第六節 隧道斷面初步擬定

隧道的凈空限界確定以后，就可以據此進行隧道襯砌斷面的初步擬定。

初步擬定結構形狀和尺寸可采取經驗類比的方法。擬定襯砌結構尺寸，需考慮兩個方面因素：第一是選定凈空形狀，也就是選定結構的內輪廓；第二是選定截面的厚度。

1.內輪廓

襯砌的內輪廓必須符合前述的隧道建筑凈空限界。結構的任何部位都不應侵入限界以內，同時又應盡量減小坑道的斷面積，使土石開挖量和圬工砌筑量最少。因此，內輪廓線總是緊貼著限界的，但又不能隨著限界曲折，而應平順圓滑，使結構受力合理。

2.結構軸線

以混凝土為材料的隧道襯砌是一種受壓結構，結構的軸線應盡可能地符合荷載作用下的壓力線。若是兩線重合，結構的各個截面都只承受單純的壓力而無拉力，當然最為理想。但事實上很難做到。一般總是結構的軸線接近于壓力線，使大部分區域主要承受壓力，而部分區域斷面承受很小的拉力，從而充分地利用混凝土材料的性能。

從理論和實踐得出，當襯砌承受徑向分布的靜水壓力時，結構軸線以圓形最合適。當襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時，結構軸線上部宜采用圓弧形或尖拱形，下部可以做成直線形（即直墻式）。當襯砌在承受豎向荷載的同時，又承受較大的水平荷載時，襯砌結構的軸線上部宜采用圓弧形或平拱形，下部可采用凸向外方的圓弧形（即曲墻式）。如果還有底部壓力，則結構底部還應有凸向下方的仰拱。

3.截面厚度

襯砌各截面的厚度是結構軸線確定以后的重點設計內容，要求設計的截面厚度具有足夠的強度。關于襯砌結構的設計計算方法在后面章節中將予以詳述。從施工角度出發，截面的厚度不應太薄，否則將使施工操作困難和質量不易保證。鐵路隧道設計規范中，規定了襯砌各部分最小厚度的數值（表3-8），可供參考。

表3-8 圬工截面最小厚度 單位：cm