什么是隧道支護?隧道支護是指在隧道施工過程中,為確保施工安全及隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性,對圍巖(隧道周邊巖土體)采取的加固和保護措施。其核心目標(biāo)是通過主動或被動方式控制圍巖變形,防止坍塌,并為后續(xù)工程(如二次襯砌)提供穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境。
隧道支護的作用
1. 保障施工安全
- 防止圍巖坍塌:隧道開挖后,圍巖原有的應(yīng)力平衡被打破,易發(fā)生松動或塌方。支護通過錨桿、鋼架等結(jié)構(gòu)及時加固圍巖,形成臨時承載體系,避免施工人員及設(shè)備面臨風(fēng)險。
- 控制有害變形:通過噴射混凝土、錨桿等主動支護手段,限制圍巖的松弛變形范圍,確保開挖輪廓穩(wěn)定。
2. 提高圍巖自穩(wěn)能力
- 加固圍巖結(jié)構(gòu):噴射混凝土可封閉巖體表面裂隙,隔絕水、空氣對巖體的侵蝕,延緩風(fēng)化;錨桿通過“懸吊作用”將破碎巖塊連成整體,增強圍巖的完整性。
- 改善圍巖應(yīng)力狀態(tài):支護結(jié)構(gòu)(如鋼拱架)為圍巖提供徑向支撐力,使圍巖由單向或雙向受力轉(zhuǎn)為三向受力狀態(tài),顯著提高其抗壓強度。
3. 長期穩(wěn)定性與耐久性
- 減少后期維護成本:合理支護可降低運營期圍巖的持續(xù)變形風(fēng)險,延長隧道使用壽命,減少因結(jié)構(gòu)失穩(wěn)導(dǎo)致的修復(fù)費用。
- 防水與環(huán)境保護:支護結(jié)構(gòu)中常結(jié)合防水層(如止水氈),防止地下水滲漏對結(jié)構(gòu)的侵蝕,同時減少施工對周邊環(huán)境的擾動(如水土流失、沉降)。
4. 適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件
- 靈活應(yīng)對不同圍巖等級:從硬巖到軟弱圍巖(如破碎帶、濕陷性黃土),支護方案可通過調(diào)整錨桿密度、鋼架間距等方式優(yōu)化。例如,超前小導(dǎo)管注漿用于極破碎地層,管棚支護用于淺埋段。
- 動態(tài)調(diào)整施工參數(shù):結(jié)合監(jiān)控量測數(shù)據(jù)(如拱頂下沉、周邊收斂),可實時修正支護參數(shù),確保經(jīng)濟性與安全性的平衡。
常見支護方法(簡要)
1. 主動支護:如錨桿、噴射混凝土,通過主動施力控制圍巖變形。
2. 被動支護:如鋼拱架、格柵拱架,依賴自身剛度提供支撐。
3. 超前支護:如超前錨桿、管棚,在開挖前預(yù)加固前方圍巖。
隧道支護是隧道工程中不可或缺的技術(shù)環(huán)節(jié),其作用貫穿施工與運營全周期。通過科學(xué)選擇支護方式并嚴(yán)格施工質(zhì)量控制,可有效保障工程安全、提升結(jié)構(gòu)耐久性,并為復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道建設(shè)提供可靠解決方案。