng)度增長快,收縮較少。 應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥。水泥標(biāo)

41、號一般不得低于31.5。 砂子 中砂或粗砂,一般用細(xì)砂(易干縮、粉塵大) 細(xì)度模數(shù):應(yīng)大于2.5 含水率:57為宜 含泥量:不得大于34.3.2 噴射混凝土材料 石子(又叫瓜子片) 堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石。 最大粒徑:20mm。為減少回彈量,大于15mm粒徑 的顆??刂圃?0以下。 石子的含泥量不得大于1。 水 不應(yīng)含有害雜質(zhì),不得使用污水及pH4的酸性水 一般用普通自來水。 速凝劑 作用:加快噴射混凝土凝固速度的外加劑噴射混凝土材料: 形狀:粉狀和液體,目前國內(nèi)粉狀為多。 型號:紅星型、711型、陽泉型、782 型、J85型等。 摻量:一般摻量為水泥重量的2.54 速凝效果與水泥品種、速凝劑摻

42、量、水灰比、施工溫度等有關(guān)。加入適量的速凝劑,可大大提高噴射混凝土的早期強(qiáng)度,但后期強(qiáng)度卻略有降低,且加大了混凝土的收縮。因此,在滿足施工條件下,應(yīng)盡量少摻速凝劑,并拌合均勻。噴射混凝土材料: 配合比 為了減少噴混凝土?xí)r的回彈量,與普通混凝土相比,其石子含量要少得多,且粒徑也小,而砂子含量則相應(yīng)增大,一般含砂率在50左右效果較好。一般噴射混凝土的配合比: 噴砂漿:水泥:砂子為1:(22.5) 水灰比0.40.55。 噴混凝土:水泥:砂:石子為1:2:2 或1:2.5:2; 水灰比0.40.5。噴射混凝土材料: 轉(zhuǎn)子型干式混凝土噴射機(jī) 4.3.3 噴射混凝土機(jī)具 HPCV型混凝土噴射機(jī) 是轉(zhuǎn)子型

43、的改進(jìn)型,采用潮式噴法,將初拌后的潮料加入料斗,速凝劑采用自動(dòng)添加,由配料盤輸入轉(zhuǎn)子料腔,再由壓縮空氣將料腔中的混合料送出機(jī)體。 PC5B型混凝土噴射機(jī) 亦屬轉(zhuǎn)子型噴射機(jī),可進(jìn)行潮式作業(yè)。 采用了防粘轉(zhuǎn)子,體積小、重量輕、作業(yè)時(shí)粉塵少、回彈率低、易損部件壽命長、使用維修方便。尤其采用了分體式防粘轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子不粘結(jié)、不堵塞,作業(yè)環(huán)境好,勞動(dòng)強(qiáng)度低。 PC5B型潮式混凝土噴射機(jī) 濕式混凝土噴射機(jī)噴射混凝土機(jī)械手噴射作業(yè)前,應(yīng)進(jìn)行噴射機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)。噴射作業(yè)開始時(shí)先送風(fēng)后開機(jī),再給料;噴射結(jié)束時(shí),應(yīng)待噴漿機(jī)及輸料管內(nèi)的混合料噴完后再停機(jī)、關(guān)風(fēng)。 噴射時(shí)應(yīng)按分段、分片、自下而上、先墻后拱的順序操作。 噴射機(jī)供

44、料應(yīng)保持連續(xù)、均勻,以利噴射手控制水灰比。正常噴射作業(yè)時(shí),噴頭應(yīng)正對受噴面呈螺旋形軌跡均勻地移動(dòng),以使混凝土噴射密實(shí)、均勻和表面光滑平順。 4.3.4 噴射混凝土工藝 工作壓力 工作壓力是指噴射混凝土正常施工時(shí),噴射機(jī)轉(zhuǎn)子體內(nèi)的壓氣壓力。 控制氣壓,就是要保證噴頭處混凝土的噴射速度穩(wěn)定在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。 一般混合料水平輸送距離30m50m條件下,噴射機(jī)的供氣壓力保持在0.12MPa0.18MPa為宜。4.3.5 噴射混凝土的主要工藝參數(shù) 水壓 為了保證噴頭處加水能使隨氣流迅速通過的混凝土混合料充分濕潤,通常要求水壓比氣壓高0.1MPa左右。 水灰比(w/c ratio) 理論上最佳水灰比為0

45、.40.5 實(shí)際上全靠噴射手的經(jīng)驗(yàn)加以控制 混凝土易粘著,回彈量小,表面有一定光澤,無干斑或滑移流淌現(xiàn)象說明水灰比適宜。噴射混凝土的主要工藝參數(shù):噴頭方向噴頭噴射方向與受噴面垂直,并略向剛噴過的部位傾斜,除噴巷幫側(cè)墻下部時(shí),噴頭的噴射角度可下俯1015外,其他部位噴射時(shí),均要求噴頭的噴射方向基本上垂直于圍巖受噴面。噴頭與受噴面的距離最大 0.8m1.0m。應(yīng)根據(jù)輸料距離、供氣壓力 大小調(diào)整。噴距過大、過小,均可引起回彈量的增大。噴射混凝土的主要工藝參數(shù):一次噴射厚度 當(dāng)噴層較厚時(shí),噴射作業(yè)需分層進(jìn)行。通常應(yīng)在前一層混凝土終凝后方可施噴后一層。若終凝1h以后再進(jìn)行二次噴射時(shí),應(yīng)先用壓氣、壓水沖洗

46、噴層表面,去掉粉塵和雜物。 一次噴射厚度應(yīng)根據(jù)巖性、圍巖應(yīng)力、裂隙、隧道規(guī)格尺寸,以及與其他形式支護(hù)的配合情況等因素確定。噴射混凝土的主要工藝參數(shù):表7 一次噴射厚度(mm)噴射部位摻速凝劑不摻速凝劑邊 墻701005070拱 部50703050strength of shotcrete噴射混凝土強(qiáng)度 就地提取噴混凝土試件做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。對特殊要求的,可增做抗拉強(qiáng)度與巖面的粘結(jié)力、抗?jié)B性等相應(yīng)試驗(yàn)??箟簭?qiáng)度不應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)值。 thickness of shotcrete layer噴射混凝土厚度凝結(jié)前用針探法檢測,凝結(jié)后用鑿孔尺量法或取芯法檢測。要求噴層厚度不小于設(shè)計(jì)值的90。 4.3.5 噴射

47、混凝土質(zhì)量檢測 inspection of bolt(錨桿的檢測) 包括長度、間排距、角度、方向、錨固力(或拉拔力)等 主要是錨固力試驗(yàn),錨固力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),一般可用補(bǔ)打錨桿予以補(bǔ)強(qiáng) 錨桿質(zhì)量檢測的儀表工具為錨桿拉力計(jì)和錨桿探測儀 錨固力一般為510t 。錨噴支護(hù)是指以錨桿和噴射混凝土為主體的一類支護(hù)形式的總稱,根據(jù)地質(zhì)條件及圍巖穩(wěn)定性的不同,它們可以單獨(dú)使用也可聯(lián)合使用。聯(lián)合使用時(shí)即為聯(lián)合支護(hù),具體的支護(hù)形式依所用的支護(hù)材料而定,如錨桿+噴射混凝土支護(hù),稱錨噴聯(lián)合支護(hù),簡稱錨噴支護(hù);錨桿+注漿支護(hù),簡稱錨注支護(hù);錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土支護(hù),簡稱錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)等。4.4 錨噴聯(lián)合支護(hù)(b

48、olt-shotcrete support) 聯(lián)合支護(hù)在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)遵循以下原則: (1)有效控制圍巖變形,盡量避免圍巖松動(dòng),以最大限度地發(fā)揮圍巖自承載能力。 (2)保證實(shí)現(xiàn)圍巖、噴層和錨桿之間具有良好的粘結(jié)和接觸,使三者共同受力,形成共同體; (3)選擇合理的支護(hù)類型與參數(shù)并充分發(fā)揮其功效; (4)合理選擇施工方法和施工順序,以避免對圍巖產(chǎn)生過大擾動(dòng),縮短圍巖暴露時(shí)間; (5)加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測,以指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。 (1)錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)是同時(shí)采用錨桿和噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)的形式,適用于、類圍巖和部分類圍巖。它同時(shí)能發(fā)揮錨桿和噴射混凝土的作用,并且能取長補(bǔ)短,二者合一,形成了聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu),是一種有

49、效的支護(hù)形式,得到了廣泛應(yīng)用。幾種常見的聯(lián)合支護(hù)形式:開挖錨桿和噴射混凝土現(xiàn)澆鋼筋混凝土初期支護(hù)二次支護(hù)初期支護(hù):錨桿和噴射混凝土二次支護(hù):現(xiàn)澆鋼筋混凝土臺(tái)車(2)錨網(wǎng)噴支護(hù)錨桿、金屬網(wǎng)和噴射混凝土聯(lián)合形成的一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。金屬網(wǎng)的介入,提高了噴射混凝土的抗剪、抗拉及其整體性,使錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)更趨于合理,在較為松軟破碎的圍巖中得到廣泛應(yīng)用。 金屬網(wǎng)網(wǎng)格尺寸:150mml50mm 金屬網(wǎng)鋼筋直徑: 5mm10mm幾種常見的聯(lián)合支護(hù)形式:(3)錨噴鋼架支護(hù)對于松軟破碎嚴(yán)重的圍巖,其自穩(wěn)性差,開挖后要求早期支護(hù)具有較大的剛度,以阻止圍巖的過度變形和承受部分松弛荷載。此時(shí),就需要采用剛度較大的鋼拱架支護(hù)。

50、另外,在淺埋、偏壓隧道,當(dāng)早期圍巖壓力增長快,需要提高初期支護(hù)的強(qiáng)度和剛度時(shí),也多采用鋼拱架支護(hù)。鋼拱架的整體剛度較大,能很好地與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合,構(gòu)成聯(lián)合支護(hù),受力性能較好;鋼拱架的安裝架設(shè)比較方便。幾種常見的聯(lián)合支護(hù)形式:鋼拱架可用型鋼或格柵鋼架制作。型鋼多用槽鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制作。型鋼拱架重量大,消耗鋼材多,在公路、鐵路隧道工程中的初次支護(hù)中多用格柵鋼架。格柵鋼架一般與錨噴支護(hù)聯(lián)合采用。格柵鋼架由鋼筋焊接而成,受力性能較好,安裝方便,并能和噴射混凝土結(jié)合較好,節(jié)省鋼材,優(yōu)點(diǎn)較多。 圖2-83 格柵鋼架構(gòu)造(尺寸單位:mm)a)格柵鋼拱架示意圖;b)接頭示意圖;c)格柵

51、鋼架斷面;d)工字鋼鋼架;e)鋼管鋼架;f)鋼管鋼架可塑接頭 (4)鋼筋網(wǎng)殼錨噴支護(hù)用鋼筋在地面焊接成板殼結(jié)構(gòu),內(nèi)部是立體縱橫交叉的鋼筋網(wǎng)架支撐著外層鋼筋網(wǎng)。每架支架由數(shù)塊構(gòu)件對頭拼裝,用螺栓連接。一架緊接一架安裝,架間不留間隔。先進(jìn)行錨桿支護(hù),然后架設(shè)網(wǎng)殼板塊,最后噴射混凝土。每棚支架可為46片,每片寬0.8-1.0m,厚度100-150mm。適用于高地應(yīng)力軟弱、膨脹、破碎巖體的一項(xiàng)新型支護(hù)技術(shù)。幾種常見的聯(lián)合支護(hù)形式:(5)錨注噴射混凝土支護(hù)這是在破碎軟巖中應(yīng)用的一種支護(hù)結(jié)構(gòu),即在掘進(jìn)后先利用內(nèi)注式注漿錨桿及噴射混凝土進(jìn)行錨噴初次支護(hù),滯后迎頭一定距離再進(jìn)行注漿二次支護(hù)。錨注支護(hù)技術(shù)利用錨

52、桿兼作注漿管,實(shí)現(xiàn)了錨注一體化。注漿可改善更深層圍巖的松散結(jié)構(gòu),提高巖體強(qiáng)度,并為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ),使錨桿與圍巖形成整體,從而形成多層有效組合拱,即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱、漿液擴(kuò)散加固拱,提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。幾種常見的聯(lián)合支護(hù)形式:錨注噴射混凝土機(jī)理圖分砌筑式和澆筑式兩類。砌筑式主要指用料石、磚、混凝土或鋼筋混凝土塊砌筑而成的地下支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。澆筑式是指在施工現(xiàn)場澆注混凝土而形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。4.5 連續(xù)式襯砌支護(hù)石材支架石材支架的主要斷面形式是直墻、拱頂。它由拱、墻和基礎(chǔ)所構(gòu)成。使用料石砌筑拱、墻(壁)時(shí),一般均采用拱、壁等厚;使用混凝土砌拱、料石砌壁時(shí),一般拱、

53、壁不等厚。石材支架的施工,多數(shù)情況下是在掘進(jìn)后先架設(shè)臨時(shí)支架,以防止未襯砌段坑道的頂、幫巖石的垮落。臨時(shí)支護(hù)可用錨噴或金屬拱形支架形式。4.5.1 砌筑式支護(hù) 1-金屬貯胎;2-工作臺(tái);3-風(fēng)筒;4-風(fēng)帶;5-水帶;6-壓風(fēng)管 施工順序:拆除臨時(shí)支架的架腿 掘砌基礎(chǔ) 砌筑側(cè)墻 砌拱 大型砼預(yù)制塊砌筑支護(hù) C100大型高強(qiáng)鋼筋砼弧板支護(hù)(簡稱高強(qiáng)弧板) 適用:高地應(yīng)力、松軟、破碎、膨脹地層巷道、圓形斷面。 安裝:地面預(yù)制、工作面組裝,錯(cuò)縫安裝; 由于重量大( 10kN左右),需用機(jī)械手安裝。 結(jié)構(gòu):每圈由4-5塊組成,每塊厚200-300mm,寬300-500mm;平接頭,中間墊20-30mm的

54、木墊板;壁后用灰包充填密實(shí)。充填前要浸水,以便充填后固化。 鋼筋砼管片支護(hù) 鋼筋混凝土管片襯砌是城市地鐵盾構(gòu)隧道中廣泛使用的一次襯砌支護(hù)形式,隧道貫通后在其內(nèi)再用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行二次襯砌。現(xiàn)澆混凝土襯砌施工的主要工序有:準(zhǔn)備工作拱架與模板施工混凝土制備與運(yùn)輸混凝土灌筑混疑土養(yǎng)護(hù)與拆模等 4.5.2 現(xiàn)澆混凝土襯砌施工 準(zhǔn)備工作 清理場地,中線和水平測量,放線定位,架設(shè)襯砌模板支架或架立拱架,襯砌材料、機(jī)具準(zhǔn)備等。 拱架與模板施工 拱架間距:一般可取1m,最大不應(yīng)超過1.5m。 拱架材料:宜采用金屬或其它新型模板結(jié)構(gòu), 裝拆方便、表面光滑、接縫嚴(yán)密、 有足夠的剛度和穩(wěn)定性。 現(xiàn)澆混凝土襯砌施工:

55、模板形式:襯砌模板臺(tái)車或移動(dòng)式整體模架 普通鋼模板或鋼木混合模板(中、小長度隧道) 拱架形式:一般多采用鋼拱架,用廢舊鋼軌制成。 拱架模板架設(shè): 位置準(zhǔn)確,連接牢固,嚴(yán)防走動(dòng); 用前應(yīng)先在樣臺(tái)上試拼裝; 拱架外緣與圍巖之間加支撐頂緊; 預(yù)留沉落量; 擋頭板應(yīng)按襯砌斷面制作,與巖壁間隙應(yīng)嵌堵緊密; 拱架應(yīng)在垂直于隧道中線方向架設(shè)。現(xiàn)澆混凝土襯砌施工: 立墻架時(shí)應(yīng)做好以下工作:立墻架時(shí),應(yīng)對墻基標(biāo)高進(jìn)行檢查;襯砌施工時(shí),其中線,標(biāo)高、斷面尺寸和凈空大小均須符合隧道設(shè)計(jì)要求;模筑襯砌的模板放樣時(shí),允許將設(shè)計(jì)的襯砌輪廓線擴(kuò)大50mm,確保襯砌不侵入隧道建筑限界;襯砌的施工縫應(yīng)與設(shè)計(jì)的沉降縫、伸縮縫結(jié)合

56、布置,在有地下水的隧道中,所有施工縫、沉降縫和伸縮縫均應(yīng)進(jìn)行防水處理?,F(xiàn)澆混凝土襯砌施工: 混凝土制備與運(yùn)送 混凝土的配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。特別要重視掌握加水量,控制水灰比和坍落度等。 邊墻處混凝土坍落度為lcm4cm;在拱圈及其他不便施工處為2cm5cm。 混凝土拌和后,應(yīng)盡快澆筑。混凝土的運(yùn)送時(shí)間一般不得超過45min。 已達(dá)到初凝的剩余混凝土,不得重新攪拌使用?,F(xiàn)澆混凝土襯砌施工: 澆筑工藝要求應(yīng)分節(jié)段澆筑,節(jié)長在松軟地層一般不超過6m;每節(jié)段拱或邊墻應(yīng)連續(xù)灌注,以免產(chǎn)生施工縫。澆筑邊墻混凝土。澆筑前,必須將基底石渣、污物和基坑內(nèi)積水排除干凈,墻基松軟時(shí),應(yīng)做加固處理;邊墻擴(kuò)大基礎(chǔ)的擴(kuò)大部分及仰拱的拱座,應(yīng)結(jié)合邊墻施工一次完成;邊墻混凝土應(yīng)對稱澆筑,以避免對拱圈產(chǎn)生不良影響。拱圈混凝土襯砌。拱圈澆筑順序應(yīng)從兩側(cè)拱腳向拱頂對稱進(jìn)行;分段施工的拱圈合攏宜選在圍巖

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