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造價師土建工程精講班講義：地下工程圍巖的穩定性

地下工程圍巖的穩定性

1.地下工程位置選擇的影響因素

地下工程位置的選擇，除取決于工程目的要求外，還需要考慮區域穩定、山體穩定及 地形、巖性、地質構造、地下水、地應力等因素的影響。

例題：以下說法正確的有()

A.一般在堅硬完整巖層中開挖，圍巖穩定、進度快、造價低。

B.凝灰巖、頁巖，穩定性差，不宜建大型地下工程。

C.若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時，應將堅硬巖層作為地板

D.避免將堅硬巖層置于頂部，易于造成頂板懸垂或坍塌。

E.軟弱巖層位于地下工程兩側較為有利，不容易引起邊墻或底板鼓脹變形。

答案：AB

2.圍巖的工程地質分析

(1)圍巖穩定性分析。

圍巖在壓應力、拉應力作用下能否破壞，一般可采用如下判據：一是圍巖的抗壓強度和抗拉強度是否適應圍巖應力;二是圍巖的抗剪強度是否適應圍巖的剪應力。

由于巖體變形與破壞的形式多種多樣，主要有五種：

①脆性破裂，經常產生于高地應力地區

②塊體滑移，是塊狀結構圍巖常見的破壞形式，常以結構面交匯切割組合成不同形狀的塊體滑移、塌落等形式出現。

③巖層的彎曲折斷，是層狀圍巖變形失穩的主要形式。當巖層很薄或軟硬相間時，頂板容易下沉彎曲折斷。

在傾斜層狀圍巖中，當層間結合不良時，順傾向一側拱腳以上部分巖層易彎曲折斷，逆傾向一側邊墻或頂拱易滑落掉塊。

在陡傾或直立巖層中，因洞周的切向應力與邊墻巖層近于平行，所以邊墻容易凸邦彎曲。

④碎裂結構巖體在張力和振動力作用下容易松動、解脫，在洞頂則產生崩落，在邊墻上則表現為滑塌或碎塊的坍塌。

當結構面間夾泥時，往往會產生大規模的塌方，如不及時支護，將愈演愈烈，直至冒頂。

⑤一般強烈風化、強烈構造破碎或新近堆積的土體，在重力、圍巖應力和地下水作用下常產生冒落及塑性變形。

常見的塑性變形和破壞形式有邊墻擠入、底鼓及洞徑收縮等。

(2)圍巖的分類。主要是鑒于圍巖的穩定性對圍巖進行分類，不同建設行業對圍巖的分類尚不盡相同。

3.提高圍巖穩定性的措施

目前，用以提高圍巖穩定性的工程措施主要有傳統的支護或襯砌和噴錨支護兩大類。

(1)支護與襯砌。

(2)噴錨支護。噴混凝土具備以下幾方面的作用：

①能緊跟工作面，速度快，因而縮短了開挖與支護的間隔時間，及時地填補了圍巖表面的裂縫和缺損，阻止裂隙切割的碎塊脫落松動，使圍巖的應力狀態得到改善;

②由于有較高的噴射速度和壓力，漿液能充填張開的裂隙，起著加固巖體的作用，提高了巖體的強度和整體性。

③噴層與圍巖緊密結合，有較高的粘結力和抗剪強度，能在結合面上傳遞各種應力，可以起到承載拱的作用。

錨桿有楔縫式金屬錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、普通砂漿金屬錨桿、預應力錨桿及木錨桿等，目前在大中型工程中，常用的是楔縫式金屬錨桿和砂漿金屬錨桿兩種。為了防止錨桿之間的碎塊塌落，可采用噴層和鋼絲網來配合。

【例題】用以提高圍巖穩定性的工程措施主要有傳統的支護或襯砌和噴錨支護兩大類。噴混凝土具備以下幾方面的作用()

A.不能緊跟工作面，速度快。

B.不能使圍巖的應力狀態得到改善

C.不能提高巖體的強度和整體性

D.可以起到承載拱的作用

答案：D

(3)各類圍巖的具體處理方法。

【例題】關于各類圍巖的具體處理方法,以下說法正確的有()

A.對于堅硬的整體圍巖噴混凝土支護即可

B.對于層狀圍巖應以錨桿為主要的支護手段。

C.強度低、成巖不牢固的軟巖必須立即噴射混凝土，有時還要加錨桿和鋼筋網

D.對于塊狀圍巖可能沿某一結構面出現滑動時，噴混凝土支護即可

答案： C.

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