巨跨洞室二次衬砌结构设计方法研究

摘要

针对现有荷载-结构法得出的巨跨洞室二次衬砌结构厚度大、经济性和施工可操作性差等问题,基于某跨度超50 m的巨跨洞室的整体和局部稳定特点,提出巨跨洞室二次衬砌结构承担洞室剩余变形和块体不稳定荷载的作用机制,并论述二次衬砌结构设计的计算过程。得出结果如下:(1)巨跨二次衬砌结构承担洞室剩余变形和不稳定块体荷载这一力学模型符合巨跨洞室整体和局部稳定机制;(2)洞室剩余变形为极限沉降与既有沉降的差值,采用此方法得出的剩余变形值与二次衬砌和喷射混凝土接触压力实测值具有较高的一致性;(3)所提出的不稳定块体荷载是针对洞室薄弱部位重点设计,安全性高;(4)采用本文的设计方法得出的拱部及边墙二次衬砌厚度分别为0.8、1.4 m,相较于常规设计方法,厚度减少了27%~53%。