熱力盾構隧道內管道縱向大推力對襯砌作用的實測及研究

劉仰鵬 董淑棉

(北京市熱力工程設計有限責任公司 100078)

引言

熱力盾構隧道與其他市政工程相比，除了高溫高濕的特點外，隧道內支架的大推力也是其設計難點之一。支架推力的產生主要有兩方面因素，一是熱力管道自身受溫度的漲縮；二是由于管道內介質打壓引起的。以東北熱電盾構隧道為例，其固定支架設計推力達400kN，之所以有如此大的推力，是由于管道熱脹冷縮作用引起的，雖然1m 的管道變化量極其微小，但是對于公里級別的長輸管道帶來的影響卻是巨大的。溫度引起的長度變化量由熱力工藝設備補償器吸收，產生的巨大作用力則依靠固定支架的作用來約束。另外，在熱機工藝要求的限制下，只能在一處設置固定支架，無法通過增加支架數量來分散推力。

通常利用結構與土體之間的摩擦力來抵抗推力的作用。以往熱力隧道以明挖溝槽與暗挖隧道為主，襯砌結構基本采用現澆方式，設計時，通過局部加厚襯砌的方式(設置抗滑條)[1]，即利用側向土壓力來抵抗大推力，如圖1所示。這樣的構造措施縮短了利用依靠摩擦力作為抗力的隧道長度，也降低了大推力對隧道影響的范圍[2]。

圖1 抗滑條示意Fig.1 Sketch of anti slip strip

對于盾構隧道來講，襯砌管片均為預制，受施工工藝的限制，很難通過局部增加厚度來設置抗滑條，需要完全依靠結構外壁與土體之間的摩擦力來抵抗推力，因此對結構襯砌受力提出了更高的要求。這就需要更好地了解大推力作用下襯砌結構的受力情況。……