京沈高速铁路隧道支护结构参数优化设计文献综述

 2021-12-31 07:12

全文总字数:5189字

文献综述

一.前言随着交通运输行业的大力发展,铁路隧道具有运 输量大、方便、快捷等优点,在交通运输中过程中起着 至关重要的作用。

铁路隧道通常采用喷锚暗挖法施 工,工序繁多,造价较高,通过优化支护参数达到降低 工程总造价,对隧道工程的建设与发展具有重要意义。

[1]隧道结构处于岩土介质中,岩土介质存在诸如围岩岩性、地质构造作用、岩土体 材料的多样性、本构关系等不利因素,都增加了隧道衬砌结构设计的难度。

因此,在 隧道设计过程中必须考虑围岩,合理选取衬砌结构参数,确保最大限度地发挥支护结 构的力学性能。

目前,隧道结构研究中一般将围岩和支护结构视为共同的承载体,由于在结构设 计的中过分强调衬砌的作用,所以将衬砌做的很厚、很强,这样使衬砌的刚度相对于 初期支护则要大的多,在运营期共同受力时,衬砌在整个受力体系中分担荷载就更多。

尤其是在Ⅳ、Ⅴ围岩地段,衬砌在设计过程中按照其需要承担一定比例的荷载考虑, 衬砌结构厚度普遍较厚,并且结构耐久性设计不足,相当一部分的隧道在运营一段时 间后会出现一些病害,比如衬砌开裂、掉块等,影响列车运行安全。

并且以往隧道设 计限界基本没有为隧道运营后期的维修加固预留空间,导致隧道结构维修困难,若对 衬砌进行加固补强,往往会导致支护结构侵入隧道限界,只能在衬砌结构上开凿槽口 埋入加固带或将原有衬砌拆除重新施作,这样既费工费时又不经济,既破坏了隧道结 构体系的整体受力,又对隧道运营安全构成威胁。

此外,隧道衬砌除了承受围岩压力 的作用之外,还具有保护背后围岩、防水以及装饰的目的,衬砌开裂以后,也影响隧 道的防水性能,导致地下环境中的侵蚀性介质通过裂缝侵入混凝土衬砌内部,加速了 衬砌混凝土的裂化,导致混凝土容易出现溶蚀结晶等病害,也会严重影响衬砌的美观。

因此,以往的衬砌结构设计存在诸多不足,需要对衬砌结构设计进一步优化。

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