地下隧道如何支撑?地下隧道是交通、公用事业和城市发展的关键基础设施。其结构稳定性依赖于针对地质条件和项目要求而定制的复杂工程技术。本文探讨了用于支撑地下隧道的关键方法和技术,并从实际实践和学术研究中汲取了深刻见解。
1. 临时支撑:
在隧道开挖时,安装临时支撑(如钢套、木材或专用盾构)以防止坍塌。在许多现代方法中,隧道掘进机 (TBM) 不仅挖掘,还在表面后立即安装预制混凝土管段或喷射混凝土(一种速凝混凝土)。这种快速支撑可最大限度地减少变形并在工作进展过程中稳定空腔。
2. 永久衬砌和加固:
隧道掘进后,将建造永久衬砌。在岩石隧道中,衬砌可能由混凝土、钢筋或两者的组合组成——通常用岩石螺栓加固,将衬砌锚固到周围的岩体上。这形成了一种复合结构,隧道衬砌和天然岩石共同作用,形成一个拱形结构,可以安全地分配覆盖层载荷。
3. 传统支撑方法
a) 钢拱支撑
钢拱支撑广泛用于周围岩石或土壤不稳定的隧道。这些预制钢框架在开挖过程中安装,以提供即时结构加固。例如,在中国的洛江隧道中,钢拱支撑与喷射混凝土相结合,以稳定周围的岩石。
b) 岩石螺栓和喷射混凝土
岩石螺栓涉及将锚钻入隧道壁以粘合松散的岩层,而喷射混凝土(喷射混凝土)形成保护壳。这种方法被称为新奥法(NATM),在雪峰山隧道中应用,以应对复杂的地质条件。
c) 混凝土衬砌
永久性混凝土衬砌在开挖后浇筑,以承受长期荷载和地下水压力。在铜锣川隧道中,预制混凝土管片用于加固隧道结构。
隧道支护系统是地质、工程创新和持续监测的协同作用。从传统的岩石锚杆到人工智能增强型 TBM,这些方法确保了地下结构的安全性和使用寿命,使现代城市能够在地下蓬勃发展。