隧道施工工藝與質(zhì)量控制施工工法PPT課件

1、隧道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)原理與方法隧道結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)原理與方法概述概述 隧道的結(jié)構(gòu)體系是由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成的。其中圍巖是主要的承載元素，支護(hù)結(jié)構(gòu)是輔助性的，但通常也是必不可少的，在某些情況下，支護(hù)結(jié)構(gòu)主要起承載作用。這就是按現(xiàn)代巖石力學(xué)原則設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本出發(fā)點(diǎn)。第1頁(yè)/共43頁(yè) 隧道開挖前巖體處于初始應(yīng)力狀態(tài)，謂之一次應(yīng)力狀態(tài)；開挖隧道后引起了圍巖應(yīng)力的重分布，同時(shí)圍巖將產(chǎn)生向隧道內(nèi)的位移，形成了新的應(yīng)力場(chǎng)，稱之為圍巖的二次應(yīng)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(qiáng)烈影響。如果隧道圍巖不能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，就必須設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，從隧道內(nèi)部對(duì)圍巖施加約束，控制圍

2、巖變形，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，促使其穩(wěn)定，這就是三次應(yīng)力狀態(tài)。顯然這種狀態(tài)與支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、方法以及施設(shè)時(shí)間等有關(guān)。三次應(yīng)力狀態(tài)滿足穩(wěn)定要求后就會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的洞室結(jié)構(gòu)，這樣，這個(gè)力學(xué)過(guò)程才告結(jié)束。第2頁(yè)/共43頁(yè)AB00(a)BA0 x0 ,u00n11 ,u112 = + 201u=u21r2(b)(c)(d)zn圖5-1 隧道開挖所經(jīng)歷的力學(xué)過(guò)程模擬對(duì)于自重應(yīng)力場(chǎng)中的深埋隧道，常常將它的圍巖初始應(yīng)力場(chǎng)簡(jiǎn)化為常量場(chǎng)，也就是假定圍巖的初始應(yīng)力到處都是一樣。并取其等于隧道中心點(diǎn)的自重應(yīng)力，即式中 為隧道中心點(diǎn)的埋深，以m計(jì)， 是圍巖的側(cè)壓力系數(shù)，無(wú)量綱。 zxczHcH第3頁(yè)/共43頁(yè)根據(jù)彈性力學(xué)

3、原理，這個(gè)問(wèn)題的求解還可以簡(jiǎn)化為不考慮體積力的形式，而用在有孔無(wú)限平面(無(wú)重的)無(wú)窮遠(yuǎn)邊界上作用有垂直均布荷載和水平荷載的形式來(lái)代替，如圖5-2所示。 Zr0rAXCHHC圖5-2 力學(xué)模型由此而引起的計(jì)算誤差在洞周上是不大的，并隨著隧道埋深的增加而減少。當(dāng)埋深超過(guò)10倍洞徑時(shí)，其誤差可以忽略不計(jì)。 第4頁(yè)/共43頁(yè)- - 噴錨支護(hù)噴錨支護(hù) - - 噴射混凝土支護(hù)層噴射混凝土支護(hù)層 噴射混凝土的拌和材料是：標(biāo)號(hào)不低于不低于325325號(hào)的普通硅酸鹽水泥號(hào)的普通硅酸鹽水泥和粒經(jīng)不應(yīng)大于16mm的堅(jiān)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 噴層的厚度一般最薄不應(yīng)小于5cm,

4、最厚應(yīng)不大于25cm， 在比較松散軟弱的巖層中，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?.洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造第5頁(yè)/共43頁(yè)洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造 - - 錨桿錨桿 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(bǔ)強(qiáng)了抗剪能力，起到了組合、懸吊及擠壓加固的作用，提高了圍巖的自穩(wěn)能力 - - 復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌外襯（亦稱初次襯砌） 使用能達(dá)到早強(qiáng)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

5、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(yè)/共43頁(yè)隧道施工工藝與質(zhì)量控制圍巖預(yù)支護(hù)（預(yù)加固）裝渣與運(yùn)輸初期支護(hù)監(jiān)控量測(cè)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(yè)/共43頁(yè)第8頁(yè)/共43頁(yè)第9頁(yè)/共43頁(yè)第10頁(yè)/共43頁(yè)第11頁(yè)/共43頁(yè)第12頁(yè)/共43頁(yè)第13頁(yè)/共43頁(yè)第14頁(yè)/共43頁(yè)第15頁(yè)/共43頁(yè)第16頁(yè)/共43頁(yè)第17頁(yè)/共43頁(yè)第18頁(yè)/共43頁(yè)第19頁(yè)/共43頁(yè)第20頁(yè)/共43頁(yè)第21頁(yè)/共43頁(yè)第22頁(yè)/共43頁(yè)第23頁(yè)/共43頁(yè)第24頁(yè)/共43頁(yè)注：水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的可溶性堿金屬硅酸鹽材料，又稱泡花堿。 第25頁(yè)/共43頁(yè)第26頁(yè)/共43頁(yè)第27頁(yè)/共43頁(yè)第28頁(yè)/共43頁(yè)第29頁(yè)/共43頁(yè)第30頁(yè)/共43頁(yè)第31頁(yè)/共43頁(yè)第32頁(yè)/共43頁(yè)第33頁(yè)/共43頁(yè)第34頁(yè)/共43頁(yè)第35