第四章-类比分析法

地下结构设计原理与方法地下结构设计原理与方法第四章类比分析法§4.1类比分析法原理类比分析法有直接对比法和间接类比法两种。直接对比法：一般是以围岩的岩体强度和岩体完整性、地下水影响程度、洞室埋深、可能受到的地应力、工程的形状与尺寸、施工方法、施工的质量以及使用要求等方面的因素，将设计的工程与上述条件基本相同的已建工程进行对比，由此确定设计参数。地下结构设计原理与方法间接类比法：一般是根据现行围岩分级表和不同级别围岩中支护结构的设计参数或标准图，确定拟建工程的支护类型与参数。应用工程类比法确定支护参数的设计程序:初步设计阶段的工作：根据选定的洞轴线和掌握的地质资料，粗略初步划定围岩级别，然后结合工程尺寸，按照设计参数参考表，初定支护类型参数，并由此计算工程类，上报工程概算经费。施工阶段设计工作：在对围岩地质条件又比较细致和深入了解后，详细分段划定围岩级别，进行施工阶段支护参数设计。地下结构设计原理与方法施工阶段围岩级别的确定：应组织地质勘察、设计、施工技术人员共同深入现场，按围岩分级表的要求，逐段分析围岩稳定性并加以素描，以洞室的地质展示图及参数设计图的成果形式表达出来，在图上分段标明所划定的围岩类别和选用的支护类型与参数。地下结构设计原理与方法地下结构设计原理与方法§4.2铁路隧道各级围岩衬砌设计参数简介⒈喷锚衬砌的设计参数（喷锚衬砌内部轮廓线应比整体式衬砌放大10cm做，必要时内侧补强衬砌用）围岩级别单线隧道双线隧道Ⅰ喷砼厚5cm喷砼厚8cm，必要时设置锚杆，长1.5～2.0m，间距1.2～1.5mⅡ喷砼厚8cm，必要时设置锚杆，长1.5～2.0m，间距1.2～1.5m喷砼厚10cm，锚杆长2.0～2.5m，间距1.0～1.2m，必要时设置局部钢筋网地下结构设计原理与方法注：①边墙喷砼厚度可略低于表列数值，如边墙围岩稳定，可不设锚杆和钢筋网；②钢筋网的网格间距宜为15～30cm，钢筋网保护层厚度不应小于2cm。不宜采用锚喷衬砌的情况：①地下水发育或大面积淋水地段；②能造成衬砌腐蚀或膨胀性围岩的地段；③最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段；④有其它特殊要求的隧道。地下结构设计原理与方法⒉预留变形量（mm）围岩级别单线隧道双线隧道Ⅱ-10～30Ⅲ10～3030～50Ⅳ30～5050～70Ⅴ50～7070～100Ⅵ70～100设计确定注：①深埋、软岩隧道取大值；浅埋、硬岩隧道取小值；②有明显流变、原岩应力较大和膨胀性围岩应根据量测数据反馈分析确定。地下结构设计原理与方法⒊复合式衬砌初期支护及二次衬砌的设计参数⑴单线隧道复合式衬砌的设计参数围岩级别初期支护二次衬砌cm喷射砼厚度cm锚杆钢筋网钢架拱墙仰拱拱墙仰拱位置长度m间距mⅡ4------25-Ⅲ6-局部设2.01.2～1.5--25-Ⅳ1010拱、墙2.0～2.51.0～1.2必要时设-3030Ⅴ1414拱、墙2.5～3.00.8～1.0拱墙仰拱必要时设3535Ⅵ通过试验确定地下结构设计原理与方法⑵双线隧道复合式衬砌的设计参数围岩级别初期支护二次衬砌cm喷射砼厚度cm锚杆钢筋网钢架拱墙仰拱拱墙仰拱位置长度m间距mⅡ5-局部设2.0～2.51.5--30-Ⅲ1010拱、墙2.0～2.51.2～1.5必要时设-3535Ⅳ1515拱、墙2.5～3.01.0～1.2拱墙仰拱必要时设3535Ⅴ2020拱、墙3.0～3.50.8～1.0拱墙仰拱拱墙仰拱4040Ⅵ通过试验确定地下结构设计原理与方法注：采用钢拱架时，宜选用格栅钢架，喷射砼保护层厚度不应小于4cm。自稳时间短、初期变形大的地层，或对地面下沉量有严格限制时，应采用型钢钢架。根据围岩条件不同，可选择仅在隧道拱部设置的钢架或在拱部及墙部设置开口式钢架。在软弱围岩中应采用封闭式钢架。格栅钢架主筋的直径不宜小于18mm，钢拱架的保护层厚度不应小于4cm，钢拱架间距不宜大于1.2m，各排钢架间应设置钢拉杆，其直径宜为20～22mm。松散、破碎或膨胀性围岩中宜采用钢筋网喷射砼做初期支护，其厚度不小于100mm。钢筋网应以直径6～8mm的钢筋焊接而成，钢筋间距宜为150～250mm，钢筋网搭接长度应为1～2个网孔。地下结构设计原理与方法§4.3公路隧道各级围岩衬砌设计参数简介⒈锚喷衬砌设计参数围岩级别单车道双车道Ⅰ喷砼厚度6cm喷砼厚度6～10cm，必要时设锚杆，长度1.5～2.0m，间距1.2～1.5mⅡ喷砼厚度6～10cm，必要时设锚杆，长度1.5～2.0m，间距1.2～1.5m喷砼厚度8～12cm，设锚杆，长度2.0～2.5m，间距1～1.2m，必要时配钢筋网Ⅲ喷砼厚度8～12cm，设锚杆，长度2.0～2.5m，间距1～1.2m，必要时配钢筋网喷砼厚度10～15cm，设锚杆，长度2.5～3.0m，间距1m，配钢筋网地下结构设计原理与方法注：①Ⅳ级及以上围岩采用锚喷衬砌时，设计参数应通过试验定；②边墙喷砼的厚度，可取表列参数的下限值；如边墙围岩稳定，可不设锚杆和钢筋网；③钢筋网的网格间距，一般为15～30cm，钢筋网保护层不小于2cm。地下结构设计原理与方法⒉预留变形量（mm）注：围岩破碎取大值；围岩完整取小值。围岩级别两车道隧道三车道隧道Ⅰ--Ⅱ-10～50Ⅲ20～5050～80Ⅳ50～8080～120Ⅴ80～120100～150Ⅵ100～150120～170地下结构设计原理与方法⒊单车道隧道复合式衬砌初期支护设计参数围岩级别单车道Ⅲ喷砼厚度5～10cm，设置锚杆长度2m，间距1～1.2m，必要时设局部钢筋网Ⅳ喷砼厚度10～15cm，设置锚杆长度2～2.5m，间距1m，必要时设配钢筋网Ⅴ喷砼厚度15cm，设置锚杆长度2.5m，间距0.8～1m，设钢筋网，应施作仰拱Ⅵ喷砼厚度20cm，设置锚杆长度3.0m，间距0.6～0.8m，设钢筋网，必要时设钢架，应作仰拱注：采用钢架时，宜选用轻型钢材制作；钢架的喷砼保护层不小于4cm。地下结构设计原理与方法4.两车道隧道复合式衬砌的设计参数围岩级别初期支护二次衬砌cm喷射砼厚度cm锚杆m钢筋网钢架拱墙仰拱拱墙仰拱位置长度间距Ⅰ5-局部设2.0---30-Ⅱ5～8-局部设2.0～2.5---30-Ⅲ8～12-拱、墙2.0～3.01.0～1.5局部@25x25-35-Ⅳ12～15-拱、墙2.5～3.01.0～1.2拱墙@25x25拱墙3535Ⅴ15～25-拱、墙3.0～4.00.8～1.2拱墙@20x20拱墙仰拱4545Ⅵ通过试验确定注：有地下水时，可取大值；无地下水时，可取小值。宜选格栅钢架地下结构设计原理与方法5.三车道隧道复合式衬砌的设计参数围岩级别初期支护二次衬砌cm喷射砼厚度cm锚杆m钢筋网钢架拱墙仰拱拱墙仰拱位置长度间距Ⅰ8-局部2.5-局部-35-Ⅱ8～10-局部2.5～3.5-局部-40-Ⅲ10～15-拱墙3.0～3.51.0～1.5拱墙@25x25拱墙4545Ⅳ15～20-拱墙3.0～4.00.8～1.0拱墙@20x20拱墙仰拱50钢筋砼50Ⅴ20～30-拱墙3.5～5.00.5～1.0拱墙双层@20x20拱墙仰拱60钢筋砼60钢筋砼Ⅵ通过试验确定注：有地下水时，可取大值；无地下水时，可取小值。宜选格栅钢架。