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09年岩土工程师交流经验-隧道施工法中的“新奥法”介绍

www.zige365.com 2009-7-19 11:40:37 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

  这种似A似B而又非A非B的状况,不仅给科研、教学、设计和施工人员之间的交流带来一些不便,而且造成概念的混淆,也在一定程度上影响了它的推广应用和发展。尤其是在教师教授学生的时候,更存在双重困难,即教师讲解困难和学生理解困难。教师对“新奥法”的解释要么似是而非,要么避而不谈,总不能自圆其说。学生要理解一个似是而非的东西,也总抓不住要领,仿佛是理解一个看得见摸不 着的UFO。而要到工作中去真正透彻地理解它,大概还需要不短的时间。 
  因此,建议将“新奥法”定义为一种“施工方法”,以区别于“工程理论”。那么勿容置疑地,“新奥法”肯定是存在的了。而且如果奥地利真地为它申请了专利权的话,作为一种“施工方法”而获得专利权是可以理解的,但作为一种“工程理论”而申请并获得专利则是令人难以理解和接受的。 
  2  围岩承载理论 
  目前,在隧道及地下工程领域中被广泛应用的“工程理论”主要有两种理论。 
一种是20世纪20年代提出的“松弛荷载理论”。其核心内容是:稳定围岩显然有自稳能力,因而不产生荷载;不稳定围岩可能发生坍塌,因而要用支护结构来承载。作用在支护结构上的荷载是围岩在一定范围内的松弛并可能坍塌的岩体重量。代表性的人物有泰沙基(K.Terzaghi)和普氏(М.лромобьякоиоб)等人。这是一种传统的理论,它考虑问题的思路类似于地上工程,并且已发展到了一个相当的水平,至今仍被广泛应用着。 
  另一种是20世纪60年代提出的以锚杆喷射混凝土作为基本支护手段的现代隧道工程理论,或称为“围岩承载理论”(简称“岩承理论”)。其核心内容是:围岩稳定显然是其自身有承载自稳能力;不稳定围岩丧失稳定却是有一个过程的,如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能进入稳定状态。代表性的人物有腊布希维兹(K.V.Rabcewicz)、米勒-菲切尔(Miller-Fecher)、芬纳-塔罗勃(Fenner-Talobre)和卡斯特耐(H.Kastener)等人。这是一种比较现代的理论,它已经脱离了地上工程考虑问题的思路,而更接近于隧道及地下工程实际。近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用,并且表现出了广阔的发展前景。 
  由上不难看出,在解决隧道及地下工程问题时,前一种理论更注意结果和对结果的处理,即被动地接受了开挖坑道后围岩的任何变化结果。而后一种理论更注意过程和对过程的控制,即主动地对围岩自承能力加以充分利用和弥补(加固处理)。经过长期的应用、研究和充实,这两种理论已逐步形成两大理论体系,并且在原理、措施和方法上表现出不同的特点。两大理论体系的比较说明见附表1 

1  两大理论体系的比较说明

 

 

松弛荷载理论

围岩承载理论

围岩虽然有一定的承载能力,但极有可能因松弛的发展而致失稳,结果是对支护结构产生荷载作用。即视围岩为荷载的来源。

围岩虽然可能产生松驰破坏而致失稳,但在松驰的过程中围岩仍有一定的承载能力,具有三位一体特性。对其承载能力不仅要尽可能地利用,而且应当保护和增强。即视围岩为承载的主体。

根据以往工程对围岩稳定性的经验判断,进行工程类比,确定临时支撑参数。考虑到隧道开挖后,围岩很可能松驰坍塌,常用型钢或木构件等刚度较大的构件进行临时支撑,盾构是临时支撑的最佳形式。待隧道开挖成型后,逐步将临时支撑撤换下来,而用整体式衬砌作为永久性衬砌。

根据量测数据提示的围岩动态发展趋势,确定初期支护参数。为了控制围岩松弛变形的过程,维护和增强围岩的自承载能力,常用锚杆和喷射混凝土等柔性构件组合起来对围岩进行加固(称为喷锚支护)。这是初期支护常用的组合形式,必要时可增加超前锚杆或钢筋网甚至钢拱架。初期支护与围岩共同构成隧道的复合式承载结构体系。

开挖

常用分部开挖,以便于构件支撑的施作。钻爆法或中小型机械掘进。

常用大断面开挖,以减少对围岩的扰动。钻爆法或大中型机械掘进。

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