整体现浇衬砌

百科 2025-02-06 00:00 安徽

一、整体现浇衬砌的概念及适用范围

整体现浇衬砌是被广泛采用的衬砌形式，有长期的工程实践经验，技术成熟，适应多种围岩条件。在公路隧道中，其一般适用于隧道洞口段、浅埋段及围岩条件很差的软弱围岩中。依据隧道围岩地质特点的不同，整体式混凝土衬砌可采用多种形式，如：半衬砌、厚拱薄墙衬砌、直墙拱形衬砌和曲墙拱形衬砌等。

1、半衬砌

所谓半衬砌，就是根据围岩的压力情况，有时只对拱顶部分进行衬砌，而对边墙不进行衬砌；有时也正好反过来，即只对边墙进行衬砌，而对拱顶只作喷浆处理。这种衬砌形式适用于岩层较坚硬并且整体稳定或基本稳定的围岩(图11-2-1)。而对于一些侧压力很大的较软的岩层或土层，为了避免直墙承受较大的压应力，可以采用图 11-2-2所示的落地拱形式。

2、厚拱薄墙衬砌

厚拱薄墙衬砌适用于水平压力很小的状况。顾名思义，这种结构形式拱脚较厚，而边墙较薄(图11-2-3)。

3、直墙拱形衬砌

在竖向压力较大，而水平侧压力不大时，常常采用直墙拱形衬砌。这种结构形式常见于我国铁路隧道中(图 11-2-4)。

4、曲墙拱形衬砌

曲墙拱形衬砌适用于地质条件差，岩石破碎、松散和易于坍塌的地段。特别是对于洞底板较弱、具有膨胀特性或有较大围岩压力的情况，这不失为一种很好的设计形式(图11-2-5)。

二、整体现浇衬砌的一般规定

1、整体现浇衬砌截面可设计为等截面或变截面。对设仰拱的地段，仰拱与边墙宜采用小半径曲线连接，仰拱厚度宜与拱圈厚度相同。

当衬砌承受偏压荷载或承受垂直荷载较大时，可采用变截面形式。对于设置仰拱地段，为了减少围岩和衬砌的应力集中，避免急剧弯曲和棱角，边墙衬砌与仰拱宜采用小半径曲线连接(图11-2-6)。仰拱厚度宜与边墙厚度相同，以保证边墙衬砌与仰拱之间力的有效传递。

2、明洞衬砌与洞内衬砌交界处或不设明洞的洞口段衬砌，在距洞口 5~12m 的位置应设沉降缝；在洞内，软硬地层明显分界处宜设沉降缝；在连续V、Ⅵ级围岩中每隔30~80m应设一道沉降缝。

不同围岩级别采用不同的衬砌类型，不同衬砌类型所承受的围岩压力不同，地基承载能力也不相同。设置沉降缝是为了防止不均匀沉降或变形不一致产生的剪切破坏。在隧道洞口衬砌所受的力和地基承载力差异较大，加上洞口段各种影响因素较多，衬砌大多出现明显的横向变形错位，所以应设沉降缝。在连续软弱围岩中，由于地基承载能力弱，长期荷载作用使得变形也不一致，根据具体情况每隔一定距离也应设沉降缝。

3、严寒与酷热温差变化大的地区，特别是在最冷月份平均气温低于一15℃的寒冷地区距洞口100~200m范围的衬砌段应根据情况增设伸缩缝。

衬砌由于冷缩影响往往导致开裂，为了适应温度变化，在温度变化影响较大范围内的衬砌应设伸缩缝，以防止衬砌由于温度应力引起的开裂。

4、沉降缝和伸缩缝缝宽应大于20mm，缝内可夹沥青木板或沥青麻丝。沉降缝和伸缩缝应垂直于隧道轴线设置。

设置沉降缝和伸缩缝的目的是为了把不同承载能力结构、承载不同围岩压力的结构完全断开，产生的沉降变形和受力变形各自独立。隧道结构设置变形缝，并在缝内设置一定厚度的隔离层，采用沥青木板或沥青麻丝是多年的做法，也可采用具有一定耐久性的柔性材料。结构的荷载作用方向垂直于隧道轴线，所以变形缝也应垂直于隧道轴线设置。

5、沉降缝和伸缩缝可兼作施工缝。在设有沉降缝和伸缩缝的位置，施工缝宜调整到同一位置。

沉降缝和伸缩缝本身可作施工缝，施工缝调整到与沉降缝、伸缩缝同一位置，可减少一道专门工序。同时沉降缝、伸缩缝与临近施工缝的距离一般不小于5m，以保证一次浇筑衬砌段的长度。

6、不设仰拱的地段，衬砌边墙基底应置于稳固的地基之上，在洞门墙厚度范围内，边墙基础应加深到与洞门墙基础底相同的高程。

不设仰拱地段，地基的承载能力较高，但不能因为边沟开挖而破坏了地基的整体性，导致边墙脚失稳。洞口端墙式洞门的基础深度较大，洞门墙基坑开挖可能对隧道衬砌边墙基底造成损伤，要求衬砌边墙基础加深到洞门墙基底深度。

7、在有明显偏压的地段，应采用抗偏压衬砌。抗偏压衬砌宜采用钢筋混凝土结构。因地形、地质构造造成围岩松动、滑移而引起的有明显偏压的地段，有时由于施工工序而引起的短暂偏压地段，为了承受不对称的围岩压力，设计中应采用抗偏压衬砌。偏压衬砌靠外一侧衬砌外缘受拉，抗力较弱，向外侧变形的趋势较大，所以靠外侧的拱墙衬砌可加厚，并对衬砌截面在偏压状态下进行验算。根据国内工程实例调查，偏压状态一般出现在洞口，容易出现开裂，所以宜采用钢筋混凝土结构。

8、隧道横洞与主洞的交叉段衬砌宜采用钢筋混凝土结构。隧道横洞指汽车横通道、通风道等，与主洞连接处形成交叉口。在交叉口段，由于暴露空间大，结构受力复杂，为保证结构强度，防止开裂，要求交叉口衬砌段采用钢筋混凝土结构。

9、地震动峰值加速度系数大于0.2的地区，洞口段及软弱围岩段的衬砌宜采用钢筋混凝土结构。根据已发生地震地区的调查资料，地下结构具有很好的抗震能力。在地震动峰值加速度系数小于 0.2的地区，一般地震对地下结构影响不大；在地震动峰值加速度系数大于0.2的高地震区，资料不多，不能保证地震发生时隧道衬砌不开裂、破坏。所以，在地震动峰值加速度系数大于0.2的地区，隧道洞口段或软弱围岩段的衬砌宜采用钢筋混凝土结构。

10、当采用钢筋混凝土结构时，混凝土强度等级不应小于C25，受力主筋的净保护层厚度不小于 40mm。

土木风雨

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