③ 增加底部和墙部的支护抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层，即隔离层。
① 当初支产生形变及形变压力时，隔离层允许其有少量的变形， 可降低形变压力；
② 当初支支护力不够时，可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上，依靠二衬制止其继续变形，且不使初衬出现裂缝时，二衬 也出现裂缝。
洞门构 造物
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
明洞
通风
照明
排水、消防、通讯等
4.1 洞身衬砌
一、衬砌结构的类型：
1、防护衬砌（饰面衬砌）
● 作用
● 适用范围
2、直墙式衬砌
※ 适用场合：
※ 拱部形状： ①坦三心圆拱(r1> r2) ②或尖三心圆拱 (r2< r1) ③割圆拱（r1＝r2＝r）
连拱边墙或柱式边墙
是变截面。
※ IV级以上围岩，地基松软，往往侧压力较大，故宜采用 曲墙带仰拱的衬砌。
设置 作用 仰拱
使结构及时封闭，提高整体承载力和侧墙抵抗侧 压力的能力
抵御结构下沉变形，调整围岩和衬砌的应力状态
※ 严寒地区隧道，不管围岩等级如何，只要有地下水存在， 衬砌型式仍应采用曲墙式衬砌，并在施工中根据情况设置伸 缩缝
※ 设计方法：目前以工程类比为主，理论验算为辅。结合施 工，通过测量、监控取得数据，不断修改和完善设计；
※ Ⅳ级及以下围岩或可能出现偏压时，应设置仰拱。
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够，减少下沉：防止底鼓的隆起变形，调 整衬砌应力的作用；
② 封闭围岩，制止围岩过大的松弛变形，将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围，提高结构的整体承载力；
直墙式衬砌
※ 围岩完整性比较好的I、II级围岩，边墙可以采用连 拱或柱，称为连拱边墙或柱式边墙
※ 大拱脚薄边墙衬砌：
大拱脚薄边墙衬砌
曲墙式衬砌
3、曲墙式衬砌 ※ 适用范围 ※ 作用 ① 地质条件较差，为抵御底鼓压力，配以仰拱使衬
砌形成环状封闭结构；
② 基础地基较好，可采用无仰拱的曲墙式衬砌。
4、喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
③ 具有防水效果，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量：在确定开挖尺寸时，应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后，二次衬砌的必要厚度
3、喷锚衬砌
※ 锚喷支护作为隧道的永久性衬砌，一般考虑是在Ⅲ级及以上 围岩中采用；在Ⅳ级及以下围岩中，采用锚喷支护经验不足， 可靠性差；
2、洞门的型式及适用条件
(1) 端墙式洞门
适用于岩质稳定的Ⅲ级以 上围岩和地形开阔的地区，是 最常使用的洞门型式
嗽叭口隧道衬砌示意图
二、支护结构
初期支护 (一次支护)
支护 结构 永久支护(二
次支护，二 次衬砌)
一次支护是为了保证施工的安全、 加固岩体和阻止围岩的变形
整体式衬砌
二次支护是为了保证隧道使用 的净空和结构的安全而设置的
永久性衬砌结构
复合式衬砌 拼装式衬砌 锚喷式衬砌
1、整体式衬砌
※ 是传统的衬砌结构形式。不考虑围岩的承载作用，主要是通 过围岩的结构刚度来抵御地层的变形，承受围岩的压力。
隧道工程图文讲解 (ppt)
隧道工程图文讲解
第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、纵、横断面 的形状由道路隧道的几何设计确定
※ 为了避免围岩和衬砌的应力集中，造成围岩压力增加和 衬砌的局部破坏，应注意衬砌内外轮廓的圆顺，避免急剧弯 曲和棱角。
2、复合式衬砌
复合式衬砌是由初期支护和二次支护组成的，是目前隧道 工程常采用的衬砌形式。
初期支护：是限制围岩在施工期间的变形，达到围岩的暂时稳 定，初期支护应按主要承载结构设计；
二次支护：是提供结构的安全储备或承受后期围岩压力，二次 支护在Ⅲ级及以上围岩时按安全储备设计；在Ⅳ级及以下围岩 时按承载(后期围压)结构设计，并均应满足构造要求。
① 要求用光面爆破开挖，使洞室周边平顺光滑，成 型准确，减少超欠挖。适当的时间喷混凝土，即为喷
混凝土衬砌；
② 根据实际情况，需要安装锚杆的则先装设锚杆， 再喷混凝土，即为喷锚衬砌；
③ 如果以喷混凝土，锚杆或钢拱支架的一种或几种 组合作为初次支护对围岩进行加固，维护围岩稳定 防止有害松动。待初次支护的变形基本稳定后，进 行现浇混凝土二次衬砌，即为复合式衬砌。
※ 在层状围岩中，采用喷锚支护效果较好；
※ 喷锚支护作为柔性支护，变形量较大，其外轮廓线宜预留稍 大的空间（20cm）；
※ 为了使开挖时外轮廓线圆顺，尽可能减少围岩中的应力集中 锚喷衬砌的内轮廓线，宜采用曲墙式的断面形式；
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车 中视觉感观，应根据需要考虑内装。
⑥ 地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
4.2 洞门
1、概述
洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路 堑的支护结构
※ 洞门的主要作用 ① 保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定； ② 汇集在洞口附近的仰、边坡上的地表水，并引离隧道，减少 洞口土石方开挖量； ③ 作为隧道的标志性建筑物，应与隧道的规模、使用特性以及 周围建筑物、地形条件等要相协调 。
5、偏压衬砌 ※ 适用情况：当山体地面坡陡于1:2.5，线路外侧山 体覆盖较薄，或由于地质构造造成的偏压，衬砌为 承受这种不对称围岩压力而采用。
偏压衬砌示意图
6、喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道， 可将一条双幅公路隧道 分建为二个单线隧道或 二条单线并建为一条双 幅的情况，衬砌产生了 一个过渡区段，这部分 隧道衬砌的断面及线间 距均有变化，相应成了 一个喇叭型，称为喇叭 口隧道衬砌。
※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况
① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌；
② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求衬砌 内轮廓很整齐、平整；
③ 有很高的防水要求的隧道；
④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差)
⑤ 围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者