水下盾构法铁路隧道管片衬砌结构的原型加载试验研究

何 川，封 坤，晏启祥，齐 春

(1.西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，成都 610031;2.西南交通大学地下工程系，成都 610031)

1 前言

铁路作为长距离交通的重要手段，成为保障我国经济发展的基石[1]。随着我国高速铁路的大力建设，新建铁路中隧道数量、隧线比急剧增大，铁路隧道常常面临着穿越江河等水域阻隔的难题[2]。

我国采用盾构法修建水下隧道的技术很成熟，近年来多座水下隧道均采用了盾构法修建[3～5]，如杭州庆春路隧道、上海崇明越江隧道、武汉长江隧道、南京长江隧道等，将其应用于水下铁路隧道的修建，前景十分广阔。

对于水下铁路盾构法隧道，由于穿越距离长、埋置较深、所处水文地质条件复杂，所要求结构断面大，其受力性能不同于一般铁路隧道或地铁区间隧道[6～7]，对其结构力学性能的评价十分关键，有必要对原型隧道结构进行试验研究。

国内外相关原型试验开展较少，2000年及2004年，上海和广州地铁曾进行了1∶1水平整环试验[8～9];2003 年，日本曾进行了双圆断面盾构衬砌原型试验[10];2005年，上海崇明隧道曾对其衬砌整环进行了加载试验[11]。上述试验均采用了多点施加综合荷载的加载方式，即将土压和水压混合在一起施加。而水下盾构隧道所受土压和水压这两种力之间关联性差，通常以水压成分为主导，因此要较真实地测试出拟建水下隧道结构的各种力学特征，须将水压及土压分离控制。

2 工程概况

狮子洋隧道是我国第一条水下铁路隧道，也是我国第一条采用盾构法施工的水下长隧，该隧道工程范围全长10.8 km，盾构段长9.34 km，目标速度值世界第一，设计行车速度为350 km/h，被誉为“中国铁路世纪隧道”。……