2012年造價(jià)工程師《技術(shù)與計(jì)量》(土建)-地下工程施工

　　一、概述

　　地下工程開挖與支護(hù)施工的主要類型

　　特殊施工方法

　　土層中地下工程，常用的施工方法是地下連續(xù)墻、盾構(gòu)法及沉管法等。

　　巖層中地下工程，常用的施工方法是鉆爆法、掘進(jìn)機(jī)法等。

　　練習(xí)題：

　　1.土層中的地下工程施工，常用的方法為( )。

　　A.天井鉆機(jī)施工法 B.地下連續(xù)墻法 C.盾構(gòu)法 D.掘進(jìn)機(jī)法 E.沉管法

　　答案：BCE

　　2.巖層中的地下工程，開挖方式應(yīng)采用( )。

　　A.鉆爆法 B.地下連續(xù)墻法

　　C.盾構(gòu)法 D.沉管法

　　答案：A

　　二、盾構(gòu)施工技術(shù)

　　盾構(gòu)施工是一種在軟土或軟巖中修建地下隧道的特殊施工方法。

　　1.盾構(gòu)的類型與構(gòu)造

　　一般分為開放式、部分開放式和封閉式三種類型;

　　基本構(gòu)造則是由鋼殼、推進(jìn)機(jī)系統(tǒng)、襯砌拼裝系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

　　2.盾構(gòu)工法的選擇

　　詳盡地掌握好各種盾構(gòu)機(jī)的特征是確定盾構(gòu)工法的關(guān)鍵。其中，選擇適合土質(zhì)條件的、確保工作面穩(wěn)定的盾構(gòu)機(jī)種及合理的輔助工法最重要。

　　三、巖石地下工程施工

　　(一)鉆爆法施工技術(shù)

　　1. 鉆爆法施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)比較靈活，可以很快地開始開挖施工;

　　(2)可以開挖各種形狀、尺寸、大小的地下洞室;

　　(3)既可以采用比較簡(jiǎn)單便宜的施工設(shè)備，也可以采用先進(jìn)、高效、比較貴的施工設(shè)備;

　　(4)可以適應(yīng)堅(jiān)硬完整的圍巖，也可以適應(yīng)較為軟弱破碎的圍巖。

　　缺點(diǎn)：

　　(1)由于采用炸藥爆破，造成有害氣體，對(duì)通風(fēng)要求較高。一般開挖隧洞，獨(dú)頭推進(jìn)長度不能超過2km，再長，通風(fēng)問題就更困難了，不能及時(shí)散煙，就會(huì)影響工期。

　　(2)鉆爆法由于采用爆炸，城市人口密集地區(qū)不能采用，因?yàn)檎饎?dòng)可能影響附近的建筑或居民生活，巨大的聲響也是不允許的。因此，一般短洞、地下大洞室、不是圓形的隧洞、地質(zhì)條件變化大的地方都常用鉆爆法。

　　2.鉆爆法的基本工序和要求P247

　　各工序中，鉆孔、出渣是開挖過程中需時(shí)最多的主要工序，支護(hù)是保證施工安全、順利、快速進(jìn)行的重要手段。開挖工作的機(jī)械化和先進(jìn)與否，主要體現(xiàn)在這三個(gè)工序中。(鉆孔、出渣、支護(hù))

　　(二)TBM法施工技術(shù)

　　掘進(jìn)機(jī)法，簡(jiǎn)稱TBM法。

　　1.全斷面掘進(jìn)機(jī)的開挖施工

　　優(yōu)點(diǎn)是：適宜于打長洞，因?yàn)樗鼘?duì)通風(fēng)要求較低;開挖洞壁比較光滑;對(duì)圍巖破壞較小，所以對(duì)圍巖穩(wěn)定有利，超挖少，若用混凝土襯砌，則混凝土回填量大為減少。

　　2.獨(dú)臂鉆的開挖施工

　　適宜于開挖軟巖，不適宜于開挖地下水較多、圍巖不太穩(wěn)定的地層。

　　3.天井鉆的開挖施工

　　天井鉆是專用來開挖豎井或斜井的大型鉆具。

　　4.帶盾構(gòu)的TBM掘進(jìn)法

　　當(dāng)圍巖是軟弱破碎帶時(shí)，采用帶盾構(gòu)的TBM。

　　練習(xí)題：

　　1.一般開挖隧洞時(shí)，鉆爆法施工的獨(dú)頭推進(jìn)長度不能超過( )。

　　A.1km B.2km C.10 km D.20 km

　　答案：B

　　2.在采用鉆爆法進(jìn)行巖石地下工程施工時(shí)，決定開挖工作機(jī)械化和先進(jìn)性程度的工序是( )。

　　A.鉆孔、裝藥、襯砌

　　B.鉆孔、出渣、支護(hù)

　　C.裝藥、出渣、襯砌

　　D.出渣、支護(hù)、襯砌

　　答案：B

　　3.TBM法的幾種不同施工機(jī)械類型中，全斷面掘進(jìn)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是( )。

　　A.適宜于打長洞

　　B.適宜于開挖軟巖

　　C.適宜于開挖豎井或斜井

　　D.適宜于圍巖是軟弱破碎帶情況

　　答案：A

　　4.在穩(wěn)定性差的破碎巖層挖一條長度為500m、直徑6.00m的隧道，在不允許鉆爆法施工的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用( )。

　　A.全斷面掘進(jìn)機(jī)開挖 B.獨(dú)臂鉆開挖

　　C.天井鉆開挖 D.帶盾構(gòu)的掘進(jìn)機(jī)開挖

　　答案：D

　　四、地下工程的幾種特殊開挖施工技術(shù)

　　(一)地下工程施工中的幾種特殊開挖方法

　　1.氣壓室法

　　氣壓室法需額外的設(shè)備投資，而且施工速度將降低，一般只是在不得已時(shí)采用。

　　2.冷凍法

　　這個(gè)方法非常昂貴，非不得已，一般不采用。

　　3.分部開挖、分部支護(hù)法

　　4.超前灌漿、超前錨桿法

　　(二)長距離頂管技術(shù)

　　優(yōu)點(diǎn)：加快施工速度，降低造價(jià)。

　　l.頂管技術(shù)的基本設(shè)備

　　頂管施工的基本設(shè)備主要包括管段前端的工具管，后部頂進(jìn)設(shè)備及貫穿前后的出泥與氣壓設(shè)備，此外還有通風(fēng)照明等設(shè)施。

　　工具管是長距離頂管的關(guān)鍵設(shè)備。

　　2.頂管施工的關(guān)鍵技術(shù)與措施

　　長距離頂管的關(guān)鍵技術(shù)：

　　(1)頂力問題;

　　(2)方向控制;

　　(3)制止正面坍方。

　　為了解決上述技術(shù)關(guān)鍵，在長距離頂管中主要采用的技術(shù)措施如下：

　　(1)穿墻。

　　(2)糾偏與導(dǎo)向。

　　(3)局部氣壓。

　　(4)觸變泥漿減阻。

　　(5)中繼接力頂進(jìn)。

　　(三)氣動(dòng)夯管錘鋪管施工

　　氣動(dòng)夯管錘是一種不需要阻力支座，利用動(dòng)態(tài)的沖擊能將空心的鋼管推入地層的機(jī)械。

　　氣動(dòng)夯管錘鋪管的特點(diǎn)：

　　(1)地層適用范圍廣。夯管錘鋪管幾乎適應(yīng)除巖層以外的所有地層。

　　(2)鋪管精度較高。氣動(dòng)夯管錘鋪管屬不可控向鋪管，但由于其以沖擊方式將管道夯入地層，在管端無土楔形成，且在遇障礙物時(shí)，可將其擊碎穿越，所以具有較好的目標(biāo)準(zhǔn)確性。

　　(3)對(duì)地表的影響較小。夯管錘由于是將鋼管開口夯入地層，除了鋼管管壁部分需排擠土體之外，切削下來的土芯全部進(jìn)入管內(nèi)，因此即使鋼管鋪設(shè)深度很淺，地表也不會(huì)產(chǎn)生隆起或沉降現(xiàn)象。

　　(4)夯管錘鋪管適合較短長度的管道鋪設(shè)，為保證鋪管精度，在實(shí)際施工中，可鋪管長度按鋼管直徑(mm)除以10就得到夯進(jìn)長度(以m為單位)。

　　(5)對(duì)鋪管材料的要求。夯管錘鋪管要求管道材料必須是鋼管，若要鋪設(shè)其他材料的管道，可鋪設(shè)鋼套管，再將工作管道穿入套管內(nèi)。

　　(6)投資和施工成本低，施工進(jìn)度快。

　　(7)工作坑要求低。

　　(8)穿越河流時(shí)，無需在施工中清理管內(nèi)土體，無滲水現(xiàn)象，確保施工人員安全。

　　(四)導(dǎo)向鉆進(jìn)法施工

　　1.導(dǎo)向鉆進(jìn)法施工的基本原理

　　成孔方式有兩種：干式和濕式。

　　2.鉆頭的選擇依據(jù)

　　(1)在淤泥質(zhì)粘土中施工，一般采用較大的鉆頭，以適應(yīng)變向的要求。

　　(2)在干燥軟粘土中施工，采用中等尺寸鉆頭一般效果最佳(土層干燥，可較快地實(shí)現(xiàn)方向控制)。

　　(3)在硬粘土中，較小的鉆頭效果比較理想，但在施工中要保證鉆頭至少要比探頭外筒的尺寸大12mm以上。

　　(4)在鈣質(zhì)土層中，鉆頭向前推進(jìn)十分困難，所以，較小直徑的鉆頭效果最佳。

　　(5)在粗粒砂層，中等尺寸的鉆頭使用效果最佳。在這類地層中，一般采用耐磨性能好的硬質(zhì)合金鉆頭來克服鉆頭的嚴(yán)重磨損。另外，鉆機(jī)的錨固和沖洗液質(zhì)量是施工成敗的關(guān)鍵。

　　(6)對(duì)于砂質(zhì)淤泥，中等到大尺寸鉆頭效果較好。

　　(7)對(duì)于致密砂層，小尺寸錐形鉆頭效果最好，但要確保鉆頭尺寸大于探頭筒的尺寸。在這種土層中，向前推進(jìn)較難，可較快地實(shí)現(xiàn)控向。另一方面，鉆機(jī)錨固是鉆孔成功的關(guān)鍵。

　　(8)在礫石層中施工，鑲焊小尺寸硬質(zhì)合金的鉆頭使用效果較佳。

　　(9)對(duì)于固結(jié)的巖層，使用孔內(nèi)動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)效果最佳。

　　練習(xí)題：

　　1.長距離頂管施工中的主要技術(shù)關(guān)鍵問題有( )。

　　A.控制正面塌方

　　B.地下溫度

　　C.方向控制

　　D.通風(fēng)問題

　　E.頂力問題

　　答案：ACE

　　2.采用長距離地下頂管技術(shù)施工時(shí)，通常在管道中設(shè)置中繼環(huán)，其主要作用是( 　)。

　　A.控制方向

　　B.增加氣壓

　　C.控制塌方

　　D.克服摩阻力

　　答案：D

　　3.氣動(dòng)夯管錘鋪管施工的特點(diǎn)是( )。

　　A.適于在巖層中鋪管

　　B.適于在土層中鋪管

　　C.適于在含卵石的土層中鋪管

　　D.鋪管方向不好掌握

　　E.對(duì)地表無隆起或沉降

　　答案：B、C、E

　　4.地下管線工程施工中，常用的造價(jià)較低、進(jìn)度較快、非開挖的施工技術(shù)有( )。

　　A.氣壓室法

　　B.冷凍法

　　C.長距離頂管法

　　D.氣動(dòng)夯錘鋪管法

　　E.導(dǎo)向鉆進(jìn)法

　　答案：CDE

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