隧道单层衬砌技术.ppt

基于矿山法施工技术，对水下隧道衬砌结构上水压力分布模式进行调研，形成调研报告。提示：应针对不同的地层结构或岩性特征（渗透系数），分析水压力的分布模式，以及相应的设计对策。单层衬砌定义单层衬砌应用现状设计基本理论单层衬砌围岩稳定性分级单层衬砌结构形式用作单层衬砌的喷射混凝土力学指标一、单层衬砌定义单层衬砌是由单层或多层混凝土构成的支护体系，支护层与衬砌层是一体的，各层间能够充分传递剪力的支护体系，称为单层衬砌。最新的定义：取消防水板的前提下，洞室开挖后立即喷射一层具有防水性能的混凝土，并根据围岩级别设置必要的支护构件，如锚杆、钢拱架等，然后根据耐久性及平整度的要求，再施作（喷射或模筑）一层或多层混凝土，构成层间具有很强粘接力并可充分传递剪力的支护体系。单层衬砌单层衬砌的承载机理通过各混凝土层间径向和纵向上的抗滑移性，使得各混凝土层形成共同承载体系。近似地，可以把单层衬砌结构看作“组合梁”来分析其力学特性；复合式衬砌其结构类似于“叠合梁”的力学行为。单层衬砌技术：湿喷技术；高分子和钢纤维喷射混凝土的采用，解决喷射混凝土的防裂和耐久性问题；高分子或钢纤维喷射混凝土施作后形成的隧道轮廓可能并不完全符合设计的衬砌内轮廓理论曲线，但可以做到基本圆顺，避免局部应力集中，确保支护系统和围岩的稳定性。同等荷载，厚度比复合式衬砌薄，减少开挖量和衬砌圬工量；基本不需要模板、拱架等，降低造价和缩短工期。二、单层衬砌应用现状以色列海法市卡迈尔公路隧道以色列海法市卡迈尔公路隧道瑞士的VEREINA铁路隧道钻爆法施工的单层衬砌和用TBM施工的单层衬砌瑞士阿尔卑斯山的旅游铁路车站隧道斯德哥尔摩地铁车站和地铁换乘大厅芬兰赫尔辛基地铁区间及车站地下酒窖芬兰赫尔辛基ItakeskusSwimmingHall成昆铁路布祖湾隧道西安南京铁路万军迴隧道钢纤维喷混凝土单层衬砌三、设计基本理论——松动圈支护理论1、围岩松动圈的概念20世纪70年代末，以董方庭教授为首的课题组，提出了围岩破裂过程中的岩石碎胀变形（碎胀力）是支护的对象，并把在围岩中发展的这个破裂区定义为围岩松动圈；在国内外首先提出了“围岩松动圈支护理论”。其主要包括三部分：围岩松动圈支护理论、围岩松动圈分类方法以及围岩松动圈喷锚支护技术。2、围岩松动圈支护理论的立论围岩松动圈是隧道开挖后客观和普遍存在的；支护对象为松动破裂发展中的岩石碎胀变形或碎胀力；支护的作用一方面是维护破裂的岩石在原位不垮落，另一方面是限制围岩松动圈形成过程中的有害变形。3、围岩松动圈稳定性判据松动圈是地应力与围岩强度相互作用的结果，它是一个综合指标。松动圈越大，围岩收敛变形量越大、支护越困难，反之则易。松动圈的大小反映了支护的困难程度。松动圈与有无支护关系不大。5、围岩松动圈测试技术围岩松动圈是围岩应力超过岩体强度之后而在洞室周边形成的破裂带，其物理状态表现为破裂缝的增加及岩体应力水平的降低。松动圈测试就是检测隧道开挖后新的破坏裂缝及其分布范围，围岩中有新破裂缝与没有破裂缝的界面位置就是松动圈的边界。围岩松动圈的测试技术主要有：超声波测井探测法及地质雷达法。（1）超声波测井探测法超声波在岩体中的传播速度与裂隙程度及岩体受力状态有关，岩体整体性好，弹性声波速度快，岩体裂隙发育，弹性波速低。（2）地质雷达探测法地质雷达探测法是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁技术。地质雷达通过记录电磁反射波信号的强弱及到达时间来判定电性异常体的几何形态和岩性特征，介质中的反射波形成雷达剖面，通过异常体反射波的走时、振幅和相位特征来识别目标体，便可推断介质结构。（2）地质雷达探测法雷达测试围岩松动圈的基本原理是：围岩松动圈是以围岩破坏产生宏观裂隙形成的物性界面为主要特征，在该范围内岩体呈破裂松弛状，地质雷达在扫描过程中，发出的电磁波在松动圈内传播时，波形呈杂乱无章状态，无明显同相轴；当电磁波经过松动圈与非破坏区交界面时，必然发生较强的反射，从而可以根据反射波图像特征来确定围岩松动圈的范围。四、单层衬砌围岩稳定性分级根据对围岩稳定性的分析评价及单层衬砌的作用机理分析，在单层衬砌设计过程中，分两阶段进行设计：即施工前的预设计和施工过程中的修正设计。单层衬砌稳定性分级远期应该与国际接轨，推荐采用为与Q系统相同的9级。根据我们的研究，提出了两阶段单层衬砌隧道稳定性分级。预设计阶段单层衬砌隧道稳定性分级施工阶段单层衬砌隧道稳定性分级五、单层衬砌结构形式六、用作单层衬砌的喷射混凝土力学指标设计基准强度设计基准强度设计基准强度设计基准强度喷混凝土的初期强度喷混凝土的初期强度喷混凝土的初期强度喷混凝土的初期强度纤维喷混凝土的弯曲韧性喷混凝土的粘结强度喷混凝土的粘结强度此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！