黃川 程曉飛 王躍虎 白玉祥

摘要 為研究隧道斜井單層襯砌應(yīng)用，文章結(jié)合寧石高速云霧山隧道工程概況，針對(duì)隧道斜井采用初期支護(hù)加聚丙烯纖維噴射混凝土的單層襯砌方式進(jìn)行襯砌設(shè)計(jì)，并結(jié)合有限元軟件MIDAS/GTS來分析評(píng)價(jià)斜井結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，預(yù)算出襯砌設(shè)計(jì)的工程總造價(jià)變化情況。研究結(jié)果表明，采用單層襯砌進(jìn)行隧道斜井支護(hù)可在保證原通風(fēng)排水作用和安全性的基礎(chǔ)上，縮短施工周期，降低施工成本，減少人員、設(shè)備的整體投入。

關(guān)鍵詞 高速公路;隧道斜井;單層襯砌

中圖分類號(hào) U452.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）03-0096-07

0 引言

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，截止目前，全國(guó)高速公路總里程已穩(wěn)居世界首位，極大地推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也加大了各區(qū)域之間的交流和聯(lián)動(dòng)。由于我國(guó)幅員遼闊，南北差異較大，在高速公路建設(shè)過程中往往會(huì)伴隨有橋梁、隧道、路基等工程，給公路建設(shè)帶來了較大的難度和挑戰(zhàn)。在隧道工程建設(shè)中，針對(duì)長(zhǎng)隧道，為了提高隧道的施工安全，同時(shí)達(dá)到通風(fēng)排水的目的，通常會(huì)在隧道相應(yīng)軸線上貫通一條斜井通道，以增大隧道的施工作業(yè)面，隧道斜井內(nèi)部的施工步驟與隧道主線大致相同，均需要進(jìn)行必要的襯砌支護(hù)。然而，由于隧道斜井通常坡度較大，且施工難度高，同時(shí)會(huì)因圍巖巖性的變化而降低施工效率，因此，在條件允許的情況下可在斜井內(nèi)進(jìn)行單層襯砌施工，進(jìn)行初支后采用噴射混凝土進(jìn)行一次性永久支護(hù)[1]，在保證通風(fēng)排水不受影響情況下達(dá)到縮短工期、節(jié)約成本的目的。該文圍繞隧道斜井單層襯砌應(yīng)用進(jìn)行展開，針對(duì)云霧山隧道斜井實(shí)際圍巖特性，采用斜井初期支護(hù)+C35聚丙烯纖維噴射混凝土進(jìn)行襯砌設(shè)計(jì)，并采用有限元軟件來評(píng)價(jià)襯砌方案的安全性和可行性，且根據(jù)工程造價(jià)變化來評(píng)價(jià)襯砌設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

寧陜至石泉高速公路云霧山斜井進(jìn)口位于安康市寧陜縣湯坪鎮(zhèn)，擬建線路云霧山隧道K17+500 m附近東側(cè)山體斜坡。斜井軸線走向與云霧山隧道基本一致，總體呈約186°走向，其自身坡度約為29%，斜井于線路約K18+380 m附近與云霧山隧道交匯，其起訖樁號(hào)為K0+000～K0+850 m，全長(zhǎng)850 m，最大埋深約477 m。洞室圍巖主要巖性為全、強(qiáng)、中、微風(fēng)化鈣質(zhì)片巖及全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。通過實(shí)地的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，勘察斜井掌子面揭露圍巖的巖性、完整性以及強(qiáng)度，對(duì)相應(yīng)地段的圍巖分級(jí)、施工開挖方法以及支護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)已完成開挖的地段進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，將斜井K0+063～K0+240段由斜井Ⅴ級(jí)圍巖變成Ⅲ級(jí)圍巖，K0+240～K0+790段的斜井Ⅲ級(jí)圍巖保持不變。原斜井設(shè)計(jì)為通排風(fēng)結(jié)構(gòu)，襯砌采用復(fù)合襯砌，前期施工中由于斜井傾斜角度較大，模筑混凝土的施工帶來很大困難，為此，擬采用單層襯砌形式進(jìn)行支護(hù)，其設(shè)計(jì)優(yōu)化具體為：斜井Ⅲ級(jí)圍巖段（K0+063～K0+240）已按變更設(shè)計(jì)完成初期支護(hù)的段落，表面再噴射一層8 cm厚C35聚丙烯纖維噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng);斜井Ⅲ級(jí)圍巖段（K0+240～K0+790）已按原設(shè)計(jì)完成初期支護(hù)的段落，表面再噴射一層10 cm厚C35聚丙烯纖維噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

由于上述兩段二襯尚未澆筑，未能及時(shí)施作，考慮采用初支維持不變，表面增噴一層混凝土的方式進(jìn)行支護(hù)加強(qiáng)處理，目前隧道單層襯砌常用到鋼纖維噴射混凝土[2]，而為了防止在混凝土噴射過程中堵塞管道，擬定換為C35聚丙烯纖維噴射混凝土，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。為驗(yàn)證該隧道斜井單層襯砌應(yīng)用的可行性，現(xiàn)對(duì)其安全評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行研究。

2 單層襯砌工程特性分析

公路隧道為一種永久性建筑物，為確保隧道工程能達(dá)到長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的目的，隧道內(nèi)應(yīng)做襯砌，且在進(jìn)行襯砌形式設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮合理性和經(jīng)濟(jì)性。目前隧道襯砌形式主要為復(fù)合式襯砌和單層襯砌兩大類，其中單層襯砌（single shell lining）作為一種新型隧道支護(hù)體系，從20世紀(jì)70年代逐步發(fā)展起來，具有結(jié)構(gòu)受力合理、施工方便、造價(jià)較低等顯著特點(diǎn)。噴錨襯砌是單層襯砌的一種，單層襯砌可以是單層的，也可以是多層的，可以是模筑混凝土的，也可以是噴混凝土和噴纖維混凝土的，其組合形態(tài)具有多樣性，其承載機(jī)理為支護(hù)層與襯砌層的力學(xué)動(dòng)態(tài)為一體，各層間能夠充分傳遞剪力，形成共同承載體系[3]。單層襯砌概念圖如圖1所示。與復(fù)合式襯砌相比，單層襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特征存在較大差異，其各支護(hù)層之間由于未設(shè)置隔離層（如防水板、土工布）或涂有豁粘性能較好的防水涂料，層間具有很強(qiáng)的黏結(jié)力并可充分傳遞剪力，使得各支護(hù)層變形更具一體性[4]。另外，單層襯砌比復(fù)合式襯砌薄，能夠減少開挖量和襯砌圬工量，同時(shí)取消了防水板，換成耐水性很好的防水混凝土噴層，施工操作方便，可保證防水質(zhì)量。另外，單層襯砌施作時(shí)所使用的機(jī)械設(shè)備數(shù)量較少，可擴(kuò)大施工作業(yè)面，創(chuàng)造更大的施工空間，簡(jiǎn)化了施工機(jī)械安裝拆卸等作業(yè)，有利于縮短工期，并可節(jié)約施工成本。

3 隧道斜井結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)技術(shù)研究

3.1 數(shù)值模擬計(jì)算方法設(shè)定

公路隧道屬于細(xì)長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)物，即隧道的橫斷面相對(duì)縱向的長(zhǎng)度小很多，可以假定在圍巖荷載作用下，在其縱向沒有位移，只有橫向發(fā)生位移，所以隧道的力學(xué)分析可以采用平面應(yīng)變模型進(jìn)行展開[5]，計(jì)算分析決定采用MIDAS/GTS來完成。

由于隧道以及通風(fēng)斜井為地下結(jié)構(gòu)物，目前地下結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)計(jì)算方法有兩大類，即荷載結(jié)構(gòu)法和地層結(jié)構(gòu)法[6]，其中荷載結(jié)構(gòu)法著眼于地層的荷載作用，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載，而地層壓力是按照圍巖分級(jí)或?qū)嵱霉絹泶_定的。采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算模型，計(jì)算方法簡(jiǎn)單，工作量小，具有明確的安全系數(shù)評(píng)價(jià)方法，可以考慮到各種幾何形狀、圍巖和支護(hù)材料的非線性特性、開挖面空間效應(yīng)所形成的三維狀態(tài)以及地質(zhì)中的不連續(xù)面等[7]。結(jié)合云霧山隧道斜井的設(shè)計(jì)和檢測(cè)相關(guān)信息可得，進(jìn)行斜井結(jié)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)和計(jì)算重點(diǎn)為驗(yàn)算斜井未施作二襯時(shí)其結(jié)構(gòu)能否承擔(dān)全部圍巖荷載，采用荷載結(jié)構(gòu)法能更加快捷、有效、實(shí)際地對(duì)斜井結(jié)構(gòu)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜上所述，該次計(jì)算運(yùn)用有限元軟件MIDAS/GTS來進(jìn)行數(shù)值模擬，并結(jié)合荷載結(jié)構(gòu)法來展開安全評(píng)價(jià)計(jì)算。根據(jù)隧址區(qū)具體地質(zhì)情況，為驗(yàn)證斜井結(jié)構(gòu)的安全，按照最不利情況建立二組模型，采用荷載結(jié)構(gòu)法對(duì)通風(fēng)斜井XJ-Ⅲ-3襯砌斷面和通風(fēng)斜井XJ-Ⅲ-4襯砌斷面進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。

3.2 有限元軟件實(shí)現(xiàn)

3.2.1 荷載結(jié)構(gòu)法的一般計(jì)算步驟

采用有限元軟件MIDAS/GTS進(jìn)行荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算隧道襯砌受力及變形狀況時(shí)，采用梁?jiǎn)卧M襯砌，并采用彈簧單元模擬襯砌與圍巖間的相互作用，即地層彈簧。

3.2.2 荷載的確定

根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范附錄D，計(jì)算斜井結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)外再施作8～10 cm厚C35聚丙烯纖維噴射混凝土承擔(dān)全部的圍巖荷載，以計(jì)算斜井結(jié)構(gòu)的安全狀況。

3.2.3 襯砌結(jié)構(gòu)模擬

根據(jù)隧道規(guī)范將噴射混凝土與鋼拱架視為整體進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，共同分析其承載能力，并按等效原則來折算支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性模量和重度。

3.3 分離式隧道結(jié)構(gòu)受力計(jì)算

3.3.1 隧道深淺埋劃分

按照隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合確定荷載等效高度。

3.3.2 淺埋隧道圍巖壓力計(jì)算

（1）埋深（H）小于或等于等效荷載高度hq：

隧道頂部垂直壓力：

q=γH （1）

式中：q—隧道垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2）;γ—圍巖容重（kN/m3）;H—隧道埋深，指隧道頂部至地面的距離（m）。

作用在襯砌上的隧道兩側(cè)水平圍巖壓力為：

（2）

（3）

式中：e1、e2—隧道拱頂與底部的水平圍巖壓力;γ—圍巖容重（kN/m3）;H—隧道埋深，指隧道頂部至地面的距離（m）;h—隧道開挖深度（m）;φ—圍巖計(jì)算摩擦角（°）。

（2）埋深大于hq、小于Hp：

埋深大于hq小于等于Hp時(shí)，為便于計(jì)算，假定巖體中的破裂面是一條與水平成角的斜直線。EFGH巖體下沉，帶動(dòng)兩側(cè)三棱巖體下沉?xí)r，又要受到未擾動(dòng)巖體的阻力;斜直線AC或BD是假定破裂面，分析時(shí)考慮內(nèi)聚力C，并采用了計(jì)算摩擦角φ，另一滑面FH或EG則并非破裂面，因此，滑面阻力小于破裂面的阻力，若該滑面的摩擦角為θ，則θ值應(yīng)小于值φ，無實(shí)測(cè)資料時(shí)，θ可按附錄D表2采用。

（4）

式中：q淺—隧道垂直壓力（kN/m2）;γ—坑道上腹圍巖容重（kN/m3）;H—隧道埋深，指坑頂至地面的距離（m）;B—隧道寬度（m）;λ—側(cè)壓力系數(shù)。

（5）

（6）

式中：φ—圍巖計(jì)算摩擦角（°）;θ—滑面的摩擦角（°），按表1確定。

作用在襯砌上的隧道兩側(cè)水平圍巖壓力為：

（7）

（8）

式中：e1、e2—隧道拱頂與底部的水平圍巖壓力;γ—圍巖容重（kN/m3）;h—隧道開挖高度（m）;φ—圍巖計(jì)算摩擦角（°）。

3.3.3 深埋隧道圍巖壓力計(jì)算

根據(jù)隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，深埋支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)主要的荷載有圍巖松散壓力。

3.4 截面強(qiáng)度驗(yàn)算

根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3370.1—2018） 規(guī)定，混凝土偏心受壓構(gòu)件按破壞階段進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。具體計(jì)算方法為根據(jù)材料的極限強(qiáng)度，計(jì)算出偏心受壓構(gòu)件的極限承載力N極限，與實(shí)際內(nèi)力相比較，得出截面的抗壓（或抗拉）強(qiáng)度安全系數(shù)，檢查其是否滿足《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3370.1—2018）的要求，即：

（9）

當(dāng)由抗壓強(qiáng)度控制，即e=M/N≤0.2h時(shí)：

（10）

式中：φ—構(gòu)件縱向系數(shù)，隧道襯砌取1;Ra—混凝土極限抗壓強(qiáng)度;α—軸力的偏心影響系數(shù)，按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：

（11）

式中：b—截面寬度，取1 m;h—截面厚度。

當(dāng)由抗拉強(qiáng)度控制，即e=M/N≥0.2h時(shí)：

（12）

式中：Rl —混凝土極限抗拉強(qiáng)度。

值得注意的是，規(guī)范中抗拉控制驗(yàn)算針對(duì)的是混凝土，由于設(shè)計(jì)上二次襯砌有時(shí)要采用模筑鋼筋混凝土，檢算中若由抗拉強(qiáng)度控制時(shí)，將不能采用上述公式進(jìn)行檢算，需考慮配筋情況，根據(jù)配筋計(jì)算其安全系數(shù)，并檢驗(yàn)其是否滿足規(guī)范要求。對(duì)模筑鋼筋混凝土若由抗拉強(qiáng)度控制時(shí)，具體驗(yàn)算方法如下：

對(duì)于對(duì)稱配筋的偏心受壓構(gòu)件先確定其為大偏心還是小偏心。

當(dāng)x≤0.55h0時(shí)，為大偏心受壓情況，安全系數(shù)由下式計(jì)算：

（13）

當(dāng)計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí)，則混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合x≥2a′，如不符合，則按下式計(jì)算：

（14）

當(dāng)x>0.55h0時(shí)，為小偏心受壓情況，安全系數(shù)由下式計(jì)算：

（15）

當(dāng)軸向力N作用于鋼筋A(yù)g的重心與鋼筋A(yù)g′的重心之間，應(yīng)采用下式計(jì)算安全系數(shù)：

（16）

其中：a′—混凝土保護(hù)層厚度;Rg—鋼筋的抗拉或抗壓計(jì)算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，取335 MPa;h0—截面的有效高度（m），h0=h?a′;Ag、Ag′—受拉或受壓區(qū)鋼筋的截面面積;RW—混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，RW=1.25Ra;h—截面高度（m）;e、e′—鋼筋A(yù)g和Ag′的重心至軸向力作用的距離（m）;x—受壓區(qū)計(jì)算高度（m）。

4 隧道斜井結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果評(píng)價(jià)

4.1 安全評(píng)價(jià)

4.1.1 通風(fēng)斜井XJ-Ⅲ-3襯砌斷面結(jié)構(gòu)計(jì)算

首先選擇計(jì)算參數(shù)，其中γ為25 kN/m3，計(jì)算摩擦角φ為60°，彈性抗力系數(shù)為800 MPa/m，按照GAP約束襯砌全斷面進(jìn)行約束，其計(jì)算模型及荷載分布如圖2所示，其荷載計(jì)算結(jié)果如表3所示，模擬計(jì)算結(jié)果分析如圖3～8所示。

采用材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法，在算得結(jié)構(gòu)內(nèi)力的基礎(chǔ)上，將斜井襯砌結(jié)構(gòu)按照鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算其安全系數(shù)，同時(shí)結(jié)合隧道的變形等來綜合評(píng)價(jià)襯砌的支護(hù)效果。該斜井結(jié)構(gòu)支護(hù)采用的初期支護(hù)+8 cm厚C35聚丙烯纖維噴射混凝土，對(duì)應(yīng)的混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值RW為29.8 MPa，型鋼拱架Rg為335 MPa，截面高度h為0.30 m，有效高度h0為0.25 m，計(jì)算寬度為1.0 m，偏心距e0=M/N，計(jì)算偏心距e=e0+（0.55h?0.05）、e′=e0?（0.55h?0.05）。結(jié)合《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算的襯砌截面安全系數(shù)列如表4所示。

根據(jù)表4計(jì)算結(jié)果，墻腳和拱腰的安全系數(shù)較小最小值為2.04，斜井襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)大于《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3370.1—2018）中表9.2.4.2中規(guī)定的最小強(qiáng)度安全系數(shù)。

4.1.2 通風(fēng)斜井XJ-Ⅲ-4襯砌斷面結(jié)構(gòu)計(jì)算

首先選擇計(jì)算參數(shù)，其中γ為26.5 kN/m3，計(jì)算摩擦角φ為70°，彈性抗力系數(shù)為1 200 MPa/m，按照GAP約束襯砌全斷面進(jìn)行約束，其計(jì)算模型及荷載分布如圖7所示，其荷載計(jì)算結(jié)果如表5所示，模擬計(jì)算結(jié)果分析如圖8～11所示。

同理，該斜井結(jié)構(gòu)支護(hù)采用的初期支護(hù)+10 cm厚C35聚丙烯纖維噴射混凝土，對(duì)應(yīng)的混凝土彎曲抗壓極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值Rw為28.6 MPa，型鋼拱架Rg為335 MPa，截面高度h為0.20 m，有效高度h0為0.15 m，計(jì)算寬度為1.0 m，偏心距e0=M/N，計(jì)算偏心距e=e0+（0.55h?0.05）、e′=e0?（0.55h?0.05）。結(jié)合《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算的襯砌截面安全系數(shù)列如表6所示。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，墻腳和拱腰的安全系數(shù)較小最小值為2.06，斜井襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)大于《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3370.1—2018）中表9.2.4.2中規(guī)定的最小強(qiáng)度安全系數(shù)。

綜上所示，通過對(duì)斜井襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算，將斜井初期支護(hù)+C35聚丙烯纖維噴射混凝土視為整體進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明結(jié)構(gòu)受力和安全系數(shù)能夠滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)安全?？紤]到斜井二襯的施工難度，故可建議取消云霧山隧道部分Ⅲ級(jí)圍巖段落的斜井二襯。

4.2 效益評(píng)價(jià)

4.2.1 社會(huì)效益

隧道斜井單層襯砌支護(hù)相比于復(fù)合型襯砌其施工簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)工藝有較大的改進(jìn)，如復(fù)合型襯砌中的U型鋼支架以及鋼筋網(wǎng)都被代替，聚丙烯混凝土噴射完畢后可在隧道斜井表面快速形成一層較強(qiáng)的連續(xù)支撐力，有效預(yù)防圍巖脫落;在普通的噴射混凝土中摻加適量的聚丙烯纖維，可明顯提高混凝土的抗壓、抗折等性能，進(jìn)而提高斜井的整體穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)隧道單層襯砌一次永久支護(hù)。同時(shí)單層襯砌的施作可與斜井掘進(jìn)同步平行完成，整個(gè)施工過程中使用的施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量較少，且較為輕便靈敏，降低了人員、設(shè)備的投入，間接降低了施工成本，另外在單層襯砌施工中無需使用二襯臺(tái)車，給相對(duì)狹小的斜井中創(chuàng)造了較大的工作面，縮短工期的同時(shí)節(jié)約工程造價(jià)[8]。

4.2.2 經(jīng)濟(jì)效益

云霧山隧道斜井中襯砌結(jié)構(gòu)變更為單層襯砌后，與原設(shè)計(jì)方案相比得到整體施工工序大大減少，且減少了土石開挖量，同時(shí)省去防水板等結(jié)構(gòu)物，降低造價(jià)和成本，設(shè)計(jì)變更優(yōu)化前后隧道斜井預(yù)算合價(jià)變化情況如表7所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，原設(shè)計(jì)的工程總造價(jià)為3 734.98萬(wàn)元，變更為單層襯砌后其工程總造價(jià)變?yōu)? 373.26萬(wàn)元，總費(fèi)用共節(jié)約了361.72萬(wàn)元，其經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

該文圍繞隧道斜井單層襯砌應(yīng)用進(jìn)行展開，結(jié)合寧石高速云霧山隧道斜井結(jié)構(gòu)作為依托，經(jīng)過專家評(píng)審決定采用初期支護(hù)和聚丙烯纖維噴射混凝土的單層襯砌方式進(jìn)行斜井襯砌設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)隧道斜井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。主要采用有限元軟件MIDAS/GTS進(jìn)行整體內(nèi)力計(jì)算，以得出斜井襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全系數(shù)，并結(jié)合施工技術(shù)要點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效率控制來評(píng)價(jià)整體效益。研究結(jié)果得到：

（1）采用有限元軟件MIDAS/GTS進(jìn)行整體內(nèi)力計(jì)算，得出斜井襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全系數(shù)均滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，證實(shí)取消二襯施工、采用單層襯砌的設(shè)計(jì)方案具有可行性。

（2）隧道斜井單層襯砌支護(hù)相比于復(fù)合型襯砌其施工簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)工藝有較大的改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)隧道單層襯砌一次永久支護(hù)。

（3）單層襯砌的施作可與斜井掘進(jìn)同步平行完成，整個(gè)施工過程中使用的施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量較少，且較為輕便靈敏，降低了人員、設(shè)備的投入，間接降低了施工成本，另外在單層襯砌施工中無需使用二襯臺(tái)車，給相對(duì)狹小的斜井中創(chuàng)造了較大的工作面。

（4）采用單層襯砌設(shè)計(jì)后斜井總的工程造價(jià)共節(jié)約了361.72萬(wàn)元，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可縮短施工周期，提高隧道工程整體施工效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]龔彥峰，張俊儒.隧道單層襯砌設(shè)計(jì)方法研究及應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2011（4）：1062-1068.

[2]劉新榮，祝云華，李曉紅，等.隧道鋼纖維噴射混凝土單層襯砌試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2009（8）：2319-2323.

[3]李林毅，陽(yáng)軍生，謝壯，等.基于FLAC～（3D）的隧道單層襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特征研究[J].公路交通科技，2019（10）：74-82.

[4]王事成.隧道通風(fēng)斜井鋼纖維噴射混凝土單層襯砌應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2015（S1）：233-236.

[5]杜國(guó)平.纖維混凝土單層襯砌隧道穩(wěn)定性研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2013.

[6]周平，王志杰，雷飛亞，等.考慮層間效應(yīng)的鋼纖維混凝土隧道單層襯砌受力特征模型試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2019（5）：116-128.

[7]胡磊，王志杰，何明磊，等.隧道鋼纖維混凝土單層襯砌模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J].鐵道建筑，2014（6）：72-74.

[8]宋戰(zhàn)平，劉京，吳煥通，等.長(zhǎng)陡斜井鋼纖維噴射混凝土單層襯砌試驗(yàn)研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（3）：348-355.