什么是隧道支護?隧道支護是指在隧道施工過程中,為確保施工安全及隧道結構的長期穩定性,對圍巖(隧道周邊巖土體)采取的加固和保護措施。其核心目標是通過主動或被動方式控制圍巖變形,防止坍塌,并為后續工程(如二次襯砌)提供穩定的作業環境。
隧道支護的作用
1. 保障施工安全
- 防止圍巖坍塌:隧道開挖后,圍巖原有的應力平衡被打破,易發生松動或塌方。支護通過錨桿、鋼架等結構及時加固圍巖,形成臨時承載體系,避免施工人員及設備面臨風險。
- 控制有害變形:通過噴射混凝土、錨桿等主動支護手段,限制圍巖的松弛變形范圍,確保開挖輪廓穩定。
2. 提高圍巖自穩能力
- 加固圍巖結構:噴射混凝土可封閉巖體表面裂隙,隔絕水、空氣對巖體的侵蝕,延緩風化;錨桿通過“懸吊作用”將破碎巖塊連成整體,增強圍巖的完整性。
- 改善圍巖應力狀態:支護結構(如鋼拱架)為圍巖提供徑向支撐力,使圍巖由單向或雙向受力轉為三向受力狀態,顯著提高其抗壓強度。
3. 長期穩定性與耐久性
- 減少后期維護成本:合理支護可降低運營期圍巖的持續變形風險,延長隧道使用壽命,減少因結構失穩導致的修復費用。
- 防水與環境保護:支護結構中常結合防水層(如止水氈),防止地下水滲漏對結構的侵蝕,同時減少施工對周邊環境的擾動(如水土流失、沉降)。
4. 適應復雜地質條件
- 靈活應對不同圍巖等級:從硬巖到軟弱圍巖(如破碎帶、濕陷性黃土),支護方案可通過調整錨桿密度、鋼架間距等方式優化。例如,超前小導管注漿用于極破碎地層,管棚支護用于淺埋段。
- 動態調整施工參數:結合監控量測數據(如拱頂下沉、周邊收斂),可實時修正支護參數,確保經濟性與安全性的平衡。
常見支護方法(簡要)
1. 主動支護:如錨桿、噴射混凝土,通過主動施力控制圍巖變形。
2. 被動支護:如鋼拱架、格柵拱架,依賴自身剛度提供支撐。
3. 超前支護:如超前錨桿、管棚,在開挖前預加固前方圍巖。
隧道支護是隧道工程中不可或缺的技術環節,其作用貫穿施工與運營全周期。通過科學選擇支護方式并嚴格施工質量控制,可有效保障工程安全、提升結構耐久性,并為復雜地質條件下的隧道建設提供可靠解決方案。