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地震带下螺旋隧道超前小导管支护技术
发布时间:2022-12-28 10:30:19

地震带下螺旋隧道超前小导管支护技术 

       地震带下螺旋隧道超前小导管支护技术
 

隧道在施工开挖的过程中,有时可能会碰到结构松 散的地质特征(沙土、漂卵石、砾石以及破碎岩石亦或者是 软土地层),因此在开挖施工过程中,采用超前支护的技术手 段,可快速有效地处理开挖引起的地面沉降,或掌子面失稳等难题。

超前小导管支护技术是通过注浆在隧道开挖掌子面上方形成一个承载拱,也就是加固区来达到支护目的,在隧道支护施工过程中,多次扰动会对围岩与衬砌的变形产生影响, 衬砌与围岩密切相关。将隧道围岩自承能力 P、支护抗力 T 和 围岩原始应力 P0三者之间的关系与围岩稳定联系在一起。

定义超前支护力 F 等于支护结构体系的承载力,即有 :

F=T+P

式中 :F 为超前支护力 ;T 为支护结构抗力 ;P 为围岩极 限自承能力。

综上所述,超前小导管支护技术的机理简单而言需保持 F>P0。隧道在开挖之前,围岩属于三维应力状态,而围岩中 的力学状态为围岩本身拥有的极限自承能力要大于其自身的 初始状态,所以此时的围岩力学特征上保持平衡。隧道开挖后, 临空面的出现,围岩应力重新分布,使得径向应力减少,围岩向着隧道断面方向移动,其中水和重力的构造应力、静水压力、 工程偏应力及膨胀力等是主要原因,围岩内部的力学特征也 越来越复杂,岩体的稳定性等方面也极其不乐观,围岩的承载能力大幅下降。支护结构与围岩共同作用的力学关系如下图所示。

隧道开挖后,围岩本身状态良好,围岩变形,导致承载 能力下降,经过一段时间的稳定,围岩中的力学状态恢复正常, 岩体承载能力有所下降,但仍在合理范围之内,并大于P0, 即 F>P0,此时围岩仍是处于稳定平衡状态。 隧道开挖后,若围岩本身状态较差,围岩的极限自承能 力会下降很快,降低至 P0以下,如果此时用支护等方式加以 保护,那么围岩状态将趋于稳定,如若不能及时施加支护措施, 围岩的超前支护力将持续减小,直至降到 P0以下,即 F<P0, 围岩处于不稳定状态。 对于后者情况,应在隧道开挖前就将超前支护等工作做 到位,使围岩的极限自承能力大于超前支护力,围岩开挖后 若围岩没有损害,还是要进行初期的支护,将支护结构进 行完善,以此提高支护能力,最终使围岩达到稳定平衡的状态。

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