公路隧道工程三

第五章结构体系一、隧道结构体系概述二、支护结构选用的原则三、锚喷支护四、隧道结构体系设计方法一、隧道结构体系概述

隧道的结构体系是由围岩和支护结构共同组成的。其中围岩是主要的承载元素，支护结构是辅助性的，但通常也是必不可少的，在某些情况下，支护结构主要起承载作用。这就是按现代岩石力学原则设计支护结构的基本出发点。

隧道开挖前岩体处于初始应力状态，谓之一次应力状态；开挖隧道后引起了围岩应力的重分布，同时围岩将产生向隧道内的位移，形成了新的应力场，称之为围岩的二次应力状态，这种状态受到开挖方式(爆破、非爆破)和方法(全断面开挖、分部开挖等)的强烈影响。如果隧道围岩不能保持长期稳定，就必须设置支护结构，从隧道内部对围岩施加约束，控制围岩变形，改善围岩的应力状态，促使其稳定，这就是三次应力状态。显然这种状态与支护结构类型、方法以及施设时间等有关。三次应力状态满足稳定要求后就会形成一个稳定的洞室结构，这样，这个力学过程才告结束。二支护结构选用的原则

支护结构的基本作用在于：与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，能承受可能出现的各种荷载；保持隧道断面的使用净空；防止围岩质量的进一步恶化；提供空气流通的光滑表面。因此，任何一种类型的支护结构都应具有与上述作用相适应的构造、力学特性和施工的可能性。（一）支护结构的基本要求1.必须能与围岩大面积地牢固接触，即保证支护结构与围岩作为一个整体进行工作。重视能早期乱支护各的作饰用，逢并使海早期节支护拘与永株久支悟护相欲互配粮合，欺协调击一致趋地工体作。要榨允汽许情隧外道启围莫岩碍能喜产亏生写有亩限踩制笋的斑变倍形许，挣以精充州分强发摇挥传围翼岩小的闹承牌载晴能僚力花而讲减祸少胸对灵支幻玉护膏结博构现的狸不仿利碌作滴用挡，合使钥两质者秆更面加孝协弯调具的徒工思作陪。4.必萄须碌保惹证宴施的作妨支蜂护仙结杏构福的疤及皱时垂性漠。5.作为权支护萍结构些要能光根据孤隧道折围岩码的动难态(位移禁、应峡力等)，舞及催时蓄地辅进蜜行俯调匪整慢和向修住改要，虑以抱适拍应白不援断近变为化俱的扬围具岩勤状败态退。（环二昏）辞支暴护巨结环构穗类趣型根调据敲其漫使鹅用征目评的斜，值支辽护闯结刺构削可趣分睁为缺：防睬护辫型习支奋护构诱造肚型付支粮护承载书型支留护根码据殊其嗽施励作看的嗽时斯间毒先问后阳顺馅序参，驴支钞护准结绸构催可借分形为鞭：超前杀预支结护初期析支护二次救衬砌（一佩）喷菠锚支属护的捧基本绑概念1洒)喷锚适支护寸是①演喷殊混柜凝博土打支校护嫁、②喷休混凝饿土+锚杆牲支护熟、③喷颂混凝踢土+锚杆+钢筋棒网支耀护、④样喷问混赏凝挖土+锚与杆+钢械筋嫂网+钢架正支护的统鹅称，三、勾锚喷污支护﹙2﹚射混鸟凝丈土绿衬棋砌松是旨利彩用互泵剑或谜高高压堡风施作蜂动络力确，乖把担混拜凝判土涉混延合落料芬通奸过眯喷割射款机怠、我输马料滩管邻及骆喷舰头碗直抗接净喷指射忽到庄隧娃道市围谅岩泄壁笼上胜的牙支享护贯方愉法浙。﹙3些﹚锚杆氏是一像种锚优固在予岩体什内部腰的杆夫状体扰，锚决杆支帆护是担通过涛锚入午岩体剧内部伶的钢语筋，辱与岩态体融瘦为一烛体，帽达到活提高躺围岩唯的力金学性恼能、翁改善象围岩及的受骆力状卫态，自实现竞加固弄围岩消、维器护围圈岩稳做定的菌目的偏。（迈一匀）余喷仁锚农支树护甩的尝基表本型概脑念﹙4﹚是一睡种支爪护及时时，剂加固链围岩却，控疤制围淋岩变影形，渐能充嫁分利挠用和藏发挥思围岩千自承埋能力乔的支皂护衬卫砌形捏式，具有衔柔性冤、紧邪贴围遗岩、低与围固岩共遇同变裙形等尘特点（一如）喷响锚支我护的他基本证概念（二趋）鸡喷混决凝土叉衬砌陵作用孕机理﹙1其﹚粘非接且作占用增加雄了围全岩切麦向方汪向的政约束社力，龙使围克岩与帮喷层允共同爪作用凳。（塑二汪）喷混吊凝土榜衬砌择作用档机理﹙郑2牌﹚弯牺曲奋压锄缩压作谊用由热于肃向难内比产风生奴径坊向朵变扎位虎受笋到垃弯可曲池压侍缩享，燃对醉围鸦岩补施必加炮了垂径着向短约鼠束幼力丢。（二即）喷至混乒凝寺土护衬苗砌磁作商用茎机鬼理﹙3匙﹚抗剪手切作悉用抵抗钞围岩愉局部夕松动田岩块续向洞者内滑贝移（二索）喷篇混凝悔土衬叨砌作窗用机棒理﹙4﹚楔头效医应讽，菌嵌串入圾岩奖缝宵。﹙5﹚减蜜少庸局佳部哗集垃中召应路力桨。﹙6﹚防瘦止申发币生孙风育化。（三店）引喷混农凝土乞衬砌永施工偿基本炼要求第浓一.隧道蝴开挖导后及找时施软作;第二.与芽围徐岩场紧斗密汗粘盐结藏、圆不搞留耳空米隙旺，红与幅围孕岩沟共雷同拍工捐作暖。第军三.分卷多态层姿喷钳射播，僻达索到倡设须计填厚宰度拖。（四愉）锚镰杆馋的积作构用范机昆理﹙1悼﹚悬约吊厅作胡用把围岩茄局部虚松动可赏能向板洞兵内食滑寄移赔的首岩旦块锚固追定起授来（来四框）锚杆喂的作宴用机赔理﹙遭2越﹚组合票梁作当用把水伪平层嘴状岩各体叠坑合组布成组炎合梁而（锚冲杆群比）（四挖）锚杆峰的作盟用机龟理﹙舱3择﹚缝拆缀臣作辱用增加佣整体泰性（忠即增扰加裂叼缝之刻间的快摩擦竟力）（亦四育）锚头杆尺的瓦作饰用还机繁理﹙4廉﹚内音压勿作常用向围铅岩施睁加经同向的址约束率压应忍力（五法）永降久恢锚稼杆精的价技捕术轧上画要惰求第扇一筐要然确直保蹄锚徐杆剧全暖长效注改浆烛饱振满鸟，协与旨岩拼体阁连坝成论整签体盆；第二糠要求挡锚杆担达到繁使用潮耐久悬，避配免松嗽驰、扛锈蚀敬、腐帜蚀损腔坏。锚锻杆押种缝类气如包下蚂：1全长蝇粘结脉型锚赴杆;2端头简锚固逮型锚待杆;3摩坛擦现型俱锚哀杆;4预应术力锚辫杆。在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级论围唤岩惑条迎件宋下奇，客锚遇杆磁应涌按犹系守统唇锚跃杆统设悔计弯，留并捞符斜合谦下茄列罗规沿定运：1锚杆乞一般仓应沿招隧道爬周边错径向嚷布置院，当丈结构确面或片岩层氏层面爽明显役时，茂锚杆帽应与催岩体佣主结抹构面肤或岩妈层层音面成签大角熟度布充置。2锚杆垒应按娱矩形披排列赚或梅府花形鲁排列妖。3锚界杆絮间谢距话不豪得欣大坏于1畅.坏5茎m。颠间麻距复较卷小揭时凶，科可盏采裤用候长穿短牺锚搬杆渴交龟错圆布赔置循。4两车柱道隧搏道系附统锚迹杆长定度一性般不符小于2江.苗0党m，谁三哪车页道嫩隧抄道疏系借统寄锚贩杆招长乖度敢一俗般裹不赴小霸于2混.墨5右m。系监统画锚昆杆体布书置民方副式蝇有竞梅卷花愁形器排朴列科和弯矩衫形水排兴列梅明花闭形爸排蹄列抛矩缎形椒排份列在展围勿岩突条摊件祝较粱差世地肥段买、既或糠地晌面俯沉议降获有车严鸟格丸限傲制有时成，复应萌在凭初伏期尼支左护姥内喇增感设泪钢胸架宪。僻常璃用输的丧钢茧架欠有甩：钢毫筋蚀格肌栅惭钢租架你、工字寸钢钢冻架、U型钢厚钢架和H钢钢者架。钢残架缸支坟护捞宜队优智先宽选俩用埋格也栅屯钢寒架薪支螺护插。四愿隧耽道甘结抗构椒体宏系命设介计将方伐法（一靠）结秋构力役学方棚法1钓.荷食载—结构歪模型女的建晓立图5舌-已2辛4荷浮载—结艰构扭模摆型2.作用(荷百载)组成采用宅荷载—结宾构接模杂型逆分栋析愁支淹护锈结宜构交内振力企时巷，菊其寸中额最芳重勤要写的稿是脖确愿定翠围厨岩唱的糠松独动贯压途力巨，旦支冷护述结齿构麻自则重江可脾按跃预坊先砖拟蒙定致的夕结章构讯尺陡寸烦和斧材绕料明容塌重漫计姐算俗确粗定兽。（二熟）岩挣体力懒学方庙法在疤隧沙道戴结投构恐体晒系尝中悲，扮一直方腿面耗围顺岩中本顺身典由纤于衔支叫护悲结结构喷提尸供壶了挖一改定棚的脸支微护升抗枣力痒，禽而警引典起扇它竭的屯应狐力屡调怨整恩，菌从蛇而柏达徒到倘新糠的讯稳糊定棉；草另政一信方份面盘由角于沿支援护状结税构清阻溜止衣围臂岩件变着形待，能也粪必届然名要林受来到辛围瞎岩讨给妖予考的艇反掩作量用候力裳而钉发遥生补变拦形港。桨这店种炼反体作孕用中力提和盛围饶岩袋的即松矮动纠压责力况极祝不积相丝式同买，坑它驰是倒支摩护沈结蔬构较和飞围扫岩辩共锻同市变楼形定过谈程仍中挂对解支慕护抗施驰加狠的每压套力根，循故熄可素称哈为“形插变店压罗力”。目股前悲对糟于号这盼种右模逗型锣求樱解吓方恰法寨有解焦析定法终、尊数匀值吴法隆、衫特汇征言曲绪线优法三炼种扔。1、锁解大析送法该志方逝法扶根揭据葵所踢给格定置的伙边孩界第条扯件渡，男对谎问惑题缎的即平钓衡户方交程谊、脊几恒何助方紫程慨和葬物庙理调方扎程柏直率接赤求蛙解夸。2、数收值方定法对雕于屡几奴何休形躁状香和欧围呀岩唐初撒始脾应谱力视状脂态座都学比初较至复以杂链的阴隧降道汽，恋一踢般练需衫要诞采封取钞数名值唐方愿法小，她尤寸其遵是旦需场要颗考是虑上围盈岩览的乡丰各毫种香非惠线士性栋特迹性怕时上。拖该保方姥法络主虾要好是匪指北有舞限锁单乔元搁法汗，元它性是练把浆围拼岩扮和已支夹护板结访构雷都筝划笔分却为熄单脏元视，澡然潜后婶根席据哨能胞量粉原挡理适建蛾立怠起疏整扁个奸系炒统梅的温虚崖功申方典程垂，及也张称刚度菊方程，从仙而求哄出系荷统上歉各节筑点的劳位移烈以及爬单元剩的应旦力。3、特扔征曲隆线法特征少曲线毛法也伯称为根“收敛—约闭束”法饭，是聪用围求岩的高支护澡需求树曲线脖和支借护结钓构的奴补给罗曲线梳以求安得达两到稳候定状羡态时围支护辱结构筛的内偿力。特征黄曲线孤法的弓基本佛原理慎是：促隧道满开挖李后，主如无简支护伯，围抽岩必烛然产眉生向俯隧道熔内的窝变形(收颠敛)。江施浸加失支絮护毒以要后熔，刷支杏护烫结愧构百约冲束局了葡围核岩湾的日变桨形(约野束)，此茅时围西岩与咏支护搬结构武一起气共同壁承受衣围岩行挤向况隧道宜的变晚形压效力。（三权）以病围岩比分级寸为基拾础的满经验禾设计嫂方法在大疗多数戒情况谈下，甩隧道今支护趴体系肺还是刊依赖“经失验陷设动计”的母，无并枕在途实夸施磁过鱼程设中瞎，昆依福据够量宰测集信击息密加肆以弓修鱼改崖和熊验谣证狠。我睬们先大舒致雨上挪可扒以息发愁现流在趴进寨行庆支还护丝式结声构妹经叉验厘设替计恰时偷，纠需届要熄注守意贼的榨几活点红的参原布则租是污：首先雪对隧滴道围扇岩要川有一蹈个正碍确的皂分级在伤各担级帐岩臣体灶中宽，市支获护在结妄构浆参荣数溜大咬体只是检按呢下贞述厘原容则睛选馋用锻的胀：在赖施机工缘瑞中讯应长尽华量塔少务损清害困围思岩赞，饱使镇其射尽份量利保绍持壮原菌有番岩拾体无的旱强侵度荒，驱因砖此宿，爆应侄采落用多控尾制雹爆造破过技市术讽。预计测有大猛变形甚和松须弛的亭情况重下，罢开挖推面要未全面害防护(包括婚正面)，使伶之有件充分雄的约练束效狮应，伏在分礼台阶仔开挖摧时，荐上半感断面等进深品不宜贡过长燃，以肝免影接响整组个断规面的呜闭合缴时间漂。二馆次显衬罪砌优通码常冤是网模就筑片的灾，晕在乓修忽二置次即衬填砌补之士前货要脚设翅防浊水碗层假，谱形贫成丹具慢有济防响水夸性嫁能族的茄组烫合暮衬梳砌槐。允液许武甚虫至窄希柏望驴岩恢石烛出撞现顶一骗定字的貌变疾形秩，咳以疑减龟少师为占完健成启支华护管作统用伍所洗需兽的各防珠护击措辈施翼。制寒定吗详月细皮周羞密斤的主量演测秩计头划联。饼通绿过顶量蝴测严，孔确君定轻所灾建腊立附的绳支搞护谜阻售力青是戒否捕和些围算岩森类违型揪相毅适劲应写以宁及枯还但需理要鼓什槐么冶样骂的祖加经强哗措邻施千等网。支意护醉结智构击的钟施串工跳顺摄序裳与猛正戒确戒地驴掌球握鲁岩钞体愧的迫时微间薄效粥应眼很垃有桑关寸系补。（秩四依）栗监铲控写设贼计衫方公法由齐于姓地让下挺结纤构宣的贵受姓力嫁特渗点址极借其旨复捆杂肺，祥自5峰0年代仓以来键，国谷际上姑就开爱始通穿过对案铁路哲隧道漆的量执测来偶监视誉围岩楚和支挽护结惕构的夕状态泪，并姑应用垫现场态监测队结果至修改讨设计增、指羞导施形工。监控应设计侧通常价包括令两个翠阶段叹：施戚工前与预设与计阶拾段和赛修正万设计甜阶段按。监控剂设计锡的主顽要疫环医节包括援：现寸场监悼测、野数据割处理笛、信表息反扭馈三薪个方庸面。邀现场鹿监测生包括队：制枝定监陷测方次案、什确定剧测试躺内容竟、选堪择测眨试手探段、抛实施酬监测袜计划轨。数侵据处沸理包韵括：亚原始蹲数据抢的整夜理、店明确百数据吩处理天的目宇的、悼选择烧处理宅方法掌、提翅出处森理结岂果。艳信息僚反馈丹包括刊：反护馈方属法(理潜论肝反坝馈行与捉经票验变反状馈)和努反脾馈镇的及作穴用(修改之设计处与指香导施贵工)。第六风章昼防排耻水一赵、摆隧松道学防冬排怨水蔬基抽本纳原属则二曾、宇隧雷道诞防孝排偿水闯系舟统芝组滑成三谅、兼防绵排搭水史材贵料四、燥防水秀板无桶钉铺牛设技韵术隧帽道荐防陶排制水榴应龟当弯遵竟循拍“岭防歌、浴排版、珍堵宿、球截饲结扔合猫，忙因讽地舌制女宜匆，纯综探合奴治株理味”争的锅原并则腥，训保冰证偷隧拣道躲结敬构搭物爸和说运汤营衫设去备碗的占正茎常矩使散用量和摸行晕车箭安哨全浙。驻隧耽道孔建杜成延后膀，念应吊满娇足鹿拱绳部希、伶边冈墙岭、盾路沟面躺、铸设畜备摩箱晓洞车不城渗秤水葡，甩隧恐道爬衬瞒砌真背魄后须不叛积沉水旋，道排屋水铃沟茧不向冻仇结禁，英车让行智横龙通相道宗、评人顽行脊横伏通踩道掀拱焰部屋不倒滴倒水所，滋边锁墙趁不鸭淌伟水湖。一、移隧道膨防排着水基久本原悬则二、桥隧道馅防排寨水系仍统组收成防番水疼工拔程宅包默括梅衬不砌迈柔减性杨防诉水叉工祸程悔及巡寿衬赚砌齐漏搁水旗防客水否工枝程碧。跟二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