09 复合式衬砌结构设计
Ⅳ级B型复合式衬砌技术交底
施工技术交底书新建云桂铁路（云南段）项目经理部Ⅲ标一分部隧道二次衬砌技术交底书DK418+730～DK418+723、DK418+440～DK418+460（Ⅳ级B型复合式衬砌）编制：审核：中交四航局云桂铁路云南段项目经理部一分部目录一、适用范围及作用............................................................................................................ - 1 -二、施工工艺 ...................................................................................................................... - 1 -1、施工顺序 ................................................................................................................. - 1 -2、工艺流程 ................................................................................................................. - 2 -3、仰拱超前施工 .......................................................................................................... - 3 - （三）洞身衬砌施工............................................................................................................ - 3 -1、施工准备 ................................................................................................................. - 4 -2、施工方法 ................................................................................................................. - 5 -3、钢筋加工及安装....................................................................................................... - 6 -4、混凝土运输组织....................................................................................................... - 8 -5、混凝土施工.............................................................................................................. - 8 -1）、混凝土生产、运输、浇筑、养护、拆模........................................................... - 8 - （四）、质量检验与控制......................................................................................................- 12 - （五）、主要机械设备配置 ..................................................................................................- 13 - （六）、劳动组织 ................................................................................................................- 13 - （七）、质量保证措施.........................................................................................................- 13 -隧道二次衬砌技术交底书一、适用范围及作用适应范围：本交底适用于高坡隧道（出口）DK418+730～DK418+723（7m）、DK418+440～DK418+460（20m）Ⅳ级B型复合式衬砌二次衬砌施工，设计采用C35钢筋砼，仰拱砼厚度55cm，拱墙砼厚度45cm，主筋采用Φ18mm，水平分布筋采用φ10mm，箍筋采用φ6mm（后附衬砌钢筋加工图）。
论隧道复合衬砌施工技术
论隧道复合衬砌施工技术复合式衬砌采用先后两次支护，对衬砌受力非常有利，而且表面光洁平整，有利于隧道通风和防水，并保护外层支护，使喷层内钢筋网和锚杆端部免于锈蚀。
目前复合衬砌施工技术已广泛应用于隧道施工，本文对复合式衬砌技术进行概述，并对其主要施工技术进行分析。
标签隧道；复合式衬砌；施工要点一、复合式衬砌（一）复合式衬砌复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
在坑道开挖后，先及时施作与围岩密贴的外层柔性支护（一般为喷锚支护），也称初期支护，容许围岩产生一定的变形，而又不致于造成松动压力的过度变形。
待围岩变形基本稳定以后再施作内层衬砌（一般是模筑的），也称二次支护。
两层衬砌之间，根据需要设置防水层，也可灌筑防水混凝土内层衬砌而不做防水层。
（二）复合式衬砌的复合方式复合式衬砌的外、内层复合方式有以下几种：喷锚支护和混凝土衬砌；喷锚支护和喷射混凝土衬砌；可缩式钢拱喷射混凝土支护和模筑或喷射混凝土衬砌，以及装配式衬砌（管片）和模筑混凝土衬砌等。
最通用的是外层采用喷锚支护或轻型管片，内层采用整体式模筑混凝土衬砌。
两层衬砌间的防水层，可采用喷涂乳化沥青等防水胶剂，或采用厚度不等的软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，并固定在支护上。
为保证防水卷材施工接缝的质量，一般需要用热气焊接或电阻焊接，亦可用适当溶剂作溶解拼接。
（三）二次衬砌的作用既然喷射混凝土具有一定粘结力和抗剪强度，能充填裂隙，加固围岩，抑制其变形发展，与围岩紧密粘结共同工作，提高围岩稳定性，但是对于复合衬砌的公路隧道，模注混凝土二次衬砌仍是十分必要的辅助支护。
这是因为：（1）喷射混凝土层改善了衬砌的受力条件，降低衬砌的变形，可承受部分围岩传递的轴向压力及少量拉应力，当隧道通过落差小的断层（否则选线避开），大倾角地层，外侧山体覆盖较薄，线路与洞口地形等高线斜交，以及软弱围岩，此时作用在衬砌上的荷载比一般隧道要大，二次衬砌可承受部分荷载，并与围岩、锚喷混凝土共同工作。
复合式衬砌参考图(有砟轨道)参数表
Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅲ级(水平成 层) Ⅲ级(洞口 段) Ⅳ级 0 ～ 100 Ⅳ级加强 Ⅳ级洞口段 Ⅴ级 Ⅴ级加强 Ⅴ级偏压 黄土Ⅴ级加强
1.0×0.75 拱墙仰拱 … 拱墙仰拱
全环格栅 45 45 8～12 间距1.0h=180 全环格栅 45* 45* 8～12 间距 Φ20@200 Φ20@200 0.75h=180 全环格栅 50* 50* 8～12 间距0.6h=180 Φ22@200 Φ22@200 全环型钢 50* 50* 8～12 间距0.6 I20a Φ22@200 Φ22@200
修改
III级洞口段参 考咨询版洞身 设计图
ห้องสมุดไป่ตู้
隧参01复合式衬砌加宽cm预留变形cm喷c25混凝土厚度cm格栅或型钢支撑间距m拱墙厚度cm仰拱厚度cm长度直径mm网眼尺寸cm拱墙10纵向6环向级水平成层拱部18墙10纵向6环向拱部格栅间距15h120级洞口段拱部10墙10纵向6环向iii级洞口段参考咨询版洞身设计图拱墙20拱10纵向6环向拱墙格栅间距12h120拱墙22仰拱15纵向6环向拱墙格栅间距10h150拱墙22仰拱15纵向6环向拱墙格栅间距10h15025纵向6环向全环格栅间距10h18081225纵向6环向全环格栅间距075h1804520200452020081225纵向6环向全环格栅间距06h1805022200502220081225纵向8环向全环型钢间距06i20a50222005022200812建筑材料表参考图
二次 衬砌
初期 支护
超前 支护
洞门
弃渣场
材料 性能指标要求 C30混凝土或C35钢筋混凝土 抗渗指标≥P8，富水地段抗渗指标≥P10 抗渗指标≥P8，富水地段抗渗指标≥P10 C35钢筋混凝土 C20混凝土 C25混凝土 C35钢筋混凝土 C25喷混凝土 锚杆材质HRB335或Q345钢，锚杆采用砂浆强度等级不低于M20， 拱部：φ25中空锚杆 锚杆垫板材质Q235，尺寸150×150×6mm，砂浆锚杆用的水泥砂 边墙：φ22砂浆锚杆 浆强度等级不应低于M20。 HRB235钢筋 钢筋直径：纵向、环向φ6（φ8） 型钢可采用工字钢，格栅主筋采用HRB335钢筋、格栅高度统一采用12～20cm 型钢钢架或格栅钢架 热轧无缝钢管 外径φ42mm，t=5mm 热轧无缝钢管 外径φ42mm，t=3.5mm 热轧无缝钢管 外径φ108mm，t=5mm 热轧无缝钢管 外径φ42mm，t=3.5mm 外径φ42mm，t=3.5mm，外径φ60mm，t=5mm 热轧无缝钢管 热轧无缝钢管 外径φ89mm，t=5mm C25混凝土 C25混凝土 C25混凝土 M15水泥砂浆浆砌片石或C25钢筋混凝土 骨架护坡或M10浆砌片石 M10水泥砂浆浆砌片石
复合式衬砌的组成
复合式衬砌的组成一、什么是复合式衬砌复合式衬砌是一种由不同材料组合而成的衬砌结构，常用于耐高温、耐磨损等工业设备中。
它具有优秀的耐火性能和机械性能，能够抵御各种极端工作条件的侵蚀和磨损。
二、复合式衬砌的组成复合式衬砌通常由以下几个部分组成：1. 基础材料基础材料是复合式衬砌的主要组成部分，它们提供整体结构的稳定性和可靠性。
常见的基础材料包括陶瓷基体、金属基体和陶瓷纤维等。
这些材料具有良好的耐火性能和机械性能，能够承受高温和压力的作用。
2. 衬层材料衬层材料是复合式衬砌的主要工作层，它们直接接触到工作环境，并起到保护基础材料的作用。
根据不同的工作条件，衬层材料可以选择不同的材料，如耐酸陶瓷、耐碱陶瓷、耐磨陶瓷、耐渣陶瓷等。
这些材料具有优异的抗腐蚀和耐磨损性能，能够有效延长设备的使用寿命。
3. 粘结剂粘结剂是复合式衬砌中起到粘合作用的材料，它将基础材料和衬层材料牢固地粘接在一起。
常见的粘结剂有硅酸盐、水泥、树脂等。
选择合适的粘结剂对于提高复合式衬砌的稳定性和密封性至关重要。
4. 基础层基础层是复合式衬砌的底层，它用于承受设备的重量和外力作用，并提供稳定的基础支撑。
基础层通常由耐火砖、耐火浇注料等材料构成，其强度和稳定性能够满足设备的要求。
三、复合式衬砌的制作工艺复合式衬砌的制作工艺主要包括以下几个步骤：1. 原材料准备根据需要选择合适的基础材料、衬层材料和粘结剂，并进行相应的加工和制备。
确保原材料的质量和性能符合要求。
2. 模具制作根据设备的形状和尺寸，制作相应的模具。
模具的设计和制作需要考虑到衬砌结构的复杂性和精确性。
3. 材料浇注将基础材料、衬层材料和粘结剂按照一定的比例混合均匀，并在模具中进行浇注。
确保材料的密实性和均匀性。
4. 固化和烘干根据不同的材料和粘结剂，进行相应的固化和烘干工艺。
这可以使衬砌结构达到设计要求的强度和稳定性。
5. 完工处理完成衬砌结构的制作后，进行相应的表面处理和检验工作。
复合式衬砌施工
复合式衬砌施工1、施工工艺及技术要求隧道衬砌要遵循“仰拱超前、墙拱整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题，并进行全幅一次性施工。
仰拱施作完成后，利用多功能作业平台人工铺设防水板，绑扎钢筋后，采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌，采用拱墙一次性整体灌注施工。
混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，混凝土输送泵泵送入模。
2、衬砌模板模板衬砌台车按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。
模板台车长度宜为9～12m，工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置综合确定（四道河2#隧道进出口台车长10.5米，其余均9米长）。
模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层宜设置4～5个窗口，其净空不宜小于45cm×45cm。
拱顶部位应预留2～4个注浆孔。
模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。
模板台车的走行轨Ⅱ、Ⅲ级围岩段，宜设在底板（25cm厚的C30钢筋混凝土）面上，Ⅳ～Ⅴ级围岩段，宜铺设在填充混凝土面上。
模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。
模板的安装允许偏差和检验方法见表1。
表1 模板安装允许偏差和检验方法3、衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕；利用冷拉方法矫直伸长率：Ⅰ级钢筋不得超过2％，Ⅱ级钢筋不得超过1％。
⑴钢筋的加工应符合设计要求，其允许偏差和检验方法符合表2规定。
表2 钢筋加工允许偏差和检验方法⑵钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合表3规定。
表3 钢筋安装及保护层厚度允许偏差（mm）和检验方法⑶钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。
配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。
围岩复合式衬砌设计图
公路隧道复合式衬砌设计
公路隧道复合式衬砌设计公路隧道复合式衬砌是一种常见的隧道支护结构，它由内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构组成，配合使用可以支撑隧道的稳定性和安全性。
本文将从设计原则、材料选择、模型分析等方面阐述复合式衬砌的设计。
一、设计原则公路隧道复合式衬砌的设计应遵循以下原则：1.保证结构安全：设计应符合国家标准和规范，满足强度、刚度、稳定性等方面的要求，保证隧道结构的安全和稳定。
2.提高使用寿命：选择合适的材料和结构形式，能够提高复合式衬砌的使用寿命，减少维护和修理成本。
3.适应地质条件：不同地质条件下，应选择不同的复合式衬砌结构，确保隧道的安全和稳定。
4.注重环保：在设计过程中，应考虑到环保要求，选择环保材料，在施工过程中控制污染。
二、材料选择1.内部钢筋混凝土结构内部钢筋混凝土结构是复合式衬砌的主要支撑结构，需具有强度高、韧性好等特点。
钢筋混凝土的强度等级应根据隧道设计要求和地质条件确定。
钢筋应选用高强度钢筋或预应力钢筋，以提高结构的承载能力。
2.外部钢筋格栅结构外部钢筋格栅结构是复合式衬砌的辅助支撑结构，有助于增强整体结构的安全性和稳定性。
栅架应选用高强度钢材，抗拉强度不低于600MPa，栅架网孔应当小于内部钢筋混凝土结构每块砖头的尺寸，并根据隧道设计要求设置栅架的排布及数量。
3.砖石料砖石料是构成复合式衬砌的重要组成部分，其强度和形状应符合设计要求，应选取具有抗压强度高、耐久性好、吸湿性小、隔音性能好、能满足隧道使用要求的砖石料。
三、模型分析为了验证复合式衬砌的稳定性和安全性，需要进行模型分析。
模型分析的目的是确定内部钢筋混凝土结构和外部钢筋格栅结构的尺寸、布局和数量，并计算出各个部位的应力、变形等参数。
模型分析应考虑以下因素：1.内部钢筋混凝土结构：结构布局、块石尺寸、钢筋材料和尺寸、混凝土等级等。
2.外部钢筋格栅结构：结构布局、栅架网孔和尺寸、钢材材质和数量等。
3.隧道地质条件：地质构造、岩性特征、地应力等。
复合式衬砌
复合式衬砌基本含义复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌。
在坑道开挖后,先及时施作与围岩密贴的外层柔性支护(一般为喷锚支护)，也称初期支护，容许围岩产生一定的变形，而又不致于造成松动压力的过度变形。
待围岩变形基本稳定以后再施作内层衬砌（一般是模筑的），也称二次支护。
两层衬砌之间，根据需要设置防水层，也可灌筑防水混凝土内层衬砌而不做防水层。
复合方式复合式衬砌的外、内层复合方式有以下几种：喷锚支护和混凝土衬砌；喷锚支护和喷射混凝土衬砌；可缩式钢拱喷射混凝土支护和模筑或喷射混凝土衬砌，以及装配式衬砌(管片)和模筑混凝土衬砌等。
最通用的是外层采用喷锚支护或轻型管片，内层采用整体式模筑混凝土衬砌。
复合式衬砌防水层两层衬砌间的防水层，可采用喷涂乳化沥青等防水胶剂，或采用厚度不等的软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，并固定在支护上。
为保证防水卷材施工接缝的质量，一般需要用热气焊接或电阻焊接，亦可用适当溶剂作溶解拼接。
施工复合式衬砌施工中的一个重要环节是喷涂或粘贴防水层，要求做到与初期支护相密贴，故在防水层施工前需要对初期支护的表面进行适当处理，使其平整圆顺，无较大渗水。
初次支护的施工方法和要求，与一般喷锚支护或装配式衬砌的相同。
内层模筑衬砌多采用模板台车和混凝土泵进行连续灌筑。
设计复合式衬砌中，外层支护与围岩形成统一的受力整体，共同承担因开挖坑道所产生的围岩释放应力。
由于影响共同作用的因素很多，如围岩状态、支护施作时间、衬砌刚度和施工方法等，有些因素事先又无法预测，故分析计算只能作为设计时参考，必须根据施工过程的量测结果予以修正。
内层衬砌主要为了防水、防风化、内部装饰和增加安全度,其厚度按施工要求而定,一般不超过40厘米。
有时不易做到待初期支护变形完全稳定后再施作内层衬砌。
例如当松软围岩流变引起的延滞变形历时很长时，这时内层衬砌所承受的荷载主要是由于围岩延滞变形产生的形变压力；以及因部分锚杆腐蚀失效，或涌水降低了围岩物理力学参数所引起的附加岩土压力。
140-演示文稿-剪切滑移破坏法、复合式衬砌结构耐久性设计
第五章 隧道支护结构设计计算方法的基本原理
•提出确保混凝土耐久性的施工质量关键控制要求与 措施；
•确定钢筋混凝土保护层厚度； •提出对结构应采取的防腐蚀附加措施； •明确结构使用过程中的检测、养护、维修或局部更 换的要求。
第五章 隧道支护结构设计计算方法的基本原理
( 一 ) 初期支护的耐久性
1. 喷混凝土 在腐蚀性严重的场合，喷混凝土的强度等级应不低 于二次衬砌混凝土的强度等级； 喷混凝土的强度要满足长期强度（ 28d ）的要求， 且 1d 的抗压强度不宜小于 10MPa 。 2. 锚杆 锚杆宜采用全长灌浆式锚杆，并应设置垫板。
第五章 隧道支护结构设计计算方法的基本原理
化学侵蚀环境
化学侵蚀类型
硫酸盐 侵蚀
盐类结 晶侵蚀 酸性侵
蚀 二氧化 碳侵蚀 镁盐侵
蚀
环境水中 SO42-含量 (mg/L)
强透水性环境土中 SO42-含量(mg/kg) 弱透水性环境土中 SO42-含量(mg/kg) 环境土中 SO42-含量
(mg/kg)
管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ
变形管理等级
管理位移 U＜U0/3 U0/3≤U≤2U0/3 U＞2U0/3
施工状态 可正常施工 应加强支护 应采取特殊措施
第五章 隧道支护结构设计计算方法的基本原理
4. 隧道失稳的经验先兆： •局部块石坍塌或层状劈裂，喷层的大量开裂； •累计位移量已达极限位移的 2/3 ，且仍未出现收敛 减缓的迹象； •每日的位移量超过极限位移的 10 ％； •洞室变形有异常加速，即在无施工干扰时的变形速 率加大。
•在施工阶段可利用位移反分析求得的围岩力学指标 和荷载分布状况，通过计算模拟取出极限位移。
第五章 隧道支护结构设计计算方法的基本原理
复合式衬砌概述结构设计及工程案例课件
山岭隧道
7
新奥法技术
新奥法(New Austrian Tunnelling Method)是 奥地利学者Rabcewiz教授等一大批学者和工程技 术人员在长期工程经验的基础上创立于50年代， 并于1962年正式命名的一种隧道工程方法。
山岭隧道
8
新奥法技术
它的创立，给隧道工程实践的科学化和技术 经济的合理化带来了根本性变革，因其工艺简单， 结构可靠和造价低廉等特点而引起隧道工程界的 重视，并已在世界各地的矿山、铁道、水工隧道、 军事工程洞库或其它地下建筑工程中推广应用。
初期支护设计
初期支护一般指锚杆喷射混凝土支护，必要时配合 使用钢筋网和钢拱架。
目前，国内一些锚喷支护设计规范都明确规定，锚 喷支护设计应采用工程类比法为主，必要时辅以监控量 测法和理论验算法。
山岭隧道
17
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 工程类比设计法常有直接对比法和间接类比法两种。 直接对比法一般是以围岩的岩体强度和岩体完整性、 地下水影响程度、洞室埋深、可能受到的地应力、工程 的形状与尺寸、施工的方法、施工的质量以及使用要求 等方面因素，将设计的工程与上述条件基本相同的已建 工程进行对比，由此确定锚喷支护的类型与参数
断面开挖好以后及时喷混凝土，锚杆或钢拱 支架的一种或几种作为初期支护对围岩进行加固， 防止有害松动，维护围岩稳定，待初期支护的变 形基本稳定后，再模筑二次衬砌。
山岭隧道
6
复合式衬砌受力变形的特点
➢初期支护是主要受力结构； ➢二次衬砌的作用将视围岩特性而异： ①在坚固地层中，二次衬砌仅作为安全储备； ②在软弱围岩中，二次衬砌不再是一种单纯的安
支护变形小，二次衬砌承受不大的围岩压力，但考虑洞 室运营后锚杆钢筋锈蚀、围岩松弛区逐渐压密，初期支 护质量不稳定等原因，故施作二次衬砌以提高支护衬砌 的安全度；
复合式衬砌的组成
复合式衬砌的组成1. 引言复合式衬砌是一种常用于建筑和工程领域的材料，它由多种不同的材料组成，具有优异的性能和多样化的应用。
本文将详细介绍复合式衬砌的组成、特点以及应用领域。
2. 复合式衬砌的组成复合式衬砌通常由以下几个部分组成：2.1 表面层表面层是复合式衬砌最外层的一层，它通常由耐磨材料制成，如陶瓷、金刚石等。
表面层具有很高的硬度和耐磨性，能够有效保护下面的层次。
2.2 中间层中间层是复合式衬砌中起到缓冲作用的一层。
它通常由橡胶、聚氨酯等弹性材料制成，具有较好的吸能和缓冲性能，能够减轻冲击力对结构物造成的损害。
2.3 基础层基础层是复合式衬砌中起到支撑作用的一层。
它通常由钢板、铁板等材料制成，具有较高的强度和刚性，能够承受较大的压力和冲击力。
3. 复合式衬砌的特点复合式衬砌具有以下几个特点：3.1 多层结构复合式衬砌采用多层结构设计，每一层都有不同的功能和性能。
这种多层结构使得复合式衬砌在承受冲击力和压力时能够发挥最佳效果。
3.2 耐磨性由于表面层通常采用耐磨材料制成，复合式衬砌具有很高的耐磨性。
它可以在摩擦、冲击等恶劣环境下长时间使用而不会损坏。
3.3 吸能性中间层具有较好的吸能和缓冲性能，可以有效减轻冲击力对结构物造成的损害。
这种吸能性使得复合式衬砌在承受冲击负荷时具有更好的安全性。
3.4 易安装维护由于复合式衬砌采用模块化设计，安装和维护都比较方便。
可以根据具体需要进行组合和更换，大大提高了使用的灵活性和便利性。
4. 复合式衬砌的应用领域复合式衬砌在建筑和工程领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：4.1 矿山行业矿山行业中常常需要处理大量的矿石和岩石，这些材料对设备和设施造成很大的冲击力和压力。
复合式衬砌可以作为防护材料，有效保护设备和设施不受损坏。
4.2 钢铁冶金行业钢铁冶金行业中存在高温、高压、高速等恶劣工况，对设备和管道有很高的要求。
复合式衬砌可以承受这些极端条件，并且具有良好的耐腐蚀性能，延长设备寿命。
复合式衬砌隧道施工组织设计
6.4 隧道工程6.4.1设计概况全段除明洞、斜切、斜切延伸及特殊衬砌段落，均采用复合式衬砌。
洞口浅埋、偏压、国防设防段采用复合加强衬砌。
Ⅱ级围岩一般采用曲墙无仰拱衬砌；当基底位于软弱夹层地段时，采用有仰拱衬砌。
Ⅱ级围岩基底有软弱夹层地段、Ⅲ、IV、V 级围岩段采用曲墙带仰拱衬砌，边墙与仰拱连接圆顺。
岩层单一、未受全段V级围岩段采用全环钢架和超前小导管或超前大管棚加强支护，IV 级围岩段采用拱墙钢架和超前小导管加强支护。
根据本段开通总工期要求，部分隧道设置斜井、辅助坑道施工，一般单车道无轨运输辅助坑道的断面采用4.7m×5.95m（宽×高），双车道无轨运输辅助坑道断面采用7.5×6.0m（宽×高）设计。
隧道防排水采取“以排为主、排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。
对因地下水流失可能引发地表植被或居民生产生活受到影响的隧道地段，采取注浆堵水措施。
隧道二次衬砌均采用防水砼，抗渗等级不低于P8，全段隧道衬砌拱部充填浆液。
长度大于6km的隧道及隧道密集地段成段设置无碴轨道，其余隧道内均采用碎石道床。
6.4.2施工安排原则1. 本段短隧道多，安排施工宜先排重点、难点长大隧道，其他隧道适度从紧。
2.隧道洞口仰坡及土石方工程应在进洞前作好，山坡危石及时处理，同时作好排水工程，天沟应随挖随砌。
洞门宜早做，尤其是地质不良的洞门，更应尽早尽快完成，以便增强洞口稳定，避免与洞内工程相互干扰。
3. 利用隧道弃碴填筑路基的隧道，施工安排与相邻路基施工同步进行；一般短隧道工期条件具备时可在相邻区段内安排流水均衡作业。
4. 二次衬砌使用衬砌模板台车（提前订货，派专人跟踪落实）并配备混凝土泵或混凝土输送车。
附属工程模板均采用定型的金属结构，表面光滑、接缝严密。
5.隧道弃碴场遵照“先挡后弃”的原则。
6.4.3主要的施工方案1. 开挖⑴明洞（正洞、同身设计明挖段）及洞口斜切洞门采用明挖法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究和实践表明：复合衬砌理论先进、技术
合理，能充分发挥围岩自承能力，提高衬砌承载
力，加快施工进度，降低工程造价。
山岭隧道
5
复合式衬砌受力变形的特点
外层为锚喷的复合式衬砌的真实受力状态： 不仅与衬砌本身的结构形式有关，而且与围岩特 性以及施工工序直接相关。
山岭隧道
6
复合式衬砌受力变形的特点
在新奥法施工中，复合式衬砌的施工步骤一 般为： 断面开挖好以后及时喷混凝土，锚杆或钢拱
结构可靠和造价低廉等特点而引起隧道工程界的
重视，并已在世界各地的矿山、铁道、水工隧道、
军事工程洞库或其它地下建筑工程中推广应用。
山岭隧道
10
新奥法技术
新奥法施工复合衬砌支护的基本原理在于：
一是充分利用或发挥围岩的自承能力；
二是增强围岩的强度，均衡围岩应力的分布，并
允许围岩有一定程度的变形，以减小对支护的围
支架的一种或几种作为初期支护对围岩进行加固， 防止有害松动，维护围岩稳定，待初期支护的变 形基本稳定后，再模筑二次衬砌。
山岭隧道
7
复合式衬砌受力变形的特点
初期支护是主要受力结构； 二次衬砌的作用将视围岩特性而异：
①在坚固地层中，二次衬砌仅作为安全储备； ②在软弱围岩中，二次衬砌不再是一种单纯的安 全储备，也是受力结构的一个组成部分。
护质量不稳定等原因，故施作二次衬砌以提高支护衬砌
的安全度；
山岭隧道
30
二次衬砌设计
（一）二次衬砌的主要作用 二次衬砌的作用因不同的围岩级别而异： 3）对于III~V级围岩，由于岩体流变、膨胀压力、 地下水等作用，或由于浅埋、偏压及施工等原因，围岩 变形未趋于基本稳定而提前施作二次衬砌，此时，二次
涂防水层，并可采用防水混凝土衬砌。
1）塑料板防水层； 2）喷涂防水层； 3）防水混凝土。
山岭隧道
41
三 工程案例
山岭隧道
42
工程概况
深溪沟电站运碴隧道进口段地形陡峻，地势险要， 洞口部位地形自然坡度55～60°。运碴隧道共有A、B
两个线路方案，A方案下穿铁路段，上覆地层主要为弱
衬砌主要承受较大的后期围岩形变压力。
山岭隧道
31
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 1）基本要求： (1)初期支护与二次衬砌之间的密贴程度，对复合式 衬砌受力状态会产生影响。 (2)支护与衬砌两层紧密粘结在一起时，两层间能传
递径向力和切向力，可按整体结构验算。两层间设有防
水层时，按组合结构验算，只传递径向荷载。
山岭隧道
23
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 遵循的原则： (4)锚喷支护参数表中，考虑了各种设计方法的配合，虽 然参数表中给出的支护参数是根据工程类比确定的，但 要确定最终支护参数，有的还要借助于监控设计和理论
设计。
山岭隧道
24
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 遵循的原则： (5)考虑不同的工程对象，对重要工程宜采用支护参数表 中的上限值，而一般工程宜采用下限值。 (6)支护参数由锚喷支护设计参数表与规范中的有关条文
岩压力；
三是利用现场的监测值进行反馈施工。
山岭隧道
11
新奥法技术
新奥法技术修筑隧道时支护体系中岩体是主
要承载单元，并允许岩体发生一定数量的变形。
在岩体松弛前先向洞壁施作柔性薄层混凝土
封闭岩层，必要时，用锚杆加固，以稳定围岩。
这一工序可重复一二次，有时还在喷层中增设网
筋，围岩变形趋于稳定后，再作一层永久支护。
山岭隧道
22
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 遵循的原则： (3)力求体现锚喷支护灵活性的特点及围岩局部破坏局部 加固、整体加固与局部加强的等强度支护原则。对不同 的岩体和不同的部位分别采用不同的级的围岩级别和
洞跨，给出多种锚喷支护类型和参数，以便酌情选用。
0
s o u t h w e s t j I a o t o n g u n I v e r s I t y
《山岭隧道》课程
第五章
支护结构设计
郑余朝
山岭隧道
西南交通大学
Southwest Jiaotong University
1
主要内容
荷载结构模式计算方法 地层结构模式计算方法 复合式衬砌结构设计 单层衬砌结构设计 TBM管片衬砌结构设计
共同确定。例如对不稳定围岩，要求锚杆有一定的密度，
通常在条文中规定了锚杆的最大间距限。
山岭隧道
25
初期支护设计
（二）锚喷支护的类型及参数表 锚喷支护参数应当是广义的、既包括支护类型、支 护参数，又应包括开挖方法，仰拱施作时间和最终支护 时间等。
不过我国目前的锚喷支护规范还没有达到这一水平，
只是规定了最终支护的施作时间。而在锚喷支护参数表
80%~90%。
(5)当采取一定措施仍难以符合上列条件时，可提前 施作二次衬砌，且应予加强。当洞室较短且围岩自稳性 能较好时，为减少各工序间的干扰，可在整个洞室贯通 后再作二次衬砌。
山岭隧道
37
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 4）加强二次衬砌的措施 ： 当围岩和初期支护尚未基本稳定而提前施作的二次
工程进行对比，由此确定锚喷支护的类型与参数
山岭隧道
19
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 间接类比法一般是根据现行锚喷支护技术规范，按 其围岩级别表及锚喷支护设计参数确定拟建工程的锚喷 支护类型与参数。
山岭隧道
20
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 遵循的原则： (1)锚喷支护设计参数表的制定是基于国内大量锚喷工程 的实践，它以工程实例为依据，并经过综合分析，主要 按围岩级别与洞跨给出相应支护类型与参数。
护变形基本稳定后方可施作，并应具备下述条件：
(1)洞室周边位移速率有明显减缓趋势。 (2)在拱脚以上1m和边墙中部附近的位移速度小于 0.1~0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07~0.15mm/d。 (3)初期支护表面裂缝不再继续发展。
山岭隧道
36
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 3）二次衬砌施作时间的确定 ： (4)施作二次衬砌前的位移值，应达到总位移值的
山岭隧道
27
初期支护设计
（二）锚喷支护的类型及参数表 确定锚喷支护类型与参数时，应当体现如下原则： (3)锚喷支护参数表中给出的锚喷支护参数是根据工程类 比确定的。但确定最终支护参数有的还要借助于监控设 计与理论设计。
(4)锚喷支护表中的锚喷参数，一般是根据本部门以往修
建工程的设计参数，经统计和分析研究后确定的。
测法和理论验算法。
山岭隧道
18
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 工程类比设计法常有直接对比法和间接类比法两种。 直接对比法一般是以围岩的岩体强度和岩体完整性、 地下水影响程度、洞室埋深、可能受到的地应力、工程 的形状与尺寸、施工的方法、施工的质量以及使用要求
等方面因素，将设计的工程与上述条件基本相同的已建
山岭隧道
21
初期支护设计
（一）工程类比设计的原则与方法 遵循的原则： (2)根据不同的围岩压力特点，对拱、墙等不同部位采用 不同支护参数。一般中等稳定以上的围岩，主要为局部 失稳破坏而承受松散地压，支护参数的选定应贯彻“拱
是重点、拱墙有别”的原则；对不稳定的围岩，主要承
受变形地压，所以拱墙宜采用相同的支护参数。
衬砌结构耐久性设计概要
山岭隧道
2
主要内容
概述
复合式衬砌的设计 工程案例
山岭隧道
3
一 概述
山岭隧道
4
复合衬砌是用锚喷支护作初期支护，模筑混
凝土做二次衬砌的一种组合衬砌（二层间有或无
防水层）。复合衬砌是以新奥法为基础进行设计
和施工的一种新型支护结构，近几年在国内外的
地下工程中得到了普遍的采用。
山岭隧道
39
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 4）加强二次衬砌的措施 ： (3)修建仰拱使衬砌形成封闭结构，以提高结构的整
体刚度，减少围岩变形。
(4)采用超前支护，注浆加固地层等措施，以增加岩 体强度，提高围岩整体稳定性。
山岭隧道
40
复合式衬砌防水层的设计
地下洞室应根据要求采取防水措施。当有地下水时， 初期支护和二次衬砌之间可设置塑料板防水层或采用喷
山岭隧道
8
新奥法技术
新奥法(New Austrian Tunnelling Method)是
奥地利学者Rabcewiz教授等一大批学者和工程技
术人员在长期工程经验的基础上创立于50年代，
并于1962年正式命名的一种隧道工程方法。
山岭隧道
9
新奥法技术
它的创立，给隧道工程实践的科学化和技术
经济的合理化带来了根本性变革，因其工艺简单，
衬砌，或在浅埋、偏压、膨胀性围岩和不良地质地段施
作二次衬砌，均要承受较大的围岩压力，故要求采取如 下措施加强二次衬砌：
山岭隧道
38
二次衬砌设计
（二）二次衬砌结构的设计 4）加强二次衬砌的措施 ： (1)改变衬砌形状，以适应外荷情况，减少衬砌弯矩，
使衬砌断面基本受压。
(2)提高混凝土标号，或采用钢筋混凝土、钢纤维混 凝土等能提高抗弯曲强度的材料。
山岭隧道
12
复合式衬砌的国内外研究现状
很多学者为了进一步明确各种支护形式的作
用机理，进行了大量的理论和试验研究。
应用形状弹性应变能方法，对围岩的稳定，
锚喷支护的设计及其合理施工等课题进行了较系 统的研究；
山岭隧道
13
复合式衬砌的国内外研究现状
利用室内模型试验，对双层衬砌内外层厚度