隧道单层衬砌设计方法研究及应用

目前,在单层衬砌设计中应用较为广泛的是基于挪威法的Q系统支护设计法,但该方法涉及的参数有6个,在施工前及施工过程中测试这些参数经验性较强,准确性不高,而且费用较高;将Q法直接移植到中国的单层衬砌设计困难较大,不适合中国国情。在此背景下,提出以屈服接近度和围岩松动圈支护理论为基础的单层衬砌设计原则和方法,并结合合武铁路大别山隧道2号斜井进行了工程实践。首先通过地质勘查得到隧道所在地区的工程地质、水文地质特征以及围岩的物理力学指标,确定隧道围岩的屈服接近度,进而提出单层衬砌支护参数及喷射混凝土的力学控制指标,完成结构的预设计;根据隧道施工过程中实测的围岩松动圈范围,运用松动圈支护理论修正设计,从而形成一套完整的单层衬砌设计方法体系。实践表明,提出的单层衬砌设计方法经济适用、对施工干扰小,适合信息化施工,且施作完成的单层衬砌结构安全可靠,具有显著的经济效益和社会效益,有较大的推广前景。

隧道单层衬砌设计方法研究及应用

通过对某隧道衬砌裂纹进行现场深入调查,观察裂缝与隧道轴线的走向关系,统计发现该隧道二衬裂缝以纵向裂缝、斜向裂缝和环向裂缝为主。现场发现的环向裂缝占多,环向裂缝大部分存在施工缝、沉降缝、洞口及不良地质地带与完整岩石地层的交接处等。本文从工程地质条件、地下水、二衬质量、二衬模板等多个角度对该课题展开了研究与探讨。

隧道单层衬砌研究现状及评述

综述了目前国内外隧道单层衬砌的支护形式、耐水性能、平整度及设计方法的研究成果,并在此基础上提出了一些新的观点。国内外单层衬砌在硬质围岩及软弱岩层中都有应用,研究内容主要是支护结构形式及在个别隧道中的实际应用,缺乏对单层衬砌作用机理的系统研究;设计方法有基于挪威法的Q系统支护设计、极限状态法及能量原理设计法等,但基本上都是基于支护结构本身的设计方法,对衬砌混凝土的耐久性涉及很少。因此有必要对隧道单层衬砌的作用机理及设计方法作更深入的研究,确定在隧道施工中使用单层衬砌的科学合理性和经济性。