苏驰翔 刘 硕 唐 旭 倪艳飞 窦 严

北京城建七建设工程有限公司

1 引言

尽管目前在岩石隧道施工中TBM等新的施工方法[1]得到快速发展，但以钻爆法施工[2]的隧道及拟修建的隧道仍占很大比例。我国钻爆隧道基本采用复合式衬砌，衬砌结构主要由围岩、初期支护、防水隔离层、二次衬砌共同构成并协同受力[3～4]。而在对复合式衬砌进行设计时，目前往往采用工程类比法进行初步设计，进而采用荷载结构法或地层结构法进行结构验算。其中，荷载结构方法由于其概念清晰明确，操作方法简明实用，在隧道设计中得到广泛应用，与实际设计方法相吻合，因此本节采用《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）[5]中的荷载结构法计算岩石隧道衬砌在IV级围岩不同埋深段中二次衬砌在静力荷载下的结构内力。

2 荷载—结构法

2.1 单洞隧道深浅埋界限的计算

在岩石隧道工程中，随着埋深增加，隧道上部的土壤或岩石崩塌形成压力拱。压力拱效应是材料在受力后为抵抗变形而产生在荷载作用下自我调节以达到自稳的一种现象[6～7]。在荷载结构计算中，将压力拱的形成作为判断隧道是处于深埋还浅埋的标志。

单洞隧道深埋与浅埋的判定公式如下：

式中：

ω——宽度影响系数；

Bt——隧道最大开挖跨度；

i——Bt每增减1m时的围岩压力增减率，以Bt为5m的围岩垂直均布压力为准，当Bt＜5m时取i=0.2，当Bt＞5m时取i=0.1；

hq——荷载等效高度；

Hp——深埋、浅埋隧道分界深度，IV级围岩取Hp=2.5hq。

2.2 浅埋隧道的围岩压力

浅埋隧道的围岩荷载计算方法如下所示。……