简述铁路隧道衬砌结构类型选择及计算论文
隧道衬砌结构形式的选择与设计
隧道衬砌结构形式的选择与设计隧道是现代交通建设的重要组成部分，为了确保隧道的安全和持久性，衬砌结构的选择和设计显得尤为重要。
衬砌结构的形式因地质条件、隧道用途和材料等多种因素而异，合理的选择和设计能够提高隧道的承载能力、防护能力和使用寿命。
在隧道衬砌结构设计中，常见的形式包括刚性衬砌和柔性衬砌两种。
刚性衬砌一般使用混凝土或钢筋混凝土作为材料，具有较高的强度和刚度，能够有效支撑土体和承受外部荷载。
刚性衬砌结构适用于地质条件较为稳定的地区，如岩石地层，能够为隧道提供良好的垂直支撑和水平限制。
另一种常见的衬砌结构形式是柔性衬砌，它使用聚合物材料或钢筋网格等柔性材料构成。
柔性衬砌能够适应地质条件的变化，具有较好的变形能力和适应性，能够有效缓解隧道结构因地质条件变化引起的应力和变形。
柔性衬砌结构适用于地质条件较为复杂且不稳定的地区，如软土地层或断层带等，能够降低地层位移对隧道的影响。
在实际工程中，根据不同的地质条件和隧道用途，通常会选择刚性衬砌和柔性衬砌的组合形式。
即在隧道的底部和侧面选择刚性衬砌，而在隧道顶部选择柔性衬砌。
这样的设计既能够提供足够的支撑和保护，又能够适应地质条件的变化。
除了衬砌的形式，衬砌的厚度也是设计过程中需要考虑的重要因素。
衬砌的厚度直接关系到隧道的强度和稳定性。
一般来说，较为稳定的地质条件下，衬砌的厚度可以适当减小；而在地质条件较为复杂或不稳定的地区，衬砌的厚度则需要增加以提高隧道的抗变形能力和稳定性。
此外，隧道衬砌结构还需要考虑防水和排水等工程要求。
隧道作为地下工程，常常受到地下水的浸泡和渗透，因此设计中必须采取相应的措施来保证隧道的防水性能。
同时，隧道衬砌结构还需要设置适当的排水系统，快速排除积水，确保隧道的安全使用。
综上所述，隧道衬砌结构形式的选择与设计在地下工程中具有重要作用。
通过合理的选择和设计，能够提高隧道的承载能力、防护能力和使用寿命，确保隧道的安全和可靠性。
而混合采用刚性衬砌和柔性衬砌的组合形式，能够更好地适应地质条件的变化。
毕业设计之隧道衬砌
毕业设计之隧道衬砌翠峰山隧道衬砌设计5.1 概述隧道洞身的衬砌结构根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求大致可以分为以下几种类型：喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌。
规范规定，高速公路的隧道应采用复合式衬砌。
隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。
衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。
注：1、隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量；2、隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量。
5.2深埋衬砌内力计算5.2.1深、浅埋的判断隧道进、出口段埋深较浅，需按浅埋隧道进行设计。
由明洞计算可知：h q =0. 45⨯2S -1[1+i (B -5)]（5.1）式中：s —围岩的级别，取s =4；B —隧道宽度i —以B =5.0m的垂直均布压力增减率，因B =11.8m>5m，所以i =0.1。
带入数据得：h q =6.264对于Ⅳ级围岩: H p =2.5h q =2.5⨯6.264=15.66 深埋：h ＞H p ；浅埋：h q ＜h ≤H p ；超浅埋：h ≤h q 。
5.2.2围岩压力计算基本参数：围岩为Ⅳ级，容重γ=20kN /m 3，围岩的弹性抗力系数K =0.5⨯106kN /m 3，衬砌材料为C25钢筋混凝土，弹性模量E h =2.95⨯107KPa 。
1、围岩垂直均布压力根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2019) 的有关计算公式及已知的围岩参数，代入公式：q =0.45⨯2S -1⨯γ⨯ω（5.2）式中： S —围岩的级别，取S=4；γ—围岩容重，根据基本参数γ=23 KN/m3；ω—宽度影响系数，由式ω=1+i(B-5)=1.76计算； B —隧道宽度，B=2⨯（5.7+0.5+0.5）=12.4m；i —以B=5.0m的垂直均布压力增减率。
因B=12.6m>5m,所以i=0.1。
所以围岩竖向荷载： q =0.45⨯24-1⨯20⨯1.74=125.28KN /m 2 2、围岩水平均布压力5 e =0. 2q （5.3）式中：Ⅳ类围岩压力的均布水平力e =(0.15~0.3)q ，这里取值0.25 代入数据得：25125. =28K 3N 1. 3m 2 0. 2⨯/5.2.3衬砌几何要素计算图示如下q1234567R 78R 图5.1 衬砌结构计算图示1、衬砌几何尺寸内轮廓线半径:r 1=5. 70m , r 2=8. 20m ；拱轴线半径：r 1' =5.95m ，r 2' =8.45m ；拱顶截面厚度d 0=0.5m ,拱底截面厚度d n =0.5m。
5.2 区间隧道衬砌结构与构造
双层衬砌
双层衬砌圆环构造图
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3）挤压混凝土整体式衬砌 ①挤压混凝土衬砌（Extrude Concrete Lining，简称ECL）是随 着盾构向前掘进，用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土 或钢筋混凝土整体式衬砌，因其灌注后即承受盾构千斤顶推力的 挤压作用；
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②挤压混凝土衬砌可以是素混凝土的或钢筋混凝土的，但应用最 多的是钢纤维混凝土的； ③新浇注的混凝土在活动的端模板和可伸缩的弧形模板作用下， 同时承受盾构千斤顶和四周围岩的作用，处于三向受力状态。
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非对称型喇叭口结构图
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４）渡线隧道、折返线隧道 l 为满足运营需要，进行列车折返调度、换线、停车等作业，
区间隧道内需设置渡线、折返线等构筑物。隧道断面需适应 岔线线间距的渐变，并对结构物要进行特殊设计。
单渡线结构 11
广州地铁2号线明挖折返线隧道衬砌
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5）联络通道及其它区间附属结构物 l 联络通道作用： l 列车如在区间隧道内发生火灾而又不能牵引到车站时，乘客必需
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2020-1-12
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5.2.2矿山法修建的隧道衬砌结构与构造 l 1、隧道衬砌结构类型与选择 l 地下铁道区间隧道采用矿山法施工时，一般采用拱形结构，其基本
断面型式为单拱、双拱和多跨连拱。单栱多用于单线或双线的区间 隧道或联络通道，双拱和多跨多用在停车线、折返线或嗽叭口岔线 上。
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在区间隧道下车。为了保证乘客的安全疏散，两条单线区间隧道 之间应设置联络通道，可使乘客通过联络通道从另一条隧道疏散 到安全出口。 l 区间附属结构物： l 在线路的最低点需设置排水站。根据通风、环控系统的设计，有 时还需设置区间风道等附属结构物。
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隧道衬砌材料与衬砌类型
隧道衬砌材料与衬砌类型一、衬砌材料隧道是埋藏在地层深处的工程建筑物,其衬砌通常需要承受较大的围岩压力、地下水压力,有时还要受到化学物质的侵蚀,地处高寒地区的隧道往往还要受到冻害等。
所以要求用于衬砌的材料应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性和抗冻性等。
另一方面,隧道是大型工程构造物,每延米隧道都需要大量建筑材料,工程量很大。
所以,从经济观点看,衬砌材料应价格便宜、能够就地取材、便于机械化施工。
通常采用以下材料：1.混凝土这种材料的优点是整体性好,既可以在现场浇筑,也可以在加工厂预制,而且可以机械化施工。
其本身密实性较好,具有一定的抗渗性。
如果在水泥中掺入密实性外加剂,可以提高混凝土的密实度,从而改善混凝土的防水性能。
或者使用减水剂,提高混凝土的密实程度,改善混凝土的抗渗性能。
混凝土可以根据需要加入其他外加剂,如低温早强剂、常温早强剂、速凝剂、缓凝剂、塑化剂、加气剂等,来满足使用和施工上的需要。
配制混凝土还可以根据需要选择合适的水泥,例如具备快硬、高强特性的有快硬硅酸盐水泥,具备快硬、早强特性的有硅酸盐膨胀水泥和石膏矾土膨胀水泥,具备抗渗防水特性的有大坝水泥和防水水泥,具备抗硫酸盐侵蚀的抗硫酸盐硅酸盐水泥,以及塑化水泥、加气水泥等。
配制有抗冻要求的混凝土时,在寒冷地区水泥强度不小于42.5MPa,在严寒地区不宜低于52.5MPa。
混凝土材料的缺点是灌筑后不能立即承受荷载,需要进行养护,达到一定强度才能拆模,占用的模板和拱架较多,同时普通混凝土的耐侵蚀能力较差。
2、钢筋混凝土隧道施工时,暗挖部分就地绑扎钢筋比较困难,通常是在不得已时才采用现浇钢筋混凝土。
而在很多情况下是采用格栅钢架并加上连接钢筋和钢筋网等作为临时支护,在完成临时支护之后,则延用为永久支护。
这样就取代了钢筋绑扎过程,起到“一举两得”的效果。
在明挖地段可以采用现场绑扎方式,也有采用废旧钢轨等材料的。
采用混凝土的强度等级应满足《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-1994)的要求。
隧道构造设计衬砌形式
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隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
- 装配式衬砌
- 优点
一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力； 预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改 善了劳动条件； 拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材 料和劳力； 拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的其它构造要求
一般单线隧道洞口应设置不小于5m长的模筑混凝土衬砌，双线和多线隧 道应适当加长；
围岩较差段的衬砌应向围岩较好地段延伸5～10m； 偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m以上； 不设仰拱的隧道应做底板，单线隧道其厚度不得小于20㎝，双线隧道其 厚度不得小于25㎝； 对衬砌有不良影响的硬软地层分界处，应设置变形缝； 电力牵引的隧道，其长度大于2000m及位于隧道群地段和车站两端时， 为了使接触网有良好的工作和维修条件，应根据需要设置接触网补偿下锚 的衬砌段。 运营通风洞、联络通道等与主隧道连接处的衬砌设计应做加强处理。
公路隧道建筑限界
H—净高，一条公路应用一个净高，高速公路和一级、二级公路为5.0m； 三、四级公路为4.5m； E—建筑限界顶角宽度，当L≤1m时，E=L；当L＞1m时，E=1m； L—侧向宽度，高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2）， 其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m；
喷层的厚度一般最薄不应小于5cm,最厚应不大于25cm， 在比较松散软弱的岩层中，可以加金属网或钢支撑，使之结合成一体， 变为钢筋混凝土层
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隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
- 锚杆
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。
zma 隧道衬砌类型
ZMA隧道衬砌类型隧道是人类在地下建造的一种工程结构，用于穿越山脉、河流或其他地形障碍。
在隧道的建设中，隧道衬砌是非常重要的一部分，它起到了支撑和保护隧道结构的作用。
ZMA隧道衬砌类型是一种常见的隧道衬砌技术，本文将对其进行详细介绍。
1. ZMA隧道衬砌概述ZMA（Zhongtie Major Arch）是中国中铁集团（China Railway Major Arch）开发的一种专利技术，用于隧道主拱衬砌施工。
该技术采用预制混凝土块进行拱顶和侧墙的施工，具有高效、节能、环保等优点。
ZMA隧道衬砌由预制混凝土块组成，每块混凝土块都具有特定的形状和尺寸。
这些混凝土块通过钢筋连接在一起，形成整体稳定的拱顶和侧墙结构。
ZMA隧道衬砌适用于各种类型的地质条件和洞身形状。
2. ZMA隧道衬砌的优势ZMA隧道衬砌相比传统的施工方法具有以下优势：2.1 高效施工ZMA隧道衬砌采用预制混凝土块，可以在工厂进行批量生产，然后运输到现场进行安装。
这种方法可以大大缩短施工周期，提高工作效率。
预制混凝土块的质量也更加稳定可靠。
2.2 节能环保ZMA隧道衬砌使用预制混凝土块进行施工，不需要现场浇筑混凝土，减少了水泥的使用量和对环境的污染。
由于施工过程中没有挖掘和填土等操作，对周围环境的影响也较小。
2.3 结构稳定ZMA隧道衬砌采用预制混凝土块连接成整体结构，具有较高的抗震和抗变形能力。
每块混凝土块都经过精确计算和设计，可以承受来自地层和交通荷载的压力，确保隧道结构的稳定性和安全性。
3. ZMA隧道衬砌的施工过程ZMA隧道衬砌的施工过程主要包括以下几个步骤：3.1 预制混凝土块生产根据设计要求和隧道尺寸，生产预制混凝土块。
这些混凝土块通常在工厂内进行生产，采用模具进行成型。
在生产过程中，需要控制混凝土的配合比例、振捣程度和养护时间等参数，确保混凝土块的质量。
3.2 运输和安装生产完成后，将预制混凝土块运输到隧道施工现场。
在安装过程中，需要使用起重设备将混凝土块吊装到指定位置，并通过钢筋连接起来。
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。
隧道衬砌类型字母的意义
隧道衬砌类型字母的意义一、A型隧道衬砌A型隧道衬砌是指采用钢筋混凝土进行衬砌的一种结构。
其中的A 代表着"Armoring"，即衬砌的主要目的是为了加固隧道的结构。
A 型隧道衬砌具有抗压强度高、耐久性好的特点，适用于较大断面的隧道，如公路、铁路隧道等。
二、B型隧道衬砌B型隧道衬砌是指采用预制混凝土板进行衬砌的一种结构。
其中的B代表着"Block"，即衬砌是由预制的砖块或混凝土块组成的。
B型隧道衬砌具有施工简便、经济实用的特点，适用于较小断面的隧道，如人行隧道、管道隧道等。
三、C型隧道衬砌C型隧道衬砌是指采用钢板进行衬砌的一种结构。
其中的C代表着"Corrugated"，即衬砌是由波纹形状的钢板组成的。
C型隧道衬砌具有重量轻、抗震能力强的特点，适用于较大跨度的隧道，如地铁、地下综合管廊等。
四、D型隧道衬砌D型隧道衬砌是指采用木材进行衬砌的一种结构。
其中的D代表着"Decking"，即衬砌是由木板或木桩组成的。
D型隧道衬砌具有环保、隔音的特点，适用于较小规模的隧道，如步行道、自行车道等。
五、E型隧道衬砌E型隧道衬砌是指采用砖石进行衬砌的一种结构。
其中的E代表着"Enveloped"，即衬砌是由砖石砌筑而成的。
E型隧道衬砌具有美观、防水的特点，适用于需要保持隧道外观一致性的场所，如历史建筑、景观隧道等。
不同类型的隧道衬砌在不同的场景中发挥着重要的作用。
通过选择合适的衬砌类型，可以提高隧道的安全性和使用寿命。
随着技术的不断进步，隧道衬砌的类型也在不断发展和创新，以满足不同场景对隧道衬砌的需求。
总结起来，A型隧道衬砌主要用于加固隧道结构，B型隧道衬砌适用于较小断面的隧道，C型隧道衬砌适用于较大跨度的隧道，D型隧道衬砌环保隔音，E型隧道衬砌美观防水。
随着技术的不断发展，隧道衬砌类型也在不断创新和完善，为各类隧道的建设提供更多的选择。
隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法)
1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。
二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。
1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。
隧道中部地势较高。
隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。
由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。
隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。
主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。
1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。
由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。
东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。
全年分早季和雨季。
夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
隧道衬砌类型字母
隧道衬砌类型字母摘要：一、隧道衬砌的定义与作用二、不同类型的隧道衬砌1.传统衬砌2.复合衬砌3.盾构法施工衬砌4.沉管法施工衬砌5.明挖法施工衬砌三、隧道衬砌类型的选择与应用1.地质条件的影响2.工程成本与效益的权衡3.施工技术的适应性四、隧道衬砌施工技术的改进与发展1.新型材料的研究与应用2.施工工艺的优化与创新3.绿色环保与可持续发展正文：隧道衬砌是隧道结构的重要组成部分，主要用于防止地下水及土壤对隧道结构的侵蚀，保证隧道的安全稳定。
随着我国隧道建设技术的不断发展，隧道衬砌类型也日益丰富，为各种工程提供了多样化的选择。
首先，我们来了解一下隧道衬砌的几种主要类型。
1.传统衬砌：主要包括砖、石、混凝土等材料，这类衬砌具有成本较低、施工简单等优点，但耐久性及抗渗性较差。
2.复合衬砌：采用多种材料组合而成，如钢纤维混凝土、高强度混凝土等，这类衬砌具有较高的抗压、抗渗性能，但成本较高。
3.盾构法施工衬砌：采用盾构机在地下掘进，同时预制衬砌管片，具有施工速度快、环境影响小等特点。
4.沉管法施工衬砌：主要用于水下隧道建设，采用沉管预制厂生产预制的管段，现场沉放安装，具有施工速度快、对环境影响小等优点。
5.明挖法施工衬砌：适用于浅埋及软土隧道，采用明挖法施工，再进行衬砌，具有成本较低、施工简单等优点。
在实际工程中，隧道衬砌类型的选择需要综合考虑地质条件、工程成本与效益、施工技术的适应性等多方面因素。
例如，在地质条件较为复杂、地下水丰富的地区，应选择具有较好抗渗性能的衬砌类型；在成本受限的项目中，可以考虑采用成本较低的传统衬砌或明挖法施工衬砌。
为了提高隧道衬砌的性能及适应性，我国隧道建设者不断研究新型材料、优化施工工艺。
例如，通过研究高强度、耐久性好的新型混凝土材料，提高隧道衬砌的抗压性能；采用盾构法施工，提高施工速度及安全性；推广绿色环保的隧道衬砌施工技术，实现可持续发展。
总之，隧道衬砌类型的选择与应用是隧道建设中至关重要的一环，需要根据工程的具体条件，综合考虑各方面因素，选择合适的衬砌类型。
隧道衬砌上的荷载类型及其组合结构计算
2、隧道结构体系的计算模型 经过总结，国际隧道协会(ITA) 认为，目前采用的地
下结构设计方法可以归纳为以下4种设计模型：
● 以参照过去隧道工程实践经验进行工程类比为主的经 验设计法；
● 以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法
● 作用与反作用模型，即荷载—结构模型
● 连续介质模型，包括解析法和数值法。数值计算法目 前主要是有限单元法。
6.2 隧道衬砌上的荷载类型及其组合
1、基本荷载 围岩压力与结构自重力是隧道结构计算的基本荷载
2、隧道结构上的荷载及其类型 作用在衬砌上的荷载，按其性质也可以区分为主动荷载
与被动荷载。 ● 主动荷载是主动作用于结构、并引起结构变形的荷载； ● 被动荷载是因结构变形压缩围岩而引起的围岩被动抵抗 力，即弹性抗力，它对结构变形起限制作用。
2、边墙的计算 ——弹性地基上的直梁
⑴ 直边墙计算分类：
● 刚性边墙 h 1 ● 短边墙 1 h 2.75 ● 长边墙 h 2.75
⑵ 边墙为短梁的计算： 短梁的一端受力及变形对另一端有影响，计算墙顶变位时，要考
虑到墙脚的受力和变形的影响。
●
墙顶在单位弯矩M c
1单独作用下，墙顶的转角
和水平位移
⑴ 在垂直荷载作用下拱圈向坑道内变形，为自由变形， 不产生弹性抗力 ；
⑵ 拱脚产生角位移和线位移，并使拱圈内力发生改变， 计算中除按固端无铰拱考虑外，还必须考虑拱脚位移的 影响
⑶ 假定拱脚没有径向位移，只有切向位移；
⑷ 对称的垂直分位移对拱圈内力不产生影响；
⑸ 拱脚的转角 和a 切向位移的水平分位移 是u必a 须考虑
X1 (11 1 ) X 2 (12 f1 ) 1 a 0 X1 ( 21 f1 ) X 2 ( 22 f 2 1 ) 2 f a 0
隧道衬砌类型字母
隧道衬砌类型字母隧道衬砌是隧道工程中至关重要的一环，它承担着支护隧道围岩、防止坍塌和保证隧道安全通行的重任。
随着隧道工程的不断发展和技术进步，隧道衬砌类型也日益丰富，为各类隧道工程提供了多样化的选择。
本文将对隧道衬砌的类型及特点进行梳理，并分析各类隧道衬砌的应用场景、施工要点及注意事项，以期为隧道工程建设提供有益的参考。
一、隧道衬砌的类型及特点1.砌块衬砌：砌块衬砌是用砖、石或其他建筑材料砌筑而成的隧道衬砌。
特点是施工简便、成本较低，适用于较稳定的围岩条件。
2.钢筋混凝土衬砌：钢筋混凝土衬砌采用模板浇筑，具有较高的强度和耐久性。
适用于围岩条件较差、需要加强支护的隧道工程。
3.喷射混凝土衬砌：喷射混凝土衬砌是通过喷射设备将混凝土喷射到隧道围岩上，具有施工速度快、对围岩扰动小等优点。
适用于不稳定围岩的隧道工程。
4.钢板衬砌：钢板衬砌采用预制钢板焊接而成，具有较高的强度和抗变形能力。
适用于软弱围岩、大跨度隧道等特殊场景。
5.复合式衬砌：复合式衬砌是将多种衬砌材料组合使用，充分发挥各种材料的优点，达到提高支护效果、降低成本的目的。
适用于复杂的隧道工程。
二、各类隧道衬砌的应用场景1.砌块衬砌：适用于围岩稳定、地下水较少、隧道断面较小的场景。
2.钢筋混凝土衬砌：适用于围岩较差、地下水较多、隧道断面较大的场景。
3.喷射混凝土衬砌：适用于不稳定围岩、隧道断面较小、施工速度要求较快的场景。
4.钢板衬砌：适用于软弱围岩、大跨度隧道、地下水较多的场景。
5.复合式衬砌：适用于复杂的隧道工程、支护要求较高的场景。
三、如何选择合适的隧道衬砌类型1.充分了解隧道工程的地质条件、地下水状况、隧道断面等要素。
2.分析各类隧道衬砌的优缺点，结合工程特点进行综合比较。
3.考虑施工条件，如施工周期、成本预算等因素。
4.咨询设计与施工单位，借鉴类似工程的成功经验。
四、各类隧道衬砌的施工要点及注意事项1.砌块衬砌：注重砖石等建筑材料的质量，控制砌筑砂浆的标号和厚度，保证衬砌的整体稳定性。
毕业设计之隧道衬砌
毕业设计之隧道衬砌翠峰山隧道衬砌设计5.1 概述隧道洞身的衬砌结构根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求大致可以分为以下几种类型：喷锚衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌。
规范规定，高速公路的隧道应采用复合式衬砌。
隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。
衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。
注：1、隧道高度h=内轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量；2、隧道跨度b=内轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量。
5.2深埋衬砌内力计算5.2.1深、浅埋的判断隧道进、出口段埋深较浅，需按浅埋隧道进行设计。
由明洞计算可知：h q =0. 45⨯2S -1[1+i (B -5)]（5.1）式中：s —围岩的级别，取s =4；B —隧道宽度i —以B =5.0m的垂直均布压力增减率，因B =11.8m>5m，所以i =0.1。
带入数据得：h q =6.264对于Ⅳ级围岩: H p =2.5h q =2.5⨯6.264=15.66 深埋：h ＞H p ；浅埋：h q ＜h ≤H p ；超浅埋：h ≤h q 。
5.2.2围岩压力计算基本参数：围岩为Ⅳ级，容重γ=20kN /m 3，围岩的弹性抗力系数K =0.5⨯106kN /m 3，衬砌材料为C25钢筋混凝土，弹性模量E h =2.95⨯107KPa 。
1、围岩垂直均布压力根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2019) 的有关计算公式及已知的围岩参数，代入公式：q =0.45⨯2S -1⨯γ⨯ω（5.2）式中： S —围岩的级别，取S=4；γ—围岩容重，根据基本参数γ=23 KN/m3；ω—宽度影响系数，由式ω=1+i(B-5)=1.76计算； B —隧道宽度，B=2⨯（5.7+0.5+0.5）=12.4m；i —以B=5.0m的垂直均布压力增减率。
因B=12.6m>5m,所以i=0.1。
所以围岩竖向荷载： q =0.45⨯24-1⨯20⨯1.74=125.28KN /m 2 2、围岩水平均布压力5 e =0. 2q （5.3）式中：Ⅳ类围岩压力的均布水平力e =(0.15~0.3)q ，这里取值0.25 代入数据得：25125. =28K 3N 1. 3m 2 0. 2⨯/5.2.3衬砌几何要素计算图示如下q1234567R 78R 图5.1 衬砌结构计算图示1、衬砌几何尺寸内轮廓线半径:r 1=5. 70m , r 2=8. 20m ；拱轴线半径：r 1' =5.95m ，r 2' =8.45m ；拱顶截面厚度d 0=0.5m ,拱底截面厚度d n =0.5m。
简述铁路隧道衬砌结构类型的选择及计算
简述铁路隧道衬砌结构类型的选择及计算摘要：隧道衬砌种类多样，本文以Ⅴ级围岩下一段标准铁路隧道为依托，根据围岩的等级及地质特点，对隧道洞身衬砌类型的确定进行简要论述并检算。
关键词：隧道、衬砌1、工程概况1.1设计概况杜家沟隧道长51m，位于低山丘陵区，为一段标准单线铁路隧道。
地形陡竣，沟梁相间，山间沟谷多呈U型，沟谷中现已开恳为稻田，多呈阶梯状分布，海拔高程为200～230m，相对高差20～40m。
1.2工程地质情况工点范围内地层为第四系全新统洪积的粉质黏土，下伏白垩系砾岩夹砂岩，无断裂构造。
1.3工程水文情况工点内沿山体坡面处据调查未发现地下水出露。
山间沟谷中为季节性流水沟，勘测期间沟谷中地表径流较小，主要是稻田灌溉水。
沟谷中地下水水位埋深0～2m，属第四系松散层中的孔隙水，水量丰富，水质较好，其补给来源主要为稻田灌溉水及大气降水，无侵蚀性。
2、隧道衬砌结构类型的选择2.1隧道衬砌结构类型从衬砌施工工艺方面将隧道衬砌的形式分为以下4类：⑴整体式模筑混凝土衬砌就地灌筑混凝土衬砌，工艺流程为：立模—灌筑—养护—拆模。
特点是对地质条件的实用性较强，易于按需成形，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。
⑵拼装式衬砌拼装式衬砌是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一环的衬砌。
特点是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。
目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
⑶锚喷衬砌当岩壁不够稳定时，可加设锚杆、金属网和钢架，这样的喷锚支护形式叫锚喷衬砌，为目前常用的一种围岩支护手段，适用于各种围岩地质条件，常作为初期支护衬砌，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。
⑷复合式衬砌复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可以是一种形式、方法和材料施工而成的，也可以是不同形式、方法、时间和材料施工而成的。
公路隧道衬砌结构探讨
公路隧道衬砌结构探讨摘要：隧道一次衬砌是隧道结构受力的关键承载结构，是隧道整体结构安全的重要支撑。
本文通过对大量文献的查阅整理，按照一次衬砌的设计、材料、施工、受力、监测、维护及特殊情况下的灾害处理的逻辑依次对每个过程进行介绍，能够给对衬砌的认识提供合理的参考。
关键词：公路隧道；衬砌结构；衬砌现状；受力分析一、衬砌现状公路隧道衬砌是支持和维护公路隧道长期稳定和耐久性的永久承载结构物，由拱圈、边墙、仰拱和底板构成。
衬砌形状与隧道所处围岩条件相关，公路隧道衬砌形状包括圆形衬砌、曲墙衬砌、喇叭口衬砌等。
在衬砌形状确定后，施工前应当对衬砌受力进行分析计算，目前常用的是地层结构法和荷载结构法来计算分析围岩对衬砌的作用力。
在受力分析基础上，施工程度也有所不同，衬砌按照受力分析情况可施作初期支护（一次衬砌）和复合式支护（一次衬砌和二次衬砌），其中一次衬砌作为主要承载结构物，二次衬砌常作为结构的力学安全储备。
在对隧道衬砌施工后需要对隧道衬砌的变形情况进行量测，用以掌握衬砌受力情况，目前常用的量测仪器是激光断面仪；隧道施工完成后期，对衬砌维护是一个必不可少的工作。
隧道衬砌在隧道运营过程中，小概率会遇到地震、冰冻等自然灾害的影响，因此如何避免一些特殊条件对隧道衬砌的不利影响的工作同样是必不可少的。
二、衬砌形状隧道衬砌类型一般分为：整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌和装配式衬砌。
相关学者进行了相关研究，孙萍等[1]通过有限元模拟软件对三心圆和圆形截面隧道衬砌结构力学性质进行模拟，得出圆形截面衬砌的等效应力值与三心圆截面衬砌相接近，圆形截面衬砌的拱顶下沉和仰拱隆起值要大于三心圆截面衬砌，因此三心圆截面适用于隧道衬砌结构。
王忠伟等[2]采用ABAQUS软件对三心圆、四心圆、扁四心圆以及尖四心圆加等四种断面形状隧道衬砌抗震力学性能进行比较研究，得出衬砌在地震荷载作用下，不同断面形式所产生的位移响应值相差小，衬砌内力的差异明显，并认为隧道断面越接近于圆形越能在地震荷载作用下改善隧道受力状况；车增军等[3]结合21座直墙式隧道衬砌病害检测数据，建立三维数值模型对空洞影响下衬砌结构开裂机理和演化进行了分析，建立了空洞影响下直墙式隧道衬砌结构安全性评价模型，并且以衬砌背后空洞作为核心指标，建立了多层次的直墙式衬砌背后空洞影响下综合评价体系。
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。
隧道衬砌计算
0 0 0 0 ap M ap 1 H ap 2 M ap 1
0 0 0 0 u ap M ap u1 H ap u 2 N ap
cos a k a bha
βα0P
Vα0P Mα0 P
0 Hα P
α
（4-7）
hα
uα0 P
φα
图4-8 外荷载下拱脚截面的变位关系
表4-1 作用在隧道结构上的荷载 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 可 变 荷 载 基本 可变 荷载 其它 可变 荷载 偶然 荷载 荷载类型 永久荷载 （恒载） 围岩压力 结构自重力 填土压力 水压力 混凝土收缩和徐变影响力 公路车辆荷载，人群荷载 立交公路车辆荷载及其所产生的冲击力和土压力 立交铁路列车活载及其所产生的冲击力和土压力 立交渡槽流水压力 温度变化的影响力 冻胀力 施工荷载 落石冲击力 荷 载 名 称
12
地震力
荷载组合： 结构自重＋围岩压力＋附加恒载（基本） 结构自重＋围岩压力＋公路荷载＋附加恒载
结构自重＋围岩压力＋附加恒载＋施工荷载 ＋温度作用力 结构自重＋土压力＋附加恒载＋地震作用
附加恒载：伴随隧道运营的各种设备设施的荷载 等。
作用在隧道结构上的荷载，按其性质 也可以区分为主动荷载和被动荷载。 主动荷载是主动作用于结构、并引起结构 变形的荷载； 被动荷载是因结构变形压缩围岩而引起的 围岩被动抵抗力，即弹性抗力，它对结构 变形起限制作用。
从各国的地下结构设计实践看，主要采用 上述后两类计算模型，荷载-结构计算模型 主要适用于围岩因过分变形而发生松弛和 崩塌，支护结构主动承担围岩“松动”压 力的情况。利用这类模型进行隧道支护结 构设计的关键问题，是如何确定作用在支 护结构上的主动荷载，其中最主要的是围 岩所产生的松动压力，以及弹性支承给支 护结构的弹性抗力。一旦这两个问题解决 了，剩下的就只是运用普通结构力学方法 求出超静定结构的内力和位移了。
050隧道衬砌结构计算
1 计算假设
⑴ 在主动荷载作用下，顶部衬砌向隧道 内变形而形成脱离区，两侧衬砌向围岩方 向变形，引起围岩对衬砌的被动弹性抗力
⑵ 上零点b（即脱离区与抗力区的分界点） 与衬砌垂直对称中线的夹角假定为
b 45
⑶ 下零点a在墙脚
⑷ 最大抗力点h假定发生
在最大跨度处附近，计算
时一般取
ah 2 ab 3
（4）复合式衬砌中二次衬砌，Ⅰ～Ⅲ级围岩中为 安全储备，并按构造要求设计； Ⅳ、Ⅴ级围岩中 为承载结构，可采用地层结构法计算内力和变形
第一节 概述
（5）地层结构法 设计原理：将衬砌和地层视为整体共同受力的统 一体系，在满足变形协调的前提下分别计算衬砌 与地层的内力，据以验算地层的稳定性和进行结 构截面设计。
将抗力图 h 1 视为外荷载单独作用时，未知力 X1 及 X 2 可以参照 X 及 1 p X 2 p 的求法得出
X 1 (1 11 ) X 2 (1 2f1 ) 1 a 0 X 1 (2 1f1 ) X 2 (2 2f21 ) 2 fa 0
解出 及 X1 X 2 后，即可求出衬砌在单位抗力图为荷载单 独作用下任一截面内力：
a11X1a12X2 a100 a21X1a22X2 a200
X1
a22 a10 a12 a20 a122 a11a22
X2
a11a20 a12 a10 a122 a11a22
a11 11 1
a22 22 u2 fu1 f2 f 21
令
a12 a21 12 2 f1 21u1 f1
（2）局部变形理论与共同变形理论 1）Winkle假定，认为围岩是一组各自独立的弹簧， 每个弹簧表示一个小岩柱
i ki
围岩弹性抗力系数k 与围岩的性质、衬砌的形状和尺寸以及荷载类型 等有关
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简述铁路隧道衬砌结构类型的选择及计算摘要：隧道衬砌种类多样，本文以ⅴ级围岩下一段标准铁路隧道为依托，根据围岩的等级及地质特点，对隧道洞身衬砌类型的确定进行简要论述并检算。
关键词：隧道、衬砌
中图分类号：u45文献标识码： a 文章编号：
1、工程概况
1.1设计概况
杜家沟隧道长51m，位于低山丘陵区，为一段标准单线铁路隧道。
地形陡竣，沟梁相间，山间沟谷多呈u型，沟谷中现已开恳为稻田，多呈阶梯状分布，海拔高程为200～230m，相对高差20～40m。
1.2工程地质情况
工点范围内地层为第四系全新统洪积的粉质黏土，下伏白垩系砾岩夹砂岩，无断裂构造。
1.3工程水文情况
工点内沿山体坡面处据调查未发现地下水出露。
山间沟谷中为季节性流水沟，勘测期间沟谷中地表径流较小，主要是稻田灌溉水。
沟谷中地下水水位埋深0～2m，属第四系松散层中的孔隙水，水量丰富，水质较好，其补给来源主要为稻田灌溉水及大气降水，无侵蚀性。
2、隧道衬砌结构类型的选择
2.1隧道衬砌结构类型
从衬砌施工工艺方面将隧道衬砌的形式分为以下4类：
⑴整体式模筑混凝土衬砌
就地灌筑混凝土衬砌，工艺流程为：立模—灌筑—养护—拆模。
特点是对地质条件的实用性较强，易于按需成形，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。
⑵拼装式衬砌
拼装式衬砌是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一环的衬砌。
特点是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。
目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
⑶锚喷衬砌
当岩壁不够稳定时，可加设锚杆、金属网和钢架，这样的喷锚支护形式叫锚喷衬砌，为目前常用的一种围岩支护手段，适用于各种围岩地质条件，常作为初期支护衬砌，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。
⑷复合式衬砌
复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可以是一种形式、方法和材料施工而成的，也可以是不同形式、方法、时间和材料施工而成的。
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，也是目前隧道工程常采用的衬砌形式。
2.2隧道类型的选择
由于复合式衬砌的初期支护可以满足初期支护施作及时、刚度小易变形的要求，且与围岩紧密，从而能保护围岩和加固围岩，促进围岩的应力调整，充分发挥围岩的自承作用。
它既能容许围岩有一定的变形，又能限制围岩产生有害变形。
二次衬砌完成后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装修内壁，增强安全感。
其设计、施工工艺过程与其相应的衬砌及围岩受力状态均较合理，十分符合衬砌结构的力学变化过程，能按受力和变形的规律，按力学变化时间、变形发展状况，给予最适宜的工程措施；其质量可靠，能够达到较高的防水要求；也便于采用喷锚、钢支撑等工艺。
结合各种衬砌的特点及隧道的综合情况，本隧道采用复合式衬砌。
由于隧道围岩级别为v级，所以采用喷锚支护，复合式衬砌。
初期支护：开挖后，拱墙处设置间距1m、长2.5m锚杆，围岩破碎段拱墙、仰拱铺设钢筋网，然后喷混凝土。
必要时铺设钢拱架。
二次衬砌：采用筑模台车浇筑而成，二衬厚度35cm。
3、衬砌的计算及检算
3.1围岩压力计算
3.1.1弹性链杆法
基本原理
⑴采用“局部变形原理”的弹性地基来模拟围岩。
局部变形理论：认为地层表面某点上施加的外力只会引起该点产生沉陷（变形），外力与沉陷之间为非线性关系。
共同变形理论：认为地层表面某点上施加的外力不仅会引起该
点产生沉陷（变形），而且会引起附近的地层也产生沉陷变形，外力与沉陷之间为非线性关系。
⑵将衬砌与围岩所组成的衬砌结构弹性散化为有限个衬砌单元和弹簧单元所组成的组合体。
⑶确定由主动荷载直接作用在计算模型上所引起的变形，调整弹簧单元的设置使其与衬砌变形相协调。
⑷计算衬砌内力。
根据最新的铁路隧道设计规范可知单线深埋隧道衬砌时，围岩压力按松散压力考虑，其垂直及水平均布压力的作用标准值可按下列规定计算。
3.1.2垂直匀布压力可按下式计算确定
q=γh，h=0.41×1.79s
γ-围岩容重
s- 围岩的等级
q=20×0.41×1.79=150.688kn/m2
3.1.3计算各类围岩水平压力ｅ
ⅴ级围岩下，本处围岩水平压力e的系数取0.5，
e=0.5×q=0.5×150.688=75.344kn/m2
3.2隧道初衬内力计算
在衬砌检算时，要对衬砌进行节点化分，由《铁路隧道设计规范》可知，单线电气化铁路在进行节点化分时，要不少于16个单元，此处把衬砌划分为26个单元。
如图4.1所示。
分单元后，计算出围岩压力，并画出衬砌计算简图，如图4.2所示。
利用计算程序计算各节点的弯矩和轴力
衬砌容重γ=23.0kn/m3
衬砌弹性模量e=2.8e10
水平均部荷载集度qv
ⅴ级围岩的容重γ1=20kn/m，qh=γ1h，h=0.41×1.795
qv=20×0.41×1.795=150.688kn/m2
水平均部荷载集度qh
qh=0.5qv=75.344kn/m2
竖直围岩弹性抗力系数tkv=2.0×108
水平围岩弹性抗力系数tkh=2.0×108
墙角角度弹性支座宽度ha=1.383m
经程序计算，得出数据：
3.3衬砌检算
根据以下公式进行检算：
kn≤αφra bd（e0≤0.2d），
kn≤φ1.75rl bd/(6e0/d-1)（e0 >0.2d）
e0-截面轴力偏心距 e0=m/n
k–强度安全系数取3.6进行验算
n–截面的实际轴力
α-轴力偏心影响系数，按规范选用或按下式计算：
α= 1 + 0.648(e0/d)-12.569(e0/d)2 + 15.444(e0/d)3
φ-构件的纵向弯曲系数计算中取1.0
ra-衬砌的极限抗压强度
rl-衬砌的极限抗拉强度
b-截面的计算宽度计算中取1.0
d-截面的厚度
经检算，各节点检算结果均合格。
4、结语
本文实例中，复合式衬砌采用先后两次支护，对衬砌受力非常有利。
围岩在柔度较大的外层支护条件下，可产生较大的形变，释放了大部分的变形能；因而能使后设的内层衬砌减小受力。
内层衬砌施作以后，又会对原先处于二维受力状态的外层支护产生径向抗力，从而改善外层支护的受力条件。
隧道表面光洁平整，利于通风和防水，并保护外层支护，使喷层内钢筋网和锚杆端部免于锈蚀。
但是，这种衬砌的缺点是造价较高，施工也比较复杂。
当前，隧道衬砌设计是复杂和多样化的，必须结合多方面的综合考虑。
参考文献
[1]王毅才.隧道工程.北京：人民交通出版社，2004年1月
[2]关宝树.隧道工程施工要点集.北京：人民交通出版社, 2003年1月
[3]铁道部第二勘测设计院.铁路隧道设计规范.北京：中国铁道出版社，2001年7月。