工
程
措
施 |
优
缺
点 |
a. 构件临时支撑直观、有效,容易理解,工艺简单,易于操作;
b. 当围岩松散破碎甚至有水时,需满铺背材,也能奏效;
c. 临时支撑的拆除既麻烦又不安全,不能拆除时,既浪费又使衬砌受力条件不好;
d. 一般必须在开挖后再支撑,故一次开挖断面的大小受围岩稳定性好坏的限制,因而开挖与支护之间的相互干扰较大,施工速度较慢。 |
a. 锚喷初期支护按需设置,适应性强,工艺较复杂,对围岩的动态量测要求较高;
b. 当围岩松散破碎甚至有水时,需采用辅助方法(如注浆)来支持,才能继续施工;
c. 初期支护无须拆除,施工较安全,支护结构受力状态较好;
d. 由于采用了锚喷支护,且可以超前支护,故一次开挖断面可以加大,因而减少了开挖与支护之间相互制约的程度,给快速掘进提供了较为便利和安全的条件,施工速度较快。 |
力
学
原
理 |
土力学。视围岩为散粒体,计算其对支撑或衬砌产生荷载的大小和分布状态。
结构力学。视支撑和衬砌为承载结构,检算其内力,并使之受力合理。
建立的是“荷载-结构”力学体系,以最不利荷载作为衬砌结构的设计荷载。但衬砌实际工作状态很难接近其设计工作状态。
以往据此所作的大比例隧道结构—荷载模型试验,并无多大参考价值。 |
岩体力学。视围岩为具有弹-塑性的应力岩体,分析计算围岩在开挖坑道前后的应力-应变状态及变化过程。
并视支护为应力岩体的边界条件,起调节和控制围岩的应力-应变的作用,检验作用的效果并使之优化。
建立的是“围岩-支护”力学体系,以实际的应力-应变状态作为支护的设计状态。实际工作状态较易接近设计工作状态。 |
理
论
要
点 |
a. 开挖隧道后,围岩产生松弛是必然的,但产生坍塌却是偶然的,故应准确判断各类围岩产生坍塌的可能性大小;
b. 围岩的松弛和坍塌都向支撑或衬砌施加压力,故应准确判断压力的大小和分布;(但以上两种判断的准确程度在实际中很难把握。)
c. 为保证围岩稳定,应根据荷载的大小和分布,设计临时支撑和永久衬砌作为承载结构,并使承载结构受力合理;(但实际上只能以最不利荷载作为设计荷载。)
d. 尽管承载结构是按承受最不利荷载来设计的,但它是在开挖后才施作的,故为保证施工的顺利进行,应尽可能地防止围岩的松动和坍塌。 |
a. 围岩是主要承载部分,故在施工中应尽可能地减少对围岩的扰动,以保护其固有承载能力;
b. 初期支护主要用来加固围岩,它应既允许围岩承载能力的充分发挥,又能防止围岩因变形过度而产生失稳。故初期支护应先柔后刚,适时、按需提供;
c. 围岩的应力-变形动态预示着它是否能进入稳定状态,因此以量测作为手段掌握围岩动态,进行施工监控,或据此修改支护参数;
d. 整体失稳通常是由局部破坏发展所致,故支护应该能够既加固局部以防止局部破坏,又全面约束围岩以防止整体失稳,从而使支护与围岩共同构成一个封闭且稳定的承载环。 |