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隧道支护结构体系是围岩稳定性控制的关键,也是隧道设计的基本任务,而对支护结构之间相互作用过程和机制的系统认识则是定量化设计的基础. 本文从隧道围岩结构性和支护作用的本质特征出发,提出隧道支护具有"调动"和"协助"围岩承载的基本作用,明确了二者的功能分配原则和实现方式,即分别通过超前支护的保障作用、初期支护的核心作用和二次衬砌的储备作用共同完成;针对围岩的正面挤出、前倾式冒落和后倾式冒落等三种超前破坏模式,分别给出了相应的超前支护方式和支护效果评价方法;提出初期支护作为隧道围岩附加载荷的主要承担者,包括锚固体系与拱架及喷射混凝土结构,分别通过"调动"和"协助"围岩实现其承载功能,且同时具有"支"与"护"的作用;阐明了二次衬砌结构作为储备功能的内涵,建立了二次衬砌结构的载荷分担比率与刚度匹配性、支护时机的关系,并据此给出了二次衬砌结构参数和施作时机的建议值;建立了以围岩变形量$S$小和协同度$\xi$优为目标,基于超前支护、初期支护和二次衬砌与围岩相互作用三阶段的协同支护优化模型,明确了支护结构体系与围岩、不同支护结构之间以及支护结构要素之间三个层次的协同关系,并提出了隧道支护结构体系协同优化设计方法.
关键词: 隧道工程, 支护结构体系, "支护——围岩"动态作用, 协同作用, 支护结构设计
Abstract:
Tunnel support structure system is the key of controlling the stability of surrounding rock, which is also the basic task of tunnel design, while systemic understanding of the process and mechanism of interaction among support structures is the basis of quantitative design. This paper embarks from structural property of tunnel surrounding rock and the constitutive property of support effect, the basic function of tunnel support that "mobilizing" and "assisting" surrounding rock bearing is put forward, of which the function distribution principle and realization way are clarified, namely, through the guarantee role of advanced support, the core role of primary support and safety reserve role of secondary lining to complete. In view of three advanced failure modes including the positive extrusion, the forward type caving and posterior tilt falling of surrounding rock, the corresponding advanced support pattern and its effect evaluation method are given respectively. The primary support is the main undertaker of tunnel surrounding rock additional load, including the anchorage system and the arch and shotcrete structure, whose bearing function is carried out by "mobilizing" and "assisting" surrounding rock respectively, and also have the function of "bracing" and "protecting". The connotation of secondary lining structure as security reserve function is illuminated. The relationship between load sharing ratio and stiffness matching and support time of secondary lining structure is established, according to which the suggestive values of structure parameters and support time of secondary lining are provided. The collaborative support optimization model is set up based on the three stages of the interaction between advanced support, primary support, secondary lining and surrounding rock, whose targets are minimizing surrounding rock deformation S and optimizing synergy degreeξ. Three levels of synergy including relations between support structure system and surrounding rock, different support structures and different support structure elements are clarified. And a collaborative optimization design method for tunnel support structure is proposed.
角钢卷圆机,又称角钢法兰机,角铁法兰机,是用于加工角钢法兰盘的..设备。可根据不同的需要*换轧辊,可卷角铁,三轧辊在工作时可调校轧辊间隙,液压角铁卷圆机有预弯功能,节省材料。角钢扁钢规格型可以从2#-5#,..卷圆直径250毫米,卷圆速度每分钟2米。配合卷圆机,咬口机,手动折边机,牛头剪板机配套使用,是通风管道现场制作的..经济的流水线,克服了远程制作和交通运输麻烦的缺点
随着计算机、智*化、自动化的逐步普及,机械设备的智*化、自动化控制也将成为一种趋势。数控型工字钢冷弯机的出现,可谓是顺应时代和工程需求。我公司推出的触摸屏式电脑全自动工字钢弯拱机,它采用触摸式电脑屏界面操作,PLC可编程控制器整机控制。装置自动化程度高,操作简便、参数可设置和集中显示。具有可操作性,高速稳定性和耐久性等优点。是集光、机、电、气、液多种控制于一体的高科技、高附加值新产品。
数控液压弯拱机冷弯机概述 :
万泽锦达智*冷弯机采用电脑进行编程,输入程序编程,使液压操纵系统定位准确,所弯型钢成型误差小,效率高、操作方便。数控冷弯机是隧道支护钢拱架加工制作的新型设备。它由底座、机械传动、冷弯系统、液压系统、电器控制系统和辅*助系统等六大部分构成.
数控液压弯拱机冷弯机主要参数:
型材规格 14-30工字钢
弯曲半径 ≥1.5m
油缸推拉速度 8-15mm/sec
主动轮转速 7-10r/min
液压系统动力 25mpa
总功率 11.9kw
整机质量 2380kg
数控液压弯拱机冷弯机优点:
(区别于传统机械式和液压式,数控弯拱机有着以下的优点。)
1,控制方面:数控弯拱机有PLC程序控制器控制,全液压系统自动读数器可手动控制也可数控控制。
2,操作方面:进料,可进可退,油缸进度尺寸自动定位无*人工测量,弯曲尺寸自动读数
3,安*方面:双重自动关机系统,到达设计尺寸自动关机,**线刹车系统,无料时自动关机。
隧道施工是现在建设重要的一环。而隧道施工存在这很多的危险隐患所以对前期的支护,是重中之重的。可能很多人并不了解什么是隧道支护,其实支护是为了隧道挖掘工作的,采取的支持、加强、覆盖围岩的构件或其他措施。在岩石软弱破碎的环境下施工,有效的支护非常关键。它能保障施工的,能加快工程的进度。对于隧道支护的相关知识,大家是否想要了解更多呢?接下来贤集网小编来为大家介绍更多关于隧道支护的知识,包括:隧道支护施工四大施工工艺流程、施工要求、初期支护常见问题及防治措施。一起来看看吧!
隧道支护施工四大施工工艺流程
一、喷射砼施工
施工工序:清理岩面→初喷砼→系统锚杆→挂钢筋网→复喷至设计厚度。
施工方法:采用湿喷机作业,砼由洞外拌合站集中拌料,砼运输车运到工作面。喷射砼前,先用水、高压风对岩面粉尘、松动岩石和杂物进行清理,并使岩面保持一定的湿度。喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行。
(1)喷射砼采用6m3/h湿喷机,湿喷料由洞外拌和楼集中拌料,运料车运到工作面。
(2)喷砼:喷射砼前,用高压风Ⅴ类围岩段可用高压风、水将岩面粉尘和杂物进行清理,喷射作业应分段、分片、由下而上顺序进行。初喷砼厚度不小于2~4cm。格栅拱架等安装完后进行复喷砼作业,喷至设计厚度。
二、锚杆施工
施工工序:钻孔→清孔→注浆→插入杆体。
锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须,锚杆要除去油污、铁锈和杂质。先用凿岩机按设计要求钻锚杆孔眼,达到标准后,用高压风孔内岩屑,然后用注浆泵将配制合格的砂浆压入孔内,后将加工好的杆体插入孔内,砂浆强度达到设计要求后安装垫板和螺帽。
三、钢筋网施工
预先在洞外加工成适合施工的大片,锚杆施作好后进行钢筋网的铺装,将洞外加工成片的钢筋网应随高就低紧贴初喷面,用冲击孔打浅孔埋膨胀螺栓,钢筋网固定于螺栓上,用电焊焊于锚杆尾部,固定牢固。
四、钢拱架
开挖面初喷后,测量放线,人工安装钢架,用纵向钢筋连接,拱脚置于牢固的基础上。钢架与围岩间隙用喷砼喷填,间隙过大时用砼楔块顶紧,必要时加大拱脚或设置锁脚锚杆。
施工工序:初喷→拱架制作→安装→纵向联接筋加固→锁脚系统锚杆→喷砼。
(1)拱架制作:格栅拱架在洞外加工房按设计加工,每节两端焊上连接板,用螺栓连接。保证边接点焊接符合规范要求。
(2)安装:根据开挖方法先安装拱部,为了使拱部拱架便于与下部连接,上部拱脚开挖高度应低于上部开挖底线15~20cm,安装拱部时在拱脚处垫上垫板和砂垫层并用锁脚锚杆锁固。下部开挖后及时安装边墙拱架。安装好的拱架用纵向连接筋连成一体。Ⅲ级围岩段采用整体安装。
(3)安装好的拱架在拱脚处打好锁脚锚杆。
(4)横向和高程误差为±5cm,垂直度±2°,左右纵向误差±5cm。
(5)拱架安装好后,在岩壁与拱架之间用砼预制块填塞作为传力点,间距视现场实际情况控制在0.8~1.0m。
(6)钢拱与围岩之间的超挖用喷砼回填,保护层厚度不小于4cm。
隧道支护施工要求
1、隧道施工应作为标准工地建设的重点,认真编制工地实施标准,规划,合理安排,规范指挥行为、作业行为和现场生产设施,实施标准化管理。
2、实施性施工组织设计要按照《规范》、《安规》和设计要求,结合地形、地貌和水文地质条件,科学选定开挖、支护、衬砌方法和工艺,制定详细具体的技术措施。施工中应根据地质条件的变化及时补充完善,并认真做好教育和技术交底。
3、软弱围岩、不良地质、特殊地质或浅埋、偏压、滑坡地段隧峒,应组织技术论证,确定钻爆、掘进、支护方案。
4、峒内通风管、高压风管、水管、照明线、输电线、运输道路、人行道路要统一规划,加强维修,做到布设整齐,状态良好。机械设备要固定存放位置,料具堆码整齐,专人负责保管。
5、峒内施工应由值班领工员统一指挥,按施工组织设计合理安排开挖、衬砌和运输作业,减少交插和相互干扰。
6、爆破开挖应做出爆破设计,采用光面爆破或预裂爆破技术必须严格控制周边眼间距、外插角和装药量等参数,减少对围岩的扰动及超欠挖数量。
7、爆破起爆后,应派专人进行检查,处理危石、悬石,并设人监护。确认后,其他人员方准进入作业面。做好峒内防尘,降低粉尘浓度。
8、临时支护应以设计文件和规范为准,一般情况下大距离不大于两茬炮的进尺距离。
9、隔栅拱架和喷锚支护要严格按设计标准控制拱架排距和锚杆间距、锚杆长度、方向和砼喷射厚度,并认真填写《喷锚支护施工记录》备查(铁路隧道施工技术规范附录五)。检查锚杆抗拔力,每300根锚杆抽样1组,每组不少于3根。
10、改变临时支护类型、标准,必须经项目经理部审批,设计、监理同意。严禁施工现场自行降低支护标准。
11、及时调整开挖和衬砌进度,控制未衬砌段的长度。一般情况下不得大于80米。特殊地质不良地段衬砌作业面应紧跟开挖作业面。
12、隧道各工序展开施工后,应尽早安排峒门施工。一般情况下,衬砌完成50米即应做好峒门端墙、翼墙。任何情况下,衬砌完成100米(单口)以上时,必须做好峒门。
13、峒内通风系统应做出设计,采取综合防尘措施,定期测试粉尘和有害气体浓度。通风设施制定维修使用制度,专人负责。通讯设备应优先安排,保证及时供应到位。
14、成峒地段,供电线路必须正规架设。未成峒段必须采用低压照明、动力线电缆供电,并应固定位置架空敷设。
15、 应建立严格的领用、退库制度,严禁库外存放,现场领工员应具体负责领用审批,掌握领用和退库数量。
16、运输轨道、道路应设专人养护,电瓶车司机和联络员要建立可靠的信号联系,实行呼唤应答制度,严禁非司乘人员搭乘运输车辆;无轨运输道路应保持路面平整,及时疏排积水。有条件时,应在人行道和运输道路之间设置隔离标志;峒外临时便道和卸碴线路要明确技术标准,保证需要。
17、峒内、峒外都应设置宣传标语和警示标志,使作业人员随处可见,提高“三不伤害”的防范意识。
18、专职安检人员每班都要对施工现场进行一次检查,尤其是要注意加强对围岩和临时支护状态的检查,不放过任何微小变化,并应逐级做好记录。发现问题及时提请领导采取措施,妥善处理。施工技术部门要认真做好临时支护变形的观察、量测,并认真做好记录和数据处理工作,据以修正支护参数,改进施工方法。
19、隧道施工应制定防坍塌、涌水、瓦斯等抢险预案,配备必要的抢险机械、物资,明确组织和人员分工,出现问题迅速采取措施,减少影响和损失。
一种金属加工方法。在室温下将金属材料板、带材用机械弯曲成一定形状和尺寸的型材。其产品称为冷弯型材。冷弯的优点是:可以生产轧制不能生产的各种特薄、特宽和形状复杂的型材;节省金属材料;;制品机械性能好。常用的加工方法有辊弯、压弯、拔弯和折弯。
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常温下将金属板带材经弯曲变形制成型材 (或零件)和焊管管筒 (见辊式成形)的金属塑性加工方法。广义的冷弯变形包括折弯、辊模弯曲、三辊弯板、连续辊轧弯曲等。由于连续辊弯成形所生产的型材和焊管管筒产量大,产品定型,因此狭义的冷弯变形就是指这一种特定的弯曲变形。其产品称为冷弯型材,半成品即焊接管管筒。
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冷弯型材的*一次公开报导是1855年美国纽约修建办公大楼时用了铆接工字梁。连续辊弯成型机组1910年始建于美国,此后冷弯型材生产则大力发展起来。与热轧型材比,冷弯型材尺寸精*、外表光洁、具有热轧无法生产的异形断面形状、相同重量下抗弯和抗扭性能好,因而使用冷弯型材能节约金属百分之三十*上。此外生产方式简单,设备投资不大。故冷弯型材生产不断得到发展。一般先*产钢冷弯型材占轧材总量的2%~4% (*高达5%)。
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冷弯型材用原料:常用的是低碳钢、铝、铜等板带材,此外还有不锈钢、钛金属、复合金属的板带。碳钢板带厚度为0.15~3.2mm,热轧板带厚度为1.2~25.4mm。铝板带厚度为0.13~25.4mm。据报道,不少已能生产厚达32mm的冷弯型钢。原料宽度根据成品的断面展开长度确定,由纵剪机剪成板带材进入成型机组,由一对相对转动的成形辊依次弯曲成所要求的成品形状,如图1所示;板料的成形过程。
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分为从单张板材弯成单件型材的单张生产方式、以整卷带材为原料生产型材的成卷生产方式和以卷材为原料并将其头尾对焊在一起的连续生产方式等3种。连续生产方式由于产品尺寸精度好、生产率高而得到更多的发展。连续冷弯型钢的典型设备组成及布置如图3所示。无论哪种生产方式,其整个工艺过程均分为原料准备、成形和精整3个阶段。
一般开式冷弯型材工艺流程为:带钢卷→纵剪→上料→开卷→矫直→切头→对焊→储料器储料→成形→矫直→切断→检查收集→打捆→称重→入库。
闭式冷弯型材工艺流程为:带钢卷→纵剪→上料→开卷→矫直→切头→对焊→储料器储料→成形→高频焊接→除毛刺→冷却→矫直→切断→检查收集→打捆→称重→入库。
如在生产线上增加冲孔、压痕、扭弯等附加工序,就可生产出各种异形冷弯型材。
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