隧道及地下工程襯砌

主要作用

承重

即承受圍岩壓力、結構自重、地下水壓力以及其他荷載的作用；

圍護

即用來防止圍岩風化和崩塌，以及防水和防潮等。

材料

襯砌可以採用木材、磚、石、混凝土、鋼筋混凝土、噴射混凝土(必要時可再用鋼筋網加強)以及鑄鐵、鋼材或其他金屬等建築材料構築。

施工方法

根據淨空和外形要求以及水文、地質條件的不同，襯砌可以是圓形的、拱頂直牆形的、拱頂曲牆形的和穹頂圓筒牆形的，也有採用橢圓或其他腰圓形和矩形等斷面形狀及不同的斷面尺寸。在軟弱地層中，當洞底反力很大時，可以採用帶仰拱的襯砌。襯砌厚度取決於隧道或地下結構的跨度和高度，其所承受的圍岩壓力和其他荷載的大小，以及圍岩的變形特點，也與所選用的設計和施工方法有關。根據施工方法的不同，可以將襯砌分為：模築襯砌、離壁式襯砌、裝配式襯砌和噴錨支護等幾種形式。

模築襯砌

採用現場立模灌築整體混凝土或砌築磚石，與圍岩之間的超挖部分可進行回填和灌漿，使與圍岩緊貼。有拱頂半襯砌（邊牆不作襯砌）、厚拱薄牆襯砌等幾種形式。

離壁式襯砌

襯砌與岩壁相隔離，其間的空隙不回填。為保證結構的穩定性，多數情況都在拱腳處設定水平支撐，使該處襯砌與岩壁互相頂緊。離壁式襯砌也可以做成裝配式的，以方便施工。這種襯砌多在穩定或基本穩定的圍岩中採用，對防潮要求比較高的各類地下倉庫尤為適合。

裝配式襯砌

最常用的是圓形管片襯砌，由若干預製好的鋼筋混凝土管片或混凝土砌塊用拼裝機械在隧道中裝配而成。管片之間和相鄰環管片間的接頭多用螺栓連線，如採用砌塊接頭則多用鑲榫錯縫嵌合。管片襯砌是配合盾構或其他挖掘機械開挖施工而採用的。裝配完成以後，一般要向管片背後壓漿，以保證地層的穩定性。除圓形管片襯砌外，裝配式襯砌還可以由若干鋼筋混凝土構件拼裝成各種斷面形式。在裝配式襯砌的內面，根據結構加固和防水要求，有時再加設一圈現澆的鋼筋混凝土內襯，稱為複合式襯砌。

噴錨支護

用錨桿噴混凝土或錨桿鋼筋網噴混凝土來加固並支護圍岩的一種新的襯砌形式。錨桿沿洞周按一定間距布置，深入圍岩內相當深度，並用各種方式進行錨固。為增加錨固效果，對錨桿可預施應力。用新奧法施工時，噴錨通常作為一次支護，根據斷面收斂的量測信息，在其內圈再整體模築二次襯砌，也稱為複合式襯砌。

結論

當前，隧道襯砌設計和施工的要旨在於儘可能地發揮和利用圍岩的自持能力，使襯砌設計更經濟合理。襯砌作業是隧道施工的關鍵工序之一，應考慮其綜合機械化和預製裝配工業化，進一步提高襯砌質量，並加速施工進度。