① 完整隧道工程答案50
1. 隧道概念及作用;主體建築物,附屬建築物《隧道通常是指用作地下通道的工程建築物。一般可分為兩大類,一類是修建在岩層中的,稱為岩石隧道,一類是修建在土層中的,稱為軟土隧道。主體建築物包括洞身襯砌和洞門,附屬建築物包括通風,照明,防排水,安全設備等。
2、道路隧道工程調查內容:地形調查、地質調查、氣象調查、環境調查、施工條件調查以及與工程有關法令調查等。
3、道路隧道位置的定位,洞口位置的選擇《定位:在決定隧道位置時,要考慮到路線的特性,與前後線形的銜接、地形地質條件對施工難易程度的影響、交通安全、行駛性能等,洞口附近應特別加以注意。 洞口位置的選擇:1洞口部分在地質上通常是不穩定的。應避免不穩定地區,設在山體穩定、地質條件好、排水有利的地方。2通口不應設在溝谷低窪處和匯水溝處。3隧道穿過懸崖陡壁時,要注意岩壁的穩定性。4洞口地形平緩時,一般也應早進洞玩出洞。5為使洞口段襯砌結構受力條件較好,應使隧道中線與地形等高線正交,正交洞口的邊、仰坡開挖較小而且均衡。6長大隧道在洞門附近考慮施工場地、棄渣場以及便道的位置,對組織施工時的難易和進度有很大影響7洞口部分埋深較小,應考慮附近的地上構築物、低下埋設物對隧道的影響和對策。8預先考慮運營後,通風設備排出的廢氣和雜訊對周圍環境的影響程度和解決辦法。9研究雪崩、陣風、風吹雪等對安全行駛的影響,考慮設置防雪工程、防風工程和放路面凍害工程的必要性。10在城市隧道的進出路上,平交路口對隧道交通有無影響,如何解決等。
4、隧道工程概算應包括的費用:土建費、機電費、儲備費、管理費。
5. 隧道線性確定的原則:1平面線形要求:原則上採用直線,避免曲線2縱面線形要求:以不妨礙排水的緩坡為宜,在變坡點上應放入足夠的豎曲線3引線要求:引線的平面及縱斷線形應當保證有足夠的視距和行駛安全,洞口前的引線縱坡與隧道縱坡在必要的距離之內應保持一致4隧道凈空斷面要求:應給附屬設備留有足夠的空間,在長隧道里要設置加寬頻,凈高由汽車載貨限制高度和富裕量決定。自然通風的隧道,斷面應適當大些。
6 .隧道洞身襯砌的類型及適用條件:1直牆式襯砌:通常適用於岩石地層垂直圍岩壓力為主要計算荷載、水平圍岩壓力很小的情況。一般適用於IV 、V類圍岩,有時也可用於 III 類圍岩;2曲牆式襯砌:通常在 III 類以下圍岩中,水平壓力較大,為了抵抗較大的水平壓力把邊牆也做成曲線形狀;3噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復合式襯砌;4圓形斷面隧道;5矩形斷面隧道。
7,噴錨襯砌,復合式襯砌:根據實際情況,需要安裝錨桿的則先裝設錨桿,再噴混凝土,即為噴錨襯砌。如果以噴混凝土,錨桿或鋼拱支架的一種或幾種組合作為初次支護對圍岩進行加固,維護圍岩穩定防止有害松動。帶初次支護的變形基本穩定後,進行現澆混凝土二次襯砌,即為復合式襯砌。
8,洞門的三種型式:端牆式,翼牆式和環框式。端牆式洞門適用於岩質穩定的IV類以上圍岩和地形開闊地區,是最常用的洞門型式;翼牆式洞門適用於地質較差的III類以下圍岩,以及需要開挖路塹的地方;當洞口岩層堅硬、整體性好、節理不發育,且不易風化,路塹開挖後仰坡極為穩定,並且沒有較大排水要求時採用。
9,應設置明洞:洞頂覆蓋層較薄,難以用暗挖法修建隧道時;隧道洞口或路塹地段收坍方、落石、泥石流、雪害等危害時;道路之間或道路與鐵路之間形成立體交叉,但又不宜做立交橋時,通常應設置明洞。
10. 隧道內裝的作用,對內裝材料的要求?內裝可以改善隧道內的環境,主要是提高能見度其次是吸收噪音。 內裝材料應該具有吸收噪音的作用,用於內裝的新材料應該具有耐火性,在高溫條件下仍然可以維持原狀,不燃燒,不分解有害成分等;耐蝕性;不怕水;材料來源廣泛
11.運營通風方式選擇考慮因素:隧道通風方式種類很多,選擇時最主要的是要考慮隧道長度和交通條件,同時還要考慮 氣象,環境,地形以及地質條件。在充分考慮各種因素後,選擇既有效又經濟的通風
12.運營通風方式的分類,在交通正常的情況下,劃分選擇自然通風及選擇機械通風的界限:可分為自然通風和機械通風,機械通風又分為縱向式,半橫向式,全橫向式和混合式。在選擇通風方式時,首先需要決定隧道所需的通風量,然後討論自然風和交通風能不能滿足要求,如果不能滿足需要或者缺乏可靠性,就應當採用機械通風。
13.何謂縱向式通風,他有哪幾種形式,適用於何種條件,什麼樣的情況下宜採用有豎井的縱向式通風,豎井應設置在隧道的什麼位置?縱向式通風是從一個洞口直接引進新鮮空氣,由另一個洞口把污染空氣排除的方式,與自然通風的原理是相同的。形式,如射流式通風、風道式通風和集中排氣式通風,根據交通方式不同又可以有不同具體設計。1射流式通風,對向交通時一般適用於1000m以下的隧道,單向交通時可達2000m左右。不過通常要根據所需通風量和車道風速界限允許的最大通風量檢算。如果交通量小,即使隧道很長仍可運用。2有豎井的縱向式通風,對向交通時適用於3000m以下的隧道,單向交通時適用於1500m以下的隧道。3通風所需動力與隧道長度的立方成正比,所以用機械通風時,隧道越長就越不經濟。如果在隧道中間設置豎井就可以克服這個缺點。因而,常常用豎井對長隧道進行分段。 對向交通的隧道,豎井宜設置在中間;單向交通時,則應靠近出口側。
14 送風式半橫向通風概念,適用條件:送風式半橫向通風是半橫向通風的標准形式,新鮮空氣經送風管直接吹向汽車的排氣孔高度附近,對排氣直接稀釋。污染空氣是在隧道上部擴散,經過兩端洞門排出洞外。適用於3000m以下隧道
15.全橫向通風的概念,適用條件及其特點
答:這種通風方式同時設置送風官道和排風管道,隧道內基本上不產生沿縱向流動的風,只有橫方向的風流動。這種方式,在對向交通時,車道的縱向風速大致為零,污染濃度的分布沿全隧道大體上均勻。但是在單向交通時,應為交通風的影響,在縱向能產生一定風速。污染濃度由入口至出口有逐漸增加的趨勢。
16.如何進行通風機的選擇,如何進行射流式通風機選擇台數的計算?
答:隧道通風需要大風量低風壓的通風機,應選用軸流式通風機。但軸流通風機的價格較高,而且噪音較大。離心式通風機升壓容易,當隧道需要4.9MPA以上壓力時,才比較選擇軸流式或離心式通風機。
17.隧道照明與道路照明的顯著區別,隧道照明的主要困難問題。P61
答:隧道照明與道路照明的顯著不同是晝間也需要照明,而且晝間照明比夜間照明更加復雜。主要的困難問題是在隧道入口及其相鄰區段需要考慮人的視覺適應過程。
18.黑框效應;黑洞效應;他們發生在什麼位置?如果在隧道周邊陰影里有障礙物存在,則往往難以辨認,甚至不能察覺,由於陰影酷似黑框,故將這種現象稱為黑框效應。在感應現象的作用下,雖然實際上洞口也有相當的亮度,但司機仍然感到洞口很黑,像個黑洞,以致無法辨認洞口附近的情況,連障礙物也難以發現,這種現象稱為黑洞效應。
黑框效應發生在短隧道,黑洞效應發生在長隧道。
19.何為照明上的短隧道?:當汽車駛近沒有適當照明的隧道時,因隧道長度不同駕駛員會產生不同的反應。一種情況是在進入隧道之前,當隧道內沒有車輛時,能看見隧道出口及其洞外景物的,稱為短隧道。
20、照明區段的劃分?:長隧道照明基本上可以按接近段、入口段、過渡段、中間段和出口段五個區域劃分。
21、何謂照明區段上的接近段?在道路隧道各照明區段中,在洞口(設有光過渡建築時,則為其入口)前,從注視點到適應點之間的一段道路,在照明上稱為接近段。
22、洞外亮度L1的概念,三種洞外亮度的估算方法:洞外亮度是司機駕車駛入隧道洞口前所看到的周圍環境平均亮度,用L1表示。三種估算方法:1)PIARC法2)CIE法3)經驗數據法
23、何謂照明區段上的入口段?如何確定入口段的長度?入口段在洞口處的最高亮度L2如何確定?
答:在隧道照明區段中,進入洞口(設置光過渡建築時,則為其入口)的第一段,稱為入口段。因為L2/L1應該有一個恰當的比值,一般取1/20,這樣就可以通過L1的數值來確定L2的數值。
24 何謂照明區段上的過渡段?過渡段的作用。
答:在隧道照明中,介於入口段與中間段之間的照明區段,稱之為過渡段。作用是解決從入口段高亮度L2到中間段的低亮度L3的劇烈變化(常為數十倍)給司機造成的不是適應現象,使之前有充分的適應時間。
26.什麼情況下需要對隧道出口段加強照明?在陽光可能直射的隧道出口的地方,可形成強烈眩光,對行車安全不利,可作何種處理以減少眩光?P79
從出口段的眩光問題上看,朝東或朝西的出口,在日出或日落陽光可能直接灌入隧道,形成強烈直接眩光。為了避免發生這種現象,出口應該做適當的處理。其方法主要有兩個:即在洞內出口段設置曲線,或在洞外設置曲線段並作遮擋。
27.亮度曲線的概念,亮度曲線變化的規律?:沿道路軸線,由入口洞外的接近段經入口段,過渡段,中間段,直至出口段,司機在白天所需要的路面亮度變化曲線,稱為亮度曲線。
28.影響坑道圍岩穩定性的因素有兩方面,一是內在的因素,即地質狀態影響,一是人為因素,即施工帶來的影響。
29.隧道圍岩分類的三大指標,在道路的、隧道工程設計中,一般參照鐵路隧道圍岩分類,其分為幾類?分類以什麼為基礎?:六類。分類是以圍岩穩定性為基礎。
30普氏分類法以什麼為基礎?將圍岩分為多少類?:以岩石的綜合物理指標作為分類基礎的。分為十五類。
31圍岩壓力的概念;圍岩壓力的類型?:對支護結構的荷載成為圍岩壓力。圍岩壓力的類型有垂直壓力、側壓力、底壓力,他們分別作用在隧道支護結構的頂部、側幫、及底部。
33如何確定深、淺埋隧道的分界厚度Hp,淺埋隧道圍岩壓力隨坑道深埋的變化規律;P103 P106
深、淺埋隧道分界深度Hp可用下述經驗公式計算:Hp=(2~2.5)h0 。淺埋隧道圍岩壓力式隨坑道埋深H增加而增加的,當H>Hp=Bt/2λtgθ以後,則要逐漸減小;當等於深埋隧道荷載時,則圍岩壓力將維持不變。
34噴射混凝土支護的概念;錨噴支護的概念及其優點,錨噴支護的限制條件;P156
噴射混凝土式利用高壓空氣,將摻有速凝劑的混凝土混合料通過混凝土噴射機與高壓水混合,噴射到岩面上,迅速凝結而成的。錨噴支護式噴射混凝土、錨桿、鋼筋網噴射混凝土等結構組合起來的支護形式。1優點:由於錨噴結構能及時支護,有效地控制圍岩的編寫,防止岩塊墜落和坍塌的產生,充分發揮圍岩的自承能力,所以錨噴結構比模注混凝土襯砌的受力更為合理。錨噴支護嫩大量節省混凝土、木料、勞動力,加快施工進度,工程造價可降低40~50%,並有利於施工機械化和改善勞動條件。另外他能及時支護和加固圍岩,與圍岩密貼,封閉岩體的張性裂隙和節理,加固圍岩結構面,有效地發揮和利用岩快間的鑲嵌、咬合和自鎖作用,從而提高岩體自身的強度、自承能力和整體性。由於錨噴支護結構柔性好,所以他能同圍岩共同變形,構成一個共同工作的承載體系。在變形過程中,他能調整圍岩應力,抑制圍岩變形的發展,避免坍塌的產生,防止過大的鬆散壓力出現。
限制條件:在圍岩的自立能力差、有涌水及大面積淋水處、地層松軟處就很難成型。
35、錨桿支護對圍岩的幾種作用及其原理,金屬砂漿錨桿所需錨固長度L的計算:其作用原理主要有:聯接作用,組合作用,整體加固作用。⑴聯接作用:隧道圍岩有不穩定的岩塊和岩層時,可用錨桿將它們連接起來,並盡可能的深入到穩定的岩層中。⑵組合作用:依靠錨桿將一定厚度的岩層,尤其是成層的岩層組合在一起,組成組合拱或組合梁,阻止岩層的滑移和塌塌。⑶整體加固作用:通過有規律布置的錨桿群,將隧道四周一定深度的圍岩進行擠壓、粘接加固,組成一個承載環。
36、混凝土支護對圍岩兩個方面的作用及其原理:①局部穩定作用:噴混凝土支護結構通過及時的封閉岩層表面的節理、裂隙,填平表面的凹凸不平,使洞室輪廓較為平順,從而提高節理裂隙間的粘結力、摩阻力和抗剪強度,減少應力集中現象。防止岩層表面風化、剝落、松動、掉塊和坍塌的產生,使圍岩穩定下來,發揮圍岩體的自承能力。②整體穩定原理:噴混凝土層與圍岩體表面緊密粘結、咬合、使洞室表面岩體形成比較平順的整體,依靠結合面處的抗拉、抗壓、抗剪能力,與岩體密貼組成「組合結構」或「整體結構物」共同工作。薄的噴層支護柔性大,變形能力強,它能在與圍岩共同承載和變形過程中對圍岩提供支護力,使圍岩變形得到控制,應力得以調整,從而使圍岩體獲得穩定。作為「整體結構物」一部分的噴層也同時受到來自圍岩的壓力,這種壓力不是由圍岩體坍塌的岩塊的重量引起的,而是由圍岩的變形引起的,是噴層支護與圍岩共同變形中對噴層支護施加的,稱為形變應力。
37、新奧法基本施工過程;宜提倡採用哪些施工技術?第一次襯砌和第二次襯砌的作用?新奧法要點?弄清支護與圍岩作用的原理,掌握圍岩位移支護特性曲線(作圖說明):新奧法將隧道全斷面一次掘出,在開挖斷面的同時,盡可能迅速的連續觀測圍岩的位移和變形,並以及時的錨噴作為臨時支護,稱為第一次襯砌,在臨時支護的基礎上逐步增加支護措施,或增設錨桿、鋼筋網等,俟其基本穩定後,再修築防水層和模注混凝土「二次」襯砌。光面爆破、大斷面開挖,或隧道掘進機開挖。第一次襯砌起穩定圍岩,控制圍岩應力和變形,防止鬆弛、坍塌和產生「鬆散應力」等作用,第二次襯砌主要是為了隧道結構物的安全、耐久、防水和飾面的需要。要點:⑴圍岩是隧道穩定的基本部分⑵支護、襯砌要薄而具有柔性並與圍岩密貼,是因產生彎矩而破壞的可能性達到最小⑶設計施工中要正確估計圍岩特性及其隨時間的變化。力學原理是圍岩和柔性支護共同變形、破壞的彈塑性理論,重點知道圖中E點為最好支護點。
38、何為礦山法施工?礦山法的9種基本施工方法及其使用條件?:凡採用一般開挖地下坑道修築隧道的都稱為礦山法。漏斗棚架法,常用於圍岩較穩定的坑道施工,一般適用於Ⅵ-Ⅳ類圍岩石質隧道;反台階法,圍岩穩定,不需要支護,如Ⅵ、Ⅴ類圍岩,且無大型裝渣等施工機具時;正台階法,當圍岩穩定性較好,開挖後不需或僅需局部臨時支護的坑道,且有能力較強的裝渣出渣機具設備;全斷面開挖法,當圍岩穩定、完整,開挖後不需臨時支護,施工有大型機具設備;上下導坑先拱後牆法,適用於Ⅵ、Ⅲ圍岩的石質或土質道路隧道施工;下導坑先拱後牆法,適用於Ⅳ、Ⅴ圍岩道路隧道;側壁導坑法,適用於Ⅰ、Ⅱ圍岩土質道路隧道;新奧法,適用於各類圍岩。
39、洞口段施工包括哪些內容?洞前的路塹施工、邊仰坡處理、擋牆、洞口周圍排水工程、洞口及進洞段襯砌等工程。40、隧道施工中,出現哪些現象為塌方預兆?造成塌方的原理;塌方的預防措施;預兆:頂部圍岩裂隙旁出現岩粉,或洞內無故塵土飛揚,或不斷掉小石子,或圍岩裂隙不斷擴大,說明即將發生;支撐壓壞或變形加大,說明圍岩壓力在加大,可能塌方;圍岩中突然出現水或水壓突然增大,要注意是否即將發生塌方;水由濁變清或水量加大,則有塌方可能;洞頂滴水位置不定,來回移動,可能塌方。造成塌方原理:塌方一般是地質不良、設計定位不當、施工方法不正確等原因引起。地質條件是造成塌方的基本因素,施工是引起塌方的直接因素。 預防措施:施工前仔細校對設計文件,並需做必要的補測和驗證。預測可能發生塌方的區段,事先做好必要的准備,在施工中採取相應的措施,如在不良地段採取先排水、段開挖、弱爆破、強支撐、快襯砌、各工序緊跟的措施,消除不利因素,盡快修好襯砌,避免塌方發生
41.掏槽定義,導坑開挖需鑽鑿炮眼包括,掏槽種類(1)在只有一個臨空面的條件下(全斷面一次開挖時也是一個臨
空面)首先是挖出一個槽口,作為其餘部分新的臨空面,提高爆破效果,先開的這個槽口稱為掏槽。2)掏槽眼掘進眼,其中掘進眼包括輔助眼及周邊眼。(3)掏槽種類:是炮眼與開挖面垂直與否,分為直線型掏槽與傾斜式掏槽。具體有以下幾類:a.角錐掏槽,爆破後槽口呈角錐形,常用於堅硬或中硬整體岩層; b,楔形掏槽,炮眼分兩排布置,爆破後呈楔形。槽口垂直的稱為垂直楔形掏槽,適用於層理大致垂直的岩層;槽口水平的稱為水平楔形掏槽,適用於層理大致水平的岩層。c,單向掏槽,在中硬岩層中,有明顯層面或裂縫的可用單向掏槽,是炮眼橫穿層面或裂縫。d,直線型掏槽,炮眼方向與坑道中心線平行即與開挖面垂直。常用於石質堅硬,整體
性較好的岩層開挖中,並常用於機械鑽眼或深眼掘進場合。
42.炮眼布置原則: a,炮眼方向在一個臨空面的情況下最小抵抗線(葯包重心至自由面的距離)不要與炮眼重合; b,炮眼宜吹制層裡面; c,掏槽眼一般布置在開挖面中央,眼深比其他炮眼堔20cm左右;d,眼距要勻稱。(3)如果葯包連續稱為集中裝葯結構;如果不連續如在葯包間隔以短木棍,稱為分散裝葯結構。炮孔裝葯包需堵塞,堵塞材料應有較好可塑性以及能提供較大摩擦力,不透氣,常用粘土和砂的混合物(1:3的砂和粘土混合物,再加2-3%食鹽)製作成炮泥進行堵塞。堵塞在炮眼較小時很有作用,但當炮眼深加大,達到一定程度就可不用堵塞,甚至反向裝葯時課不堵塞。
43.起爆順序:掏槽眼,輔助眼,幫眼,底眼。
44.一,光面爆破的幾種技術措施:(1)縮小周邊眼間距(2)減小周邊眼最小抵抗線W(3)減小裝葯量及裝葯密度(4)周邊眼在最後同時起爆(5)嚴格掌握炮眼方向
二,預裂爆破與光面爆破主要區別:(1 沿開挖輪廓線布置一些更密的周邊眼,炮眼間距E及最小抵抗線W比光面爆破小約1/4-1/2左右。2裝葯集中度比光面爆破時稍低(3周邊眼先爆(光面則是最後爆)(4鑽眼工作量比光面增加一些
45.隧道支撐方式及使用條件:先挖後支(適用於IV類以上圍岩),隨挖隨支(適用II,III類圍岩),先支後挖(適用I,II類圍岩)
46、裝渣運輸包括哪幾個環節?各環節應注意的問題:四個環節:裝(裝車)、調(調車)、運(運輸)、卸(卸渣、卸料) (1)裝渣機具應與運輸車輛配套,應能發揮機具的較高效率,從而提高裝渣速度。此外,為提高裝渣效率,需從機械構造,機具設備配套,石渣塊度及形狀等綜合考慮,僅從單一因素著手,往往不能收效。(2)有軌運輸時,開挖面應有調車設備,以加快空車調入。(3)在施工中注意線路的良好狀態,應建立健全的管理制度,,運輸作業應有專人負責。(4)在棄渣場的選擇上,應考慮卸渣方便,不佔良田,不堵航道,不污染環境。
48、隧道施工通風的方式的分類:按供風來源,分自然通風和機械通風兩類。按風流循環系統,又可分為自然通風、風管式通風、巷道式通風及風道式通風四種;
49、隧道施工用輔助坑道的種類及其適用條件:(1)橫洞:是在隧道側面修築的與之相交的坑道。傍山沿河隧道,側向覆蓋層較薄或在適當位置處側向覆蓋層較薄的隧道,具備設置橫洞的條件。(2)平行導坑:是與隧道平行修築的坑道。3000m以上的隧道,無其它輔助導坑可設時才考慮此方案。大斷面開挖的隧道,一般可不需採用平行導坑。(3)斜井:是在隧道側面上方開挖的與之相連的傾斜坑道。當隧道埋深不大,地質條件較好,隧道側面有溝谷等低窪地形時,可採用斜井作為輔助坑道。(4)豎井:是在隧道上方或一側上方開挖的與隧道相連的豎向坑道。覆蓋層較薄的長隧道,或在中間適當位置覆蓋層不厚,具備提升設備,施工中又需增加工作面,則可用豎井增加工作面。
50、平行導坑在隧道施工中的作用:增闢工作面,超前可起地質勘查作用,有利於施工通風(可利用平行導坑組成巷道式通風系統)、排水、降水、測量(利用平行導坑設置洞內導線網,提高測量精度),解決運輸干擾,加快施工進度
② 隧道的布孔方式都有哪些作用
隧道斷面布孔,一般分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼、底眼等幾種類型。
掏槽眼:作用在於增加臨空面,隧道常用斜眼掏槽。偶用直眼掏槽。
輔助眼:圍繞掏槽眼逐層向四周擴展。在控爆網路中,以掏槽眼為中心,逐層跳段微差布置,起到傳遞、擴大爆破效果的作用。
周邊眼:主要作用在於控制爆破開挖輪廓。
底眼:斷面爆破的最後一道環節,不單純是爆破作用,還需要起到最後將斷面爆破岩碴松動翻起的作用,也稱為底眼翻渣。
如果採用斜眼掏槽的做法,在第一圈輔助眼,就需要逐漸減小內傾角。而不是一次性拉直。
③ 隧道中「導坑」是什麼意思起什麼作用的
也稱導洞。分部開挖隧道時,最先開挖的一個小斷面坑道。礦山法施工的幾種基本方案中均應用導坑。它的作用有:①作為進行擴大開挖時開展工作面的基地,又能為擴大開挖工序創造臨空面,以提高其爆破效果。②進一步查明前方的地質變化和地下水情況,以便預先制定相應的措施。③利用導坑空間,可敷設出碴和進料的運輸線路,布設供給壓縮空氣和通風、供水、供電的管線和排水溝。④便於進行施工測量,以便向前測定隧道中線方向和高程,並可控制貫通誤差。
按照礦山法中不同的施工方法,其導坑的部位也有所不同,常用的有下導坑、上導坑和側導坑三種。下導坑位於隧道斷面中線的底部,它是開挖前進的主要工作面,運輸線和管線等都布設在這里,且有利於排水;上導坑位於隧道斷面中線的頂部,它是擴大開挖拱部的基地;側導坑位於隧道斷面的兩側,由它開挖出隧道的邊牆部分,多用於大斷面的隧道施工。在高大的洞室斷面上可布置成多層導坑;在大跨度洞室的拱部斷面上,可自拱頂至拱腳布置3~5個導坑。
導坑的斷面形狀多採用梯形,以承受兩側地層的水平推力。在較堅硬和整體的地層中,可用矩形或弧形斷面。導坑是獨頭的坑道,施工較困難,費用較貴。因此它的斷面尺寸應盡可能小;但高度應滿足裝碴機翻斗的凈空要求,也要考慮工人操作方便;寬度應滿足單線或雙線運輸的要求,包括斗車間必要的間隙和行人所需的寬度及設置風管和排水溝的空間(見圖[導坑斷面和支撐框架圖])。
導坑較普遍地採用木框架支撐。框架由頂上的橫梁和兩側的立柱構成,有時還加設底梁。橫梁之上塞有縱向的頂背板,立柱外側塞有側背板,兩者能擋住松碎的岩石掉落。在框架立柱間加設縱撐,使各排框架形成穩定的空間整體。在導坑中,也可使用鋼支撐。頂部為弧形的導坑可用鋼拱支撐,或用噴錨支護。
導坑開挖時,可以採取直眼掏槽、深眼爆破,或採取斜眼掏槽、淺眼多循環等鑽爆方法。
導坑是隧道施工中領先的和控制施工進度的關鍵工序,要力求提高導坑掘進的速度,為整個隧道的快速施工創造條件。
④ 導洞的爆破方案
一、導洞的爆破孔類型
掏槽孔:開挖面形成突破口,開辟新臨空面。
輔助孔:又稱擴大孔,用於擴大爆破范圍。
周邊孔:用於控制開挖輪廓,分為頂孔、幫孔和底孔。
二、掏槽型式
斜孔掏槽、直孔掏槽。
(1)斜孔掏槽見圖5-4。
(2)直孔掏槽見圖5-5。
三、炮孔參數的確定
1.炮孔方向和角度
垂直掏槽:90°;斜孔掏槽:55°~70°。
2.炮孔數目
經驗公式:
N=(2.0~2.7)(f·S)1/2。
N=S0/a+c ·S。
式中:S為洞室斷面積,m2;f為岩石堅硬系數,f=σ壓/100;S0為斷面周長,m;a為周邊孔距,硬岩取 0.5、中硬 0.6、軟 0.7;c 為掏槽孔和擴大孔系數,硬岩c=2.0、中硬c=1.5、軟c=1.4。
地下建築工程施工
圖5-4 斜孔掏槽形式圖
圖5-5 直孔掏槽形式圖
3.炮孔深度和長度(圖5-6)
確定孔深(進尺)的經驗公式:
L孔深=(0.5~0.8)B
式中:B為導洞寬或高的較小尺寸;l孔長=L/sinα。
圖5-6 炮孔深度和長度
4.炮孔布置參數
1)炮孔布置的一般原則
掏槽孔:為了有利於斷面擴大,其位置一般在斷面的中央偏下部。斜向掏槽孔應盡量與明顯結構面垂直。
擴大孔和周邊孔:孔底都應在同一垂直斷面上,擴大孔(孔底)應均勻布在掏槽孔與周邊孔之間的垂直斷面上,孔底距大致相等,斷面轉角處須布轉角孔。
2)合理確定炮孔參數
垂直孔:設第一個孔與空孔的距離為a,空孔直徑為ϕ,則 1.5ϕ<a≤2ϕ,爆破後形成破裂區;a<1.5ϕ時,爆破後兩孔連通成孔腔;a>2ϕ,爆破後僅產生少量破裂縫。
傾斜掏槽炮孔參數(圖5-7):
圖5-7 斜孔掏槽炮孔參數
5.確定裝葯量
影響因素主要有:岩質、掏型、斷面大小、進尺、直徑等。
目前一般按以下方法確定。
1)由爆破一次總用量計算炮孔裝葯量
(1)確定單位炸葯消耗量:
① 查表5-3;
表5-3 平洞開挖時單位炸葯消耗量/(kg/m3)(炸葯為 2#岩石炸葯)
②經驗公式:
一般k=1.0~1.4,硝銨炸葯k=1.25。
(2)確定導洞爆破一次總葯量:
Q=q×L×s(kg)
(3)單個炮孔裝葯量:
擴大和周邊孔總數Nk:
Nk=N-Nt
每個擴大和周邊孔的平均裝葯量:qk=Q/[Nk+(1.2~1.3)Nt]
系數(1.2~1.3)為保證掏槽效果,掏槽孔中裝葯量比擴大孔多裝葯20%~30%。
qt=(1.2~1.3)qk(kg)
2)裝葯系數τ
掏槽:0.8~0.5;
輔助孔:0.7~0.4;
周邊:0.7~0.4。
3)掏槽孔裝葯量的確定方法
如前所述,導洞爆破的關鍵是掏槽。關於掏槽孔的裝葯量,國內外都進行了大量的實驗研究,因此掏槽孔的裝葯量除按上述方法確定外,還可以參照以下方法核算:
(1)斜向掏槽孔的裝葯量:斜向掏槽可視為在開挖面上標准拋擲的漏斗爆破,因此拋擲成漏斗的裝葯量為:
Qt=q0L3
式中:L為孔深,m;q0為標准拋擲爆破炸葯的單耗,kg/m3,如表5-4 所示。
表5-4 標准拋擲爆破炸葯單耗
每個掏槽孔裝葯量:
qt=Qt/Nt(kg)
(2)直孔掏槽的裝葯量:炮孔爆炸後,與空孔形成連通破碎區時的裝葯量和空孔直徑,炮孔直徑及兩孔中心的距離有關。
若炮孔直徑d=33mm,則:
qL=1.5×10-3(a/ϕ)1.5(a-0.5ϕ)(kg/m)
式中:ϕ為空孔直徑,mm;a為空孔至炮孔中心距,mm。
6.確定起爆順序
為了組織和利用好臨空面問題,以保證獲得預期的爆破效果,開挖導洞基本的起爆順序是:掏槽孔—擴大孔—幫孔—頂孔—底孔。
綜上所述,導洞爆破方案的設計步驟和程序可概括如圖5-8 所示。
圖5-8 導洞爆破方案的設計步驟和程序
⑤ 隧道爆破方法介紹
現階段,我國建築隧道施工企業常用爆破方法有哪些?基本情況怎麼樣?中達咨詢小編整理隧道爆破基本內容如下:
中達咨詢通過本網站建築知識專欄的知識整理,隧道爆破方法基本情況如下:
隧道爆破通常採用掏槽爆破,即將開挖斷面上的炮眼分區布置和分區順序起爆,逐步擴大完成一次開挖,分區是按照炮眼的位置、作用的不同有三種炮眼:即掏槽眼、輔助眼、周邊眼。這三種炮眼除共同完成一個循環進尺的爆破掘進外,分別各有其作用,因此各有不同的位置、長度、方向、間距的要求。
中達咨詢小編以隧道爆破開挖中的炮眼布置方法為例,基本情況如下:
(1)掏槽眼
①掏槽眼的布置,合理布置掏槽眼應掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,並通過計算確定用葯量及放炮順序等
②掏槽炮的作用,是將開挖面上適當部位先掏出一個小型槽口,以形成新的臨空面,為後爆的輔助炮開創更有利的臨空面,達到提高爆破效率的作用
③掏槽眼本身只有一個臨空面,且受周圍岩石的擠壓作用,故常需要採用較大的爆葯單位消耗K值和較大的裝葯系數A值,以增大爆破粉碎區,並利用爆炸沖擊波及爆炸產物作功,將岩石拋擲出槽口。為保證掏槽炮能有效地將石渣拋出槽口常將掏槽眼比設計掘進進尺加深10—20cm,並採用反向邊疆裝葯和用雙雷起爆;
④槽口尺寸常在1.0~2.5m2之間,要與循環進尺,斷面大小和掏槽眼方式相協調。要求掏槽眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大於5m;
⑤掏槽方式一般可分為斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類,斜眼掏槽的優點:可按岩層實際情況選擇掏槽方式和掏槽角度,容易把石渣拋出槽口,且掏槽眼數目較小。其缺點是眼濃度受坑道斷面尺寸的限制,不便於多台鑽機同時鑽眼,鑽眼方向難掌握准確。
⑥直眼掏槽的優點:便於多機同時鑽眼和不受斷面尺寸對爆破進尺的限制,適用於深孔爆破,從而為加快掘進速度提拱了有利條件,且掏槽石渣拋擲距離較短。目前現場多採用直眼掏槽。但缺點是其炮眼數目較多,炸葯單耗量K值也要加大,炮眼位置和垂直方向要求具有較高的精度,才能保證良好的爆破效果。因地質多變,幾種掏槽方式可混合使用。
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⑥ 路基石方工程常用爆破方法有哪些
施工常用的爆破方法
(1)概述
隧道爆破通常採用掏槽爆破,即將開挖斷面上的炮眼分區布置和分區順序起爆,逐步擴大完成一次開挖,分區是按照炮眼的位置、作用的不同有三種炮眼:即掏槽眼、輔助眼、周邊眼。這三種炮眼除共同完成一個循環進尺的爆破掘進外,分別各有其作用,因此各有不同的位置、長度、方向、間距的要求。
(2)隧道爆破開挖中的炮眼布置方法
(1)掏槽眼
①掏槽眼的布置,合理布置掏槽眼應掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,並通過計算確定用葯量及放炮順序等
②掏槽炮的作用,是將開挖面上適當部位先掏出一個小型槽口,以形成新的臨空面,為後爆的輔助炮開創更有利的臨空面,達到提高爆破效率的作用
③掏槽眼本身只有一個臨空面,且受周圍岩石的擠壓作用,故常需要採用較大的爆葯單位消耗K值和較大的裝葯系數A值,以增大爆破粉碎區,並利用爆炸沖擊波及爆炸產物作功,將岩石拋擲出槽口。為保證掏槽炮能有效地將石渣拋出槽口常將掏槽眼比設計掘進進尺加深10—20cm,並採用反向邊疆裝葯和用雙雷起爆;
④槽口尺寸常在1.0~2.5m2之間,要與循環進尺,斷面大小和掏槽眼方式相協調。要求掏槽眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大於5m;
⑤掏槽方式一般可分為斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類,斜眼掏槽的優點:可按岩層實際情況選擇掏槽方式和掏槽角度,容易把石渣拋出槽口,且掏槽眼數目較小。其缺點是眼濃度受坑道斷面尺寸的限制,不便於多台鑽機同時鑽眼,鑽眼方向難掌握准確.
⑥直眼掏槽的優點:便於多機同時鑽眼和不受斷面尺寸對爆破進尺的限制,適用於深孔爆破,從而為加快掘進速度提拱了有利條件,且掏槽石渣拋擲距離較短。目前現場多採用直眼掏槽。但缺點是其炮眼數目較多,炸葯單耗量K值也要加大,炮眼位置和垂直方向要求具有較高的精度,才能保證良好的爆破效果。因地質多變,幾種掏槽方式可混合使用。
(2)輔助眼及周邊眼布置方法
①輔助眼的作用是進一步擴大槽口體積和爆破量,並逐步接近開挖斷面形狀,為周邊眼創造有利的條件。
②輔助眼的布置主要是指炮眼間正值和最小抵抗線y值的確定,主要根據岩石軟硬和葯量多少,由工地試驗確定。輔助眼應由內向,逐層布置,逐層起爆,逐步接近開挖斷面輪廓形狀。
③周邊眼的作用是一種輔助炮眼,目的是成型作用。周邊眼爆破後使坑道斷面達到設計的形狀和尺寸。周邊眼的位置一般是沿著設計輪廓線均勻布置,其炮眼間距和最小抵抗線長度均比輔助眼小,目的是使爆破出坑道的輪廓較為平順和控制超欠挖量。
④為了保證開挖面平整,輔助眼及周邊眼應使其眼底落在同一垂直面上,必要時應根據實際情況調整炮眼的深度。
(3)光面爆破法
(1)概述
光面爆破是通過調整周邊眼的各爆破參數,使爆炸先沿各孔的中心連線形成貫通的破裂縫,然後內圍岩體裂解,並向臨空面方向拋擲。這種爆破在圍岩中產生的裂縫較少,使爆破後的岩石表面能按設計輪廓線成型,表面較平順,超欠挖很小。
光面爆破的技術要求
①根據圍岩特點合理選擇周邊眼間距和周邊的最小抵抗線。
②嚴格控制周邊眼的裝葯量,應使用葯量沿炮眼全長合理分布,並合理選擇炸葯品種和裝葯結構。
③採用周邊同時起爆。
(3)光面爆破的分區起爆順序:掏槽眼→輔助眼→周邊眼→底板眼。輔助眼則應由里向外逐層起爆。
(4)預裂爆破法
預裂爆破法的分區起爆順序為:周邊眼→掏槽眼→輔助眼→底板眼。
(5)毫秒爆破法
1)概述
毫秒爆破其實質是以毫秒雷管嚴格按一定順序起爆炸葯包組,使爆破前後階段的時間間隔極其短促,以毫秒計算。爆破產生的岩石破壞作用力(應力波或沖擊波)可以疊加,促使岩石易於被炸碎;同時,前後段爆破傳遞到圍岩內部的沖擊波又相互干擾和相互抵消,使沖擊波對圍岩的振動破壞大為減弱。
2)實現毫秒破壞一般有兩個方法:一是用毫秒雷管和毫秒起爆器(用延長儀器控制延發時間);另一方法是使用毫秒雷管起爆。
3)裝葯結構
①正向裝葯
②反向裝葯。當炮眼愈深時,反向裝葯結構的爆破效果愈好。