城市地下工程特点及支护方法
摘要：城市地下工程就一般分类而言属浅埋的土层地下工程，具地质条件差、周边环境复杂、结构埋深浅、与临近结构相互影响等特点，了解城市地下工程特点，对城市地下工程的设计有重要意义。本文通过分析总结城市地下工程特点提了城市地下工程的支护采用刚性支护结构或复合式支护结构。
关键词：城市地下工程工程特点支护
1.地下工程的主要类型
地下工程通常是指在地下开挖的各种隧道与洞室，如铁路隧道、公路隧道、矿山井巷、军事地下工程、水工隧洞、地下仓库以及地下厂房等。地下工程因其具有不占用地面面积，不受外界气候影响，不干扰城市基础设施，隐蔽性好等特点而广泛应用于国民经济建设和国防工程建设之中。
地下工程可从以下不同角度进行分类。
（1）按使用目的或用途不同，地下工程的类型主要有交通隧道、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房、城市地下工程。
（2）按介质环境不同，地下工程可分为土层地下工程和岩石地下工程。从结构设计角度出发，地层环境的不同对于地下工程的结构选型、荷载确定以及结构设计计算方法有很大影响。
（3）按埋深不同，地下工程可分为浅埋地下工程和深埋地下工程。作用于这两类地下工程上的荷载不同，施工方法也不一样。浅埋地下工程一般采用明挖法或盖挖法施工，深埋地下工程一般采用
暗挖掘进施工。
2.城市地下工程的主要特点
随着国民经济的快速发展，城市地下工程进入了蓬勃发展阶段，城市地下工程就一般分类而言属浅埋的土层地下工程，但其独特的工程复杂性层出不穷。归纳起来，城市地下工程具有以下特点。
（1）地质条件差
目前，我国城市地下工程埋深多在20m以内，而在此深度范围内大多为第四纪冲积或沉积层，或为全、强风化岩层，地层多松散无胶结，存在—卜层滞水或潜水。同时我国部分城市，如武汉、南京、杭州、上海等城市，部分区域承压水位高，承压水含水层顶板埋藏浅，对地下工程施工影响巨大。城市地下工程的基本特点是地质条件差(多数情况下富含地下水)，而在现阶段取得准确的地质及围岩力学参数和设计荷载参数等数据极其困难，给地下工程的结构设计与施工带来困难。
６２ 铁道建筑 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
文章编号：１００３．１９９５（２０１７）０３．００６２．０４
隧道围岩块体稳定性分析及支护对策
邹佳光
（中铁十四局集团有限公司，山东济南 ２５００１４）
摘 要 隧道围岩中的节理和断层将岩体切割成块体，人工开挖打破了块体的自然平衡状态。这些不 稳定块体的滑移是造成隧道围岩失稳的重要因素。基于块体理论，利用块体计算程序Ｕｎｗｅｄｇｅ分析了
潮惠高速公路莲花山２号隧道围岩块体稳定性，并计算给出不稳定块体的最大净滑动力和安全系数，在 此基础上制定了针对性的支护措施。 关键词 公路隧道；围岩；稳定性；支护；模拟分析；块体理论 中图分类号Ｕ４５１ ．２ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１７．０３．１７
岩体作为一种非均质介质，其间夹杂着断层、节
理、破碎带、软弱夹层等结构面，这些结构面将岩体切
割成形状各异、大小不均的块体。隧道开挖打破了块
体在自然状态下的稳定平衡，进而引起隧道围岩的 失稳。 大量的理论研究和工程实践表明，在非软岩隧道
中，围岩的失稳主要是因为块体的滑移。自从石根华
教授在２０世纪７０年代提出关键块体理论 ，国内外
众多学者研究并发展了块体理论，并将其应用于工程
实践 一。 本文对块体理论和Ｕｎｗｅｄｇｅ程序的原理作简要
介绍，并将其应用于莲花山２号隧道围岩稳定性分析
中，评价了块体的稳定性，并对隧道围岩进行了针对性
支护。
１块体理论及Ｕｎｗｅｄｇｅ程序
１．１ 块体理论 块体理论目前已广泛应用于隧道、地下空间、边坡
等岩土工程中。块体理论认为，岩体由被结构面切割
而成的块体构成。根据块体的边界情况、几何可动性、 受力情况等可将其分类，见图１。图中有限块体是指
被结构面和临空面完全切割的孤立块体；无限块体是
指未被完全切割而仍与母岩相连的块体；稳定块体是
指外力（重力和其他工程力）对该块体的作用没有使
围岩的定义和分类
围岩是指围绕着矿井或隧道等地下工程的岩石体。在地下工程中，围岩的稳定性和强度是保证工程安全的重要因素之一。对围岩的定义和分类有助于工程师们更好地评估和处理地下工程中的围岩问题。
围岩的定义：
围岩是指地下工程中与工程岩体相接触的岩石体，包括直接接触工程岩体的邻近岩石体以及与工程岩体之间存在一定间隙的岩石体。围岩是地下工程中与工程岩体共同组成的整体，其稳定性和强度直接影响着地下工程的安全性。
围岩的分类：
根据围岩的不同特性和性质，可以将其分为以下几类：
1. 岩石类别：根据围岩所属的岩石类别进行分类，如花岗岩、片麻岩、石灰岩、页岩等。不同类型的岩石具有不同的物理力学性质，对地下工程的影响也不同。
2. 岩性特征：根据围岩的结构、组成和质地等特征进行分类，如坚硬岩石、软弱岩石、节理发育的岩石等。坚硬的围岩具有较高的强度和稳定性，而软弱的围岩则容易发生变形和破坏。
3. 岩体结构：根据围岩的结构特征进行分类，如均质结构、节理结构、褶皱结构等。不同结构类型的围岩在受力和变形过程中表现出不同的力学行为。
4. 岩体裂隙：根据围岩中裂隙的密度、宽度和走向等特征进行分类，如无裂隙、少裂隙、多裂隙等。裂隙对围岩的稳定性和强度有着重要影响，多裂隙的围岩容易发生塌方和滑坡等地质灾害。
5. 岩体应力：根据围岩所受到的应力状态进行分类，如单向应力、多向应力、应力集中区等。不同应力状态下的围岩表现出不同的变形和破坏特征，对地下工程的安全性产生不同影响。
6. 岩体含水量：根据围岩中含水量的大小和分布进行分类，如干燥围岩、湿润围岩、饱水围岩等。含水量对围岩的强度和稳定性有着重要影响，饱水围岩容易发生涌水和溶洞等地质问题。
以上是对围岩的一般定义和分类，实际工程中还需要根据具体情况进行详细分析和评估。通过对围岩的定义和分类，可以更好地了解和处理地下工程中可能遇到的围岩问题，从而确保工程的安全性和可靠性。
井下工程岩体稳定性评价与灾害预防
在井下工程中，岩体的稳定性评价和灾害预防是至关重要的领域。岩体稳定性评价的目的是确定井下工程中岩体的强度、围岩的破坏机制以及岩体的稳定性，以便采取相应的措施来预防灾害的发生。本文将探讨井下工程岩体稳定性评价的方法和灾害预防的措施。
首先，对于岩体稳定性评价来说，最常用的方法之一是岩石力学参数测试。通过对岩石样本进行试验，可以得到岩石的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等力学参数。这些参数的测试可以根据不同的岩石类型和井下工程的具体情况来选择，以确保评价结果的准确性。同时，还可以利用非破坏性测试技术，如地质雷达和声波测试，来获取更多的岩石力学参数。这些测试结果将成为评价岩体稳定性的重要依据。
其次，岩体结构与构造特征的分析也是岩体稳定性评价的重要内容。通过对岩体的结构与构造特征的研究，可以得知岩体中的裂隙、节理、断层等情况。这些特征对于岩体的稳定性具有重要的影响，因为它们可能是岩体破坏的易发区域。因此，在评价岩体稳定性时，需要考虑这些特征对岩体强度和稳定性的影响，以便采取相应的支护和加固措施。
除了岩体稳定性评价，灾害预防也是井下工程的核心任务之一。灾害种类繁多，例如岩石坍塌、地面塌陷、水涌等。井下工程中的灾害预防主要包括两个方面，即主动预防和被动防护。主动预防是指在井下工程施工过程中，通过控制破岩方法和工作面进度等方式，尽量减少岩体破坏的发生。被动防护是指通过设置支护结构和排水设施等措施，以减轻岩体破坏的影响。
主动预防的措施主要包括选用合适的破岩方法和施工方案。在井下工程中，破岩方法的选择直接影响到岩体的稳定性。不同的岩石类型和岩体特征需要采用不同的破岩方法，如爆破、机械掘进等。此外，施工方案的制定也需要考虑到井下工程的具体情况，如块体大小、施工进度等。通过科学合理地选用破岩方法和施工方案，可以最大程度地减少岩体破坏的发生。 被动防护的措施包括设置支护结构和排水设施。对于岩体稳定性较差的地区，需要设置支护结构来增强防护能力。支护结构可以采用钢筋混凝土喷射支护、锚杆支护等方式，以增加岩体的承载能力。此外，排水设施的设置也是非常重要的。地下水的涌出是岩体破坏的主要原因之一，通过合理设置排水设施，可以减轻地下水对岩体稳定性的影响。
