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(21) 支护结构的作用 与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系,能承受可能出现的各种荷载; 保持隧道断面的使用净空; 防止围岩质量的进一步恶化; 提供空气流通的光滑表面。(22) 支护结构的基本要求1.与围岩牢固地面接触,即保证支护结构与围岩作为一个整体进行工作。2.尽可能设初期支护,并使早期支护与永久支护相互配合,协调一致地工作。尽量不设临时支护。3.使围岩产生有限制的变形,以充分发挥围岩的承载能力。采用柔性支护,使得接触压力分布均匀,支护结构中的弯矩较小。 4.及时施作支护结构,即支护结构应在坑道围岩达到极限平衡之前发挥其承载作用。 支护过晚会使围岩暴露、产生过度的位移而濒临破坏(极限平衡)。原则:控制变形的增长速度。5. 围岩变则支护变。支护结构要能根据隧道围岩的动态(位移、应力等),及时地进行调整和修改,以适应不断变化的围岩状态。办法:可采取分期喷射砼、增设锚杆或调整其参数(间距、锚杆直径和长度)等方法来实现。最后,支护结构还要满足易于架设、构件可以互换、断面类型单一、便于改变刚性等施工要求。(23) 支护结构的类型 防护型支护。适用于充分稳定的岩体。通常是采用喷浆、喷混疑土或单独锚杆来完成的。作用是封闭岩面,防止风化。 构造型支护。适用于基本稳定的岩体。通常采用喷混凝土、锚杆和金属网、模筑混凝土等支护构件。坑道开挖后可能出现局部掉块或崩塌。支护结构的参数只要满足施工及构造上的要求即可。 承载型支护。适用于暂时稳定或不稳定的岩体。承载型支护是隧道支护的主要类型。视隧道围岩的力学动态,它可分为轻型、中型及重型等。可采用喷混凝土、锚杆、金属网及钢拱架等作为初期支护,模筑混凝土作为二次支护。支护要通过计算确定。(24) 围岩压力的类型 1.松动压力 由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力的形式直接作用在支护结构上压力称为松动压力。松动压力按其作用在支护结构上的位置不同,分为竖向压力、侧向压力和底压力。松动压力常通过下列三种情况发生:(1)在整体稳定的岩体中,可能出现个别松动掉块的岩石;(2)在松散软弱的岩体中,坑道顶部和两侧片帮冒落;(3)在节理发育的裂隙岩体中,围岩某些部位沿软弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。 2.形变压力 形变压力是由于围岩变形受到支护的抑制,围岩对支护结构施加的接触压力。形变压力除与围岩应力状态有关外,还与支护时间和支护刚度有关。 3.膨胀压力 围岩吸水膨胀崩解所引起的压力称为膨胀压力。 膨胀压力与形变压力的基本区别在于它是由围岩吸水膨胀引起的。 4.冲击压力 隧道开挖中,围岩约束被解除,积累的大量弹性变形能量突然释放所产生的压力。在高地应力地区,隧道开挖后会产生“岩爆”现象。(25)影响超欠挖的因素 (26)发生坍方的主要原因 (27)隧道开挖涌水处理措施(28)施工通风方式 隧道施工通风,主要采用机械通风。机械通风可分为风管式和巷道式两类。风管式分为压入式、抽出式、混合式三种型式。(29) 防尘措施 1.湿式作业,主要有以下措施: (1)湿式凿岩;(2)水封爆破;(3)装碴洒水喷雾; (4)喷雾捕尘。2.机械通风3.个人防护 (30)隧道施工预支护措施 超前锚杆、小钢管;管棚;超前小导管注浆;预注浆加固围岩。 (31)与岩石相比,岩体强度有哪些特点?(32)隧道围岩分级的方法主要有哪些? 1以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级方法:普氏分级法。2.以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法:具有代表性的是泰沙基分级法。3.与地质勘探手段相联系的分级方法:用弹性波在岩体中传播的速度进行围岩分级;用钻探时的岩心复原率(或称岩芯采取率)进行分级。 4以多种因素进行组合的分级方法:“岩体质量Q”分级法。5以工程对象为代表的分级法:分类指标以定性描述为主。 33.围岩分级的基本因素与影响因素 两个基本因素:岩石坚硬程度和岩体完整程度 两个影响因素:水状态、初始应力状态(34)隧道病害的类型 (35)隧道施工管理的内容 隧道施工计划管理;隧道施工技术管理;隧道施工质量管理;隧道施工经济管理;隧道施工安全管理 (36)隧道施工组织设计的类型(37)隧道施工进度图的表示方式 隧道施工进度图有横道图、垂直图和网络图三种形式。 1名词解释弹性抗力,二次应力状态:隧道开挖前岩体处于初始应力状态三次应力状态:开挖隧道后引起了围岩应力的重分布,同时围岩将产生向隧道内的位移,形成了新的应力场岩体的初始应力状态,结构面,岩体,围岩,蠕变,松弛2简答题(1)地下结构体系的组成 地下结构是由周边围岩和支护结构两者组成共同并相互作用的结构体系,即地下结构支护结构周边围岩;其中以地层为主,各种围岩都是具有一定程度的自支承能力的介质,也就是说,周边围岩在很大程度上是地下结构承载的主体,支护仅用来约束地层,不使它产生过大的变形而破坏、坍塌。在地层稳固的情况下,体系中甚至可以不设支护结构而只留下地层,如我国陕北的黄土窑洞。地下结构所承受的荷载又主要来自结构体系的本身地层,故称为地层压力或围岩压力。(2) 铁路隧道围岩分级考虑的因素 在围岩基本分级的基础上,结合考虑隧道工程的特点,考虑地下水状态、初始应力状态等必要的因素进行修正。(3) 确定围岩松动压力的方法深埋隧道围岩松动压力的确定方法:1.统计法 2.普氏理论3.泰沙基理论 浅埋隧道围岩松动压力的确定方法: 浅埋隧道无法形成“天然拱”。(4)岩体的初始应力场的构成 围岩初始应力场的形成与岩体的结构、性质、埋藏条件以及地质构造运动的历史等有密切关系。一般地,认为初应力场由自重应力和构造应力两种力系构成,从而将其分为自重应力场和构造应力场两大类。(5) 典型的岩石的全应力-应变曲线分为哪四个阶段? 压密阶段(OA):原生裂隙压密过程,A点对应的应力叫压密强度。 弹性阶段(AB):原生裂隙压密和试件弹性变形,B点对应的应力叫屈服强度。 塑性阶段(BC):新生微裂隙及扩容发展阶段,新生微裂隙产生,但不会发展成宏观破裂。C点对应的应力叫峰值强度。 破裂和破坏阶段(CD):宏观破裂形成,D点对应的应力叫残余强度。(6)超前预支护的类型(7)施工中辅助导坑的类型及作用(8)在软弱围岩中,浅埋暗挖法施工的原则(9)复合式衬砌的支护机理(10)开挖面变得不稳定时可采取哪些处理措施?(11)地面沉陷要求严格时,可采取哪些措施进行隧道的掘进?(12)理想的支护结构应满足那些要求?(13)隧道开挖后,岩体所表现出来的稳定性态(14)围岩压力的类型(15)坑道开挖后的变形过程
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