王渠沟分离式三车道隧道复合式衬砌结构设计
隧道工程2-1-2 洞身主体结构-复合式衬砌
2 复合式衬砌
• 初期支护—喷射混凝土： • 从饰面的角度出发，喷混凝土厚度多采用 5cm；但作为发挥支护构件作用的厚度，不 宜小于8cm； • 喷混凝土的最大厚度，除特殊场合外不宜大 于25cm。
第11页
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • 当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道 开挖后，需要及时提供足够强的支护约束围 岩变形。在初期支护内设置钢架将增大支护 结构早期的刚度，阻止围岩的过度变形并承 受部分的松弛荷载。钢架分为钢支撑和格栅 钢架两种。钢架一般与锚杆、喷混凝土等共 同使用。
• 初期支护—钢架： • （2）格栅钢架 •
第16页
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • 总体来看：格栅钢架与钢支撑比较，一个最 突出的特点是：能很好地与混凝土一起与围 岩密贴，支护效果好。 • 格栅钢架能完全被混凝土紧密包裹成为一体， 形成类似钢筋混凝土结构。喷混凝土能充满 格栅及其与围岩的所有空隙，而钢支撑的背 面常常不能完全充填密实，从而使支护不能 很好地与围岩共同作用。 第17页 • 。
第8页
2 复合式衬砌
• 初期支护—锚杆： • 锚杆将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬 吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支 护的目的。 • 锚杆设计包括锚杆类型的选择、锚杆的布置 （长度、根数、间隔等）以及锚固材料的选 择等。 • 目前常用的中空注浆锚杆和水泥砂浆锚杆。
第9页
2 复合式衬砌
• 初期支护—喷射混凝土： • 喷混凝土是惟一能够与围岩壁面大面积牢固 粘附的支护手段，也是适用于各种围岩的一 种有效支护手段，其作用主要来自喷混凝土 与壁面的粘着力所产生的抗剪阻力。 • 因此，喷混凝土与围岩的粘附是异常重要的， 这是发挥喷混凝土支护效果的基本保证，也 是喷混凝土最主要的力学作用。
毕业设计之隧道衬砌
毕业设计之隧道衬砌翠峰山隧道衬砌设计5.1 概述隧道洞身的衬砌结构根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求大致可以分为以下几种类型：喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌。
规范规定，高速公路的隧道应采用复合式衬砌。
隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。
衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。
注：1、隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量；2、隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量。
5.2深埋衬砌内力计算5.2.1深、浅埋的判断隧道进、出口段埋深较浅，需按浅埋隧道进行设计。
由明洞计算可知：h q =0. 45⨯2S -1[1+i (B -5)]（5.1）式中：s —围岩的级别，取s =4；B —隧道宽度i —以B =5.0m的垂直均布压力增减率，因B =11.8m>5m，所以i =0.1。
带入数据得：h q =6.264对于Ⅳ级围岩: H p =2.5h q =2.5⨯6.264=15.66 深埋：h ＞H p ；浅埋：h q ＜h ≤H p ；超浅埋：h ≤h q 。
5.2.2围岩压力计算基本参数：围岩为Ⅳ级，容重γ=20kN /m 3，围岩的弹性抗力系数K =0.5⨯106kN /m 3，衬砌材料为C25钢筋混凝土，弹性模量E h =2.95⨯107KPa 。
1、围岩垂直均布压力根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2019) 的有关计算公式及已知的围岩参数，代入公式：q =0.45⨯2S -1⨯γ⨯ω（5.2）式中： S —围岩的级别，取S=4；γ—围岩容重，根据基本参数γ=23 KN/m3；ω—宽度影响系数，由式ω=1+i(B-5)=1.76计算； B —隧道宽度，B=2⨯（5.7+0.5+0.5）=12.4m；i —以B=5.0m的垂直均布压力增减率。
因B=12.6m>5m,所以i=0.1。
所以围岩竖向荷载： q =0.45⨯24-1⨯20⨯1.74=125.28KN /m 2 2、围岩水平均布压力5 e =0. 2q （5.3）式中：Ⅳ类围岩压力的均布水平力e =(0.15~0.3)q ，这里取值0.25 代入数据得：25125. =28K 3N 1. 3m 2 0. 2⨯/5.2.3衬砌几何要素计算图示如下q1234567R 78R 图5.1 衬砌结构计算图示1、衬砌几何尺寸内轮廓线半径:r 1=5. 70m , r 2=8. 20m ；拱轴线半径：r 1' =5.95m ，r 2' =8.45m ；拱顶截面厚度d 0=0.5m ,拱底截面厚度d n =0.5m。
10隧道复合式衬砌施工
GGTJ5-03
单位：中交二公局贵广铁路工程指挥部第三经理部编号：
GGTJ5-03
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交底人：接收人：（详见签收表）年月日。
一种高内水压工况下隧道复合式双层衬砌结构体系[实用新型专利]
![一种高内水压工况下隧道复合式双层衬砌结构体系[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7cf8b49031b765ce040814d7.png)
专利名称：一种高内水压工况下隧道复合式双层衬砌结构体系专利类型：实用新型专利
发明人：陈伟,刘开扬,刘灿光,谷海华,胡宜昌,罗义生,曹钦
申请号：CN202021116070.0
申请日：20200616
公开号：CN212867561U
公开日：
20210402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种高内水压工况下隧道复合式双层衬砌结构体系，包括内弧面带凹槽的预制管片、钢筋混凝土二衬、接驳器连接钢筋和手孔连接钢筋。
管片预制施工时，在管片内弧面设置若干凹槽并预埋若干均匀分布连接套筒；管片螺栓垫片采用加长型垫片并留置手孔钢筋孔洞；钢筋混凝土二衬设置有双层环向钢筋、纵向钢筋、拉钩筋、接驳器连接钢筋及手孔连接钢筋，双层环向钢筋分布于二衬的内侧与外侧，接驳器钢筋与管片预埋套筒机械连接，手孔连接钢筋一端钩住管片螺栓垫片，一端钩住二衬纵向钢筋。
本复合式双层衬砌结构体系具有受力可靠、整体性好、防水防腐性能好、耐久性强、绿色环保等优点。
申请人：中建三局基础设施建设投资有限公司,中建三局集团有限公司
地址：430000 湖北省武汉市武昌区武珞路456号新时代商务中心主楼40层
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：傅海鹏
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王渠沟分离式三车道隧道复合式衬砌结构设计
关键字：隧道工程，新奥法，计算，通风，照明
Abstract
TheWangqugoutunnel was located in the Lantian nine room township Fangjiawanvillage,for the lineal tunnel.The length of the tunnel cavernwas315meters, the maximumburied depth of the tunnel was83.152meters.Hidden holewasconstructedaccording tothe NATM(New Austrian Tunneling Method),open tunnelaccording tothe cut and cover tunnelingconstruction.Surrounding rock geologywas given priority to withgneisses ,geological conditionswas poor andthe moisture content was higher.The surrounding rock wasgiven priority to with Ⅲ, Ⅳ, Ⅴgrade.
The tunnel Lining Structure was adopted composite liningstructure.The secondary liningwascalculated adopting totheload structure method.Thesupporting structureofWangqugoutunnelwas adoptedcomposite lining，be split intothe primary support and secondary support.Preliminary bracing was adopted shotcrete and rock boltsupport，secondary liningwas adopted the cast-in-site die concrete.
公路隧道衬砌及二次衬砌结构设计
表8.4.1 预留变形量
围岩级别 两车道隧道 三车道隧道
Ⅰ
—
—
Ⅱ
—
10～50
Ⅲ
20～50
50～80
围岩级 别
Ⅳ
两车道隧道 50～80
三车道隧道 80～120
Ⅴ
80～120 100～150
Ⅵ
现场量测确定
• 复合式衬砌可采用工程类比法进行设计，并通过理论分析进行 验算。两车道初期支护及二次衬砌的支护参数可参照表8.4.2-1 选用，并应根据现场围岩监控量测信息对设计支护参数进行必 要的调整。
35 15
隧道中线
877.1
R1=556
通讯电缆沟 102.3
R2=806
O1
O2
电力电缆沟
900
92.3
1.5%
R2=806
20 40
C15片石混凝土仰拱回填 C2防水混凝土仰拱 C20喷射混凝土
1112
40 20
10
Ⅳ级围岩衬砌图
15 35
φ22砂浆锚杆L=250
纵向间距150，环向间距150 梅花型布置
3
表8.4.2-1 两车道复合式衬砌的设计参数
围
岩 喷射混凝土厚度
级
(cm)
别 拱部、边 墙
仰拱
Ⅰ
5
—
Ⅱ 5～8
—
Ⅲ 8～12
—
Ⅳ 12～15 —
Ⅴ 15～25 — Ⅵ
初期支护
二次衬砌厚度 (cm)
位置
锚杆(m) 长度 间距
钢筋网
钢架
拱、墙 混凝土
仰拱 混凝 土
局部 2.0
—
—
—
30
复合式衬砌施工技术在公路隧道中的应用 刘建海
复合式衬砌施工技术在公路隧道中的应用刘建海摘要：在公路隧道施工中，复合式衬砌施工技术较为常用，施工时需要对内侧隧道衬砌及外侧隧道进行初砌施工，应用此衬砌方法可对变形能进行有效释放，对外层支护受力条件进行优化，进而减少围岩变形及坍塌问题的出现。
基于此，本文从复合式衬砌施工技术分析入手，对其施工流程进行了介绍，进而对复合式衬砌施工技术应用时的注意要点进行了阐述，希望可为该技术的合理应用提供参考。
关键词：公路隧道：复合式衬砌：防水隔离层在公路建设中，部分地段的地质环境较为特殊，在山体或岩层穿越时需要进行隧道工程的施工，因此应结合具体的工程情况选择适合的衬砌技术。
初砌施工主要是运用钢筋混凝土地材料对隧道洞身周围进行永久性支护。
复合式衬砌应用时，应在初期支护完成后进行二次衬砌，运用混凝土材料进行内层衬砌结构的建设，进而使支护更加牢固，并对排水系统进行优化，以便于通讯及照明设施的合理设置，可使高速公路隧道工程的建设更加现代化与科学化。
一、复合式衬砌施工技术相关分析1、复合式衬砌施工技术此技术要进行两种工程施工，一是隧道内侧衬砌，二是隧道二侧衬砌，隧道坑道挖掘后，应先进行初期支护，即对隧道外侧进行支护，此时一般使用聚性喷锚支护方法，施工时要紧密与围岩帖合，此时围岩可有一定的变形量，但可有效避免因压力过大而出现严重变形的问题。
待围岩变形未出现较大变形并趋于稳定后才可进行二次支护，此时即为对隧道内侧进行衬砌。
在内层与外层衬砌之间，应结合工程需求合理进行防水隔离层的设置，也可采用防水混凝土的浇筑增强内层衬砌的防水性能。
2、复合式衬砌的形式所谓的复合式，也就是内外层不同衬砌形式的搭配，常见的有这几种：喷锚支护与混凝土复合衬砌、喷锚支护与喷射混凝土复合衬砌、可缩式钢拱喷射混凝土支护与模筑、喷射混凝土复合衬砌、装配式衬砌与模筑混凝土复合衬砌等。
最常用的就是外层喷锚支护或轻型管片，内层整体式模筑混凝土的复合形式。
对于复合式衬砌中间的防水层，一般可以用乳化沥青等防水材料进行喷涂，也可采用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材固定于支护结构上。
公路隧道复合式衬砌设计
公路隧道复合式衬砌设计公路隧道复合式衬砌是一种常见的隧道支护结构，它由内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构组成，配合使用可以支撑隧道的稳定性和安全性。
本文将从设计原则、材料选择、模型分析等方面阐述复合式衬砌的设计。
一、设计原则公路隧道复合式衬砌的设计应遵循以下原则：1.保证结构安全：设计应符合国家标准和规范，满足强度、刚度、稳定性等方面的要求，保证隧道结构的安全和稳定。
2.提高使用寿命：选择合适的材料和结构形式，能够提高复合式衬砌的使用寿命，减少维护和修理成本。
3.适应地质条件：不同地质条件下，应选择不同的复合式衬砌结构，确保隧道的安全和稳定。
4.注重环保：在设计过程中，应考虑到环保要求，选择环保材料，在施工过程中控制污染。
二、材料选择1.内部钢筋混凝土结构内部钢筋混凝土结构是复合式衬砌的主要支撑结构，需具有强度高、韧性好等特点。
钢筋混凝土的强度等级应根据隧道设计要求和地质条件确定。
钢筋应选用高强度钢筋或预应力钢筋，以提高结构的承载能力。
2.外部钢筋格栅结构外部钢筋格栅结构是复合式衬砌的辅助支撑结构，有助于增强整体结构的安全性和稳定性。
栅架应选用高强度钢材，抗拉强度不低于600MPa，栅架网孔应当小于内部钢筋混凝土结构每块砖头的尺寸，并根据隧道设计要求设置栅架的排布及数量。
3.砖石料砖石料是构成复合式衬砌的重要组成部分，其强度和形状应符合设计要求，应选取具有抗压强度高、耐久性好、吸湿性小、隔音性能好、能满足隧道使用要求的砖石料。
三、模型分析为了验证复合式衬砌的稳定性和安全性，需要进行模型分析。
模型分析的目的是确定内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构的尺寸、布局和数量，并计算出各个部位的应力、变形等参数。
模型分析应考虑以下因素：1.内部钢筋混凝土结构：结构布局、块石尺寸、钢筋材料和尺寸、混凝土等级等。
2.外部钢筋格栅结构：结构布局、栅架网孔和尺寸、钢材材质和数量等。
3.隧道地质条件：地质构造、岩性特征、地应力等。
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山东交通学院2013届毕业生毕业论文（设计）题目：王渠沟分离式三车道隧道复合式衬砌结构设计院(系)别水木清华专业城市地下空间班级学号姓名贝聿铭指导教师梁思成二○一三年六月王渠沟隧道位于蓝田九房乡冯家湾村，为直线型隧道。
隧道洞室线长315米，最大埋深83.152米,暗洞按新奥法施工，明洞按明挖法施工。
围岩地质条件较差，含水量较高，围岩以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为主。
隧道衬砌结构采用复合式衬砌，二次衬砌计算时采用荷载结构法。
王渠沟隧道支护结构采复合式衬砌，分初期支护和二次支护。
初期支护采用喷锚支护，二次衬砌采用现浇模筑混凝土。
初期支护采用喷锚支护，由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式组合使用，根据不同围岩级别区别组合。
锚杆支护采用全长粘结锚杆。
由工程类比法，结合《公路隧道设计规范》，初期支护喷射混凝土材料采用C20级混凝土。
二次衬砌采用现浇模筑混凝土，利用荷载结构法进行衬砌内力计算和验算。
施工时以新奥法理论为基础，采用控制爆破，加强初期支护和监控量测，及时修正支护参数和施工方法。
王渠沟隧道为短隧道，经计算不必进行机械通风，故采用自然通风。
关键字：隧道工程，新奥法，计算，通风，照明The Wangqugou tunnel was located in the Lantian nine room township Fangjiawan village,for the lineal tunnel.The length of the tunnel cavern was 315 meters, the maximum buried depth of the tunnel was 83.152 meters.Hidden hole was constructed according to the NATM(New Austrian Tunneling Method), open tunnel according to the cut and cover tunneling construction.Surrounding rock geology was given priority to with gneisses ,geological conditions was poor and the moisture content was higher.The surrounding rock was given priority to with Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ grade.The tunnel Lining Structure was adopted composite lining structure.The secondary lining was calculated adopting to the load structure method.The supporting structure of Wangqugou tunnel was adopted composite lining，be split into the primary support and secondary support.Preliminary bracing was adopted shotcrete and rock bolt support，secondary lining was adopted the cast-in-site die concrete.Primary support was used shotcrete and rock bolt support, being composed of shotcrete and bolt, steel mesh and steel frame or beam supporting form combination, and being distinguished combination combination according to different surrounding rock grades.Rock bolt support was adopted full-length bond anchor.By engineering analogy method, combine “the specification for design of highway tunnel”(JTG D70-2004), the material of the Primary support bolting shotcrete was adopted C20 concrete.Secondary lining was adopted the cast-in-situ concrete , being conducted the calculation and checking internal force of lining by using the Load structure method. Based on the theory of the NATM being adopted controlled blasting, strengthening the primary support and monitoring, timely and correct support parameters and construction methods.Wangqugou tunnel is short tunnel, it does not have to be mechanically ventilated, so the tunnel adapt natural ventilation.KEY WORDS：Tunnel engineering,NATM,calculation ,ventilation ,illumination山东交通学院毕业设计（论文）目录前言 (1)第一章设计原始资料 (2)1.1 技术标准及设计标准规范 (2)1.1.1主要技术标准 (2)1.1.2主要设计标准规范 (2)1.2 工程概况 (2)1.3 隧道工程地质概况 (2)第二章横断面设计 (4)2.1 建筑限界 (4)2.2 横向通道 (4)2.3 内轮廓设计 (5)第三章隧道衬砌结构设计 (7)3.1 初期支护 (7)3.2 二次衬砌 (7)3.3 围岩压力计算 (8)3.3.1计算断面参数确定 (8)3.3.2深、浅埋判别 (9)3.3.3围岩压力计算 (10)3.4 衬砌内力计算 (12)3.4.1 计算图示 (12)3.4.2 衬砌几何要素 (13)3.4.3 主动荷载作用下的衬砌内力计算 (14)3.4.4 弹性抗力作用下的内力计算 (16)3.4.5 最大抗力值的计算 (18)3.4.6 衬砌总内力计算 (18)3.4.7 计算结果 (18)3.5 衬砌验算 (23)王渠沟分离式三车道隧道复合式衬砌结构设计3.5.1 Ⅳ级围岩正常断面衬砌验算 (23)3.5.2 Ⅴ级围岩深埋断面衬砌验算 (24)3.5.3 Ⅴ级围岩浅埋断面衬砌验算 (27)3.5.4 Ⅴ级围岩超浅埋断面衬砌验算 (29)第四章防排水设计 (33)第五章隧道通风照明设计 (35)5.1 隧道通风设计 (35)5.2 隧道照明设计 (36)5.2.1 洞外接近段照明 (36)5.2.2 洞内照明 (36)5.2.3 照明计算 (38)5.2.4 入口段照明计算 (39)5.2.5 过渡段照明计算 (39)5.2.6 出口段照明计算 (41)第六章隧道施工设计 (42)6.1 施工准备 (42)6.2 施工设计 (42)6.2.1 总体方案和部署 (42)6.2.2 隧道洞口施工 (43)6.2.3 明洞施工 (43)6.2.4 暗洞施工 (44)6.2.5 隧道施工现场的监控量测 (52)结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)山东交通学院毕业设计（论文）前言随着基础设施建设步伐的逐步加快，隧道建设规模正日益扩大，人们不但重视隧道施工技术水平的提高，还不断追求它的艺术性，使隧道不单成为交通通道，同时又起着点缀周围环境的作用。
我国是一个多山的国家，统筹区域协调发展、构建和谐社会是基本国策，发展山区交通需要修建大量隧道。
随着“十一五”规划的实施，我国的高速公路网络逐步的完善，对于国民经济和社会的发展产生了很重要的促进作用。
公路隧道具有断面大，形状扁坦，通风量大，通风时间长，需要适应视觉的照明，配套设施完善，防排水要求高，断面多为双孔，需要考虑边墙效应等特点。
公路隧道具有改善线形，缩短里程，减少对自然环境的破坏，保证行车舒适等作用。
王渠沟隧道K48+980--K49+295隧址位于蓝田九房乡冯家湾村，为直线型隧道。
轴线总体走向134°。
隧道洞室线长315米，最大埋深83.152米,暗洞按新奥法施工，明洞按明挖法施工。
行车道宽度均按设计行车速度100Km/h考虑；隧道衬砌结构设计主要包括了初期支护，二次衬砌，围岩压力计算，衬砌内力计算，衬砌验算。
隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌、自然通风；隧道围岩岩性以页岩为主，围岩级别以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为主。
该隧道对克服地形障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，提高行车的舒适性，减少对植被的破坏以及保护生态环境起到了重要作用。
本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解隧道设计和组织施工，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。
盾构技术的广泛应用给传统的工程施工带来了深刻的变化，也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。
随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。
我国经济全面与国际接轨，我国企业广泛应用现代化施工技术。
王渠沟分离式三车道隧道复合式衬砌结构设计第一章设计原始资料1.1 技术标准及设计标准规范1.1.1 主要技术标准（1）公路等级—高速公路（2）隧道设计车速，隧道几何线形与净空按100km/h设计，隧道照明设计速度按100km/h设计。
1.1.2 主要设计标准规范（1）《公路隧道设计规范》 (JTG D01-2003)；（2）《公路隧道通风照明设计规范》 (JTJ 026.1-1999)；（3）《公路工程技术标准》 (JTG B01-2003)；（4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）（5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001)；（6）《地下工程防水技术规范》 (GB50108-2001)；（7）《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89；1.2 工程概况王渠沟隧道K48+980~K49+295隧址位于蓝田九房乡冯家湾村，为直线型隧道。