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9,3，礦山法勘察9,3、1,礦山法施工的工藝較多 工法名稱(chēng)尚沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定 目前常見(jiàn)的礦山法施工的開(kāi)挖方法一般包括全斷面法.上半斷面臨時(shí)封閉正臺(tái)階法,正臺(tái)階環(huán)形開(kāi)挖法、單側(cè)壁導(dǎo)坑正臺(tái)階法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,眼鏡工法.中隔墻法 CD法。CRD法。中洞法、側(cè)洞法。柱洞法,洞樁法、PBA法。等方法開(kāi)挖、9,3，2 礦山法隧道軸線位置選定.隧道斷面形式和尺寸.洞口 施工豎井位置和明 暗挖施工的分界點(diǎn)的選定.開(kāi)挖方案及輔助施工方法。圍巖加固,初期支護(hù)等與工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件密切相關(guān)，巖土工程條件對(duì)礦山法施工工法工藝的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,1、礦山法隧道的埋置深度應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)使用和環(huán)境保護(hù)要求結(jié)合地層情況通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定、無(wú)水地層中。在不影響地鐵運(yùn)營(yíng)和車(chē)站使用的前提下.宜使區(qū)間隧道處于深埋狀態(tài)，以節(jié)約工程費(fèi)用,但在第四紀(jì)土層中往往難以做到。這種情況在選擇隧道穿越的土層時(shí).最好使其拱部及以上有一定厚度的可塑一硬塑狀的黏性土層、以減少施工中的輔助措施費(fèi)用 有條件時(shí)宜把隧道底板置于地下水位以上 在綜合以上考慮的基礎(chǔ)上.隧道的埋深宜選擇較大的覆跨比 覆蓋層厚度與隧道開(kāi)挖寬度之比，2.礦山法地鐵隧道的結(jié)構(gòu)斷面形式，應(yīng)根據(jù)圍巖條件。使用要求、施工工藝及開(kāi)挖斷面的尺度等從結(jié)構(gòu)受力,圍巖穩(wěn)定及環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮合理確定、宜采用連接圓順的馬蹄形斷面 圍巖條件較好時(shí)，采用拱形與直墻或曲墻相組合的形狀。軟巖及土、砂地層中應(yīng)設(shè)仰拱或受力平底板、淺埋區(qū)間隧道，一般采用兩單線平行隧道。巖石地層中則采用雙線單洞斷面較為經(jīng)濟(jì),也有利于大型施工機(jī)具的使用、土層中的車(chē)站隧道，一般采用三跨或雙跨的拱形結(jié)構(gòu).巖石地層中的車(chē)站隧道 從減少施工對(duì)圍巖的擾動(dòng)和提高車(chē)站的使用效果等方面考慮、宜采用單跨結(jié)構(gòu).礦山法車(chē)站隧道。視需要也可做成多層，視地層及地下水條件 環(huán)境條件。施工方法及隧道開(kāi)挖斷面尺寸的不同、礦山法隧道可選用單層襯砌或雙層襯砌 軌道交通行車(chē)隧道不宜單獨(dú)采用噴錨襯砌.當(dāng)巖層的整體性好、基本無(wú)地下水 從開(kāi)挖到襯砌這段時(shí)間圍巖能夠自穩(wěn)?；蛲ㄟ^(guò)錨噴臨時(shí)支護(hù)圍巖能夠自穩(wěn)時(shí).可采用單層整體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌。雙層襯砌一般用于、級(jí)圍巖或車(chē)站。折返線等大跨度隧道中。其外層襯砌為初期支護(hù)，由注漿加固的地層，錨噴支護(hù)及格柵等組合而成，內(nèi)層襯砌為二次支護(hù),大多采用模筑混凝土或鋼筋混凝土.4,開(kāi)挖方法對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力，圍巖穩(wěn)定，周?chē)h(huán)境.工期和造價(jià)等有重大影響、對(duì)一般的單雙線區(qū)間隧道和開(kāi)挖寬度在15m內(nèi)的其他隧道,可根據(jù)地層條件 埋深,機(jī)具設(shè)備及環(huán)境條件等、從圖1中選擇合適的開(kāi)挖方法，車(chē)站隧道的開(kāi)挖方法則要根據(jù)結(jié)構(gòu)型式，跨度及圍巖條件等來(lái)選擇 例如 埋置于第四紀(jì)地層中的北京西單地鐵車(chē)站，采用雙層三跨拱形結(jié)構(gòu)覆蓋層厚度6m。隧道開(kāi)挖尺寸為26,14m.寬 13 5m,高。采用側(cè)洞法施工。首先開(kāi)挖兩側(cè)的行車(chē)隧道，完成邊洞的二襯及立柱后,再開(kāi)挖中洞并施作中洞拱部及仰拱的二襯。側(cè)洞采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法開(kāi)挖，埋置于巖石地層中的大跨度單拱車(chē)站隧道、當(dāng)?shù)貙虞^差或?yàn)闇\埋時(shí),多采用品字形開(kāi)挖先墻后拱法施工、在，類(lèi)圍巖中的深埋單拱車(chē)站 也可采用先拱后墻法施工,圖1 中小跨度單跨地鐵隧道的開(kāi)挖方法,關(guān)于輔助施工方法，在土 砂等軟弱圍巖中 遇下列情況在隧道開(kāi)挖前應(yīng)考慮使用輔助施工方法，1，采用縮短進(jìn)尺、分部開(kāi)挖和及時(shí)支護(hù)等時(shí)空效應(yīng)的綜合利用手段仍不能保證從開(kāi)挖到支護(hù)起作用這段時(shí)間內(nèi)圍巖自穩(wěn)時(shí),2，在隧道上方或一側(cè)有重要建 構(gòu).筑物或地下管線需要保護(hù) 采用以上時(shí)空效應(yīng)綜合利用手段或設(shè)置臨時(shí)仰拱等常規(guī)方法仍不能把隧道開(kāi)挖引發(fā)的地面沉降控制在允許范圍以?xún)?nèi)時(shí).3，開(kāi)挖及出渣等需要采用機(jī)械化作業(yè)或因工期要求。不允許通過(guò)以上縮短進(jìn)尺等措施作為主要手段來(lái)穩(wěn)定圍巖和控制地表沉降時(shí) 4。需處理地下水時(shí)、作為穩(wěn)定圍巖和控制地面沉降的輔助施工方法大致可分為預(yù)支護(hù)和圍巖預(yù)加固兩類(lèi)，常用的預(yù)支護(hù)方法有超前桿或超前插板，小導(dǎo)管注漿 管棚。超前長(zhǎng)樁 預(yù)切槽 管拱和超前蓋板等，圍巖預(yù)加固有垂直砂漿錨桿加固和地層注漿等。作為地下水處理的輔助施工方法有降排水法，氣壓法。地層注漿法和凍結(jié)法、輔助施工方法的選擇與地層條件，隧道斷面大小及采用目的等因素有關(guān)，并對(duì)工程造價(jià)和施工機(jī)具的配置等產(chǎn)生直接影響.5。預(yù)支護(hù)與圍巖預(yù)加固 工程實(shí)踐和理論分析證明、隧道開(kāi)挖過(guò)程中,圍巖應(yīng)力狀態(tài)的改變和松弛將波及開(kāi)挖面前方一定范圍內(nèi)的地層，所以提高開(kāi)挖面前方土體強(qiáng)度和改善其受力條件,是保證開(kāi)挖面穩(wěn)定和控制開(kāi)挖產(chǎn)生過(guò)大沉降的重要手段,因此.預(yù)支護(hù)和圍巖預(yù)加固就成為土質(zhì)淺埋隧道中經(jīng)常使用的施工措施,所謂預(yù)支護(hù) 就是在隧道開(kāi)挖前 預(yù)先設(shè)在隧道輪廓線以外一定范圍內(nèi)的支護(hù)。有的還與開(kāi)挖面后方的支架等共同組成支護(hù)體系 超前桿和小導(dǎo)管注漿是一般土質(zhì)隧道采用較多的預(yù)支護(hù)方法。前者適用于拱頂以上黏性土地層較薄或?yàn)榉弁恋貙印⒑笳叨嘤糜谏皩踊蛏奥咽貙?它們能有效地防止頂部圍巖坍塌，在一定程度也有利于提高開(kāi)挖面的穩(wěn)定度,但由于預(yù)支護(hù)長(zhǎng)度短.一般3m.5m，在特別松軟的地層中、難以有效地支承開(kāi)挖面前方破壞棱體上方的土體,此外 對(duì)限制土體變形的作用也不夠明顯，所以國(guó)外在對(duì)地層擾動(dòng)大或開(kāi)挖成型困難的超淺埋隧道 多連拱隧道和平頂直墻隧道.都無(wú)例外地采用了管棚等大型預(yù)支護(hù)手段。管棚和超前長(zhǎng)樁是對(duì)傳統(tǒng)預(yù)支護(hù)手段的重大改進(jìn),不僅把預(yù)支護(hù)長(zhǎng)度增加到10m，20m以上。有的還在開(kāi)挖面前方形成空間剛度很大,縱橫兩個(gè)方向均能傳力的傘狀預(yù)支護(hù)體系，因而對(duì)控制開(kāi)挖產(chǎn)生的地面沉降特別有效 一種常見(jiàn)的超前長(zhǎng)樁是意大利人開(kāi)發(fā)的旋噴水平樁.利用專(zhuān)用設(shè)備.根據(jù)土層分別選用不同的注漿方法及注漿材料.可以在隧道外周構(gòu)筑直徑0。6m.2,0m的砂漿樁、在砂性土中 采用單管法。使用水泥漿加固 砂漿樁的直徑為0。6m.0,8m,在淤泥和黏性土中.采用雙重管法，用壓縮空氣 水泥漿加固、砂漿樁的直徑為1 2m 若采用三重管法,用壓縮空氣.水 水泥漿加固 砂漿樁的直徑可達(dá)2.0m，管拱實(shí)際上是一種直徑達(dá)2m的巨型鋼筋混凝土超前長(zhǎng)樁.它同時(shí)又作為隧道主要承載結(jié)構(gòu)的一部分 米蘭地鐵verriezia車(chē)站采用了這一技術(shù)，車(chē)站主體為凈跨22、8m、凈高16m的單拱隧道 開(kāi)挖寬度達(dá)28m 覆蓋層厚度為4m 5m.埋置于砂礫和粉細(xì)砂組成的地層中,先在墻腳處開(kāi)挖兩個(gè)側(cè)導(dǎo)洞并澆筑混凝土，在車(chē)站兩端的豎井內(nèi)沿隧道頂部依次頂入12根覆蓋整個(gè)車(chē)站的鋼筋混凝土管。在管內(nèi)充填混凝土.從側(cè)導(dǎo)洞沿拱圈每隔6m開(kāi)挖一個(gè)弧形導(dǎo)洞，施作支承頂管的鋼筋混凝土拱肋、在管拱的下面開(kāi)挖隧道.施作仰拱，實(shí)測(cè)施工引起的地面沉降為10mm,14mm.預(yù)切槽法是在隧道開(kāi)挖前、沿隧道外輪廓用專(zhuān)用設(shè)備切出一條1 5m，5.0m的深槽、當(dāng)為土質(zhì)隧道時(shí)必須用噴混凝土立即充填.形成一個(gè)預(yù)拱.它可用于開(kāi)挖斷面積為30m2。150m2.土質(zhì)比較均勻的隧道 圍巖預(yù)加固多用于淺埋隧道或?qū)Φ孛娉两悼刂铺貏e嚴(yán)格的隧道,其中垂直砂漿錨桿加固、是在地面按一定間距垂直鉆孔后.設(shè)置一直伸到拱外緣的砂漿錨桿.用以加固地層,注漿法則常與封閉地下水的目的配合使用，7、地下水對(duì)礦山法施工隧道的設(shè)計(jì)，施工.使用以及由它引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題的影響。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一是隧道施工中、地下水大量涌入,不僅影響正常作業(yè).嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致開(kāi)挖面失穩(wěn)，事故統(tǒng)計(jì)資料表明 塌方總量的95、都與地下水有關(guān),二是在某些地層中由于施工降水措施不當(dāng)，或在隧道建成后的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,由于長(zhǎng)期滲漏造成城市地下水位的大幅度變化，引起周?chē)ㄖ镆虺料葸^(guò)大而破壞,此外、在粉狀土中長(zhǎng)期滲漏會(huì)把土顆粒帶進(jìn)隧道。最終將削弱對(duì)隧道的側(cè)向和底部支撐 嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致隧道破壞.地下水的處理。必須因地制宜。結(jié)合隧道所處地質(zhì)條件、環(huán)境條件及施工方法等,選擇經(jīng)濟(jì),適宜的方法、9。3 3，本條規(guī)定了礦山法的重點(diǎn)勘察內(nèi)容，1 3.第四紀(jì)覆蓋地區(qū)土層的密實(shí)度.自穩(wěn)性,地下水,飽和粉細(xì)砂層等,基巖地區(qū)的基巖起伏、結(jié)構(gòu)面 構(gòu)造破碎帶。巖層風(fēng)化帶 巖溶、地?zé)?溫泉,膨脹巖等 以及隧道分布范圍內(nèi)的古河道 古湖泊.地下人防、地下管線，古墓穴，廢棄工程殘留物等均是影響礦山法隧道施工安全的重要因素,應(yīng)重點(diǎn)查明其分布和范圍 對(duì)人體帶來(lái)不良影響的各種有毒氣體，以及能形成爆炸、火災(zāi)等可燃性氣體，統(tǒng)稱(chēng)為有害氣體。除洞內(nèi)作業(yè)生成的以外.從地層涌出的有害氣體主要包括缺氧空氣.硫化氫.H2S,二氧化碳、CO2.二氧化氮,NO2,有機(jī)溶液的蒸氣及甲烷等天然氣,其中垃圾及沼池回填地中的甲烷屬可燃性氣體,由于它的比重僅約為空氣比重的一半,極易沿地層的裂隙上升到地表附近，是隧道施工中遭遇頻度最高的一種有害氣體。硫化氫氣體主要產(chǎn)生于火山溫泉地帶,它可燃，能引起人員中毒，還會(huì)腐蝕襯砌結(jié)構(gòu) 缺氧氣體多出現(xiàn)在以下地層中,1 在上部有不透水層的砂礫層或砂層中 由于抽取地下水或用氣壓法施工等原因。使地下水完全枯竭或含水量大量減少,如果地層中含有氧化亞鐵等還原物質(zhì)或有機(jī)物等 就會(huì)與空氣產(chǎn)生氧化作用而消耗氧氣。使之變?yōu)槿毖鯕怏w.2 含有甲烷或其他可燃?xì)怏w時(shí) 在通風(fēng)不良的隧道或豎井中.因施工作業(yè)大量消耗氧氣，使空氣中氧氣濃度降低，也會(huì)導(dǎo)致缺氧，人體吸入氧氣濃度低于18 的缺氧空氣而產(chǎn)生的各種病癥。稱(chēng)為缺氧癥、低于10.時(shí)能造成神志不清或窒息死亡，5。隧道突水、涌砂.開(kāi)挖面坍塌，冒頂.邊墻失穩(wěn)、洞底隆起,巖爆、滑坡 圍巖松動(dòng)等是礦山法施工常見(jiàn)的工程地質(zhì)問(wèn)題,會(huì)給隧道施工帶來(lái)災(zāi)難性的后果，勘察過(guò)程中應(yīng)根據(jù)所揭露的地質(zhì)條件。預(yù)測(cè)其可能發(fā)生的部位并提出防治措施建議,是礦山法勘察的重要內(nèi)容之一、9,3，5、掘進(jìn)機(jī)是一種先進(jìn).高效的開(kāi)挖設(shè)備 它根據(jù)以剪裂為主的滾刀破巖原理，充分利用了巖石抗剪強(qiáng)度較低的特點(diǎn)、尤其適用于長(zhǎng)隧道的施工。但它也存在以下問(wèn)題.1、掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度取決于巖石硬度.完整性和節(jié)理情況.節(jié)理越密、掘進(jìn)越快、節(jié)理方向與掘進(jìn)方向的夾角在45.左右,掘進(jìn)速度較快。節(jié)理平行或垂直掘進(jìn)方向.速度較慢.在軟巖中最快 但在斷層,溶巖發(fā)達(dá)區(qū)則問(wèn)題較多,還出現(xiàn)過(guò)難以用正常方法掘進(jìn)的實(shí)例，因此.事前對(duì)沿線地質(zhì)進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查。對(duì)掘進(jìn)機(jī)的選型.設(shè)計(jì),估算工程進(jìn)度等都至關(guān)重要,2。工作中刀片消耗極大，需要經(jīng)常更換，9.3，6、爆破對(duì)地面建筑和居民的主要影響表現(xiàn)在爆破地震動(dòng)效應(yīng)和爆破噪聲，爆破地震動(dòng)在達(dá)到一定的量值之后,不僅引起建筑物的裂損和破壞。而且也會(huì)影響居民的正常生活.大量的試驗(yàn)觀察結(jié)果表明、地震動(dòng)對(duì)建筑物的破壞和對(duì)居民的影響與爆破產(chǎn)生的地面震動(dòng)速度關(guān)系極大,爆破噪聲也與爆破地面震動(dòng)速度關(guān)系密切、所以各國(guó)大都把爆破產(chǎn)生的地面震動(dòng)速度作為評(píng)價(jià)爆破次生效應(yīng)的基礎(chǔ) 制定出建筑物和人員所能承受的地面安全震動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、爆破安全規(guī)程 GB 6722規(guī)定,不同類(lèi)型建筑物地面安全震動(dòng)速度為。土窯洞。土坯房、毛石房屋、1 0cm、s。一般磚房.非抗震的大型砌塊建筑物 2cm s。3cm。s，鋼筋混凝土框架房屋，5cm.s,9,3。7 洞樁。柱,法一般用于城市軌道交通工程的暗挖車(chē)站工程。通過(guò)先施工上下導(dǎo)洞，在上導(dǎo)洞中向下導(dǎo)洞中施作立柱或樁 柱下要施作基礎(chǔ).通常樁或柱需要承擔(dān)上部荷載、邊樁還要承擔(dān)側(cè)向巖土壓力，在樁或柱體的支護(hù)下,再進(jìn)行車(chē)站的開(kāi)挖,這種開(kāi)挖方式又稱(chēng)為PBA法或暗挖逆筑法 勘察時(shí)、根據(jù)該工法的特點(diǎn)提供地基承載力、樁基承載力及變形計(jì)算的巖土參數(shù)。以及側(cè)向土壓力計(jì)算參數(shù)是勘察工作的重要內(nèi)容.9、3 8.氣壓法是在軟弱含水地層中.向開(kāi)挖面輸送能抵抗水壓力的壓縮空氣.以控制涌水 保證開(kāi)挖面穩(wěn)定的一種開(kāi)挖隧道的方法。覆蓋層厚度,土的粒徑，顆粒組成。密度 土的透氣性，地下水狀態(tài)和隧道開(kāi)挖斷面的大小等對(duì)壓氣作用的效果影響很大，一般在黏性土地層中、壓氣效果顯著。在粉土地層中 由于透水性小,壓氣效果較好.但當(dāng)覆蓋層薄和氣壓高時(shí) 有造成地表隆起的危險(xiǎn)、而氣壓過(guò)低又容易使隧道底部呈現(xiàn)泥濘狀態(tài) 引起開(kāi)挖面松弛,這時(shí)、應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況 及時(shí)調(diào)整氣壓。在透水性和透氣性大的砂土地層中,當(dāng)開(kāi)挖面的頂部有一層不透水的黏性土層時(shí)。也是一種使用氣壓法施工的較好條件,如果砂土中黏土成分占30，40,則有一定的壓氣效果。在黏土含量在15.20 以下的砂層中 當(dāng)覆蓋層薄或上部無(wú)不透水層時(shí).過(guò)高的氣壓有使地表噴發(fā)的危險(xiǎn)、此時(shí)往往需要與注漿法或降低地下水位法同時(shí)使用，當(dāng)隧道開(kāi)挖斷面較大時(shí).由于隧道底部的氣壓無(wú)法平衡外部的水壓力、有可能出現(xiàn)涌水甚至是流砂,而隧道頂部由于 過(guò)剩壓力 而導(dǎo)致的地層過(guò)度脫水、又極易引起地層坍塌。