概述:廣義地說,可以把人工修築的支護結構統稱為襯砌,可分為初期支護和二次支護(二次襯砌)。隧道襯砌材料首先應具有足夠的強度、耐久性、抗滲性、耐腐蝕性和抗凍性等。另外,從經濟角度考慮,還應滿足就地取材,降低造價,施工方便及易于機械化施工等。
混凝土
優點 :整體性好,既可以在現場澆築,也可以在加工場預制,而且可以機械化施工。可以在水泥中摻入外加劑,以提高混凝土的性能。
缺點:灌注後不能立即承受荷載,需要進行養生,達到預定強度才能拆模,占用的模闆和拱架較多。普通混凝土的耐侵蝕能力較差。
片石混凝土
(1)鐵路隧道,為了節省水泥,在岩層較好地段的邊牆襯砌,允許采用片石混凝土(片石的摻量不應超過總體積的20%)。此外,當起拱線以上1m以外部位有超挖時,其超挖部分也可用片石混凝土進行回填。
(2)選用的石料要堅硬,其強度等級不應低于MU40,有裂隙和易風化的石料不應采用,以保證質量。
(3)公路隧道襯砌一般不用,隻在仰拱填充或超挖部分可以使用片石混凝土砌築。片石摻用量不得超過總體積的30%。
石料和混凝土預制塊
優點:可就地取材、降低造價、可保證襯砌厚度并能較早地承受荷載,可以節省水泥和模闆,耐久性和耐侵蝕性能較好。
缺點:整體性差,砌縫多容易漏水,防水性能較差,施工主要靠手工操作,難于機械化施工,費工、費時,施工進度較慢,而且砌築技術要求高。洞門擋牆、擋土牆、明線路緣石等仍可使用。塊石強度等級不應低于MU60,砌塊強度等級不應低于MU20,有裂縫和易風化的石材不應采用。
噴射混凝土
噴射混凝土是将混凝土幹拌和料、速凝劑和水,用混凝土噴射機高速噴射到潔淨的岩石表面上凝結而成。
其密實性較高,能快速封閉圍岩的裂隙。密貼于岩石表面,早期強度高,能很快起到封閉岩面和支護作用,另外在噴射混凝土中可加入纖維類材料提高其性能,是一種理想的襯砌材料。
在普通鐵路隧道中,噴射混凝土材料可用作中内層襯砌,但其強度等級不低于C20,使用的水泥标号不低于32.5号,并優先選用普通矽酸鹽水泥。細骨料采用堅硬耐久的中砂或粗砂,細度模數宜大于15,砂的含水率宜控制在5%—7%;粗骨料采用堅硬耐久的卵石或礫石,粒徑不應大于15mm。
我國高速鐵路隧道不使用噴射混凝土作為内層襯砌。
錨杆和鋼架
錨杆是一種插入到圍岩岩體内的杆形構件,可加固圍岩。可分為機械型錨杆、粘結型錨杆以及預應力錨杆。 錨杆的杆體直徑宜為20~32mm,杆體材料宜采用HRB335,HRB400鋼;墊闆材料宜采用HPB235鋼。錨杆用的各種水泥砂漿強度不應低于M20。鋼筋網材料可采用HPB235鋼,直徑宜為6—12mm。
鋼架是為了加強支護剛度而在初期支護或二次襯砌中放置的型鋼支撐或格栅鋼支撐。
初期支護采用的鋼架宜用H形、工字形、U形型鋼制成,也可用鋼管或鋼軌制成。
裝配式材料
盾構法施工,其襯砌材料往往采用裝配式材料,如鋼筋混凝土大型預制塊,有加筋肋的鑄鐵預制塊。
在修築棚式明洞(簡稱棚洞)時,又可用預制闆或梁,裝配闆式棚洞或梁式棚洞。
用新奧法施工時,為了防水、防落石和美觀要求,還可以加設離壁式結構,常用的材料有波紋鋼拱式大型裝配預制件,有時可以用玻璃鋼代替鋼材等。
為了提高洞内照明、防水、通風、美觀、視線誘導或減少噪音等原因,可在襯砌内表面粘貼各種各樣的裝修材料。
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