隧道衬砌设计探讨

wxg1703

       设计院在衬砌设计还是采用荷载结构模式，地层结构模式按照设计规范，仅是做为一种辅助方法，在软软破碎围岩、特殊地质条件下大跨隧道施工设计时，由于缺少施工经验，仅做为一种检算手段用于检算，由于围岩的各向异性加上结构面、地下水等一些不确定性因素，实际上地层结构模式计算结果与实际还是有一定差距，不过结构受力、变形规律是可供设计参考的。 

但是隧道设计规范上推荐的是工程类比的方法,关于结构设计时总得有个依据,不能说我在那个地方做过一个隧道,跨度地质情况差不多,然后就比着这个做,这样感觉是对工程的不负责任。我们不能说地下工程复杂、围岩参数地质情况不容易掌握，就把所有的问题都用工程类比法来回避。 
        再说一下软件的问题，有限元软件是很好的东西，能计算的特别精确，前提条件是参数输入和模型是正确的，但是是围岩参数能取准吗，地层模型能建准吗，裂隙、节理、地下水能模拟准确吗，现在的计算很大程度上是估算，很难算清楚。但是做为工程技术人员，很难接受这种模糊的设计方法。没有数据和科学的依据去做设计是危险的。

设计的时候也是这样做的,先用同济曙光采用地层结构法模拟开挖过程,对喷锚支护及开挖方法进行分析,选择一个合适的开挖顺序,然后用荷载结构法计算初衬的变形, 和二衬的承载能力和裂缝宽度。 
        设计段也就计算这么多了，地层结构法计算时也是根据规范取的参数，由于地质勘察报告比较简略没法参考，荷栽结构法计算时依据规范的荷载计算方法，然后根据围岩类别初衬和二衬分别承担一部分计算。 

        个人认为隧道设计过程中初支和二衬的设计侧重点应有所不同。初支因其自身组成结构的复杂性（锚杆、喷砼、预加固岩体等共同组成的复合结构），若采用有限元进行地层结构法计算，一方面难以模拟实际的岩体材料，另一方面也难以准确模拟锚杆与岩体之间的相互作用（目前主要采用节点耦合算法），最终计算出来的结果只能来进行定性分析，正如前面几位朋友提到的，可以用作为隧道的开挖方法提供一定的参考。因此个人认为初支的设计还是要以工程类比为主，最好多与有经验的专家沟通，合理确定初支参数。二衬为模筑结构，其受力相对比较明确，可采用荷载结构法来计算结构的受力和配筋。