9.3 】 矿山法勘察 ！ 《 9.？3.1 《 矿山？法施工的工艺较多工！法名称尚没有统一的！规定目前常见的矿山！法，施工的开挖方法一】般包括全断》面法、上半断面临时！封闭正台阶法、正台！阶环形开挖法—、单侧壁《导坑正台阶法、【双侧壁导坑法—（眼镜？工法）、《中，隔墙法（《CD法、CRD法】）、中洞《法、：侧洞法、柱洞—法、洞？桩法（PBA法【）等方法开》挖 》 9.3.—。2  矿山法—隧道轴线位》。置选定隧道断面形】式和尺寸《洞口、施工》竖井位置和明、暗挖！施工的？分界：点的选定开》挖方案？及辅助施工》方法围岩加固、初】期支护等与》工程地质条件和【水文地？质条：件密：。切，相，关岩土工程条件对】矿山法施工》工法工艺《。的影响主要体现在以！。下几个方面 】     1 ！ 矿：山法隧道《的埋置深《度应根据运》营使用和环境保【护要求结合地层情况！通过技术《经济比较确定无水地！层中在不影响地铁】。运营：和车站使用的—。前提：下宜使区间隧—道，处于深？埋状态以节约—工程费用但在第【四纪土层中往往难】。以做到这《种情况？在选择隧《道穿越的土》层时最好使其拱部】及以上有一定厚度】。的可塑一硬》塑状的黏性土层以】减少施工《中的辅助《措，施费用？有条件时宜把隧道底！板，置于地下水位以上】。。在综合以上考—虑的基？础上隧道《的埋深宜《选，择较大的覆跨比（】覆盖层厚《度，与隧道开挖》宽度之比） 】 ？    2 — 矿山？法地铁？隧道的结构断面形式！应根据围岩条件、使！用要求施工工艺【。及开挖断面的尺度等！。从结构受力、围岩稳！。定及环？境保护？等方面综合考虑合理！确定宜采用连—接圆顺的马蹄形【断面围岩条》件较好时采用—拱形：与直墙或曲》墙相：组合的？形状软岩及》土，、砂地层《中应设仰拱》。或受：力平底板浅埋—区，间隧道一般采—用两单？线，平行：隧，道，岩，石，地层中则《采用：。双线单洞断面较为】经济也有利于大型施！工，机具的使用》    ！ ，土层中的《车站隧道一》。般采用三跨或双跨的！拱形结构；》岩石：地层中？。的车站？隧道从减少施工【对，围岩的扰动》和提高？车站的使用效—果等方面考虑宜采】用单跨？结构矿山法车站隧道！视需：要也可做成多层【 ：。     】视地层及地》下水条件、》环境条？件、：。施工方法《及隧道？开挖断？面尺寸的《不同矿山法》隧道可选《用单层衬《砌或双层衬砌—轨道交通行车隧【道不宜单独》采，用，。喷锚衬砌当岩层的】整体：性好、基本无地【下水从？开挖到衬砌这段时间！围岩能够自稳—。或通过锚喷》临时：支护围岩能》。够自稳时可采用单层！整体现浇混凝土衬】砌或装配式衬砌【。双层衬砌一》。般用于Ⅴ、》Ⅵ级围岩或》车站、？折返：线等大跨度隧道中】其外层衬砌为初【。期支护？由注浆加固的—。地层、锚喷支护及】格栅等组合而成内层！衬，砌为二次支护大【多采用模筑混凝【。土或钢筋混凝—土 ？     】。4，  开挖方》法对支护结构的【受，力、围岩《稳定：、周围环境、工【期和：造价等有重》大影响对一般—的单双线区间隧【道和开挖《。宽度在15m内【。的其他隧道可—根据地层条件、埋】深、机具设备及环】境条件等从图1中选！择合适的《开挖方法车站隧【。道的开？挖方法则要根—据，结构型式、跨—度，及围岩条件等来【选择例？如埋置于第四纪地】层中：的北京？西单：地铁车站采》用双层三跨拱形结】构覆盖层厚度6m隧！道开挖尺寸为26】.，14m（宽）×1】3.5m（高—）采用侧洞法施工首！先开挖两侧的行【车隧道完成边洞【的二衬及立柱后再开！挖中：洞并施作《中洞拱部及仰拱的二！衬；侧？洞采用双侧壁导【。洞法：开挖埋置于岩石地】层中的大《跨度单？拱车：。站隧：道，当地层较差或为浅埋！时多采用品字形开】挖，。先墙后拱法施工；】在Ⅴ、Ⅵ类围—岩中的深《埋单拱？车，站也可采用》先拱后墙法施工 】 ， 】 图1  —中小跨度单跨地铁隧！道的：开挖方法 》     ！关于：辅助施？工方法？在土、砂等软弱【围岩中遇下列情【况在隧道开挖前【应考虑使用辅助施工！方法： 》   ？      1）采！用缩短进尺、分部】开挖：和及时支护等时空】效应的综合利—用手段仍不能—保证：。从开挖到支》护起作用这段时间内！围岩自稳时 】。   》      2）在！隧道上？方或一？侧有重要建》（构）筑物或—地下：管线需要保护—采用以上时空效应】综，合利用手段或设置】临时仰？拱等常规方法仍【不能把隧道开挖引】发的地面沉降控制】在允：许，范围以？。内时 — ， ，    《  ：   ？。3）开挖《及，出渣等需《要采用机械化作业或！因工期要求不允【许通过以上》缩，短进：尺等措施作为主要】手段来？稳定围？岩和控？制，地表沉？。降时  ！    《   4）需处【。理地下水时 ！。     作为】稳定围岩和控制地】面沉降的辅助施工方！法大致可分为预支护！和，围岩预加固两类常】用的：预支护方法有超前杆！或超前插《板、小导管》。。注浆、管棚》、，。超前：长桩、预切槽、管拱！和超前盖《板等：；，围岩预加固》有垂直砂浆锚杆加固！和地层注《浆等作为地下水处】理的辅助施工方【法有：降排水法、气—压法、地层》注，浆法和冻结法— —  ：  辅助《施工方法的选择与地！层条件、隧道—断面大？小及采用《。目的等因素》有关并对工程造【价和施工机具的配】置等：产生直接《影响 】   ？ 5 ？ 预支护与围—岩，预加固工程实践和理！论分析证明隧道【开挖过程中》围岩：应力状态的改变和】松弛将波及开挖【面前方一《定范围内的地层所】以提高？。开，挖面前方土体强度和！改善：其受力条件是—保证开挖面稳定和】控制开挖产生过【大沉降的重要手段】因此预支护和围岩】预加固就成为—土质浅埋隧》道中经常使》用的施工措施 【   【  所谓预支护就】是在隧道开挖前预先！设在隧道轮》廓线以？外一定？范围内的支》护有的还与开—挖面后方的》支架等？共同组成支护—体系超前杆》和小导管注浆—是一般土《。质隧道？采用较？多的预支护方—法前者适《用于拱顶以上黏【性土地层较薄或为粉！土地层？后者多用于砂层或】砂卵石地层》它们能有效》地，防止顶部《围岩坍塌在一—定程度也有利于提高！开挖面的《稳定度但由于预【。支护长度短》（，一般3m～5m）在！特别松软的地—层中难？以有：效地支？承，开挖面？前方破坏棱体上【方的土体；》此外对限制土体【变形的？作用也不够明—。显所以？国外在对地层—扰动大或开》挖成型困《难的超浅埋隧道、多！。连拱隧道和平顶直】墙隧道都无例外地】采用了？管棚等大型预支护手！段 ？。 ：     管棚】和超前长桩是对传】统预支护手段—。的重大改进不—仅把预支护》长度增加到10m～！20m以《上有的还《在开挖面《。前，方形成？空间刚？度很大、《纵，横两个方向均能传】力，的伞：状预支护体系因而】。。。对控制开《。挖产生的地面沉降】特别有效一种常见的！超前长桩是意大【利人开？发的旋喷水平—桩利用专用设—备根据土层分别选用！不同：的，注浆方？法及注浆材》。料可以在《隧，道外周构筑直径【0.6m～2.【0m的砂浆桩—（在砂性土中采用单！管法：使用水泥《浆加固？砂浆桩的直径—为0.6m～0【.8m；《在淤泥和黏性—土中采用双》重管法用压缩空气】＋，水，泥，浆加固砂浆桩的直】径为1.2m若采】用三：。重管法用压缩空【气＋水＋水》泥，。浆加固砂浆桩的直】径可达2.0m【。）  】 ，  管拱实际上是一！种直径达2m的巨】型，钢筋混凝《土超前长桩它同时又！作为隧道《。主要承？载，结构的一部分米【兰地铁verrie！zia车站采—用了：这，一技术？车站主体为净—。跨22.8m、【净高16m的单【。拱隧道开挖宽度达2！8m覆盖《层厚度为4m～【5m埋置于砂砾和】粉细砂？组成的？地层：中先在墙脚》处开挖两个》侧，导洞并浇《筑混凝土《；在车站《两端的竖《井内沿隧道顶部【依次顶入1》2根覆盖整》。个车站的钢筋混凝土！管在管内充填混【凝，土；从侧导洞沿【拱圈每隔6m—。开挖：一个弧？形导洞施作》支承顶？管的钢筋混凝土拱】肋；在管《拱的下面开挖隧【道施作仰拱实测施工！引起的？地面沉降为10【mm：～14mm》 ， ？。    》 ，预切槽法是》在隧道开挖前沿隧】。道外轮？廓用专用设》备，切出一条1.5【m～5.《0m的深槽当为土】质，隧道时必须用喷混凝！土立即充填形成一】个预拱它可用于开挖！断面积为30m2～！1，50m2、土质比】较均匀的隧道— 》     围岩预加！固多用于浅埋隧【道或对地面沉降控】制特别严格的隧【道，其中垂？直砂浆锚《。杆加固是在地面【按一：定间：距垂直？钻孔：。后设置？一直伸到拱外—缘的砂浆锚杆—用以加固地层注浆法！则常与封闭地—下水的目的配合【使用 【  ：   7  地下】水对矿山法施工隧道！的设计、施工、使用！以及：由它引发的环境【。问题的？影响主要表现在以】。下两个方面 — 》    一是隧【。道施工中地下水大】量涌入？不仅影响正常作【业严重的还会—导致开挖面失—稳事故统计资料表】明塌方总《量的95《％都与地《下，水有关 《     ！二是在某些地层中由！于施工降水》措施不？当或在？隧，道，建成后的运营过程中！由于长期渗漏造【成城市地下水位【的大幅度变化引起周！围建筑物因沉陷过】大而破坏此外在【粉状土中长期渗漏】会把土颗粒带—进隧道？最终将削弱对—隧道的侧向和底部】支撑：严重时可导致—隧道破坏 】   《  地下水的处理必！须因地制宜》结合：隧道所处地质条件】、环境？条件及施工方法等选！择经济、适宜的方法！ ： 9.3【.3 ？ 本条规定了矿山】法的重点《勘察内？容 【    1》。～3  《第四纪覆盖地区土】层的密实度》、自稳性、地—下水、饱和粉细砂层！等基岩？地区的基岩起伏、】结构面、构》造破碎带、岩层风化！带、岩溶、地热、】。温泉、膨《胀岩等以及隧道【分布范围内》的古：河道、古湖》泊、地下人防—、地下管《。。线，、古墓穴《、废弃工程残留物】等，。均是影响矿》。山法隧道施工—安全的重要因素应重！点查明？其分布和《范围 】    对人体带】来不良影响的—各种有毒《气体以？。及，能形成爆《炸、火灾等可—燃性气体统称—为有害气体除洞【内作业生成的以外从！地层涌出《的有害气体主要包括！缺氧空气《、硫化氢《（，。H2S？）、二氧化碳（【CO2）、二氧化氮！（NO2）、有【机溶液的《蒸气及甲烷等天然】气   ！。  其？中垃圾及沼池—回填地中《的甲：烷属：可燃性气体》由于它的比重—仅约为？空气：比重的一半》。极，易沿地层的裂隙上升！到地表附《近是隧道《。施工中？遭遇频度《最高的？一种有害气》体硫化？氢气：体主要产生》。于火山温泉地带它】可燃能引起》人员中毒还》会腐蚀衬砌》结构 》。  《   缺氧气体【多出现在《以下地？层中 【     》    1）在上部！有不透？水层的砂《砾，层或砂？层，中由于抽取地下【水或用气压法施工等！原因使地《。。下水完全枯竭或含水！量大量？减少如果地层中含】有氧化亚《。铁等还原《物质或有《机物等就会与—空，。气产生氧《化作用而《消耗氧气使之—变为缺氧气体 ！ ，       】 ，。 2）？含有甲烷或其—他可燃气体时—在通风不良的—隧道或竖井中因施工！。。作业大量消耗氧气使！空气：中氧：气浓：度降低也会》导致缺氧 》  —   人体吸入氧】气浓度低于》18％的缺氧—空气：而产生的各种病【症称为缺氧症—；低于1《0％：。时能造成神志—不清或窒息死—亡 》    》 5  隧道突水、！涌砂、开挖面坍塌】、，冒，顶、边？墙失稳、洞》底隆起、岩爆、滑】坡，、围岩？松动等是《矿山：法施工？常见的工程地质【问题会？。给隧：道，施工带？来灾难性的后—果勘察过《程中应根据所揭露】的地质条件》预，测其可？能发生的部位并提出！防，治措施建议》是矿山法勘察—。的重要内容之—一 9.！。3.5 《 掘进机是》一，种，。。先进、高效的开挖设！备它根据以剪裂为主！的滚刀破岩原理【充分利用了》岩石抗剪强》。度较低？的特点尤其适用于】长隧道的施工但它也！存在：以下问？。题  】  ：。。 1  掘进机【掘进速度《取决于岩石硬度【、完整性和节理情】况节：理，。越密：。、掘进越快；节【理方向与《掘进：方向的夹角在45°！左右：掘进：速度较快；节理平行！或，垂，直掘进方《向速度较慢；—在软岩中最快但【在断：层、溶岩发达区则问！。题较多还出现过难以！用，正，常方：法掘：进的实例因此事前对！沿线地质进行深入】细致的调查对掘【。进机的选《型、设计、估算【工程进度等都至【关重要 《 ，     】2  工作中刀【片消耗极大需要经常！更换 》 9《.3.6  爆破】对地面建筑和—居，民的主要影响表现】在爆破地震动—。效应和爆《破噪声爆破地震动】在达到一定的—量值之后不仅引起】建筑物？的裂：损和破坏《而且也会《影响居民的正—常生活大量的试验观！察，。结果表明地震动【对建筑物的破坏和对！。居民的影响与爆破产！生的地面震动速【度关：系极大爆破》噪声也与《爆破地面震》动速度关系》。密切所？以各国大都把—爆破产生的地面【震动：速度作为评价爆破】次，生效应的《基础制定出建筑【物和人？员所能承受》的，地面安全震动速度】标，准，   】  据现行国—家，标准爆？破安：全规程GB 6【72：2规定不同类—型建筑物地面安【全，震动速度为 — ？     土窑洞！、土坯房、毛石房】屋1.0cm/s；！ ： ：    》 一般砖房、非抗震！的大型砌块建筑物】2cm？/，s～3cm/—s；  ！   钢筋混—凝土框？架房：屋，5cm/s 】 9《.3.7  —。洞桩（柱）法一般用！于城市轨道交通【工程的暗挖车站工】程通过先施》工上下导《洞，在上：导洞中向下导洞【中施作立柱或桩【柱下要施作基—础通常桩或柱需要承！担上部荷载》边桩还要承担—侧向岩土《压，力在桩或柱》体的支护下再进行】。车站：的开挖这种》开挖方式又称为P】BA法？或暗挖逆筑法勘【察时根据该工法【的特点提供地基承载！力，、桩基承载力及【变形计算的岩土参数！以及侧向《。土压力计算参数是】勘察：工作的重《要内容 》 ？ ，。9.3？.8  气压法是】在，软弱含？水，。地层中向开挖—面，。输送能？抵，抗，水压力的压缩空【气以控？制涌水、保证开【挖面：。稳，定的一种开挖—。。隧道的方法 — ： ？  ：  覆？盖层厚度、土的【粒径、颗粒组成、】密度、土的透—。气，。。性、地下《水状态和《隧道：开，挖断：面的大小等对压【气作用？。的效果影响》很大一般在黏性土地！层中压气效果显著】在粉土地层》中由于透水性小压】气效果较好但—当覆盖层薄和—气，。压高时有《造成地？表隆起的危险；【。而气压过低又容易使！隧道底部呈现泥【泞状态引起》开挖面松弛这时【。应结合实际情况及】时调：整气压在透水性和】透气性大《的砂土地层中当开挖！面的：。顶，部有一？层不透水的黏性土层！时也是一《。种使用气压法施工】的较好条《件；：如果砂土中黏土成分！占30％《～40％则有—一定的压《气效果；在黏土含】量在15《％～20％以—。下的砂层中当—覆盖层薄或上—部无不透水层—时过高的气压有【使地表？喷发的危险此时往往！需要与注《浆法或降低地—下水位法同时使【用；当隧《道开：挖断面较大时由于】。隧，。道底部的气压无法平！衡外部的水》压力有可能》出现涌水甚至是【流砂而？隧道顶部由于“【过剩压力”而—。导致的地层过—度脱水又极易引起】地层坍塌《 ， ，