隧道施工工藝與質(zhì)量控制施工工法實用教案

1、隧道結(jié)構(gòu)體系設計原理隧道結(jié)構(gòu)體系設計原理(yunl)(yunl)與方法與方法概述概述 隧道的結(jié)構(gòu)體系是由圍巖和支護結(jié)構(gòu)共同組成的。其中圍巖是主要的承載元素，支護結(jié)構(gòu)是輔助性的，但通常也是必不可少(b b k sho)的，在某些情況下，支護結(jié)構(gòu)主要起承載作用。這就是按現(xiàn)代巖石力學原則設計支護結(jié)構(gòu)的基本出發(fā)點。第1頁/共43頁第一頁，共43頁。 隧道開挖前巖體處于初始應力狀態(tài)，謂之一次應力狀態(tài)；開挖隧道后引起了圍巖應力的重分布，同時圍巖將產(chǎn)生向隧道內(nèi)的位移，形成了新的應力場，稱之為圍巖的二次應力狀態(tài)，這種狀態(tài)受到開挖方式(爆破、非爆破)和方法(全斷面開挖、分部開挖等)的強烈(qin li)影響。如

2、果隧道圍巖不能保持長期穩(wěn)定，就必須設置支護結(jié)構(gòu)，從隧道內(nèi)部對圍巖施加約束，控制圍巖變形，改善圍巖的應力狀態(tài)，促使其穩(wěn)定，這就是三次應力狀態(tài)。顯然這種狀態(tài)與支護結(jié)構(gòu)類型、方法以及施設時間等有關。三次應力狀態(tài)滿足穩(wěn)定要求后就會形成一個穩(wěn)定的洞室結(jié)構(gòu)，這樣，這個力學過程才告結(jié)束。第2頁/共43頁第二頁，共43頁。AB00(a)BA0 x0 ,u00n11 ,u112 = + 201u=u21r2(b)(c)(d)zn圖5-1 隧道(sudo)開挖所經(jīng)歷的力學過程模擬對于自重應力場中的深埋隧道，常常將它的圍巖(wi yn)初始應力場簡化為常量場，也就是假定圍巖(wi yn)的初始應力到處都是一樣。并取

3、其等于隧道中心點的自重應力，即式中 為隧道中心點的埋深，以m計， 是圍巖(wi yn)的側(cè)壓力系數(shù)，無量綱。 zxczHcH第3頁/共43頁第三頁，共43頁。根據(jù)(gnj)彈性力學原理，這個問題的求解還可以簡化為不考慮體積力的形式，而用在有孔無限平面(無重的)無窮遠邊界上作用有垂直均布荷載和水平荷載的形式來代替，如圖5-2所示。 Zr0rAXCHHC圖5-2 力學(l xu)模型由此而引起的計算誤差在洞周上是不大的，并隨著隧道埋深的增加(zngji)而減少。當埋深超過10倍洞徑時，其誤差可以忽略不計。 第4頁/共43頁第四頁，共43頁。- - 噴錨支護噴錨支護 - - 噴射混凝土支護層噴射混凝

4、土支護層 噴射混凝土的拌和材料是：標號不低于噴射混凝土的拌和材料是：標號不低于325325號的普通硅酸鹽號的普通硅酸鹽水泥和粒經(jīng)不應大于水泥和粒經(jīng)不應大于16mm16mm的堅硬耐久的卵石或碎石，以及不含的堅硬耐久的卵石或碎石，以及不含土質(zhì)或雜物的河沙，再加上少量的速凝劑土質(zhì)或雜物的河沙，再加上少量的速凝劑 噴層的厚度一般最薄不應小于噴層的厚度一般最薄不應小于5cm,5cm,最厚應不大于最厚應不大于25cm25cm， 在比較松散軟弱的巖層在比較松散軟弱的巖層(yncng)(yncng)中，可以加金屬網(wǎng)或鋼支中，可以加金屬網(wǎng)或鋼支撐，使之結(jié)合成一體，變?yōu)殇摻罨炷翆訐?，使之結(jié)合成一體，變?yōu)殇摻罨炷?/p>

5、土層 . .洞身支護結(jié)構(gòu)洞身支護結(jié)構(gòu)(jigu)的構(gòu)造的構(gòu)造第5頁/共43頁第五頁，共43頁。洞身支護結(jié)構(gòu)洞身支護結(jié)構(gòu)(jigu)的構(gòu)造的構(gòu)造 - 錨桿 錨桿是一種插入到圍巖巖體內(nèi)的桿形構(gòu)件 利用錨桿桿體或桿端錨頭的膨脹作用，或利用灌漿粘結(jié)，把錨桿固定在巖體內(nèi) 增加了巖體的緊密程度，補強了抗剪能力，起到了組合、懸吊及擠壓(j y)加固的作用，提高了圍巖的自穩(wěn)能力 - 復合式襯砌外襯（亦稱初次襯砌） 使用能達到早強的噴射混凝土和錨桿，使柔性的外襯既能容許圍巖有所變形，而又約束它不讓它變形發(fā)展太大太快 內(nèi)襯（亦稱二次襯砌） 內(nèi)襯可以用噴射混凝土層柔性結(jié)構(gòu)，也可以用較厚的模筑混凝土防水層 內(nèi)外層襯砌

6、之間的防水層可以用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，或用噴涂乳化瀝青等防水劑 第6頁/共43頁第六頁，共43頁。隧道(sudo)施工工藝與質(zhì)量控制圍巖(wi yn)預支護（預加固）裝渣與運輸初期支護監(jiān)控量測與數(shù)據(jù)分析防排水施工工藝二次襯砌輔助坑道第7頁/共43頁第七頁，共43頁。第8頁/共43頁第八頁，共43頁。第9頁/共43頁第九頁，共43頁。第10頁/共43頁第十頁，共43頁。第11頁/共43頁第十一頁，共43頁。第12頁/共43頁第十二頁，共43頁。第13頁/共43頁第十三頁，共43頁。第14頁/共43頁第十四頁，共43頁。第15頁/共43頁第十五頁，共43頁。第16頁/共

7、43頁第十六頁，共43頁。第17頁/共43頁第十七頁，共43頁。第18頁/共43頁第十八頁，共43頁。第19頁/共43頁第十九頁，共43頁。第20頁/共43頁第二十頁，共43頁。第21頁/共43頁第二十一頁，共43頁。第22頁/共43頁第二十二頁，共43頁。第23頁/共43頁第二十三頁，共43頁。第24頁/共43頁第二十四頁，共43頁。注：水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅(r yng hu gu)結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料，又稱泡花堿。 第25頁/共43頁第二十五頁，共43頁。第26頁/共43頁第二十六頁，共43頁。第27頁/共43頁第二十七頁，共43頁。第28頁/共43頁第二十八頁，共43頁。第29頁/共43頁第二十九頁，共43頁。第30頁/共43頁第三十頁，共43頁。第31頁/共43頁第三十一頁，共43頁。第32頁/共43頁第三十二頁，共43頁。第33頁/共43頁第三十三頁，共43頁。第34頁/共43頁第三十四頁，共43頁。第35頁/共43頁第三十五頁，共43頁。第36頁/共43頁第三十六頁，共43頁。第37頁/共43頁第三十七頁，共43頁。第38頁/共43頁第三十八