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2015-07-11 13:49 来源于网络 【大 中 小】【打印】【我要纠错】
①洞室开挖后,应使围岩自身承担主要的支护作用,而衬砌只是对围岩进行加固,使成为一个整体而共同发生作用。因此,须最大限度地保持围岩的固有强度,以发挥围岩的自承能力。如及时喷混凝土封闭岩壁,就能有效地防止围岩松弛,而不使其强度大幅度降低,同时也不存在因顶替支撑而使围岩变形松弛。总之应使围岩经常处于三轴应力约束状态,最为理想。
②预计围岩有较大变形和松弛时,应对开挖面施作保护层,而且应在恰当的时候敷设,过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小,又必须是能与围岩密贴,而要做成薄层柔性,允许有一定变形,以使围岩释放应力时起卸载作用,尽量不使其有弯矩破坏的可能。这种支护和传统的支护不同,不是因受弯矩而是受压剪作用破坏的。由于混凝土的抗压和抗剪强度比抗拉和抗弯强度大得多,从而具有更高的承载能力。一次支护的位移收敛后,可在其光滑的表面上敷设高质量的防水层,并修筑为提高安全度的二次支护。前后两次支护与围岩之间都只有径向力作用。
③衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆,使隧道全长范围采用大致相同的开挖断面。此外,因为新奥法不在坑道内架设杆件支撑,空间宽敞,从而提高了安全性和作业效率。
④为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性,可在进行室内试验的同时,在现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩与衬砌间的接触应力以及围岩的变位,据以确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩分类等最重要的参数,以便适应地质情况的变化,及时变更设计和施工。量测监控是新奥法的基本特征,量测的重点是围岩和支护的力学特征随时间的变化动态。衬砌的做法和施作时间是依据围岩变位量测决定的。
⑤隧道支护在力学上可看作厚壁圆筒。它是由围岩支承环和衬砌环组成的结构,且两者存在共同作用。圆筒只有在闭合后才能在力学上起圆筒作用,所以除在坚硬岩层之外,敷设仰拱使衬砌闭合是特别重要的。
围岩的动态主要取决于衬砌环的闭合时间。当上半断面超前掘进过多时,就相应地推迟了它的闭合时间,在隧道纵方向形成悬臂梁的状态而产生大弯曲的不良影响。另外,为防止引起围岩破坏的应力集中,断面应做到无角隅,最好采用圆形断面。
⑥围岩的时间因素还受开挖和衬砌等施工方法的影响,它对结构的安全性起着决定的作用。考虑掘进循环周期、衬砌中仰拱的闭合时间、拱部导坑的长度以及衬砌强度等变化因素,把围岩和支护作为一个整体来谋求稳定。从应力重分布角度去考虑,全断面一次开挖是最有利的;分部开挖会使应力反复分布而造成围岩受损。
⑦岩层内的渗透水压力,必须采取排水措施来降低。
新奥法的支护结构至今仍处于经验设计的阶段,它的前提是要科学地进行围岩分类,并根据已经修建的类似工程的经验,提出支护设计参数或标准设计模式。这种工程类比法目前还只考虑了岩体结构、岩块单轴抗压强度、弱面特性等工程地质性质、坑道的跨度以及围岩自稳时间等主要因素,需在各种设计与施工规程的实施过程中,依据量测数据加以修正。现场监控设计,一般分成预先设计阶段和最后设计阶段,后者是根据现场监控量测数据,经分析比较或计算后,最后提出设计。理论解析和有限元数值计算,至今还不能得出充分可靠和满意的结果,必须由上述两种方法即经验和量测加以验证。
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