導語：隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)思索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素

根據(jù)隧道力學的知識，隧道結(jié)構(gòu)是由圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)共同組成的一個聯(lián)合整體，圍巖既是承受荷載的結(jié)構(gòu)又是襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載來源。圍巖是隧道結(jié)構(gòu)的主體，其地質(zhì)條件是隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計巾必須考慮的重要因素之一。隧道結(jié)構(gòu)上的荷載是由圍巖和襯徹結(jié)構(gòu)之問的相互作用所產(chǎn)生的，荷載的大小與圍巖的地質(zhì)條件、施工方法和施_T過程等因素密切相關(guān)，其離散性大、不定因素多，隧道結(jié)構(gòu)是一個高度復雜的體系?；诟怕世碚摰臉O限狀態(tài)法，H前還不能較好地適用于隧道_T程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，尤其是復合式襯砌的隧道結(jié)構(gòu)，破損階段法或容許應(yīng)力法仍然是隧道結(jié)構(gòu)設(shè)汁中的主要的設(shè)計方法之一。由于圍巖與襯砌結(jié)構(gòu)之間、襯砌結(jié)構(gòu)中的初期支護與二次襯砌之間的相互作用極為復雜，初期支護和二次襯砌如何分擔來自圍巖的荷載一直是一個問題。隧道襯砌結(jié)構(gòu)必須滿足環(huán)境作用下的耐久性要求，除了要承受嗣巖衙載外，還要承受來自洞內(nèi)大氣和圍巖的環(huán)境作片j。隧道環(huán)境中含有眾多的化學物質(zhì)和地下水，它們直接接觸襯砌結(jié)構(gòu)，井對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的損傷，造成襯砌結(jié)構(gòu)的安令性和適用性降低．影響襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，環(huán)境作用是隧道結(jié)卡勾設(shè)計巾必須考慮的因素。

2常用的設(shè)計方法

目前，隧道復合式襯砌結(jié)構(gòu)常用的設(shè)計方法主要有以下3種：I)初期支護為主要承載結(jié)構(gòu)，二次襯砌作為安全儲備，按構(gòu)造要求沒計。2)初期支護和二次襯砌按承載結(jié)構(gòu)設(shè)計。3)初期支護承擔施期間的全部荷載，二次襯砌承擔運營期間的全部荷載第1、2種方法是我困鐵路隧道和公路隧道設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的方法，第1種方法適踴于I一Ⅲ級圍巖地段，第2種方法適用于ⅣV級圍巖地段，這兩種方法的選擇依據(jù)是同巖級別，并未考慮襯砌結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)在環(huán)境作用下的耐久性問題。第3種方法主要考慮了結(jié)構(gòu)的耐久性，適用于初期支護不能滿足耐久性要求的情況。第1、3種方法的荷載和承載結(jié)構(gòu)比較明確，荷載分別由初期支護和二次襯砌單獨承擔。情況比較復雜的是第2種方法，圍巖荷載是由初期支護和二次襯砌分擔的。工程中的習慣做法是根據(jù)圍巖級別將荷載分攤到初期支護和二次襯砌結(jié)構(gòu)』二，但是荷載分攤比例沒有統(tǒng)一的規(guī)定，實際應(yīng)用中也不盡相同。一般情況下，V級圍巖地段的初期支護和二次襯砌的荷載分攤比例可采用30：70，1V級圍巖地段采用40：60。很顯然，荷載分攤方式的人為成分較大。

3選擇合理結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的討論

隧道結(jié)構(gòu)防水設(shè)計往往是隧道設(shè)計的重點。在富水的圍巖f}J。m于對隧道施工安全的考慮，隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計一般應(yīng)采取圍巖注漿加同等輔助技術(shù)措施，以封堵圍巖滲漏水和提高圍巖的自承能力．．程實踐表明，由于隧道工程呈隨機性特征，尤其是在IV—V級嗣巖中，對圍巖進行注漿堵水很難達到理想的效果。因此，隧道結(jié)構(gòu)防水一般采用多道設(shè)防的設(shè)計理念。由于水是環(huán)境作用中非常重要的因素，因而多道設(shè)防的設(shè)計理念同樣也適用于隧道襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計。為此，在襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計中，除了要根據(jù)地質(zhì)情況采用圍巖注漿加同等技術(shù)措施外，還必須采用提高結(jié)構(gòu)材料性能和保護層厚度等構(gòu)造要求，確保噴射混凝土和二次襯砌混凝土具有相應(yīng)的抗?jié)B透性和抗腐蝕性，防水層材料也應(yīng)具備相應(yīng)的抗老化性能，即使如此，還應(yīng)根據(jù)環(huán)境作用條件采用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。

3．1I～Ⅲ級圍巖地段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法I一Ⅲ級圍巖的地質(zhì)條件較好，巖石較堅硬，巖體較完整，圍巖的透水性差，隧道的深埋一般比較深，圍巖具有較強的自承能力；一般情況下地下水含水量也比較少，或者采用圍巖注漿堵水等技術(shù)措施后可達到洞內(nèi)基本無滲水。因此，洞內(nèi)環(huán)境比較干燥。對于初期支護，即使圍巖中存在有害物質(zhì)，由于缺少地下水的參與，環(huán)境對初期支護的侵蝕作用比較有限。對于二次襯砌，當采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，必須具有足夠的鋼筋保護層厚度，以防止混凝土可能發(fā)生的碳化影響。該圍巖中的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法為：初期支護為主要承載結(jié)構(gòu)，按工程類比法設(shè)計；二次襯砌作為安全儲備，按構(gòu)造要求設(shè)計。

3．21V—V級圃巖地段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法Ⅳ一V級圍巖的地質(zhì)條件較差，巖石較軟弱，巖體較破碎，其完整性差，罔巖的透水性比較強；一般情況下，隧道的埋深較淺或者位于斷層構(gòu)造帶、節(jié)理密集帶等不良地質(zhì)地段，嗣巖的自承能力較差。其地下水情況比較復雜，一般在淺埋地段的地下水含水量呈季節(jié)性變化，受大氣降水補給的影響，在雨季時水量豐富，旱季時水量較小或無水；對于深埋地段，地下水一般為基巖或構(gòu)造裂隙水，其含水量大小呈隨機性特征。該圍巖地段的結(jié)構(gòu)設(shè)計若遇到腐蝕環(huán)境可做如下處理：在凍融環(huán)境、氯化物環(huán)境和化學環(huán)境下，其環(huán)境作用等級為中度(C級)至極端嚴重(F級)。由于噴混凝土結(jié)構(gòu)的密實性較差，初期支護難以滿足腐蝕環(huán)境中結(jié)構(gòu)的耐久性要求，可按臨時施工結(jié)構(gòu)設(shè)計。二次襯砌按永久結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)承受可能的各種作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計方法為：初期支護承擔施工期間的全部荷載，按工程類比法或地層結(jié)構(gòu)法設(shè)計；二次襯砌承擔運營期間的全部荷載，按工程類比法或荷載結(jié)構(gòu)法設(shè)計。值得說明的是，Ⅳ一V級圍巖地段的地下水可能會串流到鄰近的IⅢ級圍巖地段，因此，受到地下水影響的I～Ⅲ級圍巖地段的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采用Ⅳ一V級圍巖地段相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。