地下隧道如何支撐?地下隧道是交通、公用事業(yè)和城市發(fā)展的關鍵基礎設施。其結構穩(wěn)定性依賴于針對地質條件和項目要求而定制的復雜工程技術。本文探討了用于支撐地下隧道的關鍵方法和技術,并從實際實踐和學術研究中汲取了深刻見解。
1. 臨時支撐:
在隧道開挖時,安裝臨時支撐(如鋼套、木材或專用盾構)以防止坍塌。在許多現(xiàn)代方法中,隧道掘進機 (TBM) 不僅挖掘,還在表面后立即安裝預制混凝土管段或噴射混凝土(一種速凝混凝土)。這種快速支撐可最大限度地減少變形并在工作進展過程中穩(wěn)定空腔。
2. 永久襯砌和加固:
隧道掘進后,將建造永久襯砌。在巖石隧道中,襯砌可能由混凝土、鋼筋或兩者的組合組成——通常用巖石螺栓加固,將襯砌錨固到周圍的巖體上。這形成了一種復合結構,隧道襯砌和天然巖石共同作用,形成一個拱形結構,可以安全地分配覆蓋層載荷。
3. 傳統(tǒng)支撐方法
a) 鋼拱支撐
鋼拱支撐廣泛用于周圍巖石或土壤不穩(wěn)定的隧道。這些預制鋼框架在開挖過程中安裝,以提供即時結構加固。例如,在中國的洛江隧道中,鋼拱支撐與噴射混凝土相結合,以穩(wěn)定周圍的巖石。
b) 巖石螺栓和噴射混凝土
巖石螺栓涉及將錨鉆入隧道壁以粘合松散的巖層,而噴射混凝土(噴射混凝土)形成保護殼。這種方法被稱為新奧法(NATM),在雪峰山隧道中應用,以應對復雜的地質條件。
c) 混凝土襯砌
永久性混凝土襯砌在開挖后澆筑,以承受長期荷載和地下水壓力。在銅鑼川隧道中,預制混凝土管片用于加固隧道結構。
隧道支護系統(tǒng)是地質、工程創(chuàng)新和持續(xù)監(jiān)測的協(xié)同作用。從傳統(tǒng)的巖石錨桿到人工智能增強型 TBM,這些方法確保了地下結構的安全性和使用壽命,使現(xiàn)代城市能夠在地下蓬勃發(fā)展。