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2019年造价工程师考试土建计量知识点:地下工程围岩的稳定性

2018-12-04 15:35  来源:建设工程教育网  字体:  打印

  2019年一级造价工程师考试时间预计在10月下旬,在考试之前建设工程教育网小编将持续为考生更新造价工程师考试知识点。书山有路勤为径,学海无涯苦作舟,希望能通过这种日积月累的学习,帮助大家熟练掌握2019年一级造价工程师考试知识点。

  复习造价工程师考试,需要一点一滴的积累,为了帮大家尽快进入备考状态,网校为大家准备了造价工程师考试知识点,真心希望大家可以利用好这些内容,为考试打好基础!

  今天将为大家介绍2019年一级造价工程师考试《土建计量》知识点:地下工程围岩的稳定性。准备好了吗?快来学习吧!

  地下工程围岩的稳定性

  1.地下工程位置选则的影响因素

  地下工程位置的选择,除取决于工程目的要求外,还需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。

  (1)地形条件

  在地形上要求山体完整,地下工程周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。如选择隧洞位置时,隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓,无滑坡、崩塌等现象存在。洞口岩石应直接出露或坡积层薄,岩层最好倾向山里以保证洞口坡的安全。

  (2)岩性条件

  坚硬完整的岩体,围岩一般是稳定的,能适应各种断面形状的地下工程。而软弱岩体,如黏土岩类、破碎及风化岩体、吸水易膨胀的岩体等,通常力学强度低,遇水易软化、崩解及膨胀等,不利于围岩的稳定。

  因此,地下工程位置应尽量选在坚硬完整岩石中。一般而言,岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩,围岩的稳定性好,适于修建大型的地下工程。凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩,稳定性差,不宜建大型地下工程。

  (3)地质构造条件

  1)褶皱的影响。在背斜核部,岩层呈上拱形,有利于洞顶的稳定。向斜核部岩层呈倒拱形,易于塌落。原则上应避开褶皱核部,若必须在褶皱岩层地段修建地下工程,可以将地下工程放在褶皱的两侧。

  2)断裂的影响。断层破碎带及断层交汇区稳定性极差,地下工程开挖如遇较大规模的断层,基本上都会产生塌方甚至冒顶(洞顶大规模突然坍塌破坏)。一般而言,应避免地下工程轴线沿断层带布置。而地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带,所需穿越的不稳定地段较短,但也可能产生塌方。因此,在选址时应尽量避开大断层。

  3)岩层产状的影响。对于地下工程轴线与岩层走向垂直的情况,围岩的稳定性较好,特别是对边墙稳定有利。在水平岩层中布置地下工程时,应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩层时,顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动,造成很大的偏压,逆倾向一侧围岩侧压力小,有利于稳定。

  (4)地下水

  在选址时最好选在地下水位以上的干燥岩体内,或地下水量不大、无高压含水层的岩体内。

  (5)地应力

  初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。

  2.围岩的工程地质分析

  (1)围岩稳定性分析

  变形与破坏的五种形式:

  1)脆性破裂,经常产生于高地应力地区。存储有很大弹性应变能的岩体,在开挖卸荷后,能量突然释放形成的。

  2)块体滑移,是块状结构围岩常见的破坏形式,常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。

  3)岩层的弯曲折断,是层状围岩变形失稳的主要形式。在倾斜层状围岩中,当层间结合不良时,顺倾向一侧拱脚以上部分岩层易弯曲折断,逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。在陡倾或直立岩层中,因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行,所以边墙容易凸邦弯曲。

  4)碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱,在洞顶则产生崩落,在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。当结构面间夹泥时,往往会产生大规模的塌方,如不及时支护,将愈演愈烈,直至冒顶。

  5)一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体,在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。

  (2)围岩的分类

  主要是鉴于围岩的稳定性对围岩进行分类,不同建设行业对围岩的分类尚不尽相同。例如,水利建设行业将围岩分为五类,交通建设行业将围岩分为六类。

  3.提高围岩稳定性的措施

  (1)支撑与衬砌。

  支撑是在地下工程开挖过程中用以稳定围岩用的临时性措施。按照选用材料的不同,有木支撑、钢支撑及混凝土支撑等。在不太稳定的岩体中开挖,需及时支撑以防止围岩早期松动。

  衬砌是加固围岩的永久性结构,其作用主要是承受围岩压力及内水压力,有混凝土及钢筋混凝土衬砌,也可以用浆砌条石衬砌。

  (2)喷锚支护。喷锚支护是在地下工程开挖后,及时地向围岩表面喷一薄层混凝土(一般厚度为5~2Ocm),有时再增加一些锚杆,从而部分地阻止围岩向洞内变形,以达到支护的目的。

  喷锚支护能使混凝土喷层与围岩紧密结合,并且喷层本身具有一定的柔性和变形特性,因而能及时有效地控制和调整围岩应力的重分布,最大限度地保护岩体的结构和力学性质,防止围岩的松动和坍塌。如果喷混凝土再配合锚杆加固围岩,则会更有效地提高围岩自身的承载力和稳定性。

  喷混凝土具备以下几方面的作用:

  首先,能紧跟工作面,速度快,因而缩短了开挖与支护的间隔时间,及时地填补了围岩表面的裂缝和缺损,阻止裂隙切割的碎块脱落松动,使围岩的应力状态得到改善;

  其次,由于有较高的喷射速度和压力,浆液能充填张开的裂隙,起着加固岩体的作用,提高了岩体的强度和整体性。

  此外,喷层与围岩紧密结合,有较高的粘结力和抗剪强度,能在结合面上传递各种应力,可以起到承载拱的作用。

  为了防止锚杆之间的碎块塌落,可采用喷层和钢丝网来配合。

  (3)各类围岩的具体处理方法。

  1)对于坚硬的整体围岩,岩块强度高,整体性好,在下工程开挖后自身稳定性好,基本上不存在支护向题。这种情况下喷混凝土的作用主要防止围岩表面风化,消除开挖后表面的凹凸不平及防止个别岩块掉落,其喷层厚度一般3~5cm.当地下工程围岩中出现拉应力区时,应采用锚杆稳定围岩。

  2)对于块状围岩,这类围岩的坍塌总是从个别石块——“危石”掉落开始,再逐渐发展扩大,只要及时有效地防止个别“危石”掉落,就能保证围岩整体的稳定性。一般而言,对于此类围岩,喷混凝土支护即可,但对于边墙部分岩块可能沿某一结构面出现滑动时,应该用锚杆加固。

  3)对于层状围岩,在开挖地下工程时,往往不易打成拱形(或圆形),爆破后顶面经常成平板状,如不加支护,围岩常常先发生弯曲张开,然后逐渐坍塌。因此对于此类围岩,应以锚杆为主要的支护手段。

  4)对于软弱围岩,相当于围岩分类中的IV类和V 类围岩,一般强度低、成岩不牢固的软岩,破碎及强烈风化的岩石。该类围岩在地下工程开挖后一般都不能自稳,所以必须立即喷射混凝土,有时还要加锚杆和钢筋网才能稳定围岩。

  上述内容是为考生整理的2019年一级造价工程师考试土建计量知识点,网校将会持续为考生更新2019年一级造价工程师考试知识点,更多知识点可以进入一级造价工程师复习资料栏目查看!

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