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21歲-25歲 怒放玫瑰
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“何時歸臥鐘山石,荷插長隨手種桃。”上一句是:薄宦驅(qū)人不亦勞,久紆章服礙爬搔。
原文:
《再用前韻》朝代:宋 作者:李彌遜
薄宦驅(qū)人不亦勞,久紆章服礙爬搔。
何時歸臥鐘山石,荷插長隨手種桃。
關(guān)鍵詞:橫通道施工 測點布置變形規(guī)律 受力特征
Abstract: the channel tunnel engineering construction is in the common construction project, the construction will give the Lord tunnel negative effects, so we must carry on the research to ensure the safety of the tunnel construction. With the construction of the monitoring data of case is not difficult to find, it to the influence of lining there are laws can depend on, so you can take corresponding measures improve the construction quality and safety.
Key words: horizontal channel sensor arrangement deformation law construction force characteristic
中圖分類號:U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
橫通道施工措施以及監(jiān)測方案分析
在隧道工程中,橫向通道主要包括了車行道和人行道兩種,因為車行道的橫向開挖面積大與主隧道斜交,是一種空間力學(xué)結(jié)構(gòu),因此其對主通道的影響較大,對此類通道的研究較為廣泛。研究主要集中在兩個方面,一則是對橫洞設(shè)計與施工的研究,一則是對橫洞開挖對主隧道的影響狀況。現(xiàn)實工程中,一些工程因為隧道的地質(zhì)情況較為惡劣,不得不采用的是先對主隧道進(jìn)行襯砌后在進(jìn)行橫道施工的方式,此時橫道對主動的襯砌及其穩(wěn)定性的影響就成為了研究的一個方向。本文就以某隧道工程為測量對象進(jìn)行這方面的分析。具體的施工方案與測量措施如下:
工程是一條高速公路隧道,設(shè)計為上下行分離隧道形式,上行與下行相互隔離為了保證營運器件的安全和通暢,隧道間設(shè)置了車行橫道和人行橫道,其中車行橫道與主隧道為斜交,交叉角度為60°,隧道交叉的高度范圍8m,車行橫道開挖寬度與主隧道襯砌凈空斷面寬度設(shè)置如下圖1所示。
圖1:橫通道和主洞交叉示意
1、具體施工方案:橫向通道與主隧道相交的位置的三通區(qū)域為三維空間,其受力結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,施工設(shè)計時認(rèn)為可以采用兩種方案進(jìn)行施工,一種是主隧道開挖完成后進(jìn)行初期支護,隨即進(jìn)行橫向通道開挖和初期支護,最后統(tǒng)一進(jìn)行襯砌;一種是主隧道開挖完成后進(jìn)行常規(guī)施工,即完成襯砌然后進(jìn)行橫道開挖。經(jīng)過對方案的比較,第一種在地質(zhì)情況良好且安全維護工作到位時,具備一定的優(yōu)勢,初期支護作為一種柔性的支護可以釋放變形,對隧道襯砌施工的合理改進(jìn)較為有利;對于地質(zhì)狀況較差的則應(yīng)采用主隧道施工完成后進(jìn)行橫道開挖,可以保證施工安全,但是施工對主隧道的襯砌必然會造成二次變形和載荷狀態(tài)改變。而工程中隧道的地質(zhì)結(jié)構(gòu)為黃褐色濕性粘土,其含水量較大超過了30%,天然密度較小。隧道的圍巖構(gòu)成較為單一,綜合分析地質(zhì)情況較差,所以只能采用第二種方案對橫洞進(jìn)行施工,其主要是為了保證主隧道的安全。橫洞開挖采用多臺階施工,以此減少對圍巖的擾動,完成后進(jìn)行初期支護。
2、主隧道襯砌監(jiān)控:為了在施工中量化橫道施工對主隧道襯砌的受力與變形的影響,在主隧道施工時埋深了檢測元件,對其受力與形變進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。即在隧洞的下行車道橫通道兩側(cè)分別設(shè)置了斷面檢測點,測量的項目包括了初期支護與襯砌之間的壓力改變,襯砌混凝土的應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、凈空收斂、拱頂下沉等參數(shù),分別按照30°為間隔設(shè)置不同的檢測元件,兩側(cè)拱腳和仰拱各個位置的襯砌內(nèi)、外側(cè)埋設(shè)了振弦式混凝土應(yīng)變計和鋼筋應(yīng)力計,主要監(jiān)測目標(biāo)是橫通道施工過程中對主隧道的襯砌力學(xué)形態(tài)的影響;在襯砌兩側(cè)還埋設(shè)了凈空收斂的監(jiān)測裝置,主要是監(jiān)測隧洞凈空的改變;同時預(yù)埋了全站儀的測點,利用全站儀對隧洞的拱頂形狀改變進(jìn)行監(jiān)測,具體的測點布置如下圖2所示。
圖2:監(jiān)測測點布置
橫通道施工對主隧道襯砌的影響分析
主隧道施工襯砌施工完成后,在預(yù)先設(shè)定的橫道位置拆除初期支護,然后對橫道進(jìn)行階梯式施工,分為三個臺階開挖并進(jìn)行初期支護。開挖進(jìn)尺的按照上中下三個階段進(jìn)行逐次開挖,并配合統(tǒng)一的進(jìn)尺比例。在研究中為了簡化計算量,更好的分析其對襯砌的變形與應(yīng)力影響,分析中僅僅利用前12m的范圍進(jìn)行計算和模擬。得出結(jié)論如下:
1、襯砌的形變規(guī)律:交叉施工位置初期支護拆除并進(jìn)行橫道施工的過程中,主隧道襯砌發(fā)生的形變可以總結(jié)為橫向與豎向,而觀測中橫向位移較小,基本不會造成負(fù)面影響。交叉位置初期支護拆除與橫道施工時主隧道襯砌的位移按照測點觀測的數(shù)據(jù)分析,其表現(xiàn)為上部下沉,下部隆起;從模擬分析中可見主隧道襯砌上部向下產(chǎn)生了位移而下部則向上產(chǎn)生位移。分別對其襯砌拱頂和側(cè)墻進(jìn)行了監(jiān)測,并對三個控制點的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計與對比,詳情見表:1,其中取XK89+076,XK89+081和XK89+086三個點為拱頂?shù)臏y控點,分析其水平與垂直方向上的形變數(shù)值,其中XK89+076和XK89+086點為墻側(cè)控點,其體現(xiàn)的橫向變化數(shù)值將幫助分析水平向位移。
表1:襯砌隨橫通道開挖變形數(shù)值
從上面的表格中可以總結(jié),主隧道的襯砌在變形中其突出的是垂直方向的形變規(guī)律,其最大幅值近12mm;隧道襯砌的下部在開挖中形成的最大水平形變?yōu)?.43mm;在測點XK89+076位置,拱頂?shù)南鲁僚c水平收斂變形明顯大于測點XK89+086位置,這就說明橫道施工對主隧道襯砌變形的影響是交叉口銳角側(cè)大于鈍角的一側(cè)(斜角情況如圖1);在開挖過程中達(dá)到7m深處,隧洞襯砌頂拱下降達(dá)到最高,然后下沉的趨勢有所緩和,而水平向位移則在4m位置最大,其后逐漸變小。從上面分析可以總結(jié)襯砌變形的規(guī)律如下:橫向通道施工會直接導(dǎo)致主隧道襯發(fā)生形變,且范圍較大;通過測量數(shù)據(jù)分析其變形在該工程中為不對稱變形,因為是斜角交叉,其銳角側(cè)變形大于鈍角側(cè),且交叉位置的局部形變較大;橫通道施工的初期對主隧道的襯砌影響最為劇烈,但是隨著橫通道的深入則對主隧道襯砌的影響呈現(xiàn)較小趨勢。
開挖中襯砌的應(yīng)力特征:橫向隧道開挖主要破壞的是主隧道的成拱效應(yīng),同時對交叉位置的襯砌產(chǎn)生了集中應(yīng)力干擾。如前分析其開挖至7m是產(chǎn)生的影響最大。此時主隧道在交叉口產(chǎn)生的集中應(yīng)力沿著軸線向外進(jìn)行不規(guī)則分布。通過對交叉位置應(yīng)力改變的監(jiān)測,可以利用交叉位置最大的應(yīng)力與交叉部分以外沒有受到的影響的應(yīng)力來進(jìn)行對比分析,由此就可以說明其施工中產(chǎn)生的應(yīng)力對襯砌的影響程度。如圖表2。
表2:主隧道襯砌應(yīng)力影響分析
注:σmax:交叉部范圍最大主應(yīng)力值;σu:為交叉部外未受影響主應(yīng)力值
從上表中可見,橫通道施工使得主隧道襯砌在交叉位置產(chǎn)生的應(yīng)力呈現(xiàn)集中狀態(tài),且銳角側(cè)的應(yīng)力大于鈍角側(cè)的應(yīng)力值,同時在交叉口的上下方向也產(chǎn)生了較大的應(yīng)力集中情況。
襯砌受力的具體情況分析:在施工中利用測點對斷面的多個位置進(jìn)行了應(yīng)力檢測,所得數(shù)值為混凝土應(yīng)力與鋼筋應(yīng)力。檢測的結(jié)果表明,在開挖一段距離后,橫道對襯砌的影響將發(fā)展為穩(wěn)定趨勢,取得穩(wěn)定后的應(yīng)力值按照鋼筋混凝土矩形構(gòu)件分別可以獲得截面安全系數(shù)。襯砌結(jié)構(gòu)各個位置的安全系數(shù)如下表3所示。
表3:襯砌各個位置的安全系數(shù)
從上表中可見:XK89+076和XK89+086測點中斷面各個部位的安全系數(shù)從8.8-48和12-58不等,且其都已經(jīng)超過了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)2.0,這說明斷面的不同位置的強度設(shè)計可以滿足施工需求,襯砌從整體看是安全的。通過比對銳角側(cè)和鈍角側(cè)測點的安全系數(shù)值,可以發(fā)現(xiàn):交叉口銳角側(cè)的襯砌安全系數(shù)相對與鈍角側(cè)略??;銳角側(cè)的襯砌結(jié)構(gòu)最小安全系數(shù)出現(xiàn)在頂拱測點,鈍角側(cè)的最小安全系數(shù)則為墻邊測點。
結(jié)束語
通過前面的監(jiān)測結(jié)果可知,橫通道在施工中對主隧道襯砌的影響呈現(xiàn)的是不對稱形態(tài),其變形規(guī)律為銳角側(cè)大于鈍角側(cè),且有使得交叉口擴大的趨勢,但是其影響隨著橫通道的深入則趨于穩(wěn)定,即影響減小。同時其應(yīng)力特征表現(xiàn)為銳角側(cè)安全系數(shù)相對小,其危險點為拱頂,所以在采用襯砌施工后進(jìn)行橫道施工,必須注意對銳角側(cè)拱頂?shù)谋O(jiān)測與防護加強。
參考文獻(xiàn):
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比賽開始了。奶奶問:“誰第一個上場?”“當(dāng)然由實驗班的老師一馬當(dāng)先啦!”媽媽聽了爸爸的話也不推辭,順手拿起吳伯蕭的《歌聲》朗讀起來。媽媽那甜美的聲音清脆悅耳,像小溪的流水,像婉轉(zhuǎn)的歌聲,爺爺、奶奶、爸爸都靜靜地聽著。
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最后輪到爸爸了。他讀的是一段外國寓言,雖然表演繪聲繪色,但是,那一口南腔北調(diào)的普通話一開始就把我們逗笑了,他把“過日子”讀成“過兒子”,把“人”讀成“銀”。