复合式衬砌的类比设计

2020-05-02

我国《铁路隧道设计规范》规定:隧道应采用曲墙式衬砌,其衬砌类型应优先采用复合式衬砌。地下水不发育的Ⅰ、Ⅱ级围岩的短隧道,可采用喷锚支护。衬砌结构的形式及尺寸,可根据围岩级别、水文地质条件、埋置深度、结构工作特点,结合施工条件等,通过工程类比和结构计算确定,必要时还应经过试验验证。


复合式衬砌的初期支护和二次衬砌设计参数,可采用工程类比确定,并通过理论分析进行验算。类比设计可参照表1和表2,并应根据现场围岩量测信息对支护参数作必要的调整。

复合式初砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌结构, 即在隧道开挖后立即施作网喷混凝土作为初期支护, 经监控量测确认围岩及初期支护基本稳定后再铺设防水层, 最后浇筑二次衬砌防水混凝土。

复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌混凝土, 两者相辅相成, 缺一不可。二次衬砌防水混凝土在硬化过程中, 内部存在着温度应力和收缩应力, 这些应力的存在会使防水混凝土产生变形; 而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平, 必然会对二次衬砌混凝土产生相当大的约束力, 阻止其变形, 于是就产生了拉应力。当拉应力大于二次衬砌混凝土抗拉强度时, 混凝土即被拉裂, 特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果设法消除或减弱初期支护喷射混凝土对二次衬砌混凝土的约束, 使其自由变形或约束力减小, 所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度, 二次衬砌混凝土就不会产生裂缝。因此封闭的防水层多选用不透水、表面光滑的塑料片材, 它不仅起到防水作用, 而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土, 减少二次衬砌混凝土的开裂。


隧道的挖掘安全为要务,隧道安全逃生管道,是最后一道防线。

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