盾构隧道衬砌设计中远期临近开发的预留设计研究

盾构隧道衬砌设计除水土压、地面超载、地震、防火、爆破等基本荷载组合外,部分国家和地区还对临近远期开发预留提出了明确的设计要求。例:在基本荷载组合的基础上附加15mm的径向变形,即为临近远期开发的预留设计。本文基于多个隧道工程设计项目经验,对远期开发特殊荷载工况的设计理念和方法作了详细分析和研究,包括:(1)远期开发荷载工况设计理念;(2)预制衬砌关键参数研究;(3)因徐变引起的混凝土模量非线性时间关系;(4)考虑混凝土徐变的衬砌刚度和MeirWood惯性修正;(5)衬砌纵缝扭转刚度的线形-非线性关系;6.15mm预留设计附加弯矩-Morgan法(连续体模型);(6)地层-结构法模拟远期开发荷载设计;(7)不同远期开发数值模拟下的均质圆环法和多铰法类比等。研究显示:远期开发荷载工况对衬砌的受力行为影响很大,合理的设计理念和方法能避免此特殊工况对项目造价、工期带来的不利影响。