水利水電工程師考點(diǎn)解讀：1F414005地下工程施工

地下工程按其斷面大小可分為小斷面、中斷面、大斷面和特大斷面四類，具體尺寸見下表。

按斷面尺寸的洞室分類

斷面分類斷面積(m2)等效直徑(m)

小斷面<20<4.5

中斷面20～354.5～6.5

大斷面35～1206.5～12

特大斷面>120>12

根據(jù)地下洞室斷面分類，結(jié)合施工機(jī)械和技術(shù)水平情況，地下工程可采取全斷面開挖、先導(dǎo)洞后擴(kuò)大開挖、臺(tái)階擴(kuò)大開挖、分部分塊開挖等方式進(jìn)行施工。

1.全斷面開挖方式

全斷面開挖方式是采用機(jī)械化或半機(jī)械化進(jìn)行全斷面一次開挖成型的施工方法。

2.先導(dǎo)洞后擴(kuò)大開挖方式

通常在導(dǎo)洞開通后，才進(jìn)行擴(kuò)大開挖。

3.臺(tái)階擴(kuò)大開挖方式

4.分部分塊開挖方式

在特大斷面的洞室開挖中，可采用先拱后擴(kuò)大、先導(dǎo)洞后頂拱擴(kuò)大再中下部擴(kuò)大、肋拱留柱擴(kuò)大法、中心導(dǎo)洞輻射孔等方式進(jìn)行分部分塊開挖。

1)先拱后擴(kuò)大

在I～Ⅱ類圍巖中，可先以全斷面進(jìn)行頂拱部位開挖，然后對(duì)頂拱進(jìn)行噴錨支護(hù)。在進(jìn)行頂拱支護(hù)的同時(shí)，可進(jìn)行下部開挖(若跨度大于1m以上時(shí)，可視地質(zhì)裂隙情況再行分塊)，最后再開挖中部，使斷面成型?；蛳乳_挖洞室頂拱，當(dāng)頂拱支護(hù)后，再逐層開挖下部，這種方法開挖效率不高，但比較安全。

2)先導(dǎo)洞后頂拱擴(kuò)大再中下部擴(kuò)大

當(dāng)洞室圍巖為Ⅲ～Ⅳ類巖石時(shí)，先在頂拱處開挖導(dǎo)洞，然后進(jìn)行頂拱擴(kuò)大開挖，并及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。在此同時(shí)，可進(jìn)行下導(dǎo)洞開挖，最后進(jìn)行中部擴(kuò)大開挖。

3)肋拱留柱擴(kuò)大

當(dāng)洞室圍巖為Ⅳ類或V類巖石時(shí)，先開挖頂拱部位導(dǎo)洞，為保證施工安全，在頂拱擴(kuò)大開挖時(shí)，采用間隔擴(kuò)大方式，并立即進(jìn)行鋼筋混凝土支護(hù)，然后再逐塊開挖巖柱。

4)中心導(dǎo)洞輻射孔

用小型機(jī)械開挖中導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞中用潛孔鉆或鉆車鉆輻射孔并用簡(jiǎn)易臺(tái)車鉆周邊預(yù)裂孔，這種方法適用于Ⅰ、Ⅱ類圍巖，機(jī)械化程度較低，開挖大斷面洞室時(shí)。使用這種方法襯砌與擴(kuò)大開挖可流水或平行作業(yè)。

三、掘進(jìn)機(jī)開挖

地下工程施工，符合下列情況時(shí)，可研究選用掘進(jìn)機(jī)施工的合理性：

(1)圓形斷面，洞徑3～12m，洞線比較順直，洞長(zhǎng)超過(guò)5km,開挖施工支洞及豎井困難或不經(jīng)濟(jì)。

(2)圍巖類別Ⅰ～Ⅲ類，巖體構(gòu)造均勻，物理力學(xué)指標(biāo)適中，巖溶不發(fā)育，斷層破碎帶較少，圍巖變形小。

(3)巖石單軸抗壓強(qiáng)度在30～200MPa之間。

(4)地下涌水量較小。

在堅(jiān)硬、中等堅(jiān)硬的較完整巖體中開挖隧洞時(shí)，宜選用開敞式掘進(jìn)機(jī)幵挖;在中等堅(jiān)硬的完整性較差的巖體、軟巖或局部土層中開挖隧洞時(shí)，宜選用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)開挖。