围岩表面以抗力和剪力,使围岩处于有利于稳定的三轴应力状态,并通过喷混凝土层自身的结构刚度,来阻止不稳定体的坍塌。喷射混凝土自身有一定的刚度,能够抵抗岩土体的坍塌,并且往往和其它支护方法共同作用,承受支护结构的受压变形,因此喷射混凝土支护方法是现代隧道施工最常用的方法之一。
3.2 锚杆支护。在岩土体中打入锚杆,能约束岩土体的变形,并通过向围岩施加压力,使原来处于二轴应力状态的洞室内表面的围岩保持三轴应力状态,从而阻止了围岩体刚度的恶化,尤其是松动区内围岩的刚度。通过在岩土体中的系统锚杆的作用,在岩土体中形成了被约束变形的岩土体加固圈,形成了能够承受外部荷载的岩土体承载拱,与岩土体共同承受外部荷载,增强了岩土体的稳定性。
3.3 挂钢筋网。钢筋网通常是与锚杆连接在一起使用的,由于锚杆布设有一定的间距,而锚杆约束作用之间的岩土体就非常薄弱,易发生坍落,为此在锚杆之间用钢筋网连接,可以使松散的岩土块体处于三轴应力状态中,保持稳定作用。同时锚杆之间相互连接,减小了由于单个锚杆失效,造成局部坍落的可能性。
3.4 钢支撑。钢支撑是利用支撑结构自身的刚度来稳定岩土体,控制岩土体的变形,一般在工作面开挖完成后,按设计间距立刻安装,这样能够充分发挥钢支撑的作用,稳定岩土体。钢支撑主要用于岩土体自身稳定性极差的地层,通常有两种形式,一种是用钢筋制作的格栅钢架结构,另一种是用型钢制作的工字钢支撑。并且钢支撑经常与喷射混凝土、锚杆、钢筋网同时使用,以确保岩土体的稳定。
3.5 注浆导管超前支护。超前注浆导管在超前支护方法上其作用类似于超前锚杆,纵向支撑松散的岩体,在隧道开挖的开挖轮廓线施做,由后部的钢支撑和前方未开挖部分岩土体支撑起中间部分的岩土体,起纵向梁作用。同时由于通过对导管内注浆和砂浆锚杆注浆,浆液将进入岩土体的裂隙中,形成刚度较大的土层加固圈,提高了岩土体的稳定性。这种方法对于裂隙发育的块状岩体效果为佳,超前注浆导管的对岩土体的注浆加固作用较超前锚杆效果要突出。由于向岩土体内注入了浆液,填补了岩土体中裂隙,不但提高了岩上体的力学性能指标,同时起到了防水的作用,地下水往往会降低围岩等级,不易使岩体失稳,发生坍塌,因此,这种方法对于含水地层的支护加固效果尤其显着。
3.6 管棚超前支护。管棚施工方法主要用于岩土体的成拱效果极差的岩土体地层,这种地层由于地层自重,产生较大的岩土体侧向压力,隧道内会发生纵向的坍塌,引起前于地层自重,产生较大的岩土体侧向压力,隧道内会发生纵向的坍塌,引起前方地层的陷落。为确保进洞的安全,首先在洞口部位施工管棚,采用直径较大的钢管超前布置在开挖的外轮廓线,超前的距离较大,形成纵向钢梁的作用,可以有效的减小由于岩土体自重产生的侧向压力,稳定前方地层。
4 结语
新奥法施工目前己成为地下工程的主要设计施工方法之一,以其为指导的开挖、支护方式在不同的围岩级别中有着较大的区别。本文主要分析公路隧道的开挖与支护,以期能够促进公路隧道动态信息化施工发展。
参考文献:
[1]耿峦峰.单拱四车道公路隧道全断面开挖力学特性分析[J].山西建筑 2009.04.
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