隧道单层衬砌技术案例分析.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 四、单层衬砌围岩 稳定性分级 根据对围岩稳定性的分析评价及单层衬砌的作用机理分析，在单层衬砌设计过程中，分两阶段进行设计：即施工前的预设计和施工过程中的修正设计。 单层衬砌稳定性分级远期应该与国际接轨，推荐采用为与Q系统相同的9级。根据我们的研究，提出了两阶段单层衬砌隧道稳定性分级。 预设计阶段单层衬砌隧道稳定性分级 施工阶段单层衬砌隧道稳定性分级 五、单层衬砌结构形式 稳定性分级 围岩稳定状态 支护机理 支护型式 I 极稳定 围岩自承 无需支护 Ⅱ 很稳定 构造支护 喷射混凝土 Ⅲ 稳定 悬吊作用 局部锚杆+喷射混凝土 Ⅳ 较稳定 悬吊作用+壳体支护 系统锚杆+喷射混凝土 Ⅴ 一般 悬吊作用+壳体支护 系统锚杆+合成纤维混凝土 VI 较不稳定 锚杆组合拱支护+加强型壳体支护 系统锚杆+合成纤维喷混凝土+钢架 Ⅶ 不稳定 预支护+锚杆组合拱支护+加强型壳体支护 超前支护+系统锚杆+合成纤维喷混凝土+钢架 Ⅷ 很不稳定 预支护+锚杆组合拱支护+加强型壳体支护 超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架 Ⅸ 极不稳定 预支护+锚杆组合拱支护+组合壳体支护 超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架+模筑混凝土 特殊设计 各级围岩单层衬砌支护机理及支护型式 单层衬砌支护形式 稳定性分级 支护型式 锚杆 喷射混凝土 钢架 超前 模筑 预留补强空间 厚度 组成 I 无需支护 5 素喷 10 Ⅱ 喷射混凝土 5~8 素喷 10 Ⅲ 局部锚杆+喷射混凝土 1~1.5 8~15 素喷 10 Ⅳ 系统锚杆+喷射混凝土 1.5~2 1.5×1.2 15~20 10 Ⅴ 系统锚杆+合成纤维混凝土 2~2.5 1.2×1.2 20~25 10 VI 系统锚杆+合成纤维喷混凝土+钢架 2.5~3 1.2×1.2 25~30 15cmΦ22格栅1.2m 10 Ⅶ 超前支护+系统锚杆+合成纤维喷混凝土+钢架 3~3.5 1.0×1.2 30~35 15cmΦ22格栅1.0m Φ25超前锚杆 10 Ⅷ 超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架 4~5 1.0×1.0 35~40 20cmΦ25格栅0.8m Φ42超前导管 10 Ⅸ 超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架+模筑混凝土 4~5 1.0×1.0 35~40 20cmΦ25格栅0.6m Φ50双层超前导管 30 10 特殊设计 六、用作单层衬砌的喷射混凝土力学指标 设计基准强度 单 位 类 别 设计基准强度（N/mm2） 道路协会 喷混凝土 18 铁道建设·运输施设 高品质喷混凝土 18 道路公团 喷混凝土 18 高强度喷混凝土 36 高强度纤维喷混凝土 36 日本 设计基准强度 EFNARC 要求强度（N/mm2） 强度划分 C24/30 C28/35 C32/40 C36/45 C40/50 C44/55 C48/60 圆柱体试件 24 28 32 36 40 44 48 立方体试件 30 35 40 45 50 55 80 设计基准强度 挪威 抗压强度（N/mm2） C30 C35 C40 C45 C50 C55 立方体试件的最小抗压强度（N/mm2） 30 35 40 45 50 55 取样试件的最小抗压强度（N/mm2） 19.2 22.4 25.6 28.8 32.0 35.2 设计基准强度 中国 等级 C15 C20 C25 C30 轴心抗压（N/mm2） 7.5 10.0 12.5 15.0 看出：我国和日本的规定水准相对较低，欧洲规范，很少有用小于C25的喷混凝土，喷混凝土的设计基准强度有向高强度方向发展。 喷混凝土的初期强度 日本 单位 类别 3小时抗压强度（N/mm2） 24小时抗压强度（N/mm2） 道路协会 喷混凝土 － 5 铁道建设·运输设施 高品质喷混凝土 1.5 8 道路公团 喷混凝土 － 5 高强度喷混凝土 2 10 高强度纤维喷混凝土 2 10 喷混凝土的初期强度 挪威 龄 期 用作永久支护的纤维增强喷射砼 用作永久支护的普通喷射砼 1小时（N/mm2） 0.5 — 4小时（N/mm2） 1.0 — 6小时（N/mm2） 1.5 0.5 12小时（N/mm2） 3.0 1.0 1天（N/mm2） 5.0 2.0 7天（N/mm2） 10.0 — 喷混凝土的初期强度 EFNARC 喷混凝土的初期强度 中国 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）中对初期强度有这样的规定，3h强度达到1.5MPa，24h强度达到5.0MPa。 纤维喷混凝土的弯曲韧性 《纤维混凝土结构技术规