地下工程监控量测及新支护技术发展现状ppt 111页.ppt

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3. 地面工程与地下工程的基本区别
* 作用体系—— 地面工程： 一般只与地基相互作用， 是空间自由状态的作用体系。 地下工程： 与周围地层密切相关， 是二者共同作用体系。
* 外荷—— 地面工程： 已知的，明确的。 地下工程： 由于地质体和围岩的千 变万化性，迄今仍是有待解决的不 确定性问题。
(2)信息反馈修改设计阶段
(3)新奥法设计流程
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新奥法 设计流程
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7.信息化数据的理论计算处理 ——反分析技术（测试计算探索外荷）
* 地下工程现场位移测试值的获取 * 初步分析得到一般规律 * 假定几种外荷的组成形式和分配值 * 应用正常计算方法（如FEM法）计算 * 以计算位移值与测试位移值最近的1-2
规范 * CECS 22:90 土层锚杆设计与施工规范
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国标中关于 信息化设计和 施工的规定
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二.地下工程信息化施工实例
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1.下坑铁路单线隧道施工
* 特点—— 软弱破碎围岩，覆盖层5-20m， 全隧道采用喷射混凝土、锚杆、钢 筋网支护，突破了隧道设计规范必 须至少采用一层模筑混凝土衬砌的 规定。
New Austrian Tunnelling Method (NATM)。法国称为收敛约 束法，有些国家称为动态观测设计施工法。
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新奥法的基本要点可归纳如下：
(1)开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采 用大断面或较大的断面开挖，以减少对围岩的扰动；
(2)隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，充分发 挥围岩自身的支护作用；
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5.新奥法的基本要点
新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩 的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支 护手段及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使 围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护 的量测、监控来指导隧道和地下工程设计和施工的方 法和原则。
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，英文为
* 信息反馈状况—— 特征曲线的三阶段： 急剧变形阶段、缓慢增长阶段、基 本稳定阶段。经800天长期监测,证 明喷锚网支护的可行性和安全性。
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2. 北京地铁永安里车站施工
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* 特点—— 采用中桩支护体系的盖挖逆 作法施工，三跨刚架式三层立体结
构，跨度20.3m。该方法为国内首
地下工程监控量测及 新支护技术发展现状
徐干成
空军工程设计研究局
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本讲主要内容
第一部分 地下工程监控技术的发展
第二部分 地下工程新材料技术的发展
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第一部分 地下工程监控技术的发展
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一.引 论
1.地下工程（或地下空间）的定义
* 介质力学的角度——凡是处于千变万化的地 质体之中，其结构本身与地层（围岩）紧密接 触和相互传递作用的工程建筑物。
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4.地下工程支护结构的设计方法
地下工程支护结构的设计无论在设计原理还是计算 参数的选用上都比地面工程复杂，仿效地面结构，按假 设荷载和岩块试件的力学参数作为计算依据，不可能获 得精确的计算结果。目前，还没有一种很合理的地下支 护结构的计算和设计方法。
一般地，地下支护结构的设计都是采用以经验为基 础的工程类比设计方法，再辅助以量测为手段的现场监 控设计和计算为依据的理论分析法。如新奥法就是典型 的代表。
组外荷为选定值 * 经分析得到最理想的结果和特性曲线
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8.信息化技术的法规性文件
* GB50086-2001 锚杆喷射混凝土支护技术 规范
*ＴB10003-2005 铁路隧道设计规范 * GB50021-94 岩土工程勘察规范 * TB2035-88 铁路隧道现场监控量测
技术条件 * TB10108-2001 铁路隧道喷锚构筑法技术
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因而提高了支护体系的安全度，并不增加衬砌厚度；
(6)尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应 力集中；
(7)通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理 安排施工顺序、进行设计变更及日常的施工管理。
6.新奥法隧道设计程序
(1)施工前预设计阶段
施工前预设计是在认真研究测定资料基础上进行的， 在这一阶段，一般很难完全详细地掌握实际的工程地质和 水文地质资料，常常会有一定幅度的变动，故需要在施工 中进行地质调查和现场监控量测，确认和修正预设计。
（3）作用在支护结构上的荷载受到施工方法和施工时 机的影响；
（4）地下工程支护结构安全与否，既要考虑支护结构 能否承载，又要考虑围岩会不会失稳；
（5）地下工程支护结构设计的关键在于充分发挥围岩 自承力。
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3.地下工程施工的复杂力学过程
* 开挖 * 地质体原始地应力体系被打破 * 形成二次地应力发生变形 * 初期支护 * 抑制地层的变形 * 变形收敛 * 后期支护 * 形成三次地应力并达到力学平衡
(3)根据围岩特征采用不同的支护类型和参数，及时 施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护， 以控制围岩的变形和松弛；
源自文库
(4)在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效 地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定；
(5)二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳
定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，
次采用。 * 信息反馈状况—— 施工全过程监测数
据为：中桩最大下沉4㎜，边桩最
大下沉小于19㎜，侧向位移6-8㎜，
均小于安全允许值，证明工程安全
* 典型实例——交通隧道、地下铁道、水电输 水隧洞、城市地下商场与车库、军用洞室、大 型建筑物的地下室（深基坑）等等。
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2.地下工程的受力特点
（1）地下工程是在自然状态下的岩土地质体内开挖的， 地质环境对支护结构设计有着决定性意义；
（2）地下工程周围的地质体不仅对支护结构产生荷载， 同时它本身又是承载体；