雙層襯砌簡介

目前,大直徑盾構(gòu)隧道的運用日益增多,常用的盾構(gòu)隧道多為單層襯砌結(jié)構(gòu)。鑒于單層襯砌管片結(jié)構(gòu)存在一些缺點,雙層襯砌管片結(jié)構(gòu)的設(shè)計與使用逐漸引起人們的注意。文章針對大連地鐵5號線跨海段盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu),運用Abaqus軟件并考慮圍巖壓力、地震荷載作用、溶洞以及施作方式對于結(jié)構(gòu)的影響,計算分析不同工況下盾構(gòu)隧道雙層襯砌管片結(jié)構(gòu)的變形以及受力特征。研究結(jié)果表明:基本荷載下結(jié)構(gòu)受力的主體為初襯,二次襯砌的作用應(yīng)更多考慮為耐久性和安全儲備。地震荷載作用下二次襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力顯著增大,相對于基本荷載,初襯內(nèi)力增幅為8.57%～44.1%,二次襯砌內(nèi)力增幅為123.6%～332.4%,二次襯砌結(jié)構(gòu)將在抵抗地震等偶然荷載作用時發(fā)揮較大作用。地震荷載作用下溶洞對雙層襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形影響很大,相對基本荷載工況,初襯內(nèi)力增幅為11.0%～216.5%,二次襯砌內(nèi)力增幅為192.4%～353.1%,軸向變形增幅為58.9%～81.34%,水平向變形增幅約為143.6%。因此,建議對溶洞進行合理加固,以保證隧道安全。

近年來,隨著我國經(jīng)濟技術(shù)實力的不斷提升,國內(nèi)盾構(gòu)隧道越來越多的出現(xiàn)內(nèi)部構(gòu)筑二次襯砌的工程實際情況,文章為探明施作緩沖層的二次襯砌與管片襯砌的相互作用機理,采用提出的考慮柔性緩沖層的雙層襯砌計算模型,分析了不同厚度緩沖層的結(jié)構(gòu)在兩種典型工況下的內(nèi)力特性,結(jié)果表明:緩沖層模型中緩沖層對盾構(gòu)隧道管片襯砌與二次襯砌聯(lián)合受力結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能有明顯影響,在通常荷載作用下,結(jié)構(gòu)受力以外襯管片受力為主,二次襯砌僅為輔助受力結(jié)果,在地震、不均勻沉降或其他突發(fā)荷載工況下,外襯發(fā)生額外變形,緩沖層被壓密,內(nèi)襯將有效發(fā)揮承載力。緩沖層的厚度對管片襯砌與一次襯砌間的這種內(nèi)力分配有一定影響。