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        地震帶下螺旋隧道超前小導管支護技術

        頻道:公司動態 日期:

        隧道在施工開挖的過程中,有時可能會碰到結構松散的地質特征(沙土、漂卵石、礫石以及破碎巖石亦或者是 軟土地層),因此在開挖施工過程中,采用超前支護的技術手 段,可快速有效地處理開挖引起的地面沉降,或掌子面失穩等難題。

        超前小導管支護技術是通過注漿在隧道開挖掌子面上方形成一個承載拱,也就是加固區來達到支護目的,在隧道支護施工過程中,多次擾動會對圍巖與襯砌的變形產生影響, 襯砌與圍巖密切相關。將隧道圍巖自承能力 P、支護抗力 T 和 圍巖原始應力 P0三者之間的關系與圍巖穩定聯系在一起。

        定義超前支護力 F 等于支護結構體系的承載力,即有 :

        F=T+P

        式中 :F 為超前支護力 ;T 為支護結構抗力 ;P 為圍巖極 限自承能力。

        綜上所述,超前小導管支護技術的機理簡單而言需保持 F>P0。隧道在開挖之前,圍巖屬于三維應力狀態,而圍巖中 的力學狀態為圍巖本身擁有的極限自承能力要大于其自身的 初始狀態,所以此時的圍巖力學特征上保持平衡。隧道開挖后, 臨空面的出現,圍巖應力重新分布,使得徑向應力減少,圍巖向著隧道斷面方向移動,其中水和重力的構造應力、靜水壓力、 工程偏應力及膨脹力等是主要原因,圍巖內部的力學特征也 越來越復雜,巖體的穩定性等方面也極其不樂觀,圍巖的承載能力大幅下降。支護結構與圍巖共同作用的力學關系如下圖所示。

         

        隧道開挖后,圍巖本身狀態良好,圍巖變形,導致承載 能力下降,經過一段時間的穩定,圍巖中的力學狀態恢復正常, 巖體承載能力有所下降,但仍在合理范圍之內,并大于P0, 即 F>P0,此時圍巖仍是處于穩定平衡狀態。 隧道開挖后,若圍巖本身狀態較差,圍巖的極限自承能 力會下降很快,降低至 P0以下,如果此時用支護等方式加以 保護,那么圍巖狀態將趨于穩定,如若不能及時施加支護措施, 圍巖的超前支護力將持續減小,直至降到 P0以下,即 F<P0, 圍巖處于不穩定狀態。 對于后者情況,應在隧道開挖前就將超前支護等工作做 到位,使圍巖的極限自承能力大于超前支護力,圍巖開挖后 若圍巖沒有損害,還是要進行初期的支護,將支護結構進 行完善,以此提高支護能力,最終使圍巖達到穩定平衡的狀態。

         

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