深埋老黄土隧道限阻耗能型支护方法

隧道开挖后围岩会产生一定的变形和松弛,变形大小和松弛范围与隧道条件和地质条件相关,对于围岩变形量级与松弛范围不同的隧道,相应地,其具体的开挖与支护方法也有所不同。在软弱围岩中,隧道支护方法一般存在2 种理念:一是抵抗理念,要求隧道支护充分调动围岩的自承能力,使围岩尽量少地受到扰动,故支护应提供足够的刚度来抵抗围岩的变形和松弛;二是让压理念,在隧道变形量级较大的情况下,以钢架和喷射混凝土为基础的传统支护的变形能力无法与围岩变形相匹配,致使支护受到过大的形变压力而发生破坏,故要求支护刚度较低,以便支护与围岩协同变形,释放围岩压力。

抵抗理念强调强度匹配,让压理念强调变形协调,各有适用的条件,但没有绝对的界限。Hoek[1]建议隧道径向应变小于10%时采用刚性支护抵抗变形,在大于10%时采用让压支护,而目前在国内,抵抗理念为主流理念,初期支护设计着重于锚杆、钢架、喷射混凝土等强度参数的选择,较为强调支护的承载能力指标,相应忽略了变形能力指标。在既有的黄土隧道支护方法相关研究中,大多为基于抵抗理念的、以控制围岩变形为基础进行的支护强度匹配的研究,如陈建勋[2-4]、谭忠盛[5-7]等研究了黄土隧道中的锚杆效用、钢架型式及其适应条件,李树忱等[8]研究了膨胀性黄土隧道“格栅钢架+型钢钢架+喷射混凝土”的联合支护方法,周亚[9]研究了钢管混凝土代替钢拱架支护方法的研究等,其他的研究角度相对较为鲜见。

本文从综合围岩压力和变形的角度,提出隧道的能量支护理念;依托蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土段支护破坏案例,在分析初期支护变形及受力机理的基础上,论证深埋老黄土隧道中耗能支护的可行性,提出采用钢板型限阻器的限阻耗能型支护型式,建立深埋老黄土隧道限阻耗能型支护方法;依托试验段的施工试验,考察限阻耗能型支护在深埋老黄土隧道中的工作状态,并从安全性、经济性、施工进度3 个方面与原设计支护方案与加强支护方案进行对比。

《周礼·考工记》有云“天有时,地有气,材有美,工有巧。合此四者然后可以为良”。中国传统文化中,木材便是这通天接地,感应时气,材美更可巧工的良材,是中国传统建筑营造的理想之材[1]88。其历史悠久,应用广泛,在不同地域环境及民族文化的影响下呈现出多样的风格特点。然而在中国近现代文明进程中,随着新的建筑材料建造技术的涌现,传承发展数千年的木结构体系在中国逐步淡出,广大乡镇居民也转为采用砖、混凝土等材料建造新的居所。

1 隧道能量支护理念

隧道开挖后,围岩的压力与变形是密切相关的。大刚度支护变形量小,抑制了围岩变形,带来较高的形变压力;若允许围岩发生一定变形,则会显著降低围岩压力。隧道支护的关键在于处理好“抗”和“放”,即围岩压力与变形之间的关系。根据物理定律,能量为力与变形的乘积,由此可将隧道支护问题视为能量支护问题,从能量指标的角度出发,探究围岩中能量存储与分配间的关系,更为合理地指导支护设计。

隧道施工时的围岩能量关系如图1 所示。图中:A为围岩能量密度;r为隧道半径方向;σ为岩体单元应力(压力为正);ε为岩体单元应变;σci为初始状态3 轴受力下的岩体单元应力;σc为开挖后侧压力解除后的岩体单元抗压强度。由图1 可知:在隧道开挖前,围岩单元处于3轴受力状态,可以储存大量的弹性应变能。在隧道开挖后,隧道周边发生应力集中,致使围岩能量聚集(见图1(a)),此时围岩能量密度在隧道轮廓边缘处最高,在远处边界降为初始能量水平,而围岩侧向压力解除或降低,岩体单元抗压强度降低,从而储能能力降低(见图1(b)),导致隧道周边一定深度内围岩的储能能力小于其能量密度,从而产生需要释放的剩余能量。在硬岩中,剩余能量往往通过岩爆的剧烈方式动力释放,此时为了吸收动能,要求支护具有较高的吸能水平,如D-Bolt 等高吸能锚杆[10]便属此类。而在软弱围岩中,剩余能量往往通过相对温和的塑性流动大变形方式耗散掉,与之对应,便要求支护具有较高的耗能能力,这即是耗能型支护。吸能型支护与耗能型支护均属于能量型支护。

图1 隧道施工围岩能量关系

对于耗能型支护,其工作原理为:在保证围岩稳定性的条件下允许围岩塑性变形,辅助围岩利用其峰后塑性承载力充分耗散剩余能量,最终使得隧道达到稳定状态。一些大变形隧道中采用的让压元件(Yielding element)[11]及恒阻大变形锚杆/索[12]等,实质上都属于实现耗能支护的方式。

远远的他就看见权筝在大门口等着呢,权筝扶了扶眼镜跟何东招手:“这儿呢。”权筝虽然长相一般,但胖瘦适中,穿着得体,个子一米六五的样子,跟一米七六的何东站在一起还挺般配,又知书达礼,温文尔雅,且家里也是北京的,要不老何家一干人马怎么看怎么都认定长孙媳妇就是她了呢。

耗能型支护需要满足以下3 点要求:一是安全性,即提供保障围岩稳定的最小支护阻力;二是耗能性,即提供足够的变形能力,充分耗散围岩剩余能量;三是经济性,根据围岩压力特征曲线,会出现若干组满足隧道安全支护的围岩压力和变形量的解,故最后还需要结合围岩超挖量、支护造价、施工时间等因素,达到综合成本最低。

实现耗能型支护的方法一般有2 种:一是在支护环向设置耗能元件,把现有刚性支护变成柔性支护,通过耗能元件的压缩变形带动支护和围岩共同收缩变形,此类元件有可滑动钢架、衬砌应力控制器(LSC)、高度可压缩混凝土(HiDCon)和限阻器等;二是在支护背后设置耗能元件,通过耗能元件的压缩变形实现支护不变而围岩变形,此类可以采用钢筋肋、泡沫混凝土等易压缩可提供变形空间的材料。同时,还可在这2 种方法的基础上径向打设恒阻大变形锚杆/索等,以提供更大的支护阻力,提高安全性。

2 工程背景

2.1 地质概况

阳山隧道地处陕北黄土高原地区,为单洞双线重载铁路隧道,全长11.6 km。隧道出口工区起讫里程DK388+650—DK391+270,最大埋深174 m,其中洞身DK389+580—DK390+960为深埋老黄土段,此处地层岩性为第四系中更新统黏质老黄土(Q2pl),棕红色局部夹棕黄色,土体坚硬为主,夹多层古土壤层,层位稳定,钙质含量高,钙质结核局部成层,节理不发育,呈大块状压实结构。水文地质为第四系孔隙水,主要受大气降水补给,水量较小,土体塑限20%、液限33.4%,开挖未见地下水。

2.2 原支护方案

阳山隧道出口深埋老黄土段围岩级别Ⅳ土,设计隧道断面高11.1 m,宽11.2 m,面积110.0 m²,采用三台阶法施工。原设计采用复合式衬砌支护,初期支护为全环H150 格栅钢架喷C25 混凝土22 cm;格栅钢架由主筋和“8”字形连接筋组成,截面高150.0 mm,主筋直径22.0 mm,间距1.0 m;喷射混凝土24 h强度不低于10 MPa。

2.3 现场支护破坏情况及改进支护方案

上台阶施工至DK390+543.5 时,DK390+638—+639 段的右侧上、中台阶连接板偏上部位喷射混凝土出现表层脱落掉块现象(破坏断面距掌子面约95 m);施工时经历连续降雨,DK390+630—+650 段的右侧上、中台阶交界处局部出现渗水现象。随着施工的持续进行,喷射混凝土剥落及渗水现象沿纵向缓慢延伸发展,但监控量测数据无异常。施工至DK390+521.5 时,破坏现象加剧,初期支护迅速失去强度,结构沿环向产生斜向围岩侧的贯穿裂缝,格栅钢架变形外鼓,多处钢筋外露,呈错台状扭曲,裂缝沿纵向贯通至掌子面附近,如图2所示,破坏范围DK390+530—+715共185 m。

图2 初期支护现场破坏形态

支护发生破坏后,采用加强型支护(ⅤC型支护) 方案在DK390+168—+520 段施工,架设H230 格栅钢架(主筋直径28 mm,间距0.6 m),喷射300 mm混凝土。

采用加强型支护方案后,初期支护整体稳定,局部在DK390+465—+467 段出现混凝土剥落现象(距掌子面约105 m),但钢架无明显错台扭曲,喷射混凝土破坏未深入发展与纵向贯通,如图3 所示。这说明初期支护受力已达到其承载极限。

将资产管理和预算管理进行有机结合,需要对财政管理流程进行规范,进行具体实施过程中,相关单位进行财政预算管理,需要充分应用先进预算软件,相应预算管理范围内,针对增量资产支出计划纳入到其中,进行财政预算编制工作期间,需结合本单位实际情况,对其作出科学合理的评估,对预算编制进行大力完善。与此同时,在进行具体预算过程中,单位需要对增量资产预算进行科学审批,对资产进行科学合理的配置,从而保障资金配置具有较高科学性与有效性。

图3 采用加强型支护方案后的初支局部破坏现象

3 初期支护变形及受力机理

3.1 围岩含水率及初期支护变形规律

前述支护破坏段在开挖过程中,施工测试黄土含水率较低,为15.0%~17.9%,低于老黄土20%的塑限,土体较硬,初期支护无渗水现象,施工变形量小,变形规律与浅埋大断面黄土隧道变形规律相同,即拱顶沉降大于边墙收敛。

经历连续降雨后,雨水渗入下层老黄土裂隙,导致该段土体含水率逐渐增加,达到20.0%~29.5%,普遍高于老黄土塑限,围岩强度软化,初期支护在台阶连接处出现渗水,同时隧道初期支护的变形量也随着含水率的增加而增大,呈现边墙收敛大于拱顶沉降的规律,具体数据汇总见表1。

表1 围岩含水率及初期支护变形规律

施工段落初支状态破坏前破坏后围岩含水率/%15.0~17.9 20.0~29.5初期支护平均变形量/mm拱顶沉降25.6 41.0上台阶收敛17.0 69.4中台阶收敛20.2 49.7

土体含水率的持续增加导致围岩软化、自承能力降低,围岩塑性区增大,不断向初期支护塑性挤压变形,更多的围岩压力施加到支护结构上,直至超出支护的承载能力导致支护破坏。

3.2 初期支护的受力与破坏

测量并分析蒙华铁路沿线多种围岩地质条件(石质、土质,Ⅱ—Ⅴ级)和不同断面形状(单、双线)下深埋隧道的初期支护受力[13-15],结合已发表的有关实测和计算支护内力的文献资料[16-19],对此时的阳山隧道支护受力情况做出判断:隧道初期支护结构内外侧基本无受拉现象出现,支护处于小偏心受压状态为大概率事件。后期开展的限阻耗能型支护内力量测结果也验证了这一判定:深埋老黄土隧道初期支护在封闭后整体处于小偏心受压状态。

2.二十世纪初,国家为了进一步调整优化乡村学校布局,提出了撤点并校的战略部署,一些农村学校的教学点先后被撤并,但是在运行过程中暴露出越来越多的弊端,既衍生出乡镇学校的大班额,又给乡镇寄宿制学校管理带来挑战。学生周末回家存在安全隐患,义务教育阶段学校既要提供食宿、又要配备校车,使学校运行成本陡增,加之学生年龄小与家人缺乏交流沟通,家庭亲情的缺失使学生心理易产生疾病。出于综合考虑国家叫停了撤点并校,本着小学生就近入学的根本原则,一些小规模学校在后撤点并校时代被保留下来。

由于三台阶法施工带来中台阶和下台阶的应力释放,初期支护的受力关键部位位于拱部。在围岩弱化前,若初支不具备足够的安全储备,那么围岩弱化后,初支拱部的内力会很快达到支护的极限抗压强度,加之拱脚在分台阶施作时存在强度损伤,那么在综合因素的影响下,初支破坏会首先在拱脚部位发生,表现为小偏心受压的斜截面剪切破坏。拱脚部位发生破坏后,围岩及初支随即产生较大变形,围岩压力继续释放,此时初支虽遭受破坏但并未完全失效,可凭借其残余承载能力继续起到支护作用。在破坏后的变形过程中,围岩压力逐渐减小,最终与初支残余(或补强)承载能力持平,隧道围岩又达到新的平衡状态。

老黄土塑性变形能力好,塑性变形过程中不易解体,若围岩压力为松散围岩体带来的塌落荷载,不随围岩变形而减小,那么初支破坏后,其残余承载能力远低于其峰值承载能力,在塌落荷载作用下,初支遭受破坏后会在短时间内垮塌,故施加在深埋老黄土隧道初期支护上的围岩压力应以形变荷载为主,即围岩压力主要来源于支护抑制围岩变形而产生的形变荷载。

4 限阻耗能型支护的设计与施工

4.1 耗能型支护方法及适用性

由前节分析可知,深埋老黄土隧道的初期支护主要受形变压力,且因其塑性变形能力良好,故可采用耗能型支护,保护和辅助围岩塑性变形、充分耗散剩余能量;由于支护受力为小偏心受压,故可采用文献[20]中的钢板型限阻器,将其环向嵌入原初期支护受力关键部位,转变刚性支护为耗能型支护,通过限阻器受压后的屈服变形带动支护总体收缩变形,以实现控制围岩变形、释放形变压力、耗散围岩能量的目的。

4.2 限阻耗能型支护设计

限阻耗能型支护的工程设计和应用需要结合工程自身特点。对于支护未发生破坏或无法通过类似工程等获知隧道支护受力和变形特征的情况,应首先通过数值计算来确定支护的受力和变形特征,然后根据围岩超挖量、支护造价、施工时间等进行成本最优分析,选择最合适的支护参数;对于本文依托工程这种初期支护已发生破坏的情况,可基于现场观察和统计资料,分析隧道的支护受力和围岩变形特征,给出最符合现场条件的支护参数。

限阻耗能型支护的具体设计方案为:保持原Ⅳ土型支护参数不变,在初期支护受力关键部位(左、右拱脚)设置2 个钢板型限阻器,其安装位置及支护型式如图4 所示。为保证初期支护的整体性,限阻器通过连接板开孔与钢架螺栓连接,与喷射混凝土采用钢筋连接,前后两榀限阻器采用钢筋帮焊的方式连接。同时,将左、右拱脚处外扩150 mm,并预留80~120 mm变形量。

图4 限阻耗能型支护设计

支护相关性能指标取值及依据如下:根据初期支护破坏结果,支护破坏后约有一半8 字节长度的环向错台压缩量,可设计限阻器的压缩变形量为200 mm;根据工程经验和支护受力数值分析,可设定限阻器初始峰值为8.0~12.0 MPa;因初始峰值与恒阻值存在相关性,根据初始峰值,可设定恒阻值为1.0~1.5 MPa,此恒阻值大于支护破坏后钢架的残余强度,满足最小支护阻力的要求。

基于以上性能指标,结合文献[20]中的限阻器试验结果,钢板型限阻器的设计参数分别取:宽度为初期支护的厚度220 mm,竖向钢板厚度7.5 mm、高度280.0 mm,间距100.0~150.0 mm,可根据钢架间距在此区间调整。

4.3 试验段施工

选取加强段后续段落DK390+152—+168 为试验段,开展限阻耗能型支护的施工试验,其上、中台阶施工方法与具体步序如图5所示,其余步骤同原设计。支护分步施工如图6所示。

图5 限阻耗能型支护的施工方法与步序

图6 限阻耗能型支护分步施工

施作完成后,限阻器距掌子面约1.5 倍洞径时开始明显发生变形,最终压缩变形量为100~150 mm,其工作变形过程如图7 所示。初期支护变形期间,除与原刚性支护接触断面产生环向裂缝外,其他部位完好无破损,限阻器竖向钢板之间的空隙会被前期喷入的混凝土和后期挤入的围岩局部填充,上下连接板之间会产生轻微错台现象,但最大错台量未超过10 mm,不影响稳定后的后续工序施工;初期支护变形稳定后(约2.5 个月),限阻器尚未达到完全压实状态,说明围岩压力已释放充分,围岩特征曲线与支护特征曲线相交(围岩压力与支护阻力达到平衡),此时隧道系统已达到稳定,采用喷射混凝土辅以小导管注浆的方式封闭限阻器,限阻器退出工作,限阻耗能型支护转换成刚性支护,然后进行二衬施作工序。

图7 限阻器变形过程

试验段施工无支护破坏和拆换一次性实施通过,表明限阻耗能型支护可有效解决阳山隧道深埋老黄土的初期支护破坏问题,同时,由于施工期围岩压力释放充分,施工完成后的初支二衬复合支护体系能更好地应对运营期围岩劣化带来的围岩压力,拥有更高的运营期安全储备。

4.4 支护变形及应力量测

为考察限阻耗能型支护的施工力学特征,在试验段选取3 处断面,分别量测支护结构的变形、围岩应力、钢架主筋应力及喷射混凝土应力。

(2)表层涂料刷滚:缝织聚酯布粘贴12~48h,在做好防水处理的区域涂两层表层涂料,金属屋面防水处理的表层涂料总涂覆率为0.57L/m2(可以一次涂刷,但建议分两次涂刷,保持总涂覆率不变)。实际涂覆率因施工方法、金属屋面状况不同稍有差异。防水施工完毕注意做好防护工作,72h内、实干前,不得上人踩踏或进行下步工序施工造成破坏。

1)支护变形量测

图5示,与CON组相比,OPC组、IGF-1组和OPC+IGF-1组LC3-Ⅱ相对表达量分别为10.32±0.31、1.02±0.20和5.73±0.11,F值分别为5 083.113、524.294和583.542,均P<0.001,OPC与IGF-1主效应均有统计学意义,两者联合有拮抗效应;p62相对表达量分别为0.64±0.02、1.03±0.02和0.87±0.01,F值分别为1017.038、257.225和162.558,均P<0.001,OPC与IGF-1主效应差异均有统计学意义,两者联合有拮抗效应。说明OPC通过抑制 PI3K/AKT 信号通路诱导TU686细胞发生自噬。

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试验段每间隔5.0 m 处设置1 个结构变形量测断面,共设置DK390+165,DK390+160和DK390+155这3处断面,分别量测拱顶沉降(拱顶)、限阻器上、下0.5 m 处水平收敛(测线1、测线2)和下台阶开挖线上1.5 m处水平收敛(测线3)。限于篇幅,取DK390+165 断面为例进行分析,绘制其支护变形时程曲线并标注各阶段变形速率,如图8所示,图中正值表示指向洞内的变形。结合现场实际对图8进行分析,可得到以下结论。

图8 DK390+165断面处的支护变形时程曲线

(1)支护前期,DK390+165 断面的变形速率较大,但此时限阻器还未压缩变形,直到其距掌子面约1.5 倍洞径即上台阶掌子面开挖5 d 左右才开始变形。这种前期变形速率过快的现象在其他量测断面也有出现。其发生的可能原因有2 个:一是侧点靶标经常受施工扰动,变形量测干扰较大;二是围岩含水率高,喷射混凝土弹性模量低加之支护未闭合,因支护刚度低而导致。

(2)在限阻器开始压缩变形后,支护的最大变形速率为9.3 mm·d-1,出现在测线2 位置上。仰拱初支闭合后支护各测线上的变形速度均开始变缓,约在自上台阶掌子面开挖12 d 后,除测线2外,其他部位变形皆接近稳定,测线2 则按平均1.4 mm·d-1的速率持续变形,在54 d 后,测线2按0.6 mm·d-1的平均速率持续变形。

(3)最终,DK390+165 断面的拱顶变形53.5 mm,测线1 变形89.3 mm、测线2 变形144.6 mm、测线3变形91.3 mm,3条测线的水平收敛均大于拱顶沉降,拱顶沉降小于限阻器压缩变形(100~150 mm)。

DK390+160 和DK390+155 这2 处断面的支护变形量测结果与之近似,不再展开。

2)围岩压力量测

由于施工因素,围岩压力量测断面较变形量测断面稍有偏离,依次分别为DK390+163,DK390+159 和DK390+155,分别量测拱顶、左右拱脚、左右边墙和左右墙脚共7 处围岩压力。限于篇幅,取与变形分析断面对应的DK390+163 断面为例进行分析,绘制其围岩压力时程曲线图9所示,图中正值表示受压。由图9可得到如下结论。

图9 DK390+163断面围岩压力时程曲线

(1)在施工过程中,该断面的围岩压力出现先增加后减小的趋势,围岩压力一度出现峰值,之后随着限阻器的压缩屈服及大幅变形,围岩压力随之减小,其中围岩压力降幅最大的部位为变形最大的拱脚处,这说明支护变形后达到了释放围岩压力的效果,也验证了围岩压力为形变压力的分析。

±800 kV极导线与接地极线共塔线路耐雷性能及双极闭锁反事故措施分析 李倩,王学军,汪晶毅,潘春平,刘俊翔(86)

(2)拱部始终是支护受力的关键部位,施工过程最大围岩压力出现在右拱脚,为0.46 MPa,其次为拱顶和左拱脚,依次分别为0.40 MPa 和0.25 MPa,最终拱顶与左右拱脚处围岩压力分别为0.38,0.11 和0.27 MPa,其他位置最终围岩压力较小且均匀,为0.07~0.08 MPa,这一受力规律也与支护实际在拱脚处发生破坏相符。

(3)由于现场原因未测得未设限阻器段的围岩压力,通过理论分析和数值计算得到致使支护发生破坏的围岩压力在0.8 MPa 左右,综合3 个测试断面的围岩压力数据,设限阻器后最大围岩压力经测试不超过0.5 MPa,多处于0.1~0.2 MPa 水平,围岩压力的降低幅度至少为37.5%。

DK390+159 和DK390+155 这2 处断面的围岩压力量测结果与之近似,不再展开。

3)支护内力量测

绘制全部3 个测试断面的最终支护内力包络图如图10 所示,图中支护内力包括喷射混凝土和钢架主筋的净空侧和围岩侧的应力,数值以受压为正、受拉为负,蓝色虚线为各部位量测到的最小值、红色实线为最大值。结合现场实际对图10 进行分析,可得到以下结论。

图10 3个测试断面最终支护内力包络图(单位:MPa)

(1)支护各截面基本无受拉区域的存在,说明支护处于小偏心受压状态;净空侧应力普遍高于围岩侧应力,说明偏心距偏向于净空侧。

(2)支护受力最大位置在拱部,左右拱脚处喷射混凝土应力普遍小于拱顶应力,说明限阻器起到了保护支护关键部位受力的作用;同时可看到拱脚处喷射混凝土应力大于限阻器恒阻值,这一现象产生的原因,一方面支护与围岩之间摩擦作用较强,增加了拱脚截面喷射混凝土内力,另一方面限阻器受围岩和混凝土填充影响也导致恒阻值有所增加。

4月21日下午,水利部抗震救灾领导小组水电恢复组实地核查玉树地震损毁比较严重的禅古、西杭、当代等3座水电站。

(3)喷射混凝土应力最大值为32.1 MPa,对应现场位置为DK390+155 断面右拱脚,此应力值已超过C25喷射混凝土的单轴抗压强度设计值,但现场未发现明显的混凝土剥皮掉落现象,包括在28.9 MPa和29.2 MPa应力水平较高的位置,说明现场喷射混凝土抗压强度已超过30.0 MPa;其他位置喷射混凝土内力基本小于20.0 MPa,具有1.5倍以上的安全系数;钢架主筋内力最大值为230.7 MPa,远小于HRB400钢筋的抗压屈服强度,支护各截面的钢筋均拥有较高安全系数。

5 支护方案对比

分别从安全性、经济性和施工进度这3 个方面,将本文提出的耗能型支护方法设计的限阻耗能型支护方案与以强度指标方法设计的原设计支护(Ⅳ土)方案、加强型支护(Ⅴc)方案进行对比分析,综合分析限阻耗能型支护的特点与优势。

1)安全性对比

原设计支护方案和加强型支护方案并未进行受力量测,因此可从支护是否发生破坏及破坏原因的角度出发,评判对比阳山隧道深埋老黄土段3种支护方案的结构安全性,详见表2。对比可知,限阻耗能型支护方案的结构安全性最高,加强型支护方案次之。

夏冰从书房退出来,穿过旁边那道门,左拐进入后花园。月季的香味儿混在夜雾里,浮在空气中。只有在寂静的夜里,花的香味儿才如此纯净,如此浓郁。夏冰有一些陶醉了,但很快想起自己并不是来赏花的。他打算明天晚上再来。穿过后花园,有一道小门,通往河边。他准备从小门翻出去。

表2 3种支护方案的结构安全性对比

方案原设计支护(Ⅳ土)加强型支护(Ⅴc)限阻耗能型支护施工里程DK390+786—+520 DK390+520—+168 DK390+168—+152破坏情况沿隧道纵向在左、右拱脚产生了连续180 m左右的裂缝、错台个别断面在左、右拱脚产生长1 m 左右的斜、纵向裂缝,表面混凝土剥落,破坏未深入发展与原刚性支护接触断面产生环向裂缝,其他部位完好破坏原因在围岩压力作用下,拱脚处初期支护承受很大环向应力,结构受压而产生剪切破坏加强后结构刚度和强度增大,同时围岩压力和结构内力增加,加之施工期间围岩一直在劣化,结构内力易超过材料极限强度,造成结构破坏开裂限阻耗能型支护刚度低、变形量大,而原刚性支护变形量小,变形差异导致环向开裂结构安全性初期支护结构大面积破坏,不安全初期支护结构安全富裕不足,存在安全隐患围岩压力释放充分,初支二衬整体有安全富裕

2)经济性对比

限阻耗能型支护方案为在原设计支护基础上的初期支护优化方案,当围岩压力充分释放后,二衬及其他工序可按照Ⅳ级的标准设计与施工,二者直接成本差别较小;而加强型支护方案则需采用Ⅴ级标准。在综合考虑工程造价后,限阻耗能型支护方案比加强型支护方案节省直接成本1.4万元·m-1。

3)施工进度对比

玛格利特提出的个体的记忆责任,也适用于中国人。今天,我们已经有纪念南京大屠杀遇难同胞的设施,出版了众多的历史著作,这些均可纳入公共记忆机制中。而记忆的分工告诉我们,无论公共机制如何多样或稳定,都无法让个体免于交流记忆的责任。如果个体只是被动接受最基本的、千篇一律的大屠杀的表象,而不相互沟通的话,那么,有关南京大屠杀的记忆将会变得僵化而狭隘。

限阻耗能型支护方案的施工进度优于加强型支护方案,稍慢于原设计支护方案。Ⅳ级围岩日进尺2 个循环为4.0 m,Ⅴ级围岩日进尺2 个循环为2.4 m;由于限阻器重量大、安装精度要求高,采用人力施工难度较大,工人施工熟练程度不足,加之需要安装量测元件,导致施工进度偏慢,平均1 d 不足2 个施工循环为3.2 m。虽然限阻耗能性支护方案施工进度较慢,但这可规避更耗时费力的支护破坏拆换返工风险,而且随着隧道机械化施工的全面配套升级,限阻器安装带来施工进度问题会得到解决。

4)综合对比

限阻耗能型支护方案可以有效解决支护破坏问题,并给隧道整体支护结构在后期工作留足安全系数,在安全性方面优于原设计支护方案和加强型支护方案,在造价上也比加强型支护方案节省了1.4万元· m-1,故限阻耗能型支护方案既能增加隧道安全性,又可有效降低施工成本。

鞍山分公司提高加油站员工销售润滑油奖励幅度,奖励标准不断细化,针对车润、车辅及高端汽机油均设置不同奖励额度,提升员工销售昆仑润滑油热情。此外,鞍山分公司组织开展了多场员工内购活动,领导班子带头购买昆仑高端汽油机油,多场活动共销售KR8及以上高端汽油机油1000余桶。截至9月20日,鞍山分公司实现车用油销量1430.64吨,同比增长54%。

[2]Doug K.Evaluting the impact of environmental inter protection,a review of three research studies,Comlotion for Education in the outdoors:Research Symposium Proce edings,1996,4(2).

综上,从结构安全性、经济性和施工进度方面综合比对,限阻耗能型支护方案的优越性明显。

6 结 论

(1)针对目前国内软弱隧道的支护设计往往片面强调支护的承载能力而忽略其变形能力,导致支护变形能力不能适应围岩变形而发生破坏的问题,综合力与变形的能量理念,提出更为合理的指导软弱围岩隧道支护的限阻耗能型支护方法。

(2)依托工程老黄土含水率增大软化后不断向初期支护塑性挤压变形,隧道围岩压力以形变压力为主,初期支护整体处于小偏心受压状态,在此受力状态下可采用基于限阻器的耗能型支护,通过限阻器环向压缩带动支护随围岩共同变形来释放围岩压力、耗散剩余能量。

(3)根据依托工程现场支护破坏先验资料,采用竖向钢板厚7.5 mm、高280 mm、间距100~150 mm的钢板型限阻器满足安全性和耗能性要求,将其环向嵌入初期支护的左右拱脚位置形成限阻耗能型支护,能够治理蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土的初期支护破坏问题。

(4)根据试验段施工与测试,限阻器在距掌子面约1.5倍洞径时开始压缩变形、最终压缩变形量为100~150 mm;随着支护的持续变形,支护受到的围岩压力有减小现象;受支护与围岩间的摩擦作用和限阻器局部填充导致恒阻值增加的综合影响,支护各部位内力值皆高于限阻器设计恒阻值,但均处于安全状态,支护除特殊情况外无破损现象;初期支护变形稳定、围岩压力释放充分后封闭限阻器、施作二衬。

(5)限阻耗能型支护既增加了支护的安全性又降低了工程造价,相比加强型支护节省直接成本1.4万元·m-1,优越性明显;但限阻器重量大、且工人施工熟练度不足导致施工进度较慢,为保证施工质量和作业效率,还应与隧道机械化施工配合发展。

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