复合式衬砌的类比设计

我国《铁路隧道设计规范》规定：隧道应采用曲墙式衬砌，其衬砌类型应优先采用复合式衬砌。地下水不发育的Ⅰ、Ⅱ级围岩的短隧道，可采用喷锚支护。衬砌结构的形式及尺寸，可根据围岩级别、水文地质条件、埋置深度、结构工作特点，结合施工条件等，通过工程类比和结构计算确定，必要时还应经过试验验证。

复合式衬砌的初期支护和二次衬砌设计参数，可采用工程类比确定，并通过理论分析进行验算。类比设计可参照表1和表2，并应根据现场围岩量测信息对支护参数作必要的调整。

复合式初砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌结构， 即在隧道开挖后立即施作网喷混凝土作为初期支护， 经监控量测确认围岩及初期支护基本稳定后再铺设防水层， 最后浇筑二次衬砌防水混凝土。

复合式衬砌防水主要依靠全封闭的防水层和二次衬砌混凝土， 两者相辅相成， 缺一不可。二次衬砌防水混凝土在硬化过程中， 内部存在着温度应力和收缩应力， 这些应力的存在会使防水混凝土产生变形； 而初支混凝土表面粗糙、凹凸不平， 必然会对二次衬砌混凝土产生相当大的约束力， 阻止其变形， 于是就产生了拉应力。当拉应力大于二次衬砌混凝土抗拉强度时， 混凝土即被拉裂， 特别是在隧道起拱线应力集中区产生的裂缝最多。如果设法消除或减弱初期支护喷射混凝土对二次衬砌混凝土的约束， 使其自由变形或约束力减小， 所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度， 二次衬砌混凝土就不会产生裂缝。因此封闭的防水层多选用不透水、表面光滑的塑料片材， 它不仅起到防水作用， 而且还能隔离、润滑初支喷射混凝土和二次衬砌混凝土， 减少二次衬砌混凝土的开裂。

隧道的挖掘安全为要务，隧道安全逃生管道，是最后一道防线。