隧道工程(5) 衬砌结构设计
土木工程中的隧道衬砌结构设计原理
土木工程中的隧道衬砌结构设计原理随着城市化进程的不断加快，隧道作为一种重要的交通基础设施，在现代城市交通系统中扮演着至关重要的角色。
而隧道衬砌结构的设计原理则成为土木工程中的一个重要课题。
本文将从材料选择与特性、结构设计和施工技术等方面，探讨土木工程中隧道衬砌结构设计的原理与实践。
首先，材料选择与特性是隧道衬砌结构设计的关键。
传统的隧道衬砌结构多采用混凝土作为主要材料，其具有较强的抗压能力和耐久性。
而近年来，随着工程技术的不断进步，新型的材料也被应用于隧道衬砌结构设计中。
例如，纤维增强材料在隧道衬砌结构中的应用，可以有效提高抗裂性能和抗震能力，避免裂缝的形成和扩展。
其次，结构设计是隧道衬砌设计的核心。
隧道衬砌结构设计时，需要考虑到多种因素，如隧道的地质条件、交通荷载、环境要求等。
在地质条件不稳定的情况下，可以采用灵活衬砌结构，以适应地质变形和地下水的压力。
而在特殊环境下，如高海拔地区或高湿度地区，可以采用防水设计，以保护隧道的结构和功能。
此外，还可以根据隧道的使用要求，采用不同的结构形式，如方形、圆形或椭圆形，以满足不同交通方式的需求。
最后，施工技术是隧道衬砌结构设计实施的关键。
隧道衬砌结构的施工工艺一般分为两种，即顶管法和旋转法。
顶管法是指在隧道地下挖掘过程中，采用大直径顶管进行衬砌施工。
这种方法适用于较小直径的隧道，施工周期较短，但其缺点是施工空间较为狭小，对设备要求较高。
旋转法是指在隧道挖掘过程中，采用旋转机械进行衬砌施工。
这种方法适用于大直径隧道，施工速度较快，但其缺点是成本较高。
总结而言，土木工程中隧道衬砌结构设计的原理与实践，需要考虑到材料选择与特性、结构设计和施工技术等多个因素。
只有在深入了解地质条件、遵循工程规范和采用先进技术的前提下，才能设计出稳定安全的隧道衬砌结构。
为了实现城市交通的便捷与安全，土木工程师们在隧道衬砌结构设计中不断探索创新，为现代交通基础设施的建设和发展做出了重要贡献。
盾构法隧道衬砌结构设计(设计)(内容详实)
课件类
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4.1.1盾构法衬砌设计流程
（1）遵守相关规划、规范或标准 （2
设计的隧道内径应该由隧道功能所需要的地 下空间决定。
地铁隧道 公路隧道； 给、排水管道计算流量； 普通管道
课件类
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4.1.1盾构法衬砌设计流程
（3）荷载类型的确定 作用在衬砌上的荷载包括土压力、水压力、静荷
载、超载及盾构千斤顶的推力等 （4）衬砌条件的确定
其中：
pg g
课件类
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不考虑自重对地基的反作用力：
pe2 pe1 pw1 pw2 pe1 D w
课件类
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4.2.2.5 地面超载
地面超载增加了作用于衬砌上的土压力， 道路交通荷载、铁路交通荷载、建筑物的重量
地面超载及其参考值如下： 公路车辆 铁路车辆 建筑物
课件类
设计者应该确定衬砌的条件，如衬砌的尺寸（厚
（5）计算内力 设计者应该通过使用合适的计算模型及设计方法
课件类
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课件类
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4.1.1盾构法衬砌设计流程
（6）安全性校核 设计者应该对照计算出的内力来校核衬砌的安
（7）评估 如果设计的初衬砌不满足设计荷载要求或设计
衬砌安全但不经济，设计者应该改变衬砌的条件并 且重新设计。
• 粘性, 硬质粘土（N≥0）良好地基，H>1～2D时多 采用松弛土压力
• 中等固结的粘土（4≤N＜8）和软粘土（2≤N＜4）, 将隧道的全覆土重力作为土压力考虑实例比较常见。
课件类
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(2)垂直土压力
• 松弛土压力的计算，一般采用太沙基公式。垂 直土压力的下限值虽然根据隧道使用目的的不 同，但一般将其作为相当于隧道外径的2倍的 覆土厚度的土压力值。当地层为互层分布时， 以地层构成中的支配地层为基础，将地层假设 为单一土层进行计算，或者就以互层的状态进 行松弛土压力的计算。
隧道工程的衬砌结构设计与施工
隧道工程的衬砌结构设计与施工隧道是现代交通建设中重要的基础设施之一，通过地下开挖形成的通道，通常用于道路、铁路和地铁等的交通运输方式。
而隧道的衬砌结构设计与施工是隧道工程的重要环节之一，它直接关系到隧道的使用寿命和安全性能。
一、衬砌结构设计隧道衬砌结构是指将隧道内部的固定土层覆盖以保持其形状和稳定性的一种结构。
它起到保护隧道免受岩石坠落、土方塌方以及地下水侵蚀等问题的影响。
隧道衬砌结构的设计需要根据具体的地质条件、交通要求和工程预算等因素进行综合考虑。
1. 衬砌材料选择隧道衬砌结构的材料选择是设计的重要一环。
常见的隧道衬砌材料有混凝土、预制混凝土块、钢质和纤维增强复合材料等。
不同的材料有着不同的优势和适应性，需要根据具体情况进行综合比较选择，同时还需要考虑到施工的可行性和经济性。
2. 结构形式设计隧道衬砌结构的形式设计是根据具体的隧道类型和地质条件等因素决定的。
常见的衬砌结构形式有方形衬砌、圆形衬砌以及不规则形状的衬砌等。
在设计中需要考虑到隧道的通行能力和安全性能，并进行合理的优化设计。
3. 衬砌厚度设计隧道衬砌结构的厚度设计是保证隧道稳定性和安全性能的关键因素。
根据地质条件和设计要求，需要确定适当的衬砌厚度来满足工程要求。
同时，还需要考虑到隧道的使用寿命和施工成本等因素。
二、衬砌施工隧道衬砌结构的施工是整个隧道工程的重要环节。
衬砌施工的质量直接影响隧道的使用寿命和安全性能，因此需要高度重视。
1. 施工材料准备在进行衬砌施工前，需要对施工材料进行准备。
包括混凝土、预制构件、钢材以及其他施工所需材料的准备和配送。
确保施工材料的质量和供应能够满足施工需求。
2. 衬砌施工方法隧道衬砌的施工方法有多种选择，常见的有预制块施工、浇筑施工等。
不同的施工方法有着不同的适应性和经济性，需要根据具体情况进行选择。
在施工过程中，要注意施工工艺的合理性和施工作业的安全性。
3. 质量控制隧道衬砌施工的质量控制是确保施工质量的关键因素之一。
盾构隧道衬砌结构及计算
2021年3月第9章盾构隧道衬砌结构1.基本概念1.1隧道衬砌隧道衬砌，英文为Tunnel Lining 。
盾构隧道的衬砌一般为预制管片，预制管片英文为Segment 。
1.2衬砌结构分类（1）按施工方法分类衬砌分为：预制管片、二次浇筑衬砌即拼装管片的内部，做了现浇的二次衬砌、压注混凝土衬砌（ECL 工法）。
是否需要内部做二次衬砌，取决于隧道的用途及结构计算，例如南水北调工程穿越黄河的盾构隧洞及珠江三角洲水资源配置工程盾构隧洞，就做了内部二衬。
（2）按材料分类，管片可分为：钢筋混凝土管片（RC ）（如图9.1所示）、铸铁管片、钢管片、钢纤维混凝土管片、合成材料。
图9.1盾构管片试拼装（佛山地铁）（错缝拼装，5+1块）1.3管片外形与尺寸管片外形可分为四边形的，六角蜂窝形的。
四边形的，例如：深圳地铁快线长隧道，例如11号线、14号线等。
管片外径6700mm ，内径6000mm ，厚度350mm ，宽度1.5m ，纵向螺栓16个，管片分度22.5°，采用左右转弯环+标准环的形式。
管片统一采用1+2+3形式（即：1块封顶块（F ），2块邻接块（L1）、（L2）、3块标准块（B1）、（B2）、（B3））。
止水条采用三元乙丙橡胶及遇水膨胀橡胶条，如图9.2所示。
K 块图9.2用于深圳地铁的Փ6700盾构管片（14号线，2020年）日本的一个六角形管片的案例，并采用插销式接头的案例：隧道直径为Ф6600mm，单线隧道衬砌主要采用6等分的RC平板型管片，环宽1600mm，厚320mm，管片连结采用新研制的FAKT插销式接头。
部分段采用环宽1250mm、厚250mm的蜂窝形RC管片。
如图9.3、图9.4所示。
图9.3日本的六角蜂窝状管片示意图图9.4在盾构隧道中待拼装的六角形管片（傅德明2012）中国在引水隧道中也用过六角形管片（山西万家寨引水工程）。
1.4管环类型：为了满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇行纠偏的需要，应设计楔形衬砌环。
隧道衬砌施工方案及施工技术
隧道衬砌施工方案及施工技术隧道衬砌施工是隧道施工的重要环节，旨在保证隧道结构的稳定和安全。
本文将探讨隧道衬砌施工的方案以及相关的施工技术，以期为隧道工程的设计和实施提供参考。
一、施工方案1. 隧道衬砌材料选择隧道衬砌材料的选择应综合考虑隧道工程的地质条件、设计要求、施工的可行性以及经济性等因素。
常见的隧道衬砌材料有混凝土、砖石、钢筋混凝土等。
根据具体情况，选择合适的材料进行施工。
2. 施工工艺流程隧道衬砌施工的工艺流程可以分为准备工作、主体施工和后续工作三个阶段。
准备工作包括调查勘探、设计程序、材料采购等。
在这个阶段，需要对隧道的地质情况进行详细的调查，确认衬砌施工的适宜性。
主体施工阶段是隧道衬砌的核心部分。
主要包括基础开挖、模板制作、钢筋安装、混凝土浇筑等工序。
在这个阶段，需要根据施工计划，合理安排施工人员和设备，确保施工质量和进度。
后续工作主要包括验收和整理收尾。
在施工完成后，需要进行衬砌结构的验收，确保符合设计要求。
同时，还需要对施工现场进行清理和整理，为后续的工作提供良好的工作环境。
二、施工技术1. 隧道衬砌的施工方法隧道衬砌的施工方法根据具体情况的不同而有所差异。
常见的施工方法有集拱法、逐环法和预制块法等。
集拱法是将衬砌材料设置在隧道开挖的墙面和顶面，形成整体的拱形结构。
这种方法施工简单、高效，适用于较小规模的隧道。
逐环法是按照隧道的纵向分段进行施工。
首先进行一段衬砌的施工，然后再进行下一段的施工，逐渐延伸至整个隧道。
这种方法适用于较长的隧道，施工进度可以逐步推进。
预制块法是将衬砌材料提前制作成块体，然后将这些块体组装拼接成整体的衬砌结构。
这种方法施工过程较为灵活，适用于需要定制形状和尺寸的隧道。
2. 衬砌施工质量控制为了保证隧道衬砌的施工质量，需要采取一系列的控制措施。
首先，需要对衬砌材料进行质量检测，确保符合相关的标准和规定。
其次，要对施工现场进行严密的监控，确保施工过程中不出现问题。
衬砌结构
件，节省劳力。目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
围岩地质条件，但是若作为永久衬砌，一般考虑在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、 完整、稳定的地段中采用。
•
复合式衬砌 — 是一种较为合理的结构形式，适用于多种围岩地质条
件， 有其广阔的发展前途。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求 - 混凝土与钢筋混凝土
强度足够而且耐久； 能立即承受荷载；
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
•
装配简便，构件类型少，形式简单，尺寸统一，便于工业化制做和机 械化拼装；
• •
构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；
有防水的设施
- 喷锚支护 - 喷射混凝土支护层
•
喷射混凝土的拌和材料是：标号不低于325号的普通硅酸盐水泥和粒经
H—净高，一条公路应用一个净高，高速公路和一级、二级公路为5.0m； 三、四级公路为4.5m；
E—建筑限界顶角宽度，当L≤1m时，E=L；当L＞1m时，E=1m； L—侧向宽度，高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2）， 其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m；
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
直线隧道净空— 要比“隧道建筑限界”稍大一些，还考虑了在不同的围 岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用 直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
连拱式 边墙衬砌
• • •
适用于地质比较差，岩石松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水
隧道衬砌结构类型及应用
隧道衬砌结构类型及应用隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。
隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。
常用材料1.石料(1)石料质量要求。
石料应符合设计规定的类别和强度，石质应均匀、耐风化、无裂纹。
(2)石料加工要求。
所有料石加工时，外露面四边整齐、棱角方正，拼缝前口要直，尾部略呈斜面。
每边向内收口不得大于10mm。
2.砂浆(1)砂浆中所用水泥、砂、水等材料的质量标准宜符合混凝土工程相应材料的质量标准。
砂浆中所用砂，宜采用中砂或粗砂，当缺乏中砂及粗砂时，在适当增加水泥用量的基础上，也可采用细砂。
砂的最大粒径，当用于砌筑片石时，不宜超过5m m；当用于砌筑块石、粗料石时，不宜超过2.5mm。
如砂的含泥量达不到混凝土用砂的标准，当砂浆强度等级大于或等于M5时，可不超过5%，小于M5时可不超过7%。
(2)石灰水泥砂浆所用生石灰，成分应纯正，煅烧均匀、透彻。
一般宜熟化成消石灰粉或石灰膏使用，也可磨细成生石灰粉使用。
消石灰粉和石灰膏应通过网筛过滤，并且石灰膏应在沉淀池内储存14d以上。
磨细生石灰粉应经4900孔/cm²筛子过筛。
结构类型1.整体式混凝土衬砌指就地灌注混凝土衬砌，也称模筑混凝土衬砌。
模筑衬砌的特点是：对地质条件的适应性强，易于按需要成型，整体性好、抗渗性强，适用于多种施工条件，如可用木模板、钢模板或衬砌台车等，是我国隧道工程中广泛采用的衬砌结构类型。
按其边墙的形式，又可分为直墙式和曲墙式两种形式。
2.装配式衬砌是指在工厂或现场预先制备成若干构件，运入坑道内，用机械将其拼装成一环接一环的衬砌。
这种衬砌的优点是一经装配成环，不需要养护时间，即可承受围岩压力；由于构件是预先在工厂成批生产的，可以保证质量；在洞内采用机械化拼装，缩短了工期，改善了劳动条件；拼装时不需要临时支撑，可节省大量的支撑材料和劳力。
但装配式衬砌在实际应用中也存在着一些缺点。
如需要坑道内有足够的拼装空间，制备构件尺寸要求一定的精度，接缝多，防水较困难等。
浅谈明挖隧道明洞衬砌结构设计
浅谈明挖隧道明洞衬砌结构设计隧道工程是现代交通建设中重要的组成部分，隧道内衬砌结构的设计直接关系到隧道的安全、稳定和持久性。
明挖隧道是一种常见的隧道开挖方式，其衬砌结构设计也是非常关键的。
本文将从明挖隧道明洞衬砌结构设计的角度进行探讨。
一、明挖隧道概述明挖隧道是指在地表进行明开挖的隧道，是隧道施工中常用的一种方式。
明挖隧道的施工过程相对较为简单，但在设计和施工过程中也存在一定的技术难点。
明挖隧道的衬砌结构设计是其施工过程中的重要环节，直接关系到隧道的使用安全和使用寿命。
二、明洞衬砌结构设计的要求1. 抗压性能：明挖隧道的衬砌结构需要具有较强的抗压性能，能够承受地表和地下水压力的影响。
隧道衬砌结构一般采用混凝土或钢筋混凝土材料，其抗压强度需要满足设计要求。
2. 抗渗透性能：隧道中常常存在地下水渗透的情况，因此衬砌结构需要具有良好的抗渗性能，能够有效防止地下水的渗漏。
3. 耐久性能：隧道是长期使用的交通设施，其衬砌结构需要具有良好的耐久性能，能够经受住长期的使用和环境侵蚀。
4. 施工便利性：明挖隧道的衬砌结构设计还需要考虑施工的便利性，尽量减少施工过程中的工艺难点和施工周期，提高施工效率。
1. 结构形式选择：明挖隧道的衬砌结构一般采用整体式和分段式两种形式。
整体式衬砌结构施工简便，但需要充分考虑材料的膨胀性；分段式衬砌结构可以根据实际情况进行拼接，适用于隧道内部空间有限情况。
2. 材料选择：隧道衬砌结构常用的材料包括混凝土和钢筋混凝土。
混凝土衬砌具有施工简便、成本低等优点，但抗渗透性能较差；钢筋混凝土衬砌具有较高的抗压性能和抗渗透性能，但成本较高。
3. 结构设计：根据具体隧道的地质条件、使用需求和预算等因素进行合理的结构设计，包括衬砌厚度、支护方式、连接形式等。
4. 施工工艺：明挖隧道衬砌结构的施工工艺需要充分考虑材料的质量控制、施工进度和质量检验等环节，确保衬砌结构的施工质量。
四、结语隧道作为交通建设的重要组成部分，其衬砌结构的设计对隧道的使用安全和使用寿命有着重要影响。
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其主要作用是防水、利于通风和修饰面层；
二次衬砌设计
（一）二次衬砌的主要作用 二次衬砌的作用因不同的围岩级别而异：
2）对于II级基本稳定的硬质围岩，虽然围岩和初期
支护变形小，二次衬砌承受不大的围岩压力，但考虑洞
室运营后锚杆钢筋锈蚀、围岩松弛区逐渐压密，初期支
护质量不稳定等原因，故施作二次衬砌以提高支护衬
•- 在严重冻害的地区中时。
初期支护设计
初期支护一般指锚杆喷射混凝土支护，必要时配合
使用钢筋网和钢拱架。
目前，国内一些锚喷支护设计规范都明确规定，
锚喷支护设计应采用工程类比法为主，必要时辅以监控
量测法和理论验算法。
初期支护设计
工程类比设计法常有直接对比法和间接类比法两种。
直接对比法一般是以围岩的岩体强度和岩体完整性、
复合式衬砌最适宜在Ⅱ～Ⅵ级围岩中使用，是我国
公路、铁路部门推荐采用的衬砌结构形式
遇到下列情况时，应慎重对待。必要时应辅以相应 的加固措施。 •- 拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时； •- 有明显偏压力时；
•- 在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；
•- 在大膨胀性的地层中时；
•- 在大涌水的地层中时；
砌的安全度；
二次衬砌设计
（一）二次衬砌的主要作用 二次衬砌的作用因不同的围岩级别而异：
3）对于III~V级围岩，由于岩体流变、膨胀压力、
地下水等作用，或由于浅埋、偏压及施工等原因，围岩
变形未趋于基本稳定而提前施作二次衬砌，此时，二
次衬砌主要承受较大的后期围岩形变压力。
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计
局部
拱、墙 @25×25 拱、墙 @20×20 拱、墙（双 层） @20×20
拱、墙
Ⅳ
Ⅴ
15-20
20-30
-
拱、墙
拱、墙、仰 拱
Ⅵ
通过试验、计算确定
三、整体式衬砌
较少用 主要用在明洞部分
武阳右线隧道衬砌结构设计
1、公路隧道设计规范对于衬砌设计的相关规定 2、武阳右线隧道衬砌布置 3、 初期支护设计参数
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计
C二次衬砌施作时间的确定 ： (4)施作二次衬砌前的位移值，应达到总位移值的 80%~90%。 (5)当采取一定措施仍难以符合上列条件时，可提前 施作二次衬砌，且应予加强。当洞室较短且围岩自稳性 能较好时，为减少各工序间的干扰，可在整个洞室贯通
后再作二次衬砌。
锚杆类型 ① 全长粘结型
全长粘结型
端头锚固型
② 端头锚固型
③ 摩擦型
④ 预应力型
涨壳式锚杆
南非贝尔公司 涨壳锚杆
法国生产的 涨壳锚杆
机械固定与胶结料固定相结合的锚杆
涨壳式中空灌浆锚杆
美国威廉姆斯(williams)生产的涨壳式锚杆结构
用速凝（黑色）和缓凝（带点色）树脂固定的岩石锚杆
(a)树脂固定的张拉锚杆 (b)全长用速凝和缓凝树脂 的张拉锚杆
在III,IV,V,VI级围岩条件下，锚杆应按系统锚 杆设计，并符合下列规定: 锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面 或岩层层面明显时，锚杆应与岩体主结构面 或岩层层面呈大角度布置。 锚杆应按矩形排列或梅花形排列。 锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采 用长短锚杆交错布置。 两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2 m，三 车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.5m
宜为150一300mm
C 纤维：钢纤维；合成纤维
一、喷锚衬砌
D
①
锚杆：
②
③
④
全长粘结型锚杆有:普通水泥砂浆锚杆、早 强水泥砂浆锚杆、树脂锚杆、水泥卷锚杆、 中空注浆锚杆和自钻式注浆锚杆等。 端头锚固型锚杆有:机械锚固锚杆、树脂锚 固锚杆、快硬水泥卷端头锚杆等。 摩擦型锚杆有:缝管锚杆、楔管锚杆、水胀 锚杆等。 预应力锚杆。
初期支护设计
（二）锚喷支护的类型及参数表 锚喷支护参数应当是广义的、既包括支护类型、支
护参数，又应包括开挖方法，仰拱施作时间和最终支护
时间等。
不过我国目前的锚喷支护规范还没有达到这一水
平，只是规定了最终支护的施作时间。而在锚喷支护参
数表中只给出了锚喷支护类型与参数。
初期支护设计
（二）锚喷支护的类型及参数表 确定锚喷支护类型与参数时，应当体现如下原则：
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计
D加强二次衬砌的措施 ：
当围岩和初期支护尚未基本稳定而提前施作
的二次衬砌，或在浅埋、偏压、膨胀性围岩和不
良地质地段施作二次衬砌，均要承受较大的围岩
压力，故要求采取如下措施加强二次衬砌：
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计
D加强二次衬砌的措施 ： (1)改变衬砌形状，以适应外荷情况，减少衬砌弯矩， 使衬砌断面基本受压。 (2)提高混凝土标号，或采用钢筋混凝土、钢纤维混 凝土等能提高抗弯曲强度的材料。
5 衬砌结构设计（新奥法）
5.1 建筑材料 5.2 结构参数经验法选取 5.3 结构参数理论计算校核
5.1常用建筑材料
混凝土C50,C40,C30,C25,C20,C15、C10
石材MU100,
MU80, MU6O, MU50, MU40 水泥砂浆M25,M20,M15,M10,M7.5,M5 喷射混凝土C30,C25,C20 混凝土砌块MU30 , MU20 钢筋HPB235 , HRB335 , HRB400 锚杆的杆体直径宜为20一32mm，杆体材料宜 采用宜采用HRB335钢、HRB400钢;垫板材料宜 采用HPB235钢
A 基本要求： (1)初期支护与二次衬砌之间的密贴程度，对复合式衬砌受力 状态会产生影响。 (2)支护与衬砌两层紧密粘结在一起时，两层间能传递径向力 和切向力，可按整体结构验算。两层间设有防水层时，按组合结 构验算，只传递径向荷载。
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计
A 基本要求： (3)为防止洞内漏水，设计时应对二次衬砌的变形予以控制。 (4)支护与衬砌间空隙部分应回填密实。
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 B 二次衬砌的计算 ：
复合式衬砌分层施作，应考虑时间效应，可考虑按粘弹塑性 有限元法进行计算 也可运用弹塑性理论或特征曲线法近似计算现场量侧数据和模型试验
结果及国内外有关资料，对I~V级围岩，以30%~50%的围岩压 力作为二次衬砌的外荷载。按荷载—结构模型进行计算。
通过试验、计算确定
三车道隧道初期支护的设计参数
初期支护 围岩级 别 Ⅰ 喷射混凝土厚度 （cm） 拱部、边墙 8 仰拱 位置 局部
锚杆（m）
长度 2.5 2.53.5 3.03.5 3.04.0 3.55.0 间距 -
钢筋网 局部
钢架 -
Ⅱ
Ⅲ
8-10
10-15
-
局部
拱、 墙 拱、 墙 拱、 墙
1.01.5 0.81.0 0.51.0
4、 二次衬砌参数
5、 各级围岩衬砌设计图
武阳右线隧道衬砌布置
里程 K23+275～K23+300 K23+300～K23+310 K23+310～K23+407 K23+407～K23+567 K23+567～K23+773 K23+773～K23+987 K23+987～K24+73 K24+073～K24+213 K24+213～K24+387 K24+387～K24+513 K24+513～K24+ K24+～K24+ K24+～K24+ 衬砌级别 明洞 Ⅴ加强 Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅴ加强 明洞 长度(m) 25 10 97 160 206 214 86 140 174 126
二次衬砌设计
C 二次衬砌施作时间的确定 ：
二次衬砌一般采用模筑混凝土，应在围岩和初期支
护变形基本稳定后方可施作，并应具备下述条件：
(1)洞室周边位移速率有明显减缓趋势。
(2)在拱脚以上1m和边墙中部附近的位移速度小于 0.1~0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07~0.15mm/d。 (3)初期支护表面裂缝不再继续发展。
公路隧道
公路隧道
5.2 衬砌结构参数经验法选取
衬砌结构分为：
喷锚衬砌（仅由锚杆和喷射混凝土等构成） 整体式衬砌（仅模筑钢筋混凝土等构成） 复合式衬砌（由锚杆和喷射混凝土、模筑钢
筋混凝土构成）
一、喷锚衬砌
A 喷射混凝土：厚度不应小于50mm，不
宜大于300mm
B 钢筋网：网格应按矩形布置，钢筋间距
(c)全长用树脂锚固的非张
拉锚杆
缝管锚杆外形
水胀式锚杆(swellex bolt)
机械整形
Φ41mm Φ28mm
水胀式锚杆
普通中空注浆锚杆
适用于各类隧道与洞室工程，特别是隧道与洞 室的顶部。
永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应
力注浆锚杆。其它类型的锚杆不能作为永久 支护，当需作永久支护时，锚孔内必须注满 砂浆或树脂。 自稳时间短的围岩，宜采用全粘结树脂锚杆 或早强水泥砂浆锚杆。
参数确定：
经验法———计算校核修正
按《公路隧道设计规范》支护经验设计
两车道隧道初期支护的设计参数 初期支护 围岩级 别 喷射混凝土厚度 （cm） 拱部、边墙 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 5 5-8 8-12 12-15 15-25 仰拱 锚杆（m） 位置 局部 局部 拱、 墙 拱、 墙 拱、 墙 长度 2.0 2.02.5 2.03.0 2.53.0 3.04.0 间距 1.01.5 1.01.2 0.81.2 局部 @25×25 拱、墙 @25×25 拱、墙 @25×25 拱、墙 拱、墙、仰 拱 钢筋网 钢架