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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (12): 2510-2520.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.018
毛升1, 2, 焦齐柱1, 2, 肖明清1, 2, 刘岩1, 2
(1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北 武汉 430063; 2. 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心, 湖北 武汉 430063)
DoubleLayer Lining Scheme for Jintang Subsea Tunnel of Ningbo-Zhoushan Railway
MAO Sheng1, 2, JIAO Qizhu1, 2, XIAO Mingqing1, 2, LIU Yan1, 2
(1. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063, Hubei, China; 2. National & Local Joint Engineering Research Center of Underwater Tunnelling Technology, Wuhan 430063, Hubei, China)
摘要: 为经济合理地解决甬舟铁路金塘海底隧道盾构段衬砌选型难题,结合隧道盾构段超高水压、超长距离、复杂海域环境及防灾疏散救援难度大等特点,围绕结构横断面受力变形分析和隧址海域条件特殊工况分析、衬砌纵向地震响应及风险处置等方面进行单双层衬砌比选研究,论述设置双层衬砌的必要性、可行性及经济性。其中,为实现全环叠合式双层衬砌,从有效净空面积和轨下结构型式等方面对双层衬砌结构断面进行优化。研究结果表明: 1)静力荷载工况下,双层衬砌方案结构变形相对较小,对轨道平顺性更有利,但总体上和单层衬砌方案差别不大; 进一步考虑海域段复杂的建设环境,从长久安全考虑,宜预留二次衬砌空间。2)纵向地震工况下,叠合式衬砌结构二次衬砌与管片连接性能较强并共同承载,能够显著降低管片峰值变形和应力,土层段拱顶最大降幅为20.58%,并通过减震措施解决二次衬砌易受拉损伤的不足。3)通过R=P×C定级法的风险评价方法进行分析,发现降低风险的投入(3.42亿元)要低于风险损失费期望值(3.47亿元),最终推荐采用双层衬砌方案。4)将轨面以上有效净空面积优化为83.79 m2,经数值计算,车体表面最大压力变化幅值和车内瞬变压力均满足相关规范要求; 相比净空面积不小于90 m2的直径14.6 m双层衬砌断面,横断面直径减小4.3%。5)依据防灾救援净空要求和断面气动效应研究结论,通过优化轨下结构型式,叠合式双层衬砌圆周范围为90.70%,基本实现全环叠合式双层衬砌,相较于直径14.3 m、全环30 cm现浇二次衬砌断面,横断面直径减小2.1%。