認識隧道構造一、支護的構造

圍巖是天然結構部分，也是主體部分；支護是人工結構部分，也是輔助部分。隧道支護結構的構造與圍巖的地質條件、隧道結構條件和隧道施工條件密切相關。隧道工程中，常將人工修筑的隧道支護結構稱為“襯砌”。不同條件下，襯砌的構造也不盡相同。一般將人工支護結構分為單層襯砌、復合襯砌和拼裝襯砌三種結構類型。單層襯砌復合襯砌拼裝襯砌主要是采用混凝土或鋼筋混凝土就地模筑按傳統松弛荷載理論設計，并按礦山法施工因其比較厚實，也稱之為“整體式襯砌”結構層次單一，形狀比較復雜受力不太合理，已經很少使用由初期支護和內層襯砌兩大部分組成初期支護以噴射砼和錨桿作為最基本的組合按現代圍巖承載理論設計，并按新奧法施工層次較多，對地層條件的適應性強工藝較復雜，內層襯砌以就地模筑砼為主形狀簡單，結構受力合理，使用廣泛將襯砌分解為管片，工廠預制，現場拼裝可以按松弛荷載理論設計為單層襯砌也可以按現代圍巖承載理論設計為內層襯砌配合盾構施工，速度快，能立即承受荷載受力狀態較好，整體性較差，防水性能較差在富水、軟弱地層中，應用和發展前途好但需要有較多的特殊技術支持隧道支護結構類型隧道襯砌構造

隧道開挖后，以較大厚度和剛度的整體模筑混凝土作為隧道的結構。整體式襯砌按照工程類比、不同圍巖級別采用不同的襯砌厚度。其形式有直墻式和曲墻式兩種，而曲墻式又分為有仰拱和無仰拱兩種。（一）單層襯砌隧道襯砌構造1）直墻式襯砌適用于地質條件比較好，以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于Ⅰ~Ⅲ級圍巖，直墻式襯砌由上部拱圈、兩側豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成。（一）單層襯砌拱頂拱腰拱腳墻腳鋪底隧道襯砌構造（一）單層襯砌半襯砌（又稱大拱腳薄邊墻襯砌）適用于I、II級圍巖，邊墻可用噴射砼做成，亦可用砼整體澆灌。此類襯砌可使拱腳穩固的直接支承在兩側圍巖上，以改善拱圈的受力條件，減少邊墻的開挖及襯砌圬工數量，降低造價。隧道襯砌構造2）曲墻式襯砌

曲墻式襯砌適用于地質較差，有較大水平圍巖壓力的情況。主要適用于Ⅳ級及以上的圍巖，或Ⅲ級圍巖雙線隧道；多線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。曲墻式襯砌由頂部拱圈、側面曲邊墻和仰拱/底板(或鋪底)組成。（一）單層襯砌拱頂拱腰拱腳墻腳仰拱隧道襯砌構造2）曲墻式襯砌（一）單層襯砌2）曲墻式襯砌在Ⅳ級圍巖無地下水，且基礎不產生沉降的情況下可不設仰拱，只做鋪底；一般均需設仰拱，以抵御隧道底部的圍巖壓力和防止襯砌沉降，并使襯砌形成一個環狀的封閉整體結構，以提高襯砌的承載能力。隧道襯砌構造2）曲墻式襯砌（一）單層襯砌隧道襯砌構造

復合式襯砌是指把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、時間和材料施作的。目前大都采用內外兩層襯砌。按內外襯砌的組合情況可分為：初期支護與二次襯砌。根據圍巖條件不同，分別采用不同的斷面形式和支護、襯砌參數。（二）復合式襯砌隧道襯砌構造

復合式襯砌是先在開挖好的洞壁表面噴射一層早強的混凝土(有時也同時施作錨桿)，凝固后形成薄層柔性支護結構(稱初期支護)。它既能容許圍巖有一定的變形，又能限制圍巖產生有害變形，其厚度多在5~20cm之間。一般待初期支護與圍巖變形基本穩定后再施作內襯。為了防止地下水流入或滲入隧道內，可以在外襯和內襯之間設防水層，其材料可采用軟聚氯乙烯薄膜、聚乙丁烯片、聚乙烯等防水卷材，或用噴涂防水涂料等。（二）復合式襯砌隧道襯砌構造

復合式襯砌可以滿足初期支護施作及時、剛度小、易變形的要求，且與圍巖密貼，從而能保護和加固圍巖，充分發揮圍巖的自承作用。二次襯砌后，襯砌內表面光滑平整，可以防止外層風化，裝飾內壁，增強安全感，是一種合理的結構形式，也是目前公路、鐵路隧道主要的結構形式。（二）復合式襯砌隧道襯砌構造（二）復合式襯砌隧道襯砌構造

錨噴式襯砌是指錨噴結構既作為隧道臨時支護，又作為隧道永久結構（單層襯砌）的形式。它具有隧道開挖后襯砌及時、施工方便和經濟的顯著特點。錨噴式襯砌在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。在公路、鐵路隧道設計規范中，都有根據隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規定。（三）錨噴式襯砌隧道襯砌構造

隧道設計規定中規定，錨噴襯砌設計應符合下列要求：①錨噴襯砌內輪廓線應適當加大，除考慮施工誤差和位移量外，應再預留10cm作為必要時補強用。②遇到下列情況時不應采用錨噴襯砌：地下水發育或大面積淋水地段；能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍巖地段；最冷月平均氣溫低于-5℃地區的凍害地段；有其他要求的隧道。（三）錨噴式襯砌隧道襯砌構造

裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構件，這些構件在現場或工廠預制，然后運到坑道內用機械將它們拼裝成一環接著一環的襯砌。這種襯砌的特點是：拼裝成環后立即受力，便于機械化施工，改善勞動條件，節省勞力。目前多在使用盾構法施工的城市地下鐵道和水底隧道中采用。在鐵路、公路隧道中由于裝配式襯砌要求有一定的機械化設備，施工工藝復雜，襯砌的整體性及抗滲性差而未能推廣使用。（四）裝配式襯砌隧道支護

開挖后的隧道，為了保持圍巖的穩定性，一般需要進行支護和襯砌。

襯砌的主要方式有：整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌和復合式襯砌等。

支護的主要方式有：錨桿、鋼架、鋼筋網、噴射混凝土及其組合；隧道支護

錨桿是將破碎或不穩定巖體(塊)與牢固穩定的巖體連結在一起以提高整體穩定性的一種支護措施。（一）錨桿隧道支護（一）錨桿隧道支護（一）錨桿隧道支護

當圍巖軟弱、破碎嚴重且自穩性差時，隧道開挖后，需要及時提供足夠強的支護約束圍巖變形。在初期支護內設置鋼拱架將增大支護結構早期的剛度，阻止圍巖的過度變形并承受部分的松弛荷載。鋼架分為型鋼拱架和格柵鋼架兩種。（二）鋼拱架隧道支護（二）鋼拱架（型鋼）型鋼鋼架接頭(尺寸單位:mm)隧道支護（二）鋼拱架（格柵）隧道支護（二）鋼拱架（格柵）隧道支護（三）鋼筋網

鋼筋網噴射混凝土是在噴射混凝土之前，在巖面上掛設鋼筋網，然后再噴射混凝土。目前，我國在各類隧道工程中應用鋼筋網噴射混凝土支護的比較多，主要用于軟弱破碎圍巖，而更多的是與錨桿或者鋼拱架構成聯合支護。鋼筋網通常作環向和縱向布置。環向筋一般為受力筋，由設計確定，直徑12mm左右；縱向筋一般為構造筋，直徑6~10mm；網格尺寸一般為20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。隧道支護（三）鋼筋網隧道支護（四）噴射混凝土

噴射混凝土既是一種新型的支護結構，又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細石混凝土，噴射到巖