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隧道逃生亚博体育下载开户施工技术论文

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隧道逃生亚博体育下载开户施工技术论文

通过这一段时间对隧道的学习,我受益匪浅。课上任老师系统地为我们讲解了隧道工程各项内容,包括隧道的勘测设计、主体及附属结构、围岩分级及围岩压力、隧道的支护结构计算以及隧道的施工方法等等,再加上自己暑期也在隧道施工现场实习过一段时间,所以,自己对隧道工程的理解得到了进一步的加深。这次,老师布置的隧道论文是描述隧道的四种结构设计模型。虽然这四种结构设计模型我们在课堂学习的比较少,但是通过查阅相关的资料,我大概知道了隧道的主要设计模型及其相关内容,这四种模型包括作用——反作用模型、收敛——约束模型、连续体模型和工程类比法模型。虽然对这四种模型没有进行深入的学习,但是结合课堂知识,以及自己的理解,再联系相关的资料,我对此有了一定的认识。下面就对这四种模型一一进行阐述。
 
连续体(或不连续体)模型
 
连续体模型
七十年代中期以来,随着电子计算机的广泛应用,特别是有限元,边界元,杂交元的等方法的推广,为连续体模型在隧道中的应用创造了条件。喷锚支护这类以“主动”加固岩体为机制的支护型式,以及以这种新型支护技术为背景的新奥法的应用,使连续体模型得以发展。
在这种模型中,围岩和支护系统不再作为相互作用的两个方面,而是作为一个联合系统加以考虑,计算的目的在于分析由于开挖引起的地应力重分布和由此产生的变形和围岩稳定性问题,支护手段是作为“连续体模型”的一种边界条件来考虑的。在荷载反力模型和收敛约束模型中,主要检算对象是衬砌支护系统。在连续体模型中,计算的对象主要是岩体本身。
这种连续体模型,在强调围岩支护共同作用的同时,目前国内外尚无与之相对应的安全度评价标准,缺乏明确的定量设计依据以及围岩稳定性判据,以致在进行洞室的有限元计算得到支护应力及围岩塑性区范围后,无法判定设计的支护强度是否合理。
 
不连续体模型
近年来,追求高精度、能考虑多种因数的有限元电算,已经成为各设计和研究部门的首选,许多大型重要工程都用了不止一种有限元程序进行电算。本来采用有限元等方法是一种更精确的定量分析方法,但其计算结果多数都没有用到工程实践上,只能为设计人员和方案决策者提供一个定性的参考,往往求得的只是一种心理上的安全感,面对研究部门提供的科研成果和现行设计规范之间的差异,工程设计人员感到茫然而不知所从。
为了将连续体模型得出的计算结果能够为工程设计人员所用,有人提出了用相应的数值积分理论将连续体模型求得的有限元高斯积分点上的应力、转换为结构截面内力的计算方法,反推出衬砌支护结构的弯矩、轴力、剪力等内力值,以利于工程设计人员“照章办事”。
这似乎又回到了荷载结构模式,或者说连续体模式并未真正摆脱荷载结构模式,衬砌结构又成了主要的承载结构,而对于岩体结构的状态无法评价。
 
喷锚加固
喷锚加固:裂损衬砌的所有内鼓变形和内向移动的裂损部位,采用(预应力)锚杆加固岩体是有效的,此时锚杆既可沿内缘张裂纹的走向两边布置,做局部加固,也可做全断面加固,将衬砌与岩体嵌固在一起,形成一个均匀压缩带,以增强围岩的稳定性,提高支护结构的承载能力。
采用此法时应检查衬砌厚度、背后超挖回填及围岩整体性情况。锚杆的设置应在衬砌的背后压浆后两个星期进行。锚杆的锚固段应设在稳定围岩中。对于衬砌上的裂纹及时嵌填。喷混凝土可以使所有已裂损的圬工块体紧密结合,阻止这些块体的松动,同时在喷射压力作用下嵌入裂缝内一定深度,使裂缝重新闭合,增强裂损衬砌的整体性,较大幅度的提供裂损衬砌的承载能力,达到加固的目的。
 
套拱加固
必要时也可以在喷层中加入钢筋网,用于防止收缩裂纹,提高加固结构的整体套拱加固:果混凝土质量差,厚度不够,或受机车煤烟侵蚀,掉块剥落严重,并且拱顶净空有富余时,可对衬砌拱部加筑套拱或全断面加筑套拱。如果隧道内净空条件不足,可以采用落道套拱的办法。套拱与原衬砌间用Ф16mm~18mm的钢筋钎钉锚接,钎钉埋入原拱20cm左右作为钢筋的生根处。套拱中的主筋也可用钢拱架、格栅来代替,其间距50cm~80cm,纵向用拉杆焊接。套拱用强度等级不低于C20的混凝土灌注,其厚度为20cm~30cm。
套拱拆模后要进行压浆,以填充其背后空隙,使新旧拱圈连成整体。当拱部灌注混凝土难度较大时,可以采用喷混凝土、网喷混凝土和喷钢纤维混凝土进行加固。事实上,套拱加固已日益被喷锚加固所代替。结构稳定,或者衬砌严重侵入限界,采用其他防治措施有困难时,可采用全拱更换,彻底根除病害。
 
喷锚支护
喷锚支护作为现行隧道设计中常用的重要支护手段,其支护效果的有效性是众所周知的,可以说,由于喷锚支护在隧道工程中的推广应用,促进了隧道设计与施工技术的根本性变革。但是,理论上对它的研究,还不能真正解释它们为何有如此巨大的作用。
按照通常的支 护抗力法考虑,喷锚支护对围岩提供的支护抗力是非常有限的,基于弹塑性理论采用连续体模型有限元法计算的围岩塑性区半径和位移,并没有因喷锚支护的施做而使计算结果有明显的改善。计算结果与实际效果的明显背离,足以使我们对这种结构设计计算模型中的喷护结构的简化处理的合理性产生怀疑,这也许是计算结果目前仅能作定性参考的根源所在。
 
结束语
理论研究的滞后困扰着新技术的推广应用,但是,不能因此而否定理论工作者在这方面的诸多努力,他们把有限元,边界元、离散元,杂交元、甚至神经元网络等计算方法引入到隧道工程,在隧道工程结构计算中考虑了弹、塑、粘以及反映岩体不可逆、剪胀、应变软化、各项异性等种种不同情况。这些目前看来还只能算是“学院式”的研究成果,其深奥的理论和目前仅可作定性参考的计算结果,也许在将来会逐渐发现他们的利用价值,这也意味着今后在这方面的努力绝不可能一蹴而就。


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