隧道衬砌结构：质量通病解决技术手册

问题29：瓦斯段未考虑瓦斯进入隧道空间内将影响生命财产安全的因素，未考虑采取全封闭外包防水及全封闭衬砌结构。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第14.6.2条关于含瓦斯地层隧道应采用全封闭结构，并提供混凝土的抗渗性的规定。

【处理措施】根据地勘资料确定隧道是否位于瓦斯段落，当位于瓦斯段落时，瓦斯地层隧道应采用单层或多层全封闭结构，并提供混凝土的抗渗性。混凝土的抗渗等级建议不低于P8，且应采用全封闭外包防水。

问题30：衬砌结构设计时未考虑规划的影响。如隧道顶需平场减载、建设其他项目加载；隧道周边其他规划的地下工程建设的影响等。

【原因分析】违反《城市地下道路工程设计规范》（CJJ 221—2015）第3.2.12条中关于城市地下道路设计应根据规划预留必要的实施条件的规定；违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第4.1.3条关于当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计及施工中采取必要的措施的规定。

【处理措施】隧道设计时应根据规划资料、工程地质与周边环境，从技术、经济、工期、环境影响等方面综合比较，选择合理的结构形式和施工方法。例如，当隧道拱顶覆土较厚时，建议采用受力较好的拱形结构，当隧道拱顶为道路且高差受限时，建议采用箱形结构。又如，为保护建构筑物，建议采用控制爆破或机械开挖等。

问题31：衬砌结构设计时未考虑隧道结构设计基准期、隧道结构安全等级、环境类别与作用等级对隧道的影响，未考虑结构材料及耐久性设计要求。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第5.1.1～5.1.10条关于建筑材料中的一般规定的内容。

【处理措施】衬砌结构设计时，应首先充分考虑隧道的基准期、安全等级、环境类别与作用等级对隧道的影响，然后结合规范及经验进行结构材料及耐久性设计。

问题32：未考虑结构计算对衬砌结构设计的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第9.2条关于衬砌结构计算的规定。

【处理措施】衬砌结构设计时，应首先对衬砌结构进行计算。计算时应先摸清边界条件，落实隧道与周边建（构）筑物位置关系，核算各种可能的工况，然后根据计算结果结合规范对衬砌结构进行设计。最后，再结合工程类比法对设计进行复核。

问题33：复合式衬砌钢拱架设计图中，未考虑施工过程中拱架基础的稳定性，未设置锁脚锚杆或锁脚锚杆与钢架的连接关系表达不清楚。

【原因分析】锁脚锚杆的施工是保证隧道施工过程中拱架基础稳定、拱架不下沉的重要措施。

【处理措施】首先根据隧道施工方法确定钢拱架的分节位置，然后根据隧道支护参数确定钢拱架的间距，最后根据施工方法、钢拱架分节位置、钢拱架间距及围岩情况设计锁脚锚杆。

问题34：当隧道位于有腐蚀性围岩地段时，未考虑腐蚀性物质对隧道衬砌耐久性的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计细则》（JTG／T D70—2010）第13.8.2条关于公路隧道混凝土结构应根据不同的设计基准期、不同的周边环境类别及其作用等级进行耐久性设计、混凝土结构的耐久性设计应保证结构在其设计基准期内的适用性、可修复性与安全性的需要，必须提出使用过程中的维修与检测的要求。隧道结构耐久性设计应根据隧道结构的耐久性设计标准，结合环境条件分段确定的规定。

【处理措施】结合地勘资料确定隧道是否位于围岩具有腐蚀性段落。当隧道位于腐蚀性地段时，为保证隧道结构的耐久性满足规范要求，应对隧道进行抗腐蚀性设计，如在衬砌内添加抗腐蚀性外加剂。

问题35：设计时未结合施工过程中的注浆堵水措施及运营过程中的地下水限量排放原则计算富水段的衬砌结构设计，隧道富水段抗高压水衬砌未注明结构所能承受的水压力。

【原因分析】违反《公路隧道设计细则》（JTG／T D70—2010）第13.7.4条关于当隧道衬砌设置有渗水孔时，应计入渗排的水量所降低的衬砌上的水压力，可对全封闭衬砌的水压予以折减，以及第13.7.8条关于抗水压复合式衬砌，可采用周边注浆、设置防水层及设置有限的渗水孔提高结构的防水能力的规定。

【处理措施】首先根据地勘资料、注浆堵水措施及有限的渗水计算出水压力，然后根据水压力的大小设计抗水压复合式衬砌，并在设计中注明结构所能承受的水压力。

问题36：当隧道洞身位于Ⅲ、Ⅳ级围岩段时，未根据隧道的埋深、跨度及周边环境等因素考虑是否采用钢筋混凝土。

【原因分析】违反《公路隧道设计细则》（JTG／T D70—2010）第13.4.3条关于二次衬砌宜采用模筑混凝土或钢筋混凝土结构、表13.4.6-2三车道隧道复合式衬砌设计参数中Ⅳ3、Ⅳ2采用钢筋混凝土结构的规定。部分运营过程中的隧道由于二次衬砌未采用钢筋混凝土导致混凝土开裂掉块。

【处理措施】首先根据隧道的埋深、跨度、地质情况及周边环境等因素对结构进行计算，然后根据计算结果并结合工程类比法确定是否采用钢筋混凝土。根据大量城市隧道设计及施工经验，建议城市隧道二次衬砌均采用钢筋混凝土。

问题37：未考虑钢筋连接型式对衬砌结构受力的影响。

【原因分析】违反《重庆市建设领域限制、禁止使用落后技术的通告》关于受力钢筋连接采用机械连接的规定。

【处理措施】钢筋的连接设计应钢筋受力特点、钢筋直径并结合规范要求确定采用机械连接或焊接，如大于等于ϕ22的受力主筋不得使用焊接连接。

问题38：隧道明洞或下穿道衬砌结构设计时，未考虑地基承载力不足时对衬砌结构的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.5.4条关于明洞基础应置于稳固地基上的规定。(www.xing528.com)

【处理措施】当隧道或下穿道基础地基承载力达不到设计要求时，地基处理措施主要有：换填砂砾垫层、砂桩、砂井等。基础形式主要有：仰拱基础、整体基础、深（高）基础、桩基础等。

问题39：衬砌结构类型设计时未充分考虑围岩级别、埋深、隧道类型（分离式、小净距、连拱）及邻近建（构）筑物的因素，未采取针对性的衬砌设计及措施。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.1.2条关于隧道衬砌、第8.1.3条关于衬砌结构类型和尺寸，以及第4.1.3条关于当隧道与相邻建筑物互有影响时，应在设计及施工中采取必要的措施的规定。

【处理措施】隧道设计时应考虑围岩级别、埋深、隧道类型（分离式、小净距、连拱）及邻近建（构）筑物的影响。宜在隧道围岩级别差的地段、隧道埋深浅的地段采取加强初支及二衬设计、增加超前支护的措施；小净距隧道、连拱隧道及邻近建（构）筑物的隧道，除加强初支及二衬设计外，还应加强小净距隧道中夹岩柱的设计、连拱隧道及邻近建（构）筑物的隧道的施工工法及开挖方式设计。

问题40：隧道初期支护锚杆的类型、长度及间距未充分考虑围岩级别、隧道断面尺寸、施工条件等的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.2.4条关于锚杆设计参数的规定。

【处理措施】根据《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）的要求，隧道初期支护锚杆参数设计时应考虑围岩级别、隧道断面大小及经济性，建议在隧道锚杆设计时可参照表19.3选取。

表19.3　锚杆支护参数及类型表　单位：m

问题41：隧道采用闭合的初期支护时，钢筋网的设置未考虑隧道拱墙与仰拱的位置差异。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.2.2条关于喷射混凝土钢筋网设计的规定。喷射混凝土中布设钢筋网，有利于提高喷射混凝土的抗剪、抗弯强度及抗冲切、抗弯曲能力，提高喷射混凝土的整体性，减少喷射混凝土的收缩裂纹，防止局部掉块。

【处理措施】隧道初期支护钢筋网设计时应考虑使用的部位，拱部及边墙位置钢筋网主要是提高喷射混凝土的强度，防止局部岩石掉块，而仰拱部位喷射混凝土一般起到找平层及钢架保护层的作用，因此仰拱不宜设置钢筋网。

问题42：隧道富水段抗高压水衬砌未注明结构所能承受的水压力，未考虑注浆堵水及隧道排水对水压的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计细则》（JTG／T D70—2010）第13.7.5条、第13.7.6条关于抗水压复合式衬砌支护设计和第13.7.3条、第13.7.4条关于水压力折减的规定。

【处理措施】隧道富水段抗高压水衬砌设计时，必须说明本衬砌所能承受的拱顶以上最大水压力，同时根据隧道开挖后地下水活动状态、隧道开挖后毛洞状态下的实测排水量和隧道建成后的设计排水量，确定外水压力折减系数。

问题43：隧道初期支护钢拱架的分段未结合隧道的施工方案，同时也未考虑每节段钢架的质量及施工可操作性。

【原因分析】钢拱架节段设计时未结合隧道施工方法，同时未充分考虑现场钢拱架施工的便利性。

【处理措施】隧道初期支护钢拱架的分段应结合隧道的施工方法，建议在每步开挖导坑拱脚处分段，同时每段钢拱架质量不宜超过200 kg。

问题44：隧道衬砌设计未考虑设置同种衬砌的不同亚类，比如Ⅳ级围岩深埋可进一步按硬岩和软岩区别设计。

【原因分析】违反《公路隧道设计细则》（JTG／T D70—2010）第6.1.1条、第6.3.1条、第13.4.6条关于围岩进行亚级划分及复合式衬砌设计参数的分类规定。

【处理措施】建议在隧道定测及施工阶段对隧道围岩进行亚级划分，可根据取得的围岩定性特征和岩体基本质量指标（BQ），进一步细分围岩亚级。如围岩基本质量指标（BQ）为251～350划分为Ⅳ的前提下，可再将BQ值在316～350之间划分为Ⅳ1，BQ值在285～315之间划分为Ⅳ2，BQ值在251～284之间划分为Ⅳ3，以便设计更经济合理。

问题45：隧道衬砌纵向钢筋设计未考虑衬砌厚度的影响，比如衬砌厚度分别为50 cm、60 cm、70 cm等时均采用直径12 mm的纵向钢筋。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.6.4条关于隧道纵向受力钢筋截面最小配筋率的规定。

【处理措施】隧道衬砌结构纵向钢筋设计时需要考虑衬砌厚度及截面最小配筋率。建议纵向钢筋直径可按如下采用：50 cm厚的二衬纵向钢筋直径为12 mm、60 cm厚的二衬纵向钢筋直径为14／16 mm、70 cm厚的二衬纵向钢筋直径为16／18 mm。

问题46：隧道初期支护预留变形量未充分考虑围岩级别、断面大小、埋置深度、施工方法、支护情况及周边环境等的影响。

【原因分析】违反《公路隧道设计规范　第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）第8.4.1条关于隧道预留变形量取值的规定。

【处理措施】隧道预留变形量设计时应根据围岩级别、断面大小、隧道埋深、施工方法、支护情况及周边环境等确定。围岩级别差的预留变形量大，隧道埋深浅的预留变形量应取小值，隧道周边或拱顶有建（构）筑物的预留变形量应取小值甚至不允许变形，应采取强有力的支护手段确保建筑物不发生沉降。