隧道护拱导向管角度定位与围岩数据关系

摘要：隧道洞口段护拱施工一直是隧道安全进洞重点工序，要求动态分析严谨数据。

关键词：护拱；导向管；角度；围岩

中图分类号： U45 文献标识码： A

现阶段由于隧道施工技术要求高、动态施工数据参数变化快，为了不影响隧道施工整体质量，有必要将洞口段护拱导向管角度定位的数据进行一下评定，供大家在以后的施工过程中进行参考。

首先引进一个在长期隧道施工中总结出来的一个新的概念“延米自重下垂量”。延米自重下垂量指的是管棚在不同围岩情况下由于自重而产生的向下弯曲数值的绝对值。

延米自重下垂量（经验系数K）

隧道护拱导向管角度设计一般取α=2°；管棚长度大部分设计35米（2米护拱、30米暗洞、3米搭接）。但是大量的施工实践证明α=2°时，管棚都存在侵入初期支护开挖断面现象，因此导致大量管棚在侵入开挖断面后被割断最终再用超前小导管或自进式中空注浆锚杆补强的浪费。通过大量的隧道施工总结我得出了上表延米自重下垂量经验系数。

国家级高速公路、一级公路设计规范纵坡最大取值5%。

下行线管棚末端绝对值相对距离变大取正：35*5%=1.75米；

上行线管棚末端绝对值相对距离变小取负：35*-5%=-1.75米。

以Ⅴ级围岩为例进行施工计算管棚施工角度：

下行线H下上=sin(2°)*35+35*5%=2.97米（35*5%=1.75米的计算是按照施工图所给纵坡与管棚长度的乘积得来，如果图纸纵坡3%，那么下行线H下上=sin(2°)*35+35*3%=2.27米）；H自重下垂量=-35*0.17=-5.95米；H计=-5.95+2.97=-2.98米。那么计算得到的-2.98就是管棚末端侵入建筑限界的高度。为了避免侵入建筑限界就必须要调整导向管角度来克服自重下的侵限。H自重下垂量就必须通过改变导向管角度进行调整，经计算需要调整角度为在2°的基础上再向上调整3°，共计管棚角度5°。

上行线H上上=sin(2°)*35+35*（-5%）=-0.53米；H自重下垂量=-35*0.17=-5.95米；H计=-5.95+-0.53=-6.48米。那么计算得到的-6.48就是管棚末端侵入建筑限界的高度。同上为了避免侵入建筑限界就必须要调整导向管角度来克服自重下的侵限。H自重下垂量就必须通过改变导向管角度进行调整，经计算需要调整角度为在2°的基础上再向上调整8°，共计管棚角度10°。

现在我们把这个数据代入我们标段左线隧道，来计算隧道左线管棚需要调整的角度，上行线H上上=sin(2°)*40+40*（-1.3%）=0.876米；H自重下垂量=-40*0.17=-6.8米；H计=-6.8+0.876=-5.924米，同上为了避免管棚末端侵入初期支护就必须要调整导向管角度来克服自重下的侵限。H自重下垂量就必须通过改变导向管角度进行调整，经计算或通过画图量测需要调整角度为在2°的基础上再向上调整6°，共计管棚角度8°。

以上计算中角度计算以度为单位分、秒被省略。