謝富明

摘? ? 要：本文結(jié)合西北某高鐵隧道明洞襯砌設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)檢算情況，梳理了同類結(jié)構(gòu)應(yīng)在設(shè)計(jì)階段注意的有關(guān)事項(xiàng)，并提出優(yōu)化方案。可供同類項(xiàng)目借鑒參考。

關(guān)鍵詞：隧道;襯砌結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

1? 項(xiàng)目概況

某隧道位于蘭州市蘭州新區(qū)，隧道地表受地方地形平整影響，原有土丘全部被推平，溝壑已被填平。

隧道全長(zhǎng)1320m，全隧采用明挖法施工，明洞最大回填高度8m。明洞設(shè)計(jì)采用墻底開挖形式，邊墻外側(cè)7m高范圍采用C15混凝土回填，隧道頂采用改良黃土夯填。明洞最大回填土厚8m，明洞襯砌采用拱墻等厚結(jié)構(gòu)，襯砌厚90cm，配筋為雙肢[Φ]25@200mm，As=4909mm2。全隧位于濕陷性黃土地段明洞地基采用水泥土擠密樁加固，加固深度為隧底以下10m。

2? 襯砌結(jié)構(gòu)檢算

本次結(jié)構(gòu)檢算采用MIDAS NX計(jì)算軟件，采用荷載-結(jié)構(gòu)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算。二襯結(jié)構(gòu)采用彈性梁?jiǎn)卧M，地層對(duì)襯砌的抗力采用受壓彈簧模擬。

2.1? 計(jì)算模型

該模型共41節(jié)點(diǎn)，41梁?jiǎn)卧?，單元長(zhǎng)度約1m，邊墻與仰拱設(shè)置受壓彈簧。

2.2? 計(jì)算荷載

本次計(jì)算分為兩種工況，工況一為回填土厚度4m時(shí)，荷載考慮結(jié)構(gòu)自重、圍巖壓力、施工荷載;工況二為使用階段，回填土壓力按8m考慮，不計(jì)入施工荷載。

3? 計(jì)算結(jié)果

3.1? 工況一內(nèi)力分析

根據(jù)TB10003—2016《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》表8.5.2-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)表，鋼筋混凝土受壓破壞安全系數(shù)為1.7。經(jīng)核算，填土4m時(shí)考慮79kN/m施工荷載，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。

3.2? 工況二內(nèi)力分析

根據(jù)TB 10003—2016《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》表8.5.2-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)表，鋼筋混凝土受壓破壞安全系數(shù)為2。經(jīng)核算，運(yùn)營(yíng)階段填土8m時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。

4? 計(jì)算結(jié)論

根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示，該明洞襯砌在兩種模擬工況下結(jié)構(gòu)安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

5? 有關(guān)建議

結(jié)合已建成高填方明洞的常見病害，建議設(shè)計(jì)階段考慮以下措施確保明洞結(jié)構(gòu)施工安全，減少運(yùn)營(yíng)病害。

（1）明洞回填土層厚度大，設(shè)計(jì)階段應(yīng)明確回填至拱頂以上的施工機(jī)械荷載要求，宜采用小型機(jī)械施工，采用壓路機(jī)碾壓時(shí)禁止開啟震動(dòng)功能，并且待明洞襯砌強(qiáng)度達(dá)到100%后再行回填。

（2）位于黃土地段明洞的基地處理措施應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，以對(duì)明洞基底提供足夠的支撐，設(shè)計(jì)采用擠密樁加固應(yīng)有檢驗(yàn)要求，必須滿足改善地基承載力的要求。

（3）明洞邊墻采用C15混凝土回填，回填厚度應(yīng)盡可能加大，以改善明洞受力，為明洞邊墻提供足夠的約束，對(duì)回填混凝土應(yīng)補(bǔ)充檢驗(yàn)要求。

（4）本隧道位于寒冷地區(qū)，明洞襯砌澆筑工期安排應(yīng)避開冬季施工，相關(guān)措施應(yīng)滿足高速鐵路混凝土技術(shù)規(guī)程規(guī)定，確保襯砌強(qiáng)度、質(zhì)量滿足要求。