[发明专利]TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构及其设计方法

权利要求书

1.TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：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，根据该环衬砌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衬砌管片之间的配筋率不完全相同。

2.根据权利要求1所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：一环的所述衬砌管片中，顶部衬砌管片的配筋采用第一配筋率，两侧衬砌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。

3.根据权利要求2所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：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，顶部衬砌管片的配筋采用第一配筋率，两侧衬砌管片的配筋采用第二配筋率。

4.根据权利要求2所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：当所述围岩的侧压力系数大于1.1时，底部衬砌管片采用所述第一配筋率。

5.根据权利要求2所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：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，顶衬砌管片的配筋采用第一配筋率，两侧衬砌管片和底衬砌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。

6.根据权利要求1所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构，其特征在于：隧道内一环的所述衬砌管片中，沿环向不同位置衬砌管片的配筋率根据该环所在位置的荷载情况确定。

7.TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，其特征在于，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。

8.根据权利要求7所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，其特征在于：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。

9.根据权利要求8所述的TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，其特征在于：所述初始应力场通过基于侧压力系数的反演模拟获得。

10.TBM隧道轻、重管片衬砌组合结构的设计方法，其特征在于，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。