铁路硬岩隧道单层永久衬砌结构研究

马兆飞

(浩吉铁路股份有限公司 北京 100073)

在铁路隧道修建过程中，其衬砌类型对于隧道施工进度和工程投资具有重要影响，常用的隧道衬砌类型一般有2种：①复合式衬砌；②单层式衬砌。复合式衬砌作为目前隧道衬砌结构的主流[1]，可以结合初期支护施作及时但刚度小易变形的特点，通过二次衬砌进一步保护和加固围岩，且衬砌后表面光滑平整，可以防止外层风化并增强安全感。单层式衬砌相对于复合式衬砌，具有工序更加简化、施工更加快速、经济性更好等多方面的优点。研究表明[2]，在同等程度荷载条件下，单层衬砌产生的内力小于复合式衬砌，所以可适当减薄衬砌厚度，同时也减少了开挖量和衬砌圬工量，节约了工程投资。同时，单层衬砌一次性施工完成，避免了二次衬砌施工对其他工序的干扰，有利于缩短工期，从而进一步降低工程造价[3]。

挪威为最早使用单层衬砌的国家，1978年以来，挪威在有节理易超挖的岩层内，采用喷射钢纤维混凝土作为永久加固和最终支护的手段，约460 km的干线公路隧道中共有160 km(其中部分是海底隧道)采用喷射混凝土或喷射钢纤维喷混凝土，作为永久支护。瑞典的斯德哥尔摩地铁中大量使用单层衬砌技术。瑞士修建的费尔艾那隧道，97%的支护都采用单层衬砌技术[4]。在国内，20世纪60年代在成昆铁路围岩较好的短隧道中，成功地采用了喷射混凝土加锚杆作为永久衬砌。70年代在下坑隧道试做了单层衬砌数十米，但受制于当时施工技术水平和材料水平，发生了裂缝和漏水情况。……