隧道襯砌

隧道開挖後，坑道周圍地層原有平衡遭到破壞，引起坑道變形或崩塌。為了保護圍巖的穩定性，確保行車安全，隧道必須有足夠強度的支護結構即隧道襯砌。

隧道襯砌是為了防止圍巖變形或坍塌，沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護結構。在不同的圍巖中可採用不同的襯砌形式。常用的襯砌形式有噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及複合式襯砌，多數情況下采用複合式襯砌。複合式襯砌常分為初期支護（一次襯砌）和二次支護（二次襯砌）。 ^[2] 

常用的隧道襯砌材料有：混凝土及鋼筋混凝土、片石混凝土、料石或混凝土預製塊，以及噴射混凝土等。隧道的襯砌結構形式，主要是根據隧道所處的地質地形條件，考慮其結構受力的合理性、施工方法和施工技術水平等因素來確定的。隧道襯砌的構造、形狀和尺寸因其用途、地形、地質、施工和結構性能等條件的差異而不同。

1．石料

(1)石料質量要求。石料應符合設計規定的類別和強度，石質應均勻、耐風化、無裂紋。

(2)石料加工要求。

1)所有料石加工時，外露面四邊整齊、稜角方正，拼縫前口要直，尾部略呈斜面。

2)每邊向內收口不得大於10mm。

2．砂漿

(1)砂漿中所用水泥、砂、水等材料的質量標準宜符合混凝土工程相應材料的質量標準。砂漿中所用砂，宜採用中砂或粗砂，當缺乏中砂及粗砂時，在適當增加水泥用量的基礎上，也可採用細砂。砂的最大粒徑，當用於砌築片石時，不宜超過5mm；當用於砌築塊石、粗料石時，不宜超過2.5mm。如砂的含泥量達不到混凝土用砂的標準，當砂漿強度等級大於或等於M5時，可不超過5%，小於M5時可不超過7%。

(2)石灰水泥砂漿所用生石灰，成分應純正，煅燒均勻、透徹。一般宜熟化成消石灰粉或石灰膏使用，也可磨細成生石灰粉使用。消石灰粉和石灰膏應通過網篩過濾，並且石灰膏應在沉澱池內儲存14d以上。磨細生石灰粉應經4900孔/cm²篩子過篩。 ^[3] 

一般説，隧道襯砌可按其結構、功能等劃分為各種形式。應根據地質條件和運營要求加以選擇。

初砌按構件類型分類①半襯砌：僅由拱圈組成；②無仰拱的襯砌：由拱圈和邊牆組成，也稱非封閉式襯砌；③有仰拱的襯砌：由拱圈、邊牆及仰拱組成，也稱封閉式襯砌。

襯砌按功能分類①飾面襯砌；②構造襯砌；③承載襯砌；④特殊承載襯砌。

襯砌按位置分類①洞口段襯砌；②洞身襯砌。 ^[1] 

隧道襯砌的構造與圍巖的地質條件和施工方法密切相關。歸納起來，常用的有以下幾種：

(1)整體式混凝土襯砌

是指就地灌注混凝土襯砌，也稱模築混凝土襯砌。模築襯砌的特點是：對地質條件的適應性強，易於按需要成型，整體性好、抗滲性強，適用於多種施工條件，如可用木模板、鋼模板或襯砌台車等，是我國隧道工程中廣泛採用的襯砌結構類型。按其邊牆的形式，又可分為直牆式和曲牆式兩種形式。

(2)裝配式襯砌

是指在工廠或現場預先製備成若干構件，運入坑道內，用機械將其拼裝成一環接一環的襯砌。這種襯砌的優點是一經裝配成環，不需要養護時間，即可承受圍巖壓力；由於構件是預先在工廠成批生產的，可以保證質量；在洞內採用機械化拼裝，縮短了工期，改善了勞動條件；拼裝時不需要臨時支撐，可節省大量的支撐材料和勞力。但裝配式襯砌在實際應用中也存在着一些缺點。如需要坑道內有足夠的拼裝空間，製備構件尺寸要求一定的精度，接縫多，防水較困難等。基於以上原因，裝配式襯砌多用在使用盾構法施工的城市地下鐵道中，在我國的鐵路和公路隧道中還未能推廣應用。

(3)錨噴襯砌

錨噴襯砌是指以錨噴支護作永久襯砌的通稱。錨噴支護包括錨杆支護、噴射混凝土支護、噴射混凝土錨杆聯合支護、噴射混凝土鋼筋網聯合支護、噴射混凝土與錨杆及鋼筋網聯合支護及由上述幾種類型支撐（或格柵支撐）組成的聯合支護。

錨噴支護是常用的一種圍巖支護手段。採用錨噴支護可以充分發揮圍巖的自承能力，並有效地利用洞內淨空，提高作業效率，並能適應軟弱和膨脹性地層中的隧道開挖，以及用於整治塌方和隧道襯砌的裂損。

(4)複合式襯砌

複合式襯砌是指外層用錨噴作初期支護，內層用模築混凝土或噴射混凝土作二次襯砌的永久結構。初期支護可以採用噴混凝土襯砌和錨杆噴射混凝土襯砌。當岩石條件較差時，也可在噴層中增設鋼筋網或型鋼拱架，或採用鋼纖維噴射混凝主，初期支護的厚度多在5～20cm之間。二次支護常為整體式現澆混凝土襯砌，或噴射混凝土襯砌，其中整體式現澆混凝土襯砌有表面平順光滑，外觀視覺較好，通風阻力較小等優點，適宜於對洞室內環境要求較高的場合。噴射混凝土襯砌工藝簡單，省工省時，投資較低，但外觀視覺相對較差，通風阻力較大，對洞室環境要求較低時可以使用，否則需另設內襯改善景觀和通風條件。

(5)連拱襯砌

連拱隧道是洞室襯砌結構相連的一種特殊雙洞結構形式，兩隧道之間的巖體用混凝土替代，中間的連接部分通常稱為中牆。 ^[4] 

隧道襯砌是指支持和維護隧道的長期穩定和耐久性的永久結構物。所以，隧道襯砌必須有足夠強度、耐久性和一定的抗凍、抗滲和抗侵蝕性。

隧道支護是用以加固岩層的臨時或永久支撐，可有效地限制岩層變形的自由發展，調整岩層的應力分佈，防止巖體鬆散墜落。