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第4章隧道结构构造
公路隧道结构构造,、纵、横断面的形状由道路隧道的几何设计确定,衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定. 隧道衬砌是永久性的重要结构物,应有相当的可靠性和保证率,一旦破坏,、抗渗、抗侵蚀、不产生病害,衬砌能够长期、安全地使用.
本节主要介绍永久支护的作用原理和适用条件.
当地质条件较好,围岩稳定,地下水很少,有场地,施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备,并控制开挖和拼装工艺有一定的经验时,,又考虑二次衬砌时,也宜采用拼装式衬砌,,很少采用拼装式衬砌.
洞口一般较洞身围岩条件差,节理裂隙发育,风化重；再加隧道埋置浅薄,受地形、地表水、地下水、风化冻裂影响明显；容易形成偏压,甚至受仰坡后围岩纵向推力的影响,围岩容易失去稳定,,包括复合式衬砌,而不采用锚喷衬砌.
1．整体式衬砌
整体式衬砌是传统衬砌结构型式,在新奥法〔NATM〕闻世前,广泛地应用于隧道工程中,,主要通过衬砌的结构刚度抵御地层的变形,承受围岩的压力.
整体式衬砌采用就地整体模筑混凝土,其方法是在隧道内树立模板、拱架,,从外部支撑隧道围岩,适用于不同的地质条件,易于按需成型,且适合多种施工方法,因此在我国隧道工程中广泛使用.
IV类及以上围岩,由于围岩稳定或基本稳定,拱部围岩荷载较小,且往往呈现较小的局部荷载；衬砌工作条件较好,,故以采用变截面形式为宜.
对IV类及以上围岩,墙部是稳定的,侧压力较小,故一般地区也可采用直墙式衬砌,便利施工,并可减少墙部开挖量.
严寒地区修建隧道,由于地下水随季节温度发生变化,围岩易产生冻胀压力,使侧墙内移或开裂；曲墙式衬砌其抗冻胀能力较强,墙部破坏的情况远小于采用直墙式衬砌的隧道,故严寒地区隧道,不管围岩等级如何,只要有地下水存在,,防止或减少衬砌因温度降低而收缩,引起衬砌开裂和破坏,造成病害.
III类及以下围岩,地基松软,往往侧压力较大,,更重要的是使结构及时封闭,提高结构的整体承载力和侧墙抵抗侧压力的能力,抵御结构的下沉变形
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,达到调整围岩和衬砌的应力状态的目的,使衬砌处于稳定状态.
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
,达到围岩的暂时稳定；,；在III类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.
复合衬砌的设计,目前以工程类比为主,,通过测量、监控取得数据,,应通过量测及时支护,并掌握好围岩和支护的形变和应力状态,,掌握好断面的闭合时间；,达到作用在承载结构上的形变压力最小,且又十分安全和稳定.
III类及以下围岩或可能出现偏压时,,减少下沉：防止底鼓的隆起变形,调整衬砌应力的作用,更重要的是起封闭围岩,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X围；还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,其目的是,当第一层产生形变及形变压力较大时,仍给予极少量形变的可能,,可将少量形变压力均匀的传布到二次衬砌上,并依靠二次衬砌进一步制止继续变形,且不使一次衬砌出现裂缝时,〔即防水夹层〕,那么防水效果良好,且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝.
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,"塑性"时,