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《岩石地下建筑工程》期末复习
注意: 只总结部分, 不是全部, 建议将书认真看一遍!
地下建筑: 建造在岩层或土层中的各种建筑物和构筑物, 是在地下形成的建筑空间。
地下建筑的优点: 1、 有效地利用土地
2、 提高交通通行率
3、 节约能源
4、 对自然灾害的防护能力强
5、 环境效益好
6、 隔音和隔振
7、 维护管理简单
地下建筑的缺点: 1、 观景、 自然光线受到限制
2、 出入和通行受到限制
3、 可视性受到限制
4、 不良的生理反应
5、 受场地限制
6、 防水问题
7、 节能有一定限制
8、 施工较困难
新奥法( 英文NewAustrianTunnellingMethod, 缩NATM)
最主要的设计构思是: 发挥围岩自身的承压能力, 以获得最安全和最济的效果。
使用条件及要求: 1、 各种形状, 不同洞室均可( 广泛性)
2、 要求勘测、 设计、 施工、 控制各环密切配合
3、 尽可能发挥围岩”自承”作用
优越性: 1、 快速、 经济
2、 安全、 适应性强
3、 有效控制地陷量
4、 施工灵活性
5、 宜于做防水层
主要原则: 1、 围岩是洞室承载结构, 具有一定自承能力
2、 尽量保持围岩原有结构和强度
3、 尽可能适时支护
4 支护与围岩快速密贴封闭
5、 洞室尽可能圆形断面, 避免应力集中
6、 施工组织与施工人员要求高
地下洞室稳定与岩石构体、 岩体的物理力学特性、 原始地应力、 地下水作用和
时间等因素有关
地下洞室整体布局与地应力、 岩体地质结构、 岩体的力学性质、 地下水的影响
最明显
洞室的合理连接方式: ⑴两洞室跨度相等但高度不等时, 一是一洞的顶拱与另一洞的边墙相交; 二是一洞的顶拱与另一洞的拱脚相交。
⑵高度相等跨度不等时, 适当提高大跨度洞室的高度。
比较连接方式( P28-29)
隧道洞口位置的选择: ①洞口应该考虑避开滑坡、 崩塌、 泥石流等不良地质地段。确定洞口位置时, 对边, 仰坡的稳定性应着重考虑, 一般应设在山体稳定, 地质条件好、 排水有利的地方。
②洞口不应设在沟谷低洼处和汇水沟处
③隧道穿过悬崖陡壁时要注意岩壁的稳定性。施工时洞口不宜扰动原坡面和破坏地表植被及暴露风化破碎的碎岩层
④隧道中线与地形等高线正交, 正交洞口的边仰坡开挖较小而且均衡。
⑤隧道洞口有时不能设在地下部分的出入口。
直墙式衬砌断面: 围岩较好, 一般不产生较大的侧压力, 因此不需要设仰拱, 能够采用直墙, 此时隧道的净断面积最小。( 看书中图)
隧道按所在岩层分为: 岩石隧道( 亦称山岭隧道) 和软土隧道( 亦称水底隧道和城市道路隧道)
路网规划应遵循下列原则: 1、 线路走向应基本符合主客流方向。
2、 地铁线路网基本走向往往沿城市主要接到布置。3、 必须考虑城市远景发展的要求。
4、 选线应从实际出发。
地铁路网分为: 单线式、 单环式、 多线式、 蛛网式、 棋盘式。
地铁限界分为车辆限界, 设备限界和建筑限界, 接触轨和接触网限界。
地铁车站的类型: 1、 按所处位置和运营性质: 终始站、 中间站、 区域站和换乘站
2、 与区间隧道的关系: 岛式车站和侧式车站。
城市地下综合体建设考虑原则: 1、 解决地面交通问题为主要目的
2、 重视一体多功能的开发
3、 充分把保障环境舒适与人、 物安全
4、 控制投资回收、 资金运转能力
5、 近期规划符合长期发展
地下停车场分类:
按建筑形式
按使用性质
按运输方式
按地质条件
按设置场所
单建式
公共停车场
坡道式
土层地下车场
道路地下车场、 公园地下车场
附建式
专业停车场
机械式
岩石地下车场
广场地下车场、 建筑物地下车场
地下储库主要类型: 水库、 食物库、 能源库、 物资库、 废物库
地下停车场设计由: 停车间、 通道、 坡道或机械提升间、 出入口、 调车场地等组成。
地下冷库的优缺点: 优点: 1、 温度稳定, 节省运行费用
2、 节省建材
3、 适应事故能力强
缺点: 1、 选址所限制
2、 较长预冷期
地下冷库的设计原则: 1、 合理使用巷道原则
2、 充分考虑围岩热绝缘原则
3、 防水、 排水设计原则
4、 小散热面设计原则。
油库地下储油区由: 岩石中的洞罐、 操作间、 通道、 风机房等组成
画图说明岩洞水封油库的原理:
当岩石中处于地下水位以下的洞室开挖后, 围岩中的水流向洞室, 在洞室周围形成降水漏斗。当洞室中注入油品后, 降水曲线随着油面上升逐渐恢复。此时, 在油罐壁面上存在压力差。在任一高度上, 水压力均大于油压。因此, 油不可能从围岩裂隙中漏失。与之相反, 水可经过裂隙流入洞罐, 但水进入后向罐底流动, 能够汇集后抽出。

地下洞室的施工方法: 暗挖法、 明挖法、 特殊施工法。
洞室开挖方案要求: 1、 保证安全, 符合工程质量与建设工期
2、 有利增强和维护围岩的稳定性
3、 充分利用洞室空间( ……)
4、 施工干扰小, 提高工效
5、 有利于新工艺推广
6、 节约材料, 降低成本
导洞是指根据洞室分部开挖的需要, 在洞室断面上首先开挖的面积较小的那部分。
导洞的基本作用是: 1为洞室开挖创造自由面, 以便进一步挖最后形成符合设计要求的洞室空间。2还能够查明和核实洞区的地质情况, 以便及时修正设计或变更施工方案。
先拱后墙法按其导洞所处位置不同可分为上导洞法、 上下导洞法、 拱部双侧导洞法和拱部多导洞法。其基本点是先解决拱部围岩的稳定这个主要矛盾, 先做好拱圈, 保证下部开挖的安全。可是, 采用先拱后墙法要求侧壁围岩在边墙衬砌筑好前, 能承受由拱圈传下的荷载。可是, 当围岩更差, 不但拱部的围岩差, 而且侧壁围岩也很破碎, 拱座很难成型; 或很软弱, 强度很低; 或者洞室跨度又大, 拱圈传下的荷载又很大, 拱脚处围岩不能承受拱圈传下的巨大荷载。在此情况下, 首先必须考虑为拱脚提供可靠的基础, 保证顺利地浇筑拱圈。
先墙后拱法常在底部设置侧壁导洞, 由下而上地开挖和衬砌边墙, 保证顺利地浇筑拱圈, 既解决了侧壁围岩的稳定又为拱圈提供了稳固的基础。此法另一特点是拱部的开挖仍须由顶设导洞开始, 拱部为一个导洞。若洞室跨度较大时, 也可顶设双侧导洞。因工程费用相对较高, 故只适于地质条件差, 洞室跨度大的工程。
马口开挖: 在开挖侧墙时, 每次开挖段不宜过长, 且需分段间隔进行。
深孔自上而下分段爆破法的要求: 1对钻孔质量要求高, 钻孔孔位及孔距要准确, 深度一致, 炮孔互相平行2讲求爆破技术, 装药及爆破作业要准确、 仔细, 装药前后, 应对孔深、 装药高度、 堵塞高度进行测量。
斜洞开挖的特点: 1对围岩的扰动范围比同断面的平洞大2钻孔的作业条件差3出碴条件差4通风、 排烟、 排水方面, 因开挖方向不同也具有不同的特点5为保证准确成型和贯通, 对测量工作要求高。
罐室开挖的特点: 1罐室的围岩整体稳定性较易得到保证2罐室的开挖工程量集中3罐室下部的永久性通道, 一般作为施工导洞4施工难度大, 技术要求高。
钻孔爆破法主要由钻孔、 爆破、 出碴三个基本工序组成。
每一掘进循环所推进的长度称之为循环进尺。
在软岩地层中施工时, 采取下列措施维护围岩稳定和保证施工顺利进行:
1、 围岩暴露后, 尽快封闭, 尽量使围岩来不及风化或减少风化的影响
2、 临时支护最宜采用柔性支护或可缩性支撑
3、 若地层中含有遇水能膨胀的物质, 必须妥善处理作业面的排水
4、 进行适当超挖
5、 再有膨胀性的地层中开挖爆破时, 应采用减震爆破技术
6、 永久性支护宜在膨胀变形稳定后再作为好。
瓦斯突出是指在掘进过程中发生瓦斯突然运动, 即在极短的时间内, 突然喷出大量的瓦斯。
震动放炮: 必须使煤层瓦斯压力小于1MPa。如果压力超过这个数值, 可采用钻孔排放瓦斯的措施将其压力降至1MPa以下。
岩爆是地层中高应力区洞室开挖引起应变能突然释放时围岩脆性破坏形成的一种动力失稳现象。
药壶爆破: 对坚硬岩石推荐梯段爆破方法降低巷道中应力集中。
岩石地下工程支护的作用: 1、 支承围岩
2、 防护, 包括防水、 防渗、 防止围岩风化、 隔潮、 防泄漏等。
岩石支护是以人工结构物承受围岩变形压力、 岩体不连续面切割的岩块或破碎带岩石自重荷载的岩层控制方法。
锚杆支护参数的选择, 主要是确定锚杆支护的间距、 长度和直径。
间距: 锚杆的间距等于锚杆排距a=0.887d√σ/kmr。长度: 锚杆只需使锚固部分在坚固岩层内大于0.2米即可l=l2+m+l1。直径: 锚杆锚固力要等于锚杆抗拉极限d=1.13√Q固/σ拉。
岩石地下建筑施工组织的基本任务是:
根据工程具体条件, 制订出切实可行的技术组织措施, 保证施工安全, 不断改进劳动条件, 将各方面的力量、 各种要素科学地组织起来, 使建筑工程的施工活动达到工期短、 质量好、 成本低、 迅速发挥投资效益。
组织工程施工的基本程序分为: 施工准备、 组织施工、 竣工验收。
施工准备阶段的施工内容 1、 技术准备工作( 1熟悉和会审施工图纸2调查和收集资料)
2、 物质准备3施工现场准备。
施工管理的主要内容包括: 计划管理、 技术管理、 安全生产管理、 劳动管理、 机具材料管理、 工程成本管理。
岩石地下建筑施工组织设计的主要内容是:
1、 工程概况
2、 施工条件
3、 施工程序和施工方案
4、 开挖工程的作业组织和循环图表
5、 工程进度计划
6、 主要材料、 机具、 劳动力需用量计划
7、 辅助设置的组织
8、 施工准备工程计划
9、 施工平面图
10、 施工技术组织措施。
开挖循环作业时间: 完成一个循环作业所消耗的时间。
开挖循环作业图表: 开挖作业循环一般以图表形式表示。
顺序作业: 施工对象只有一个作业面, 各工序按作业顺序依次进行, 前一项工序完成后才进行后一项工序。
平行作业; 在同一个工作面上, 同时进行者两项或者两项以上的工序。( 能够缩短作业时间, 但同时作业的工序相互有干扰)
流水作业: 当作业面较多时, 将一个开挖循环的主要工序分在两个工作面上同时进行。( 同时有以上两者的优点)