13.1开挖认知课件讲解

开挖认知挖除了岩体、获得了空间、暴露了围岩在隧道施工过程中，每一次的开挖，不仅仅是挖除了一定体积大小(S·L)和形状的岩体，而且是开拓出了一定大小和形状的地下空间，更是致使这个空间周围岩体的暴露(部分约束被解除)将隧道范围内的岩体挖除以后，围岩是否能够仍然处于稳定状态，主要的取决于围岩本身的自稳能力，但开挖对围岩的稳定状态有着重要和直接的影响。坑道内岩体好不好挖?开挖后围岩稳不稳?如何挖？隧道施工首先应关注的三个问题隧道所在的位置有岩体充塞其中，将这些岩体全部挖除，开拓出地下空间开挖：指开挖成型对地下空间的方法开挖方法：在围岩本身有一定的空间效应，能够形成一定跨度的自然拱，并在一定的时间内保持不坍塌的条件下进行的。唯有如此，才能使实施开挖以后有时间和空间对围岩实施进一步的支护加固处理。开挖方法的研究作业顺序绝大多数比较坚硬完整的围岩条件下，按照“先开挖后支护”的作业顺序进行施工。开挖方法的研究作业顺序围岩极其软弱破碎，以致于不能提供这种时间和空间条件，采取“先支护后开挖”的作业顺序即采取特殊稳定措施对围岩进行预先支护或加固处理、以提供基本作业条件(即时间和空间条件)，并进行月挖和进步的支护作业。开挖方法的研究开挖轮廓线先考虑到开挖坑道后，围岩因失去部分约束而产生向坑道方向的收缩变形，保证围岩变形完成后，坑道断面大小仍能满足设计要求的开挖尺寸，以保证衬砌厚度。施工开挖轮廓线应在设计开挖轮廓线的基础上适当加大。这部分加大的开挖量称为预留变形量。预留变形量确定预留变形量预留变形量的大小主要取决于围岩本身的工程性质的好坏和开挖断面的大小。根据对围岩变形特性的分析和实际观测，围岩的流变性越强，开挖坑道后其变形量越大，围岩的流变性越弱。预留变形量确定预留变形量开挖坑道后其变形量越小，围岩的变形量同时还受工程结构条件和工程施工条件(如隧道断面大小、埋置深度、围岩级别、支护类型、开挖方法、掘进方式、围岩暴露时间)等因素的影响。预留变形量确定开挖轮廓线尺寸=衬砌内轮廓线(半径尺寸)+施工误差(5cm包含测量误差、定位误差、模板变形)+设计内层衬砌厚度(规范有限制性要求)+设计的喷射混凝土厚度(实际厚度的平均值)+预留变形量可根据实际变形量调整。开挖轮廓线的确定成拱作用在地层中开挖一定体量的岩体后，围岩仍能保持不坍塌，形成相对稳定的空间，称为岩体的成拱作用或空间效应。成拱作用与开挖面的支承作用开挖面的支承作用隧道开挖作业区最前端的横断面称为“开挖面”或“掌子面”。开挖面前方将被挖除而尚未挖除的岩体，对已开挖区段的围岩起着一定的约束作用，这种约束作用称为开挖面的支承作用或纵向成拱作用。成拱作用与开挖面的支承作用开挖面的支承作用对一般岩体而言，开挖面的支承作用，在隧道纵向上大致可以达到洞径的1～3倍的长度范围，超出这个长度范围，其支承作用就可以忽略不计了。而且显然越坚硬完整的岩体，其支承作用越强，影响范围也越大：越软弱破碎的岩体，其支承作用越弱，影响范围也越小。成拱作用与开挖面的支承作用在隧道施工过程中，开挖面的支承作用是可以且应当加以利用的。即对稳定能力一般的围岩有支承作用，使之在消失之前，与已开挖区段的围岩共同保持空间的暂时稳定，并在此期间做好本区段已暴露围岩的初期支护，使围岩获得更好的稳定。成拱