隧道结构构造

（一）直墙式衬砌
1、适用条件
适用于地质条件比 较好，以垂直围岩 压力为主而水平围 岩压力较小的情况， 主要适用于Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ级围岩，有时也 可用于Ⅳ级围岩。
（一）直墙式衬砌 2、结构组成
上部拱圈
竖直边墙
下部铺底
（二）曲墙式衬砌
1、适用条件
曲墙式衬砌适用 于地质条件比较 差，岩体松散破 碎，强度不高， 又有地下水，侧 向水平压力也相 当大的情况。主 要适用于Ⅳ级及 以上的围岩或Ⅲ 级围岩双线。多 线隧道也采用曲 墙有仰拱的衬砌。
隧 道 工
3 『第三章 ▎隧道结构构造
程
SUI DAO GONG CHENG
学习本章的要求： （1）掌握公路隧道的洞身结构、 洞门结构、明洞结构和防排水设施 的构造原理 （2）了解公路隧道斜井与竖井、 内装修与路面结构
隧道结构构造
衬砌
主体构造物 （永久性人工建筑物） 洞门 （明洞）
结构构造
附属构造物
适用：
技术成熟，适应多种围岩条件。 在隧道洞口段、浅埋段及围岩条件很差的软弱围岩 中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
整体式模筑混凝土衬砌主要是通过调整断面形状和衬砌厚 度来适应不同的地质条件，即适应不同的围岩级别和围岩 压力分布情况，因而，单层衬砌的形状和厚度变化较多。
（一）直墙式衬砌 （二）曲墙式衬砌
3、洞身衬砌类型
1．整体式混凝土衬砌 2、拼装式衬砌 3、锚喷式衬砌 4、复合衬砌 5、连拱衬砌
1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）
采用混凝土或钢筋混凝土为材料就地灌注而成。
其工艺流程为：立模—灌筑—养护—拆模 特点：
对地质条件的适用性较强，易于按需要成型，整体性 好，抗渗性强，并适用于多种施工条件，如可用木、 钢模板或衬砌模板台车等
拼装式衬砌的构造要求
（二）曲墙式衬砌
2、结构组成
侧面曲边墙
仰拱的作用？
①抵御底部围岩压力 ②防止衬砌沉降 ③使衬砌形成一个环 状的封闭整体结构以 提高衬砌的承载能力。
底部仰拱或铺底
顶部拱圈
2、拼装式衬砌
拼装式衬砌是将衬砌分解为若 干块构件（也称管片），这些 构件在现场或工厂预制，然后 运到现场安装。
1）地质条件较好，围岩稳定，地下水很少，有场地， 适 施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备，并控制 用 开挖和拼装工艺有一定的经验时，可采用拼装衬砌。 条 件 2）采用盾构施工，也宜采用拼装式衬砌，快速形
（辅助设施）
通风 照明 排水、消防、通讯等
第3章 隧道结构构造
洞身衬砌✓
洞门 明洞 斜井与竖井 内装、顶棚与路面 隧道的防水与排水
第一节 洞身衬砌
1 、衬砌概念 2、 衬砌材料 3、 洞身衬砌类型
1 、衬砌概念
开挖后的隧道，为了保持围岩的稳定性，隧道必须有足够 强度的支护结构称为衬砌。
支护的方式
①外部支护
（混凝土衬砌、砌石衬 砌、拼装式衬砌 ）
②内部支护（锚杆支
护、锚喷支护等）
③混合支护
2、衬砌材料
隧道是埋藏在地层深处的构筑物，其衬砌一般要承受较 大的围岩压力、地下水压力，有时还要受到化学物质的 侵蚀，处于高寒地区的隧道往往还要受到冻害等。
要求：1）应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性 和抗冻性等。 2）从经济角度考虑，还应满足就地取材，降低造 价，施工方便及易于机械化施工等。
初期支护采用的钢架宜用H形、工字形、U形型钢制成， 也可用钢管或钢轨制成。
7.装配式材料 适用：盾构隧道、掘进机隧道 优点：①无洞内养护时间，可立即承载；
②洞外预制质量好； ③用机械手拼装，速度快，改善劳动条件 ④不需临时支撑可节省大量材料及劳力
缺点： ①拼缝防水要求高
②与围岩接触不够密贴，一般应注浆 ③结构整体性不如模筑 ④需要足够的拼装空间 ⑤制备构件尺寸上要求精度高
成一次衬砌的强度。
拼装式衬砌的优缺点
（1）一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力； （2）预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械 化拼装，从而改善了劳动条件； （3）拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节 省大量的支撑材料和劳力； （4）拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还其是 接缝较多，防水性能较差，必须单独加设有效的防水层， 在富水地层中应用时需要有较多的支持措施。 （7）要求一定的机械化设备，施工工艺复杂。
2、衬砌材料
1．混凝土
5．喷射混凝土
2．片石混凝土
6. 锚杆和钢架
3. 钢筋混凝土
7. 装配式材料
4．石料和混凝土预制块
1．混凝土
优点 整体性好，既可以在现场浇筑，也可以在加工场 预制，而且可以机械化施工。可以在水泥中掺入 外加剂，以提高混凝土的性能。
缺点 灌注后不能立即承受荷载，需要进行养护，达到 预定强度才能拆模，占用的模板和拱架较多。普 通混凝土的耐侵蚀能力较差。
3.钢筋混凝土
主要用在洞门、明洞衬砌等明挖地段，或者当隧道通过地 震区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地 段。
4．石料和混凝土预制块
优点
可就地取材、降低造价、 可保证衬砌厚度并能较早 地承受荷载，可以节省水 泥和模板，耐久性和耐侵 蚀性能较好。
缺点 整体性、防水性能较差，施 工进度较慢，而且砌筑技术 要求高。
工艺流程：立模－灌筑－养护－拆模
2．片石混凝土
铁路隧道，为了节省水泥，在岩层较好地段的边墙衬砌， 允许采用片石混凝土（片石的掺量不应超过总体积的 20%）。此外，当起拱线以上1m以外部位有超挖时，其超 挖部分也可用片石混凝土进行回填。
公路隧道衬砌一般不用，只在仰拱填充或超挖部分可以使 用片石混凝土砌筑。片石掺用量不得超过总体积的30％。
洞门挡墙、挡土墙、明线路 缘石等仍可使用。
5．喷射混凝土
喷射混凝土是将混凝土干拌和料、速凝剂和水用 混凝土喷射机高速喷射到洁净的岩石表面上凝结 而成。其密实性强，能快速封闭围岩裂隙。密贴 于岩石表面，早期强度高，能起到封闭岩面和支 护作用，是一种较为理想的柔性支护。
6.锚杆和钢架
锚杆是一种插入到围岩岩体内的杆形构件，可加固围岩。 可分为机械型锚杆、粘结型锚杆以及预应力锚杆。 钢架是为了加强支护刚度而在初期支护或二次衬砌中 放置的型钢支撑或格栅钢支撑。