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隧道工程课件围岩压力 围岩压力的概念1、围岩压力的分类（按作用力发生形态）⑴松散压力：是指由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构的压力。⑵形变压力：是指由于围岩变形受到与之密贴的支护的抑制，而使围岩与支护结构共同变形过程中，围岩对支护结构施加的接触压力。⑶膨胀压力：是指由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的压力。⑷冲击压力：是指围岩中积累了大量的弹性变性能之后，由于隧道的开挖，围岩的约束被解除， 围岩压力的概念⑴松散压力：常通过下列三种情况发生：①在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石；②在松散软弱的岩体中，坑道顶部和两侧片帮冒落；③在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。 围岩压力的概念（1）阶段的划分隧道开挖后，在围岩应力重分布过程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹，可视为变形阶段；顶板的裂纹继续发展并且张开，由于结构面切割等原因，逐渐转变为松动，可视为松动阶段；顶板岩体视其强度的不同而逐步坍塌，可视为坍塌阶段；顶板塌落停止，达到新的平衡，此时其界面形成一近似的拱形，可视为成拱阶段。 围岩压力的概念（2）自然拱的范围自然拱的范围的大小除受上述的围岩地质条件、支护结构架设时间、刚度以及它与围岩的接触状态外，还取决于以下诸因素： 围岩压力的概念隧道的形状和尺寸：隧道拱圈越平坦，跨度越大，则自然拱越高，围岩松散压力也越大；隧道的埋深：实践证明，只有当隧道埋深超过某一临界值时，才有可能形成自然拱。习惯上称这种隧道为深埋隧道，否则为浅埋隧道。由于浅埋隧道不能形成自然拱，所以，它的围岩压力的大小与埋置深度直接相关。施工因素：如爆破所产生的震动，常常是引起塌方的重要原因之一，造成围岩压力过大，又如分部开挖多次扰动围岩，也会引起围岩失稳，加大自然拱范围。 围岩压力的确定1、确定的方法2、一般规定 确定方法围岩压力的确定目前常用有下列三种方法：●直接量测法●经验法或工程类比法●理论估算法 确定方法直接量测法：是一种切合实际的方法，对隧道工程而言，也是研究发展的方向；但由于受量测设备和技术水平的制约，目前还不能普遍常用。经验法或工程类比法：是根据大量以前工程的实际资料的统计和总结，按不同围岩分级提出围岩压力的经验数值，作为后建隧道工程确定围岩压力的依据的方法。是目前使用较多的方法。 确定方法理论估算法：是在实践的基础上从理论上研究围岩压力的方法。由于地质条件的不确定性，影响围岩压力的因素多，企图建立一种完善的和适合各种实际情况的通用围岩压力理论及计算方法是困难的。 一般规定1、Ⅰ－Ⅳ级围岩中的深埋隧道，围岩压力主要为形变压力，其值可按释放荷载计算。2、Ⅳ－Ⅵ级围岩中深埋隧道的围岩压力为松散荷载时，其垂直均布压力及水平均布压力可按下列公式计算：应用该公式时，必须同时具备下列条件：（1）H/B<1.7（2）不产生显著偏压及膨胀力的一般围岩。 一般规定围岩竖向匀布压力q按下式计算：q=0.45×2s-1×γω(kN/m2)式中：S—围岩级别，如属II级，则S＝2；γ—围岩容重，(kN/m3)；ω＝1+i(B-5)—宽度影响系数；B—隧道宽度，（m）；i—以B＝5m为基准，B每增减1m时的围岩压力增减率。当B<5m，取i＝0.2；当B>5m,取i＝0.1。 一般规定围岩的水平匀布压力e的确定，按下表中的经验公式计算围岩级别I、IIIIIIVVVI水平匀布压力0<0.15q(0.15～0.3)q(0.3～0.5)q(0.5～1.0)q 一般规定3、浅埋隧道围岩压力的确定（1）深埋和浅埋隧道的判定原则（2）计算公式 深埋和浅埋隧道的判定原则隧道埋深不同，确定围岩压力的计算方法不同，应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。深埋隧道围岩松散压力值是以施工坍方平均高度(等效荷载高度值)为根据，为了形成此高度值，隧道上覆岩体就有一定的厚度。根据经验，这个深度通常为2～2.5倍的坍方平均高度值 深埋和浅埋隧道的判定原则深、浅埋隧道的判定原则Hp＝（2～2.5）hq式中:Hp—深浅埋隧道分界深度;hq—荷载等效高度，按下式计算：hq＝q/γq—深埋隧道竖向均布压力kN／m2；γ—围岩容重（kN／m3）。 深埋和浅埋隧道的判定原则在矿山法施工的条件下I一III级围岩取Hp＝2hqIV～VI级围岩取Hp＝2.5hq当隧道覆盖层厚度H≥Hp时为深埋，H＜Hp时为浅埋 计算公式1、埋深(H)小于或等于等效荷载高度hq时，荷载视为均布竖向压力q=γH式中:q—匀布布竖向压力；γ—深度上覆围岩容重；H—隧道埋深，抬隧道顶至地面的距离。 计算公式侧向压力e，按匀布考虑时，其值为：e=γ(H+1/2Hi)tg2(450–Φ/2)式中:e—侧向匀布压力；γ—围岩容重，以kN/m3计；H—隧道埋深，以m计；Hi—隧道高度，以m计；Φ一围岩计算摩擦角，可查有关规范。 计算公式Φ的取值围岩级别计算内摩擦角（度）Ⅰ＞７８Ⅱ70~78Ⅲ60~70Ⅳ50~60Ⅴ40~50Ⅵ30~40 计算公式2、埋深大于hq、小于等于Hp时 计算公式（1）坑道上覆土体下滑要考虑滑面阻力的影响，否则会算得过大的压力值。（2）假定土体中形成的破裂面是一条与水平成β角度的斜直线（如图所示）。（3）EFGH岩土体下沉，带动两侧三棱土体（如图中的FDB及ECA）下沉，整个土体ABDC下沉时，又要受到未扰动岩土体的阻力。（4）斜直线AC或BD是假定的破裂面，分析时考虑内聚力c并采用计算摩擦角φ。另一滑面FH和EG则并非破裂面，因此滑面阻力要小于破裂滑面的阻力，该滑面的摩擦角应小于φ。 计算公式采用松散介质极限平衡理论进行分析，即：围岩松动压力=滑动岩体重量－滑面上的阻力q浅＝Q浅/B=γH（1－H/B·λtgθ）e=γ(H＋h)λ/2式中λ一侧压力系数，即：λ=(tgβ-tgΦ)/｛tgβ[1+tgβ(tgΦ-tgθ)+tgΦtgθ]｝tgβ=tgΦ+｛(tg2Φ+1)tgΦ/(tgΦ-tgθ)｝1/2 计算公式令dq浅/dH=0，可得qmax时的深度H：HP=B/(2λtanθ)qmax=γB/(4λtanθ)浅埋隧道围岩压力是随坑道埋深H增加而增加的；当等于深埋隧道荷载时，则围岩压力保持不变。在判定深埋隧道的分界时，若用上述理论公式，也可得出Hp值，但是往往与前述介绍的经验公式差别较大。目前一般按经验公式判别，而理论式作为参考。 偏压隧道围岩压力的计算1、产生偏压的原因（1）地形上，洞顶覆盖层较薄，地面横坡显著有倾斜的松散、软质或土质围岩，多见于洞口浅埋地段或傍山浅埋地段。（2）地质上，围岩为倾斜层状结构，层间粘结力差伴随以有害节理裂隙切割或洞身有倾角较陡的软弱结构面，围岩一部分较软，一部分较硬。（3）施工期间因各种原因造成一侧塌方，形成显著偏压。 偏压隧道围岩压力的计算2、偏压隧道围岩压力的计算偏压隧道围岩压力的计算应按其产生偏压的原因分别考虑。根据以往经验，一般在Ⅳ级及以上围岩以地形引起的偏压为主进行计算；而在Ⅲ级及以下围岩，因地质构造影响较大，则以地质构造的具体条件进行计算。 偏压隧道围岩压力的计算2、偏压隧道围岩压力的计算(1)由地形引起偏压的计算方法傍山浅隧道施工时，因支撑或衬砌下沉，以及超挖、回填不实等原因，引起洞身上部围岩的下沉及隧道两侧地表开裂，在岩体内形成两个非对称的滑动面。假定偏压分布的图形与地面坡一致。 偏压隧道围岩压力的计算2、偏压隧道围岩压力的计算水平侧压力：内侧ei=γhiλ外侧ei=γh1iλ1 偏压隧道围岩压力的计算2、偏压隧道围岩压力的计算（2）由地质构造引起偏压的检算多发生在多裂隙层状或块状岩体中，其情况复杂，尚无确定的计算方法，当需要检算时，应注意以下几点：A、必须查明围岩可能产生偏压的被割裂或松动的范围大小B、尽量取得控制弱面的强度计算指标。C、当为块体运动时，可近似地按岩块刚体平衡的方法计算。当一部分为软层，另一部分为硬层时，可分别取用不同的指标计算。 其他一些确定围岩压力的方法1、以坑道上方形成平衡拱为基础的方法普氏理论：在松散介质中开挖隧道，在其上方会形成一抛物线平衡拱，这个平衡拱实际上就是破坏范围，这个范围内的围岩重量就是隧道支护结构所要承受的荷载 其他一些确定围岩压力的方法1、以松散介质平衡理论为基础的计算方法太沙基理论：岩体为有一定粘结力的松散介质，当坑道开挖后，围岩下沉时由于侧压力的作用，对下沉围岩将产生摩阻力，水平应力与垂直应力之比为k 围岩压力量测简介1、围岩压力量测稳定性判断断面形状、支护结构设计、围岩压力理论2、量测方法1）间接方法：量测支护结构的变形和内力，然后推算围岩压力2）直接方法：直接量测作用在支护结构上的压力3）实验室方法：模型试验 作业某公路隧道通过Ⅲ级围岩，开挖尺寸如图所示。矿山法施工，围岩天然容重为γ=2.2t/m3，试确定围岩压力值。 颌面部间隙感染的护理常规概述 颌面部间隙感染是颜面、颌周及口咽区软组织肿大化脓性炎症的总称。化脓性炎症弥散时称为蜂窝织炎，局限时称为脓肿。正常颌面部各层组织之间存在潜在的筋膜间隙，当感染侵入这些间隙时，化脓性炎症使疏松结缔组织溶解液化，炎症产物充满其中，此时才出现明显的间隙。感染可局限于一个间隙内，也可循阻力薄弱的组织扩散，形成弥散性的多个间隙感染，如口底。 病因最常见为牙源性感染如下颌第三磨牙冠周炎根尖周炎颌骨骨髓炎等；其次是腺源性感染可由扁桃体炎唾液腺炎颌面部淋巴结炎等扩散所致在婴幼儿中多见继发与创伤面部疖痈口腔溃疡和血源性感染者已少见间隙感染的病原菌以溶血性四链球菌为主其次为金黄色葡萄球菌常为混合性细菌感染厌氧菌所致的感染少见 临床表现1.轻者无明显全身症状，重者高热、寒战、脱水、白细胞增高、食欲不振、周身不适；2.局部表现为发红、肿胀、皮温高、疼痛，涉及咀嚼肌的间隙感染，有张口受限，位于舌、口底、咽旁者则出现进食、吞咽或呼吸困难。3.区域性淋巴结肿大、压痛；4.腐败坏死性感染者，全身中毒症状严重；局部为弥散性肿胀、皮肤紧张发亮，呈暗红色，有捻发音； 诊断1.根据病史、临床症状和体征，结合局部解剖知识（1）.局部片状红、肿、热、痛；（2）.区域性淋巴结肿痛；（3）.有不同程度开口困难或吞咽困难；（4）.重者全身症状严重，吞咽障碍，并可有呼吸困难；2.血白细胞总数及白细胞分类中性粒细胞比例增多，可有核左移或细胞中毒颗粒3.穿刺抽脓等方法可以作出正确诊断一般化脓性感染抽出的脓液呈色稠脓或桃花脓而腐败坏死性感染脓液稀薄呈暗灰色常有腐败坏死性恶臭4.X线片有助于诊断检查 护理诊断1、急性疼痛与感染引起局部肿胀、组织受压有关。2、体温过高与感染引起全身反应有关3、潜在并发症窒息、海绵窦血栓性静脉炎、脑脓肿、败血症等4、焦虑与症状严重导致全身不适及担心预后不佳有关 护理措施1、病情观察（1）监测T、P、R、BP；a.对发热、寒战患者注意询问有无头痛、呕吐、颈项强直等颅内感染征象。b.当体温超过39℃及时给予温水擦浴，并嘱其多饮水，（2）意识、尿量a.该病发展迅速,可出现感染性休克或昏迷、败血症、呼吸道梗阻而危及生命，故炎症未控制前，应高度警惕，严密观察患者意识是否清楚，有无烦躁、神志淡漠、嗜睡等；b.注意患者尿量情况。(3)床边备气切包。 2.心理护理口腔颌面部间隙感染患者常伴有疼痛、张口受限等症状，严重者发生进食和吞咽障碍，影响患者的生命质量和精神状态。(1)护理人员应与患者建立良好的护患关系，鼓励患者树立战胜疾病的信心和勇气，以精湛的技术赢得患者信任和尊重。(2)多接触病人，主动倾听患者倾诉，了解病人的心理状态，多与其交谈，解除疑虑，生活上尽量体贴关怀，鼓励家属、亲友陪伴，给予精神、心理支持，(3)介绍疾病发生的原因、治疗手段，邀请康复期患者现身说法，使病人得到心理上的满足和治疗上的配合，以缓解患者焦虑不安的情绪。 3.切口护理（1）脓肿切开后，更换敷料2～3次/d，（2）冲洗创口a.用1%～3%的双氧水.+用NS冲洗伤口b.或洗必泰溶液。c.或根据药敏试验结果选择敏感抗菌素加生理盐水冲洗伤口，d.同时观察引流液量、色、性的变化及患者神志、面色、生命体征变化。e.发现患者面色苍白，暂停冲洗伤口。f.冲洗完毕，协助患者取半卧位以减少伤口张力，利于伤口引流。 4.保持呼吸道通畅(1)给予氧气吸入，因喉头水肿所致的呼吸道阻塞应立即行环甲膜穿刺或气管切开。(2)若炎症侵及口底、舌下等间隙，患者可出现舌体抬高、咽腔缩小等并发呼吸道梗阻的临床表现，应做好抢救准备，昏迷患者将舌体牵拉至口外固定，保证呼吸道通畅。5.加强口腔护理（1）一般病人，漱口液漱口1-2次/天（2）洗必泰漱口1-2次/天（3）儿童及重症用1%～3%的双氧水.洗必泰擦拭口腔每4小时一次，在口腔内停留2～3min。（4）每餐后用生理盐水漱口 6、饮食指导高热量清淡易消化的流质或半流质饮食，补充水、电解质、各种维生素，且多饮水。健康教育1.平时加强体育锻炼，增强机体免疫力。2.多食新鲜蔬菜水果，患病期间多饮水，排除毒素。3.保持口腔清洁，养成饭后漱口、早晚刷牙的习惯。4.祛除局部刺激因素，拔除残牙、残冠、义齿边缘要光滑。5.对无保留价值的阻生牙，根尖炎等病灶，炎症消退后，及时拔除，根除隐患。6.每半年进行一次口腔健康检查，发现问题及时处理