1.一种单洞四车道公路隧道的支护方法,其特征在于,针对公路隧道不同围岩级别,采用下列的支护参数:
iii级围岩初期支护采用厚度24cm的c25喷射混凝土和间距为120cm的i18工字钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为40cm,其中钢筋直径为ф22,钢筋间距为20cm;
iv1级围岩初期支护采用厚度26cm的c25喷射混凝土和间距80~100cm的i20a型钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为50cm,其中钢筋直径为ф22,钢筋间距为20cm;
iv2级围岩初期支护采用厚度26cm的c25喷射混凝土和间距70~80cm的i20a型钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为50cm,其中钢筋直径为ф22,间距为20cm;
v1级围岩初期支护采用厚度26cm的c25喷射混凝土和间距60~75cm的i20b型钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为60cm,其中钢筋直径为ф22,间距为20cm;
v2级围岩初期支护采用厚度28cm的c25喷射混凝土和间距55~70cm的h175×175工字钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为60cm,其中钢筋直径为ф22,间距为20cm;
v3级围岩初期支护采用厚度30cm的c25喷射混凝土和间距50~60cm的h200×200工字钢钢架;二次衬砌采用c30钢筋混凝土,厚度为60cm,其中钢筋直径为ф22,间距为20cm。
2.根据权利要求1所述的单洞四车道公路隧道的支护方法,其特征在于:所述iii级围岩、iv1级围岩、iv2级围岩、v1级围岩、v2级围岩和v3级围岩按照围岩基本质量指标bq值进行划分,iii级围岩、iv1级围岩、iv2级围岩、v1级围岩、v2级围岩和v3级围岩的bq值范围分别为≥351、350~316、315~285、284~251、250~211和≤210。
3.一种单洞四车道公路隧道支护参数的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1:对已建和在建的单洞四车道公路隧道采用的围岩分级方法和典型工程围岩分级情况进行了调研,确定单洞四车道公路隧道的围岩分级方法;
s2:通过现场调研和文献资料查阅,收集既有单洞四车道公路隧道的支护参数信息,并且按围岩和地质条件不同进行分类统计,以使用频率作为最基本的比选指标,同时考虑造价和修建时间等因素的影响,总结给出iii、iv、v级围岩下最常用的支护参数;
s3:对单洞四车道公路隧道iii、iv、v级围岩段的变形和支护结构应力进行现场监控量测,分析支护结构的受力特点,进而对iii、iv、v级围岩段的支护结构进行安全性评价,以验证单洞四车道公路隧道支护结构设计参数的合理性;
s4:结合iii、iv、v级围岩现场监控量测结果,采用midas/gtsnx有限元分析软件对隧道变形和支护结构内力进行数值计算,并对初期支护结构进行截面强度验算和支护结构参数优化;通过改变支护参数得到不同的工况,最后得到满足截面强度且安全和经济的支护参数。
4.根据权利要求3所述的一种单洞四车道公路隧道支护参数的计算方法,其特征在于,s4包括以下步骤:
s41:在数值模拟中对超前小导管、系统锚杆、喷射混凝土和钢架等支护结构进行数值实现;
s42:采用适宜的释放荷载系数,对隧道的不同施工阶段进行模拟;
s43:选取模型的边界,并根据不同围岩级别隧道的高度、跨度和支护参数等确定模型参数,最后根据模型参数建立计算的数值模型;
s44:结合围岩的实际情况,并根据不同围岩级别的基本物理力学参数选取模型的力学计算参数;
s45:对数值计算结果进行分析,根据现场实测数据及计算得到的围岩竖向位移、水平位移参数,分析确定模型的合理性;
s46:采用地层-结构法进行初期支护内力计算,然后进行初期支护结构的截面强度验算,截面强度验算包括抗压控制截面的安全系数和抗拉控制截面的安全系数,截面选取与现场监控量测保持一致;
s47:对初期支护结构参数优化:
通过改变钢架型号和间距、喷射混凝土的强度等级和厚度等方式进行支护参数优化;同时通过改变支护参数得到不同的工况,并进行数值模拟;选取满足截面强度验算且安全和经济的支护参数为优化后的支护参数。