单层衬砌若干关键问题的设计

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1、现代隧道技术MODERNTUNNELLING单层衬砌若干关键问题的设计TECHNOLOGY文章编号：1009-6582（2009）03-0038-05单层衬砌若干关键问题的设计1122陈立保龚彦峰仇文革张俊儒(1中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉430063；2西南交通大学，成都610031)摘要在国内单层衬砌应用较少，对于单程衬砌设计的研究就更少，因此有必要对单层衬砌的关键问题，如结构设计、防排水和主要的建筑材料等进行设计，以利于国内的推广应用。单层衬砌相对于复合式衬砌，具有工序简化、施工快速、经济合理等多方面的优点，在设计过程中应贯彻以下设计理念：①

2、取消防水板，结构与围岩共同受力；②单层衬砌自身满足防水要求，达到二级防水标准；③单层衬砌作为永久结构，应满足耐久性要求。关键词单层衬砌防排水喷混凝土硅灰钢纤维中图分类号:U455.91文献标识码:A单层衬砌是上世纪70年代发展起来的一种隧以利于国内的推广应用。道支护体系，最近几十年随着喷射混凝土施工工艺、1单层衬砌支护设计质量性能的提高，其技术得到了迅速的发展，位于斯堪的纳维亚半岛的挪威和瑞典，是使用单层衬砌较目前单层衬砌主要采用的支护形式是喷锚支早的国家。最早的单层衬砌结构形式主要是单层衬护。喷射混凝土和锚杆联合支护，不仅是安全可靠砌混凝土加锚杆构成的支

3、护体系，后来逐渐发展出的支护形式，而且是在岩层中构筑地下工程最为优现了两层或多层的喷混凝土构造。越的衬砌形式，这种方法在铁路隧道、冶金矿山工程目前国内的隧道主要采用复合式衬砌，单层衬等地下工程中都已大量采用。砌应用较少，对于单层衬砌设计的研究就更少，铁路参照国内外支护结构的形式及分级方法，典型隧道设计规范中仅推荐在“地下水不发育的Ⅰ、Ⅱ级的是挪威法（Q法），见图1。单层衬砌可按参照也按围岩的短隧道，可以采用锚喷衬砌”。实际上，单层衬稳定性分为9级（表1），不同的稳定级别采用相对砌相对于复合式衬砌，具有工序简化、施工快速、经应的支护机理，进而按照锚喷支护原则

4、及理论分析济合理等多方面的优点，国内外的实践也证明单层确定支护参数。衬砌可以满足耐久性的要求，并可推广使用。单层衬砌除极差的Ⅸ级或者特殊情况下采用模对于单层衬砌的设计方法，主要有基于挪威法铸混凝土以外，其他均采用锚喷支护，国外一般均将的Q系统支护设计法、极限状态法以及基于能量守它们作为永久支护，但考虑到耐久性及平整度方面恒的能量原理设计法，目前应用较为广泛的是基于的要求，可以采用内衬的方式解决，与常说的离壁式挪威法的Q系统支护设计法。国内的汕头液化石油衬砌基本类似，但它仅以构造形式出现。内衬可以起气储库工程、昆石高速公路小团山隧道行车横洞等到以下三方面的作

5、用：也都是根据挪威法设计的。（1）在单层衬砌本身满足二级防水标准的基础因此有必要对单层衬砌的关键问题进行设计，上，通过内衬的隔水作用达到Ⅰ级防水标准。修改稿返回日期：2009-02-18基金项目：铁道部科技司科技开发项目(合同编号：2003G038)作者简介：陈立保(1979-),男,工程师,从事于隧道工程方面工作，E-mail：clbweq@263.net.38第46卷第3期(总第326期)2009年6月出版Vol.46，No.3，Total.No.326Jun.2009现代隧道技术MODERNTUNNELLING单层衬砌若干关键问题的设计TECHNOL

6、OGY表1单层衬砌稳定性分级及其支护机理Table1Classificationforthestabilityofsingle-layeredlininganditssupportingmechanism分级稳定状态支护机理支护型式I极稳定围岩自承无需支护Ⅱ很稳定构造支护喷混凝土Ⅲ稳定悬吊作用局部锚杆+喷混凝土Ⅳ较稳定悬吊作用+壳体支护系统锚杆+喷混凝土Ⅴ一般悬吊作用+壳体支护系统锚杆+合成纤维混凝土VI较不稳定锚杆组合拱支护+加强型壳体支护系统锚杆+合成纤维喷混凝土+钢架Ⅶ不稳定预支护+锚杆组合拱支护+加强型壳体支护超前支护+系统锚杆+合成纤维喷混凝土+

7、钢架Ⅷ很不稳定预支护+锚杆组合拱支护+加强型壳体支护超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架预支护+锚杆组合拱支护+组合壳体支护超前支护+系统锚杆+钢纤维喷混凝土+钢架+模筑混凝土Ⅸ极不稳定特殊设计内衬也可以采用聚氨酯泡沫体+玻纤板（图3）或者铝板+矿化棉的方式解决，其中泡沫体或者矿化棉作为隔离层，玻纤板或者铝板作为装饰层和隔水层，同时也提高了隧道内净空的平整度。支护分类：1）不支护；2）点锚支护，sb；3）系统锚杆支护，B；4）系统锚杆支护（加喷普通混凝土，4~10cm），B（+S）；5）纤维增强喷射混凝土加锚杆支护5~9cm，Sfr+B；6）纤维增强喷

8、射混凝土加锚杆支护9~12cm，Sfr+B；7）纤维增强喷射混凝土