1, 머리말
터널 프로젝트가 증가함에 따라 초장대 터널, 대구간 터널, 연속 아치 터널, 심부 매설 터널, 주변 암반이 약한 터널 등 전형적인 터널이 계속 등장하여 터널 건설 기술의 지속적인 개선과 정교화를 촉진하고 있습니다. 그러나 지질, 설계, 시공, 운영, 운영 관리 및 유지 보수와 같은 요소의 영향을받는 터널 엔지니어링의 특수성으로 인해 점점 더 많은 터널 질병이 발생하고 있으며 그중 일부는 차량의 정상적인 운행에 영향을 미치고 심지어 교통 안전을 위협하고 있습니다. 병든 터널의 수를 줄이려면 터널 질병의 원인과 해당 조치를 연구해야합니다. 지하 공학 동굴 건설에서 주변 암석에 대한 이해는 가장 중요한 작업 중 하나입니다. 주변 암반의 특성을 명확하고 정확하게 파악해야만 건설 중에 효과적인 조치를 취하여 건설 목표를 성공적으로 달성 할 수 있습니다.
터널 주변 암반 질환의 대부분은 느슨하고 팽창하는 주변 암반에서 발생합니다. 주변 암석의 약한 팽창은 주변 암석의 포화 압축 최종 강도가 30MPa 미만, 무결성 계수가 0.4 미만인 것을 말합니다. 공학적 특성은 주로 주변 암석 자체의 안정성 저하, 관절 발달, 암석의 심각한 풍화 등으로 나타납니다. 암석학은 대부분 이암, 진흙 미사석, 느슨한 자갈 토양으로 물에 의해 부드러워지기 쉽습니다. 시공 전에 연약하고 부풀어 오른 주변 암석의 위치를 면밀히 조사하고 설계 문서를 주의 깊게 읽어야 합니다. 건설 프로그램은 "지질학 중시, 과잉 전도, 엄격한 그라우팅, 짧은 영상, 강력한지지, 빠른 폐쇄, 부지런한 측정 및 빠른 피드백"의 원칙을 엄격히 준수하고 터널 건설에 대한 관련 규범과 표준을 엄격하게 구현해야합니다.
2. 터널 질병 분류
질병의 발현에 따라 터널 질병은 라이닝 균열, 라이닝 누출, 터널베이스 선회 슬러리 및 진흙 누출 등으로 나눌 수 있습니다. 터널 질병을 개선하기 전에 터널 질병의 원인을 조사하고 분석해야합니다. 원인을 명확하게 조사해야만 질병의 원인에 따라 표적화 된 엔지니어링 조치를 취하기 위해 표적을 지정할 수 있습니다.
라이닝 균열, 일부 굽힘의 특성, 일부 전단 발생, 일부 압축 발생과 같은. 균열이 발생하는 이유는 시공 품질 문제, 설계 결함 또는 여러 요인이 복합적으로 작용할 수 있습니다. 특정 문제만 분석하여 일반화하기는 어렵습니다. 마찬가지로 원인에 따라 대응하는 치료 방법도 달라집니다. 원인에 따라 터널 질병은 일반적으로 부적절한 경로 선택으로 인한 질병, 불합리한 설계가 질병에 예약 될 수 있으며, 질병에 예약 된 질병의 부적절한 시공 및 부적절한 질병의 유지 관리로 나눌 수 있습니다.
3, 터널 주변 암반 질환 및 그 영향
(1) 초기지지 변형 손상. 구조물 침하, 스프레이 콘크리트 균열. 대부분의 변형은 시작 아치선 위의 아치 원에서 발생하며 수십 센티미터 이상의 심각한 단면 변형으로 2 차 라이닝의 구조 범위를 침범하여 2 차 라이닝 구조 단면 크기가 충분하지 않아 초기 지지대를 제거하여 재시공해야했습니다.
(2) 2차 라이닝 손상. 주요 증상은 아치 콘크리트의 세로 갈라짐, 명백한 압출 전단 손상, 표면 콘크리트의 파공 및 노출 된 철근; 아치 바닥 벽의 조인트 변형이 엇갈립니다.
(3) 초기 지지대가 완료되기 전에 맨홀이 붕괴되고 초기 지지대가 완료된 후 가장 심각하고 비용이 많이 드는 붕괴와 같은 빈번한 붕괴.
터널 주변 암반 질환은 공학적 지질 및 수문 지질 조건의 영향 외에도 부적절한 시공 처리, 시기 적절하지 않은, 약한지지 구조 및 기타 이유와 같은 다른 이유가 있습니다. 결함이 있는 시공 방법과 불합리한 시공 절차로 인해 이 질병은 최종 콘크리트 표면에서 침하, 변형 및 침입으로 나타납니다. 터널의 지질 구조가 깨지고 약하며 굴착 후 가능한 한 빨리 고강도 폐쇄 구조 링을 형성하여 주변 암석의 과도한 변형과 이완을 억제해야하며, 이는 초기 지지대가 달성해야하는 효과이자 궁극적 인 목적입니다.
4. 터널 주변 암반 질환을 효과적으로 치료하는 방법은 무엇입니까?
(1) 굴착 방법 최적화
굴착 방법에서 굴착 영역을 너무 많이 분할해서는 안되며, 이는 가능한 한 빨리 초기 지지대를 형성하는 데 도움이되지 않으며 구조물의 무결성을 보장하기도 어렵습니다. 굴착의 상부가 완료된 후 높이의 하부는 상단 아치의 초기 지원에 사용됩니다. 주변 암석이 극도로 부서지고 약한 경우 상부 심토를 예약하고 에어 픽으로 굴착 윤곽선을 따라 슬롯을 절단하여 상부 초기 지지대를 형성하고 중앙 심토를 예약하여 굴착 표면이 너무 많이 노출되는 것을 방지 할뿐만 아니라 본체와 건설 플랫폼에 저항하는 이중 역할을 할 수 있습니다. 하부 굴착에서 취한 조치: a . 상부 강철 다리에서 심공 잠금 발판 앵커의 길이를 늘리는 등 상부 초기 지지대가 침하 및 변형되는 것을 방지합니다 (L≥5m). b . 임시 종방향 선반 및 임시 지지대 설치 등 다. "예약 보호층"과 수동 굴착을 통해 특히 굴착 표면 근처의 상부 주변 암석을 방해하지 않도록 노력하십시오.
(2) 복합 라이닝 구조의 사용.
약 팽창 암반 터널은 백 아치 복합 라이닝 구조 설계의 사용에 적합합니다. 이는 터널이 합리적인지지 조건을 가질 때 암반층이 점차적으로 에너지를 방출하고 다양한지지 라이닝 층의 내부 힘을 조정하고 3 방향 응력의 작용하에 외부 지지대의 압축 강도를 최대한 발휘하고 강철 아치가 주변 암석의 변형을 제한하기 위해 제 시간에 저항을 제공하여 내부 라이닝이 부담하는 접촉 응력을 감소시키기 때문입니다. 내부 라이닝은 주로 나중에 지속적으로 증가하는 주변 암압의 고르지 않은 팽창을 견딜 수 있으므로 라이닝 구조가 오랫동안 안정적입니다. 중국의 철도 운영 터널의 균열 된 라이닝에 대한 관련 실험 연구 및 조사에 따르면 느슨하고 부서진 지층과 약하게 팽창하는 주변 암석이있는 터널에서 바닥 압력이 종종 수직 지압에 가깝거나 더 커서 바닥 판의 균열, 터널 바닥의 부풀어 오름, 측벽 하부의 안쪽으로 이동하여 라이닝이 불안정하고 손상되는 것으로 입증되었습니다. 따라서 백 아치는 구조의 핵심 부분이며 설계 및 시공에 충분한주의를 기울여야합니다.
(3) 라이닝 구간 내 윤곽의 형태가 미치는 영향
연약 팽창 외곽 암반 터널에 대한 국내외 연구에 따르면 터널 구간 내 윤곽의 형태가 암반의 팽창에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 독일 학자들의 팽창 법칙과 유한 요소 계산에 대한 연구에 따르면 말굽 모양의 단면 프로파일의 바닥 돌출이 원형 단면 프로파일의 거의 4 배에 달하는 것으로 나타났습니다. 국내외에서 측정 한 268 세트의 지반 응력 데이터에 따르면 지각 내 특정 깊이의 수평 응력이 수직 응력보다 큰 경우가 많으며 때로는 3 ~ 5 배 더 크므로 원형 프로파일과 원형에 가까운 타원형 프로파일이 주변 암석 터널의 부드럽고 약한 확장에 적합하다는 결론을 내 렸습니다.
조사 데이터에 따르면, 클리어런스 요구 사항을 충족하기 위해 국내외 대부분의 터널은 말굽 형 섹션을 사용하고 일부는 원형 섹션을 사용합니다. 최근 몇 년 동안 터널지지 라이닝과 백 아치의 기계적 특성에 대한 우리 학자들의 실험 연구는 다른 주요 응력 하에서 말굽 섹션의 손상 모드가 백 아치와 측벽과의 연결이 구조의 약한 고리라는 것을 증명했습니다. 따라서 광대 한 주변 암석의 설계 및 시공에서 기존의 단선 및 복선 말굽 형 섹션을 기반으로 측벽과 백 아치 사이의 링 모양 연결을 사용하여 응력 집중을 줄이고 백 아치의 역할을 최대한 발휘하는 것이 적절합니다. 관자오 터널과 구이자구 터널은 백아치 라이닝이 없는 직선 벽으로 설계되어 심각한 병을 앓고 있습니다. 샹푸산 상수도 터널은 건설에서 주변 암반 지층의 확장, 직선 벽 섹션에서 말굽 모양의 백 아치 섹션으로 스트레스 조건을 개선합니다.
(4) 2차 라이닝 콘크리트 시공
터널 주변 암반 시공에서 '벽체 후 첫 번째 아치'는 위에서 아래로 특정 시공 순서가 매우 바람직하지 않습니다. 단점은 다음과 같습니다.
1) 상부가 매달리면 구조물의 변형 및 침하가 발생하고 2) 완전한지지없이 전체 구간의 시작 부분에 콘크리트 시공을 삽입하면 공정이 서로 간섭하여 NATM 시공 원칙의 효율성 및 적시성에 부합하지 않으며 3) 구조 보강 및 시공 조인트를 처리하기 어렵습니다.
하부 입면 아치를 미리 타설하여 바닥 제약 조건을 설정하고 폐쇄 루프를 형성할 수 있습니다. 바닥 콘크리트 전진은 다음과 같은 몇 가지 효과도 얻을 수 있습니다. 물에 잠겨 연화되는 것을 방지하기 위해 기초를 밀봉합니다. b . 완성된 초기 벽체 아치 지지대에 바닥 제약 조건을 설정하여 초기 벽체 아치 지지 구조와 폐쇄 루프를 형성합니다. c . 바닥 높이 아치를 앞으로 이동하여 두 번째 라이닝 콘크리트에 작용하는 하중이 강성 비율에 따라 기초 표면에 전달되고 분산되어 기초 지지력이 향상됩니다.
5. 결론
약하게 팽창하는 주변 암반의 복잡한 지질과 잦은 변화로 인해 약하게 팽창하는 주변 암반을 성공적으로 통과하기 위한 전제 조건은 지질 작업입니다. 지질 작업을 잘 수행하고 정확한 주변 암석 상태를 파악해야만 좋은 시공 계획과 효과적인 처리 계획을 올바르게 선택할 수 있습니다.
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