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安全支护(地下工程)

2020-04-09 21:00

在地下工程施工过程中,对开挖出来的围岩进行支护,以保障施工安全的措施。安全支护是地下工程施工的重要环节,其目的是防止软弱破碎地层的坍塌和个别石块的下落。根据地质条件、空间的大小、施工条件、材料来源和经济条件等,对需要支护的地段进行支护设计。

安全支护的基本要求

①具有足够的强度和稳定性,能承受全部荷载,不发生较大的变形和破坏,并具有适应荷载变化的能力。②易于安装和拆卸,便于机械施工。③不妨碍施工机械的运转和不影响开挖的进行。④选用材料力求经济。开挖和支护的间隔时间、施工顺序及间隔距离,需根据地质条件,爆破参数、支护类型等因素确定。对稳定性差的围岩应随开挖适时支护,支护后及时观察,定期检查或进行变形观测,发现杆件破裂、倾斜、扭曲、变形及其他异常征兆时,要及时加固。必要时还需利用超前钻或地质雷达等进行事先的地质探测。

安全支护的类型

按使用的材料分为木支撑、钢支撑、预制钢筋混凝土支撑、锚杆和喷射混凝土支护等。在水利工程中,除特殊地段外,一般宜选用锚杆支护。

(1)木支撑。具有重量轻,加工、架立方便,损坏前有显著变化,不会突然折断等优点,其结构形式分为门框形、拱形和扇形。①门框形木支撑,适用于断面不大的导洞及临时性平洞。②拱形木支撑,用构件沿开挖断面组成一个曲线或折线形的构架,下面的净空大,便于开挖施工,可做平洞扩大后的支撑,但跨度大于9m时不宜使用。③扇形木支撑,用构件组成扇形,结构复杂,撑木多,材料消耗大,所占净空面积较大,但可随开挖逐步进行支撑,避免因支撑不及时造成塌方,适用于中等断面、岩石破碎的情况。由于木支撑要耗费大量木材,故已少用。

(2)钢支撑。可多次使用,承载能力强,占空间小,但使用钢材多,一次性费用高,其结构形式分为门框形和拱形。在破碎且不稳定的岩层中,当支撑不能拆除需留在混凝土衬砌中时,也需采用钢支撑。

(3)预制钢筋混凝土支撑。用预先制作好的钢筋混凝土构件进行支撑,在围岩软弱,山岩压力大,支撑需留在衬砌内,而钢材又缺乏时多采用这种支撑,但因构件重量大,安装、运输都不方便,所以只适用于中、小断面。

(4)锚杆和喷射混凝土支护。参见锚喷。

地下工程施工塌方处理

地下工程开挖时虽有安全支护,但因地质条件不良及其他原因,仍可能发生塌方。一旦发生塌方,要及时查明原因及其规模,迅速处理,防止塌方范围的延伸和扩大。塌方处理之前需先加固好端部未破坏的支护(或岩体),加固方案可考虑与永久支护结合。一般可按以下方法进行处理:①塌落物未将洞室堵塞时,先护顶再清除石渣。②塌落物将洞室堵塞时,宜采用插钎、插板方法,以小洞穿过塌落体,然后衬砌顶拱,亦可采用预灌浆法。③冒顶塌方时,先将地表陷落洞穴撑固,或用不透水土壤夯填密实,防止继续坍塌,陷穴四周做好防雨和排水设施,洞内处理按竖井开挖要求进行。④地下水活动强烈时,宜先治水后治塌。

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