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摘要:现如今中国加速发展高速公路网络和高速铁路网络,在一些特殊地形区域采用开挖隧道达到快速交通的目的,随着隧道工程的施工,隧道的塌方成为一种普遍而难以避免的现象。塌方的根本原因是围岩破坏,支护结构达到工作限度破坏。就断层破碎带塌方原因及各类塌方事实,提出了一般性的防治措施。
关键词:隧道塌方;支护结构;围岩压力;防治措施
一、前言
塌方出现在很多工程实例中,常见的有公路隧道,铁路隧道,地下工程以及水工结构中。这种围岩的破坏是复杂多因素且防治困难的。一旦出现很可能对施工人员造成伤亡及相关的施工设施造成巨大的經济损失。本文就重庆本地的工程实例,分析其导致因素,结合相关力学分析,提出一般性的防治及其治理措施。
二、隧道塌方的分类
在公路隧道和铁路隧道施工中塌方出现的形式有很多种,有溶洞塌方、危岩垮落、断层破碎带塌落和突水等原因,而且上述原因出现的塌方没有征兆性,出现时多是突发性、长期性和间隔性的。
1、根据是否贯通地表可分为塌空型和塌腔型两大类。
2、根据塌方形状可分为拱形塌方,异形塌方,局部塌方,膨胀性岩塌方,岩爆及大变形塌方等五大类①。
3、根据塌方机理可分为。
三、导致隧道塌方的原因
四、隧道围岩压力计算
在常规隧道中将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。
1、浅埋隧道。在以钻爆法施工为主的浅埋隧道,这种浅埋隧道不产生显著的偏压和膨胀力时可采用公式
q=0.45×2s-1×γω③
S——围岩级别。S=4~6 B——隧道宽度
i——以B为基准,B每增减1m时的围岩压力增减率;当B<5时取i=0.2,当B>5时,i=0.1。
ω——宽度影响系数,ω=1+i(B-5)γ——围岩重度,KN/M3
2、浅埋隧道围岩压力计算。
Hp=2bq-①到Hp=2.5hq-②Hp——深浅埋隧道分界深度m;hq——荷载等效高度m
hq=q/γ q——深埋隧道竖向均布压力;γ——围岩重度
矿山法施工的条件下,Ⅳ~Ⅵ级围岩取式②,Ⅰ~Ⅲ级围岩取式①
当埋深小于等效荷载高度时q=γH
侧向压力e=γ(H+1/2Hi)tan2(45°-δ/2)
e——侧向均布压力 Hi——隧道高度m δ——围岩计算摩擦角
而经验公式qv=4.5×26-s-)-γω④
带人各组隧道的参数值算出的围岩压力并不一样,根据围岩与支护的作用原理,两者作用里大小相等方向相反,如果径向压应力大于基佗方向的应力,那么经验公式更接近实际。
五、防治方法⑤
本文只介绍断层破碎带两大类塌方的一些处理方法。
1、对于埋深相对较浅的隧道的防治方法。在地表修建截水溝和雨棚后可采用:①止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖;②管棚或钢轨超前支护+架设钢支撑骨架+防水层+钢筋混凝土衬砌。
2、对于埋深相对较深的隧道的防治方法。①防水层+泵送混凝土形成护拱+开挖塌体;②止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖;③锚喷塌腔+腔内钢支承+钢架形成护拱+多次衬砌。可回填少量渣土至衬砌外防止岩体直接冲击力过大。
六、结论
1、本文阐述了隧道塌方的分类方法及分类形式。
2、大致分析了隧道塌方的四种原因。
3、大致分析了围岩压力的影响因素,比对了理论公式和经验公式与实际压力的区别。
4、提出了常见隧道塌方的处理方法。
关键词:隧道塌方;支护结构;围岩压力;防治措施
一、前言
塌方出现在很多工程实例中,常见的有公路隧道,铁路隧道,地下工程以及水工结构中。这种围岩的破坏是复杂多因素且防治困难的。一旦出现很可能对施工人员造成伤亡及相关的施工设施造成巨大的經济损失。本文就重庆本地的工程实例,分析其导致因素,结合相关力学分析,提出一般性的防治及其治理措施。
二、隧道塌方的分类
在公路隧道和铁路隧道施工中塌方出现的形式有很多种,有溶洞塌方、危岩垮落、断层破碎带塌落和突水等原因,而且上述原因出现的塌方没有征兆性,出现时多是突发性、长期性和间隔性的。
1、根据是否贯通地表可分为塌空型和塌腔型两大类。
2、根据塌方形状可分为拱形塌方,异形塌方,局部塌方,膨胀性岩塌方,岩爆及大变形塌方等五大类①。
3、根据塌方机理可分为。
三、导致隧道塌方的原因
四、隧道围岩压力计算
在常规隧道中将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。
1、浅埋隧道。在以钻爆法施工为主的浅埋隧道,这种浅埋隧道不产生显著的偏压和膨胀力时可采用公式
q=0.45×2s-1×γω③
S——围岩级别。S=4~6 B——隧道宽度
i——以B为基准,B每增减1m时的围岩压力增减率;当B<5时取i=0.2,当B>5时,i=0.1。
ω——宽度影响系数,ω=1+i(B-5)γ——围岩重度,KN/M3
2、浅埋隧道围岩压力计算。
Hp=2bq-①到Hp=2.5hq-②Hp——深浅埋隧道分界深度m;hq——荷载等效高度m
hq=q/γ q——深埋隧道竖向均布压力;γ——围岩重度
矿山法施工的条件下,Ⅳ~Ⅵ级围岩取式②,Ⅰ~Ⅲ级围岩取式①
当埋深小于等效荷载高度时q=γH
侧向压力e=γ(H+1/2Hi)tan2(45°-δ/2)
e——侧向均布压力 Hi——隧道高度m δ——围岩计算摩擦角
而经验公式qv=4.5×26-s-)-γω④
带人各组隧道的参数值算出的围岩压力并不一样,根据围岩与支护的作用原理,两者作用里大小相等方向相反,如果径向压应力大于基佗方向的应力,那么经验公式更接近实际。
五、防治方法⑤
本文只介绍断层破碎带两大类塌方的一些处理方法。
1、对于埋深相对较浅的隧道的防治方法。在地表修建截水溝和雨棚后可采用:①止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖;②管棚或钢轨超前支护+架设钢支撑骨架+防水层+钢筋混凝土衬砌。
2、对于埋深相对较深的隧道的防治方法。①防水层+泵送混凝土形成护拱+开挖塌体;②止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖;③锚喷塌腔+腔内钢支承+钢架形成护拱+多次衬砌。可回填少量渣土至衬砌外防止岩体直接冲击力过大。
六、结论
1、本文阐述了隧道塌方的分类方法及分类形式。
2、大致分析了隧道塌方的四种原因。
3、大致分析了围岩压力的影响因素,比对了理论公式和经验公式与实际压力的区别。
4、提出了常见隧道塌方的处理方法。