第7章-隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計

第七章隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計《隧道工程勘察設(shè)計》本章知識點隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)定01整體式襯砌的概念、特點及分類03錨噴襯砌的概念、組成及特點05隧道襯砌建筑材料及其技術(shù)要求02整體式襯砌的設(shè)計要點04錨噴襯砌的分類與選擇06本章知識點錨噴襯砌設(shè)計（一）噴射混凝土支護(hù)及鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點07錨噴襯砌設(shè)計（三）鋼架支護(hù)的設(shè)計要點及錨噴襯砌設(shè)計參數(shù)取值09復(fù)合式襯砌的設(shè)計要點11錨噴襯砌設(shè)計（二）錨桿支護(hù)的設(shè)計要點08復(fù)合式襯砌的概念、特點及分類10明洞襯砌的概念、特點及分類12本章知識點明洞襯砌的設(shè)計要點13隧道襯砌的構(gòu)造要求141隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)定掌握隧道襯砌的基本概念01熟悉隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)定02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道一定要做襯砌嗎？如何選擇不同的襯砌類型及襯砌參數(shù)？思考

隧道開挖后，隧道周邊地層的原有平衡遭到破壞，可能引起圍巖變形甚至坍塌。為了維護(hù)圍巖穩(wěn)定，確保隧道運營安全、行車舒適及外觀美觀，需要在隧道周邊（含外部和內(nèi)部）設(shè)置支護(hù)圍巖及保證其穩(wěn)定性的人工結(jié)構(gòu)物，這就是隧道襯砌。隧道襯砌的概念

一般情況下，隧道均應(yīng)設(shè)置襯砌。隧道工程可根據(jù)圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求，合理選用襯砌類型。常見的襯砌類型有錨噴襯砌、整體式襯砌、復(fù)合式襯砌、離壁式襯砌、預(yù)制管片襯砌等。隧道襯砌的類型

隧道襯砌設(shè)計應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、斷面形狀及尺寸、支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工條件等因素，應(yīng)以襯砌能最大限度地利用和發(fā)揮圍巖的自承能力為基本原則。隧道襯砌結(jié)構(gòu)是永久性重要構(gòu)筑物，運營中一旦破壞很難恢復(fù)，維護(hù)費用很高，給交通運營管理帶來極大的困難。因此，襯砌需要有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性，保證隧道長期服役安全。隧道襯砌的設(shè)計要求隧道襯砌結(jié)構(gòu)類型、支護(hù)參數(shù)應(yīng)根據(jù)使用要求、圍巖級別、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、隧道埋置深度、結(jié)構(gòu)受力特點，結(jié)合周邊工程環(huán)境、支護(hù)手段、施工方法，通過工程類比和理論計算相結(jié)合的方式綜合確定。在施工階段，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測及地質(zhì)預(yù)報的結(jié)果及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)，實行施工過程動態(tài)設(shè)計，必要時需通過試驗進(jìn)行復(fù)核。隧道襯砌的設(shè)計方法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合以下一般規(guī)定：①襯砌斷面宜采用曲邊墻拱形斷面，盡量減少尖角，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中。②圍巖較差、側(cè)壓力較大、地下水較豐富的地段宜設(shè)置仰拱，仰拱曲率半徑應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、地下水、隧道斷面形狀、隧道寬度等條件確定。路面與仰拱之間可采用混凝土或片石混凝土回填。隧底圍巖較好、邊墻基底承載力和穩(wěn)定性滿足要求時，可不設(shè)仰拱。隧道襯砌的一般規(guī)定③隧道洞口段應(yīng)設(shè)加強襯砌，加強襯砌長度應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)和環(huán)境條件確定，兩車道隧道不應(yīng)小于10m，三車道隧道不應(yīng)小于15m。④圍巖較差地段襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸5~10m。⑤偏壓襯砌段應(yīng)向一般襯砌段延伸，延伸長度可按偏壓情況確定，不宜小于10m。隧道襯砌的一般規(guī)定⑥凈寬大于3m的橫通道與主洞的交叉段，主洞與橫通道襯砌均應(yīng)加強。加強段襯砌應(yīng)向各交叉洞延伸，主洞延伸長度不應(yīng)小于5m，橫通道延伸長度不應(yīng)小于3m。延伸長度范圍內(nèi)不宜設(shè)變形縫。⑦高速公路、一級公路和二級公路中的隧道宜采用復(fù)合式襯砌；三級公路及三級公路中的隧道，其洞口段宜采用復(fù)合式襯砌或整體式襯砌，洞身為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下可采用錨噴襯砌；特殊情況下可采用預(yù)制管片襯砌或離壁式襯砌。隧道襯砌的一般規(guī)定1隧道襯砌的基本概念及分類；2隧道襯砌的設(shè)計要求及設(shè)計方法；總結(jié)3隧道襯砌設(shè)計的一般規(guī)定。2隧道襯砌建筑材料及其技術(shù)要求熟悉隧道襯砌建筑材料的類型及選用原則01熟悉常用隧道襯砌建筑材料的技術(shù)要求02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道建筑材料有哪些？有什么特殊要求？思考隧道工程常用的建筑材料主要有混凝土、石材、水泥砂漿、噴射混凝土、混凝土砌塊、鋼筋、型鋼等。隧道襯砌材料的類型①隧道建筑材料應(yīng)符合結(jié)構(gòu)承載能力、正常使用和耐久性要求，符合抗凍、抗?jié)B和抗侵蝕的需要。②隧道襯砌防水應(yīng)充分利用襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的自防水能力，其抗?jié)B等級應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求。③當(dāng)處于特殊腐蝕性環(huán)境時，混凝土和水泥砂漿應(yīng)采用具有抗侵蝕性能的特種水泥和集料配置，其抗侵蝕性能的要求視水的侵蝕特性確定。隧道建筑材料的選用原則④最冷月份平均氣溫低于-15℃的地區(qū)及受凍害影響的隧道，混凝土及水泥砂漿的強度等級應(yīng)予提高，防水混凝土的抗?jié)B等級也應(yīng)提高。⑤應(yīng)根據(jù)不同的料源情況，在保證結(jié)構(gòu)需要的前提下，因地制宜、就地取材。隧道建筑材料的選用原則1）混凝土與鋼筋混凝土的技術(shù)要求

隧道襯砌所用的混凝土強度等級，對于直墻式襯砌不低于C20，曲墻式襯砌及Ⅳ級圍巖直墻式襯砌不低于C25。

鋼筋混凝土材料主要用在軟弱圍巖、明洞襯砌及地震區(qū)、偏壓、通過斷層破碎帶或淤泥流沙等不良地質(zhì)地段的隧道襯砌中，其強度等級不低于C25。在特殊情況下可采用舊鋼軌或焊接鋼筋骨架進(jìn)行加強。隧道常用建筑材料的技術(shù)要求2）片石混凝土的技術(shù)要求

為了節(jié)省水泥，在巖層較好地段的邊墻襯砌或仰拱回填，可采用片石混凝土（片石的摻量不應(yīng)超過總體積的20%）。此外，當(dāng)起拱線以上1m以外部位有超挖時，其超挖部分也可用片石混凝土進(jìn)行回填。選用的石料要堅硬，其抗壓強度不應(yīng)低于30MPa，嚴(yán)禁使用風(fēng)化片右，以保證其質(zhì)量。隧道常用建筑材料的技術(shù)要求3）料石或混凝土砌塊的技術(shù)要求

地質(zhì)條件較好的小斷面低等級公路隧道，襯砌材料可選用料石或混凝土砌塊作為主材，通過強度等級不低于M15的水泥砂漿砌筑而成。這類襯砌具有可就地取材、節(jié)約水泥、節(jié)約模版等優(yōu)點，還可保證襯砌厚度并能較早地承受荷載，但是也具有明顯缺點，如整體性和防水性差、施工進(jìn)度慢、對砌筑工藝要求高等。隧道常用建筑材料的技術(shù)要求4）噴射混凝土的技術(shù)要求

錨噴襯砌中采用的噴射混凝土材料，其強度等級應(yīng)不低于C20，使用的水泥標(biāo)號不低于325號，并優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥；細(xì)集料采用堅硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模量宜大于2.5，砂的含水率宜控制在5%~7%；粗集料可采用堅硬耐久的卵石或礫石，粒徑不應(yīng)大于15mm。隧道常用建筑材料的技術(shù)要求

隧道中建筑材料的強度等級不應(yīng)低于下表中的規(guī)定。隧道常用建筑材料的技術(shù)要求1隧道襯砌建筑材料的類型及選用原則；2常用隧道襯砌建筑材料的技術(shù)要求?？偨Y(jié)3整體式襯砌的概念、特點及分類掌握整體式襯砌的概念及特點01熟悉整體式襯砌的分類及選擇02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道整體式襯砌有何特點？思考隧道整體式襯砌是一次澆筑成形的混凝土或鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)中可單獨使用，但更多的是作為復(fù)合式襯砌中的二次襯砌使用。整體式襯砌的概念優(yōu)點：①施工工藝簡單，技術(shù)成熟，適用于多種施工條件，如可采用木模板、鋼模版或襯砌臺車等。②適應(yīng)多種圍巖條件，易按需要成型。③整體性好，剛度大，支護(hù)及時，具有較強的支護(hù)能力、防水能力和耐久性，具有長期可靠的支護(hù)作用。缺點：①整體式襯砌拆模和養(yǎng)護(hù)均需要時間，其施工速度較慢，且容易對其他工序形成干擾。②由于整體式襯砌剛度大，在單獨使用時，過分地限制了圍巖變形，不利于充分發(fā)揮圍巖自承能力。整體式襯砌的特點整體式襯砌一般應(yīng)用在隧道洞口段、淺埋段及軟弱圍巖段中，這些區(qū)段圍巖條件差，自穩(wěn)時間短，需要強有力且能立即承載的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，而整體式襯砌能夠很好地滿足這類需求。整體式襯砌的適用范圍1）按照所用材料分類根據(jù)所用材料的不同，整體式襯砌分為混凝土襯砌和鋼筋混凝土襯砌兩大類。因鋼筋混凝土襯砌有較強的承載能力，如下地段宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：①因地形、地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致圍巖松動、滑移而引起的有明顯偏壓的地段。

②橫通道、斜井等與主洞連接處形成交叉的區(qū)段。

③

V級圍巖地段二次襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

④

單洞四車道等大跨隧道，由于開挖斷面大，其洞室跨中彎矩大，為減少襯砌結(jié)構(gòu)自重，結(jié)構(gòu)厚度不宜過大，此時采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更合理。

⑤在地震動峰值加速度大于0.2g的隧道洞口段襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。整體式襯砌的的分類與選擇2）按照斷面幾何特征分類

根據(jù)隧道斷面幾何特征的不同，整體式襯砌可設(shè)計為等截面和變截面兩種形式。根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件的不同，整體式襯砌可采用半襯砌、落地拱襯砌、厚拱薄墻襯砌、直墻拱形襯砌、曲墻拱形襯砌及抗偏壓襯砌等形式。整體式襯砌的的分類與選擇2）按照斷面幾何特征分類

可參照下列要求選用不同幾何特征的襯砌斷面形式：①巖層較堅硬且整體穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的圍巖區(qū)段，可采用半襯砌。②側(cè)壓力大的較軟巖或土層地段，可采用落地拱襯砌。③水平壓力較小時，可采用厚拱薄墻襯砌。④豎向壓力較大，水平側(cè)壓力不大時，宜采用直墻拱形襯砌。⑤地質(zhì)條件差，巖石破碎、松散和易于坍塌的地段以及洞底板支護(hù)較弱、具有膨脹特性或有較大圍巖壓力的區(qū)段，應(yīng)采用曲墻拱形襯砌。⑥承受偏壓荷載或承受垂直荷載較大時，應(yīng)采用考慮變截面襯砌形式。整體式襯砌的的分類與選擇1整體式襯砌的概念及特點；2整體式襯砌的分類及選擇?？偨Y(jié)4整體式襯砌的設(shè)計要點掌握鋼筋混凝土整體式襯砌的設(shè)計要求01熟悉整體式襯砌的變形縫及底部的設(shè)置要求02學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握整體式襯砌設(shè)計參數(shù)的取值要求03隧道整體式襯砌如何進(jìn)行設(shè)計？思考當(dāng)整體式襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，應(yīng)滿足以下要求：

①

混凝土強度等級不應(yīng)低于C30，受力主筋的凈保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm。因為C30以上的混凝土具有較好的抗?jié)B性及氣密性，可有效保護(hù)混凝土內(nèi)的鋼筋以及降低表層混凝土的碳化速度，而隧道處于地下環(huán)境中，設(shè)計需要考慮其抗?jié)B性和抗腐蝕性。鋼筋混凝土整體式襯砌的設(shè)計要求②如果結(jié)構(gòu)厚度太薄，將不能充分發(fā)揮鋼筋的作用，因此要求鋼筋混凝土整體式襯砌厚度不宜小于300mm。③鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力主筋太密，將會影響襯砌混凝土的灌注質(zhì)量，降低混凝土與鋼筋之間的黏結(jié)力，因此，鋼筋混凝土整體式襯砌的受力主筋的間距不宜小于100mm。鋼筋混凝土整體式襯砌的設(shè)計要求隧道襯砌是一個縱向長度很長的管狀結(jié)構(gòu)，為了避免由于縱向壓力不均、不均勻沉降、溫度應(yīng)力以及地震荷載等因素造成的襯砌結(jié)構(gòu)開裂、破壞等現(xiàn)象，需要沿隧道縱向每隔一定的距離設(shè)置一條變形縫。變形縫主要分為沉降縫和伸縮縫兩種。因為變形縫本身也可作為施工縫，當(dāng)變形縫與施工縫不在同一位置時，宜將變形縫調(diào)整到施工縫位置，這樣可減少一道專門的工序。整體式襯砌變形縫設(shè)置要求整體式襯砌變形縫設(shè)置應(yīng)滿足如下要求：①明洞襯砌與洞內(nèi)襯砌交界處、不設(shè)明洞的洞口段襯砌，距離洞口5~12m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)沉降縫。②地質(zhì)條件明顯變化處、不同襯砌類型交界處，宜設(shè)置沉降縫。③在連續(xù)軟弱圍巖中，每30~100m宜設(shè)1道沉降縫。④嚴(yán)寒與酷熱溫差變化大地區(qū)，特別是最冷月平均氣溫低于-15℃的寒冷地區(qū)，距洞口100~200m范圍的襯砌段應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置伸縮縫。⑤沉降縫、伸縮縫縫寬不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)可填塞瀝青木板或瀝青麻絲。伸縮縫、沉降縫宜垂直于隧道軸線豎向設(shè)置。拱、墻、仰拱的沉降縫、伸縮縫應(yīng)設(shè)在同一斷面位置。⑥沉降縫、伸縮縫可兼作施工縫，應(yīng)結(jié)合施工縫進(jìn)行設(shè)置。整體式襯砌變形縫設(shè)置要求應(yīng)根據(jù)圍巖級別、基底承載力、斷面尺寸等因素綜合確定隧道底部是否需要設(shè)置仰拱。整體式襯砌底部設(shè)置要求

不設(shè)置仰拱時的襯砌邊墻基礎(chǔ)應(yīng)符合下列規(guī)定：①應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上，基底承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求。注意不要因為電纜溝和邊溝開挖破壞地基的整體性，導(dǎo)致邊墻腳空虛，影響地基承載能力。②基礎(chǔ)底面不應(yīng)高于電纜溝的設(shè)計開挖底面。路側(cè)邊溝開挖底面低于基礎(chǔ)底面時，邊溝開挖邊界距邊墻基礎(chǔ)的距離應(yīng)大于500mm。③在洞門墻厚度范圍內(nèi)，邊墻基礎(chǔ)應(yīng)加深到與洞門墻基礎(chǔ)底部相同的高程。④邊墻底部截面宜適當(dāng)擴(kuò)大，以增大邊墻的承載面積。整體式襯砌底部設(shè)置要求

設(shè)置仰拱的整體式襯砌，不應(yīng)急劇彎曲和出現(xiàn)棱角，邊墻襯砌與仰拱宜采用小半徑曲線連接。為保證仰拱與邊墻的有效連接，仰拱厚度應(yīng)不小于邊墻厚度，一般情況下，仰拱厚度宜與邊墻厚度相同。其中，邊墻厚度是扣除縱向盲管占用空間后的厚度。整體式襯砌底部設(shè)置要求

公路隧道整體式襯砌支護(hù)參數(shù)可采用工程類比法或數(shù)值計算法確定，設(shè)計參數(shù)可參照下表取值。整體式襯砌設(shè)計參數(shù)的取值1鋼筋混凝土整體式襯砌的設(shè)計要求；2整體式襯砌的變形縫及底部的設(shè)置要求；總結(jié)2整體式襯砌設(shè)計參數(shù)的取值要求。5錨噴襯砌的概念、組成及特點掌握錨噴襯砌的概念及組成01熟悉錨噴襯砌的特點02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道錨噴襯砌有何特點？思考錨噴襯砌是以噴射混凝土為主，必要時聯(lián)合錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架等支護(hù)形式中的一種或多種而形成的加固圍巖、控制圍巖變形、充分利用和發(fā)揮圍巖自承能力的支護(hù)襯砌形式。錨噴襯砌的概念錨噴襯砌中的“錨”主要指的是錨桿，也包含鋼筋網(wǎng)和鋼架等構(gòu)件。錨桿支護(hù)是錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體，這種支護(hù)形式是錨噴襯砌的重要組成部分。錨噴襯砌的組成—錨桿在錨噴襯砌的結(jié)構(gòu)組成中，錨桿與其他構(gòu)件（如噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼架等）作用原理不同，它是一種從圍巖內(nèi)部改善圍巖性質(zhì)的支護(hù)構(gòu)件，在改善圍巖連續(xù)性的同時，也增強了圍巖的抗剪強度，提高了圍巖的自承能力，補償了圍巖存在的力學(xué)上不連續(xù)（如節(jié)理、裂隙等）的缺陷。錨桿具有如下作用：錨噴襯砌的組成—錨桿發(fā)揮錨桿對圍巖的支護(hù)作用，需做到：①保證有效錨固深度；②保證錨桿全長注漿飽滿，與巖體連成整體；③避免松弛、銹蝕損壞。錨噴襯砌中的“噴”指的是噴射混凝土。噴射混凝土是一種利用高壓風(fēng)作動力，將混凝土混合料通過噴射機、輸料管及噴頭直接高速噴射到隧道圍巖壁上的支護(hù)形式。錨噴襯砌的組成—噴射混凝土噴射混凝土是維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物，具有不需模板、施作速度快、早期強度高、密實度好、與圍巖緊密黏結(jié)、不留空隙的突出優(yōu)點。隧道開挖后及時施作噴射混凝土支護(hù)，可以起到封閉巖面、防止風(fēng)化松動、填充坑凹及裂隙、維護(hù)和提高圍巖的整體性、協(xié)助圍巖發(fā)揮自身承載能力的作用。錨噴襯砌的組成—噴射混凝土相對于其他襯砌形式，錨噴襯砌從本質(zhì)上是一種完全不同的支護(hù)類型。具有以下優(yōu)點：

①從作用原理來看，錨噴襯砌的作用機理不是以一個大剛度結(jié)構(gòu)物來抵抗圍巖施加于它的壓力荷載，而是采取柔性支護(hù)措施以充分發(fā)揮圍巖的自承能力，與圍巖合成一體，共同作用。錨噴襯砌具有支護(hù)及時、柔性、緊貼圍巖、與圍巖共同變形等特點，能保證圍巖的長期穩(wěn)定，在受力條件上比整體式襯砌優(yōu)越。

②從施工方法上來看，它不需要臨時支撐，也不用模板或模板臺車進(jìn)行混凝土灌注，而是直接將混凝土噴射到隧道巖壁之上，徑向凝結(jié)成襯砌層，因此，錨噴襯砌對加快施工進(jìn)度、節(jié)約勞力及原材料、降低工程成本等效果顯著。錨噴襯砌的特點錨噴襯砌具有以下缺點：錨噴襯砌剛度較小，在圍巖自承能力較差的Ⅳ~Ⅵ級圍巖中，長期穩(wěn)定性和防止水侵蝕能力方面有一定的局限性，耐久性值得商榷，且材料及施工工藝還有待進(jìn)一步提高。因此，在Ⅳ~Ⅵ級圍巖中應(yīng)采用復(fù)合式襯砌或整體式襯砌，不宜單獨采用錨噴襯砌作為永久襯砌。錨噴襯砌的特點1錨噴襯砌的概念及組成；2錨噴襯砌的特點。總結(jié)6錨噴襯砌的分類與選擇掌握錨噴襯砌的分類及適用范圍

01熟悉各類錨噴襯砌的選擇要點02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道錨噴襯砌有哪些類型？如何選擇？思考噴射混凝土分為普通噴射混凝土、纖維噴射混凝土和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土三大類。噴射混凝土的分類纖維噴射混凝土是在普通噴射混凝土中摻入纖維形成的噴射混凝土，摻入的纖維通常為鋼纖維和合成纖維，而前者的應(yīng)用較為廣泛。纖維噴射混凝土一般的應(yīng)用范圍如下：①斷層破碎帶、褶皺帶等受力復(fù)雜的地段。②膨脹性圍巖及易引起塑性流動的圍巖。③隧道洞口有較大圍巖壓力的地段。④隧道洞身交叉段、加寬段、近接隧道施工段等構(gòu)造上易發(fā)生不穩(wěn)定的區(qū)段。⑤既有隧道的加固、維修，厚度受限制（如侵入建筑限界）且質(zhì)量要求高的情況。噴射混凝土的分類—鋼纖維噴射混凝土鋼筋網(wǎng)噴射混凝土是在噴射混凝土中加入鋼筋網(wǎng)片，可以提高噴射混凝土和巖面之間的粘結(jié)力。鋼筋網(wǎng)噴噴射混凝土一般應(yīng)用于松散巖層、土砂巖層及膨脹性圍巖隧道中，復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土。噴射混凝土的分類—鋼筋網(wǎng)噴射混凝土按布置位置與范圍，錨桿分為系統(tǒng)錨桿和局部錨桿。系統(tǒng)錨桿在隧道周邊系統(tǒng)布置，而局部錨桿主要針對隧道周邊局部不穩(wěn)定塊體進(jìn)行局部打設(shè)。按施工工藝，錨桿分為普通砂漿錨桿、中空注漿錨桿、組合中空錨桿和自進(jìn)式錨桿。錨桿的分類按布置位置與范圍，錨桿分為系統(tǒng)錨桿和局部錨桿。系統(tǒng)錨桿在隧道周邊系統(tǒng)布置，而局部錨桿主要針對隧道周邊局部不穩(wěn)定塊體進(jìn)行局部打設(shè)。按作用原理，錨桿分為：①全長黏結(jié)型錨桿，常見的類型有：普通水泥砂漿錨桿、早強水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿、藥卷錨桿、中空注漿錨桿、組合式錨桿和自鉆式注漿錨桿等。系統(tǒng)錨桿、局部錨桿、鎖腳錨桿等永久支護(hù)錨桿可采用這類錨桿。②端頭錨固型錨桿，常見的類型有：機械式錨桿、端頭黏結(jié)式錨桿等。一般用于硬巖支護(hù)中。③摩擦型錨桿包括：縫管錨桿、水脹錨桿等，主要用于局部錨桿，起臨時支護(hù)作用。錨桿的分類鋼架支護(hù)（即鋼拱架支護(hù)）的作用是與噴射混凝土層協(xié)同作用，形成聯(lián)合支護(hù)以增加支護(hù)的剛度和強度，控制圍巖變形與松弛，提高錨噴襯砌的支護(hù)能力。鋼架主要有型鋼鋼架和鋼筋格柵鋼架兩大類。鋼架的分類

型鋼鋼架的剛度和強度大，可作為臨時支撐并單獨承受較大的圍巖壓力，也可設(shè)置于混凝土內(nèi)作永久襯砌，尤其是在Ⅳ、Ⅴ級軟弱破碎圍巖段施工或處理塌方時使用較多。但型鋼鋼架與噴射混凝土的黏結(jié)不好，與圍巖間的空隙難以用噴射混凝土填充密實，易導(dǎo)致鋼架附近的噴射混凝土出現(xiàn)開裂病害。鋼架的分類—型鋼鋼架的特點

一般來說，當(dāng)遇到下列情況時，應(yīng)增加鋼架支護(hù)：①自穩(wěn)時間很短的Ⅳ、Ⅴ級圍巖，在錨桿和噴射混凝土支護(hù)發(fā)揮作用前，可能發(fā)生圍巖失穩(wěn)或坍塌危險時。②淺埋、偏壓隧道，當(dāng)早期圍巖壓力增長快，需要提供初期支護(hù)的早期強度和剛度時。③在難以施作錨桿、噴射混凝土的砂卵石、土夾石或斷層泥等地層，大面積淋水地段，以及為了抑制圍巖大變形需要增加支護(hù)抗力時。④當(dāng)需要施作超前支護(hù)，設(shè)置鋼架作為超前支護(hù)的支承構(gòu)件時。鋼架的適用范圍錨噴襯砌是目前最常用一種圍巖支護(hù)手段，主要由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等組成，在不同的圍巖條件、隧道斷面條件下發(fā)揮不同的作用。這些組成構(gòu)件可以單獨使用，也可以組合使用。常見的錨噴襯砌組合形式有很多種，一般有下列組合形式：①噴射混凝土支護(hù)。②噴射混凝土+錨桿支護(hù)（系統(tǒng)錨桿或局部錨桿）。③噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)支護(hù)。④噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)+鋼架（型鋼鋼架或格柵鋼架）支護(hù)等。錨噴襯砌的組合類型一般來說，在下列條件下可采用錨噴襯砌作為永久襯砌：①作為施工使用的導(dǎo)洞。②低等級公路隧道內(nèi)的Ⅰ～Ⅲ級圍巖段。③Ⅰ～Ⅲ級圍巖段的緊急救援通道、泄水洞等。④施工用豎井、斜井。而在下列情況下，不應(yīng)采用錨噴襯砌作為永久襯砌：①地下水發(fā)育或大面積淋水地段。②能造成襯砌腐蝕或膨脹性圍巖的地段。③月平均最低氣溫低于-5℃地區(qū)的凍害地段。④有其他特殊要求的隧道。錨噴襯砌的選擇此外，圍巖自承能力較差的Ⅳ～Ⅵ級圍巖區(qū)，不宜單獨采用錨噴襯砌作為永久襯砌；安全等級為一級的隧道、隧道進(jìn)出口段、淺埋段以及圍巖條件較差的軟弱圍巖段，不宜直接使用錨噴襯砌作為襯砌結(jié)構(gòu)。不同圍巖條件的錨噴襯砌選用標(biāo)準(zhǔn)如下表所示：

錨噴襯砌的選擇1錨噴襯砌的分類及適用范圍；2錨噴襯砌的選擇要點?？偨Y(jié)7錨噴襯砌設(shè)計（一）噴射混凝土支護(hù)及鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點掌握噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點01掌握鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點02學(xué)習(xí)目標(biāo)噴射混凝土支護(hù)的厚度如何選擇？鋼筋網(wǎng)的參數(shù)如何設(shè)計？思考噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點噴射混凝土支護(hù)設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：①公路隧道噴射混凝土的設(shè)計強度等級不應(yīng)低于C20，對于重要隧道、豎井及斜井工程，噴射混凝土的設(shè)計強度等級不宜低于C25。②噴射混凝土的最小厚度不應(yīng)小于50mm。這是因為厚度小于50mm時易引起混凝土收縮開裂；同時，噴層過薄不足以抵抗巖塊的移動。在含水較豐富的地層中，噴射混凝土支護(hù)厚度不應(yīng)小于80mm，且抗?jié)B等級應(yīng)滿足抗?jié)B要求。噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點③為了確保噴射混凝土襯砌有足夠的柔性，其厚度不宜過大。一般情況下，兩車道隧道噴射混凝土厚度不宜超過300mm。對于三車道以上的大斷面隧道，噴射混凝土層相對柔性大，在不穩(wěn)定的Ⅴ級圍巖區(qū)段，噴射混凝土厚度可按需要大于300mm。隨著隧道施工機械化水平的提升和隧道施工技術(shù)的進(jìn)步，厚度大于300mm的噴射混凝土已沒有施工障礙，可根據(jù)實際情況確定最大厚度。四車道大斷面隧道噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點④噴射混凝土宜采用普通硅酸鹽水泥配制，且水泥強度等級不得低于32.5級；有特殊設(shè)計需要時，可采用特種水泥配制。細(xì)集料可采用中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，含水率宜控制在5%~7%；粗集料可采用礫石或碎石，粒徑不應(yīng)大于15mm。⑤當(dāng)防水要求較高時，可采用強度等級大于C30的高性能噴射混凝土。噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點在圍巖變形大、自穩(wěn)性差的軟弱圍巖、膨脹性圍巖地段，為增加錨噴襯砌的抗拉和抗彎強度，提高其抗裂性能，可采用纖維噴射混凝土支護(hù)，試驗結(jié)果表明，噴射混凝土內(nèi)添加一定數(shù)量的鋼纖維或合成纖維，各項性能都優(yōu)于普通噴射混凝土。噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點纖維噴射混凝土的設(shè)計要求：①纖維噴射混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。②鋼纖維噴射混凝土中鋼纖維摻量宜為干混合料質(zhì)量的1.5%~4%。鋼纖維噴射混凝土的韌性比素混凝土提高10~50倍，抗沖擊能力提高8~30倍。當(dāng)鋼纖維摻量超過4%，攪拌的均勻性和噴射混凝土施工中的流暢性變差，回彈增加。③合成纖維噴射混疑土中的纖維摻量應(yīng)根據(jù)試驗確定。合成纖維使噴射混凝土的抗拉強度、韌度、抗裂均有顯著提高，而對混凝土的施工工藝沒有影響。但摻加合成纖維對提高混凝土抗壓強度的效果并不明顯。④防水要求較高時，可采用強度等級高于C30的高性能噴射混凝土。高性能噴射混凝土具有較高的強度、耐久性和良好的防水性能。高性能噴射混凝土設(shè)計強度等級一般為C40、C50，抗?jié)B指標(biāo)不小于P12。鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點為了提高噴射混凝土的抗剪強度和抗彎強度、增強噴射混凝土的抗沖切能力和抗彎曲能力，進(jìn)而增加噴射混凝土的整體性、減少噴射混凝土的收縮裂縫，在特定的圍巖條件下，需要在噴射混凝土內(nèi)布設(shè)鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)噴射混凝土施工順序是：先初噴射混凝土，鋪掛鋼筋網(wǎng)，再復(fù)噴射混凝土，覆蓋鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：①鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不應(yīng)小于6mm，也不宜大于12mm。②鋼筋網(wǎng)鋼筋應(yīng)按矩形布置，鋼筋間距宜為150~300mm。③鋼筋網(wǎng)搭接長度為鋼筋直徑的30倍。④鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm。采用雙層鋼筋網(wǎng)時，兩層鋼筋網(wǎng)之間的距離不宜小于80mm。⑤單層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度不應(yīng)小于80mm，雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度不應(yīng)小于150mm。⑥鋼筋網(wǎng)可配合錨桿或臨時短錨桿使用，鋼筋網(wǎng)宜與錨桿或其他固定裝置連接牢固。鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點1噴射混凝土支護(hù)的設(shè)計要點；2鋼筋網(wǎng)的設(shè)計要點?？偨Y(jié)8錨噴襯砌設(shè)計（二）錨桿支護(hù)的設(shè)計要點掌握錨桿支護(hù)的總體設(shè)計要求01掌握系統(tǒng)錨桿和局部錨桿的設(shè)計要點02學(xué)習(xí)目標(biāo)錨桿支護(hù)種類如何選擇？參數(shù)如何選取？思考錨桿支護(hù)的總體設(shè)計要求應(yīng)根據(jù)隧道圍巖條件、斷面尺寸、錨桿作用、施工工藝條件等因素選擇錨桿種類、長度、間距等參數(shù)，并應(yīng)符合以下要求：①用作永久支護(hù)的錨桿應(yīng)選擇全長黏結(jié)型錨桿，而端頭錨固型錨桿作為永久支護(hù)時必須在孔內(nèi)注滿砂漿或樹脂，砂漿或樹脂的強度等級不應(yīng)小于M20。②自穩(wěn)時間短的圍巖，宜采用全長黏結(jié)樹脂錨桿或早強水泥砂漿錨桿，以發(fā)揮錨桿的早期作用。錨桿支護(hù)的總體設(shè)計要求③軟巖、變形較大的圍巖地段，可采用預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨桿的預(yù)加力不應(yīng)小于100kPa。④巖體破碎、成孔困難的圍巖地段，宜采用自進(jìn)式錨桿。⑤錨桿直徑宜采用20~28mm。普通砂漿錨桿：20~25mm；中空錨桿、組合中空錨桿：25~28mm；自進(jìn)式錨桿：25~52mm。⑥錨桿外露端頭應(yīng)設(shè)墊板，墊板尺寸不應(yīng)小于150mm×150mm×8mm。漲殼式預(yù)應(yīng)力注漿錨桿自進(jìn)式錨桿系統(tǒng)錨桿的設(shè)計要點系統(tǒng)錨桿主要對圍巖起整體加固作用，在圍巖一定深度范圍內(nèi)形成拱形承載結(jié)構(gòu)，發(fā)揮圍巖巖體抗壓強度高的特性，提高圍巖的自承能力。系統(tǒng)錨桿的設(shè)計應(yīng)符合以下要求：①錨桿宜沿隧道周邊徑向布置。但當(dāng)存在明顯的結(jié)構(gòu)面或巖層層面時，錨桿宜與巖體主結(jié)構(gòu)面或巖層層面成大角度布置。②錨桿宜按梅花形排列。③系統(tǒng)錨桿長度和間距應(yīng)根據(jù)圍巖條件、隧道寬度，通過計算或工程類比確定，也可按式下式取值：系統(tǒng)錨桿的設(shè)計要點④錨桿間距不宜大于錨桿長度的1/2且不宜大于1.5m，錨桿間距較小時，可采用長、短錨桿交錯布置的方式減少錨桿用量。⑤兩車道隧道系統(tǒng)錨桿長度不宜小于2.0m，三車道隧道系統(tǒng)錨桿長度不宜小于2.5m，四車道隧道一般不小于3.0m。公路隧道開挖寬度一般大于10m，開挖斷面面積也較大，只有要求系統(tǒng)錨桿具有一定長度才可使圍巖在一定深度范圍內(nèi)形成拱形承載結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)錨桿的設(shè)計要點⑥土質(zhì)圍巖不設(shè)系統(tǒng)錨桿時，應(yīng)采用其他支護(hù)方式加強。土質(zhì)圍巖中錨桿施工極為困難，且存在造價高、工期長、效果差等缺點，可考慮取消系統(tǒng)錨桿，而采取加強鋼架支護(hù)、增加鎖腳錨管等措施予以加強。系統(tǒng)錨桿的設(shè)計要點局部錨桿的設(shè)計要點

對于局部不穩(wěn)定的巖塊，宜設(shè)置局部錨桿加以懸吊。局部錨桿可選用全長黏結(jié)型錨桿、端頭錨固型錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿等類型，錨固端應(yīng)置于穩(wěn)定巖體內(nèi)。局部錨桿的主要作用是阻止部分不穩(wěn)定巖塊崩落或滑移，其參數(shù)可通過工程類比或計算確定。1錨桿支護(hù)的總體設(shè)計要求；2系統(tǒng)錨桿和局部錨桿的設(shè)計要點?？偨Y(jié)9錨噴襯砌設(shè)計（三）鋼架的設(shè)計要點及錨噴襯砌設(shè)計參數(shù)取值掌握鋼架支護(hù)的設(shè)計要點01掌握錨噴襯砌的設(shè)計參數(shù)取值要求02學(xué)習(xí)目標(biāo)鋼架種類如何選擇？參數(shù)如何選取？思考鋼架支護(hù)的總體設(shè)計要求鋼架設(shè)置的總體要求：①鋼架支護(hù)應(yīng)有足夠的剛度和強度，能夠承受隧道施工期間可能出現(xiàn)的荷載。一般來說，鋼架應(yīng)能承受1~3m松動巖柱荷載，同時還要保證自身的穩(wěn)定。②在能滿足初期支護(hù)受力要求的條件下，宜優(yōu)先選用格柵鋼架。但須注意，如果圍巖極其破碎、自穩(wěn)時間短且前期需要及時支撐時，不宜設(shè)置格柵鋼架，此時需要采用型鋼鋼架。③鋼架間距宜為0.5~1.2m。為避免錨桿和鋼架重疊，能各自發(fā)揮作用，鋼架與錨桿的縱向間距采用相同距離布置。鋼架支護(hù)的總體設(shè)計要求④連續(xù)使用鋼架的數(shù)量不應(yīng)少于3榀，且相鄰鋼架之間應(yīng)設(shè)橫向連接，采用鋼筋作橫向連接時，鋼筋直徑不宜小于20mm，間距不應(yīng)大于1m，并在鋼架內(nèi)緣、外緣交錯布置。⑤鋼架應(yīng)分節(jié)段制作，節(jié)段之間應(yīng)采用鋼板連接，而分節(jié)段長度需與開挖斷面相適應(yīng)，節(jié)段之間通過鋼板制作的法蘭盤用螺栓連接和焊接。鋼架支護(hù)的總體設(shè)計要求⑥鋼架支護(hù)貼巖壁一側(cè)，由于巖面凹凸不平，鋼架與圍巖之間的噴射混凝土保護(hù)層厚要求不小于40mm；臨空一側(cè)噴射混凝土密實度較好，保護(hù)層厚度要求不小于20mm。當(dāng)隧道僅采用錨噴襯砌作為永久支護(hù)時，由于錨噴襯砌長期暴露在空氣中，保護(hù)層厚度要求不小于40mm。鋼架支護(hù)的總體設(shè)計要求⑦鋼架形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)開挖斷面確定，受力變形后不得侵入設(shè)計凈空或二次襯砌。隧道開挖斷面要考慮預(yù)留變形量，鋼架要求貼近圍巖布置，與圍巖共同變形，受力變形后會比加工的尺寸小，可能侵入設(shè)計凈空或二次襯砌。⑧在設(shè)置超前支護(hù)的地段，應(yīng)設(shè)鋼架作為超前支護(hù)的尾端支點，鋼架截面高度不宜小于160mm，以為超前支護(hù)尾端提供較強的支撐。格柵鋼架的的設(shè)計要點格柵鋼架的設(shè)計要求如下：①主筋應(yīng)采用HRB400鋼筋，腹筋可采用HRB400或HPB300鋼筋。②主筋直徑宜選用18~25mm，腹筋直徑宜選用10~20mm。③截面尺寸通過工程類比或計算確定，截面高度可采用120~220mm。④連接鋼板平面宜與鋼架軸線垂直，格柵鋼架主筋與連接鋼板焊接應(yīng)增加U形鋼筋幫焊。錨噴襯砌設(shè)計參數(shù)取值錨噴襯砌一般是用作復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)，但在Ⅰ~Ⅲ級圍巖區(qū)段的一些低等級隧道、平行導(dǎo)洞、斜井中，也用作單層永久襯砌，而在Ⅳ~Ⅵ級圍巖段，由于地質(zhì)軟弱、破碎，且一般地下水發(fā)育，不宜將錨噴襯砌作為單層永久襯砌，此時應(yīng)采用復(fù)合式襯砌。錨噴襯砌作為隧道單層永久襯砌時的支護(hù)參數(shù)可通過工程類比或數(shù)值計算確定，并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。采用工程類比法時，可按下表選用。1鋼架支護(hù)的設(shè)計要點；2錨噴襯砌的設(shè)計參數(shù)取值要求?？偨Y(jié)10復(fù)合式襯砌的概念、特點及分類掌握復(fù)合式襯砌的概念及組成01熟悉復(fù)合式襯砌的分類02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道復(fù)合式襯砌有何特點？有哪些類型？思考復(fù)合式襯砌是由多層襯砌結(jié)構(gòu)在不同的時間先后施作組合而成的一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)。復(fù)合式襯砌可以由兩層、三層或更多層襯砌組成。我國實際隧道工程建設(shè)中，復(fù)合式襯砌主要由外襯（又稱初期支護(hù)或初襯）和內(nèi)襯（又稱二次襯砌或二襯）兩層組成，因此，復(fù)合式襯砌一般又可稱為“雙層襯砌”。復(fù)合式襯砌的概念復(fù)合式襯砌有以下特點：①復(fù)合式襯砌中的錨噴襯砌具有穩(wěn)定圍巖、封閉圍巖、避免暴露巖面風(fēng)化的作用，能充分發(fā)揮圍巖的自身承載力。②復(fù)合式襯砌采用先后兩次支護(hù)，對襯砌受力非常有利。圍巖在柔度較大的外襯條件下，可產(chǎn)生較大的形變，釋放了大部分的變形能，因而能減小后設(shè)的內(nèi)襯所受的力。內(nèi)襯施作以后，又會對原先處于二維受力狀態(tài)的外襯產(chǎn)生徑向抗力，從而改善外襯的受力條件。復(fù)合式襯砌的特點③復(fù)合式襯砌中的內(nèi)襯表面光潔平整，有利于隧道通風(fēng)和防水，并保護(hù)外層支護(hù)，使噴層內(nèi)鋼筋網(wǎng)和錨桿端部免于銹蝕。④復(fù)合式襯砌由于在外襯與內(nèi)襯之間設(shè)置了防水板，其結(jié)構(gòu)體系的整體防水性能得到了很大的提高。⑤復(fù)合式襯砌優(yōu)點突出，但也存在造價較高、工藝復(fù)雜、工期長等缺點。復(fù)合式襯砌的特點根據(jù)內(nèi)、外襯復(fù)合方式的不同，復(fù)合式襯砌有錨噴襯砌和混凝土襯砌、錨噴襯砌和噴射混凝土襯砌、可縮式鋼拱噴射混凝土支護(hù)和模筑或噴射混凝土襯砌、裝配式襯砌（管片）和模筑混凝土襯砌等幾種形式。在我國內(nèi)，由初期支護(hù)、二次襯砌及中間夾防水層組合構(gòu)成的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)成為山嶺隧道工程襯砌結(jié)構(gòu)的主流形式。復(fù)合式襯砌的分類我國高速公路、一級公路、二級公路已全部采用復(fù)合式襯砌，三級公路隧道也大量采用，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防水和襯砌外觀均能滿足公路隧道使用的基本要求，適合多種地質(zhì)條件，技術(shù)較為成熟。復(fù)合式襯砌已成為我國公路隧道襯砌的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式。

初期支護(hù)一般采用錨噴襯砌結(jié)構(gòu)，而二次襯砌一般采用模筑混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，其設(shè)計要求分別與錨噴襯砌和整體式襯砌的設(shè)計要求基本相同。我國現(xiàn)有的設(shè)計理念認(rèn)為，初期支護(hù)承擔(dān)施工期間的全部圍巖荷載，此時圍巖與初期支護(hù)成為隧道結(jié)構(gòu)承載主體；在運營階段，二次襯砌常作為安全儲備，能夠保證隧道的長期穩(wěn)定。復(fù)合式襯砌的選擇復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)是隧道復(fù)合式襯砌中極為重要的一部分，在隧道修建過程中發(fā)揮了重要的作用，確保了隧道施工安全。概括起來，初期支護(hù)的主要功能如下：①保護(hù)圍巖，減緩或防止圍巖風(fēng)化。②隧道開挖后與圍巖共同形成承載的主體結(jié)構(gòu)。③施工期間控制圍巖的變形、掉塊、擠出或膨脹等。復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)的作用復(fù)合式襯砌中的二次襯砌的主要功能如下：①與初期支護(hù)一起承受可能出現(xiàn)的各種荷載，保證隧道斷面的使用凈空。②使隧道支護(hù)體系有足夠的安全度。③具有良好的防水功能。④表面光滑，風(fēng)阻小，非常利于隧道通風(fēng)。⑤具有內(nèi)裝功能，確保隧道美觀。復(fù)合式襯砌中的二次襯砌的作用1復(fù)合式襯砌的概念及組成；2復(fù)合式襯砌的分類；總結(jié)3初期支護(hù)與二次襯砌的作用。11復(fù)合式襯砌的設(shè)計要點掌握復(fù)合式襯砌的設(shè)計要求01能夠合理選擇復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)02學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)合式襯砌的厚度如何選擇？參數(shù)如何設(shè)計？思考復(fù)合式襯砌的設(shè)計要點復(fù)合式襯砌設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

①復(fù)合式襯砌中的初期支護(hù)應(yīng)按永久支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，宜選擇噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)單獨或組合使用。根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、隧道斷面尺寸、覆蓋層厚度等條件確定初期支護(hù)參數(shù)，并應(yīng)符合錨噴襯砌的設(shè)計要求。復(fù)合式襯砌的設(shè)計要點

②復(fù)合式襯砌中的二次襯砌應(yīng)采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二次襯砌宜采用剛度大、整體性好、外觀平順的整體模筑混凝土襯砌，符合公路隧道對外觀的基本要求，并應(yīng)符合整體式襯砌的設(shè)計要求。復(fù)合式襯砌的設(shè)計要點

③圍巖開挖暴露后會產(chǎn)生一定的變形，為了減小襯砌所承受的變形壓力，允許圍巖產(chǎn)生一定的變形，釋放一定的能量，故在確定開挖尺寸時需預(yù)留一定的變形量。預(yù)留變形量大小應(yīng)根據(jù)圍巖級別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護(hù)情況等，通過理論計算或采用工程類比法預(yù)測，預(yù)測值可參照下表取值。還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果調(diào)整預(yù)留變形量。復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)選取

復(fù)合式襯砌可采用工程類比法進(jìn)行設(shè)計，必要時可通過理論分析進(jìn)行驗算。由于巖土工程的特點，隧道圍巖對支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力是不確定的，它與巖體本身性質(zhì)、結(jié)構(gòu)剛度和支護(hù)時間有關(guān)，隧道開挖方法、支護(hù)時間、支護(hù)剛度對結(jié)構(gòu)受力影響較大，在實際應(yīng)用中很難準(zhǔn)確把握。因此，現(xiàn)今大多數(shù)隧道支護(hù)參數(shù)的擬定是以工程類比為主、計算為輔，實行動態(tài)設(shè)計。兩車道隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)選取

兩車道隧道復(fù)合式襯砌參數(shù)可下表取值：三車道隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)選取

三車道隧道復(fù)合式襯砌參數(shù)可下表取值：四車道隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計參數(shù)選取

四車道隧道復(fù)合式襯砌參數(shù)可下表取值：1復(fù)合式襯砌的設(shè)計要求；2復(fù)合式襯砌（兩車道、三車道和四車道隧道）的設(shè)計參數(shù)選取要求?？偨Y(jié)12明洞襯砌的概念、特點及分類掌握明洞襯砌的概念及組成01熟悉明洞襯砌的分類與選擇

02學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道明洞襯砌有何特點？有哪些類型？思考以明挖法修建的隧道稱為明洞。明洞中修建的結(jié)構(gòu)物稱為明洞襯砌。不同于前述的一般隧道，明洞是在露天的路塹地面上，或是在敞口的基坑內(nèi)，先修筑結(jié)構(gòu)物，然后再覆土回填形成的隧道結(jié)構(gòu)。一般情況下，明洞拱背都有回填土石覆蓋，但也可裸露或部分裸露。明洞襯砌的概念在以下情況下應(yīng)當(dāng)考慮修建明洞：①洞頂覆蓋薄，圍巖成洞條件差，難以用暗挖法修建隧道。②路基或隧道口受不良地質(zhì)危害、難以整治的地段；受路線線形控制無法避開，清理會造成更大病害的地段。③道路兩側(cè)有受影響的重要建（構(gòu)）筑物，開挖路塹會危及建（構(gòu)）筑物安全，或?qū)斫煌ㄟ\營噪聲和煙塵對建（構(gòu)）筑物使用者造成嚴(yán)重影響的地段。④為了保持洞口的自然環(huán)境，減少洞口開挖或防止洞口邊仰坡對隧道洞口造成的危害，通常將隧道延長，以明洞方式接長隧道。修建明洞的條件按結(jié)構(gòu)類型，明洞分為拱形明洞和矩形框架明洞。明洞襯砌的分類與選擇明洞結(jié)構(gòu)類型應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、施工條件，在考慮結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)實用、美觀等因素的基礎(chǔ)上綜合分析確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：①洞頂回填土層較厚或一次塌方量大、落石較多時，宜采用拱形明洞。②明洞需要克服來自仰坡方向滑坡推力時，宜采用拱形明洞。③高度受到限制的地段、可采用矩形框架明洞。明洞襯砌的分類與選擇

拱形明洞的結(jié)構(gòu)由拱圈、邊墻和仰拱或鋪底組成，其內(nèi)輪廓與主隧道一致。但是，由于它周圍是回填的土石，得不到可靠的圍巖抗力的支持，因而結(jié)構(gòu)的截面尺寸要比暗洞的二次襯砌厚度略大一些。常見的明洞—拱形明洞拱形明洞主要由以下幾種：

（1）路塹式拱形明洞常見的明洞—拱形明洞

（2）半路塹式拱形明洞常見的明洞—拱形明洞當(dāng)山坡塌方、落石數(shù)量較少，山體側(cè)向壓力不大，或因受地質(zhì)、地形限制而難以修建拱形明洞時，可采用矩形框架明洞（或稱為棚式明洞）。常見的明洞—矩形框架明洞矩形框架明洞常見的結(jié)構(gòu)形式有蓋板式、鋼架式和懸臂式3種。常見的明洞—矩形框架明洞1明洞襯砌的概念及組成；2明洞襯砌的分類與選擇；總結(jié)3常見的明洞襯砌的特點。13明洞襯砌的設(shè)計要點掌握明洞襯砌的總體設(shè)計要求01熟悉明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要求02學(xué)習(xí)目標(biāo)明洞襯砌的厚度如何選擇？參數(shù)如何設(shè)計？思考明洞襯砌的總體設(shè)計要求明洞襯砌設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

①

明洞應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

②

半路塹拱形明洞由于襯砌靠山側(cè)需用土石回填，所受荷載明顯不對稱，加厚外側(cè)邊墻及拱圈可提高結(jié)構(gòu)抗偏壓能力。當(dāng)?shù)匦螚l件允許時，采用反壓回填或設(shè)反壓墻，可起到平衡偏壓荷載的作用。明洞襯砌的總體設(shè)計要求

③

在土層、堆積層、回填土、黃土等地層松軟或側(cè)壓力較大的地段修建明洞時，需設(shè)仰拱。

④

當(dāng)明洞作為整治滑坡的措施時，應(yīng)按支擋工程設(shè)計，并采取綜合治理措施。

抵抗滑坡而修建的明洞明洞襯砌的總體設(shè)計要求

⑤

在地質(zhì)條件有明顯變化的地段，應(yīng)設(shè)置沉降縫；氣溫變化較大地區(qū)，可根據(jù)明洞長度設(shè)置伸縮縫。

⑥

為防落石危害而修建的明洞，應(yīng)驗算落石沖擊荷載下明洞結(jié)構(gòu)的安全性。明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要點—基礎(chǔ)不設(shè)仰拱的明洞基礎(chǔ)應(yīng)符合以下規(guī)定：

①應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上，基底承載力滿足設(shè)計要求。

②基礎(chǔ)底面不應(yīng)高于電纜溝的設(shè)計開挖底面。路側(cè)邊溝開挖底面低于基礎(chǔ)底面時，邊溝開挖邊界距邊墻基礎(chǔ)的距離應(yīng)大于500mm。

③在洞門墻厚度范圍內(nèi)，邊墻基礎(chǔ)應(yīng)加深到與洞門墻基礎(chǔ)底面相同的高程。

④邊墻底截面宜適當(dāng)擴(kuò)大。

⑤明洞基礎(chǔ)應(yīng)有一定的嵌巖深度和護(hù)基寬度，如右表所示。明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要點—洞頂回填及拱背處理

明洞洞頂回填、拱背處理應(yīng)根據(jù)明洞設(shè)置目的、作用、地形條件及邊仰坡病害等因素綜合確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

①邊仰坡有嚴(yán)重的危石、崩坍威脅時，應(yīng)予清除或進(jìn)行加固處理。為防御落石、崩坍需要而設(shè)的明洞，要保證明洞拱背有一定的填土厚度，不使落石、崩坍物直接作用在拱圈上。根據(jù)經(jīng)驗，填土的厚度不小于1.2m（見右圖），洞頂回填表面坡度以能順暢排泄坡面水為原則。明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要點—洞頂回填及拱背處理②采用明洞式洞門時，明洞拱背可部分裸露，裸露部分宜設(shè)厚度不小于20mm的砂漿層或裝飾層，主要起到拱背防水和美觀作用。明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要點—洞頂回填及拱背處理③立交明洞上的填土厚度應(yīng)結(jié)合公路、鐵路、溝渠及其他人工構(gòu)造物的高程、自然環(huán)境、美化要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素綜合研究確定；對拱形明洞，必要時可設(shè)護(hù)拱，拱背護(hù)拱可提高拱形明洞的承載力和拱背自身防護(hù)能力。護(hù)拱材料一般采用漿砌片石或混凝土，厚度0.8~1.2m。④明洞頂設(shè)置過水渠、過泥石流渡槽及其他構(gòu)造物時，設(shè)計時應(yīng)考慮其影響。一般過水溝渠或普通排水溝溝底距洞頂外緣不應(yīng)小于1.0m，這主要是為了保證過隧道頂?shù)呐潘畬λ淼啦划a(chǎn)生影響；如果是為排泄山溝洪水、泥石流等而設(shè)置的渡槽時，渡槽溝底距洞頂外緣不宜小于1.5m，主要考慮泥石流淤積引起的漫溢和大漂礫通過對溝底、溝身的撞擊和磨損。明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要點—明洞邊墻回填

明洞邊墻背開挖，因圍巖不同而有兩種情況：一種是邊墻部位垂直開挖，另一種是自墻底放坡開挖。明洞邊墻背后回填應(yīng)根據(jù)明洞類型、地質(zhì)條件、設(shè)計要求和施工方法確定，并符合下列規(guī)定：

①考慮邊墻地層彈性抗力時，其背后用混凝土、漿砌片石或干砌片石回填。

②按回填土計算明洞邊墻土壓力時，邊墻背后回填料的內(nèi)摩擦角不應(yīng)低于原地層計算摩擦角或設(shè)計回填料的計算摩擦角。1明洞襯砌的總體設(shè)計要求；2明洞襯砌的細(xì)部設(shè)計要求，如基礎(chǔ)、洞頂回填、拱背處理、邊墻回填等。總結(jié)14隧道襯砌的構(gòu)造要求熟悉隧道襯砌的基本構(gòu)造要求01學(xué)習(xí)目標(biāo)隧道襯砌除了滿足結(jié)構(gòu)上的基本要求外，與其他結(jié)構(gòu)一樣，隧道襯砌也需要滿足構(gòu)造上的要求，隧道襯砌構(gòu)造要求與其他結(jié)構(gòu)相比有什么區(qū)別？思考隧道襯砌的構(gòu)造要求—最小厚度要求《規(guī)范》規(guī)定，隧道襯砌結(jié)構(gòu)截面最小厚度應(yīng)符合下表中的相關(guān)要求。注意：

①

上表規(guī)定的截面最小厚度主要針對平行通道、橫通道、輔助通道、輔助洞室襯砌圬工結(jié)構(gòu)，不包括錨噴襯砌結(jié)構(gòu)。

②

兩車道、三車道隧道及地下風(fēng)機房的襯砌圬工結(jié)構(gòu)最小厚度不宜小于300mm；當(dāng)襯砌材料為鋼筋混凝土?xí)r，其截面最小厚度與混凝土結(jié)構(gòu)最小厚度的要求相同。隧道襯砌的構(gòu)造要求—鋼筋保護(hù)層厚度要求

《規(guī)范》規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)滿足下表中的相關(guān)要求。

隧道襯砌保護(hù)層的最小厚度比地面混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層厚度要大，主要原因是：隧道襯砌結(jié)構(gòu)服役環(huán)境位于地下，襯砌的外側(cè)往往與圍巖直接接觸，受地層條件和地下水環(huán)境的影響，其服役環(huán)境較地面結(jié)構(gòu)往往惡劣得多，