什么是隧道支護(hù)?隧道支護(hù)是指在施工期間和施工后為穩(wěn)定地下基坑而設(shè)計的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和工程措施。它通過防止塌方、控制地面變形和保持長期結(jié)構(gòu)完整性來確保隧道安全。常見的隧道支護(hù)方法包括鋼拱、噴射混凝土、巖錨和預(yù)制混凝土管片。

例如,在采礦和土木工程中,錨噴混凝土組合等隧道支護(hù)系統(tǒng)被廣泛用于加固圍巖,并降低諸如頂板分離(一個關(guān)鍵的安全隱患)等風(fēng)險。先進(jìn)的機(jī)械,例如隧道支護(hù)機(jī),可以自動安裝螺旋纏繞的異形帶,形成連續(xù)的支撐管,從而提高現(xiàn)代隧道工程的效率。
隧道支護(hù)的作用和功能
(1) 穩(wěn)定圍巖
隧道支護(hù)與圍巖相互作用,重新分配應(yīng)力,防止失穩(wěn)。數(shù)值建模(例如三維彈塑性有限元分析)有助于針對不同地質(zhì)條件優(yōu)化錨桿間距和噴射混凝土厚度等參數(shù)。例如,在金川礦區(qū),針對軟弱巖體開發(fā)了定制支護(hù)技術(shù),展示了隧道支護(hù)系統(tǒng)的適應(yīng)性。
(2) 預(yù)防塌方和安全隱患
無支護(hù)隧道面臨諸如頂板冒頂和側(cè)壁屈曲等風(fēng)險。在高應(yīng)力環(huán)境下,鋼制隧道支護(hù)和鋼筋混凝土襯砌至關(guān)重要。監(jiān)測系統(tǒng)跟蹤變形和應(yīng)力等參數(shù),以確保支護(hù)的有效性。羅江隧道的案例研究強(qiáng)調(diào)了平穩(wěn)爆破與及時支護(hù)相結(jié)合如何降低塌方風(fēng)險。
(3) 適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件
隧道支護(hù)必須應(yīng)對軟土、高地下水壓力和地震活動等挑戰(zhàn)。例如:
① 分岔隧道:專門的支護(hù)設(shè)計可以平衡交叉開挖應(yīng)力。
② 海底或城市隧道:防水和地基加固是優(yōu)先考慮的,以避免滲漏或沉降。
(4) 實現(xiàn)長期耐久性
耐腐蝕鋼材和纖維增強(qiáng)噴射混凝土等耐用材料可延長隧道使用壽命。用于頂棚支撐的CJ軸承系統(tǒng)體現(xiàn)了高強(qiáng)度部件如何增強(qiáng)結(jié)構(gòu)彈性。
隧道支護(hù)是現(xiàn)代地下工程中不可或缺的一部分,它結(jié)合了先進(jìn)的材料、機(jī)械系統(tǒng)和巖土工程專業(yè)知識,以確保安全性和功能性。從傳統(tǒng)的巖石錨桿到自動化支護(hù)機(jī)械,隧道支護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展,以應(yīng)對日益復(fù)雜的施工挑戰(zhàn)。