[会议]《岩土工程1000问》一书限期征稿!!! [复制链接]

三、地基处理设计与施工100问 Lit@ m2{\  
1、可液化地基处理常用哪几种方法？ ;nPjyu'g  
处于饱和状态的砂土或粉土，在重复或突变荷载作用下，孔隙水压力上升，土粒间有效应力降低，在土中排水条件不畅的情况下，可能使土粒处于悬浮状态，这时土体的抗剪强度丧失，这现象称为砂土的液化。其液化的内在条件为：①土粒无粘性或低粘性，且结构松散；②土处于饱和状态；③土中排水条件差，超孔隙水压力不易消散。 'o#ve72z1  
可液化地基的处理，其出发点是改变它的内在条件，增加土体密实度和改善排水条件。 9*+%Qt,{B  
常用的方法有以下几种：  De>'  
⑴强夯法：根据不同的土质条件和夯击能，可处理4~10m深度范围，处理的宽度范围应大于建筑物基础的范围，每边超出基础外缘宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3，且不宜小于3m； rN'')n/F  
⑵桩基或深基础：采用桩基础时，桩端伸入液化浓度以下稳定土层中的长度，应按计算确定，且对碎石土、砾、粗、中砂、坚硬粘性土和密实粉土不应少于0.5m，对其它非岩石土不宜少于1.5m； q+/c+u?=^  
⑶加密法：包括振冲法、砂石桩法等，应处理至液化深度下界，采用振冲法和砂石桩法加固后，桩间土的标贯击数应大于液化判别标贯临界击数；处理的宽度范围应大于建筑物基础的范围，每边超出基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2且不小于基础宽度的1/5，砂石桩法还不应小于5m； 'Zdjd]  
⑷换填法：用非液化土替换全部液化土层。液化地基土的处理范围，在基础外缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。

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七、隧道与地下工程设计与施工100问 AZ7  
隧道工程中的隧道洞身开挖的施工方法技术要点 安全隐患和解决方法 %=:*yf>}  
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隧道洞口开挖拟采用机械施工，洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼，多段毫秒雷管引爆，为了提高周边眼的光面爆破效果，周边眼使用专用导爆管引爆。隧道出碴采用装载机装碴，自卸汽车配合运碴。隧道的二次衬砌砼浇筑使用长度为12m的整体式大模板台车，砼在拌和站集中拌制，砼运输车运送，泵送入模。边侧沟施工采用组合钢模板。 O'~c;vBI  
(1)隧道施工临时设施的布置：由于计划在隧道进口的单端掘进，隧道施工的临时设施在隧道出口的右侧进行布置。根据洞口地形条件将供风机械设备布置在出口的右侧路基外，蓄水池设在洞顶左边离洞口约80m的位置。在机械进场后立即进行洞口土石方开挖，施工洞顶仰坡截水沟和进行仰坡锚喷坡面加固，做好进洞开挖的准备。 #OKzJ"g
 
(2)洞口开挖及加固：采用机械施工，按路基土石方施工方法进行开挖，挖至洞口石方段时，为了尽可能减少对洞口仰坡和路基边坡的扰动，必须采用弱爆破或预裂爆破的方法进行开挖。洞口仰坡采用挂网喷砼加固，以利安全进洞。 l^s\^b
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(3)洞口围岩浅理段的开挖与支护：施工方法采用台阶法施工，上台阶采用超前中空注浆锚杆，上弧导坑环行开挖留核心土法，开挖每循环进尺与型钢拱架间距相同，开挖后及时施作初期支护，下台阶开挖落后于上台阶8~10m，开挖后及时施作初期支护和仰拱，然后对中间岩柱进行注浆加固。 ,r{[lD^  
(4)Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩深埋段的开挖与支护： P&@:''  
Ⅳ类围岩采用台阶法开挖，下台阶落后于上台阶8~10m，上、下台阶的初期支护施作必须紧跟着开挖。 P<+5So0  
Ⅲ类围岩采取全断面方法开挖。 :>U2yI  
(5)各类围岩的开挖均采用简易自拼装台车钻眼，装载机配合自卸汽车装运出碴。  q$$:<*Uy  
为了确保隧道施工的安全与稳定，在软弱围岩地段施工中必须遵循“弱爆破、少扰动、短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，在施工中应采取以下措施： LLn,pI2fL{  
a、每次开挖循环进尺以设计的两榀钢架间距为限，并即时施作支护，以达到短开挖，强支护的目的； D@V1}/$UoN  
b、采用短台阶法开挖，以利快出碴快循环； x(/KHpSWK  
c、加强围岩监控量测，及时分析处理量测数据，以利进行下一阶段施工预控制，对隧道施工实行动态技术指导，确保施工的安全和隧道稳定； bqwQi>^Cw  
d、根据随时掌握的围岩动态和掘进所提示的工程地质情况，对地质发生变化的特殊不良地段可进一步采取加强支护措施，如加密钢支撑，喷自私自利射砼封闭掌子面，超前锚杆，小钢管、小导管注浆临时仰拱封底等多种行之有效的措施加以综合治理。

九、岩土工程数值法与软件使用100问 )P:r;a'  
1.ansys中单元格的划分需要注意哪些事项？ y$VYWcFE  
（1）单元格的划分要尽量协调均匀，保证模拟时受力分析的正确性，同时尽可能的在重点受力位置进行单元格的细化，以使分析结果更为精确。 D-7PO3F:F  
（2）单元格形状的选择要尽量根据所使用单元相协调，对于2d的面的划分，可以采用三角形单元或者四边形单元。对于3D的体的划分，要么采用六面体单元，要么采用四面体单元。二者的混合使用一般不推荐使用。若采用过渡的金字塔单元，可以采用二者的混合使用。 [C PgfVz  
（3）单元格尺寸的选择，应该尽可能的结合工程需求，首先选择是通过线、点控制，亦或者是内部网格控制。其中点、线控制可以结合使用。划分网格的经验，我总结4句口诀：“看实际，细分析，巧安排，分具体”

七、隧道与地下工程设计与施工100问 P"dWh;I_  
    隧道、路基冬季施工方案 E5d?toZ,8"  
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N;cEf7+f  
秋季即将过去，冬季就要到来，工程施工将进入冬季施工，冬季施工因施工分项工程不同，要求有所不同。冬季施工的起止日期为：当冬天到来时，如连续五天的日平均气温稳定在5℃以下，则此5d的第一天为进入冬季施工的初日，当气温转暖时，最后一个5d的日平均气温稳定在5°C以上,则此5d的最后一天为冬季施工的终日。（日平均气温是1d内2、8、14和20时等4次室外气温观测结果的平均值,这是在地面以上1.5m处，并远离热源的地方测得的）。所有工程均应注意，各分项工程可按下列条件进行控制： H6ff b)&  
一、冬季施工特点 G3{t{XkV  
1、冬季施工由于施工条件及环境不利，是工程质量事故的多发季节，尤以砼工程居多。 ;=IC.<Q<}  
2、质量事故出现的隐蔽性、滞后性。即工程是冬天干的，大多数在春季才开始暴露出来，因而给事故处理带来很大的难度，轻者进行修补，重者重来，不仅给工程带来损失，而且影响工程的使用寿命。 /5^"n4/M  
3、冬季施工的计划性和准备工作时间性强。这是由于准备工作的时间短，技术要求复杂。往往有一些质量事故的发生，都是由于这一环节跟不上，仓促施工造成的。 -aCtk$3  
二、冬施规定： ,f`435R  
砌体工程：在预计10天内的平均气温低于5℃，即进入冬季施工阶段。 >hcA:\UPk  
  砼工程：室外日平均气温连续5d稳定低于5℃或最低气温降低于0℃或0℃以下时，砼施工进入冬季施工。 0GR\iw$[J  
进入十一月份后，各单位都要随时注意收听当地的气象预报，开始每天测温，并做好气温突然下降的防冻准备工作。 6iwIEb  
三、冬施准备工作 hLyD#XCFA  
1、组织措施 G=lcKtMdg  
①、进行冬季施工的工程项目，在入冬前组织了专人编制冬季施工方案。编制的原则是：确保工程质量；经济合理，使增加的费用为最少；所需的热源和材料有可靠的来源,并尽量减少能源消耗；确实能缩短工期。冬季施工方案包括以下内容：施工程序；施工方法；现场布置；设备、材料、能源、工具的供应计划；安全防火措施；测温制度和质量检查制度等。方案确定后，组织了有关人员学习，并向队组进行交底。 | ,bCYK  
②、进入冬季施工前，对掺外加剂人员、测温保温人员、锅炉司炉工和火炉管理人员，专门组织技术业务培训，学习本工作范围内的有关知识，明确职责，经考试合格后，方准上岗工作。 gxEa?QH  
③、与当地气象台站保持联系，及时接收天气预报，防止寒流突然袭击。 tETT\y|'  
④、安排专人测量施工期间的室外气温，暖棚内气温，砂浆、砼的温度并作好记录。 uJz<:/rwZ-  
2、图纸准备 }`g:)gJ  
    凡进行冬季施工的工程项目，必须复核施工图纸，查对其是否能适应冬季施工要求。如与墙体的高厚比，横墙间距有关的结构稳定性,现浇改为预制以及工程结构能否在冷状态下安全过冬等问题，应通过图纸会审解决。 G[4TT#  
3、现场准备 &61;v@  
①、根据实物工程量提前组织有关机具、外加剂和保温材料进场。 N&`VMEB)k  
②、搭建加热用的锅炉房、搅拌站，敷设管道，对锅炉进行试火试压，对各种加热的材料、设备要检查其安全可靠性。 V[f-Nj Kf  
③、计算变压器容量，接通电源。 t^HQ=*c  
④、工地的临时供水管道及白灰膏等材料做好保温防冻工作。 i>!7/o  
⑤、做好冬季施工混凝土、砂浆及掺外加剂的试配试验工作，提出施工配合比.   Vv=/{31  
4、安全与防火 S<
"M5e  
①、冬季施工时，要采取防滑措施。生活及施工道路、架子、坡道经常清理积水、积雪、结冰，斜跑道要有可靠的防滑条。 h^F^|W
T$  
②、大雪后必须将架子上的积雪清扫干净，并检查马道平台，如有松动下沉现象，务必及时处理。 a []Iz8*6e  
③、施工时如接触汽源、热水，要防止烫伤；使用氯化钙、漂白粉时，要防止腐蚀皮肤。 o]0v#2l'  
④、亚硝酸钠有剧毒，要严加保管，防止发生误食中毒。 z?$F2+f&  
⑤、现场火源，要加强管理；使用天然气、煤气时，要防止爆炸；使用焦炭炉、煤炉或天然气、煤气时，应注意通风换气，防止煤气中毒。 bWzv7#dd=  
⑥、电源开关，控制箱等设施要统一布置，加锁保护，防止乱拉电线，设专人负责管理，防止漏电触电。 `UFRv  
⑦、冬季施工中，凡高空作业应系安全带，穿胶底鞋，防止滑落及高空坠落。   P-9
[,3Zd  
⑧、施工现场水源及消火栓应设标记。 kt8P\/~*i  
四、冬季施工措施 }q1@[ aE  
（一）、桩基工程： Mq-QWx"P  
     冬季砼灌注桩的施工应采取加热原材料或掺防冻剂的方法进行，砼灌注温度不得低于5°C，当砼桩身位于冻土层内时，砼浇筑后顶部应覆盖保温,保证砼强度未达到设计标号的50%之前不得受冻. Zh
qrN]x  
（二）、土方工程： H`/QhE  
1、土在冬季，由于遭受冻结，变为坚硬，挖掘困难，施工费用比常温时高，所以新开工项目的土方及基础工程应尽量抢在冬季施工前完。 lWS@<j  
2、必须进行冬期开挖的土方,要因地制宜地确定经济合理的施工方案和制定切实可行的技术措施，做到挖土快，基础施工快，回填土快 。 f,9jK9/$  
3、地基土以覆盖草垫保温为主,对大面积土方开挖应采取翻松表土、耙平法进行防冻，松土深度30-40cm。 +g_+JLQ  
4、冬期施工期间，若基槽开挖后不能马上进行基础施工，应按设计槽底标高预留300mm余土，边清槽作基础。一般气温0℃至－10℃覆盖二层草垫，－10℃以下覆盖三至四层草垫。 2j_YHv$I  
5、准备用于冬期回填的土方应大堆堆放，上覆盖二层草垫，以防冻结。 VeO$n*O  
6、土方回填前，应清除基底上的冰雪和保温材料。 .Ap-<FB  
7、土方回填每层铺土厚度应比常温施工减少20－25％，预留沉降量比常温施工时适当增加。用人工夯实时，每层铺土厚度不得超过20cm，夯实厚度为10－15c m。 ,-PzUR4_Kj  
8、当用含有冻土块的土料用作填方时，室内的基坑（槽）或管沟不得用含有冻土块的土回填；室外的基坑（槽）或管沟可用含有冻土块的土回填，但冻土块体积不得超过填土总体积的15%，管沟底至管顶0.5m范围内不得用含有冻土块的土回填，冻土块的粒径不得大于15cm，铺填时，冻土块应分散开，并逐层压实。 5t]}(.0+  
9、灰土垫层可在气温不低于-10℃时施工，但必须采取保温措施，使基槽、素土、白灰不受冻,白灰施工时应采取随闷、随筛、随拌、随夯,随覆盖的"五随"措施，当天夯实后并覆盖草垫二至三层。 $:M*$r^u  
10、土方施工应遵循现行规范有关冬期施工的规定。 QFOmnbJg  
（三）、砌体工程： 7;dTQ.%n  
1、砌筑前应将石材表面的污物、冰、雪、霜清除掉，遭水浸泡冻结后的砌块不得使用。 D>9~JHB  
2、石灰膏、粘土膏或电石膏等宜保温防冻,如遭冻结,应经融化后方可使用。 Ju3-ZFUS4  
3、拌制砂浆所用的砂,不得含有直径大于1cm的冻结块和冰块. %4#,y(dO  
4、冬季砌筑砂浆的稠度，宜比常温施工时适当增加。可通过增加石灰膏或粘土膏的办法来解决。 a.+2h%b  
5、砌筑砂浆标号一般不应低于M2.5，重要部位和结构不应低于M5，宜采用普通硅酸盐水泥拌制，冬季砌筑不得使用无水泥拌制的砂浆。砂浆掺用的外加剂使用前必须了解其化学成份、性能，使用掺量必须准确。 |cpBoU  
6、拌合砂浆时，水的温度不得超过80℃，砂子的温度不得超过40℃。使用时砂浆的温度在环境最低气温低于－10℃以内时,不应低于5℃。当环境气温在－10℃至－20℃时，则不应低于10℃。砌筑时砌块表面与砂浆的温差不宜超过30℃，石表面与砂浆的温差不超过20℃。施工时砂浆的稠度一般控制在9-12cm。 2Y_ `&  
7、砌体工程的冬季施工，可以采用掺外加剂法、冻结法和暖棚法，冻结法施工应事先与设计联系有关加固事宜。一般以掺氯盐热拌砂浆为主。 )3<|<jwcx  
(四)、砼工程 Xg:w;#r,  
A、一般规定 &jCT-dj  
1、冬期施工砼对原材料的要求 1{N73]-M:  
(1)、水泥优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸水泥，应注意其中掺合材料对砼抗 冻、抗渗等性能的影响，水泥标号不应低于425号，砼的水泥最小用量不应少于300kg／m3，水灰比不应大于0.6。掺用防冻剂的砼，严禁使用高铅水泥。 5b X*8H D  
(2)、砼所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的砼中，骨料中不得混有活性材料，以免发生碱－－骨料反应。 f}q4~NPn-  
(3)、在冬季浇筑的砼工程，根据施工方法，合理选用各种外加剂,应注意含氯盐外加剂对钢筋的锈蚀作用，宜使用无氯盐防冻剂，对非承重结构的砼使用氯盐外加剂中应有氯盐阻锈剂这类的保护措施。氯盐掺量不得超过水泥重量的1%，素砼中氯盐掺量不得大于水泥重量的3%。外加剂的种类、用途见附表。 T'9I&h%\  
(4)、拌合水，一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制砼用水，但污水、工业废水、ph值小的酸性水、硫酸盐含量(按so4)超过水重约1％的水，不得用于混凝土中。为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度.办法是：控制塌落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。 \\F^uM7,  
2、砼的搅拌 [Nb0&:$ay  
    冬期砼搅拌应制定合理的投料顺序，使砼获得良好的和易性和使拌合物湿度均匀，有利于强度发展。其投料顺序一般先投入骨料和粉状外加剂，干拌均匀再投入加热的水，等搅拌一定时间后,水温降至40℃左右时投入水泥，拌合均匀.注意搅拌时要绝对避免水泥遇到过热出现假凝现象。砼的搅拌时间应比常温延长50％并符合有关规定。 m(QGP\Ya  
3、砼搅制好后，应及时运到浇灌地点，在运输过程中，要注意防止砼热量散失、表层冻结、砼离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。在运输距离长，倒运次数多的情况下，加强运输工具的保温覆盖。保证砼入模温度10℃左右，最少不低于5℃。当通过热工计算，砼的入模温度达不到5℃以上时应对搅拌水及骨料加热， 砼在浇灌前，应清除模板和钢筋的冰雪和污垢，装运拌合物用的容器应有保温措施，浇灌过程中发生冻结现象时，必须在浇筑前进行加热拌合，保证砼的入模温度不低于15℃。 M<Mr L[*j  
4、热水源、砂、石加热，现场有可利用的蒸汽设施，可优先采用；没有热水源时工地可安装1-2t立式热水锅炉供热水，煤用量可参考200kg/1t锅炉.h进行估算。也可使用电热器，砂、石加热可用砂浆中有关说明。 }qy,/<R  
5、砼试块的留设 OjxaA[$  
    按规范应较常温至少多留置2组同条件养护试件，一组用来测定砼受冻前的强度即临界强度，另一组用作检验28d的强度，砼试块应在浇筑现场用浇筑结构的拌合物制作。试压前试件应在拥有正温条件的室内停放，解冻后再进行试压，停放时间需4-12h。 /(C?3}}L  
6、模板和保温层,应在砼冷却到5°C后方可拆除.当砼与外界温差大于20°C，拆模后的砼表面，应临时覆盖，使其缓慢冷却。对承受荷载的构件模板，应在构件达到设计及规范要求的条件下方可拆除。 yidUtSv=,  
7、发现冻害要及时处理。 ^)ouL25Z*2  
B、冬季施工的超高层砼结构 Jlw<%}r  
    目前采用较多的有：综合蓄热法、热模法。 B6)d2O9C  
    综合蓄热法是对砼原材料进行加热，以提高砼的入模温度，成型后对其表面进行覆盖保温，同时可利用水泥的水化热和掺外加剂的方法，使砼在受冻前达到抗冻临界强度，转入负温后，强度继续增长。 0yW#).D^b  
    综合蓄热法养护工艺简单，费用低，技术上可行，优先采用。 O]{3aMs!Y  
1、模板的保温可采用模板外挂一层石棉被，外脚手架沿四周挂上一层挡风的编织布，施工的最后一层楼板覆盖石棉被，楼层洞口封闭起来，在楼层中采取措施，提高养护温度。 9"m
OjL  
2、砼标号提高一级,水泥宜优先选用硅酸盐水泥或普通水泥，砼中可添加减水剂、早强剂、泵送防冻剂等。 Va^Y3/  
3、采用蓄热法施工，均需在砼的外露面进行覆盖保温，并要在墙体上设测温孔，定时进行测温，以观察砼的温度变化。 T^LpoN/T  
4、采用蓄热法的砼的拆模强度，一般控制在4N／mm2，当气温在－5°C～－8°C时约48h，在－8°C～-12°C约72h，拆模后应喷刷一层M9养护剂后，继续挂石棉被养护。墙体砼保温用石棉被应配备3～4层。 *yJCnoF  
5、砼采用蓄热法养护，在砼达到抗冻临界强度之前，砼表面应覆盖，具体措施：柱子可用一层塑料布、二层草垫包裹,楼板可用一层塑料布、二层草垫覆盖等. z@\C/wX  
五、冬季施工技术管理 4\'1j|nS[  
1、冬季施工前，各单位技术负责人应针对实际编写详细的冬施工方案，并依方案配备人员、机械、购置材料、工具等。 D=}UKd  
2、在冬施前，各单位应对测温工作、计量工作、现场安排统一部署，落实到人，建立起冬施的领导班子，确保冬施措施落到实崐处。 ;J|sH>i  
3、在冬季施工中，测温工作极其重要，不仅是提供温度数据对施工起参考作用，而且也是对冬施工程质量的鉴定方法，所以在施工中必须定时坚持做好下列测量工作。 "Y(stRa  
①、日大气最高最低温度； 1iWo*+5  
②、砼、砂浆搅拌前水、砂的加热温度； eliT<sw8  
③、砼及砂浆的出机、入模或铺砌等阶段温度； _@I8B  
④、对已浇灌的结构，应有测温孔平面布置图或应在施工平面上注明编号, 温孔应布置在结构最不利位置。采用蓄热法养护时，在养护期间至少应每6h测定一次。不掺用防冻剂的砼，在强度未达到3.5N／mm2以前，每2h测定一次，以后每6h测定一次。 qzk/P1{-  
4、测温孔用Φ10mm长250mm的白铁管埋置在结构中，白铁管应封严下口，并加锡焊焊缝，管内放10cm深的机油。测温孔的埋置深度: 梁、柱、基础中为10～20cm，测温管应露出结构表面50mm以上，在梁、板等水平结构中应垂直插入，在墙柱等垂直构件中，测温孔与水平成30°角。 z-<091,  
5、测温时温度计插入测温孔的时间最短不得少于3分钟，读数要快、准，测温后将测温孔塞紧并盖好保温材料。 OiI[w8  
6、测温人员应及时向项目经理部或施工队技术负责人及工长汇报，以便及时采取措施。 i0`<`qSQh  
7、各单位需做配比试验应提前与试验室联系，以免延误工程，外加剂必须有出厂合格证书，经复试合格后方可使用。
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8、试验员要负责天气预报收听工作，掌握气温变化情况，及时传达气象信息，逐日做好气象记录，并有应付气温骤变的技术措施和物资准备。 .?7u'%6x?{  
9、作好外加剂的管理工作，计量准确，配比恰当。 _ndc^OG  
10、加强冬季施工期间砂浆，砼试块的管理工作，按照现行规范留取。

七、隧道与地下工程设计与施工100问 F?!P7 zW  
    隧道斜井开挖支护施工方案 "`P/j+-rt  
W[trsFP1?  
1. 编制目的 g)7~vm2/,
 
为明确斜井开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范斜井施工，尽可能地减少超、欠挖，保证斜井的开挖作业安全，确保斜井施工质量，特编制本施工方案。 kTQ.7mo/\'  
2. 编制依据 ks92-%
;:  
⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005） z~[:@mGl  
⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号 /.1c<!  
⑶ 巩义隧道设计图纸及相关隧参图 cM&5SyxiuE  
3. 工程概况 0vN<0  
3.1 隧道概况 5,/rh,?  
巩义隧道位于河南省巩义市境内，为双线隧道，隧道起迄里程为DK63+332～DK66+700，全长3368m。隧道所经地区地势平缓，相对高差约2~5m，最大埋深近65m。巩义隧道下穿巩义市新区，与多条道路及建筑设施立体交叉，主要有：DK63+585~602下穿310国道；DK64+130~220下穿新310国道和铁路专用线；DK65+442~514下穿市政道路紫荆南路；DK66+230~430为浅埋地段以明挖通过；隧道上方地面有多处民宅等建筑设施，多为1~3层，基础深度1~2m。 E'3=qTbiD  
3.2 斜井工程概况 *|)a@VL  
为加快施工进度，满足工期要求，本隧道设置斜井一座，斜井设于DK65+450线路前进方向右侧，与隧道中线大里程方向的平面夹角为45º，斜井水平长度135m，斜长135.47m。斜井采用无轨运输。斜井净空采用单车道断面，斜井纵坡9%，其中斜井与正洞交接段以及错车道段采用2%缓坡。斜井的支护型式采用喷锚支护整体式衬砌，斜井交叉点等薄弱环节衬砌采用降低一级。隧道建成后斜井改做紧急出口通道，为满足使用要求，隧道施工完成后应自施工斜井出口衔接一段水平长度为25.1m的紧急出口通道结构，坡度为20%。斜井及紧急出口通道总长161.1m。紧急出口通道外场坪设向洞外10%的坡，防止洞外地表水进入斜井。 f4A;v|5_  
3.3 自然及地质条件 *&$J.KM  
斜井地段地表水及地下水不发育，对斜井无不利影响。XK0+000-XK0+91段为Ⅳ级围岩，dl+plQ2粘质黄土，棕红色，褐红色，硬塑，结构较致密，局部为砂质粘土，地下水不发育。XK0+91-XK0+161.1段为Ⅴ级围岩，上部为al+plQ3砂质黄土，灰黄色，稍湿，稍密—中密，空隙较发育，结构疏松，垂直节理发育；下部为dl+plQ2粘质黄土，棕红色，褐红色，硬塑。 }j=UO*|  
4. 总体施工部署 gDHgXDD_b  
本线隧道斜井按新奥法原理组织施工，由于处于典型的黄土段，施工工法单一，施工时要根据监控量测结果，适时施作整体衬砌。 Dq=&K,5;  
施工严格按照“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。 }DH3_M!  
4.1 劳力、机具设备配置 Co|3k:I 8  
开挖作业人员20人；钢架、钢筋网及锚杆施工10人；喷射混凝土作业14人。主要施工机具配置为小型挖掘机2台（或大型挖掘机1台），装载机1台，湿喷机2台，压入式通风机3台，钢架弯制机1台等。 WXJEAje  
4.2 施工便道、施工用电、施工用水 3r{3HaN(^'  
自紫荆南路新修施工便道300米至斜井洞口,交通便利，但坡度较陡。施工用电采用当地电网高压电为主，自发电为辅。施工用水采用当地自来水，高位水池设在斜井上方的山坡上，安全可靠。施工便道图详见图4.2。 >uVo'S.  
4.3 施工平面布置图 P2y`d9,Q  
施工平面布置图详见图4.3。 !*2cK>`  
4.4 测量及试验 wOW#A}m'vj  
测量控制详见右图及表4.4。 ^L}ICm_#  
试验资料见后附表。 Z) nB  
+Sz%2Q  
MBy0Ky  
9a\H+Y~  
b1rW0}A  
<(YE_<F*  
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表4.4： Q-A:0F&{t  
巩义隧道控制点成果表 ]=X6* E*/E  
点号 纬距（N) 经距（E） 备注 ~Mk{
2;x  
TC5   3846383.115 503970.351 巩义隧道进口 E P1f6ps  
TC06 3846012.055 503541.816 _+c' z  
TC07  3846175.615 503313.003 )OjTn"  
TC08  3845809.724 503290.568 ?'RB)M=Og7  
GX1   3844551.077 501565.002 巩义隧道斜井 3y&N}'R(F  
GX2  3844266.691 501653.990 ;E,^bt<U  
GPS26_1  3845540.589 501886.678 p~(+4uA  
gC1  3843476.613 500646.879 巩义隧道出口 QaAA@l  
gC2  3843302.068 500646.719 /j7e q  
NJ1  3842979.520 500587.722
e6?iQ0  
NJ2  3842915.055 500281.306 ~_l@ _P5yz  
DK63+332 3845847.006 503301.285 巩义隧道进口左线中心 @zu IR0Gr)  
XDK0+000 3844425.726 501730.963 巩义隧道斜井起点中心 tX'`4!{@+  
XDK0+135 3844432.125 501596.115 巩义隧道斜井出口中心 qp#Is{=m  
DK66+700 3842442.577 499557.653 巩义隧道出口左线中心 8 $5 y]%!  
5. 进洞方案 Ej_>*^b  
5.1 边仰坡开挖及加固 :/rl \woA>  
隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口边仰坡开挖边坡为1：1，自上而下分层开挖，分层高度不大于5m，并及时做好坡面防护，开挖一段防护一段。边仰坡防护采用挂网锚喷法，钢筋网为Φ8@20×20cm，锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长度3m，1.2m×1.2m梅花形布置。喷射混凝土厚度10cm.....

七、隧道与地下工程设计与施工100问 ?<F=*eS  
隧道施工的方法？隧道应该如何施工呢？材料又有什么要求呢？ [j3-a4Wu  
（一）施工原则 !sknO53`H`  
    采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。 ^$FNu~|K  
（二）施工布置 e>$d*~mwn  
土家湾隧道左右洞均采用对头单向施工，左、右洞口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道施工安排在冬季前完成洞门的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后中间向两侧洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。 ON(OYXj  
（三）总体方案 q fc:%ks2  
根据土家湾隧道围岩情况及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定对于I、Ⅱ类围岩采用上弧导预留核心法施工，格栅钢架辅助支护。隧道出渣采用无轨运输。初期支护设施做到及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据（高速支护参数等）。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。

什么叫桩侧阻力的临界深度 f-.
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saRYd{%+  
  五、深基础设计与施工100问 N>TmaUk  
  ⑴什么叫桩侧阻力的临界深度？ ]iU8n (5f  
按计算桩侧阻力的有效应力法，桩侧阻力随桩入土深度H增加而一直线性增大。实际上，当桩入土深度超过一定深度后，侧阻不再随深度增加而增大。该一定深度即称侧阻的临界深度。此现象称为桩侧阻力的深度效应。 g2LY~  
  ⑵什么叫桩端阻力的临界深度？ h6CAd-\x\  
当桩端进入均匀持力层的深度小于某一深度时，其极限端阻一直随深度线性增大，当进入深度大于该深度后，极限端阻力基本持恒值不变，称该深度为端阻力的临界深度。该恒定极限端阻力称端阻力稳值。 ;\]&k  
T}}T`Ce  
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七、隧道与地下工程设计与施工100问 aZ,j1j0p  
~xa yGk  
隧道穿越溶洞的施工处理技术有哪些？ N&uRL_X.  
%jE0Z4\  
答：“ 根据以往的施工经验,对溶洞段需采用物探与钻探相结合的超前地质预报预测原则。即:用物探大范围探测发现目标、排除疑点,再用钻探验证确认,然后对症采取措施，主要处理技术有以下几点。 .Ei#mG-=}&  
QO/nUl0E  
1.地质超前预测预报技术。 [+F6C  
溶洞段宜采用跨孔CT地层监测、瑞雷波、地质雷达预报系统与地质钻探相互验证的勘察方法,对溶洞的深度、大小与隧道的关系,以及地下水情况进行勘察。 ptc.JB6  
(1)地面勘探方法 +F
?}<P_v  
CT地质预报的基本原理与医学CT技术原理一样。通过在溶洞段近距离地布置钻孔实现孔间密集对穿,对测试剖面范围内的地质体进行直观的三维图像描述,准确了解溶洞段地质情况。瑞雷波监测仪(SM98-12A)是一种利用瑞雷波的运动学特征和动力学特征来进行工程地质勘察的 UVd ^tg  
物探方法。针对本工程溶洞段,使用瑞雷波监测仪主要来确定溶洞的位置和大小以及溶洞充填物的性 rNK<p3=7)  
质,为溶洞充填介质的选择提供科学依据。地质雷达(LTD-10型)勘察特别适用于地质界面以及裂隙和溶洞的形状、大小勘测。针对本工程,用于勘测溶洞形状以及溶洞与隧道的关系。对溶洞嫌疑段用上述3种物理勘探方法进行探测后将探测结果相互验证,初步判断溶洞的位置、范围、大小及充填状况;然后应用红外探水技术探测岩溶区域的含水构造及地下水情况;最后在探测有溶洞和溶蚀空洞的地方加密布置地质钻孔(按5 m×5m梅花形布孔,直径为110 mm,钻孔深度达到隧道底板下约13 m),进行地质钻探,直接揭示岩层的地质特征。必要时可取芯检查,做水压和涌水量测试,进一步查清和准确了解溶洞的具体位置、大小、范围、充填物性质及地下水情况。 6`h}#@ (  
(2)洞内勘探方法。 :hBLi99 o  
进入溶洞段施工前,利用超前钻探孔进行超前钻探,对盾构前方的溶洞状况进行探测。每次钻探20 m长,每两次钻探搭接2 m。此方法的缺点是作业不方便,速度慢,影响施工进度。 s/l>P~3=  
(3)地质综合分析技术  erQQ_  
组织专家研讨,对各种预测手段收集到的地质信息进行综合分析和判断,选取盾构掘进参数以及制定有针对性的施工前预处理措施。 .GSK!
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q)l1tC72  
2.溶洞的施工处理技术
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依据超前地质预报的成果,以岩溶的状况和性质将其分为溶缝、溶槽、溶管和溶洞。大量的施工经验表明,岩溶隧道施工成败的关键是岩溶水的处理。对付岩溶水的方法,无外乎排、堵两种方案或其合。对于有承压水的溶洞区域,直接封堵会十分困难,应采用“先引后堵,排堵结合”的施工原则。溶洞区域有流动水但水压在1.0 MPa以下,可布置降水井减压,同时注意监测周围环境,然后注浆封堵突水通道如溶洞区域有流动水,且水压超过1.0 MPa,则要摸清水流路径流向,利用明挖竖井在隧道范围外适当部位设置过水通道进行引排处理,然后回填注浆固结。当溶洞区域地下水压≤0.5 MPa时,应以“封堵加固,综合治理”为施工原则,采用超前帷幕预注浆直接封堵突水通道。溶洞分类施工处理方法见表1。 !
b"2]Qv  
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                                   表1　溶洞施工处理表 zH13~\  
序号        溶洞类型及状况                            处理措施 WK.K-bd  
1      无水和地下水小、充填较密实、小溶洞        利用勘探孔,采用袖阀管注单液水泥浆 !X5LgMw^;  
2       有流动水、充填情况不密实的小溶洞         利用勘探孔,采用袖阀管注水泥-水玻璃双液浆 uv&4 A,h  
3      有流动水、充填情况不密实的小溶洞         在勘探孔周边加设1 m×1 m注浆孔,周边采用注双液浆,中间孔注单液水泥浆 `t>A~.f  
4      无水和地下水小、充填不密实、大溶洞       在勘探孔周边加设1 m×1 m注浆孔,利用注浆孔向洞内填砂,然后周边孔采用双液浆,中间孔注单液水泥浆 HdR TdV  
5      流水较大、充填物较少的大溶洞或地下暗河   在溶洞上面,从地表向下挖竖井,利用竖井充填砼,并进行注浆充填的办法回填 ;=UkTn}N?l  
　　       dEI]|i r  
               （注:高度小于2 m、范围小于5 m的为小溶洞,其它为大溶洞。）

【常用桩设桩工艺选择】 aH&Efz^  
V2SHF  
　　桩型的选择应考虑以下原则： ,_UTeW6M  
　　(1)“因荷载制宜”即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。 uC! dy  
　　(2)“因土层制宜”，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型。 FN<Sagj  
　　(3)“因机械制宜”，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备；如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。 cX#U_U~d  
　　（4）“因环境制宜”，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。 5K,=S  
　　（5）“因造价制宜”，即采用的桩型，其造价应比较低廉。 -uNM_|MO  
    （6）“因工期制宜”，当工期紧迫而环境又允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。 V6bjVd9|Z  
    因此：在选择桩型和工艺时，应对建筑物的特征(建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、建筑物的安全等级等)、地形、工程地质条件(穿越土层、桩端持力层岩土特性)、水文地质条件(地下水类别、地下水位标高)、施工机械设备、施工环境、施工经验、各种桩施工法的特征、制桩材料供应条件、造价以及工期等进行综合性研究分析后，并进行技术经济分析比较，最后选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。

1. 地应力场的成因及分类 uE}$ZBiq  
    地应力场产生的原因非常复杂，至今，人们对此尚未有十分清楚的了解。几十年的实测和理论及工程经验表明，地应力的形成主要与地球的各种运动过程有关，其中包括：地心引力、板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外，地球内部的温度不均匀、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。此外，地形(地势)可以引起山谷底部应力集中，造成水平应力大于垂直应力，并会改变最大主应力方向，但在整个地应力场中只起局部调整作用，即只影响局部地应力场的分布，而决不会影响整个地应力场的分布。 e0M'\'J  
根据地应力场的形成因素和调整因素，可以将其分为以岩体自重为主导的自重应力场；以构造运动为主导的构造应力场以及由调整因素形成的局部应力场。其中，自重应力场和构造应力场是现今地应力场的主要组成部分。 B"rO  
2.地应力场的影响因素 !-m 'diE  
    讨论初始地应力场的影响因素主要还是从其成因入手，即地心引力，构造运动等。地应力场一般受到2类因素的影响：1）重力、地质构造、地形、岩体的物理力学性质以及地温等经常性因素；2）新构造运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性或局部性因素。 o;u~Yg  
2.1 岩体力学性质对地应力的影响 2Z-QVwa*U  
    在同一地区的相同条件下，由于岩体的力学性质不同，测得的地应力往往是不相同的。朱焕春、陶振宇根据全世界范围内获得的岩浆岩、沉积岩和变质岩中的实测地应力资料，对原来数据进行了一定的处理，得出了实测水平主应力与深度的关系.
P7epBWqDP  
       根据测量结果可知：岩浆岩中水平应力一般都比较高。在850m以上的浅部，最大、最小水平应力较高且分散性大。随深度增加到850m以下，水平应力相对集中地分布在回归直线的两侧并与深度保持良好的线性关系。岩浆岩中水平应力分布的另一个特点是水平差应力大，并明显比其它两类岩石中突出。沉积岩中不同深度上水平主应力的分布，其典型特征是在整个统计深度范围内，显示出水平应力与深度之间具有良好的线性关系。沉积岩中水平差应力是三大类岩石中最小的。变质岩中最大、最小水平应力，总体上表现为随深度增加而增大。它的最大特点是，在整个统计深度范围内，最大和最小水平应力都比较分散。即便是在I000m以下的深度，最大水平应力还可以从十几兆帕到上百兆帕之间变化。 3$9V4v@2  
    通过对世界范围内的岩浆岩、沉积岩和变质岩中实测地应力资料的回归分析，可知在这三大岩石中的地应力分布各不相同，与岩石成因有密切的关系。 XG E.*aI  
岩浆岩形成于高温、高压的环境中，并且这类岩石一般质地均匀、弹模和强度都很高。这种内在条件和外部环境，与岩浆岩中普遍存在较高的地应力的特征是一致的；沉积岩形成于常温、常压的地表，其结构相对疏松、弹模和强度一般都不高，与沉积岩中地应力水平普遍偏低的现象是吻合的。并且，这类岩石泊松效应比较明显，在后期构造应力作用下，可以使最小水平应力保持在相对较高的水平；变质岩也形成于高温、高压的环境中，但它的力学性质与母岩的岩性、变质作用类型和变质程度密切相关，因此表现出很大的差异，这与变质岩中地应力大小的离散状态是相符的。 F+]cFx,/  
2.2地质构造运动对地应力的影响 }J`cRDO  
    地质构造形迹是地应力作用的结果，它有效地指示了地应力场的作用方式。关于地质构造与现今地应力场之间的关系，许多学者都进行过探讨，如丁健民等[3]研究认为，背斜构造范围内的地应力可以是具有与周围应力场相差较大的局部应力场特征。 K@vU_x0Sl  
断层对地应力的影响表现为：由于断层带中的岩体一般都比较软弱和破碎，不能承受高的应力和不利于能量积聚，所以成为应力降低带，其最大主应力和最小主应力与周围岩体相比均显著减少。断层不仅对其端部、转折处及复合部位等周围岩体应力状态产生扰动，而且由于大型断层本身就具有一定的宽度，所以断层中亦有复杂的应力状态，断层本身的力学性质不同，其中的应力分布状态及其对周围岩体的应力影响亦会不同。压性断层中的应力状态与周围岩体比较接近，仅是主应力的大小比周围岩体有所下降，而张性断层中的地应力大小和方向与周围岩体相比均发生显著变化[4]。 B%WkM\\!^  
人们早已认识到地壳浅部岩体中可以存在很高的水平应力，其大小可以大于上覆岩体的重量（接近垂直应力），这就与海姆（A.Haim）的假设不符。海姆认为，和静水压力一样，岩体的水平应力等于垂直应力。有两种观点可以解释这一现象，其一，这是水平构造运动作用的结果；其二，认为这与地表的剥蚀作用有关，即当深部岩体上升到浅部时，由于垂直应力基本释放而水平应力不能完全释放的结果。由构造作用与由剥蚀作用在地壳浅部产生的较大的水平应力的主要区别在于前者具有明显的方向性，而后者不具有方向性，即在各方向的水平分量值相差不大。

2.3深度对地应力的影响 lV9  
    深度对初始地应力状态有重大影响。随着深度的增加，σ0z和σ0x（σ0y）都增大，但围岩本身的强度是有限的，因此，当σ0z和σ0x增大到一定值后，各向受力的围岩将处于隐塑性状态。在这种状态下，围岩的物理值（E和μ）是变化的，λ值也是变化的，并随着深度的增加，λ值趋于1，即与静水压力相似。此时围岩接近流动状态。其应力状态可视围岩的不同分别处于弹性的、隐塑性的和流动的三种状态。围岩的隐塑性状态在坚岩中约出现在距地面10km以下，也可能在浅处出现，如在岩石临界强度低（如泥岩等）的地段。 :m<#\!?  
2.4地形地貌对地应力的影响 ,Fn-SrB:  
    地形对岩体地应力的影响有一定范围，一般越接近地表或谷坡影响越明显，随着深度的增加而减弱。在深山峡谷地区，谷底是应力集中的部位，越靠近谷底应力集中也越明显，最大主应力在谷底或河床中心近乎水平，而在两岸岸坡则大致与坡面平行。河谷区地应力分布表现出明显的分带性，即存在明显的应力释放区，应力集中区，应力平稳区。 ;?v&=Z't.  
2.5 地温和地下水对地应力的影响 pM~-o?  
    在地面一定深度以下，岩体的温度是随埋深的增加而增大的。当围岩内部各处温度不相同时，温度应力的一部分会残留下来。此外，地壳内岩浆固结或受高温、高压再结晶时，将伴随体积膨胀或收缩，由于受到相邻地块的约束也会产生残余应力。 t)mc~M9w  
地下水是岩体的主要赋存环境之一，地下水对地应力场的影响机理非常复杂。首先，水对岩体有软化作用，一定程度上会降低岩体中潜在结构面的抗剪强度；其次，因孔隙中水的压力作用，使得岩石所受的真正作用，是外界作用产生的应力与孔隙水压力之差，即有效应力；再次是岩体中的渗流作用将对地应力场产生很大影响。 V@nZ_.  
2.6 人类活动对地应力的影响 Q)=2%X  
    人类活动如地下开挖、水库、采油、高坝建筑、深的露天开采、大堆渣场的形成等都可能局部地影响威严的初始地应力场，有时候影响甚至会很大。水库蓄水诱发地震就是一个典型。 Z^J7r&\V  
}lP`3e  
根据国内外学者已取得的研究成果，可以初步认识到地应力场分布的一些基本规律 !AG {`[
b  
1. 地应力是时间和空间的函数 4Ik'beZqK  
    地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。地应力在绝大部分地区是以水平应力为主的三向不等的压应力场。三个主应力的大小和方向是随空间和时间而变化的，因而它是个非稳定的应力场。地应力在空间上的变化，从小范围来看，其变化是很明显的，从一个测区到另一个测区，从某一点到相距数十米外的另一点，地应力的大小和方向都有可能是不同的。但就某个地区整体而言，地应力的方向变化是不大的。 rl x6a@MiD  
2. 实测垂直应力基本等于上覆岩层的自重应力 /CUBs!  
    E. T. Brown曾分析世界主要地区大量的地应力实测资料，统计表明，在深度为25～2700m的范围内σv呈线性增长，大致相当于平均容重γ等于27kN/m3计算出来的自重应力。但在某些地区的测量结果有一定幅度的偏差。这些偏差除有一部分可能归结为测量误差外，板块移动、岩浆对流和侵入、扩容、不均匀膨胀等也都可引起垂直应力的变化。 R+El/ya:6  
值得注意的是，在世界多数地区并不存在真正的垂直应力，即没有一个主应力的方向完全与地表垂直。但在绝大多数测点都发现确有一个主应力接近于垂直方向，其与垂直方向的偏差不大于20°。这一事实说明，地应力的垂直分量主要受重力的控制，但也受到其它因素的影响。 Hp*N
%  
lx7]rkWo|a  
3.垂直应力随埋深分布规律 4HpKKhv"  
    根据景锋、盛谦等对中国大陆地区400多个钻孔的地应力实测资料，对1500 m范围内的σv资料进行了统计分析，结果表明，σv随埋深总体上呈线性增大，少数点离散性大。鉴于前人的研究成果，可采用线性回归，最后结果为：σv=0.0271H，与E. T. Brown和 E. Hoek于1978 年总结归纳的世界不同地区地应力测量结果几乎一致。这表明，在地壳浅层，岩体自重是σv的最主要组成部分，但在浅层同时受到较高水平构造应力、地形地貌、近代地表地质作用和岩体各向异性等因素影响，造成部分测点σv增大。