隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造詳解課件

1、第四章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造包括：運營管理、維修養(yǎng)護(hù)、給水排水、供蓄發(fā)電、包括：運營管理、維修養(yǎng)護(hù)、給水排水、供蓄發(fā)電、通風(fēng)、照明、通訊、安全等而修建的構(gòu)造物。通風(fēng)、照明、通訊、安全等而修建的構(gòu)造物。 主體建筑物主體建筑物附屬建筑物附屬建筑物隧隧道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為了保持隧道的穩(wěn)定和行車安全而修建的人工永久建筑物為了保持隧道的穩(wěn)定和行車安全而修建的人工永久建筑物第四章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造主體構(gòu)造物以外保證隧道正常使用所需的各種輔助設(shè)施主體構(gòu)造物以外保證隧道正常使用所需的各種輔助設(shè)施洞身結(jié)構(gòu)洞身結(jié)構(gòu)洞門、明洞洞門、明洞l第一節(jié)第一節(jié) 洞身襯砌洞身襯砌l第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞門隧道洞門l第二節(jié)第二節(jié) 明洞明洞l第四節(jié)第四節(jié)

2、 隧道附屬建筑物隧道附屬建筑物第一節(jié) 洞身襯砌二、整體式模筑混凝土襯砌（單層襯砌）一、隧道襯砌的概述三、裝配式襯砌 四、錨噴式襯砌五、復(fù)合式襯砌 六、其它襯砌結(jié)構(gòu)的類型 七、隧道襯砌的其它構(gòu)造要求一、隧道襯砌的概述一、隧道襯砌的概述l（一）襯砌概念（一）襯砌概念l（三）襯砌類型（三）襯砌類型l（二）襯砌材料（二）襯砌材料第一節(jié) 洞身襯砌（一）襯砌概念（一）襯砌概念廣義地說，可以把人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為襯砌。廣義地說，可以把人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為襯砌。 支護(hù)的方式支護(hù)的方式 外部支護(hù)外部支護(hù) 內(nèi)部支護(hù)內(nèi)部支護(hù) 混合支護(hù)混合支護(hù) （一）襯砌概念（一）襯砌概念為了保證施工的安全、為了保證施工的安

3、全、加固巖體和阻止圍巖的加固巖體和阻止圍巖的變形、坍塌而設(shè)置的臨變形、坍塌而設(shè)置的臨時支護(hù)措施，常用支護(hù)時支護(hù)措施，常用支護(hù)形式有木支撐、型鋼支形式有木支撐、型鋼支撐、格柵支撐、錨噴支撐、格柵支撐、錨噴支護(hù)等護(hù)等 為了保證隧道使用的凈為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)。的永久性襯砌結(jié)構(gòu)。 在實際中，襯砌主要指能作為永久支護(hù)的結(jié)構(gòu)在實際中，襯砌主要指能作為永久支護(hù)的結(jié)構(gòu) 人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)廣義的襯砌廣義的襯砌一次支護(hù)一次支護(hù)二次支護(hù)二次支護(hù)（初期支護(hù)）（初期支護(hù)）（二次襯砌）（二次襯砌）（永久支護(hù)）（永久支護(hù)）（二）襯砌材料（二）襯砌材

4、料2）從經(jīng)濟(jì)角度考慮，還應(yīng)滿足就地取材，降低造）從經(jīng)濟(jì)角度考慮，還應(yīng)滿足就地取材，降低造價，施工方便及易于機(jī)械化施工等。價，施工方便及易于機(jī)械化施工等。1 1混凝土混凝土3. 3. 鋼筋混凝土鋼筋混凝土 4 4石料和混凝土預(yù)制塊石料和混凝土預(yù)制塊 2 2片石混凝土片石混凝土5 5噴射混凝土噴射混凝土7.7.裝配式材料裝配式材料6.6.錨桿和鋼架錨桿和鋼架要求要求1）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性、耐腐蝕性）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性、耐腐蝕性和抗凍性等。和抗凍性等。1 1混凝土混凝土優(yōu)點優(yōu)點 整體性好，既可以在現(xiàn)場澆筑，也可以在加工場整體性好，既可以在現(xiàn)場澆筑，也可以在加工場預(yù)制，而且

5、可以機(jī)械化施工?？梢栽谒嘀袚饺腩A(yù)制，而且可以機(jī)械化施工。可以在水泥中摻入外加劑，以提高混凝土的性能外加劑，以提高混凝土的性能。 缺點缺點 灌注后不能立即承受荷載，需要進(jìn)行養(yǎng)生，達(dá)到灌注后不能立即承受荷載，需要進(jìn)行養(yǎng)生，達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度才能拆模，占用的模板和拱架較多。普預(yù)定強(qiáng)度才能拆模，占用的模板和拱架較多。普通混凝土的耐侵蝕能力較差。通混凝土的耐侵蝕能力較差。 公路隧道工程各部位建筑材料公路隧道工程各部位建筑材料鐵路隧道襯砌建筑材料鐵路隧道襯砌建筑材料 3.3.鋼筋混凝土鋼筋混凝土 主要用在洞門、明洞襯砌等明挖地段，或者當(dāng)隧道通過地震主要用在洞門、明洞襯砌等明挖地段，或者當(dāng)隧道通過地震區(qū)、偏壓、

6、通過斷層破碎帶或淤泥、流砂等不良地質(zhì)地段。區(qū)、偏壓、通過斷層破碎帶或淤泥、流砂等不良地質(zhì)地段。 2 2片石混凝土片石混凝土鐵路隧道，為了節(jié)省水泥，在巖層較好地段的邊墻襯砌，允鐵路隧道，為了節(jié)省水泥，在巖層較好地段的邊墻襯砌，允許采用片石混凝土（片石的摻量不應(yīng)超過總體積的許采用片石混凝土（片石的摻量不應(yīng)超過總體積的20%）。）。此外，當(dāng)起拱線以上此外，當(dāng)起拱線以上1m以外部位有超挖時，其超挖部分也可以外部位有超挖時，其超挖部分也可用片石混凝土進(jìn)行回填。用片石混凝土進(jìn)行回填。選用的石料要堅硬，其強(qiáng)度等級不應(yīng)低于選用的石料要堅硬，其強(qiáng)度等級不應(yīng)低于MU40，有裂隙和，有裂隙和易風(fēng)化的石料不應(yīng)采用，以

7、保證質(zhì)量。易風(fēng)化的石料不應(yīng)采用，以保證質(zhì)量。公路隧道襯砌一般不用，只在仰拱填充或超挖部分可以使公路隧道襯砌一般不用，只在仰拱填充或超挖部分可以使用片石混凝土砌筑。片石摻用量不得超過總體積的用片石混凝土砌筑。片石摻用量不得超過總體積的30。 4 4石料和混凝土預(yù)制塊石料和混凝土預(yù)制塊 可就地取材、降低造價、可保證襯砌厚度并能較早地承受可就地取材、降低造價、可保證襯砌厚度并能較早地承受荷載，可以節(jié)省水泥和模板，耐久性和耐侵蝕性能較好。荷載，可以節(jié)省水泥和模板，耐久性和耐侵蝕性能較好。整體性差，砌縫多容易漏水，防水性能較差，施工主要靠整體性差，砌縫多容易漏水，防水性能較差，施工主要靠手工操作，難于機(jī)

8、械化施工，費工、費時，施工進(jìn)度較慢，手工操作，難于機(jī)械化施工，費工、費時，施工進(jìn)度較慢，而且砌筑技術(shù)要求高。而且砌筑技術(shù)要求高。 塊石強(qiáng)度等級不應(yīng)低于塊石強(qiáng)度等級不應(yīng)低于MU60，砌塊強(qiáng)度等級不應(yīng)低于，砌塊強(qiáng)度等級不應(yīng)低于MU20，有裂縫和易風(fēng)化的石材不應(yīng)采用。，有裂縫和易風(fēng)化的石材不應(yīng)采用。 優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點洞門擋墻、擋土墻、明線路緣石等仍可使用。洞門擋墻、擋土墻、明線路緣石等仍可使用。 5 5噴射混凝土噴射混凝土噴射混凝土是將混凝土干拌和料、速凝劑和水，用混凝土噴射混凝土是將混凝土干拌和料、速凝劑和水，用混凝土噴射機(jī)高速噴射到潔凈的巖石表面上凝結(jié)而成。噴射機(jī)高速噴射到潔凈的巖石表面上凝結(jié)而

9、成。 其密實性較高，能快速封閉圍巖的裂隙。密貼于巖石表面，其密實性較高，能快速封閉圍巖的裂隙。密貼于巖石表面，早期強(qiáng)度高，能很快起到封閉巖面和支護(hù)作用，另外在噴早期強(qiáng)度高，能很快起到封閉巖面和支護(hù)作用，另外在噴射混凝土中可加入纖維類材料提高其性能，是一種理想的射混凝土中可加入纖維類材料提高其性能，是一種理想的襯砌材料。襯砌材料。 在普通鐵路隧道中，噴射混凝土材料可用作中內(nèi)層襯砌，在普通鐵路隧道中，噴射混凝土材料可用作中內(nèi)層襯砌，但其強(qiáng)度等級不低于但其強(qiáng)度等級不低于C20，使用的水泥標(biāo)號不低于，使用的水泥標(biāo)號不低于125號，號，并優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥。細(xì)骨料采用堅硬耐久的中砂并優(yōu)先選用普通硅酸

10、鹽水泥。細(xì)骨料采用堅硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于15，砂的含水率宜控制在，砂的含水率宜控制在5%7%；粗骨料采用堅硬耐久的卵石或礫石，粒徑不應(yīng)大于粗骨料采用堅硬耐久的卵石或礫石，粒徑不應(yīng)大于15mm。 我國高速鐵路隧道不使用噴射混凝土作為內(nèi)層襯砌。我國高速鐵路隧道不使用噴射混凝土作為內(nèi)層襯砌。 6.6.錨桿和鋼架錨桿和鋼架錨桿是一種插入到圍巖巖體內(nèi)的桿形構(gòu)件，可加固圍巖。錨桿是一種插入到圍巖巖體內(nèi)的桿形構(gòu)件，可加固圍巖。 可分為機(jī)械型錨桿、粘結(jié)型錨桿以及預(yù)應(yīng)力錨桿。可分為機(jī)械型錨桿、粘結(jié)型錨桿以及預(yù)應(yīng)力錨桿。 錨桿的桿體直徑宜為錨桿的桿體直徑宜為2032mm,桿體材

11、料宜采用桿體材料宜采用HRB335,HRB400鋼；墊板材料宜采用鋼；墊板材料宜采用HPB235鋼。錨桿鋼。錨桿用的各種水泥砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于用的各種水泥砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M20。鋼筋網(wǎng)材料可采。鋼筋網(wǎng)材料可采用用HPB235鋼，直徑宜為鋼，直徑宜為612mm。 鋼架是為了加強(qiáng)支護(hù)剛度而在初期支護(hù)或二次襯砌中鋼架是為了加強(qiáng)支護(hù)剛度而在初期支護(hù)或二次襯砌中放置的型鋼支撐或格柵鋼支撐。放置的型鋼支撐或格柵鋼支撐。 初期支護(hù)采用的鋼架宜用初期支護(hù)采用的鋼架宜用H形、工字形、形、工字形、U形型鋼制成，形型鋼制成，也可用鋼管或鋼軌制成。也可用鋼管或鋼軌制成。 7.7.裝配式材料裝配式材料盾構(gòu)法施工，其襯砌材

12、料往往采用裝配式材料，如鋼筋盾構(gòu)法施工，其襯砌材料往往采用裝配式材料，如鋼筋混凝土大型預(yù)制塊，有加筋肋的鑄鐵預(yù)制塊?；炷链笮皖A(yù)制塊，有加筋肋的鑄鐵預(yù)制塊。 在修筑棚式明洞（簡稱棚洞）時，又可用預(yù)制板或梁，裝在修筑棚式明洞（簡稱棚洞）時，又可用預(yù)制板或梁，裝配板式棚洞或梁式棚洞。配板式棚洞或梁式棚洞。 用新奧法施工時，為了防水、防落石和美觀要求，還用新奧法施工時，為了防水、防落石和美觀要求，還可以加設(shè)離壁式結(jié)構(gòu)，常用的材料有波紋鋼拱式大型可以加設(shè)離壁式結(jié)構(gòu)，常用的材料有波紋鋼拱式大型裝配預(yù)制件，有時可以用玻璃鋼代替鋼材等。裝配預(yù)制件，有時可以用玻璃鋼代替鋼材等。 為了提高洞內(nèi)照明、防水、通風(fēng)、

13、美觀、視線誘導(dǎo)或減少為了提高洞內(nèi)照明、防水、通風(fēng)、美觀、視線誘導(dǎo)或減少噪音等原因，可在襯砌內(nèi)表面粘貼各種各樣的裝修材料。噪音等原因，可在襯砌內(nèi)表面粘貼各種各樣的裝修材料。 （三）襯砌類型（三）襯砌類型1 1單層襯砌（整體式模筑混凝土襯砌）單層襯砌（整體式模筑混凝土襯砌）3 3、錨噴式襯砌、錨噴式襯砌4 4、復(fù)合襯砌、復(fù)合襯砌2 2、裝配式襯砌、裝配式襯砌1 1單層襯砌（整體式模筑混凝土襯砌）單層襯砌（整體式模筑混凝土襯砌）技術(shù)成熟，適應(yīng)多種圍巖條件。技術(shù)成熟，適應(yīng)多種圍巖條件。在隧道洞口段、淺埋段及圍巖條件很差的軟弱圍巖在隧道洞口段、淺埋段及圍巖條件很差的軟弱圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠。

14、中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠。采用混凝士或鋼筋混凝士為材料就地灌注而成。采用混凝士或鋼筋混凝士為材料就地灌注而成。按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計和施作。按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計和施作。其工藝流程為：立模其工藝流程為：立模灌筑灌筑養(yǎng)生養(yǎng)生拆模拆模特點：特點：對地質(zhì)條件的適用性較強(qiáng)，易于按需要成型，整體性對地質(zhì)條件的適用性較強(qiáng)，易于按需要成型，整體性好，抗?jié)B性強(qiáng)，并適用于多種施工條件，如可用木、好，抗?jié)B性強(qiáng)，并適用于多種施工條件，如可用木、鋼模板或襯砌模板臺車等鋼模板或襯砌模板臺車等適用：適用：2 2、裝配式襯砌、裝配式襯砌裝配式襯砌是將襯砌分解為若裝配式襯砌是將襯砌分解為若干塊構(gòu)件（也稱管片），這些干塊構(gòu)

15、件（也稱管片），這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運到現(xiàn)場安裝。運到現(xiàn)場安裝。 1）地質(zhì)條件較好，圍巖穩(wěn)定，地下水很少，有場地，）地質(zhì)條件較好，圍巖穩(wěn)定，地下水很少，有場地，施工單位又有制造、運輸和拼裝襯砌的設(shè)備，并控制施工單位又有制造、運輸和拼裝襯砌的設(shè)備，并控制開挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗時，可采用拼裝襯砌。開挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗時，可采用拼裝襯砌。 2）采用盾構(gòu)施工，又考慮二次襯砌時，也宜采用）采用盾構(gòu)施工，又考慮二次襯砌時，也宜采用拼裝式襯砌，快速形成一次襯砌的強(qiáng)度。拼裝式襯砌，快速形成一次襯砌的強(qiáng)度。適適用用條條件件按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計

16、按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計3 3、錨噴式襯砌、錨噴式襯砌 錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時支錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時支護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式。護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式。 在在IV-VI級圍巖中不宜單獨采用級圍巖中不宜單獨采用噴錨支護(hù)作永久襯砌，一般考噴錨支護(hù)作永久襯砌，一般考慮在慮在、級等圍巖良好、完級等圍巖良好、完整、穩(wěn)定的地段中可以采用。整、穩(wěn)定的地段中可以采用。 隧道洞口段不宜采用。隧道洞口段不宜采用。 適用：適用：噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將摻有速凝劑的混凝土噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將摻有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成為漿狀，噴射到

17、坑道的巖壁上凝結(jié)而成拌和料與水匯合成為漿狀，噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成的。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時，可加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架，構(gòu)的。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時，可加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架，構(gòu)成成“錨噴式襯砌錨噴式襯砌”，也稱為，也稱為“噴錨襯砌噴錨襯砌”。膨脹性圍巖；膨脹性圍巖；粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖；粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖；大面積涌水地段；大面積涌水地段；堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)地段；堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)地段； 對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；輔助坑道或其它隧道與主隧道的連接處及附近地段；輔助坑道或其它隧道與主隧

18、道的連接處及附近地段；有很高的防水要求的隧道；有很高的防水要求的隧道；圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等；除者等；地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝土和錨桿材料的地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕；腐蝕；最冷月平均氣溫低于最冷月平均氣溫低于-5地區(qū)的凍害地段。地區(qū)的凍害地段。不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有 4 4、復(fù)合襯砌、復(fù)合襯砌 復(fù)合式襯砌不同于單層厚復(fù)合式襯砌不同于單層厚壁的模筑混凝土襯砌，它把襯壁的模筑混凝土襯砌，它把襯砌分成兩層或兩層以上，可以砌分成兩層或兩層以上，

19、可以是同一種型式、方法和材料施是同一種型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、方作的，也可以是不同型式、方法、時間和材料施作的。法、時間和材料施作的。 外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一系列現(xiàn)代隧道支護(hù)系列現(xiàn)代隧道支護(hù) 內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式，但以就地模筑混內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式，但以就地模筑混凝土為主。凝土為主。 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計和施作。按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計和施作。 我國鐵路隧道、高等級公路隧道已普遍采用復(fù)合式襯砌。我國鐵路隧道、高等級公路隧道已普遍采用復(fù)合式襯砌。二、整體式模筑混凝土襯砌（單層襯砌）二、整體

20、式模筑混凝土襯砌（單層襯砌） 整體式模筑混凝土襯砌是傳統(tǒng)襯砌結(jié)構(gòu)形式，采用傳統(tǒng)整體式模筑混凝土襯砌是傳統(tǒng)襯砌結(jié)構(gòu)形式，采用傳統(tǒng)礦山法施工的隧道，廣泛使用整體式襯砌，不考慮圍巖的承礦山法施工的隧道，廣泛使用整體式襯砌，不考慮圍巖的承載作用，主要通過襯砌的結(jié)構(gòu)剛度抵御地層的變形，承受圍載作用，主要通過襯砌的結(jié)構(gòu)剛度抵御地層的變形，承受圍巖的壓力，巖的壓力，應(yīng)用傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計應(yīng)用傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計。 整體式模筑混凝土襯砌，是在坑道整體式模筑混凝土襯砌，是在坑道內(nèi)樹立摸板、拱架，然后澆灌混凝土而內(nèi)樹立摸板、拱架，然后澆灌混凝土而成，成，具有較大的厚度和剛度。適用于不具有較大的厚度和剛度。適用于

21、不同的地質(zhì)條件，易于按需成形，整體性同的地質(zhì)條件，易于按需成形，整體性強(qiáng)，抗?jié)B性好，且適合多種施工方法，強(qiáng)，抗?jié)B性好，且適合多種施工方法，因此，在我國隧道工程中廣泛使用，因此，在我國隧道工程中廣泛使用，技技術(shù)成熟，適用多種圍巖條件，特別是在術(shù)成熟，適用多種圍巖條件，特別是在隧道洞口段、淺埋段及圍巖很差的軟弱隧道洞口段、淺埋段及圍巖很差的軟弱圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠。圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠。其工藝流程為：立模其工藝流程為：立模灌筑灌筑養(yǎng)生養(yǎng)生拆模拆模二、整體式模筑混凝土襯砌（單層襯砌）二、整體式模筑混凝土襯砌（單層襯砌）（一）直墻式襯砌（一）直墻式襯砌（二）曲墻式襯砌（二）曲墻

22、式襯砌 （三）公路隧道整體式襯砌設(shè)計基本要求（三）公路隧道整體式襯砌設(shè)計基本要求2、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成1、適用條件、適用條件整體式模筑混凝土襯砌主要是整體式模筑混凝土襯砌主要是通過調(diào)整斷面形狀和襯砌厚通過調(diào)整斷面形狀和襯砌厚度來適應(yīng)不同的地質(zhì)條件度來適應(yīng)不同的地質(zhì)條件，即適應(yīng)不同的圍巖級別和圍巖，即適應(yīng)不同的圍巖級別和圍巖壓力分布情況，因而，單層襯砌的形狀和厚度變化較多。壓力分布情況，因而，單層襯砌的形狀和厚度變化較多。 （一）直墻式襯砌（一）直墻式襯砌 適用于地質(zhì)條件比適用于地質(zhì)條件比較好，以垂直圍巖較好，以垂直圍巖壓力為主而水平圍壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況，巖壓力較小的情況，主要適用

23、于主要適用于、級圍巖，有時也級圍巖，有時也可用于可用于級圍巖。級圍巖。 1、適用條件、適用條件（一）直墻式襯砌（一）直墻式襯砌 上部拱圈 豎直邊墻 下部鋪底 2、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成3、幾種特殊情況、幾種特殊情況（1）半襯砌（省去邊墻）半襯砌（省去邊墻）（2）大拱腳）大拱腳（3）降低邊墻建筑材料等級或采用花邊墻）降低邊墻建筑材料等級或采用花邊墻（1）半襯砌（省去邊墻）半襯砌（省去邊墻）（一）直墻式襯砌（一）直墻式襯砌 多多用于地質(zhì)條件極好、巖層堅硬完整也沒有地下水侵入的情況用于地質(zhì)條件極好、巖層堅硬完整也沒有地下水侵入的情況 對于一些側(cè)壓力很大的較軟的巖層或土層，為了避免直對于一些側(cè)壓力很大的較

24、軟的巖層或土層，為了避免直墻承受較大的壓應(yīng)力，也可采用落地拱形式。墻承受較大的壓應(yīng)力，也可采用落地拱形式。 注意在拱腳做平臺以支撐拱圈，兩側(cè)巖壁噴漿敷面阻止風(fēng)注意在拱腳做平臺以支撐拱圈，兩側(cè)巖壁噴漿敷面阻止風(fēng)化和少量地下水的滲透?；蜕倭康叵滤臐B透。 （2）大拱腳）大拱腳產(chǎn)生于先拱后墻法施工，為了節(jié)省圬工，采用大拱腳薄邊墻襯砌產(chǎn)生于先拱后墻法施工，為了節(jié)省圬工，采用大拱腳薄邊墻襯砌 最大的問題是大拱腳支座施工困最大的問題是大拱腳支座施工困難，在非均質(zhì)巖層中很難用鉆爆難，在非均質(zhì)巖層中很難用鉆爆法做出整齊穩(wěn)定的支座。法做出整齊穩(wěn)定的支座。 （3）降低邊墻建筑材料等級或采用花邊墻）降低邊墻建筑材

25、料等級或采用花邊墻在地質(zhì)條件尚好，側(cè)壓力不大，如圍巖完整性比較好的在地質(zhì)條件尚好，側(cè)壓力不大，如圍巖完整性比較好的類圍巖中，但又不宜采用半襯砌時，為了節(jié)省邊墻圬類圍巖中，但又不宜采用半襯砌時，為了節(jié)省邊墻圬工，可以簡化邊墻：工，可以簡化邊墻：降低邊墻建筑材料的等級，如將混凝土邊墻改為石砌邊墻；降低邊墻建筑材料的等級，如將混凝土邊墻改為石砌邊墻；采用柱式邊墻或連拱式邊墻，統(tǒng)稱為花邊墻。采用柱式邊墻或連拱式邊墻，統(tǒng)稱為花邊墻。曲墻式襯砌適用曲墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較于地質(zhì)條件比較差，巖體松散破差，巖體松散破碎，強(qiáng)度不高，碎，強(qiáng)度不高，又有地下水，側(cè)又有地下水，側(cè)向水平壓力也相向水平壓力也相當(dāng)大的

26、情況。主當(dāng)大的情況。主要適用于要適用于級及級及以上的圍巖或以上的圍巖或級圍巖雙線。多級圍巖雙線。多線隧道也采用曲線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。墻有仰拱的襯砌。（二）曲墻式襯砌（二）曲墻式襯砌 1、適用條件、適用條件（二）曲墻式襯砌（二）曲墻式襯砌 2、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)組成仰拱的作用？仰拱的作用？抵御底部圍巖壓力抵御底部圍巖壓力防止襯砌沉降防止襯砌沉降使襯砌形成一個環(huán)狀使襯砌形成一個環(huán)狀的封閉整體結(jié)構(gòu)以提高的封閉整體結(jié)構(gòu)以提高襯砌的承載能力。襯砌的承載能力。頂部拱圈 側(cè)面曲邊墻 底部仰拱或鋪底 公路隧道一般跨度較大，內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵公路隧道一般跨度較大，內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵路雙線隧

27、道為小，拱部一般較鐵路隧道平坦，墻高稍低。路雙線隧道為小，拱部一般較鐵路隧道平坦，墻高稍低。為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力，提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力，提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，襯砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌。襯砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌。（三）公路隧道整體式襯砌設(shè)計基本要求（三）公路隧道整體式襯砌設(shè)計基本要求(1)整體式襯砌截面可設(shè)計為等截面或變截面。整體式襯砌截面可設(shè)計整體式襯砌截面可設(shè)計為等截面或變截面。整體式襯砌截面可設(shè)計為直墻式或曲墻式，對設(shè)仰拱的地段，為減少圍巖和襯砌的應(yīng)力集中為直墻式或曲墻式，對設(shè)仰拱的地段，為減少圍巖和襯砌的應(yīng)力集中避免急劇彎曲和棱角，仰拱與邊墻宜采

28、用小半徑曲線連接、仰拱厚度避免急劇彎曲和棱角，仰拱與邊墻宜采用小半徑曲線連接、仰拱厚度宜與邊墻厚度相同。宜與邊墻厚度相同。(2) 明洞襯砌與洞內(nèi)襯砌交界處或不設(shè)明洞的洞口段襯砌，在距洞口明洞襯砌與洞內(nèi)襯砌交界處或不設(shè)明洞的洞口段襯砌，在距洞口5-12m的位置應(yīng)設(shè)沉降縫；在洞內(nèi)，軟巖地層明顯分界處宜設(shè)沉降縫；在的位置應(yīng)設(shè)沉降縫；在洞內(nèi)，軟巖地層明顯分界處宜設(shè)沉降縫；在連續(xù)連續(xù)V,Vl級圍巖中每級圍巖中每30-80m應(yīng)設(shè)沉降縫一道。應(yīng)設(shè)沉降縫一道。 公路隧道一般跨度較大，內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵路公路隧道一般跨度較大，內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵路雙線隧道為小，拱部一般較鐵路隧道平坦，墻高稍低。為

29、雙線隧道為小，拱部一般較鐵路隧道平坦，墻高稍低。為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力，提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，襯減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力，提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，襯砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌。砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌。(4)設(shè)置沉降縫、伸縮縫的目的是為了把不同承載能力結(jié)構(gòu)、承受不設(shè)置沉降縫、伸縮縫的目的是為了把不同承載能力結(jié)構(gòu)、承受不同圍巖壓力的結(jié)構(gòu)完全斷開，產(chǎn)生的沉降變形和受力變形各自獨立。同圍巖壓力的結(jié)構(gòu)完全斷開，產(chǎn)生的沉降變形和受力變形各自獨立。隧道結(jié)構(gòu)設(shè)變形縫，并在縫內(nèi)設(shè)置一定厚度的隔離層，采用瀝青木隧道結(jié)構(gòu)設(shè)變形縫，并在縫內(nèi)設(shè)置一定厚度的隔離層，采用瀝青木板或瀝青麻絲是多年的做法，也可采用具有一

30、定耐久性的柔性材料。板或瀝青麻絲是多年的做法，也可采用具有一定耐久性的柔性材料。沉降縫、伸縮縫縫寬應(yīng)大于沉降縫、伸縮縫縫寬應(yīng)大于20mm，縫內(nèi)可夾浸瀝青木板或瀝青麻，縫內(nèi)可夾浸瀝青木板或瀝青麻絲。伸縮縫、沉降縫應(yīng)垂直于隧道軸線設(shè)置。絲。伸縮縫、沉降縫應(yīng)垂直于隧道軸線設(shè)置。 (5)沉降縫、伸縮縫可兼作施工縫。在設(shè)有沉降縫、伸縮縫的位置，施沉降縫、伸縮縫可兼作施工縫。在設(shè)有沉降縫、伸縮縫的位置，施工縫宜調(diào)整到同一位置。同時，沉降縫、伸縮縫與臨近施工縫的距離工縫宜調(diào)整到同一位置。同時，沉降縫、伸縮縫與臨近施工縫的距離一般不小于一般不小于5m，是為保證一次澆注襯砌的長度。，是為保證一次澆注襯砌的長度。

31、 (6)不設(shè)仰拱的地段，襯砌邊墻基底應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上，但不要因為不設(shè)仰拱的地段，襯砌邊墻基底應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上，但不要因為邊溝開挖而破壞了地基的整體性，導(dǎo)致邊墻失穩(wěn)。洞口端墻式洞門的基邊溝開挖而破壞了地基的整體性，導(dǎo)致邊墻失穩(wěn)。洞口端墻式洞門的基礎(chǔ)深度較大，洞門墻基坑開挖可能對隧道襯砌邊墻基底造成損傷，要求礎(chǔ)深度較大，洞門墻基坑開挖可能對隧道襯砌邊墻基底造成損傷，要求在洞門墻厚度范圍內(nèi)，邊墻基礎(chǔ)應(yīng)加深到與洞門墻基礎(chǔ)底相同的高程。在洞門墻厚度范圍內(nèi)，邊墻基礎(chǔ)應(yīng)加深到與洞門墻基礎(chǔ)底相同的高程。 (3) 嚴(yán)寒與酷熱的溫差變化大的地區(qū)，特別時在最冷月份平均氣嚴(yán)寒與酷熱的溫差變化大的地區(qū)，特別時在

32、最冷月份平均氣溫低于溫低于-15的寒冷地區(qū)，距洞口的寒冷地區(qū)，距洞口100-200m范圍的襯砌段應(yīng)根范圍的襯砌段應(yīng)根據(jù)情況增設(shè)伸縮縫。據(jù)情況增設(shè)伸縮縫。 (8)隧道橫洞指汽車橫向通道、通風(fēng)道等與主洞連接處形成交叉隧道橫洞指汽車橫向通道、通風(fēng)道等與主洞連接處形成交叉口。在交叉口段，由于暴露空間大，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為保證結(jié)口。在交叉口段，由于暴露空間大，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止開裂，要求交叉口襯砌段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。構(gòu)強(qiáng)度，防止開裂，要求交叉口襯砌段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 (9)根據(jù)一些已發(fā)生地震地區(qū)的調(diào)查資料看，地下結(jié)構(gòu)具有很好的抗震根據(jù)一些已發(fā)生地震地區(qū)的調(diào)查資料看，地下結(jié)構(gòu)具有很好的

33、抗震能力。在地震動峰值加速度系數(shù)小于能力。在地震動峰值加速度系數(shù)小于02的地區(qū)，一般地震對地下結(jié)構(gòu)的地區(qū)，一般地震對地下結(jié)構(gòu)影響不大；地震動峰值加速度系數(shù)大于影響不大；地震動峰值加速度系數(shù)大于0.2的地區(qū)，資料不多，不能保的地區(qū)，資料不多，不能保證地震發(fā)生時隧道襯砌不開裂、破壞。所以，在洞口段及軟弱圍巖段的證地震發(fā)生時隧道襯砌不開裂、破壞。所以，在洞口段及軟弱圍巖段的襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 (10)當(dāng)采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)時，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于當(dāng)采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)時，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C25，受力主筋的凈保護(hù)層厚度不小于受力主筋的凈保護(hù)層厚度不小于40

34、mm。 (7)因地形、地質(zhì)構(gòu)造造成圍巖松動、滑移而引起有明顯偏壓的地段，因地形、地質(zhì)構(gòu)造造成圍巖松動、滑移而引起有明顯偏壓的地段，有時由于施工工序而引起的短暫偏壓地段，為了承受不對稱圍巖壓力，有時由于施工工序而引起的短暫偏壓地段，為了承受不對稱圍巖壓力，設(shè)計中應(yīng)采用抗偏壓襯砌。根據(jù)國內(nèi)工程實例調(diào)查，偏壓狀態(tài)一般出現(xiàn)設(shè)計中應(yīng)采用抗偏壓襯砌。根據(jù)國內(nèi)工程實例調(diào)查，偏壓狀態(tài)一般出現(xiàn)在洞口，容易出現(xiàn)開裂，所以抗偏壓襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在洞口，容易出現(xiàn)開裂，所以抗偏壓襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 三、裝配式襯砌三、裝配式襯砌 裝配式襯砌是將襯砌分解為若干塊構(gòu)件（也稱管片），裝配式襯砌是將襯砌分解為若

35、干塊構(gòu)件（也稱管片），這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運到現(xiàn)場安裝。這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運到現(xiàn)場安裝。 按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計4. 4. 裝配式襯砌的構(gòu)造要求裝配式襯砌的構(gòu)造要求3 3、裝配式襯砌的優(yōu)缺點、裝配式襯砌的優(yōu)缺點1 1、裝配式襯砌的構(gòu)造的目的、裝配式襯砌的構(gòu)造的目的三、裝配式襯砌三、裝配式襯砌 2 2、裝配式襯砌的適用條件、裝配式襯砌的適用條件1）地質(zhì)條件較好，圍巖穩(wěn)定，地下水很少，有場地，）地質(zhì)條件較好，圍巖穩(wěn)定，地下水很少，有場地，施工單位又有制造、運輸和拼裝襯砌的設(shè)備，并控制施工單位又有制造、運輸和拼裝

36、襯砌的設(shè)備，并控制開挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗時，可采用拼裝襯砌。開挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗時，可采用拼裝襯砌。 2）采用盾構(gòu)施工，又考慮二次襯砌時，也宜采用）采用盾構(gòu)施工，又考慮二次襯砌時，也宜采用拼裝式襯砌，快速形成一次襯砌的強(qiáng)度。拼裝式襯砌，快速形成一次襯砌的強(qiáng)度。2 2、裝配式襯砌的適用條件、裝配式襯砌的適用條件3 3、裝配式襯砌的優(yōu)缺點、裝配式襯砌的優(yōu)缺點（1）一經(jīng)裝配成環(huán)，不需養(yǎng)生時間，即可承受圍巖壓力；）一經(jīng)裝配成環(huán)，不需養(yǎng)生時間，即可承受圍巖壓力；（2）預(yù)制的構(gòu)件可以在工廠成批生產(chǎn)、在洞內(nèi)可以機(jī)械化）預(yù)制的構(gòu)件可以在工廠成批生產(chǎn)、在洞內(nèi)可以機(jī)械化拼裝，從而改善了勞動條件；拼裝，從

37、而改善了勞動條件；（3）拼裝時，不需要臨時支撐如拱架、模板等，從而節(jié)?。┢囱b時，不需要臨時支撐如拱架、模板等，從而節(jié)省大量的支撐材料和勞力；大量的支撐材料和勞力；（4）拼裝速度因機(jī)械化而提高，縮短了工期，還有可能降）拼裝速度因機(jī)械化而提高，縮短了工期，還有可能降低造價；低造價；（5）拼裝襯砌既可以按傳統(tǒng)隧道工程理論作為單層襯砌設(shè)）拼裝襯砌既可以按傳統(tǒng)隧道工程理論作為單層襯砌設(shè)計和使用，也可以按現(xiàn)代隧道工程理論作為內(nèi)層襯砌設(shè)計和使計和使用，也可以按現(xiàn)代隧道工程理論作為內(nèi)層襯砌設(shè)計和使用；用；（6）拼裝襯砌的整體性較差，受力狀態(tài)不太好，尤其是接）拼裝襯砌的整體性較差，受力狀態(tài)不太好，尤其是接縫縫多

38、，防水性能較差，必須單獨加設(shè)有效的防水層，在富水縫縫多，防水性能較差，必須單獨加設(shè)有效的防水層，在富水地層中應(yīng)用時需要有較多的支持措施。地層中應(yīng)用時需要有較多的支持措施。（7）要求一定的機(jī)械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜。）要求一定的機(jī)械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜。4. 4. 裝配式襯砌的構(gòu)造要求裝配式襯砌的構(gòu)造要求（1）強(qiáng)度足夠而且耐久；）強(qiáng)度足夠而且耐久；（2）能立即承受荷載；）能立即承受荷載；（3）管片形狀簡單，尺寸統(tǒng)一，便于工廠預(yù)制；）管片形狀簡單，尺寸統(tǒng)一，便于工廠預(yù)制；（4）管片類型少、規(guī)格少、配件少，大小和重量合適，）管片類型少、規(guī)格少、配件少，大小和重量合適，便于機(jī)械拼裝；便于機(jī)械拼裝；（5）

39、管片的接頭數(shù)目和接頭總長要求盡量減少，以有）管片的接頭數(shù)目和接頭總長要求盡量減少，以有利于防水、抗?jié)B和防侵蝕等；若采用輕質(zhì)混凝土裝配式襯利于防水、抗?jié)B和防侵蝕等；若采用輕質(zhì)混凝土裝配式襯砌，則可以減輕砌塊自重，容易同時滿足幾條設(shè)計原則要砌，則可以減輕砌塊自重，容易同時滿足幾條設(shè)計原則要求。求。（6）必須加設(shè)有效的防水層及排水設(shè)施。）必須加設(shè)有效的防水層及排水設(shè)施。四、錨噴式襯砌四、錨噴式襯砌 錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時支錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時支護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式。護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式。 噴射混凝土是以壓縮空氣噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將摻有速凝劑的

40、混凝為動力，將摻有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成為漿狀，土拌和料與水匯合成為漿狀，噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成的。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時，可加的。當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時，可加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架，構(gòu)成設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)和鋼架，構(gòu)成“錨噴式襯砌錨噴式襯砌”，也稱為，也稱為“噴噴錨襯砌錨襯砌”。在在IV-VI級圍巖中不宜單獨采用噴錨支護(hù)作永久襯砌，級圍巖中不宜單獨采用噴錨支護(hù)作永久襯砌，隧道洞口段不宜采用。隧道洞口段不宜采用。 適用適用：特點特點 與圍巖密貼、支護(hù)及時、柔性好；與圍巖密貼、支護(hù)及時、柔性好；封閉圍巖壁面防止風(fēng)化；封閉圍巖壁面防止風(fēng)化；充填裂隙加固圍巖；充填裂隙加固圍巖；它能

41、充分調(diào)動圍巖本身的自穩(wěn)能力，與圍巖組成它能充分調(diào)動圍巖本身的自穩(wěn)能力，與圍巖組成共同承載體系；共同承載體系；施工方便和經(jīng)濟(jì)施工方便和經(jīng)濟(jì) 在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。一般考慮在及重要性較低的隧道中廣泛使用。一般考慮在、級級等圍巖良好、完整、穩(wěn)定的地段中可以采用。在公路、等圍巖良好、完整、穩(wěn)定的地段中可以采用。在公路、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中，都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中，都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定。工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定。 膨脹性圍巖

42、；膨脹性圍巖；粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖；粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖；大面積涌水地段；大面積涌水地段；堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)地段；堆積層、破碎帶等不良地質(zhì)地段； 對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；輔助坑道或其它隧道與主隧道的連接處及附近地段；輔助坑道或其它隧道與主隧道的連接處及附近地段；有很高的防水要求的隧道；有很高的防水要求的隧道；圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等；除者等；地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝土和錨桿材料的地下水有侵蝕性，可能造

43、成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕；腐蝕；最冷月平均氣溫低于最冷月平均氣溫低于-5地區(qū)的凍害地段。地區(qū)的凍害地段。不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有 四、錨噴式襯砌四、錨噴式襯砌1 1、錨噴式襯砌構(gòu)造、錨噴式襯砌構(gòu)造3 3、公路隧道規(guī)定、公路隧道規(guī)定2 2、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中規(guī)定、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中規(guī)定(1) 錨桿錨桿(2)噴射混凝土噴射混凝土(3)組成形式組成形式 1 1、錨噴式襯砌構(gòu)造、錨噴式襯砌構(gòu)造(1) 錨桿錨桿通過錨桿桿體或桿端錨頭的膨脹將錨桿嵌固在圍巖中（機(jī)械通過錨桿桿體或桿端錨頭的膨脹將錨桿嵌固在圍巖中（機(jī)械型）；型）；利用灌漿將錨桿桿體或桿端端部

44、固定在巖體內(nèi)（粘結(jié)型）。利用灌漿將錨桿桿體或桿端端部固定在巖體內(nèi)（粘結(jié)型）。 錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體，是噴錨支護(hù)的主要組成錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體，是噴錨支護(hù)的主要組成部分。它通過錨入巖體內(nèi)部的鋼筋，與巖體融為一體，達(dá)到提部分。它通過錨入巖體內(nèi)部的鋼筋，與巖體融為一體，達(dá)到提高圍巖的力學(xué)性能，改善圍巖的受力狀態(tài)，實現(xiàn)加固圍巖、維高圍巖的力學(xué)性能，改善圍巖的受力狀態(tài)，實現(xiàn)加固圍巖、維護(hù)圍巖穩(wěn)定的目的。護(hù)圍巖穩(wěn)定的目的。錨桿支護(hù)不僅對硬質(zhì)圍巖，而且對軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支錨桿支護(hù)不僅對硬質(zhì)圍巖，而且對軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支護(hù)效果。護(hù)效果。要求要求 第一要緊跟開挖面及時安裝系統(tǒng)

45、錨桿；第一要緊跟開挖面及時安裝系統(tǒng)錨桿；第二要確保錨桿全長注漿飽滿，與巖體連成整體；第二要確保錨桿全長注漿飽滿，與巖體連成整體；第三要求錨桿達(dá)到使用耐久，避免松弛、銹蝕、腐蝕損壞。第三要求錨桿達(dá)到使用耐久，避免松弛、銹蝕、腐蝕損壞。錨桿的布置錨桿的布置局部布置局部布置系系統(tǒng)統(tǒng)布置布置它主要用在裂隙圍巖。重點加固不穩(wěn)定塊體，隧道拱它主要用在裂隙圍巖。重點加固不穩(wěn)定塊體，隧道拱頂受拉破壞區(qū)為重點加固區(qū)域。頂受拉破壞區(qū)為重點加固區(qū)域。在破碎和軟弱在破碎和軟弱圍巖中，一般圍巖中，一般采用系統(tǒng)布置采用系統(tǒng)布置的錨桿，對圍的錨桿，對圍巖起到整個加巖起到整個加固作用。固作用。利用錨桿的懸吊作用、組合拱作用、

46、減跨作用、擠壓加固作利用錨桿的懸吊作用、組合拱作用、減跨作用、擠壓加固作用，將圍巖中的節(jié)理、裂隙串成一體，提高圍巖的整體性，用，將圍巖中的節(jié)理、裂隙串成一體，提高圍巖的整體性，改善圍巖的力學(xué)性能，從而發(fā)揮圍巖的自承能力。改善圍巖的力學(xué)性能，從而發(fā)揮圍巖的自承能力。(2)噴射混凝土噴射混凝土噴射混凝土是在隧道開挖后立即施工，利用泵或高壓風(fēng)作噴射混凝土是在隧道開挖后立即施工，利用泵或高壓風(fēng)作動力，把混凝土混合料通過噴射機(jī)、輸料管及噴頭直接噴動力，把混凝土混合料通過噴射機(jī)、輸料管及噴頭直接噴射到隧道圍巖壁上，以覆蓋圍巖壁面，維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定射到隧道圍巖壁上，以覆蓋圍巖壁面，維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物的

47、結(jié)構(gòu)物 。具有不需模板、施作速度快、早期強(qiáng)度高、密實度好、與具有不需模板、施作速度快、早期強(qiáng)度高、密實度好、與圍巖緊密粘結(jié)、不留空隙的突出優(yōu)點。圍巖緊密粘結(jié)、不留空隙的突出優(yōu)點。普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥325號；號；堅硬耐久的卵石或碎石：堅硬耐久的卵石或碎石：粒經(jīng)不應(yīng)大于粒經(jīng)不應(yīng)大于15mm；河沙：不含土質(zhì)或雜物；河沙：不含土質(zhì)或雜物；速凝劑。速凝劑。 其拌和材料包括：其拌和材料包括：(2)噴射混凝土噴射混凝土噴層厚度一般噴層厚度一般530cm ，施工時要求分幾次噴射達(dá)到設(shè)計厚度。施工時要求分幾次噴射達(dá)到設(shè)計厚度。 封閉巖面、防止風(fēng)化松動、填充坑凹及裂隙、維封閉巖面、防止風(fēng)化松動、填充坑凹

48、及裂隙、維護(hù)和提高圍巖的整體性、幫助圍巖發(fā)揮自身的結(jié)護(hù)和提高圍巖的整體性、幫助圍巖發(fā)揮自身的結(jié)構(gòu)作用、調(diào)整圍巖應(yīng)力分布、防止應(yīng)力集中、控構(gòu)作用、調(diào)整圍巖應(yīng)力分布、防止應(yīng)力集中、控制圍巖變形、防止掉塊、防止坍塌。制圍巖變形、防止掉塊、防止坍塌。 作用作用(3)組成形式組成形式 錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)噴射混凝土支護(hù)噴射混凝土支護(hù)噴射混凝土噴射混凝土+錨桿聯(lián)合支護(hù)錨桿聯(lián)合支護(hù)噴射混凝土噴射混凝土+鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)噴射混凝土噴射混凝土+錨桿錨桿+鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)噴射鋼纖維混凝土支護(hù)噴射鋼纖維混凝土支護(hù)噴射鋼纖維混凝土噴射鋼纖維混凝土+錨桿聯(lián)合支護(hù)錨桿聯(lián)合支護(hù)上述幾種類型加設(shè)型鋼支撐（

49、或格柵支撐）的聯(lián)合支護(hù)等等上述幾種類型加設(shè)型鋼支撐（或格柵支撐）的聯(lián)合支護(hù)等等2 2、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中規(guī)定（、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中規(guī)定（p60p60）（1）錨噴襯砌內(nèi)輪廓線應(yīng)比整體式襯砌適當(dāng)加大，除）錨噴襯砌內(nèi)輪廓線應(yīng)比整體式襯砌適當(dāng)加大，除考慮施工誤差和位移量外，應(yīng)再預(yù)留考慮施工誤差和位移量外，應(yīng)再預(yù)留10cm作為必要時作為必要時補強(qiáng)用。補強(qiáng)用。 （2）遇到下列情況時不應(yīng)采用錨噴襯砌：地下水發(fā)育）遇到下列情況時不應(yīng)采用錨噴襯砌：地下水發(fā)育或大面積淋水堤段；能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍或大面積淋水堤段；能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍巖地段；最冷月平均氣溫低于巖地段；最冷月平均氣溫低于-5度地區(qū)的

50、凍害地段；度地區(qū)的凍害地段；有其他要求的隧道。有其他要求的隧道。 3 3、公路隧道規(guī)定：、公路隧道規(guī)定：錨噴襯砌的內(nèi)輪廓線，宜采用曲墻式的斷面形式錨噴襯砌的內(nèi)輪廓線，宜采用曲墻式的斷面形式 錨噴襯砌外輪廓線除考慮錨噴變形量外宜再預(yù)留錨噴襯砌外輪廓線除考慮錨噴變形量外宜再預(yù)留20cm。 錨噴支護(hù)作為隧道的永久襯砌，一般考慮是在錨噴支護(hù)作為隧道的永久襯砌，一般考慮是在級及以上級及以上圍巖中采用。在圍巖中采用。在級及以下圍巖中，采用錨噴支護(hù)經(jīng)驗不級及以下圍巖中，采用錨噴支護(hù)經(jīng)驗不足，可靠性差。按目前的施工水平，可將錨噴支護(hù)作為初足，可靠性差。按目前的施工水平，可將錨噴支護(hù)作為初期支護(hù)配合第二次模注混

51、凝土襯砌，形成復(fù)合襯砌。期支護(hù)配合第二次模注混凝土襯砌，形成復(fù)合襯砌。 在某些不良地質(zhì)（膨脹性圍巖在某些不良地質(zhì)（膨脹性圍巖 、堆積層、破碎帶、堆積層、破碎帶 ）、大面）、大面積涌水地段和特殊地段，不宜采用錨噴襯砌作為永久襯砌。積涌水地段和特殊地段，不宜采用錨噴襯砌作為永久襯砌。 不宜采用錨噴支護(hù)作為永久襯砌的情況還包括：對襯砌有特殊不宜采用錨噴支護(hù)作為永久襯砌的情況還包括：對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；輔助坑道或其他隧道與主隧道的連接處及附近地段；有很整；輔助坑道或其他隧道與主隧道的連接處及附近地段

52、；有很高的防水要求的隧道；還有圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑高的防水要求的隧道；還有圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等；地下水有侵蝕性，可能造成噴射混物，不能沉落或拆除者等；地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝凝土和錨桿材料的腐蝕；寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)有凍害的地方等。凝凝土和錨桿材料的腐蝕；寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)有凍害的地方等。噴錨襯砌設(shè)計可采用工程類比法或數(shù)值計算，并噴錨襯砌設(shè)計可采用工程類比法或數(shù)值計算，并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測進(jìn)行設(shè)計。結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測進(jìn)行設(shè)計。 復(fù)合式襯砌不同于單層厚復(fù)合式襯砌不同于單層厚壁的模筑混凝土襯砌，它把襯壁的模筑混凝土襯砌，它把襯砌分成兩層或兩層以上，可以砌分成兩層

53、或兩層以上，可以是同一種型式、方法和材料施是同一種型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、方作的，也可以是不同型式、方法、時間和材料施作的。法、時間和材料施作的。 外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一系列現(xiàn)代隧道支護(hù)系列現(xiàn)代隧道支護(hù) 內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式，但以就地模筑混內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式，但以就地模筑混凝土為主。凝土為主。 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計和施作。按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計和施作。 五、復(fù)合式襯砌五、復(fù)合式襯砌五、復(fù)合式襯砌五、復(fù)合式襯砌 鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（2005）規(guī)定，在旅客列車設(shè)計行）規(guī)定

54、，在旅客列車設(shè)計行車速度等于或小于車速度等于或小于160km/h時，隧道優(yōu)先采用曲墻復(fù)合式時，隧道優(yōu)先采用曲墻復(fù)合式襯砌，其中單線襯砌，其中單線級、雙線級、雙線級及以上地段均應(yīng)設(shè)置仰拱級及以上地段均應(yīng)設(shè)置仰拱. 我國高速公路、一級公路、二級公路隧道已全部采用我國高速公路、一級公路、二級公路隧道已全部采用復(fù)合式襯砌，三級公路隧道也大量采用。復(fù)合式襯砌，三級公路隧道也大量采用。 1 1、復(fù)合襯砌的構(gòu)造、復(fù)合襯砌的構(gòu)造2 2、復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理、復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理 4 4、隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計要求、隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計要求 3 3、復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點、復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點 1 1、復(fù)合襯砌的構(gòu)造。、復(fù)合襯

55、砌的構(gòu)造。復(fù)合襯砌按內(nèi)、外襯的組合情況可分為：復(fù)合襯砌按內(nèi)、外襯的組合情況可分為：噴錨支護(hù)與混凝土襯砌；噴錨支護(hù)與混凝土襯砌；噴錨支護(hù)與噴射混凝土襯砌；噴錨支護(hù)與噴射混凝土襯砌；可縮性鋼拱架（或格柵鋼構(gòu)拱架）噴射混凝土可縮性鋼拱架（或格柵鋼構(gòu)拱架）噴射混凝土 與混凝土襯砌；與混凝土襯砌；裝配式襯砌與混凝土襯砌。裝配式襯砌與混凝土襯砌。 “初期支護(hù)初期支護(hù)”和和“后期支護(hù)（二次襯砌）后期支護(hù)（二次襯砌）” “外層襯砌外層襯砌”和和“內(nèi)層襯砌內(nèi)層襯砌” 復(fù)合襯砌主要是通過調(diào)整斷面形狀和初期支護(hù)參數(shù)來適應(yīng)復(fù)合襯砌主要是通過調(diào)整斷面形狀和初期支護(hù)參數(shù)來適應(yīng)地質(zhì)條件變化，即適應(yīng)不同的圍巖級別以及圍巖松弛

56、范圍和松地質(zhì)條件變化，即適應(yīng)不同的圍巖級別以及圍巖松弛范圍和松弛程度變化弛程度變化，因而，復(fù)合襯砌中的，因而，復(fù)合襯砌中的初期支護(hù)參數(shù)變化幅度較大初期支護(hù)參數(shù)變化幅度較大（如外襯為錨噴襯砌的厚度多在（如外襯為錨噴襯砌的厚度多在520cm之間），而之間），而內(nèi)層襯砌內(nèi)層襯砌厚度變化不大厚度變化不大（如公路隧道多數(shù)在（如公路隧道多數(shù)在30-40cm之間，鐵路鐵路單之間，鐵路鐵路單線隧道內(nèi)層襯砌厚度一般為線隧道內(nèi)層襯砌厚度一般為25 cm，雙線隧道內(nèi)層襯砌厚度一，雙線隧道內(nèi)層襯砌厚度一般為般為30 cm.雙線高速鐵路隧道和公路隧道斷面尺寸較大時，內(nèi)雙線高速鐵路隧道和公路隧道斷面尺寸較大時，內(nèi)層襯砌厚

57、度稍厚）。內(nèi)層襯砌一般均為等厚截面，只將兩側(cè)邊層襯砌厚度稍厚）。內(nèi)層襯砌一般均為等厚截面，只將兩側(cè)邊墻下部稍作加厚，以降低基底應(yīng)力。墻下部稍作加厚，以降低基底應(yīng)力。 為防止地下水流入或滲入隧道，可以為防止地下水流入或滲入隧道，可以在內(nèi)外層襯砌之間設(shè)在內(nèi)外層襯砌之間設(shè)防水層防水層，其材料可以用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯其材料可以用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，或用噴涂乳化瀝青等防水劑。片等防水卷材，或用噴涂乳化瀝青等防水劑。在噴層表面有凹在噴層表面有凹凸不平時，須事先以砂漿敷面，作成找平層，務(wù)使巖壁與防水凸不平時，須事先以砂漿敷面，作成找平層，務(wù)使巖壁與防水層密貼。防水

58、層接縫處，一般用熱水焊接，或電敏電阻焊接層密貼。防水層接縫處，一般用熱水焊接，或電敏電阻焊接,亦亦可用適當(dāng)?shù)娜軇┳魅芙夂附樱员惚ＷC防水的質(zhì)量?？捎眠m當(dāng)?shù)娜軇┳魅芙夂附樱员惚ＷC防水的質(zhì)量。2 2、復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理、復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理 外襯（初期支護(hù)）：允許大的約束變形，允許出現(xiàn)少外襯（初期支護(hù)）：允許大的約束變形，允許出現(xiàn)少量裂縫，吸收變形壓力，穩(wěn)定洞壁，與圍巖共同形成支量裂縫，吸收變形壓力，穩(wěn)定洞壁，與圍巖共同形成支護(hù)體系。護(hù)體系。內(nèi)襯（二次襯砌）：內(nèi)襯（二次襯砌）：與外襯圍巖共同承受與外襯圍巖共同承受圍巖殘余變形產(chǎn)生的圍巖殘余變形產(chǎn)生的壓力，共同承受外部壓力，共同承受外部條件惡化產(chǎn)

59、生的壓力條件惡化產(chǎn)生的壓力（作為整個結(jié)構(gòu)的安（作為整個結(jié)構(gòu)的安全儲備）。全儲備）。3 3、復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點、復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點 復(fù)合襯砌是將整個人工支護(hù)結(jié)構(gòu)分解為復(fù)合襯砌是將整個人工支護(hù)結(jié)構(gòu)分解為“初期支護(hù)初期支護(hù)”和和“內(nèi)層襯砌內(nèi)層襯砌兩大部分，各部分分別起到不同的作用，兩兩大部分，各部分分別起到不同的作用，兩部分分別參與并與圍巖共同工作，各有側(cè)重。部分分別參與并與圍巖共同工作，各有側(cè)重。 復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)形式既能充分調(diào)動并利用圍巖自我承載自復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)形式既能充分調(diào)動并利用圍巖自我承載自我穩(wěn)定的能力，又可以充分發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和支我穩(wěn)定的能力，又可以充分發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和支護(hù)材料的力

60、學(xué)性能，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。護(hù)材料的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 復(fù)合襯砌比較符合隧道復(fù)合襯砌比較符合隧道地下工程結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)變地下工程結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)變化過程，尤其是能按受力和變形的規(guī)律，調(diào)整各項參數(shù)，化過程，尤其是能按受力和變形的規(guī)律，調(diào)整各項參數(shù)，適合多種地質(zhì)條件。適合多種地質(zhì)條件。 復(fù)合襯砌的極限承載能力比同等厚度的單層襯砌的極限復(fù)合襯砌的極限承載能力比同等厚度的單層襯砌的極限承載能力可以提高承載能力可以提高20%-30%.而且，如果調(diào)整好內(nèi)層襯砌而且，如果調(diào)整好內(nèi)層襯砌的施作時間，還可以改善結(jié)構(gòu)的受力條件。的施作時間，還可以改善結(jié)構(gòu)的受力條件。 復(fù)合式襯砌最適宜在復(fù)合式襯砌最適宜在級圍巖中使用，但遇到