以初期支护为主要承载结构的复合式衬砌设计研究
2012-06-21罗章波
隧道建设(中英文) 2012年5期
罗章波
(中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)
0 引言
常用的隧道衬砌类型一般有2种:一种是复合式衬砌,一种是单层式衬砌。单层式衬砌相对于复合式衬砌,具有工序简化、施工快速、经济合理等多方面的优点。取消了防水板,结构与围岩共同受力;单层衬砌自身满足防水要求;作为永久结构单层衬砌满足耐久性要求等。但单层衬砌表面不平整,不利于隧道通风和防水,更为重要的是喷混凝土施工工艺难以保证结构质量。
目前复合式衬砌是世界各国及地区高速铁路山岭隧道衬砌结构的主流。复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小易变形的要求,且与围岩密贴,能保护和加固围岩,充分发挥围岩的自承作用。二次衬砌后,衬砌内表面光滑平整,可以防止外层风化,装饰内壁,增强安全感,是一种合理的结构形式。我国铁路隧道衬砌结构类型选择中,多采用复合式衬砌。我国《铁路隧道设计规范》规定:“喷锚衬砌和复合式衬砌的初期支护宜按工程类比法确定衬砌设计参数,施工期间应通过监控量测进行修正。”计算复合式衬砌时,初期支护应按主要承载结构计算;二次衬砌在Ⅰ~Ⅲ级围岩可作为安全储备,按构造要求设计,在Ⅳ~Ⅵ级围岩,应按承载结构设计[1]。目前铁路隧道复合式衬砌设计基本按照喷锚支护作为承载结构的一部分来考虑。而在初期支护与衬砌结构共同承受荷载中,对各自承载能力或分担荷载比例无明确规定,仍然以模筑混凝土衬砌作为主要承载结构,这种过于保守的设计原则必然会造成一些不必要的浪费,也是导致初期支护质量长期处于低水平的原因之一。……
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