地下工程 助工法.pptVIP

§4-7 辅助工法 一、概述 在隧道开挖和支护时，将使掌子面稳定控制地表下沉和加强围岩、地下水处理等的施工方法统称为“辅助工法”。 二、采用辅助工法的情况 1、未固结围岩和膨胀性围岩； 2、砂层砂砾层围岩和互层围岩； 3、风化花岗岩的围岩和强风化岩； 4、软弱的粘土质岩和蛇纹岩； 5、结晶片岩和古生层的破碎带、 6、大量高压涌水的围岩； 7、浅埋隧道和接近结构物的隧道。;三、辅助工法的分类 辅助工法按其作用目的分为稳定掌子面、控制地表下沉和加强围岩、地下水处理等３类。 １、稳定掌子面的辅助工法 掌子面：施工中的开挖面。 近年由于山岭隧道的增加，在自稳性差的围岩中施工的情况愈来愈多，掌子面稳定问题成为隧道开挖技术中的重要问题。;采用各种辅助工法，提高掌子面和拱顶的稳定。 ; ２．稳定地表及地表下沉的辅助工法 分为改善整体围岩和改善掌子面上方围岩为目的的两大类。 （１）改善整体围岩的辅助工法 有药液压注法、冻结法及垂直锚杆法。 ①药液压注法 压注法是向地层中压注浆液，造成固结土，降低地层的透水性，同时强化地层，是构筑地下结构物中不可缺少的辅助工法。 ; ②冻结法 地层冻结工法是地层改良工法的一种，在软弱地层和有地下水的地层暂时地人工冻结形成冻土，利用冻土的稳定作用和遮水作用构筑结构物，工程完成后再把冻土解冻，恢复原地层的工法。 特点： 适用于构筑地层；冻土坚固、遮水性高；容易预测冻结范围，可靠性高；对大气和地下水无污染；与其他工法比较工费高等 该法分为低温液化气方式（直接方式）和盐水方 式（间接方式）两种。; ③垂直锚杆法 在隧道开挖前，在隧道上部钻孔，钻孔中插入粗钢筋，再充填砂浆或水泥浆，在地层中形成任意程度的棒状的钢筋加固体，可以阻止因开挖产生的围岩变形，．提高围岩的抗剪切强度。 在防止地表下沉、稳定隧道掌子面。处理偏压、防止坡面崩塌等情况时十分有效。在浅 埋的软弱围岩和滑坡地段等施工条件恶劣的地点，应用极为广泛。 ;（２）改善掌子面上方围岩 改善掌子面上方围岩的辅??工法有管棚法、水平高压旋喷法两种。 ①管棚 是在隧道开挖之前，沿隧道开挖断面外轮廓，以一定间隔与隧道平行钻孔、插入钢管，再 从插入的钢管内压注充填水泥浆或砂浆，来增加钢管外周围岩的抗剪切强度，并使钢管与围岩一体化的方法。一般多在洞口施工时采用。根据使用的钢筋直径分类，有小直径钢管管棚和中、大直径钢管的管棚。; 管棚工法的效果主要为梁效应和加强效应： ·梁效应是指钢管先行施设后，在掘进时，钢管在掌子面和后方的支撑下，形成梁式 结构，可防止围岩的崩塌和松弛。 ·加强效应是指钢管插入后，压注水泥浆，加强了钢管周边的围岩。; ②水平高压旋喷法 在掌子面与隧道轴线平行时，用特殊机械钻孔，同时向管体内高压喷射水泥浆液，形成５０～７０ｃｍ的圆柱体（桩）的工法。 是改善掌子面自稳性和控制地表下沉的较好的方法。缺点是设备庞大。 ;３．地下水对策辅助工法 涌水的对策工法大体上分为两大类，即排除涌水的方法（降低地下水位法）和阻止涌水 的方法（止水法）。 （１）降低地下水位法 ①从地表降低地下水位 在地面设深井点 ②从隧道内降低地下水 可在隧道内设深井点、水平钻孔、超前坑道等，;（2）止水工法 一般配合排水法进行 药液压注工法 压气工法 冻结工法; §4-8 量测技术 一、信息化施工、量测的必要性 隧道工程是实践很强的学科，既不能单靠理论推导也不能完全采用工程类比。 近年来，普遍采用的信息化施工，即可使经验方法科学化，又可使理论分析具有实际的背景。 1、信息化施工（情报化设计） ;(1) 概念 是指通过施工前和施工过程中对导洞、试验洞或正洞的量测（包括拱顶沉降、洞周收敛变形、地中变位、支护与围岩相互作用力等），以这些实测的量测值作反演分析，用来监控围岩和支护的动态及稳定与安全，根据及时获得的量测信息进一步修改和完善原设计；并指导下阶段施工；确定支护施作方式和时间；调整施工参数：以期获得最优地下结构物的一种方法。;（2）流程图（P146、图4-14）;（3）过程： ①预设计 在初步地质调查和室内岩石力学试验基础上，通过理论分析或工程类比对支护结构和施工决策做出预设计 ②现场监测 然后，在施工中对围岩和支护结构的力学状态的变化进行监测， ③数据分析和处理 将所量测到的能反映隧道结构体系力学状态的物理量（如坑道周边某些测点上的位移值，或某一基线上的净空变化值）加以综合和处理。;④信息反馈 通过所谓“反分析”技术，根据监测的信息反推出表征围岩性态及其地质环境的初始参数，然后再将它输入模型中重新进行理论分析，并根据新的计算结果及时调整