以初期支護為主要承載結構的復合式襯砌設計研究

羅章波

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

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常用的隧道襯砌類型一般有2種:一種是復合式襯砌，一種是單層式襯砌。單層式襯砌相對于復合式襯砌，具有工序簡化、施工快速、經濟合理等多方面的優點。取消了防水板，結構與圍巖共同受力;單層襯砌自身滿足防水要求;作為永久結構單層襯砌滿足耐久性要求等。但單層襯砌表面不平整，不利于隧道通風和防水，更為重要的是噴混凝土施工工藝難以保證結構質量。

目前復合式襯砌是世界各國及地區高速鐵路山嶺隧道襯砌結構的主流。復合式襯砌可以滿足初期支護施作及時、剛度小易變形的要求，且與圍巖密貼，能保護和加固圍巖，充分發揮圍巖的自承作用。二次襯砌后，襯砌內表面光滑平整，可以防止外層風化，裝飾內壁，增強安全感，是一種合理的結構形式。我國鐵路隧道襯砌結構類型選擇中，多采用復合式襯砌。我國《鐵路隧道設計規范》規定:“噴錨襯砌和復合式襯砌的初期支護宜按工程類比法確定襯砌設計參數，施工期間應通過監控量測進行修正。”計算復合式襯砌時，初期支護應按主要承載結構計算;二次襯砌在Ⅰ～Ⅲ級圍巖可作為安全儲備，按構造要求設計，在Ⅳ～Ⅵ級圍巖，應按承載結構設計［1］。目前鐵路隧道復合式襯砌設計基本按照噴錨支護作為承載結構的一部分來考慮。而在初期支護與襯砌結構共同承受荷載中，對各自承載能力或分擔荷載比例無明確規定，仍然以模筑混凝土襯砌作為主要承載結構，這種過于保守的設計原則必然會造成一些不必要的浪費，也是導致初期支護質量長期處于低水平的原因之一。……