隧道衬砌结构隧道工程PPT课件

（三）衬砌类型
1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌） 2、装配式衬砌 3、锚喷式衬砌 4、复合衬砌
1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）
采用混凝士或钢筋混凝士为材料就地灌注而成。 按传统松弛荷载理论设计和施作。
其工艺流程为：立模—灌筑—养生—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
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。
2、装配式衬砌
装配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。
按传统松弛荷载理论设计
支护的方式 ②内部支护
③混合支护
（一）衬砌概念
广义的衬砌 一次支护 （初期支护）
人工修筑的支护结构
二次支护 （二次衬砌） （永久支护）
为了保证施工的安全、 加固岩体和阻止围岩的 变形、坍塌而设置的临 时支护措施，常用支护 形式有木支撑、型钢支 撑、格栅支撑、锚喷支 护等
为了保证隧道使用的净 空和结构的安全而设置 的永久性衬砌结构。
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。 选用的石料要坚硬，其强度等级不应低于MU40，有裂隙和 易风化的石料不应采用，以保证质量。
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％。
按现代围岩承载理论设计
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，又考虑二次衬砌时，也宜采用 拼装式衬砌，快速形成一次衬砌的强度。
3、锚喷式衬砌
锚喷式衬砌是指锚喷结构既作为隧道临时支 护，又作为隧道永久结构的形式。
在实际中，衬砌主要指能作为永久支护的结构
（二）衬砌材料
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。
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
第四节 隧道附属建筑物
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述 二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）
三、装配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌 六、其它衬砌结构的类型 七、隧道衬砌的其它构造要求
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
（一）衬砌概念 （二）衬砌材料 （三）衬砌类型
（一）衬砌概念
广义地说，可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌。 ①外部支护
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
盾构法施工，其衬砌材料往往采用装配式材料，如钢筋 混凝土大型预制块，有加筋肋的铸铁预制块。
在修筑棚式明洞（简称棚洞）时，又可用预制板或梁，装 配板式棚洞或梁式棚洞。
用新奥法施工时，为了防水、防落石和美观要求，还 可以加设离壁式结构，常用的材料有波纹钢拱式大型 装配预制件，有时可以用玻璃钢代替钢材等。 为了提高洞内照明、防水、通风、美观、视线诱导或减少 噪音等原因，可在衬砌内表面粘贴各种各样的装修材料。
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，需要进行养生，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。
公路隧道工程各部位建筑材料
铁路隧道衬砌建筑材料
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。
锚杆的杆体直径宜为20～32mm,杆体材料宜采用 HRB335,HRB400钢；垫板材料宜采用HPB235钢。锚杆 用的各种水泥砂浆强度不应低于M20。钢筋网材料可采 用HPB235钢，直径宜为6—12mm。 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。
隧道工程
第六章 隧道结构构造
第六章 隧道结构构造
主体建筑物 为了保持隧道的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物
隧 道
洞身结构
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
洞门挡墙、挡土墙、明线路缘石等仍可使用。
块石强度等级不应低于MU60，砌块强度等级不应低于 MU20，有裂缝和易风化的石材不应采用。
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。
其密实性较高，能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面， 早期强度高，能很快起到封闭岩面和支护作用，另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能，是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中，喷射混凝土材料可用作中内层衬砌， 但其强度等级不低于C20，使用的水泥标号不低于32.5号， 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂，细度模数宜大于15，砂的含水率宜控制在5%— 7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石，粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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 整体性差，砌缝多容易漏水，防水性能较差，施工主要靠 手工操作，难于机械化施工，费工、费时，施工进度较慢， 而且砌筑技术要求高。