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                                                                              隧道二次襯砌基本知識


                                                                              【摘要】 二次襯砌和初期支護相對而言,指在隧道已經進行初期支護的條件下,用混凝土等材料修建的內層襯砌,以達到加固支護、優化路線防排水系統、美化外觀、方便設置通訊、照明、監測等設施的作用,以適應現代化高速道路隧道建設的要求。由于隧道施工條件和施工環境的限制,隧道內二襯防水混凝土施工相比露天混凝土施工難度更大。

                                                                              二次襯砌和初期支護相對而言,指在隧道已經進行初期支護的條件下,用混凝土等材料修建的內層襯砌,以達到加固支護、優化路線防排水系統、美化外觀、方便設置通訊、照明、監測等設施的作用,以適應現代化高速道路隧道建設的要求。由于隧道施工條件和施工環境的限制,隧道內二襯防水混凝土施工相比露天混凝土施工難度更大。

                                                                              一、主要作用

                                                                              二次襯砌的作用因圍巖的不同級別而異,對于Ⅰ級穩定的堅硬圍巖,因圍巖和初期支護的變形很小,且很快趨于穩定,故二次襯砌基本上不承受圍巖壓力,其主要作用是防水和安全儲備,平整的襯砌表面也利于通風和美觀;對于Ⅱ級基本穩定的硬質圍巖,雖然圍巖和初期支護的變形很小,二次襯砌承受的圍巖壓力不大,但考慮到隧道在長期的運營期間錨桿鋼筋銹蝕,圍巖松弛區逐漸壓密,初期支護質量不穩定等因素,故施作二次襯砌以增加支護襯砌的安全度;對于Ⅲ-Ⅴ級圍巖,由于巖體的軟弱破碎,以及流變、膨脹壓力、地下水等作用,或由于淺埋、偏壓及施工等原因,圍巖的自穩能力很差,僅僅依靠初期支護不足以抑制圍巖變形的發展,這時施作的二次襯砌將承受較大部分的后期圍巖形變壓力。

                                                                              二、基本要求

                                                                              1、初期支護與二次襯砌之間的密貼程度對復合式襯砌受力狀態會產生影響。當支護與襯砌間有空隙,尤其拱頂灌注混凝土不密實時,會使拱部圍巖壓力呈馬鞍形分布,即拱頂小而拱腰大,甚至在拱頂附近出現襯砌外側受拉。

                                                                              2、支護與襯砌兩層緊密粘結在一起時,兩層間能傳遞徑向力和切向力,可按整體結構驗算。兩層間設有防水層時,按組合結構驗算,只傳遞徑向荷載。

                                                                              3、為防止洞內漏水,設計時應對二次襯砌的變形予以控制。

                                                                              4、支護與襯砌間如有空隙應回填密實。

                                                                              三、二次襯砌的計算

                                                                              由于復合式襯砌分層施作,應考慮時間效應,可考慮按粘彈塑性有限元法進行計算;也可運用彈塑性理論或特征曲線法近似計算復合式襯砌;也可以參考我國根據圍巖壓力現場量測數據和模型試驗結果以及國內外有關資料采取的復合式襯砌設計:對Ⅱ-Ⅴ級圍巖,以30%-50%的圍巖壓力作為二次襯砌的外荷載,按荷載—結構模型進行計算。需要指出,由于對二次襯砌的受力機理的研究認識還不夠深入,加之圍巖的地質條件千變萬化,進行二次襯砌準確的計算是困難的,應提倡運用簡便而實用的計算方法。對于地質條件復雜的軟弱圍巖,應將上述幾種方法的二次襯砌計算結果進行比較,確定一種合理簡便的計算方法。

                                                                              四、二次襯砌施做時間的確定

                                                                              對于具有較好自穩性能的圍巖,應在圍巖和初期支護變形基本穩定后施作二次襯砌,并應具備以下條件:

                                                                              1、隧道周邊的位移速率有明顯減緩趨勢。

                                                                              2、在拱腳以上1 m和邊墻中部的位移速度小于0.1-0.2 mm/d,或拱頂下沉速度小于0.07-0.15 mm/d。

                                                                              3、施作二次襯砌前的位移值應達到總位移值的80%-90%。

                                                                              4、初期支護的表面裂縫不再繼續發展。

                                                                              5、當采取一定措施仍難以符合上述條件時,可提前施作二次襯砌,且應予加強。

                                                                              對于較短的隧道且圍巖的自穩性能較好時,為減少各工序間的干擾,可在整個隧道貫通后再施作二次襯砌。

                                                                              五、加強二次襯砌的措施

                                                                              對于由于地質條件復雜,圍巖的自穩性能較差,或在淺埋、偏壓、膨脹性圍巖的情況下,當圍巖和初期支護的變形尚未穩定而需要提前施作二次襯砌,此時二次襯砌承受較大的圍巖壓力,因此需要采取以下措施加強二次襯砌:

                                                                              (1)改變襯砌的形狀,以適應圍巖壓力,減少襯砌彎矩,使襯砌斷面基本受壓。

                                                                              (2)提升混凝土標號,或采用鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土等能提升抗彎曲強度的材料。

                                                                              (3)施作仰拱使襯砌形成封閉結構,以提升結構的整體剛度,減小圍巖變形。

                                                                              (4)采用超前支護、注漿加固圍巖等措施,以增加巖體強度,提升圍巖整體穩定性。


                                                                              精品国产福利在线观看一区_色偷偷88欧美精品久久久_中文字幕欧美欧美在线_中文字幕日韩一区二区不卡