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路橋工程知識:新奧法的基本要點

2015-10-22 16:01  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

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  ①洞室開挖后,應(yīng)使圍巖自身承擔主要的支護作用,而襯砌只是對圍巖進行加固,使成為一個整體而共同發(fā)生作用。因此,須最大限度地保持圍巖的固有強度,以發(fā)揮圍巖的自承能力。如及時噴混凝土封閉巖壁,就能有效地防止圍巖松弛,而不使其強度大幅度降低,同時也不存在因頂替支撐而使圍巖變形松弛?傊畱(yīng)使圍巖經(jīng)常處于三軸應(yīng)力約束狀態(tài),最為理想。

 、陬A(yù)計圍巖有較大變形和松弛時,應(yīng)對開挖面施作保護層,而且應(yīng)在恰當?shù)臅r候敷設(shè),過早或過遲均不利。其剛度不能太大或太小,又必須是能與圍巖密貼,而要做成薄層柔性,允許有一定變形,以使圍巖釋放應(yīng)力時起卸載作用,盡量不使其有彎矩破壞的可能。這種支護和傳統(tǒng)的支護不同,不是因受彎矩而是受壓剪作用破壞的。由于混凝土的抗壓和抗剪強度比抗拉和抗彎強度大得多,從而具有更高的承載能力。一次支護的位移收斂后,可在其光滑的表面上敷設(shè)高質(zhì)量的防水層,并修筑為提高安全度的二次支護。前后兩次支護與圍巖之間都只有徑向力作用。

 、垡r砌需要加強的區(qū)段,不是增大混凝土的厚度,而是加鋼筋網(wǎng)、鋼支撐和錨桿,使隧道全長范圍采用大致相同的開挖斷面。此外,因為新奧法不在坑道內(nèi)架設(shè)桿件支撐,空間寬敞,從而提高了安全性和作業(yè)效率。

 、転檎_掌握和評價圍巖與支護的時間特性,可在進行室內(nèi)試驗的同時,在現(xiàn)場進行量測。量測內(nèi)容為襯砌內(nèi)的應(yīng)力、圍巖與襯砌間的接觸應(yīng)力以及圍巖的變位,據(jù)以確定圍巖的穩(wěn)定時間、變形速度和圍巖分類等最重要的參數(shù),以便適應(yīng)地質(zhì)情況的變化,及時變更設(shè)計和施工。量測監(jiān)控是新奧法的基本特征,量測的重點是圍巖和支護的力學特征隨時間的變化動態(tài)。襯砌的做法和施作時間是依據(jù)圍巖變位量測決定的。

  ⑤隧道支護在力學上可看作厚壁圓筒。它是由圍巖支承環(huán)和襯砌環(huán)組成的結(jié)構(gòu),且兩者存在共同作用。圓筒只有在閉合后才能在力學上起圓筒作用,所以除在堅硬巖層之外,敷設(shè)仰拱使襯砌閉合是特別重要的。

  圍巖的動態(tài)主要取決于襯砌環(huán)的閉合時間。當上半斷面超前掘進過多時,就相應(yīng)地推遲了它的閉合時間,在隧道縱方向形成懸臂梁的狀態(tài)而產(chǎn)生大彎曲的不良影響。另外,為防止引起圍巖破壞的應(yīng)力集中,斷面應(yīng)做到無角隅,最好采用圓形斷面。

 、迖鷰r的時間因素還受開挖和襯砌等施工方法的影響,它對結(jié)構(gòu)的安全性起著決定的作用?紤]掘進循環(huán)周期、襯砌中仰拱的閉合時間、拱部導坑的長度以及襯砌強度等變化因素,把圍巖和支護作為一個整體來謀求穩(wěn)定。從應(yīng)力重分布角度去考慮,全斷面一次開挖是最有利的;分部開挖會使應(yīng)力反復分布而造成圍巖受損。

 、邘r層內(nèi)的滲透水壓力,必須采取排水措施來降低。

  新奧法的支護結(jié)構(gòu)至今仍處于經(jīng)驗設(shè)計的階段,它的前提是要科學地進行圍巖分類,并根據(jù)已經(jīng)修建的類似工程的經(jīng)驗,提出支護設(shè)計參數(shù)或標準設(shè)計模式。這種工程類比法目前還只考慮了巖體結(jié)構(gòu)、巖塊單軸抗壓強度、弱面特性等工程地質(zhì)性質(zhì)、坑道的跨度以及圍巖自穩(wěn)時間等主要因素,需在各種設(shè)計與施工規(guī)程的實施過程中,依據(jù)量測數(shù)據(jù)加以修正,F(xiàn)場監(jiān)控設(shè)計,一般分成預(yù)先設(shè)計階段和最后設(shè)計階段,后者是根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),經(jīng)分析比較或計算后,最后提出設(shè)計。理論解析和有限元數(shù)值計算,至今還不能得出充分可靠和滿意的結(jié)果,必須由上述兩種方法即經(jīng)驗和量測加以驗證。

責任編輯:北卡
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