【正文】 界深度 qH 時(shí)，為了便于計(jì) 算，假定圍巖中形成的破裂面是一條與水平成 ? 角的斜直線。 表 42 各級(jí)圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值 圍巖等級(jí) 重度 彈性抗力系數(shù)k/(MPa/m) 變形模量E/GPa 泊松比 內(nèi)摩擦角 粘聚力 C/MPa 計(jì)算摩擦角 Ⅵ 26～ 28 1800～ 2800 33 60 78 Ⅴ 25～ 27 1200～ 1800 20～ 33 ～ 50～ 60 ～ 70～ 78 Ⅳ 23～ 25 500～ 1200 6～ 20 ～ 39～ 50 ～ 60～ 70 Ⅲ 20～ 23 200～ 500 ～ 6 ～ 27～ 39 ～ 50～ 60 Ⅱ 17～ 20 100～ 200 1～ 2 ～ 20～ 27 ～ 40～ 50 I 15～ 17 100 1 04～ 0. 5 20 30～ 40 注 : 。 當(dāng)隧道埋深 pHH? 時(shí)，為深埋隧道，反之，則為淺埋隧道 埋深小于或等于等效荷載高度時(shí)的圍巖壓力計(jì)算 當(dāng)隧道埋深小于或等于等效荷載高度時(shí)，荷載視為均布垂直壓力，按下式計(jì)算 ： qH?? 式中 q ——垂直均布?jí)毫Γ?2/kNm ）； 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ? ——隧道上覆圍巖重度（ 3/kNm ）； H ——隧道埋深（ m ），指坑頂至地面的距離。荷載等效高度值的計(jì)算公式如下 ： ? ?2 ~ qhH ? 式中pH——淺埋隧道分界深度（ m ）； qh——荷載等效高度 （ m ），其中 q 為深埋隧道垂直均布?jí)毫Γ?3kNm ）； ? ——圍巖重度（ 3kNm ）?，F(xiàn)行設(shè)計(jì)方法中取塌落拱范圍內(nèi)的全部巖石的重量作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)荷載就是從這一點(diǎn)出發(fā)的。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 坍落拱的形成充分說(shuō)明了圍巖的自承能力。 目前我國(guó)隧道工程設(shè)計(jì)計(jì)算中，一般都是以某種簡(jiǎn)化的假設(shè)為前提，考慮幾個(gè)主要因素的影響，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或受力分析，使其結(jié)果相對(duì)地接近實(shí)際圍巖壓力的情況。 （ 3）理論估算法它是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上從理論上研究圍巖壓力的方法。 （ 2）經(jīng)驗(yàn)法或工程類(lèi)比法它是根據(jù)大量以前工程的實(shí)際資料的統(tǒng)計(jì)和總結(jié)，按不同圍巖分級(jí)提出圍巖壓力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，作為后建隧道工程確定圍巖壓力的根據(jù)的方法。在松軟的或裂隙圍巖中，由于圍巖體破碎，再加上在開(kāi)挖時(shí)受到爆破振動(dòng)，因而在隧道周邊一定范圍內(nèi)巖體遭到嚴(yán)重破壞，同 時(shí)，圍巖體本身強(qiáng)度低，不足以抵抗圍巖的周邊應(yīng)力，因此這一部分巖體在隧道開(kāi)挖后開(kāi)始產(chǎn)生向內(nèi)的變形運(yùn)動(dòng)，并逐漸出現(xiàn)松動(dòng)和坍塌，松動(dòng)或坍塌的山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 巖體對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加壓力，此壓力即為圍巖壓力。變形的大小性質(zhì)及大小是不同的。 根據(jù)側(cè)向應(yīng)變?yōu)榱愕臈l件，并把地層假定為各向 同性的彈性體，可以推導(dǎo)出 ? 計(jì)算公式，即 1?? ?? ? 式中 ? ——地層巖石的泊松比。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 在上覆地層自重作用下，豎直壓力 zp 為 zpH?? 式中 ? ——上覆地層的平均重度 ? ?3kN m ； H ——從地面到單元體所處的深度（ m ）。 為了研究方便，僅考慮由上覆地層自重所形成的原始應(yīng)力，并取深度H 處得一個(gè)單元體來(lái)做應(yīng)力分析。 圍巖壓力的確定方法 隧道開(kāi)挖前，地層中各點(diǎn)的應(yīng)力保持著相對(duì)的平衡，地層處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，稱(chēng)為原始應(yīng)力狀態(tài)。如果巖石的強(qiáng)度較低，圍巖應(yīng)力重分布過(guò)程中不僅產(chǎn)生彈性變形，還產(chǎn)生了較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才能完成的塑性變形，支護(hù)的結(jié)果就是限制了這種變形的繼續(xù)發(fā)展，故而產(chǎn)生了圍巖壓力。 當(dāng)巖石比較堅(jiān)硬完整時(shí)，重分布后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以內(nèi)?？梢?jiàn)，圍巖壓力的形成與硐室開(kāi)挖后巖體的變形、松動(dòng)和破壞是分不開(kāi)的。 在第三個(gè)階段，硐頂和硐底的松動(dòng)巖體開(kāi)始變形，并向硐內(nèi)移動(dòng)，硐頂松動(dòng)巖石在重力作用下有掉落的趨勢(shì)，圍巖壓力逐漸增加。 在第二階段，在側(cè)向楔形塊體發(fā)生某種變形以后，硐室的跨度似乎增大。 在第一階段，由于巖體的變形，在硐室的周?chē)吔缟袭a(chǎn)生一般的擠壓。 圍巖壓力的形成 關(guān)于圍巖壓力的形成機(jī)理以及隨時(shí)間發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程可用奧地利臘布塞維奇教授的剪切滑移破壞理論來(lái)說(shuō)明。圍巖二次應(yīng)力的作用在無(wú)支護(hù)硐室中出現(xiàn)在硐室周?chē)牟糠謪^(qū)域內(nèi)；在有支護(hù)結(jié)構(gòu)（臨時(shí)的或永久性支護(hù)）的硐室中表現(xiàn)為圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用 。不同的地質(zhì)條件和工程條件下，硐室圍 巖 可能出現(xiàn)兩種 情況： ① 硐室的變形屬于彈性變形，在無(wú)支護(hù)情況下仍然能夠維持穩(wěn)定； ② 硐室的變形屬于非彈性變形，由于圍巖繼續(xù)變形導(dǎo)致其破壞，甚至出現(xiàn)大量的塌落，這時(shí)就需要支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)約束圍巖變形的繼續(xù)擴(kuò)展，因而支護(hù)結(jié)構(gòu)受到圍巖變形時(shí)產(chǎn)生的壓力。圍巖的靜力作用是十分重要的，如果沒(méi)有這種作用，硐室的施工將是十分困難或者是不可能的。 設(shè)計(jì)參數(shù) 本設(shè)計(jì)截面為 44 風(fēng)道截面，設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 預(yù)留變形量： 40 mm； C25 噴射 砼 厚度： 250 mm； 錨桿類(lèi)型： D=22 mm， HPB235，砂漿錨桿； 錨桿長(zhǎng)度： m； 錨桿間距： m m； 鋼筋網(wǎng)類(lèi)型： D=8 mm， HPB235； 鋼筋網(wǎng)間距： 200 mm 200 mm ； 鋼架規(guī)格：格柵； 鋼架間距： m； 輔助施工措施：洞口 ㄩ ， D=28 mm， HPB235，超前錨桿，長(zhǎng) 5 m，環(huán)距 m。預(yù)留圍巖變形量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，并根據(jù)量測(cè)所反饋信息調(diào)整參數(shù)。超前小導(dǎo)管作為輔助施工設(shè)施。 噴射 砼 施工方法 4 、鋼拱架施工方法 設(shè)計(jì)方法 本工程支護(hù)參數(shù)綜合考慮圍巖級(jí)別、地形地質(zhì)、埋置深度、結(jié)構(gòu)跨度及施工方法等因素后通過(guò)工程類(lèi)比，結(jié)合計(jì)算分析后確定。前端做成尖狀，并在孔壁上每隔 15 厘米鉆梅花形布置的溢漿孔，鋼管尾端焊 Ф8 鋼筋加強(qiáng)箍。超前小導(dǎo)管采用 φ424 鋼管，長(zhǎng) ，環(huán) 向間距 40mm，外插角 15176。鋼管設(shè)置于襯砌拱部，管心與襯砌設(shè)計(jì)外輪廓線間距大于 30cm，平行路面中線布置。 長(zhǎng)管棚的施工方法 對(duì)于 Ⅴ 級(jí)圍巖，長(zhǎng)管棚應(yīng)采用 φ1088 進(jìn)行超前支護(hù)，并設(shè)護(hù)拱，護(hù)拱長(zhǎng)度為 2 米，厚度為 ，拱內(nèi)預(yù)埋 φ1334 導(dǎo)向鋼管，環(huán)向間距 50cm，仰角 1176。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 表 22 中山公園站巖土參數(shù)建議值表 巖土分層 巖土名稱(chēng) 時(shí)代與成因 重度γ（ KN/m3） 快剪 土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值 巖石與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值 巖層 或土層基床系數(shù) K 地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù) 靜止側(cè)壓力系數(shù) 泊松比 單軸極限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 土石工程分級(jí) 隧道圍巖分級(jí) 粘聚力C（ kPa） 內(nèi)摩擦角（176。本場(chǎng)地屬于場(chǎng)地基本穩(wěn)定區(qū)，適合地鐵站位建設(shè)。本場(chǎng)地不存在可液化土層，可不考慮地震液化問(wèn)題。 綜合 評(píng)價(jià)本暗挖車(chē)站巖土工程條件屬中等復(fù)雜類(lèi)型，暗挖范圍內(nèi)的巖土工程條件中等?；佑克?，屬富水性較差地層。 受砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖影響隧道圍巖分級(jí)為Ⅳ級(jí)，強(qiáng)風(fēng)化上、中亞帶及強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖隧道圍巖分級(jí)為Ⅴ級(jí)，該層巖土開(kāi)挖時(shí)，拱部無(wú)支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生較大的坍塌，側(cè)壁有時(shí)會(huì)失去穩(wěn)定，因此，應(yīng)采用復(fù)合襯砌，施工時(shí)應(yīng)注意局部巖石軟硬不均勻?qū)κ┕さ挠绊??？辈閳?chǎng)區(qū)地處青島八大關(guān)景區(qū)內(nèi)，香港西路與榮成路交匯處，車(chē)站沿香港西路分布西北側(cè)為天泰體育場(chǎng)網(wǎng)球場(chǎng)，東北側(cè)為軍事用地，地面多為綠化帶、道路，地面交通繁榮。 本次勘察取地下水樣 1件，引用中山公園站 — 太平角公園站區(qū)間地下水樣2 件，按《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB/T504762020）關(guān)于環(huán)境類(lèi)別與作用等級(jí)評(píng)價(jià)如表 21： 表 21 環(huán)境類(lèi)別與作用等級(jí)評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 孔號(hào) SO42（ ） Mg2+（ ） Cl（ ） 侵蝕 CO2（ ） PH值 氯化物環(huán)境 化學(xué)腐蝕環(huán)境 ZX0409 / Ⅳ C Ⅴ C QX0409 194 143 Ⅳ C QX0404 / 依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB/T504762020）綜合判定，在 氯化物環(huán)境下地下水環(huán)境作用等級(jí) Ⅳ C，在化學(xué)腐蝕環(huán)境下地下水環(huán)境作用等級(jí)為 Ⅴ C。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 水文地質(zhì) 本次勘察工作區(qū)內(nèi)的地下水類(lèi)型按賦存方式主要為：第四系松散土層孔隙水，基巖裂隙水。 第 ○17 4層塊狀碎裂巖：黃褐色，原巖為花崗巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，地層厚度為： — 。 構(gòu)造巖 第 ○16 4層砂土狀碎裂巖：褐黃 — 灰綠色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分已破壞，節(jié)理裂隙及發(fā)育，層厚度為： 。 第 ○18 2層：微風(fēng)化帶花崗斑巖：肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部節(jié)理裂隙 發(fā)育，以構(gòu)造、風(fēng)化裂隙為主，揭露層厚度為： —— ，平均層厚 。 第 ○17 2層中風(fēng)化帶花崗斑巖：肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，層厚度為： — ，平均層厚 。 燕山晚期侵入巖脈（Χ 53） 第 ○16 2層強(qiáng)風(fēng)化帶花崗斑巖：原巖風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分已破壞，揭露厚度為 。 第 18 層花崗巖微風(fēng)化帶：肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理不發(fā)育，巖芯較完整，堅(jiān)硬，該層在場(chǎng)地內(nèi)分布廣泛，未揭穿，最大揭露厚度。 第 ○17 層花崗巖中風(fēng)化帶：肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，以構(gòu)造、風(fēng)化裂隙為主，層厚度為： — ，平均層厚 。 第 ○16 下 層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下亞帶：淺肉紅 — 肉紅色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造已破壞，層厚度為： — ，平均層厚 。 第 ○16 中 層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖中亞帶：淺肉紅色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造已大部破壞，厚度為： — ，平均層厚 。 基巖 基巖主要為燕山晚期（γ 53）侵入花崗巖為主，部分燕山晚期（Χ 53）侵入脈巖，巖性主要為花崗斑巖，呈脈狀穿插其間，與不同巖性接觸帶見(jiàn)有糜棱巖、碎裂巖，描述如下： 燕山晚期花崗巖（γ 53） 按風(fēng)化程度劃分為強(qiáng)風(fēng)化巖帶、中風(fēng)化巖帶和微風(fēng)化巖帶，各帶（亞帶）的工程特征詳細(xì)描述如下： 第 ○16 上 層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上亞帶：淺肉紅色 — 黃褐色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造已大部破壞，揭露厚度： — 。 第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（ Q3al+pl） 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 ○11 層粉質(zhì)粘土：黃褐色 — 褐黃色，可塑 — 硬塑狀，厚度： —，平均： 。 工程地質(zhì) 根據(jù)青島市建委推廣的《青島市區(qū)第四系層序劃分》標(biāo)準(zhǔn)地層層序編號(hào)，依據(jù)野外鉆探資料，本區(qū)共揭示了 6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層，劃分了 13 個(gè)亞層，地層有新到老、自上而下分述如下： 第四系（ Q） 第四系（ Q）主要有全新統(tǒng)人工填土（ Q4ml）、全新統(tǒng)沖洪積層（ Q4al+pl）、上更新統(tǒng)沖洪積層（ Q3al+pl）組成，描述如下： 第四系全新統(tǒng)人工填土（ Q4ml） 第 ○ 1 層雜填土：雜色，松散，揭露層厚： — ，平均： 。年平均降雨量 毫米。春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲 1 個(gè)月；夏季溫?zé)岫嘤?，但無(wú)酷暑，冬季風(fēng)大溫低，但無(wú)嚴(yán)寒，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。 氣候特征 市南區(qū)地處北溫帶季風(fēng)區(qū)域，屬 溫帶季風(fēng)氣候 ；由于海洋環(huán)境的直接山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 調(diào)節(jié)，受來(lái)自洋面上東南季風(fēng)及海流、 水團(tuán)的影響，故又具有顯著的 海洋性氣候 特點(diǎn)。 自然地理概況 地理位置及交通概況 中山公園站車(chē)站工程位于天泰體育場(chǎng)南側(cè)，香港西路 北段，車(chē)站范圍內(nèi)有榮成路、韶關(guān)路與香港路交匯，交通流量大，車(chē)站上方為北艦司操場(chǎng)，車(chē)站周?chē)鸁o(wú)高大建筑物，車(chē)站北側(cè)臨近青島中山公園，有市政管線從香港西路下方通過(guò)。 本站 2號(hào)風(fēng)道綜合考慮建筑功能和暗挖車(chē)站施工因素，設(shè)計(jì)為雙層暗挖風(fēng)道。車(chē)站位于八大關(guān)建筑群及天泰體育場(chǎng)附近，全長(zhǎng)均為減震斷面。同時(shí)運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，對(duì)前方的地質(zhì)條件進(jìn)行提前勘測(cè)，施工中采用先進(jìn)的技藝，如先進(jìn)混凝土的運(yùn)用、噴錨支護(hù)等技藝的運(yùn)用，也會(huì)保證整個(gè)隧道施工的安全，從而避免事故的發(fā)生。 經(jīng)濟(jì)和安全問(wèn)題 合理的支護(hù)形式、支護(hù)參數(shù)和支護(hù)材料可以節(jié)省工程開(kāi)支，開(kāi)挖時(shí)運(yùn)用機(jī)械設(shè)備出渣，自動(dòng)化施工可以使工程具有經(jīng)濟(jì)性 ，合理進(jìn)行施工組織安排也可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)施工的目標(biāo)。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 初期 支護(hù)參數(shù)的確定 根據(jù)計(jì)算確定合理的支護(hù)參數(shù)不僅可以大量節(jié)省工程費(fèi)用，而且能達(dá)到良好的支護(hù)效果，使隧道在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加合理。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 我的研究課題 “青島市地鐵一期工程（ 3號(hào)線）中山公園站 2號(hào)風(fēng)道支