TBM 隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法

摘要

本发明涉及一种TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法，轻、重管片衬砌组合结构，包括隧道衬砌管片，其特征在于：至少一段隧道区间的所述衬砌管片被设置成如下结构：同一环衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，其配筋率不完全相同。将同一环的衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，设置为具有不同配筋率的结构，打破了行业中同一环衬砌管片的配筋率必须一致的技术偏见，而且能够根据地应力的情况，合理的分配不同位置处相应管片的配筋率，支护结构的针对性更强，在能保证结构稳定的前提下，在受力较小的部位减少配筋率。这一结构的设计大大减少了工程造价，避免了钢筋用量的不必要的浪费，具有显著的社会效益和经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于盾构隧道或TBM隧道施工技术领域，具体涉及一种TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法。

背景技术

管片衬砌在采用TBM或盾构机施工的地下工程中广泛采用：在TBM隧道或是盾构隧道中，掘进机将预制管片进行拼装，形成用以防止围岩变形或坍塌的衬砌。在隧道建设中，隧道衬砌费用往往占整个隧道工程造价的40％-50％左右。由于管片的结构设计直接影响到隧道的结构安全，因此管片的配筋量一定要满足隧道的稳定性。但是如果管片的结构设计过于保守，则会造成施工经济的巨大浪费。

在TBM或盾构隧道的传统设计方法中，一般会根据围岩级别的不同，在隧道的不同地段设计不同配筋量的管片。而在同一地段，同一环的各个管片的配筋量是相同的，这是由于传统的管片衬砌是通过TBM或盾构机进行机械化拼装，往往将一环衬砌管片视为一个整体结构，每一个管片被视为一环衬砌的组成部分，因此同一环处不同位置的管片配筋率都相同。

但是，由于地应力具有方向性，即使同一环管片，其不同位置处所受到的压力也是不同的。传统的设计方法中，都是按照最大受力点的受力情况来设计配筋，而在受力较小部位的管片，所配置的钢筋不能得到充分发挥，也就是配筋量过高，造成了不必要的浪费。

此外，在隧道进行开挖之前，各类型号的管片就已经预制完成，按照传统的配筋模式，势必导致重型预制管片相应过多，轻型预制管片相应过少，造成不必要的经济损失。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，包括隧道衬砌管片，至少一段隧道区间的所述衬砌管片被设置成如下结构：同一环衬砌管片中，根据该环管片处地应力沿隧道环向的分布情况的不同，沿隧道环向不同位置的单个管片之间的配筋率不完全相同。

由于传统的管片衬砌是通过TBM或盾构机进行机械化拼装，往往将一环衬砌管片视为一个整体结构，每一个管片被视为一环衬砌的组成部分，因此同一环处不同位置的管片配筋率都是相同的。将同一环的衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，设置为具有不同 配筋率的结构，打破了行业中同一环衬砌管片的配筋率必须一致的技术偏见，而且能够根据地应力的情况，合理的分配不同位置处相应管片的配筋率，支护结构的针对性更强，在能保证结构稳定的前提下，在受力较小的部位减少配筋率。这一结构的设计大大减少了工程造价，避免了钢筋用量的不必要的浪费，具有显著的社会效益和经济效益。

进一步的，一环的所述衬砌管片中，顶部管片的配筋采用第一配筋率，两侧管片的配筋采用第二配筋率，当围岩的侧压力系数为0.7-0.9时，所述第一配筋率与所述第二配筋率的比值为1.1-1.3；当侧压力系数为1.1-1.3时，所述第一配筋率与所述第二配筋率的比值为0.6-0.9；当侧压力系数为1.3-1.5时，所述第一配筋率与所述第二配筋率的比值为0.5-0.8。

对于侧压力系数处于0.9-1.1的情况，由于垂直方向和水平方向的受力差异并不显著，可以不用考虑轻、重管片衬砌组合结构形式。而当侧压力系数大于1.1时，两侧管片的受力要显著大于顶底管片的受力。传统情况下，都是按照隧道两侧的受力情况来布置配筋，这就导致了顶底管片的配筋率和两侧管片的相同，但是顶底管片的钢筋不能充分发挥作用，造成了一定程度的浪费。将顶底管片的配筋率设置的较小些，以满足顶底位置的受力情况为准，可以减少顶底管片的钢筋用量，在保证安全的同时达到经济最优。侧压力系数为0.7-0.9的情况时，原理相同。

进一步的，对于上述TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，当隧道围岩的岩体基本质量等级为Ⅲ级或Ⅳ级围岩时，一环的所述衬砌管片中，所述顶部管片的配筋采用第一配筋率，所述两侧管片的配筋采用第二配筋率。

对于Ⅰ级围岩和Ⅱ级围岩，其自稳能力较好，管片的配筋率普遍偏低，可以不用考虑组合配筋的形式。而Ⅲ级或Ⅳ级围岩，包括岩体完整程度处于完整或较完整状态的软质岩、和完整程度处于较破碎或破碎的状态的硬质岩。对于这一部分岩体，构造应力的作用往往比自重应力的作用更加显著，导致隧道两侧管片的受力情况和顶部管片的受力情况差距较大。针对这种情况，对管片配筋情况进行上述划分，针对性更强，能做到安全性和经济性的协调统一。

进一步的，对于当所述隧道围岩的岩体基本质量等级为Ⅲ级或Ⅳ级围岩时，轻、重管片衬砌组合结构，当所述围岩的侧压力系数大于1.1时，底部管片采用所述第一配筋率。当两侧管片的受力大于顶底管片的受力时，可以将底部管片的配筋率设置得与顶部管片的配筋率相同。

进一步的，对于上述TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，当所述隧道围岩的岩体完整性系数小于0.35时，一环的所述衬砌管片中，顶部管片的配筋采用第一配筋率，两侧管片 和底管片的配筋采用第二配筋率，所述第一配筋率高于所述第二配筋率。这种情况下，岩体的完整程度为破碎或极破碎，构造应力基本都已经释放，自重应力场为主要的荷载考虑对象，衬砌管片主要承受来自顶部岩体的压力，相应的侧压力和基地反力相对较小，因此将顶部管片的配筋率设置的高于两侧及底部的配筋率，结构受力更加合理。

进一步的，上述轻、重管片衬砌组合结构中，隧道内一环的所述衬砌中，沿环向不同位置管片的配筋率根据该环所在位置的荷载情况确定。

此处的荷载主要是指地应力。当荷载还考虑了衬砌自重、内水压力、外水压力、施工荷载、灌浆压力、温度荷载、地震荷载、岩土膨胀力等情况时，仍在本申请的保护范围之内。

TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据实际的工程地质条件，确定隧道所在区段的受力状况；

步骤2：在适用组合管片的隧道区段内，根据管片所处位置的荷载分布情况，给位于隧道不同环向位置的管片设置不同的配筋率。

隧道在开挖前，需要进行地质勘查，并根据所勘察的工程地质条件情况，进行隧道各个区段的管片设计。一般各种型号的预制管片在隧道开挖之前需要全部制作完成，即轻型管片(配筋率较低)和重型管片(配筋率较高)的数量均已固定。但是由于地质勘察技术的局限性，在实际的开挖过程中，经常遇到实际开挖的工程地质条件和勘察的地质条件并不一致，勘察设计时认为是Ⅲ级围岩的区段，实际上很可能是Ⅳ级甚至是Ⅴ级围岩。在这种情况下，重型管片的使用数量往往要大于预期情况。这就导致了在整条隧道的建设中，重型管片不够用，而轻型管片用不完的情况。在传统的盾构施工中，由于每环管片的配筋率一致，都是按照受力最大点的荷载值进行配筋设计，这一问题无法克服。而采用轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，对于同一环管片而言，只需在该环实际受力较大的位置配置重型管片，而在实际受力较小的位置配置轻型管片，轻型管片、重型管片搭配使用，就可以解决上述问题。对于整条隧道建设而言，采用这种轻、重管片衬砌组合结构，往往能节省数亿元的建设成本，具有重大的经济效益。

进一步的，步骤2中，所述荷载情况包括考虑初始应力场和开挖后重新分布的应力场。岩体中的初始应力场是地下工程围岩稳定与支护结构设计所需要的基本因素之一，在进行地下工程设计和施工中，初始应力场普遍都会受到关注。但是洞室开挖以后，地应力的大小和方向会发生相应改变，而开挖后重新分布的应力场才是最终施加到结构上的永久性荷载，因此开挖后重新分布的应力场也应当予以重视，以便研究合理的支护方式和参数。

进一步的，所述初始应力场通过基于侧压力系数的反演模拟获得。岩体的初始应力场 主要是由重力以及地质构造运动所产生，由重力产生的自重应力场比较容易确定，而由构造运动产生的应力场很难确定。从多次的地应力场反演效果来看，采用基于侧压力系数的反演模型能反映山体地形、地貌和地质条件对初始应力场的影响，能较好地与实测应力值吻合，是一种有效的反演方法，为进一步分析隧道围岩稳定性提供了参考。

TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据工程地质条件，设计若干具有不同配筋率的不同型号的管片；

步骤2：在适用组合管片的隧道区段内，根据管片所处位置的荷载分布情况，给同一环管片中位于隧道不同环向位置的管片配置不同的管片型号。

TBM或盾构施工隧道时，采用的管片均为工厂大批量预制的管片，将管片预先设计为若干型号，不仅有利于管片的批量生产，还可以根据不同的地质条件选择不同型号的管片，减少混凝土管片的生产成本；此外，在进行管片设计时，尤其是采用数值模拟的方式验证结构的稳定性时，仅对确定的几种管片型号进行材料属性配置，可以使计算过程大大简便。

本发明的有益效果是：

此处的TBM隧道是广义的，包括盾构隧道和TBM隧道。由于传统的管片衬砌是通过TBM或盾构机进行机械化拼装，往往将一环衬砌管片视为一个整体结构，每一个管片被视为一环衬砌的组成部分，因此同一环处不同位置的管片配筋率都是相同的。管片一般都是预制的，围岩分级要根据现场实际情况动态调整，这样往往造成某一型号的管片极大浪费，通过组合支护技术可以避免这种浪费，达到经济技术最优。

由于传统的管片衬砌是通过TBM或盾构机进行机械化拼装，往往将一环衬砌管片视为一个整体结构，每一个管片被视为一环衬砌的组成部分，因此同一环处不同位置的管片配筋率都是相同的。将同一环的衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，设置为具有不同配筋率的结构，打破了行业中同一环衬砌管片的配筋率必须一致的技术偏见，而且能够根据地应力的情况，合理的分配不同位置处相应管片的配筋率，支护结构的针对性更强，在能保证结构稳定的前提下，在受力较小的部位减少配筋率。这一结构的设计大大减少了工程造价，避免了钢筋用量的不必要的浪费，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是盾构管片的结构示意图；

图中：1.顶部管片，2.两侧管片，3.底部管片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：

一种隧道轻、重管片衬砌组合结构，包括隧道衬砌管片，至少一段隧道区间的所述衬砌管片被设置成如下结构：同一环衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，其配筋率不完全相同。如图1所示，盾构管片包括顶部管片1、两侧管片2和底部管片3，当围岩的侧压力系数为0.7-0.9时，顶部管片1的配筋率与两侧管片2的配筋率的比值为1.1-1.3；当侧压力系数为1.1-1.3时，顶部管片1的配筋率与两侧管片2的配筋率的比值为0.6-0.9；当侧压力系数为1.3-1.5时，顶部管片1的配筋率与两侧管片2的配筋率的比值为0.5-0.8。

此处的隧道是广义的，也包括隧洞，如输水隧洞。

相邻的两环管片，沿隧道环向大致位于同一位置的管片，其配筋率可以一样(非交错拼接)，也可以不同(交错拼接)，即无论是非交错拼接还是交错拼接，均在本申请的保护范围之内。此外，无论采用通缝拼装或错缝拼装，也都在本申请的保护范围之内。

理论上讲，由于地应力的方向性，沿隧道环向同一位置处的受力应该大致相同。比如相邻的两环管片，如果其所处的地应力场属于侧压力系数大于1的情况，虽然顶部受力小于两侧受力，但相邻的顶部管片的受力大致相同，相邻的侧管片的受力也大致相同。对于这种情况，理应两侧采用重型管片，顶部采用轻型管片，这样与实际受力情况更加匹配。但是数值模拟的计算结果显示，在这一区段中，无论采用非交错拼接，还是采用交错拼接，其支护情况均优于全部采用轻型管片的支护情况，且满足各方面的受力及稳定性要求。因此，非交错拼接和交错拼接均可采用，且都在本申请的保护范围之内。

此外，底部管片可以根据情况，从重型、中间型和轻型管片中适当选择。因此，同一环管片中，各管片无论采用两种、三种、四种或更多的配筋率，都在本申请的保护范围之内。

由于传统的管片衬砌是通过TBM或盾构机进行机械化拼装，往往将一环衬砌管片视为一个整体结构，每一个管片被视为一环衬砌的组成部分，因此同一环处不同位置的管片配筋率都是相同的。将同一环的衬砌管片中，沿隧道环向不同位置的管片，设置为具有不同配筋率的结构，打破了行业中同一环衬砌管片的配筋率必须一致的技术偏见，而且能够根据地应力的情况，合理的分配不同位置处相应管片的配筋率，支护结构的针对性更强，在能保证结构稳定的前提下，在受力较小的部位减少配筋率。这一结构的设计大大减少了工程造价，避免了钢筋用量的不必要的浪费，具有显著的社会效益和经济效益。

进一步的，上述轻、重管片衬砌组合结构中，隧道内一环的衬砌的不同管片的配筋量根据该环所在位置的地应力情况确定。

此处的一环，可以是指该隧道区段内任意的某一环，也可以是指一个区段内最具代表性的一环。

对于代表区段内任意的某一环的情况，可以是通过数值模拟，对该区段进行数值计算得到各个位置的受力值，并根据相应的受力值计算各位置处管片的配筋率，以此确定各位置处的管片型号。这种情况下，既能保证结构安全，又能使管片材料达到最充分的利用。

对于第二种情况，即此处的一环是指一个区段内最具代表性的一环，是考虑到如下因素：在一个隧道区段内，地质条件比较均一，变化不大，这种情况下，可以选择该区段内最不利的一环进行计算，并设计该环各个位置的管片配筋率。如果这一环的稳定性能得到保证，那么整个这一区段按照这一环的设计结果，都能得到保证。在此基础上，可以进行数值模拟的验算，验证交错拼接和非交错拼接的可行性，从中选择较优的方式确定方案。由于管片的型号一般都已经固定，而且各个型号之间的差异性较大，此外综合考虑上管片施工的方便，因此采用这种方式，是目前设计中最科学合理，也是最经济的一种方式。

对于上述一种隧道轻、重管片衬砌组合结构，当隧道围岩的岩体基本质量等级为Ⅲ级或Ⅳ级围岩时，一环的衬砌管片中，顶底管片的配筋采用第一配筋率，两侧管片的配筋采用第二配筋率。

对于Ⅰ级围岩和Ⅱ级围岩，其自稳能力较好，管片的配筋率普遍偏低，可以不用考虑组合配筋的形式。而Ⅲ级或Ⅳ级围岩，包括岩体完整程度处于完整或较完整状态的软质岩、和完整程度处于较破碎或破碎的状态的硬质岩。对于这一部分岩体，构造应力的作用往往比自重应力的作用更加显著，导致隧道两侧管片的受力情况和顶底管片的受力情况差距较大。针对这种情况，对管片配筋情况进行上述划分，针对性更强，能做到安全性和经济性的协调统一。

进一步的，对于当隧道围岩的岩体基本质量等级为Ⅲ级或Ⅳ级围岩时，轻、重管片衬砌组合结构，当围岩的侧压力系数大于1.0时，第一配筋率小于第二配筋率。当两侧管片的受力大于顶底管片的受力时，就可以将不同位置处的管片设置不同的配筋率，以实现对材料最大限度的充分利用。

进一步的，当围岩的侧压力系数大于1.2时，第一配筋率小于第二配筋率。

对于侧压力系数处于1.0-1.2的情况，由于垂直方向和水平方向的受力差异并不显著，可以不用考虑轻、重管片衬砌组合结构形式。而当侧压力系数大于1.2时，两侧管片的受力要显著大于顶底管片的受力。传统情况下，都是按照隧道两侧的受力情况来布置配筋，这就导致了顶底管片的配筋率和两侧管片的相同，但是顶底管片的钢筋不能充分发挥作用，造成了一定程度的浪费。将顶底管片的配筋率设置的较小些，以满足顶底位置的受力情况为准，可以减少顶底管片的钢筋用量，在保证安全的同时达到经济最优。

进一步的，对于上述一种隧道轻、重管片衬砌组合结构，当隧道围岩的岩体完整性系 数小于0.35时，一环的衬砌管片中，顶管片的配筋采用第一配筋率，两侧管片和底管片的配筋采用第二配筋率，第一配筋率高于第二配筋率。这种情况下，岩体的完整程度为破碎或极破碎，构造应力基本都已经释放，自重应力场为主要的荷载考虑对象，衬砌管片主要承受来自顶部岩体的压力，相应的侧压力和基底反力相对较小，因此将顶部管片的配筋率设置的高于两侧及底部的配筋率，结构受力更加合理。

一环中盾构管片的管片组成数量有多种情况，对于这些情况，本领域的技术人员清楚此处的顶部管片、两侧管片和底部管片的具体指代，无论一环的管片数量为多少，当采用轻、重管片衬砌组合时，均在本申请的保护范围之内。

值得一提的是，上述相应的地质条件下所提及的轻、重管片衬砌组合设计方案，对何种情况下适用何种管片组合形式给出了相应的指导，是较优的设计方案。对于其他地质条件下的情况，依然可以采用轻、重管片衬砌组合设计方案，只要存在一环管片，其沿隧道环向不同位置处的管片配筋率不完全相同，也就是同一环中不同管片的配筋率有所不同，那么都在本申请的保护范围之内。

而且此处的轻、重管片衬砌组合是泛指，同一环管片中，如果采用了类似轻、次轻、次重、重等的设计方式，也就是说可以是两种管片型号，也可以是三种或是更多的管片型号，均在本申请的保护范围之内。

一种隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据实际的工程地质条件，确定隧道所在区段的受力状况；

步骤2：在适用组合管片的隧道区段内，根据管片所处位置的荷载情况，给位于隧道不同环向位置的管片设置不同的配筋率。

进一步的，步骤1中，首先根据工程地质条件的相关资料，获得该处的地应力，然后得到该处的侧压力系数，进而得到该区段隧道的受力状况。

传统的设计方法中，在得到了隧道的受力状况之后，仅根据最不利的受力位置，按照最大受力值，进行配筋计算，得到管片的配筋率，并将这一配筋率用在整个区段的所有管片上。这就造成了设计的过于保守，使造价成本偏高。

本申请在得到隧道的受力状况之后，不是单单考虑最不利的受力位置处荷载最大的那一点的受力值，而是综合考虑整个管片的各个位置，根据不同位置的不同荷载情况，确定不同的配筋率，实现了管片的精确配筋，在同一环处可以采用不同配筋率的管片型号，使得管片设计更加科学合理。

此处的盾构管片，无论是采用相同的水泥型号，还是不同的水泥型号，只要其配筋率不同，都在本申请的保护范围之内。

进一步的，步骤2中，荷载情况包括考虑初始应力场和开挖后重新分布的应力场。

进一步的，初始应力场通过基于侧压力系数的反演模拟获得。

当荷载还考虑了衬砌自重、内水压力、外水压力、施工荷载、灌浆压力、温度荷载、地震荷载、岩土膨胀力等情况时，仍在本申请的保护范围之内。

一种隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据工程地质条件，设计若干具有不同配筋率的不同型号的管片；

步骤2：在适用组合管片的隧道区段内，根据管片所处位置的荷载情况，给位于隧道不同环向位置的管片配置不同的管片型号。

此处的管片型号，主要是根据配筋率进行区分，但是制作管片的水泥型号也可以有相应的改变，均在本申请的保护范围之内。

实施例2：

达坂隧洞运用了本设计方案。设计之初，为适应不同的地质条件，尽量减少混凝土预制管片的成本，设计根据不同围岩类别和外水情况，设计了A-1、A、B、C、C-1、C-2、D和E型8种预制钢筋混凝土管片，并按照每种管片不同的使用条件配置不同的钢筋用量。钢筋中使用的Ⅰ级钢筋直径为6.5、8、10mm，Ⅱ级钢筋直径为10、12、14、16、18、20、22mm。8种不同管片类型的使用条件和含筋率为：

A-1型管片——适用于钻爆法开挖土洞TBM滑行的洞段及Ⅱ类无外水围岩洞段管片衬砌，设计含筋率83.34kg/m3(85.28kg/m3)。

A型管片——适用于坚硬岩石的Ⅱ类有外水和Ⅲ类无外水围岩洞段，设计含筋率86.87kg/m3(88.42kg/m3)。

B型管片——适用于中软岩石或破碎岩石的Ⅲ类有外水和Ⅳ类无外水围岩洞段，设计含筋率100.17kg/m3(101.92kg/m3)。

C型管片——适用于V及V1类无外水土洞段和IV类有外水的围岩等洞段，设计含筋率118.36kg/m3(120.13kg/m3)。

C-2型管片——适用于无外水非常不稳定的断层带和V1类无外水岩土洞段，设计含筋率139.14kg/m3(124.26kg/m3)。

C-1型管片——适用于V、V1类有外水岩土洞段，设计含筋率135.68kg/m3(135.67kg/m3)。

D型管片——适用于Ⅳ类高地应力有外水的煤层、有外水非常不稳定断层带、有外水非常不稳定破碎围岩洞段和微膨胀岩、有害气体、有害地下水及土洞有外水水头小于20m洞段、V、V1类围岩等软岩大变形洞段，设计含筋率180.38kg/m3(含筋率184kg/m3)。

对于上游主洞管片组合方案，详细介绍如下：

B、D组合I：B、D交错拼接组合，即第一环顶底管片用B型、侧管片用D型，第二环顶底管片用D型、侧管片用B型，以此类推；B、D组合II：B、D非交错拼接组合：即顶底管片全部用B型，侧管片全部用D型；A、D组合I：A、D交错拼接组合，即第一环顶底管片用A型、侧管片用D型，第二环顶底管片用D型、侧管片用A型，以此类推；A、D组合II：A、D非交错拼接组合：即顶底管片全部用A型，侧管片全部用D型。

工况说明：

①考虑自重荷载作用时，不考虑地应力的影响；反之依然。

②膨胀力：IV类围岩0.3Mpa，膨胀力对计算结果影响不大

工况一：地应力下B、D组合方案I(B、D交错拼接)计算成果

在进行裂缝宽度验算时，对于确定了配筋的管片来说，除纵向受拉钢筋应力σ_sl外其它参数已确定，故首先要求出管片钢筋可能受到的最大拉应力σ_sl。通过计算可知：此种工况下，对于B型管片，其可承担40％的由地应力等因素引起的管片压力，此时求得钢筋的最大拉应力σ_sl＝193.75Mpa，进而求得最大裂缝宽度ω_max＝0.185mm<0.2mm。经过验算，此种工况下，管片虽然可能会开裂，但裂缝宽度能满足本工程的限裂要求，管片可以正常工作。

工况二：地应力下B、D组合方案II(B、D非交错拼接)计算成果

在进行裂缝宽度验算时，对于确定了配筋的管片来说，除纵向受拉钢筋应力σ_sl外其它参数已确定，故首先要求出管片钢筋可能受到的最大拉应力σ_sl。通过计算可知：在此种工况下，对于B型管片，其可承担56％的由地应力等因素引起的管片压力，按承担50％压力计算钢筋的最大拉应力σ_sl＝180.23Mpa，进而求得最大裂缝宽度ω_max＝0.172mm<0.2mm。经过验算，此种工况下，管片虽然可能会开裂，但裂缝宽度能满足本工程的限裂要求，管片可以正常工作。

结合工况一和工况二的计算结果，结合经验确定相应的管片组合方案。

对于其余的工况验算成果，此处不再赘述。

实际工程中，达坂隧洞通过采用本项技术，节省盾构管片造价数亿元，产生了巨大的经济效益。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部 分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。