【精品】课件---第三讲——单层衬砌讲稿.ppt

整体式衬砌 复合式衬砌 单层衬砌 整体式衬砌是传统的衬砌结构形式，设计截面一般较厚，经济性差。 复合式衬砌是应用最为广泛的衬砌结构形式。 缺点：不密贴，被动防水，施工步序多。 单层衬砌是在欧洲使用比较多的，瑞典、挪威等国家。 解决“密贴”问题，轮廓基本圆顺，避免局部应力集中，确保支护系统和围岩的稳定性。 单层衬砌大部分是用喷射混凝土修筑的，不需要模板、拱架等，降低造价和缩短工期。 在取消防水板的前提下，洞室开挖后立即喷射一层具有防水性能的混凝土，并根据围岩级别设置必要的支护构件，如锚杆、钢拱架等，然后根据耐久性及平整度的要求，再施作（喷射或模筑）一层或多层混凝土，构成层间具有很强粘接力并可充分传递剪力的支护体系。 德国形式 挪威形式 设计基准强度 设计基准强度 设计基准强度 设计基准强度 喷混凝土的初期强度 喷混凝土的初期强度 喷混凝土的初期强度 喷混凝土的初期强度 纤维喷混凝土的弯曲韧性 喷混凝土的粘结强度 喷混凝土的粘结强度 按岩石质量指标RQD分级 岩体的地质力学分级法 （RMR） 日本、中国铁路隧道围岩分级 巴顿岩体质量分类（Q分类) 两个概念： 物体受到荷载作用后，随着荷载的增大，由弹性状态过渡到塑性状态，这种过渡叫做屈服。 两个概念： 屈服接近度可广义的表述为：描述一点的现时状态与相对最安全状态的参量的比。相对于某一强度理论则可以定义为：空间应力状态下的一点沿最不利应力路径到屈服面的距离与相应的最稳定参考点在相同罗德角方向上沿最不利应力路径到屈服面的距离之比。 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 基于屈服接近度的洞室围岩稳定性分析 基于围岩松动圈的洞室围岩稳定性分析 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： Q值计算中，各个参数的取值是通过给定性描述赋权值的方法进行，操作简单，使用方便。 未考虑宏观地质构造（如断层、褶皱等）、地形对洞室稳定性的影响，进行“修正”。 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： 宏观地质构造影响：断层 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： 宏观地质构造影响：褶皱 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： 地形影响： 地形坡度 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： 地形影响： 河谷 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： 地形影响： 河谷 基于Q系统的洞室围岩稳定性分析 ： Q值的修正计算： 基于屈服接近度的洞室围岩稳定性分析 ： 根据实测的围岩物理力学指标，计算给出屈服接近度等值线进行评价。不仅给出了塑性区的范围，还给出了塑性区之外区域的应力集中程度的分区，表达了其稳定程度；但在屈服接近度等于零等值线以内范围，根据塑性区的大小判断围岩的稳定程度，还需在实践中进一步完善。 基于围岩松动圈的洞室围岩稳定性分析 ： 实际上是一种信息化方法。绕过了原岩应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，着重抓住它们的影响结果，即松动圈测试，完成围岩稳定性评价；但在工程设计初期，无法对松动圈的大小进行预测完成预设计。 综合分析 ： 提出分两阶段设计的思路：预设计与修正设计。施工前，根据屈服接近度对围岩进行评价，提出预设计支护参数；施工阶段，通过松动圈大小的测试，根据实测结果与预设计的符合程度，对预设计进行修正，完成整个设计。 一、喷混凝土的力学性能试验 一、喷混凝土的力学性能试验 二、喷混凝土的抗渗性 抗渗试验 用渗透系数、渗水高度表示可能更直观一些，使用起来更方便； 渗透系数与时间、水压力、混凝土厚度的关系； 粉煤灰、硅粉对抗渗的作用。 三、单层衬砌的锚杆性能要求 影响锚杆耐久性的因素的主要因素： 1、腐蚀破坏 2、脱粘 3、锚头松动、脱落或损坏 三、单层衬砌的锚杆性能要求 提高锚杆耐久性的主要措施： 1、设计方面 2、施工方面 四、单层衬砌结构受力特征试验研究 围岩压力 X2DK1+053断面（单层） X2DK1+065断面（复合） 绝对压力值都很小。 四、单层衬砌结构受力特征试验研究 X2DK1+053断面（单层） X2DK1+065断面（复合） 现场测试得到的最大压应力值仅为设计值的10%。这意味着在二次衬砌结构中由于围岩压力引起的应力很小，衬砌内的应力变化可认为是由于温度应力所引起的。 混凝土应力 四、单层衬砌结构受力特征试验研究 锚杆轴力 X2DK0+128断面右拱腰锚杆轴力实测值 对于左拱腰及拱顶部位，轴力值无论正或负，其绝对数值都很小，这主要是锚杆孔