4.隧道结构构造

用机械手将它们拼装成一环接着一环的衬砌。这种预制衬砌不需养生时
间，一经装配即可承受围岩压力，缩短工期，克服了整体式混凝土衬砌 在灌注以后不能立即承受荷载，必须经过一个养生的时期，施工进度受 影响的缺点。 缺点：需要坑道内有足够的拼装空间，制备构件尺寸上要求一定
的精度，它的接缝多，防水较困难等。目前基本限于使用盾构法施工的
喷射混凝土早期强度和密实性较高，其施工过 程可以全部机械化，且不需要拱架和模板。在 石质较软的围岩，还可以与锚杆、钢丝网等配
合使用，是一种理想的衬砌材料。
§1.1隧道衬砌材料的种类
§1.1隧道衬砌材料的种类
§1.1隧道衬砌材料的种类
3.隧道衬砌材料种类 （3）锚杆和钢架 锚杆是用专门机械施工加固围岩的一种材料，通常可分为机械型锚杆和粘结型锚杆， 或分为非预应力锚杆和预应力锚杆。
参照表2-3，并应根据现场量测数据进行调整。
表2-3 预留变形量
围岩级别 两车道隧道 三车道隧道 围岩级别
（单位：mm）
两车道隧道 三车道隧道
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
— — 20~50
— 10~50 50~80
Ⅳ Ⅴ Ⅵ
50~80 80~120
80~120 100~120
现场量测确定
§1.2隧道衬砌结构
4.装配式衬砌 装配式衬砌：由工厂或现场预先成批生产好的衬砌运入坑道内，
§1.2隧道衬砌材料的选用
3.隧道衬砌材料的选用 （1）隧道衬砌材料的选用 隧道衬砌材料的强度等级除不应低于表2-1的规定值，还应符合表2-2的规定。 （2）隧道衬砌材料选用应考虑的因素 1) 隧道衬砌部位选用的材料，应当符合结构强度和耐久性的要求，并考虑其抗冻、抗 渗性和抗侵蚀性的需要。 2)当有侵蚀性的水作用时，衬砌结构物的混凝土或砂浆均应选用具有抗侵蚀性能的特种 水泥。
பைடு நூலகம்
现浇混凝土的缺点是：混凝土浇筑后需要养生而不能立即承受荷载，需要达到一定强度才
能拆模，占用和耗用较多的拱架及模板、化学稳定性（耐侵蚀性能）较差。 钢筋混凝土主要在明洞衬砌及地震区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地 段的隧道衬砌中使用，其强度等级不低于C20。
§1.1隧道衬砌材料的种类
3.隧道衬砌材料种类 （2）喷射混凝土 采用混凝土喷射机，将掺有速凝剂的混凝土干拌混合料和水高速喷射到清洗干净的 岩石表面上并充填围岩裂隙而凝结成的混凝土保护层，能很快起到支护围岩的作用。
§2.2洞门的类型
Ⅰ
0.04 0.04
设计标高
Ⅰ
I-I剖面
图2-5 翼墙式洞门
§2.2洞门的类型
§2.2洞门的类型
(4) 柱式洞门 当地形较陡，地质条件较差，仰坡有下滑的可能性，而又受地形
地质条件限制，不能设置翼墙时，可以在端墙中部设置两个断面较大
的柱墩，以增加端墙的稳定性，如图2-6所示。这种洞门墙面有凸出线 条，较为美观，适宜在城市附近或风景区内采用。对于较长大的隧道， 采用柱式洞门比较壮观。
道最好的衬砌结构形式。图2-1为目前在公路隧道 Ⅳ级围岩中比较常见的复合式衬砌结构。
1)复合式衬砌初期支护多采用喷锚支护，具有支护及时、柔性的特点，并在一定程度 上能够随着围岩的变形而变形，能很好地发挥围岩的自承能力。 2)二次衬砌应采用刚度较大、整体性好和外观平顺的模筑（钢筋）混凝土衬砌，衬 砌截面宜采用连接圆顺、等厚的衬砌截面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。
喷锚衬砌
洞 身 衬 砌 结 构
整体衬砌
复合衬砌
装配式衬砌
连拱式衬砌
§1.2隧道衬砌结构
1.喷锚衬砌 喷射混凝土:是利用空压机的高压空气作动力，把混凝土混合料直接喷射到隧道围岩表面
上的支护方法。
喷射混凝土支护作用：封闭岩面、防止风化松动、填充坑凹及裂隙、维护和提高围岩的整 体性、发挥围岩自身的承载作用和调整围岩应力分布、防止应力集中、控制围岩变形、防 止掉块、坍塌。 锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体钢筋，与岩体融为一体，实现加固围岩、维护围岩稳
定的目的。利用锚杆的悬吊作用、组合拱作用、减跨作用、挤压加固作用，将围岩中的节
理、裂隙窜成一体，提高围岩的整体性，改善围岩的力学性能，从而发挥围岩的自承能力。 锚杆支护不仅对硬质围岩，而且对软质围岩也能起到良好的支护效果。
§1.2隧道衬砌结构
。
锚杆支护施工与加固作用
§1.2隧道衬砌结构
2.整体式衬砌——是传统衬砌结构形式，它不考虑围岩的承载作用，主要通过衬砌的结构 刚度抵御地层的变形，承受围岩的压力。
C25号素混凝土
5 20
702
154
图2-1 复合式衬砌
§1.2隧道衬砌结构
§1.2隧道衬砌结构
§1.2隧道衬砌结构
§1.2隧道衬砌结构
3）为了使衬砌所承受的变形压力最小，允许围岩产生一定的变形，释放一定的能量。预 留变形量的大小应根据围岩地质条件，采用工程类比法确定。无类比资料时预留变形量可
§2.2洞门的类型
设计标高
图2-6 柱式洞门
§2.2洞门的类型
§2.2洞门的类型
(5) 台阶式洞门 当洞门处于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为 减小仰坡高度及外露坡长，可以将端墙一侧顶部改为逐步升级 的台阶形式，以适应地形特点，减少仰坡土石方开挖量，同时 也有一定的美化作用，如图2-7所示。
163
20
5
220 165
50
310 830
440
50
C25素混凝土
200 350
50
855 995
165
5
20
图2-2 连拱隧道衬砌结构
隧道结构构造
§2隧道洞门构造
§2.1概述
1.概述 洞门附近的岩土体通常都比较破碎松散，易于失稳，产生滑坡或崩塌现象。为了保
护岩土体的稳定性和行车安全，应根据实际情况，选择恰当合理的洞门型式，同时还应适
当进行洞门的美化和注意环保要求。 洞门可以拦截、汇集地表水并沿排水渠道排离洞门进入道路两侧的排水沟，防止地 表水沿洞门漫流。洞门上方女儿墙应有一定高度。 洞门上方岩土体若有可能滑落或崩塌时，一般采用接长明洞，尽量减少对边、仰坡
的扰动。
§2.2洞门的类型
（1）环框式洞门 当洞口岩层坚硬而稳定(Ⅰ级)围岩，地形陡峻而又无排水要求时，可以设置 一种不承载的简单洞口环框。它能起到加固洞口和减少雨后洞口滴水的作用。 环框微向后倾，倾斜度与顶上的仰坡一致。环框的宽度与洞口外观相匹配，
§1.2隧道衬砌结构
Φ22锚杆，长3.0m
初期支护喷射C20号混凝土，厚20cm 防水层 预留沉降量5cm
C25号素混凝土，模注二次衬砌
5 40 20
隧 道 中 线
线 路 中 线
C25素 混凝土
665
32
81 90
200
81
路线设计标高
隧底填充C10号 素混凝土
2%
25 30 108
5 20 154
—
— —
—
C10
—
仰拱填充
水沟沟身、电缆槽身 水沟盖板、电缆槽盖板
C10
C25
—
C25 C15
—
— —
— —
—
§1.1隧道衬砌材料的种类
表2-2 隧道洞门建筑材料
工程部 位 端 材料种 类 混凝土 钢筋混凝 土 C25 片石混凝 土 C15 砌 体
墙
C20
M10水泥砂浆砌片石、块石 镶面或混凝土预制块镶 面 M10水泥砂浆砌粗料石 M7.5水泥砂浆砌片石 M5水泥砂浆砌片石 M5水泥砂浆砌片石
顶
帽
C20 C20 C15 C15
C25 C25
—
C15
翼墙和洞口挡土 墙 侧沟、截水沟 护坡等
— —
— —
注：1. 护坡材料可采用C20喷射混凝土。 2. 最冷月份平均气温低于-15℃的地区，表中水泥砂浆强度应提高一级。
§1.2隧道衬砌结构
其它段可采用喷锚衬砌。 三级及其以下公路隧道，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩 条件下，隧道洞口段应采用复合式衬砌或整体 式衬砌。 高速公路、一级公路和二及公路的隧道应采 用复合式衬砌； 目前基本限于使用盾构法施工的城市地下铁 道中。 适用于个别特殊情况。
§2.2洞门的类型
设计标高
图2-7 台阶式洞门
其稳定，并将仰坡水流汇集排出。端墙的构造一般是采用等厚的直墙，直墙圬工体积比
其它型式都小，而且施工方便。墙身微向后倾斜，斜度约为1:10，如图2-4所示。
§2.2洞门的类型
Ⅰ
i=3%
设计标高
设计标高
Ⅰ
Ⅰ- 剖面 Ⅰ
图2-4 端墙式洞门
§2.2洞门的类型
§2.2洞门的类型
(3) 翼墙式洞门 当洞口地质较差，山体水平推力较大时，可在端墙式洞门以外，增加单 侧或双侧的翼墙，称为翼墙式洞门，如图2-5所示。翼墙与端墙共同作用， 以抵抗山体水平向推力，增加抗滑动抗倾覆的能力，适用于Ⅳ级及以下的围 岩。翼墙正面端墙一般采用等厚的直墙，微向后方倾斜，斜度为1:0.1。翼 墙前面与端墙垂直，顶面斜度与仰坡坡度一致。
隙的片石，以保证其质量。
（5）块石混凝土 块石强度等级不低于MU60，混凝土块强度等级不低于MU20。
优点：能就地取材，大量节约水泥和模板，可保证衬砌厚度并能较早地承受荷载。
缺点：整体性和防水性差，施工进度慢，要求砌筑技术高。
§1.1隧道衬砌材料的种类
3.隧道衬砌材料种类 (6) 装配式材料 对于软土地区的地铁隧道，常用盾构法施工，衬砌可采用装配式材料，如钢筋混凝 土大型预制块、加筋肋铸铁预制块等。
3)在寒冷及严寒地区，当隧道衬砌受冻害影响时，宜采用整体式混凝土衬砌，且混凝土
标号适当提高。
§1.1隧道衬砌材料的种类
表2-1 隧道衬砌建筑材料 材料种类 工程部位 拱 圈 边 墙 仰 拱 底板 混凝土 C20 C20 C20 C20 片 石 混凝土 钢 筋 混凝土 C25 C25 C25 C25 喷混凝土 C20 C20 C20