精心設(shè)計,確保軟弱圍巖隧道工程安全-文庫吧
2024-12-25 23:30 本頁面
【正文】 道易發(fā)生局部塌方；軟弱圍巖偏壓地段，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)將承受顯著的不對稱荷載，施工期間易造成初期支護(hù)縱向開裂或錯臺，變形過大甚至塌方。 圖 地形引起的偏壓 圖 地質(zhì)引起的偏壓 （ 2）土質(zhì)隧道 土質(zhì)隧道強(qiáng)度低、自穩(wěn)性差，與巖石隧道相比要承受更大的荷載，若初期支護(hù)強(qiáng)度不足，將導(dǎo)致變形大、嚴(yán)重時會出現(xiàn)局部坍塌等安全風(fēng)險。 土質(zhì)隧道塌方冒頂及洞內(nèi)松散坍體 （ 3）大埋深軟巖隧道 在大埋深軟巖地段，一般存在較高的地應(yīng)力，由于軟巖抗壓強(qiáng)度低，開挖過程中洞壁巖體剝離，位移極為顯著，變形持續(xù)時間長，隧底常出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。 通過該段時，若支護(hù)不足，可能造成支護(hù)變形過度、侵限，甚至塌方等安全風(fēng)險。 支護(hù)大變形嚴(yán)重侵入凈空實例 （ 4）斷層破碎帶 由于斷層上下兩盤的相對運(yùn)動，常使斷層面附近巖石破碎成碎石和粉末狀，形成斷層破碎帶，其巖體一般自穩(wěn)性極差，且常伴有地下水，隧道通過斷層破碎帶時易發(fā)生塌方、掌子面突泥、突水等安全風(fēng)險。 隧道 斷層破碎帶及塌方 （ 5）結(jié)構(gòu)面發(fā)育的塊狀巖體地段 塊狀圍巖的力學(xué)特性是巖石單體強(qiáng)度較高、承載力較高，但因結(jié)構(gòu)面發(fā)育，受其切割制約，特別是在有地下水組合作用的條件下，巖體整體穩(wěn)定性差，這類圍巖隧道坍塌的特點是個別巖塊失穩(wěn)，造成較大范圍巖塊突然坍塌。 坍塌巖塊 結(jié)構(gòu)面發(fā)育 （ 6）不同巖層接觸帶地段 由于不同巖層，巖性差異大，加之常伴有地下水，在接觸面附近常發(fā)育有風(fēng)化剝蝕面，巖體較為軟弱、破碎，隧道通過時，在掌子面上方或前方，易發(fā)生塌方、涌泥等安全風(fēng)險。 隧道 接觸帶塌方 （一）、軟弱圍巖隧道設(shè)計理論 在隧道工程的設(shè)計與施工中，除了了解軟弱圍巖隧道 “ 自穩(wěn)差、易坍塌 ”的工程特點，還必須清楚地認(rèn)識到隧道不同于地面建筑物的 3個主要特點： （ 1）隧道是由圍巖和多種支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成的，即： 隧道 = 圍巖 + 支護(hù) 圍巖與支護(hù)共同承擔(dān)山體的壓力。 圖 圍巖與支護(hù)共同受力 隧道工程的 3個主要特點 （ 2）隧道承受的壓力具有不確定性。 （ 3）支護(hù)體系是控制圍巖變形的關(guān)鍵。 為有效控制隧道工程安全風(fēng)險，避免或減少坍方事故發(fā)生，應(yīng)以 “ 充分調(diào)動圍巖的承載能力，有效控制圍巖變形和松弛 ”為設(shè)計理念，按新奧法原理進(jìn)行軟弱圍巖隧道設(shè)計。 （二）、隧道支護(hù)設(shè)計 根據(jù)新奧法原理，軟弱圍巖隧道支護(hù)一般采用復(fù)合襯砌。 復(fù)合襯砌由初期支護(hù)、二次襯砌兩部分組成。 隧道開挖后先實施噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等與圍巖密貼的初期支護(hù)，約束圍巖變形，并根據(jù)變形監(jiān)控量測結(jié)果，適時施作二次襯砌。 圖 復(fù)合襯砌圖 初期支護(hù)設(shè)計 初期支護(hù)是由噴射混凝土、錨桿、鋼架組成的聯(lián)合支護(hù)體系，是復(fù)合襯砌隧道的主要承載結(jié)構(gòu)。 初期支護(hù)設(shè)計 噴射混凝土 噴射混凝土的作用 噴混凝土能及時、有效地防止開挖面巖層的松散、離層和掉落，是有效地保護(hù)圍巖、防止坍方的重要手段。 填充裂隙 界面附著防掉塊 噴混凝土與圍巖的粘附是發(fā)揮噴混凝土支護(hù)效果的保證 ，也是噴混凝土最主要的力學(xué)作用 。 圖 噴射混凝土與圍巖 初期支護(hù)設(shè)計 噴射混凝土 軟弱圍巖中噴混凝土設(shè)計及施工要點 : ? 噴混凝土應(yīng)具有必要的早期強(qiáng)度，以盡快對圍巖提拱支承力， 24小時抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于 10MPa。 ? 噴混凝土應(yīng)有足夠的后期強(qiáng)度，強(qiáng)度等級不應(yīng)低于 C25。 ? 與圍巖應(yīng)具有足夠的粘附強(qiáng)度，使噴混凝土與圍巖盡快形成整體，阻止圍巖松動下滑，與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于 。 ? 軟弱圍巖采用鋼筋網(wǎng)噴混凝土，增強(qiáng)噴混凝土的抗剪強(qiáng)度、提高粘附性。 初期支護(hù)設(shè)計 噴射混凝土 為達(dá)到設(shè)計目的，軟弱圍巖中噴混凝土施工要求做到：
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