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我国隧道工程概述
日期:2015-3-20 15:35:34 作者:佚名 来源:本站原创
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我国是一个多山的国家,统筹区域协调发展、构建和谐社会是基本国策,发 展山区交通需要修建大量隧道。因此,研究公路隧道围岩稳定与支护技术,总结 山岭隧道设计与施工方法是生产实践的必然要求。本书围绕隧道工程开挖支护的 基本理念进行全面分析,针对当前隧道工程建设中面临的破碎岩体、连拱隧道、 地下水作用、山体稳定和偏压等几个关键技术问题展开系统的分析研究,以期为 隧道工程安全、快速、经济地建设提供技术指导。

隧道工程设计和施工面向的对象是岩土体,其性质不同于一般工程材料,岩 土体的工程地质环境也具有复杂性,这导致隧道工程具有不同于一般地面工程的 特点和规律。隧道工程结构由人工衬砌和天然围岩共同构成,而且围岩是主要承 载体。围岩压力类型可以相互转化,即形变压力可以转化为松动压力,反之亦 然。支护结构对围岩位移起约束作用,形成对围岩的支护力,其反作用则是围岩 作用于支护结构上的压力,称为形变压力。如果支护强度不足,围岩位移过大进 入松弛变形阶段,则形成了松弛压力,其实质是部分围岩脱离母体后作用于支护 结构上的重力。围岩中常分布着大量的结构面,结构面剪切强度远低于岩石块 体,且不能承受拉伸作用,受此影响,岩体力学性质往往表现为各向异性,在特 定方向上的强度远低于岩石块体。当结构面与隧道临空面形成不利组合时,失去 支撑的围岩块体脱离母体,其重力作用于支护结构形成松弛压力。如果采用强预 支护方法或隧道开挖后能够及时施加合理支护,结构面得到强化,岩体强度得到 提高,岩石块体不再脱离母体,围岩压力则可以转化为形变压力。

破碎岩体是隧道工程常见的岩体类型,围岩整体强度低,自稳能力差,隧道 开挖后自稳时间短,易出现冒落破坏,产生安全事故。在此类岩体中开挖隧道难 度很大,支护技术一直是研究的重点问题。实践表明,预支护是此类岩体中隧道 开挖的有效技术手段。

连拱隧道较分线布置具有节约占地面积、减少洞口边坡加固工作量、减少隧 道施工工程量、便于运营管理等优点,同时连拱隧道可保持线路线型流畅,增加 洞口美观等。我国20世纪80 年代末才开始建设连拱隧道,已建和在建的连拱隧 道数量居世界首位。连拱隧道特别是三车道连拱隧道,在我国尚属新型隧道结 构,已建成的数量极少,缺乏可借鉴的设计施工经验。连拱隧道设计理论、开挖 技术和支护技术是目前研究的热点问题。

地下水一方面产生静水压力直接作用在衬砌上,减小衬砌对围岩的支承能力;另一方面,地下水与围岩相互作用影响围岩稳定。大量的工程实践也表明了 相当部分的隧道塌方事故与地下水作用相关。

山体稳定是越岭隧道稳定的基础,为了避免隧道开挖引起隧道洞口边坡和洞 体所在边坡的失稳破坏,对隧道洞口边坡和旁山隧道洞体边坡的岩体结构特征及 稳定性应进行全面的评价。当潜在滑移面或稳定性安全余度较低时,首先必须加 固山体,确保山体稳定。

由于地形、地质和施工等原因,许多隧道开挖存在偏压问题。目前在偏压连 拱隧道有关问题上,侧重于地形偏压条件下连拱隧道开挖方案的研究,两主洞开 挖顺底分为先内后外、先外后内和同时开挖等方案的选择。合理的开挖方案有利 于加快工程进度、缩短总工期和节约费用。

山岭隧道设计与施工方法发展至今,世界各国推出许多理论和方法。作者在 多条铁路、公路隧道建造实践中潜心研究并总结其成功经验和失败教训,完成了 专著《公路隧道设计和施工新法》后又进行了系统理论、试验、实际工程的比较 研究,总结提升山岭隧道建造技术为:

(1)目的:在整体稳定性前提下,充分发挥围岩的自承作用,即基本维持围 岩的原始状态,达到造价经济。

(2)手段:满足上述目的适应当前生产力水平的各种理论和工法,且它们是 发展的、与时俱进的。

(3)检验标准:建造过程必须遵循能量最小原理,达到对围岩扰动最小。

(4)全寿命理念:建造和维护全过程应综合考虑,遵循节约原则,否则就会 造成极大浪费。

文章来源;中交路桥工程检测


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