地下建筑結(jié)構(gòu)論文

1、<p>　　對(duì)地下結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的介紹</p><p>　　[摘 要] 隨著中國的城市化發(fā)展，城市人口急劇膨脹所帶來的生存空間擁擠、交通阻塞、環(huán)境惡化等問題已凸顯，如果聽任城市無限制地蔓延擴(kuò)張，將會(huì)嚴(yán)重危害中國土地資源。地下空間的發(fā)展正式緩解這一危害的重要途徑，而盾構(gòu)、頂管、沉井、爆破、TBM等是地下結(jié)構(gòu)施工的重要技術(shù)。本文對(duì)這幾種方法作詳細(xì)的介紹。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]

2、 地下結(jié)構(gòu)的發(fā)展、地下結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、盾構(gòu)、頂管、沉井、爆破、TBM</p><p><b>　　地下結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況</b></p><p>　　人類從利用天然洞穴，到人工構(gòu)筑地下洞室，從觀察、體驗(yàn)和推理中，逐步對(duì)地下結(jié)構(gòu)的工作特性有所了解。由洞室承受上部的巖柱重量發(fā)展為普氏或泰沙基理論．進(jìn)而用有限元等方法計(jì)算洞室圍巖的穩(wěn)定和應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。從實(shí)際工程上來講，建成了廣布全

3、球的鐵路隧道，實(shí)藏了各類水電站洞室和地下廠房。鐵路隧道的斷面比較定型，水電站洞室和地下廠房通常選擇在較堅(jiān)硬的巖體之中，設(shè)計(jì)和施工相對(duì)比較成熟。鐵路隧道常遇到的問題是當(dāng)穿越軟弱巖層或地層擴(kuò) 帶時(shí)如何加固或改良地層的問題，水電站洞室和地下廠房通常涉及的是對(duì)斷層和薄間壁區(qū)域的處理或加固的問題．這方面鐵道和水電的同行已有大量的經(jīng)驗(yàn)．這也是國內(nèi)外地下結(jié)構(gòu)先驅(qū)者們所作的寶貴貢獻(xiàn)。城市地下空間建筑類型和規(guī)模是多種多樣的，加上不同的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條

4、件，以及有各種限制要求的環(huán)境條件，選擇什么樣的地下結(jié)構(gòu)和如何實(shí)施這些結(jié)構(gòu)．就需要研究它們之間的相互關(guān)系．選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)和藏工方法，才能達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，即安全、經(jīng)濟(jì)和快速地建成。為此、地下結(jié)構(gòu)施工技術(shù)對(duì)我們對(duì)地下空間的開發(fā)是非常重要的，下面分別介紹幾種常見的地下結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。</p><p><b>　　一、盾構(gòu)法</b></p><p>　　盾構(gòu)法(Shiel

5、d Method)是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。</p><p>　　盾構(gòu)施工方法由以下幾個(gè)步驟組成： </p><p><b>　　盾構(gòu)法施工概貌&l

6、t;/b></p><p>　　第一，在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個(gè)垂直井，再用混泥土墻進(jìn)行加固； </p><p>　　第二，將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂； </p><p>　　第三，用千斤頂之力驅(qū)動(dòng)井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道； </p><p>　　第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時(shí)可

7、以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。 </p><p>　　盾構(gòu)法施工中，其隧道一般采用以預(yù)制管片拼裝的圓形襯砌，也可采用擠壓混凝土圓形襯砌，必要時(shí)可再澆筑一層內(nèi)襯砌，形成防水功能好的圓形雙層襯砌。 </p><p><b>　　盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)</b></p>

8、<p>　　1、安全開挖和襯砌，掘進(jìn)速度快； </p><p>　　2、盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等全過程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，施工勞動(dòng)強(qiáng)度低。 </p><p>　　3、不影響地面交通與設(shè)施，同時(shí)不影響地下管線等設(shè)施； </p><p>　　4、穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動(dòng)； </p>&l

9、t;p>　　5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)越性。 </p><p><b>　　盾構(gòu)法施工的點(diǎn) </b></p><p><b>　　缺點(diǎn)</b></p><p>　　1、斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差； </p><p>　　2、新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對(duì)施工區(qū)

10、段短的工程不太經(jīng)濟(jì)。 </p><p><b>　　盾構(gòu)法的歷史和發(fā)展</b></p><p><b>　　盾構(gòu)法</b></p><p>　　用盾構(gòu)法修建隧道已有 150余年的歷史。最早進(jìn)行研究的是法國工程師M.I.布律內(nèi)爾，他由觀察船蛆在船的木頭中鉆洞，并從體內(nèi)排出一種粘液加固洞穴的現(xiàn)象得到啟發(fā)，在1818年開始研究

11、盾構(gòu)法施工，并于1825年在英國倫敦泰晤士河下，用一個(gè)矩形盾構(gòu)建造世界上第一條水底隧道(寬11.4米、高6.8米)。 在修建過程中遇到很大的困難，兩次被河水淹沒，直至1835年，使用了改良后的盾構(gòu)，才于1843年完工。其后P.W.巴洛于1865年在泰晤士河底,用一個(gè)直徑2.2米的圓形盾構(gòu)建造隧道。1847年在英國倫敦地下鐵道城南線施工中，英國人J.H.格雷特黑德第一次在粘土層和含水砂層中采用氣壓盾構(gòu)法施工，并第一次在襯砌背后壓漿來填補(bǔ)盾

12、尾和襯砌之間的空隙，創(chuàng)造了比較完整的氣壓盾構(gòu)法施工工藝，為現(xiàn)代化盾構(gòu)法施工奠定了基礎(chǔ)，促進(jìn)了盾構(gòu)法施工的發(fā)展。20世紀(jì)30～40年代，僅美國紐約就采用氣壓盾構(gòu)法成功地建造了19條水底的道路隧道、地下鐵道隧道、煤氣管道和給水排水管道等。從1897～1980年，在世界范圍內(nèi)用盾構(gòu)法修建的水底道路隧道已有21條。德、日、法、蘇等國把盾構(gòu)法廣泛使用于地下鐵道和各種大型地下管道的施工。19</p><p>　　中國于第一個(gè)

13、五年計(jì)劃期間，首先在遼寧阜新煤礦，用直徑 2.6米的手掘式盾構(gòu)進(jìn)行了疏水巷道的施工。中國自行設(shè)計(jì)、制造的盾構(gòu)，直徑最大為11.26米,最小為3.0米。正在修建的第二條黃浦江水底道路隧道,水下段和部分岸邊深埋段也采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)的千斤頂總推力為108兆牛,采用水力機(jī)械開挖掘進(jìn)。在上海地區(qū)用盾構(gòu)法修建的隧道，除水底道路隧道外，還有地鐵區(qū)間隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。 </p><p>&

14、lt;b>　　盾構(gòu)法的優(yōu)越性</b></p><p>　　盾構(gòu)法施工得到廣泛使用，因其具有明顯的優(yōu)越性：①在盾構(gòu)的掩護(hù)下進(jìn)行開挖和襯砌作業(yè)，有足夠的施工安全性；②地下施工不影響地面交通,在河底下施工不影響河道通航;③施工操作不受氣候條件的影響;④產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲等環(huán)境危害較小;⑤對(duì)地面建筑物及地下管線的影響較小。 </p><p><b>　　盾構(gòu)法施工準(zhǔn)備工作

15、</b></p><p>　　采用盾構(gòu)法施工時(shí)，首先要在隧道的始端和終端開挖基坑或建造豎井，用作盾構(gòu)及其設(shè)備的拼裝井（室）和拆卸井（室），特別長的隧道，還應(yīng)設(shè)置中間檢修工作井（室）。拼裝和拆卸用的工作井，其建筑尺寸應(yīng)根據(jù)盾構(gòu)裝拆的施工要求來確定。拼裝井的井壁上設(shè)有盾構(gòu)出洞口，井內(nèi)設(shè)有盾構(gòu)基座和盾構(gòu)推進(jìn)的后座。井的寬度一般應(yīng)比盾構(gòu)直徑大1.6～2.0米，以滿足鉚、焊等操作的要求。當(dāng)采用整體吊裝的小盾構(gòu)時(shí)

16、，則井寬可酌量減小。井的長度，除了滿足盾構(gòu)內(nèi)安裝設(shè)備的要求外，還要考慮盾構(gòu)推進(jìn)出洞時(shí)，拆除洞門封板和在盾構(gòu)后面設(shè)置后座，以及垂直運(yùn)輸所需的空間。中、小型盾構(gòu)的拼裝井長度，還要照顧設(shè)備車架轉(zhuǎn)換的方便。盾構(gòu)在拼裝井內(nèi)拼裝就緒，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試后，就可拆除出洞口封板，盾構(gòu)推出工作井后即開始隧道掘進(jìn)施工（圖2）。盾構(gòu)拆卸井設(shè)有盾構(gòu)進(jìn)口，井的大小要便于盾構(gòu)的起吊和拆卸。 盾構(gòu)法 </p><p><b>　　盾構(gòu)法施工

17、工 </b></p><p><b>　　盾構(gòu)法</b></p><p>　　主要有土層開挖、盾構(gòu)推進(jìn)操縱與糾偏、襯砌拼裝、襯砌背后壓注等。這些工序均應(yīng)及時(shí)而迅速地進(jìn)行，決不能長時(shí)間停頓，以免增加地層的擾動(dòng)和對(duì)地面、地下構(gòu)筑物的影響。 </p><p>　　土層開挖 在盾構(gòu)開挖土層的過程中，為了安全并減少對(duì)地層的擾動(dòng)，一般先將盾構(gòu)前

18、面的切口貫入土體，然后在切口內(nèi)進(jìn)行土層開挖，開挖方式有：①敞開式開挖。適用于地質(zhì)條件較好、掘進(jìn)時(shí)能保持開挖面穩(wěn)定的地層。由頂部開始逐層向下開挖，可按每環(huán)襯砌的寬度分?jǐn)?shù)次完成。②機(jī)械切削式開挖。用裝有全斷面切削大刀盤的機(jī)械化盾構(gòu)開挖土層。大刀盤可分為刀架間無封板的和有封板的兩種，分別在土質(zhì)較好的和較差的條件下使用。在含水不穩(wěn)定的地層中，可采用泥水加壓盾構(gòu)和土壓平衡式盾構(gòu)進(jìn)行開挖。③擠壓式開挖。使用擠壓式盾構(gòu)的開挖方式，又有全擠壓和局部擠壓

19、之分。前者由于掘進(jìn)時(shí)不出土或部分出土,對(duì)地層有較大的擾動(dòng),使地表隆起變形，因此隧道位置應(yīng)盡量避開地下管線和地面建筑物。此種盾構(gòu)不適用于城市道路和街坊下的施工，僅能用于江河、湖底或郊外空曠地區(qū)。用局部擠壓方式施工時(shí),要根據(jù)地表變形情況,嚴(yán)格控制出土量，務(wù)使地層的擾動(dòng)和地表的變形減少到最低限度。④網(wǎng)格式開挖。使用網(wǎng)格式盾構(gòu)開挖時(shí)，要掌握網(wǎng)格的開孔面積。格子過大會(huì)喪失支撐作用，過小會(huì)產(chǎn)生對(duì)地層的擠壓擾動(dòng)等不利影響。在飽和含水的軟塑土層中，這種

20、掘進(jìn)方式具有出土效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、安全性好</p><p>　　推進(jìn)操縱與糾偏 推進(jìn)過程中，主要采取編組調(diào)整千斤頂?shù)耐屏?、調(diào)整開挖面壓力以及控制盾構(gòu)推進(jìn)的縱坡等方法，來操縱盾構(gòu)位置和頂進(jìn)方向。一般按照測(cè)量結(jié)果提供的偏離設(shè)計(jì)軸線的高程和平面位置值，確定下一次推進(jìn)時(shí)須有若干千斤頂開動(dòng)及推力的大小，用以糾正方向。此外，調(diào)整的方法也隨盾構(gòu)開挖方式有所不同：如敞開式盾構(gòu)，可用超挖或欠挖來調(diào)整；機(jī)械切削開挖，可用超挖刀進(jìn)行

21、局部超挖來糾正；擠壓式開挖，可用改變進(jìn)土孔位置和開孔率來調(diào)整。 </p><p>　　襯砌拼裝 常用液壓傳動(dòng)的拼裝機(jī)進(jìn)行襯砌（管片或砌塊）拼裝。拼裝方法根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求，可分為通縫拼裝和錯(cuò)縫拼裝。通縫拼裝是使管片的縱縫環(huán)環(huán)對(duì)齊，拼裝較為方便，容易定位,襯砌圓環(huán)的施工應(yīng)力較小,但其缺點(diǎn)是環(huán)面不平整的誤差容易積累。錯(cuò)縫拼裝是使相鄰襯砌圓環(huán)的縱縫錯(cuò)開管片長度的1/2～1/3。錯(cuò)縫拼裝的襯砌整體性好，但當(dāng)環(huán)面不平整時(shí)，容

22、易引起較大的施工應(yīng)力。襯砌拼裝方法按拼裝順序，又可分為先環(huán)后縱和先縱后環(huán)兩種。先環(huán)后縱法是先將管片（或砌塊）拼成圓環(huán)，然后用盾構(gòu)千斤頂將襯砌圓環(huán)縱向頂緊。先縱后環(huán)法是將管片逐塊先與上一環(huán)管片拼接好，最后封頂成環(huán)。這種拼裝順序，可輪流縮回和伸出千斤頂活塞桿以防止盾構(gòu)后退，減少開挖面土體的走動(dòng)。而先環(huán)后縱的拼裝順序,在拼裝時(shí)須使千斤頂活塞桿全部縮回,極易產(chǎn)生盾構(gòu)后退，故不宜采用。 </p><p>　　襯砌背后壓注

23、為了防止地表沉降，必須將盾尾和襯砌之間的空隙及時(shí)壓注充填。壓注后還可改善襯砌受力狀態(tài)，并增進(jìn)襯砌的防水效果。壓注的方法有二次壓注和一次壓注。二次壓注是在盾構(gòu)推進(jìn)一環(huán)后，立即用風(fēng)動(dòng)壓注機(jī)通過襯砌上的預(yù)留孔，向襯砌背后的空隙內(nèi)壓入豆粒砂，以防止地層坍塌；在繼續(xù)推進(jìn)數(shù)環(huán)后，再用壓漿泵將水泥類漿體壓入砂間空隙，使之凝固。因壓注豆粒砂不易密實(shí)，壓漿也難充滿砂間空隙，不能防止地表沉降，已趨于淘汰。一次壓注是隨著盾構(gòu)推進(jìn)，當(dāng)盾尾和襯砌之間出現(xiàn)空隙時(shí)，

24、立即通過預(yù)留孔壓注水泥類砂漿，并保持一定的壓力，使之充滿空隙。壓漿時(shí)要對(duì)稱進(jìn)行，并盡量避免單點(diǎn)超壓注漿，以減少對(duì)襯砌的不均勻施工荷載；一旦壓漿出現(xiàn)故障，應(yīng)立即暫停盾構(gòu)的推進(jìn)。 </p><p>　　盾構(gòu)法施工時(shí)，還須配合進(jìn)行垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸，以及配備通風(fēng)、供電、給水和排水等輔助設(shè)施，以保證工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，同時(shí)還須準(zhǔn)備安全設(shè)施與相應(yīng)的設(shè)備。</p><p><b>　　二、頂

25、管</b></p><p><b>　　頂管施工法</b></p><p>　　頂管技術(shù)是一項(xiàng)用于市政施工的非開挖掘進(jìn)式頂管技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)在于不影響周圍環(huán)境或者影響較小，施工場地小，噪音小。而且能夠深入地下作業(yè)，這是開挖埋管無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是頂管技術(shù)也有缺點(diǎn)，施工時(shí)間較長，工程造價(jià)高等。 </p><p>　　目前世界上的頂管技術(shù)已經(jīng)

26、發(fā)展到了十分成熟的階段，各種各樣的頂管方式方法出現(xiàn)。但是，萬變不離其宗，頂管施工技術(shù)的原理都是一樣的。一般都是垂直地面做工作井，然后用高壓液壓千斤頂，將水泥或者鋼制管道頂入地下，各種技術(shù)的差別就在于運(yùn)輸管道內(nèi)挖掘出來的泥土，石頭等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先進(jìn)的還有遙控的。 </p><p>　　總之頂管是一項(xiàng)不容易施工好的工程，也是一種不太為人知的工程。 </p><p>　　1

27、.就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。 </p><p>　　非開挖工程技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對(duì)城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)方面凸顯其優(yōu)勢(shì)。這對(duì)交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個(gè)潔凈、舒適和美好的環(huán)境。 </p><p>　　非開挖技術(shù)是近幾年才開始頻繁使用的一個(gè)術(shù)語，它涉及

28、的是利用少開挖，即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術(shù)來進(jìn)行地下管線的鋪設(shè)或更換，頂管直徑DN800—4500。通過工作井把要埋設(shè)的管子頂入土內(nèi)，一個(gè)工作井內(nèi)的管子可在地下穿行1500米以上，并且還能曲線穿行，以繞開一些地下管線或障礙物。 </p><p>　　它的技術(shù)要點(diǎn)在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設(shè)。具有經(jīng)濟(jì)、高效，保護(hù)環(huán)境的綜合功能。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：不開挖地面

29、；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形；省時(shí)、高效、安全，綜合造價(jià)低。 </p><p>　　該技術(shù)在我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天燃?xì)馐凸艿?、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設(shè)。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術(shù)施工，能節(jié)約一大筆征地拆遷費(fèi)用、減少對(duì)環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

30、。 </p><p>　　1、發(fā)展及工作原理： </p><p>　　頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時(shí)，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開挖

31、敷設(shè)地下管道的施工方法。 </p><p><b>　　2、分類 </b></p><p>　　目前，在頂管施工中最為流行的有三種平衡理論： </p><p>　　氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。 </p><p>　　頂管施工最突出的特點(diǎn)就是適應(yīng)性問題。針對(duì)不同的地質(zhì)情況、施工條件和設(shè)計(jì)要求，選用與之適應(yīng)的頂管施工方

32、式，如何正確地選擇頂管機(jī)和配套輔助設(shè)備，對(duì)于頂管施工來說將是非常關(guān)鍵的. </p><p>　　2.模具頂出系統(tǒng)的一部分，頂管也叫司筒 是中空的頂針。</p><p><b>　　三、沉井法</b></p><p>　　在地面下沉預(yù)制井筒的施工方法。在井口位置，預(yù)制好沉井刃腳和一段井壁，邊掘邊沉,再在地面澆筑,接長井壁，繼續(xù)下沉。此法開始多用于

33、水利工程，工藝簡單，通常采用磚井壁，人工挖掘，自重下沉。沉井深度一般僅20m左右。1839年法國創(chuàng)造了壓氣沉井法,因下沉深度有限，并有損工人健康，到20世紀(jì)50年代漸被淘汰。1894年德國創(chuàng)造了淹水沉井法。1944年日本向沉井壁后施放壓縮空氣，減少井壁與土層的摩擦阻力獲得成功。1952年匈牙利和瑞士創(chuàng)造了觸變泥漿液體減阻的新方法。中國于1958年創(chuàng)造了震動(dòng)沉井法；1969年起采用壁后泥漿淹水沉井，建成了30多個(gè)井筒，最深井達(dá)192.5m

34、。 　　沉井結(jié)構(gòu)  由套井、井壁和刃腳三部分組成。套井(即鎖口)是靠近地表預(yù)先作好的一段大于沉井外徑1.5m左右的井筒，用以保護(hù)井口，安設(shè)導(dǎo)向裝置和貯存減阻材料。沉井井壁就是井筒的永久井壁，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，并滿足下沉所需的重量。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚1m左右，隨沉井下沉不斷在井口澆筑接長。刃腳位于沉井井壁最下端，多用鋼材制造，刃尖角通常為 30°，刃腳高3m，刃腳外半徑比井壁外半徑大100～300mm，以便下沉

35、后在井壁四周形</p><p>　　震動(dòng)沉井  在預(yù)制的薄壁長段井筒上部裝有井帽，在其上安置震動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)井筒震動(dòng)，加大井筒的下沉力，并促使井壁四周土壤液化,減少沉井周邊的摩擦阻力,加快下沉速度。本法由建橋工程使用的震動(dòng)管柱法移植而來，自1958年起，在中國淮北礦區(qū)用該法相繼建成了十多個(gè)井筒，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高，成井速度快，成本低。由于震動(dòng)機(jī)的加載有一定限度，在遇到礫卵石層時(shí)，井壁容易斷裂，且地面及井筒周

36、圍受震動(dòng)影響，適用條件受到限制。</p><p><b>　　沉井法</b></p><p>　　壓水沉井  加載沉井的另一種形式，在沉井刃腳上增設(shè)傘形鋼結(jié)構(gòu)底罩,把井筒和刃腳隔開，傘上灌水,增加荷載。傘下作為破土排渣的空間，破土使用五組裝在刃腳四周斜面處和傘頂部的固定水槍，泥渣水自傘頂中心的排渣管排出。本法在中國開灤建井工程處首次試用，下沉深度達(dá)30.1m

37、。 </p><p><b>　　四、爆破</b></p><p>　　利用炸藥在空氣、水、土石介質(zhì)或物體中爆炸所產(chǎn)生的壓縮、松動(dòng)、破壞、拋擲及殺傷作用，達(dá)到預(yù)期目的的一門技術(shù)。研究的范圍包括：炸藥、火具的性質(zhì)和使用方法，裝藥（藥包）在各種介質(zhì)中的爆炸作用，裝藥對(duì)目標(biāo)的接觸爆破和非接觸爆破，各類爆破作業(yè)的組織與實(shí)施。</p><p>　　爆破技

38、術(shù)在軍事上主要用于：軍事工程的土石方作業(yè)，克服障礙物，破壞軍事目標(biāo)，殺傷敵人，銷 </p><p><b>　　爆破</b></p><p>　　毀武器裝備和彈藥等。實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)，根據(jù)任務(wù)、時(shí)限、目標(biāo)的具體情況和兵力、器材等條件，可選用內(nèi)部裝藥爆破或外部裝藥爆破。內(nèi)部裝藥爆破是將裝藥裝入或設(shè)置在目標(biāo)內(nèi)部實(shí)施的爆破。這種爆破方法能充分利用炸藥爆炸的能量，但作業(yè)較復(fù)雜，

39、所需時(shí)間長，多用于國防工程施工和戰(zhàn)時(shí)時(shí)間充裕情況下的土石方爆破作業(yè)，如開采石料、改造地形、挖掘坑道工事、開挖路基和工事平底坑、構(gòu)筑防坦克壕等；也可用于破壞堅(jiān)固目標(biāo)，如永備工事、橋墩、混凝土路面、機(jī)場跑道等。外部裝藥爆破是將裝藥配置在目標(biāo)外部實(shí)施的爆破。這種爆破方法需要的炸藥較內(nèi)部裝藥爆破多，但作業(yè)簡便、迅速，多用于時(shí)間緊迫情況下的破壞作業(yè)，如破壞橋梁、隧道、機(jī)場、港口、倉庫和武器裝備等。其裝藥配置根據(jù)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求和被破壞目標(biāo)的結(jié)構(gòu)確定。

40、爆破還可用于平整河底、加深河床、清除水中障礙物和爆破冰層、流冰、冰壩等。裝藥的形狀有集團(tuán)裝藥(集中藥包)、直列裝藥（延長藥包）和聚能裝藥（聚能藥包）。裝藥的重量按目標(biāo)的幾何尺寸、材料強(qiáng)度和配置情況計(jì)算確定。起爆裝藥通常采用導(dǎo)火索點(diǎn)火法、電點(diǎn)火法、導(dǎo)爆管點(diǎn)火法以及與上述點(diǎn)火法結(jié)合使用的導(dǎo)爆索傳爆法。實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)格遵守有關(guān)安全規(guī)則</p><p><b>　　理論</b></p&g

41、t;<p>　　裝藥在空氣中、水中爆炸作用的理論基礎(chǔ)是流體動(dòng)力學(xué)。對(duì)于球形、圓柱形和平板狀裝藥，爆炸荷載通常只按一維問題考慮?？諝庵薪佑|爆破，研究裝藥爆炸后爆轟波作用于緊貼固壁的壓力和沖量。空氣中非接觸爆破，研究裝藥對(duì)不同距離目標(biāo)的破壞、殺傷作用。水中爆破，主要研究沖擊波、氣泡和二次壓力波對(duì)目標(biāo)的破壞作用。 </p><p>　　裝藥在土石中的爆破理論，基于人們對(duì)爆破現(xiàn)象和機(jī)理的不同認(rèn)識(shí)，有多種觀點(diǎn)

42、，大體可歸納為三類： </p><p>　　持能量平衡理論觀點(diǎn)的人認(rèn)為，內(nèi)部裝藥爆炸所產(chǎn)生的能量，主要作用是克服土石介質(zhì)自重和分子間粘聚力；在平地爆破形成的漏斗坑容積與裝藥量成正比。當(dāng)只有一個(gè)自由面，要求爆破后形成的漏斗坑有一定的直徑和深度時(shí)(平地拋擲爆破)，所需裝藥量與最小抵抗線（裝藥中心至自由面的最短距離）的三次方成正比，并與炸藥品種、土石類別、填塞條件等因素有關(guān)。當(dāng)有兩個(gè)自由面時(shí)（露天采石爆破），如最小抵抗

43、線不大，所需裝藥量與最小抵抗線的二次方成正比；如最小抵抗線較大，所需裝藥量與最小抵抗線的三次方成正比；其他影響因素與一個(gè)自由面相同。 爆破 </p><p>　　持流體動(dòng)力學(xué)理論觀點(diǎn)的人認(rèn)為，將土石介質(zhì)看作是不可壓縮的理想流體，認(rèn)為內(nèi)部裝藥爆炸所產(chǎn)生的能量，可在瞬間傳給周圍介質(zhì)使之運(yùn)動(dòng)，故可引用流體動(dòng)力學(xué)基本理論和運(yùn)動(dòng)方程解決爆破參數(shù)的計(jì)算問題，由此推導(dǎo)得出土石方爆破藥量的的計(jì)算公式。 </p>&

44、lt;p>　　持應(yīng)力波和氣體共同作用理論觀點(diǎn)的人認(rèn)為，內(nèi)部裝藥爆炸所產(chǎn)生的高溫高壓氣體,猛烈沖擊周圍土石,從而在巖體中激起呈同心球狀傳播的應(yīng)力波，產(chǎn)生巨大壓力，當(dāng)壓力超過土石強(qiáng)度時(shí)，土石即被破壞。應(yīng)力波屬動(dòng)態(tài)作用，開始以沖擊波形式出現(xiàn)，經(jīng)作功后衰減為彈性波。爆炸氣體的膨脹過程近似靜態(tài)作用，主要加強(qiáng)土石質(zhì)點(diǎn)徑向移動(dòng)，并促使初始裂縫擴(kuò)展。因此，根據(jù)土石性質(zhì)的差異，采用相應(yīng)的合理的技術(shù)措施，就能有效地滿足不同的爆破要求。 </p&

45、gt;<p>　　20世紀(jì)80年代中期以后，爆破技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是：進(jìn)一步研究炸藥的爆轟機(jī)理和介質(zhì)破壞機(jī)理，炸藥對(duì)各類結(jié)構(gòu)物的爆炸作用,以不斷提高爆破效果;根據(jù)工程條件，研究建立各種數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算爆破參數(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。研究實(shí)施爆破中提高炸藥能量的有效利用率，最大限度地減弱其危害作用。研究將微電子技術(shù)用于爆破技術(shù)，滿足適時(shí)和延期爆破的要求，以獲取最佳效果。在軍事爆破方面，針對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點(diǎn)，將著重研

46、究野戰(zhàn)條件下實(shí)施快速爆破作業(yè)的各種方法，建立相應(yīng)的爆破器材系列；研究核爆破在工程保障中的應(yīng)用。</p><p><b>　　五、TBM法</b></p><p>　　TBM（Tunnel Boring Machine）隧道掘進(jìn)機(jī)，是利用回轉(zhuǎn)刀具開挖，同時(shí)破碎洞內(nèi)圍巖及掘進(jìn)，形成整個(gè)隧道斷面的一種新型、先進(jìn)的隧道施工機(jī)械；相對(duì)于目前常用的方法，TBM集鉆、掘進(jìn)、支護(hù)于一

47、體，使用電子、信息、遙測(cè)、遙控等高新技術(shù)對(duì)全部作業(yè)進(jìn)行制導(dǎo)和監(jiān)控，使掘進(jìn)過程始終處于最佳狀態(tài)。在國際上，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山開采、交通、市政、國防等工程中。</p><p>　　TBM 隧道施工法就是利用TBM來掘進(jìn)的隧道工法 </p><p>　　(1)在巖石中開挖隧道的TBM：通常用這類TBM在穩(wěn)定性良好、中～厚埋深、中～高強(qiáng)度的巖層中掘進(jìn)長大隧道。這類掘進(jìn)機(jī)所面臨的基本問題是

48、如何破巖，保持掘進(jìn)的高效率和工程順利。 </p><p>　　(2)在松軟地層中掘進(jìn)隧道的TBM：通常用這類TBM在具有有限壓力的地下水位以下的基本均質(zhì)的軟弱地層中開挖有限長度的隧道。這類掘進(jìn)機(jī)所面臨的基本問題是空洞、開挖掌子面的穩(wěn)定、市區(qū)地表沉降等。 </p><p>　　對(duì)于全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，目前在國內(nèi)有兩種提法，其一是巖石掘進(jìn)機(jī)（TBM），其二是盾構(gòu)機(jī)。TBM就是適合硬巖掘進(jìn)的隧道掘

49、進(jìn)機(jī)，盾構(gòu)機(jī)指的是適于在軟巖、土中的隧道掘進(jìn)機(jī)。這種說法有些言不符實(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)在許多硬巖TBM也采用盾構(gòu)技術(shù)，而TBM本來就是隧道掘進(jìn)機(jī)的意思。鑒于學(xué)術(shù)及現(xiàn)實(shí)中稱法混亂，造成許多麻煩，所以本文建議國內(nèi)采用統(tǒng)一稱法，采用“硬巖TBM”和“軟巖TBM”兩種來規(guī)范。其中硬巖TBM又可分為敞開式TBM、護(hù)盾式TBM。 </p><p>　　硬巖TBM適用于山嶺隧道硬巖掘進(jìn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆爆法，在相同的條件下，其掘進(jìn)速度約為常

50、規(guī)鉆爆法的4～10倍，最佳日進(jìn)尺可達(dá)150m；具有快速、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、有利于環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)力保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。特別是高效快速可使工程提前完工，提前創(chuàng)造價(jià)值，對(duì)我國的現(xiàn)代化建設(shè)有很重要的意義。</p><p>　　而軟巖TBM適用于軟弱性圍巖施工的隧道掘進(jìn)機(jī)，是目前城市地鐵建設(shè)中速度快、質(zhì)量好、安全性能高的先進(jìn)技術(shù)。采用盾構(gòu)機(jī)施工的區(qū)間隧道，可以做到對(duì)土體弱擾動(dòng)，不影響地面建筑物和交通，減少地上、地下的大量拆遷。這兩

51、種設(shè)備的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，在我國地下工程領(lǐng)域具有十分廣闊的前景。</p><p>　　參考書目 　余力、巴肇倫、卓鑫然編著:《煤礦沉井法鑿井》,煤炭工業(yè)出版社，北京，1984《露天大爆破》編寫組編:《露天大爆破》,第1版,冶金工業(yè)出版社，北京，1979。 U.蘭格福斯、B.基爾斯特隆著,《巖石爆破現(xiàn)代技術(shù)》翻譯組譯：《巖石爆破現(xiàn)代技術(shù)》,冶金工業(yè)出版社,北京，1983。(U.Langefors & B