摘要：隧道整体式模筑混凝土衬砌主要是通过调整断面形状和衬砌厚度来适应不同的地质条件，即适应不同的围岩级别和围岩压力分布情况，因而，单层衬砌的形状和厚度变化较多。总体上可分为直墙式衬砌和曲墙式衬砌，文中进一步介绍了其设计基本要求。

直墙式衬砌

适用条件

适用于地质条件比较好，以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况，主要适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩，有时也可用于Ⅳ级围岩。

结构组成

几种特殊情况

（1）半衬砌（省去边墙）

①多用于地质条件极好、岩层坚硬完整也没有地下水侵入的情况

②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，也可采用落地拱形式。

③注意在拱脚做平台以支撑拱圈，两侧岩壁喷浆敷面阻止风化和少量地下水的渗透。

（2）大拱脚

产生于先拱后墙法施工，为了节省圬工，采用大拱脚薄边墙衬砌

最大的问题是大拱脚支座施工困难，在非均质岩层中很难用钻爆法做出整齐稳定的支座。

（3）降低边墙建筑材料等级或采用花边墙

在地质条件尚好，侧压力不大，如围岩完整性比较好的Ⅰ—Ⅱ类围岩中，但又不宜采用半衬砌时，为了节省边墙圬工，可以简化边墙：

①降低边墙建筑材料的等级，如将混凝土边墙改为石砌边墙；

②采用柱式边墙或连拱式边墙，统称为花边墙。

曲墙式衬砌

适用条件

曲墙式衬砌适用于地质条件比较差，岩体松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水平压力也相当大的情况。主要适用于Ⅳ级及以上的围岩或Ⅲ级围岩双线。多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。

仰拱的作用

①抵御底部围岩压力

②防止衬砌沉降

③使衬砌形成一个环状的封闭整体结构以提高衬砌的承载能力。

公路隧道一般跨度较大，内轮廓接近限界的高宽比较铁路双线隧道为小，拱部一般较铁路隧道平坦，墙高稍低。为减少拱肩及墙部的拉应力，提高围岩及结构的稳定性，衬砌结构形式宜采用曲墙式衬砌。

隧道整体式衬砌设计基本要求

(1)整体式衬砌截面可设计为等截面或变截面。整体式衬砌截面可设计为直墙式或曲墙式，对设仰拱的地段，为减少围岩和衬砌的应力集中避免急剧弯曲和棱角，仰拱与边墙宜采用小半径曲线连接、仰拱厚度宜与边墙厚度相同。

(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，软岩地层明显分界处宜设沉降缝；在连续V,Vl级围岩中每30-80m应设沉降缝一道。

(3) 严寒与酷热的温差变化大的地区，特别时在最冷月份平均气温低于-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。

(4)设置沉降缝、伸缩缝的目的是为了把不同承载能力结构、承受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。沉降缝、伸缩缝缝宽应大于20mm，缝内可夹浸沥青木板或沥青麻丝。伸缩缝、沉降缝应垂直于隧道轴线设置。

(5)沉降缝、伸缩缝可兼作施工缝。在设有沉降缝、伸缩缝的位置，施工缝宜调整到同一位置。同时，沉降缝、伸缩缝与临近施工缝的距离一般不小于5m，是为保证一次浇注衬砌的长度。

(6)不设仰拱的地段，衬砌边墙基底应置于稳固的地基之上，但不要因为边沟开挖而破坏了地基的整体性，导致边墙失稳。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。

(7)因地形、地质构造造成围岩松动、滑移而引起有明显偏压的地段，有时由于施工工序而引起的短暂偏压地段，为了承受不对称围岩压力，设计中应采用抗偏压衬砌。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，所以抗偏压衬砌宜采用钢筋混凝土结构。

(8)隧道横洞指汽车横向通道、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)根据一些已发生地震地区的调查资料看，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；地震动峰值加速度系数大于0.2的地区，资料不多，不能保证地震发生时隧道衬砌不开裂、破坏。所以，在洞口段及软弱围岩段的衬砌宜采用钢筋混凝土结构。

(10)当采用钢筋混凝土衬砌结构时，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。

相关资料推荐：

某隧道洞身模筑衬砌工程施工方案

https://ziliao.co188.com/d62792944.html

知识点：隧道整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）