復(fù)合式襯砌,通常指的是在隧道工程中,先施工初期支護,再根據(jù)圍巖變形情況和支護效果,適時施工二次襯砌,形成的一種復(fù)合型支護結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代隧道和地下工程中應(yīng)用廣泛,具有以下優(yōu)缺點:
一、優(yōu)點
1. 承載能力強
- 由初期支護和二次襯砌共同承擔(dān)荷載,能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件和較大的圍巖壓力。初期支護可以及時封閉圍巖,防止圍巖變形過大,二次襯砌則在后期提供足夠的強度和穩(wěn)定性。
- 例如在軟弱圍巖地段,復(fù)合式襯砌能夠有效地控制圍巖變形,保證隧道的安全。
2. 防水性能好
- 兩層襯砌之間可以設(shè)置防水層,有效地防止地下水滲入隧道。初期支護和二次襯砌之間的防水層可以采用防水板、防水涂料等材料,能夠形成一個完整的防水體系。
- 以深圳地區(qū)為例,地下水較為豐富,復(fù)合式襯砌的良好防水性能可以保證隧道內(nèi)部干燥,減少隧道運營期間的維護成本。
3. 施工靈活性大
- 可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件和施工要求,調(diào)整初期支護和二次襯砌的參數(shù)。在地質(zhì)條件較好的地段,可以適當(dāng)減少初期支護的厚度和強度,加快施工進度;在地質(zhì)條件較差的地段,則可以加強初期支護和二次襯砌,確保隧道的安全。
- 同時,復(fù)合式襯砌的施工可以采用多種方法,如臺階法、全斷面法等,適應(yīng)不同的隧道斷面和施工條件。
4. 耐久性好
- 二次襯砌通常采用混凝土等耐久性較好的材料,可以有效地抵抗地下水、化學(xué)腐蝕等因素的影響,延長隧道的使用壽命。
- 在深圳這樣的沿海城市,隧道面臨著海水侵蝕等問題,復(fù)合式襯砌的耐久性優(yōu)勢更加明顯。
二、缺點
1. 施工工序復(fù)雜
- 復(fù)合式襯砌需要先后施作初期支護和二次襯砌,施工工序較多,施工周期較長。在施工過程中,需要進行多次爆破、支護和混凝土澆筑等作業(yè),增加了施工難度和安全風(fēng)險。
- 例如,初期支護的施工需要進行鉆孔、安裝錨桿、噴射混凝土等工序,二次襯砌的施工則需要進行模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序,這些工序都需要耗費大量的時間和人力。
2. 成本較高
- 由于復(fù)合式襯砌需要使用較多的材料和設(shè)備,施工成本較高。初期支護通常采用錨桿、噴射混凝土等材料,二次襯砌則采用混凝土等材料,這些材料的價格較高。此外,復(fù)合式襯砌的施工需要使用大型機械設(shè)備,如鑿巖臺車、混凝土噴射機、襯砌臺車等,這些設(shè)備的租賃和維護成本也較高。
- 在深圳這樣的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),土地資源緊張,隧道建設(shè)成本較高,復(fù)合式襯砌的成本問題更加突出。
3. 質(zhì)量控制難度大
- 復(fù)合式襯砌的質(zhì)量控制難度較大,需要對初期支護和二次襯砌的施工質(zhì)量進行嚴(yán)格控制。初期支護的質(zhì)量直接影響到隧道的穩(wěn)定性和安全性,二次襯砌的質(zhì)量則直接影響到隧道的防水性能和耐久性。
- 在施工過程中,需要對錨桿的長度、間距、噴射混凝土的厚度和強度等進行嚴(yán)格檢測,確保初期支護的質(zhì)量符合要求。同時,需要對二次襯砌的混凝土配合比、澆筑質(zhì)量、防水板的鋪設(shè)質(zhì)量等進行嚴(yán)格控制,確保二次襯砌的質(zhì)量符合要求。
復(fù)合式襯砌是一種在隧道和地下工程中應(yīng)用廣泛的支護形式,它具有適應(yīng)性強、安全性高和經(jīng)濟性好的優(yōu)點,但同時也存在施工周期長、初期支護成本高、施工技術(shù)要求高等缺點。在具體工程中,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求,合理選擇和優(yōu)化襯砌方案。