隧道襯砌

隧道襯砌

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。其作用是:支持和維護隧道的穩定;保持列車運行所需需的空間;防止圍岩的風化;解除地下水的影響等。因此,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。隧道襯砌主要由拱圈、邊牆、仰拱和底板幾部分構成。為排出隧道內的水,隧道內還設排水溝(中心排水溝或側溝)。

基本介紹

  • 中文名:隧道襯砌
  • 外文名:tunnel lining
  • 形式:噴混凝土襯砌、噴錨襯砌等
  • 常用材料:石料、砂漿等
  • 作用:支持和維護隧道的穩定等
  • 學科:礦業術語
簡述,常用材料,分類,結構類型,

簡述

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。為了保護圍岩的穩定性,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岩變形或坍塌,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。在不同的圍岩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,多數情況下採用複合式襯砌。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)。
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。

常用材料

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。

分類

一般說,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。

結構類型

隧道襯砌的構造與圍岩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,即可承受圍岩壓力;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套用中也存在著一些缺點。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套用。
(3)錨噴襯砌
錨噴襯砌是指以錨噴支護作永久襯砌的通稱。錨噴支護包括錨桿支護、噴射混凝土支護、噴射混凝土錨桿聯合支護、噴射混凝土鋼筋網聯合支護、噴射混凝土與錨桿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岩支護手段。採用錨噴支護可以充分發揮圍岩的自承能力,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桿噴射混凝土襯砌。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,兩隧道之間的岩體用混凝土替代,中間的連線部分通常稱為中牆。

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