Page 241 - 公路桥梁工程与隧道施工
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第七章 高速公路隧道施工变形监测分析研究
闭合拱。这是一个厚度比开挖断面半径大许多倍的巨大岩石环，因而具有相当大的承
载能力。当然，其承载能力大小应视围岩的强度和围岩自身的稳定状态来决定。围岩
在横断面上这种环形支护是一种十分有效的隧道永久性支护，只要它不垮下来，就能
在隧道开挖后持久地发生作用。
图 7-1 隧道空间效应示意图
围岩的第二种支护作用，出现在开挖纵断面上靠近掌子面附近（见图 7-1b），是
一种开挖过程中掌子面的临时支撑作用称为“虚拟”支撑力。这种临时支撑作用依赖
于掌子面存在及掌子面的有效支撑范围。当隧道挖通之后，或在远离掌子面处，这种
支撑作用则失去存在的条件。对掌子面的纵向支撑作用的存在及形式，目前大体上有
两种认识，即所谓的“半岩拱作用”和“桥梁作用”。前者是把纵断面方向围岩看作
是一个仅具有一个支座的连续体，认为掌子面前方围岩是一个巨大支座，而掌子面后
方围岩是个半悬壁拱，二者组成“半岩拱”。这个“半岩拱”在纵断面方向有支撑作用，
其支撑作用范围以掌子面后方围岩弹性变形终止处来量度，支撑作用最强的是靠近掌
子面处。然而，随着与掌子面的距离增大很快消失，其过程可由图 7-2 加以说明。
图 7-2 半岩拱效应示意图
当开挖劈面距隧道拱部某一定点 B（如测桩）很近，即小于 0.2D（D 为隧道直径
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