引調(diào)水工程深埋隧洞圍巖變形、支護壓力、護盾摩阻力、塌落深度和塌落體積計算方法

SL/TXXX-202XPAGEPAGE17附錄A隧洞圍巖變形計算方法A.0.1 在靜水壓力地應(yīng)力狀態(tài)下，圍巖相對變形量ε(%)可按下列經(jīng)驗公式計算：ε(A.0.1-1)式中： ε(%)——隧洞圍巖相對變形；pi——p0——初始Rcm——巖體抗壓強度Rcm，當巖體的粘聚力c和內(nèi)摩擦角φR(A.0.1-2)式中： c——圍巖粘聚力；φ——圍巖內(nèi)摩擦角。巖體抗壓強度RcmR(A.0.1-3)R(A.0.1-4)式中： Rc——mi——Hoek-Brown常數(shù)GSI——地質(zhì)強度指標。A.0.2 在靜水壓力地應(yīng)力狀態(tài)下，對于沿隧洞軸線方向的圍巖相對變形三維空間分布，也可按下列經(jīng)驗公式計算：ε(A.0.2-1)式中： εt(%)A.0.3 在靜水壓力地應(yīng)力狀態(tài)下，隧洞圍巖收斂變形量U可按下列解析公式計算：R(A.0.3-1)U=(A.0.3-2)式中： E——圍巖變形模量；ν——圍巖泊松比；c——圍巖粘聚力；φ——圍巖內(nèi)摩擦角；RP——R0——p0——初始pi——U——隧洞洞壁收斂變形。圖A-1靜水壓力狀態(tài)荷載簡化示意圖A.0.4 在非靜水壓力地應(yīng)力狀態(tài)下，圍巖變形量U可按下列解析公式計算：R(A.0.4-1)U(A.0.4-2)式中： E——圍巖變形模量；ν——圍巖泊松比；P——鉛直方向的地應(yīng)力；λ——側(cè)壓力系數(shù)，P1=1+λRP——R0——U——隧洞洞壁收斂變形；θ——由水平正方向旋轉(zhuǎn)至所求變形部位的角度；Rcm——巖體抗壓強度，且Rc——圍巖粘聚力；φ——圍巖內(nèi)摩擦角；k——與巖體強度參數(shù)相關(guān)的系數(shù)，且k=1+η——圍巖的擴容梯度，一般情況可取1。圖A-2非靜水壓力狀態(tài)荷載簡化示意圖A.0.5 在非靜水壓力地應(yīng)力狀態(tài)下，對于沿隧洞軸線方向圍巖的三維空間變形，可基于圍巖位移釋放系數(shù)u*U=(A.0.5-1)式中： u*xu0max——隧洞開挖后圍巖最大變形x——距隧洞掌子面距離，x≤0為隧洞掌子面前方，x≥0為隧洞掌子面后方。圍巖位移釋放系數(shù)u*u(A.0.5-2)式中： u0*u*x——圍巖R0——x——距隧洞掌子面距離，x≤0為隧洞掌子面前方，x≥0為隧洞掌子面后方。式A.0.3-2中RpmaxR(A.0.5-3)隧洞開挖后圍巖最大變形u0maxu(A.0.5-4)附錄B隧洞支護壓力計算方法B.0.1 隧洞噴混凝土層或襯砌的支護壓力，可按下列公式計算：p(B.0.1-1)式中： pic——作用于隧洞開挖面的壓應(yīng)力，用以反映噴混凝土或襯砌的支護效應(yīng)Rsc——噴混凝土或襯砌的材料抗壓強度設(shè)計值；D——隧洞直徑（或等效直徑）；δ——噴混凝土層或襯砌厚度。B.0.2 隧洞鋼拱架的支護壓力，可按下列公式計算：p(B.0.2-1)式中： pis——作用于隧洞開挖面的壓應(yīng)力，用以反映鋼拱架的支護效應(yīng)Rss——鋼材料的抗壓強度設(shè)計值；R——支護最外側(cè)半徑，通?？刹捎盟矶窗霃酱?；tB——d——鋼拱架埋置深度，即鋼拱架到隧洞內(nèi)壁的距離；As——型鋼拱架的橫截面積；Is——S——鋼拱架榀與榀的間距；θ——兩個阻塊節(jié)點夾角的一半（弧度）。圖B-1鋼拱架支護示意圖B.0.3 錨桿的支護壓力，可按下列公式計算：p(B.0.3-1)式中： pib——作用于隧洞開挖面的壓應(yīng)力，用以反映錨桿的支護效應(yīng)Tbf—— Sc—— Sl——圖B-2錨桿支護示意圖

附錄C護盾摩阻力計算方法C.0.1 TBM掘進的護盾摩阻力FP可按下列公式計算：F(C.0.1-1)式中： Fp——護盾摩阻力，kNLs——護盾長度，mRc——巖石單軸抗壓強度，MPaT——圍巖總體評分，可根據(jù)GB50487取值；p0——地應(yīng)力，MPami——Hoek-Brown?R——預(yù)留變形量，mm；Ei——巖石彈性模量，GPaμ——靜摩擦系數(shù)，無潤滑劑取0.45，有潤滑劑取0.25；α——掘進機選型系數(shù)，單護盾取1.0，敞開式取1.2，雙護盾取0.6。

附錄D隧洞圍巖塌落深度和塌落體積計算方法D.0.1 松動型圍巖大變形的塌落深度和塌落體積可按下列解析公式計算：L(D.0.1-1)V(D.0.1-2)式中： L——塌落深度；V——垮塌體積；R0——φ——圍巖內(nèi)摩擦角。式(D.0.1-1)中，h'為三角形塌落區(qū)的自穩(wěn)深度，如圖D-1h(D.0.1-3)σ(D.0.1-4)σ(D.0.1-5)式中： σθ——σr——k——與巖體強度參數(shù)相關(guān)的系數(shù)，且k=n——與