隧道施工衬砌结构
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。
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。
隧道衬砌结构知识、原理和衬砌计算及设计公式
隧道衬砌结构知识、原理和衬砌计算及设
计公式
简介
隧道衬砌结构是用于支撑和保护隧道壁面的一种结构。
衬砌的设计和计算是确保隧道的安全和稳定性的重要步骤。
衬砌结构类型
隧道衬砌结构通常包括以下几种类型：
1. 塑料管衬砌：使用塑料管来加固和保护隧道壁面。
2. 预制混凝土片衬砌：使用预制混凝土片来支撑和保护隧道壁面。
3. 钢筋混凝土衬砌：使用钢筋混凝土结构来加固和保护隧道壁面。
衬砌计算及设计公式
在进行隧道衬砌的计算和设计时，需要考虑以下因素：
1. 隧道直径：隧道的直径是确定衬砌结构尺寸和类型的关键因素。
2. 地层情况：地层的稳定性和承载能力将影响衬砌的安全性和设计方法。
3. 水压情况：如果隧道处于水下或水土压力较大的地区，需要考虑水压对衬砌的影响。
根据以上因素，可以使用以下公式进行衬砌计算和设计：
1. 隧道衬砌尺寸计算公式：根据隧道直径和地层参数计算衬砌的合适尺寸。
2. 衬砌材料选择公式：根据地层情况和环境条件选择合适的衬砌材料。
3. 衬砌厚度计算公式：根据地层情况和水压情况计算衬砌的合适厚度。
结论
隧道衬砌结构的知识、原理和衬砌计算及设计公式对于确保隧道的安全和稳定性至关重要。
根据隧道的直径、地层情况和水压情况等因素，可以选择合适的衬砌结构类型，并使用相应的公式进行计算和设计。
隧道衬砌结构
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。
主体建筑物附属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结构构造主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种辅助设施洞身结构洞门明洞第一节洞身衬砌第三节隧道洞门第二节明洞第四节隧道附属建筑物第一节洞身衬砌二整体式模筑混凝土衬砌单层衬砌一隧道衬砌的概述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一衬砌概念三衬砌类型二衬砌材料第一节洞身衬砌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
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。 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。
盾构法隧道管片式衬砌结构
盾构法隧道管片式衬砌结构盾构法隧道管片式衬砌结构是目前在城市地下管道建设中最常见的一种衬砌结构方式。
它以钢管和混凝土管片为衬砌构件，通过地下盾构机械的推进运行，在地下将空洞逐渐变成完整的管道。
下面将详细介绍盾构法隧道管片式衬砌结构。
盾构法隧道管片式衬砌结构由几个主要部分组成：盾构机械、加固千斤顶、进口锁扣和管片。
盾构机械是推进盾构的核心设备，通常由控制室、切土头、推进腔、环片衬砌机、螺旋输送机和尾部推进装置等部分组成。
加固千斤顶用于支撑周围土体，保证施工现场的稳定性。
进口锁扣是一种连接管片的装置，通过进口锁扣可以将各个管片连接在一起形成一个完整的管道。
管片是构成衬砌结构的最主要组成部分，一般由预制的沟槽混凝土组成，具有一定的强度和刚度。
首先，盾构机械进入施工现场，通过切土头将地下土壤切割成碎土，然后通过推进腔将碎土推出机械。
同时，加固千斤顶支撑周围土体，保持施工现场的稳定。
接下来，盾构机械在推进的同时，衬砌机将管片放置在推进腔后部，通过液压机构将管片推送到前部，与前一节管片连接。
随着盾构机械的推进，衬砌机不断放置新的管片，衬砌结构不断延伸。
在衬砌结构施工过程中，需要保证衬砌的质量和密实度。
一般采用现场加压灌浆的方法进行，即在管片周围的空隙中注入水泥浆料，通过固化形成一个坚固的衬砌结构。
这种方法可以提高管片和土体之间的粘结力，增加整个结构的稳定性。
1.施工快速：盾构机械可以同时进行切土、推进和衬砌，施工速度快，能够适应快节奏的城市建设需求。
2.施工质量好：通过现场加压灌浆和管片连接技术，可以保证衬砌的质量和稳定性。
3.对环境的影响小：盾构法施工可以实现无开挖施工，对地表影响小，在城市建设中更加适用。
4.适用范围广：盾构法适用于各种地质条件的隧道施工，可以施工直径较大的隧道，适用范围广泛。
盾构法隧道管片式衬砌结构在城市地下管道建设中具有重要的应用价值。
随着城市化进程的加快，盾构法的应用将会越来越广泛。
混凝土隧道衬砌施工技术规程
混凝土隧道衬砌施工技术规程一、概述混凝土隧道衬砌是隧道工程中的一个重要组成部分，是为了保证隧道的稳定性、安全性和使用寿命而必须采取的一项措施。
本文将从混凝土隧道衬砌的设计、材料、施工工艺、施工质量控制等方面详细阐述混凝土隧道衬砌的施工技术规程。
二、设计（一）衬砌结构类型混凝土隧道衬砌结构类型一般包括加筋混凝土衬砌和普通混凝土衬砌两种类型。
加筋混凝土衬砌主要用于对隧道变形控制要求较高的区段，如曲线段、陡峭断面、地震带等，以增强衬砌的抗震性和抗变形能力。
普通混凝土衬砌适用于对隧道变形控制要求不高的区段。
（二）截面形式混凝土隧道衬砌的截面形式一般有圆形、椭圆形、马蹄形、方形等多种形式，具体根据隧道的要求和地质条件来确定。
（三）厚度衬砌的厚度一般根据地质条件、隧道直径、荷载等因素来确定，一般不小于250mm。
（四）钢筋配筋混凝土隧道衬砌的钢筋配筋应符合设计要求，在施工过程中必须严格按照设计要求进行钢筋的加工、焊接和安装等工作。
三、材料（一）水泥混凝土隧道衬砌中的水泥应符合国家规定的水泥标准和要求，常用的有普通硅酸盐水泥和高性能混凝土用水泥。
（二）骨料混凝土隧道衬砌中的骨料应符合国家规定的骨料标准和要求，常用的有石子、卵石、河砂等。
（三）水混凝土隧道衬砌中的水应符合国家规定的水质标准和要求，水的PH 值不得小于6.5，水中的杂质含量不得超过规定的标准。
（四）钢筋混凝土隧道衬砌中的钢筋应符合国家规定的钢筋标准和要求，常用的有HRB400、HRB500等。
四、施工工艺（一）模板制作混凝土隧道衬砌的模板制作应严格按照设计要求进行，模板的表面应平整、无裂缝、无毛刺、无翘曲等。
（二）钢筋加工混凝土隧道衬砌的钢筋应严格按照设计要求进行加工、焊接和安装等工作，在加工和焊接过程中应注意钢筋的直径、长度、间距等要求。
（三）混凝土搅拌混凝土隧道衬砌中的混凝土应在专门的搅拌站进行搅拌，并应按照设计要求控制混凝土的配合比和水灰比。
推导盾构隧道衬砌结构断面内力系数表
推导盾构隧道衬砌结构断面内力系数表引言隧道工程是现代城市建设和交通运输的重要组成部分，盾构隧道作为一种常用的隧道施工方法，具有施工速度快、环境影响小等优点。
在盾构隧道的设计和施工过程中，衬砌结构的设计是非常重要的一环。
断面内力系数表是衬砌结构设计的关键参数之一，它可以用来评估衬砌结构在不同工况下的受力情况，为合理设计提供依据。
盾构隧道衬砌结构盾构隧道衬砌结构是指在盾构推进过程中，用于支撑和保护隧道的结构。
一般包括衬砌环和衬砌板两部分。
衬砌环通常由预制混凝土环片组成，用于支撑地层和分散荷载。
衬砌板则是位于衬砌环内侧的钢筋混凝土结构，用于承担隧道的轴向力、横向力和弯矩等。
断面内力系数表的意义断面内力系数表是根据盾构隧道衬砌结构的受力特点和力学原理，通过理论分析和实验测试得出的。
它可以用来计算衬砌结构在不同工况下的内力，包括轴向力、横向力和弯矩等。
通过断面内力系数表，设计师可以直观地了解衬砌结构在各个工况下的受力情况，为合理设计提供依据。
推导断面内力系数表的方法推导断面内力系数表的方法主要有理论推导和试验测定两种。
理论推导是通过数学模型和力学分析推导出断面内力系数的表达式，可以准确地计算不同工况下的内力。
试验测定则是通过在实际工程中进行加载试验，测量不同工况下的内力，然后根据实测数据得出断面内力系数的近似值。
断面内力系数表的内容断面内力系数表通常包括不同工况下的轴向力系数、横向力系数和弯矩系数等。
轴向力系数是指单位长度衬砌结构在轴向荷载作用下的内力与荷载的比值，横向力系数是指单位长度衬砌结构在横向荷载作用下的内力与荷载的比值，弯矩系数是指单位长度衬砌结构在弯矩作用下的内力与荷载的比值。
通过断面内力系数表，可以直接得到衬砌结构在不同工况下的内力大小。
断面内力系数表的应用断面内力系数表是盾构隧道衬砌结构设计的重要工具，它可以用来评估衬砌结构在不同工况下的受力情况。
设计师可以根据断面内力系数表，选择合适的衬砌结构形式和尺寸，确保衬砌结构在施工和使用过程中的安全性和稳定性。
隧道衬砌结构计算
03
弹性模量表示材料抵抗弹性变形的能力，泊松比则表示横向变
形的程度。
衬砌结构材料的耐久性和可靠性
环境因素
衬砌结构材料应能耐受地下水、土壤中的化学物质、侵蚀性气体 等环境因素的侵蚀，保持长期性能稳定。
耐久性设计
衬砌结构材料的耐久性应通过合理的耐久性设计和施工质量控制来 保证，包括选择合适的材料、采取有效的防排水措施等。
计算内容
防水层的厚度、材料性能、抗渗压力等。
计算方法
采用理论分析和实验验证相结合的方法，综合考虑水压、地质条件 和施工工艺等因素进行计算。
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抗震加固措施
根据抗震设计结果，采取相应的加固措施提 高衬砌结构的抗震性能。
03 隧道衬砌结构材料与性能
衬砌结构材料的种类和特性
混凝土
混凝土是隧道衬砌结构中最常用 的材料之一，具有抗压强度高、 耐久性好、成本低等优点。根据 需要可加入添加剂，如防水剂、
膨胀剂等。
钢材
钢材用于隧道衬砌结构中的受力 构件，如型钢、钢板等。具有强 度高、塑性好、耐腐蚀等特点。
可靠性评估
衬砌结构材料的可靠性应通过科学的方法进行评估，以便及时发现 和处理潜在的安全隐患，确保隧道运营安全。
04
计算目的
确保隧道衬砌结构的安全性和稳定性，满足公路行车 要求。
计算内容
衬砌厚度、混凝土抗压强度、抗剪强度、抗弯强度等。
计算方法
采用有限元分析法，结合实际地质资料和荷载条件进 行计算。
衬砌结构设计的基本原则
安全可靠
衬砌结构设计应满足安全可靠 的要求，能够承受围岩压力、 水压力等作用，保证隧道结构
的稳定性。
经济合理
衬砌结构设计应考虑工程成本 ，选择合适的材料和结构形式 ，以达到经济合理的目标。
隧道衬砌类型字母
隧道衬砌类型字母说明在隧道工程中，衬砌是用来支撑和保护隧道内部结构的构造物。
衬砌的类型可以根据其形状、材料和使用情况而有所不同。
以下是一些常见的隧道衬砌类型及其对应的字母表示：1. U型衬砌（U-shaped Lining）：U型衬砌是一种常见的隧道衬砌类型，其形状类似于英文字母“U”，具有较大的曲率半径。
这种衬砌能够适应地形的变化，提供较好的受力性能和稳定性。
其字母表示为“U”。
2. 曲墙衬砌（Curved Wall Lining）：曲墙衬砌的墙壁是弯曲的，通常采用钢筋混凝土或钢纤维混凝土等材料制成。
这种衬砌能够提高隧道的侧向稳定性，减少侧压力的影响。
其字母表示为“W”。
3. 直墙衬砌（Straight Wall Lining）：直墙衬砌的墙壁是直立的，通常采用混凝土、砖石或木材等材料制成。
这种衬砌结构简单，容易施工，但需要较好的基础支撑。
其字母表示为“Z”。
4. 复合衬砌（Composite Lining）：复合衬砌由内层和外层组成，内层通常采用钢筋混凝土，外层则采用防水材料或耐久性较好的材料。
这种衬砌具有较好的防水性能和耐久性，常用于对隧道质量要求较高的场合。
其字母表示为“F”。
5. 喷锚衬砌（Shotcrete-bolted Lining）：喷锚衬砌是一种将喷射混凝土与锚杆相结合的衬砌类型。
这种衬砌能够提供较好的承载能力和稳定性，同时还可以防止岩石崩塌等危险情况。
其字母表示为“P”。
6. 钢筋混凝土衬砌（Reinforced Concrete Lining）：钢筋混凝土衬砌采用钢筋和混凝土制成，具有较高的强度和承载能力。
这种衬砌广泛应用于隧道建设中，特别是在地形复杂、载荷较大的场合。
其字母表示为“R”。
7. 防水衬砌（Waterproof Lining）：防水衬砌的主要目的是防止水分渗透到隧道内部，通常采用防水材料制成。
这种衬砌对于保持隧道结构的干燥和延长使用寿命非常重要。
其字母表示为“S”。
隧道衬砌施工方法隧道衬砌材料与施工技巧
隧道衬砌施工方法隧道衬砌材料与施工技巧隧道衬砌是隧道施工中非常重要的一步，它决定了隧道的稳定性和安全性。
本文将介绍隧道衬砌的施工方法、衬砌材料的选择以及一些施工技巧。
一、隧道衬砌施工方法隧道衬砌施工方法多种多样，根据不同的情况选择不同的方法。
下面将介绍一些常用的施工方法。
1. 切割与爆破法切割与爆破法是一种常用的隧道衬砌施工方法，适用于岩石地层。
首先利用切割机将岩石进行切割，然后利用爆破将切割后的岩石移除。
最后，在岩石内部设置钢筋网格，再进行混凝土浇筑，形成衬砌结构。
2. 隧道推进法隧道推进法适用于软土地层和一些特殊地质条件。
施工时，先使用推进机械将土壤推进至一定距离，然后在土壤后方进行衬砌。
常见的推进机械有隧道推进机和盾构机。
3. 预制隧道衬砌法预制隧道衬砌法是指在隧道外部预制衬砌片，然后通过起重机械将衬砌片吊放至隧道内部，最后再进行拼装补缝。
这种方法适用于混凝土或钢筋混凝土衬砌。
二、隧道衬砌材料的选择隧道衬砌材料的选择直接影响到隧道的使用寿命和安全性。
下面将介绍常见的隧道衬砌材料。
1. 混凝土混凝土是最常见的隧道衬砌材料。
它具有良好的抗压性能和防水性能，可以有效保护隧道结构不受外界环境的影响。
在选择混凝土时，应注意控制水灰比，控制混凝土的强度和耐久性。
2. 钢筋混凝土钢筋混凝土是混凝土与钢筋的复合材料，相比于普通混凝土，具有更好的抗弯承载能力和抗震性能。
在地震频发区域，钢筋混凝土是一种较为理想的隧道衬砌材料。
3. 玻璃钢玻璃钢是一种由玻璃纤维布和树脂组成的复合材料，具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。
在一些特殊环境下，如化学品存储隧道和污水处理隧道，可以考虑采用玻璃钢作为隧道衬砌材料。
三、隧道衬砌施工技巧隧道衬砌施工技巧对于保证衬砌质量和提高施工效率非常重要。
下面将介绍一些常用的施工技巧。
1. 施工前勘察在施工前应进行充分的勘察，了解隧道地质情况、水文地质条件以及地下水情况等。
通过勘察，可以确定衬砌材料和施工方法。
隧道施工中的衬砌施工技术详解
隧道施工中的衬砌施工技术详解一、隧道衬砌施工技术的概述隧道是连接山岳之间或水下的通道，常见于交通、水利和地下工程等建设项目中。
在隧道施工过程中，衬砌施工是至关重要的一环。
衬砌是为了加强隧道的稳定性、防止岩石塌方、防水密封以及提供舒适的行车或通行条件。
本文将详细解析隧道施工中的衬砌施工技术。
二、衬砌施工材料的选择隧道衬砌施工材料的选择十分重要，需要考虑材料的强度、耐久性、抗渗透性以及施工效果。
常见的衬砌材料包括常规混凝土、预应力混凝土、钢管混凝土等。
其中，预应力混凝土具有较高的抗弯强度和耐久性，能够提高施工的效率和隧道的整体稳定性。
而钢管混凝土则具有良好的抗裂性和耐磨蚀性，适用于一些具备较高要求的工程。
三、衬砌施工的工序及注意事项在隧道衬砌施工中，需要依据施工图纸和设计要求进行一系列的工序操作，确保施工质量和工期进度。
下面将介绍衬砌施工的主要工序及注意事项。
（一）基础处理：在进行衬砌施工之前，需要对隧道基础进行处理，确保其平整牢固。
处理方式包括清理底端、喷浆加固、修补洞槽和填充套管等。
（二）模板安装：在进行衬砌施工时，需要根据设计要求将模板进行安装，以确保混凝土浇筑后形成规整的衬砌结构。
模板应具备一定的刚度和平整度，并能够承受混凝土的浇筑压力。
（三）钢筋布置：钢筋是衬砌施工中重要的组成部分，能够提高衬砌结构的强度和整体稳定性。
钢筋的布置应根据设计要求进行，包括钢筋的直径、间距、纵横向位置等。
（四）混凝土浇筑：混凝土浇筑是衬砌施工的核心工序，需要确保混凝土的质量和均匀性。
施工过程中要注意浇筑顺序、浇筑厚度、振捣等环节，确保混凝土密实均匀。
（五）固化养护：混凝土浇筑后需要进行固化养护，以保证施工后的衬砌结构能够达到设计要求。
养护期间要避免外界因素对混凝土的影响，如极端温度、水分渗透等。
四、衬砌施工的常见问题及解决方案在隧道衬砌施工中，常常会遇到一些问题，如混凝土开裂、渗漏等。
下面将介绍一些常见问题及解决方案。
隧道衬砌结构的施工工艺
隧道衬砌结构的施工工艺隧道是现代交通工程中常见的一种重要设施，它能够将交通线路穿越山区、水域和城市地下，为各类车辆与行人提供便利通行的通道。
隧道的衬砌结构是保证隧道安全和稳定的重要组成部分，下面将介绍隧道衬砌结构施工的工艺过程。
首先，在开始施工前，需要进行详细的勘察和测量工作。
勘察人员需要对隧道所经过的地层、地下水位以及周边环境等进行综合分析和评估，以确定衬砌结构的型号和材料选择。
此外，还需要测量出隧道的几何形状和尺寸，为后续施工提供依据。
接下来是隧道开挖工作。
开挖隧道的方法有很多种，可以使用传统的人工开挖方法，也可以采用现代化的机械开挖方法，如盾构机等。
无论采用何种方法，都需要在开挖过程中进行适当的支护措施，以防止隧道坍塌。
常见的支护措施有钢架支护和喷射混凝土支护等。
通过这些措施，可以确保隧道的稳定性和安全性。
隧道衬砌结构的施工则是在开挖完成后进行的。
施工工艺的选择和设计取决于隧道的尺寸和要求。
常见的施工工艺有钢筋混凝土衬砌、砖石衬砌和预制混凝土衬砌等。
钢筋混凝土衬砌是目前应用最广泛的一种工艺，它通过在隧道壁和顶部浇注混凝土并加入钢筋来增强结构的强度和稳定性。
砖石衬砌则是一种传统工艺，它通过将砖块逐一堆砌在隧道壁和顶部，形成一个坚固的结构。
预制混凝土衬砌则是将混凝土事先制成板块，然后安装到隧道内的工艺，它可以提高施工效率和工艺质量。
在进行隧道衬砌结构施工时，需要注意一些关键问题。
首先是衬砌结构的密实性和密度。
施工过程中需要使用振动器或其他设备来确保混凝土能够充分密实，以提高结构的强度和耐久性。
其次是施工过程中的温度和湿度控制。
需要控制混凝土的温度和湿度，确保其充分固化和硬化，以保证衬砌结构的质量和稳定性。
此外还需要注意施工现场的安全和环境保护，采取必要的措施，防止工人和环境受到不良影响。
最后，在隧道衬砌结构施工完成后，需要进行相关的验收和检测工作。
检测人员需要对衬砌结构进行全面的检查和测试，以评估其质量和稳定性。
隧道衬砌结构设计模式及基本思想
隧道衬砌结构设计模式及基本思想
隧道衬砌结构是指在隧道施工中,为了保证洞壁安全稳定而设置的钢筋混凝土或灰铁铸造构件。
隧道衬砌结构的设计模式主要有以下两种：
1. 型式衬砌：型式衬砌是按照隧道洞壁的内部轮廓设计制作的构件,一般由多个局部形状构成。
型式衬砌的制作需要根据隧道洞壁的实际情况进行测量设计,并在施工过程中精确安装。
2. 环缝衬砌：环缝衬砌是将钢筋混凝土或纤维增强复合材料进行一定长度的锥形加工,使其呈环形状衬在洞壁上,从而形成完整的环状结构。
环缝衬砌的制造、运输和安装过程相对较简单,适用于规模较大的隧道施工。
以上两种设计模式的基本思想在于根据隧道洞壁的形状和尺寸,选用合适的材料、制作技术和安装方式,以保证隧道施工的稳定安全性。
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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
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，
使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动 了一个距离（d内2）。
加宽值的计算
- 单线曲线隧道加宽值的计算
• 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1
d内1=
车辆通过曲线时的横断面图
式中 l — 车辆转向架中心距，取18m； R — 曲线半径（m）
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
隧限-1A和隧限-1B
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧限-2A和隧限-2B
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
d内1=
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 车辆两端向曲线外侧的偏移d外
d外=
式中 L— 标准车辆长度，我国为26m。
d外=
• 外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2
d内2=
式中 H—— 隧道限界控制点自轨面起的高度 E —— 曲线外轨超高值，其最大值不超过15㎝，且
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
d =（W1－ W2） （㎝） 双线曲线隧道如图3-11所示，内侧线路中线至隧 道中线的距离为
d1= 200－（W1－ W2－ W3） （㎝） 双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离为
d2= 200 +（W1－ W2+ W3） （㎝）
单线曲线隧道中线偏移
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接 方法
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 装配式材料
对于衬砌材料，可采用一些装配式材料，如钢筋混凝土大型预制块、加 筋肋铸铁预制块等
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸 基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 隧道建筑限界 — 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线 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。
喷锚支护
隧道构造设计
---衬砌的适用条件
• 整体式模筑混凝土衬砌 — 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，如可用木模板、钢 模板或衬砌模板台车等
• 装配式衬砌 — 拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善劳动条
件，节省劳力。目前 铁路远期行车速度，km/h。
在我国铁路标准设计中，d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心 转动arctg 角求得，可近似取d内2=2.7E （㎝）。 对于单线曲线隧道净空的加宽值为：
内侧加宽
W1= d内1+ d内2= + 2.7E （㎝）
外侧加宽 W2= d外= （㎝）
总加宽
W= W1+ W2= d内1+ d内2+ d外=
+ 2.7E （㎝）
- 双线曲线隧道加宽值的计算
双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单线曲线隧道加宽值的 计算相同。即
内侧加宽 外侧加宽
W1= d内1+ d内2= + 2.7E （㎝） W2= d外= （㎝）
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
式中 H—— 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360㎝； E—— 外侧线路的外轨超高值（㎝）； R—— 曲线半径（m）。
其它情况时 总加宽
W= W1+ W2+ W3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
单线曲线隧道如图3-10所示，隧道中线与线路中 线偏移距离d为：
- 混凝土与钢筋混凝土 • 隧道工程所用的混凝土强度等级不应低于C15 • 洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应低于C20 • 强度等级对于衬砌段不应低于C20，对于洞门不应低于C15
- 片石混凝土 • 在岩层较好地段的边墙衬砌，可采用片石混凝土（片石的掺量不应超过
总体积的20%）。
• 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
- 喷射混凝土
• 喷射混凝土的强度等级采用C20，所用的水泥应优先采用硅酸盐水泥或
普通硅酸盐水泥
• 喷射钢纤维混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成，等效直径为
0.3～0.5㎜的方形或圆形断面，长度宜为20～25㎜
- 锚杆
锚杆的杆体宜用20 MnSi钢筋，也可采用Q235钢筋；缝管式锚杆宜采用16 MnSi钢管，亦可采用Q235钢管；锚杆直径宜为18～22㎜，垫板可采用 Q235钢板。
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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 石料和混凝土预制块
石料或混凝土预制块用强度等级不低于M10的水泥砂浆砌筑衬砌。石料的 强度等级不应低于MU60，并且有裂隙和易风化的石料不应采用。混凝土 预制块强度等级不应低于MU20。
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲仍保持其矩 形形状。故其两端向曲线外侧 偏移（d外），中间向曲线内侧 偏移（d内1）。
车辆通过曲线时的平面图
隧道构造设计
---衬砌的形式
• 整体式模筑混凝土衬砌 —就地灌
筑混凝土衬砌
• 装配式衬砌—将衬砌分成若干块构
件，这些构件在现场或工厂预制，然后运 到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一 环的衬砌。
• 喷锚支护—喷射混凝土 和加设锚杆、
金属网和钢架 共同支护
• 复合式衬砌—外衬和内衬两层，所
以也叫它为“双层衬砌”