研究报告之八.doc

淤泥地层浅埋暗挖法人行过街通道 修建技术 过街通道力学及稳定性分析 PAGE PAGE 1 淤泥地层浅埋暗挖法人行过街通道 修建技术 过街通道力学及稳定性分析 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 研究目的 1 2 施工方案 1 3 开挖过程分析 2 3.1 计算原理 2 3.2 计算结果 5 3.3 计算结论 8 4 拆撑稳定性分析 8 4.1 拆撑过程内力分析 9 4.2 拆撑过程三维分析 10 4.3 计算结论 12 5 二衬强度验算 13 5.1 计算依据 13 5.2 计算原理 13 5.3 荷载计算 14 6 结论 16 超前地质预报技术 1 概述 现代化的隧道开挖是高度机械化与工业化的生产，具备非常先进的技术，具有强大的后勤保障系统，需要高效且连续掘进。尤其在地质复杂的地下工程施工中，如果没有超前地质预报系统，在掘进过程中经过非均匀地质条件、地质破碎区、含水地层时隐藏、存在无法预计的潜在危险，可能导致：塌方、 沉陷、坍塌 、涌水、增加停工费用、人员和设备伤害、影响进度和形象。如果有超前地质预报系统那么就可以对潜在的地质缺陷提前作出提示、作好适当的施工计划和后勤保障安排、材料和设备及时准备、对于前方弱质岩层提前予以加固、确保隧洞连续向前推进、减少停工带来的费用开支。所以隧道施工中地质预报不但是必要的而且是重要的。 方斗山隧道斜井是沪蓉主干线支线石柱至忠县的全长7600m的特长公路隧道——方斗山隧道的运营专用通风巷道。其地质条件十分复杂，存在有断层、大裂隙、岩溶、突水、突泥等不良地质，为保证斜井的施工安全和施工进度，超前地质预报技术的应用显得特别重要，我们在方斗山隧道斜井施工中采用了TSP203、地质雷达和超前地质钻孔等多种超前地质预报技术相结合的手段。 2 超前地质预报技术 2.1 TSP探测的原理、方法及设备 2.1.1 TSP原理、方法 超前地质预报TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点（通常在隧道的左或右边墙，大约24个炮点）用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。数据通过TSPwin软件处理，便可了解隧道工作面前方不良地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等）和位置及规模。 采集的TSP数据，通过TSPwin软件进行处理。TSPwin软件处理流程包括11个主要步骤，即： 数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→炮能量均衡→Q估计→反射波提取→P-S波分离→速度分析→深度偏移→提取反射层。图1 TSP 203 原理图地层 图1 TSP 203 原理图 地层 或 断层 入射波前 反射波前 震源 检波器 检波器 隧道 通过TSPwin软件处理，可以获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的2D或3D空间分布。 2.1.2 设备 采用TSP203plus超前地质预报系统，TSP203原理图如图1所示。 系统主要组成： ①记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5μs和125μs，最大记录长度为1808.5ms，动态范围120dB。 ②接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为1000mV/g±5%，频率范围为0.5～5000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度＞1%，操作温度0℃～65℃ ③TSPwin软件：数据采集和处理集于一体。 2.1.3 工程实例 在方斗山隧道斜井右洞进行TSP超前地质预报。于2005年12月26日9：40时进洞做准备工作，布置炮孔和接收器孔，11：55开始采集数据，于12：30时结束。 接收器位置在JYK0+438.5，掌子面位置为JYK0+380.8，设计为24炮，1个接收器接收。通过试验，确定采用药量为40克乳化炸药。数据采集时采用X-Y-Z三分量接收，采样间隔62.5μs，记录长度451.125ms（7218采样数）。 实际钻孔24个，实际激发24炮，其中所记录的有24炮合格，符合于数据处理和解释的要求。 1 测线布置 1）接收器孔 位置：在隧道边墙，距离掌子面60.2m。 数量：隧道左边墙一个。 直径：φ43-45mm/孔深2m。 布置：沿轴径向，用环氧树脂固结，向上倾斜5°左右。 高度：离地面约1. 2）炮孔 位置：隧道的左边墙。第一