西南交大隧道施工第一次作业——单层衬砌在中国应用现状

《隧道与地下工程施工方法》课程作业1-单层衬砌在中国应用现状姓名:****学号:****学院:土木工程学院专业:桥梁与隧道工程任课教师:申玉生、刘大刚教授二〇一五年五月二十日目录单层衬砌在中国应用现状---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---1单层衬砌的概念单层衬砌是一个古老的、传统的技术,不过近几十年来由于技术的发展和进步,而赋予了新的内容。在复合式衬砌出现之前,我们采用的就是单层衬砌,但当时的单层衬砌由于技术条件的限制,主要是由模筑混凝土衬砌加上背后的压浆构成,这种衬砌目前称为整体式衬砌[1]。本文所研究的单层衬砌是一个力学概念的反映,即不设隔离层衬砌的总称,其力学动态是一体的。文献[1]中是这样定义的“由单层或多层混凝土构成的支护体系支护层与衬砌层是一体的,各层间能够充分传递剪力的支护体系,称为单层衬砌。”还有一种说法叫“单层衬砌施工法”,即开挖后立即施作喷混凝层以支护开挖洞室,并根据围岩级别设置必要的支护构件,如钢筋、锚杆和钢拱架等,过一段时间之后再喷上起衬砌作用的喷混凝土层[2]。为避免单层衬砌与喷锚衬砌的概念混淆,张俊儒博士等在总结前人成果的基础上,对单层衬砌作出了这样的定义在取消隔离层的前提下,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[3],。单层衬砌的基本构造如图1-1所示,它与复合式衬砌本质的区别就是各支护层间不设置隔离层,通过各混凝土层间径向和纵向上的抗滑移性,使得各混凝土层形成共同承载体系。为了达到后施作的混凝土层同先喷混凝土共同作用的目的,通过使之粘接成可产生共同作用的支承拱,在施作后续混凝土层之前,对暴露很久己被污染的喷混凝土表面必须采取相应措施高压水束或砂束进行处理。这样一方面可减少水化热的产生,另一方面收缩变形也发生在各层之间,避免支护结构的开裂。图1-1单层衬砌概念图---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---单层衬砌与复合式衬砌本质的区别就是各支护层间不设置防水板,其承载机理是通过各混凝土层间径向和纵向上的抗滑移性,使得各混凝土层形成共同承载体系。近似地,可以把单层衬砌结构看作“组合梁”来分析其力学特性相反地,在复合式衬砌中,由于防水板的存在,在初期支护和二次衬砌之间不传递剪力,其结构类似于“叠合梁”的力学行为,如图1-2所示。这样,在同等程度荷载条件下,单层衬砌比复合式衬砌产生的内力要小,所以可适当减薄衬砌厚度,同时也减少了开挖量和衬砌污工量,节约投资[4]。而且取消了防水板,取而代之的是耐水性很好的防水混凝土喷层,施工操作方便,可保证防水质量,有利于缩短工期。所以对单层衬砌的深入研究不仅有很高的理论价值,而且在工程实践中也可创造巨大的经济效。图1-2衬砌的承载机理2单层衬砌的结构形式单层衬砌结构形式是随着喷射混凝上技术的出现而不断发展和完善起来的,特别是湿喷技术的出现以及喷射钢纤维混凝土在隧道工程中的应用,使得隧道工程师们成功地解决了喷混凝土的防裂和耐久性问题,为单层衬砌的发展创造了良好的条件[5]。最早的单层衬砌结构形式主要是单层喷射混凝土加锚杆构成的支护体系,后来逐渐发展出现了两层或多层的喷射混凝土构造,在瑞士费尔艾那隧道的第二工区,就采用了三层喷射混凝土的合成构造,其支护形式见表2-1所示[1],。表2-2为德国建议的单层衬砌的构造形式[1],表2-3为挪威法中根据系统设计的单层衬砌结构形式[6]。国内的昆石高速公路小团山隧道行车横洞、汕头液化石油气储库工程等都是根据挪威法设计的。---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---表2-1费尔艾那隧道的单层衬砌的结构形式表2-2德国建议的单层衬砌的构造形式表2-3挪威法的单层衬砌类型---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---可以看出,国内外单层衬砌的构成,多数是采用锚...

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