盾构施工规范2-1

第二章 衬 砌

2.1 管 片

2.1.1 管片形式的选择

管片的形式必须考虑到围岩条件、选址条件、隧道断面、隧道线路、施工方法等因素，选择有耐久性的、经济的、施工性好的形式。

【说明】

管片的材料、形状和接头形式必须完全满足铁路隧道的功能要求。铁路隧道需确保所需的内侧空间，有足够的刚度和强度，以防止列车荷载等各种荷载变动造成具有危险性的轨道变形，并且不得漏水并具有很高的耐久性。

1）管片的形式和特点

管片的形式按其材料、断面形状和接头形式大致可分为说明表2.1.1所示的各类，而主要的断面形状如说明表2.1.2所示。

RC管片：刚度大，抗压缩性好，在土压力、千斤顶推力等作用下很少发生压屈现象，而且富于耐久性。只要注意其施工，也可保证具有良好的水密性。其不利的一面是重量大，抗拉强度小，管片端部易损坏，故必须注意脱模、搬运和施工时的装卸作业。

钢制管片：材料均匀，强度也有保证。具有良好的可焊接性和水密性，重量较轻，施工性较好，现场加工和修理容易。可是，与RC管片相比容易产生变形。当千斤顶推力和壁后注浆压力过大时，有出现压屈的可能。另外，不进行二次衬砌施工时，需进行妥善的防腐蚀措施。

铸铁管片：延展性好，强度高，制品的尺寸精度比其它种类的管片高，但价格较贵。 钢材和钢筋混凝土或者和素混凝土的合成管片与RC管片相比，有很高的强度，足以防止管片端部的损坏。

近年来，已开发出了各种形式的管片和接头结构，并取得了实际应用。有些形式虽然实际施工中应用不多，但为了建造合理、经济的衬砌，研究各种管片形式极为重要。参考资料2.1.1（1）给出了各种管片的特点和示意图。

第二章 衬 砌 5

说明表2.1.1 国内有实际使用经验或经过试验性施工检验的管片的种类

接头形式 NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 钢 球墨铸铁 合成 （钢+钢筋混凝土或素混凝土） 箱形 箱形 波纹形 钢筋 混凝土 平板形 材料 断面形状 中子形 （箱形） 圆周方向 轴方向 （管片之间） （管片环之间） 长螺栓（直） （短螺栓+钢板）+ 长螺栓（直） 长螺栓（直） 短螺栓+钢板或铸铁板 弯曲螺栓 长螺栓（进给螺栓：直） 长螺栓（贯通螺栓：六角形管片） 销+混凝土凹凸 销+混凝土凹凸 混凝土对接 混凝土榫头 （+长螺栓） （+长螺栓） 制销 销 螺栓 销 长螺栓 混凝土凹凸 （贯通螺栓） 混凝土榫头+弯螺栓 插入接头+（高刚插入接头+ 度配件+短螺栓） （钢板+短螺栓） 钢板（大垫片）+钢板（大垫片）+长螺栓+插入式接长螺栓+插入式接头（+调心棒） 头（+调心棒） 混凝土对接 暗销接头 （+导向杆） 短螺栓 短螺栓 短螺栓 短螺栓 嵌合 销+混凝土凹凸 销+混凝土· 配件凹凸 一般名称 中子形 改良中子形 配件装配接头、铸铁接头 弯螺栓 进给螺栓 蜂房式 销榫头 带榫式 制销 楔式销 转向节 键锁 插入式接头 CPI 连接头 钢制螺栓 箱形铸铁 波纹形铸铁 合成式 NM 销榫头 铁路上的实 际使用情况 有 有 有 有 无 有 有 有 有 有试验性 施工 无 有 有 有 少 有 有 有 有 有 平板形

第二章 衬 砌 6

说明表2.1.2 管片的结构分类

断面形状 材料

钢筋混凝土 中子形（箱形） 平板形 钢

钢

球墨铸铁 箱形 波纹形

合 合 成 钢+钢筋混凝土 钢+素混凝土

2）管片的形式和适用性

一般情况下，对于铁路隧道之类的大口径隧道，不管地基如何，都以RC管片为对象进行研究。其中，中子形管片大多用于上覆荷载小的情况；而平板形管片由于其钢筋的配筋限制少，故常常用于重荷载。对于需考虑地面荷载等因素的特殊荷载，则往往研究铸铁管片和合成管片的适用性。而对于修筑车站部分等，需采用非圆形管片环或采用多圆形断面；有明显急弯道等时，则需研究铸铁管片或钢制管片的适用性。

这些管片的接头结构、止水性、耐久性、施工性等性能的比较如说明表2.1.3所示。 接着，便需考虑围岩条件、隧道内侧净空断面的大小，选择经济性、耐久性好的管片材料和形状。此时，需要考虑二次衬砌的施工和地下水的性质。若有明显的急弯道，则需采用小宽度管片和具有高抗拉强度的轴向接头的特殊管片。若是软地基中的隧道，则有可能在发生大地震时，出现较大变位，有时也需采取预防措施，在管片上使用柔性接头。

对于接头，一般以使用螺栓方式的居多，但也开发了铁制销、钢制销、混凝土凹凸连接、钢材啮合连接等各种方式，并已投入了使用。上述说明表2.1.1分类列出了日本迄今为止已使用的管片和已决定投入使用的管片类型。

考虑与开挖、推进、管片装配等施工法的适应性也极为重要。例如：大断面的隧道，其管片装配有自动化的趋势，对此需采用适合自动化的接头形式。而且，根据管片接头的种类，有的管片是特殊的形状，此时则需充分考虑与施工法的关系。为了设置通风场所和排水场所等，施工后需切割管片的一部分，进行扩宽开挖和地下连接时，则需考虑采用切割方便、富于韧性的管片。

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说明表2.1.3 管片的比较

材料主断面 结 构 优先考虑抗弯性能时，管片厚度较大。 优先考虑抗压刚度时，针对轴力比较有利。 隧道轴向 结 构 轴向接头的变形性能较小，对地基变形的跟踪性差。 轴向接头的数量在结构上较少，综合屈服强度差。 接头结构 圆周方向接头的刚度较大，轴向接头在结构上数量不能多，拼接效应小。 止水性 接头的刚度大，整体的网眼量少，密封材料容易有效地发挥作用。 需采取措施防止混凝土开裂和地下水渗透。 管片主体的止水性好。 接头的变形容易变大，故需注意接头的止水性等。 耐久性 耐久性好。 需采取措施防止接头配件腐蚀和开裂以及地下水渗透。 施工性 重量较大，容易产生缺损和开裂等损坏现象，应注意施工。 容易发生自重引起的变形，需有形状保持装置。 重量轻，损坏的可能性小，故施工容易。 背面精度高，对盾尾止水刷的阻力小。 经济性 一般来说，是最便宜的管片。 模板和接头的费用占支配地位，故小口径断面和管片环数量较少时不利。 R C管片 钢制管片 球墨铸铁管片 使用结构上使用的轧制钢材，材料质量可靠性高。 可改变板厚度，较自由地设计断面。 与RC系列管片相比，主体轴向刚度小。 制造精度取决于焊接精度。 由于使用的是球墨铸铁材料，可靠性高。 材料强度高。 虽然很难将构件的厚度变薄，但可以设计较为自由的断面。 与RC类混凝土管片相比轴向刚度较小。 断面刚度大。 与RC系列管片相比，可缩小管片厚度。 轴向接头的变形性能大，对地基变位的跟踪性好。 对千斤顶推力的屈服强度，与RC系列管片相比较小。 接头板大，圆周方向接头刚度小。 轴向接头的数量可以多设置，和邻接管片的拼接效应大。 耐腐蚀性差。 不进行二次衬砌时，需进行适当的防蚀施工。 与RC系列管片相比，价格贵，但只对小口径断面、特殊部分才有利。 轴向接头的变形性较大，对地基变位的跟踪性好。 同上 同上 耐腐蚀性差，但比钢制管片好一些。 不进行二次衬砌时，需进行适当的防蚀施工。 重量轻，损坏的可能性小，故施工容易。 与RC系列管片相比，价格贵，但管片的厚度可以缩小，有时从整个工程考虑，总体上有利。 与RC系列管片相比，价格贵。 尤其在需要高强度管片等时，往往会使用。 合成管片 轴向接头的变形性能较小，对地基变位的跟踪性差。 轴向接头的数量在结构上少，故综合性的屈服强度差。 在钢模镶合方式上，没有上述问题。 圆周方向接头的刚度较大。 轴向接头在结构上数量不能多，故拼接效应小。 而在钢模镶合方式上，榫头、槽部全周均啮合，故拼接效应大。 接头的刚度大，整体的网眼量少，密封材料容易有效地发挥作用。 耐久性高，露出表面的钢材的耐腐蚀性差。 不进行二次衬砌时，需进行适当的防蚀施工。 很难出现缺损等损坏。 较重，不容易施工。 容易发生自重引起的变形，需有形状保持装置。

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另外，在K管片上使用轴向插入型的楔形管片时，尽管与径向压入型相比，不会落入内侧，而且变形小，但在开挖方向上需有装配空间余量，故与使用径向压入型的K管片的盾构相比，存在一个盾构机身长度变长的问题。因此，对在不影响装配的施工性的范围内，应尽量研究控制机身长度的方法。盾构外径Φ10m级的盾构机身长度的研究事例如参考资料2.1.1（2）所示。

近来，K管片采用轴向插入型的越来越多。 3）管片制造的经济性

最近已开始在材料上使用高流动混凝土，并在国外工厂制造管片。因此最好从经济的角度，对这些管片的制造方法也进行比较研究。

①高流动性混凝土管片

长期以来，一般都是将干硬性混凝土注入钢模，再用振动台和插入式振捣器振捣，混凝土表面也是通过手工作业，用镘刀抹光。

与此相比，新的管片却是一种将高流动混凝土自动填充到带盖的模板内的制造方法。不仅可省略振捣和表面抹光的作业，而且还能缩短注入时间和简化模板结构。不过，在达到脱模强度之前，一直需要覆盖模板，故会发生气泡和水性麻点。为避免该缺陷，可将模板制成开孔钢板，并用无纺布防止孔眼堵塞。通过采取此类措施，便可保证其与传统的管片具有同等的质量。另外，高流动混凝土一般均为多灰配比，初始龄期以后的强度增长情况较好，所得到的强度大大超过混凝土的设计标准强度。

工厂内无振捣作业，噪声和振动对周围环境的影响也很小，产生了与改善作业相关的附加效应。

②国外制造的管片

引进国外制造的管片，从现有的实际使用情况来看，有韩国工厂制造的，也有台湾、马来西亚的工厂制造的产品。不管是哪儿制造的，为了满足日本的技术标准，对国外工厂均明确指定混凝土管片制造规范、材料质量管理检查标准、制造质量检查管理标准，并进行试制品性能试验和日方及时派员到现场进行监造、检查、技术指导，以确保管片的强度和质量的可靠性。通过采取这些措施，有时国外制造的管片也不比日本国内制造的质量差，故有必要对引进工作进行研究。

2.1.2 管片的设计

管片的设计应根据铁路结构物等设计标准及说明（盾构施工隧道）（设第9号 1997年7月1日）列出的各条款的规定进行。

【说明】

输送省代表国家对有关铁路结构物的设计技术标准进行制订和修订，对于盾构施工隧道，从1991年到1996年经6年的委员会的审议，制订了「铁路结构物等设计标准及说明（盾构施工隧道）」（以下简称“盾构设计标准”）。该设计标准的主要内容如下。

1）土压力计算

用于计算松动土压力的内摩擦角（Φ）和粘聚力（c）的计算方法按土的种类分别列出，并明确了各自适用范围。长期以来，计算土压力，均假设隧道上部的地基都处于同一状态，为了能评估实际的地层状态，给出了能适用于多层地基的垂直土压力的荷载计算式。

关于侧向土压力，按土的种类分别给出了侧向土压力系数（λ）。其中，在软粘性土地基上，有时也会出现垂直荷载小时弯矩却变大的情况。因此在使用该系数时，有时必须将设计

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垂直土压力和设计侧向土压力减少到70%进行校核。

2）水压力计算

作用于梁-弹簧模型（全周弹簧模型）的水压力如说明图2.1.1所示，衬砌的各个位置上的地下水压力可认为是作用在其法线方向上的。由此为了简化计算和安全设计等，采用的均布荷载更近于实际荷载形态。

3）地基抗力系数的计算

梁-弹簧模型所用的地基抗力系数，考虑了壁后注浆的变形特性和隧道半径因素，将除以半径所得之值用于设计。由此，对地基条件相同，半径小的隧道将会受到大的地基抗力的作用，在进行主荷载上的断面设计时，应该使用壁后注浆硬化过程中的值进行设计。

盾构隧道的实际结构

管片

管片和接头分别考虑 作为刚 度均匀的管片环考虑

惯用计算法 梁-弹簧模型（全周弹簧模型）

地基弹簧 第2管片 土压力·水压力 土压力

第1管片地基抗力 旋转弹簧 剪切弹簧 水压力 垂直荷载的抗力 垂直荷载的抗力 注）砂质土将土压力和水压力分开的荷载状态的实例 （a） （b） （c）

说明图2.1.1 结构计算方法的比较

4）容许应力

管片混凝土的容许应力中，标准的弯曲压应力（σca）和旧盾构施工隧道设计施工准则（1987年4月）相比，大了7%。另外，考虑到二次衬砌混凝土等的设计需要，新增设了现场浇注混凝土的容许应力标准，明确了容许应力的处理方法。

5）容许应力的加成

临时荷载的容许应力的加成，在旧盾构施工隧道设计施工准则中，施工时和地震时均取1.5倍。而在盾构设计标准的地震时的研究条件中，分别按各个构件特性确定了加成。而且加成也进行了增加，取1.5～2.0倍。

6）结构计算

结构计算基本上用梁-弹簧模型（全周弹簧模型）进行，该梁-弹簧模型可以以近于组装了管片的衬砌结构的模型进行计算，如说明图2.1.1所示，利用以管片主体为梁、以管片的圆周方向接头为旋转弹簧、以轴向接头为剪切弹簧，并考虑了2个以上的邻接管片环的结构模型计算衬砌的横断面方向的断面内力。梁-弹簧模型（全周弹簧模型）的特点可列举如下。

①可任意考虑管片的组装方法和接头位置的影响，可计算接头所要求的性能。

②对管片环向内侧和向外侧的不同变形方向，可分别计算接头旋转弹簧的变形特性。 ③对于由经验和过去的实际使用情况所确定的弯矩可不进行容许应力的加成，可根据错

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接头的结构模型直接计算断面内力。

④对于非对称荷载和双圆盾构等特殊条件的隧道，也能计算断面内力。 管片设计适用的条款如说明表2.1.4所示。

说明表2.1.4 管片设计适用的条款

第4章 衬砌设计概况 4.1 设计基本方针 4.2 管片材料、形状和接头形式 4.3 关于对隧道稳定性的研究 第5章 荷载 5.1 荷载种类 5.2 土压力 5.3 水压力 5.4 自重 5.5 上覆荷载的影响 5.6 地基抗力 5.7 施工时的荷载 5.8 地震影响 5.9 内部荷载 5.10 平行设置隧道的影响 5.11 隧道竣工后的地基沉降的影响 5.12 其它荷载 第6章 材料 6.1 材料 6.2 材料试验 6.3 材料杨氏模量 第7章 容许应力 7.1 容许应力 7.2 容许应力的加成 第8章 管片衬砌的结构计算 8.1 结构计算的基本事项 8.2 荷载选择 8.3 结构计算上的假设 8.4 面板及背板的计算 8.5 管片衬砌的横断面方向的断面内力 8.6 主梁应力 8.7 接头部应力 8.8 纵肋计算 8.9 隧道轴向结构计算 8.10 对施工时的荷载研究 8.11 对地震时的研究 8.12 对同平行设置隧道的研究 8.13 对隧道竣工后的地基沉降的影响的研究 第9章 管片的设计细节 9.1 形状尺寸 9.2 K管片的插入形式和形状尺寸 9.3 锥形管片环 9.4 纵肋 9.5 接头 9.6 防水施工 9.7 灌浆孔 9.8 吊钩 9.9 管片的边角部 9.10 钢筋加工、配置、锚固

第二章 衬 砌 11

2.1.3 管片止水带设计

管片止水带的设计，应在考虑施工期间和隧道长期使用过程中的水压力条件、管片装配误差和接头面的开口量等因素来进行。

【说明】

管片止水带是贴在管片的接头面上用以防水的材料。作为密封材料可分为具有粘附性的材料、具有弹性回弹力的材料、具有水膨胀产生的膨胀压力的材料数种。近年来，从装配精度、施工性的角度出发，大多使用将吸水性聚合物等混合在氯丁橡胶内制成的水膨胀性密封材料。

水膨胀性密封材料的止水方法，其原理在于利用在一定的容积内，水和吸水性聚合物等结合所产生的膨胀压力抵抗水压力，达到防止漏水的目的。其优点是能跟踪开口，止水效果好。通过对长时间的吸水材料时的溶出量、膨胀压力、膨胀率的耐久性进行实验，可靠性有了提高。膨胀前的性能和传统的密封材料一样，具有一定的刚度和硬度，可望得到弹性回弹力。

因此，针对施工时承受的水压力条件、开口量和错开量，仅靠密封材料的弹性回弹力足以保证，而对使用后的长期性能，可以通过膨胀压力得到维持。可根据管片的设计条件和施工精度等要求对密封材料进行设计。

止水的基本方针如下：

①密封材料受到压缩产生的回弹力（接触面应力）应大于设计水压力。

②密封材料的接触面应力会随着时间的推移因应力松驰和材料老化而下降。因此，接触面应力的设计必须考虑为长期都不低于设计水压力。即设计应满足下列条件。 施工时止水条件：pw1≤F·σw1 使用后止水条件：pw2≤F·σw2

式中， pw1：施工时的设计水压力

pw2：使用后的设计水压力 F：材料系数（安全系数）

σw1：考虑了对施工时假定的开口量、错开量的密封材料的接触面应力 σw2：考虑了对使用后假定的应力松驰的接触面应力 关于防水施工应参照5.5.3。

第二章 衬 砌 12

2.2 二次衬砌

2.2.1 二次衬砌的作用

在进行二次衬砌时，必须考虑是否将其作为力学上的主体结构进行考虑，应考虑一次衬砌的种类和特性、一次衬砌和二次衬砌的接合状况、围岩条件、环境条件、施工法等因素，必须设计适合其使用目的的二次衬砌。

【说明】

根据是否将其作为力学上的主体结构考虑，对二次衬砌的设计方法可分为下列2种。 1）将一次衬砌作为隧道的主体结构，不考虑二次衬砌对结构的加强作用时。 此时的二次衬砌的施工的目的主要是防蚀、防水和防振动。 ①防蚀（防止接头配件等腐蚀）

②防水（增大衬砌刚度抑制变形、维护轨道、防止电蚀） ③防振（增加衬砌自重以减小列车行驶时的地基振动）

还可望作为设计考虑范围之外的富余量，得到增加整个衬砌强度的效果。 2）将二次衬砌和一次衬砌一起作为隧道的主体结构考虑时。

在局部有大荷载作用、由于周围地基开挖会引起荷载变化、土压力等荷载会随时间有明显变化、有必要提高隧道轴向刚度、车站部分的非圆形隧道需要加强等情况时，大多将二次衬砌和一次衬砌一起作为主体结构进行设计。此时，设计方法可分为考虑临时设置到最终状态之间的荷载变化进行设计的方法和只考虑最终荷载进行设计的方法。

此外，当盾构到达部在隧道内部残留盾构钢壳内侧修筑二次衬砌时，要考虑将盾构钢壳的腐蚀量和二次衬砌一起作为隧道主体结构进行设计。

2.2.2 二次衬砌的设计

（1）不作为力学上的主体结构考虑的二次衬砌，其厚度应在考虑使用目的和施工法等因

素的基础上进行决定。为了防止耐久性下降，抑制裂隙宽度，防止伴随裂隙而出现的剥离，原则上应以钢筋混凝土结构的最小钢筋量为大致目标配置钢筋。

（2）将二次衬砌作为力学上的主体结构考虑时，其结构设计应以盾构设计标准「11.3结

构计算（2）」的规定为准。 【说明】

关于（1）

1）二次衬砌的厚度

不作为力学上的主体结构考虑的二次衬砌，其厚度需确保防蚀、防水和防振动所需要的厚度，并且大多数情况下需考虑混凝土浇筑施工的施工性进行决定。

铁路隧道上的二次衬砌的设计厚度分别取150mm、175mm、200mm，因隧道而异。也有的隧道虽然在计划阶段考虑为250mm，但在实施时，将管片厚度向内侧方向增加30mm，将止水带布置2排，并采用经过了防锈处理的接头配件，通过这些措施以省略二次衬砌，并可争取到220mm的多余空间。尽管如此，二次衬砌的设计厚度在150～200mm的范围内确定的隧道居多，虽然考虑方法有所差异，以此作为标准厚度最为理想。若取小于150mm的厚度，

第二章 衬 砌 13

需从施工性的角度出发，进行慎重的研究。

2）钢筋配置

钢筋混凝土的干燥收缩和温度梯度的大小往往是造成龟裂的原因。为了将该龟裂抑制在

）

无危害性的程度内，原则上需配置钢筋。至于钢筋量，则可参考铁路结构物等设计标准1所示的最小钢筋量。配置的钢筋量占混凝土全断面面积的0.15%以上。

配置钢筋时，最好采用与构件尺寸相比直径较小且与混凝土的粘附性好的钢筋。并在内表面一侧确保规定的保护层。

1）「铁路结构物等设计标准及其说明（混凝土结构物）」（1992年10月）、p309

2.2.3 二次衬砌的省略

对省略二次衬砌进行研究时，必须认真考虑只有一次衬砌情况下的防蚀性、防水性和防振性等。

【说明】

1）省略二次衬砌时的研究内容

近年来，随着管片装配精度、蛇行控制、壁后注浆方法等等方面的施工技术的提高以及水膨胀性密封材料和高刚度接头的应用，管片接头面上的漏水日趋减少。由此，对于有良好地基、地下水压力影响小的隧道，其二次衬砌作为防水的功能逐渐减弱，而剩下的防蚀功能尚须解决。修筑时省略二次衬砌而只确保将来所需设置空间断面的作法多了起来。总之，是否需要二次衬砌，需从长期的观点出发，分析种种因素并对下列项目进行研究决定其取舍。

①管片的变形 ②漏水

③腐蚀性环境 ④曲线半径 ⑤振动

研究这些项目时，可参照参考资料2.2.3。 2）省略二次衬砌时的断面缩小的研究

主要是由于水膨胀性密封材料的性能提高，修筑时可省略二次衬砌的隧道多了。但是由于和竖井连接的部分容易发生漏水，仍然存在万一发生漏水时的防水问题。对于设计时无法预测到的漏水，最好在隧道内径上加上将来设置二次衬砌所需的施工空间，以便将来能设置导水工程和二次衬砌。对于是否缩小断面，必须慎重研究。

采用中子形管片的隧道，原则上以不设置二次衬砌的情况居多。这是因为接头上没有钢材部分，无需对锈蚀采取措施，而螺栓采用了即便锈蚀也可更换的结构。对于肋梁较高的某个中子形管片，若设置二次衬砌时，挖掘断面增大，是一种比较保守但较为安全的考虑方法。

3）省略二次衬砌时各种应对措施 a）防蚀措施

①用有耐火性的泡沫陶瓷盖在螺栓连接箱的切口上，用硬质泡沫氨基甲酸乙酯充填在其内（说明图2.2.1）。

②将螺栓的热浸镀锌处理改为大可洛坦依兹德处理。 b）防水措施

①圆周方向接头采用高刚度的接头，轴向接头采用销式埋入锚固接头，提高管片环的真

第二章 衬 砌 14

圆度，尽可能减少接头部的开口。

②作为接头周边部分的管片，其背面用涂敷环氧树脂系列防水剂进行处理。

③螺栓孔止水嵌缝材料由合成树脂改用水膨胀性橡胶（膨胀倍率2倍、长期水压力600KN/m2以上）。

④设置嵌缝导槽（倒八字型），利用该槽对意想不到的漏水进行导水处理。 ⑤设置2层密封材料，提高防水性。 c）各设备（电气设备）的安装

①制造可利用管片连接螺栓的吊钩进行安装（说明图2.2.1）。 ②采用事先将预埋件埋入管片的方法（说明图2.2.2）。 ③采用后施工锚固方法。 填充材料 填充材料

表面材料 表面材料 嵌缝导槽 固定件 固定件

说明图2.2.1螺栓连接箱填充和固定件实例 安装螺栓用预埋塞

吊钩

螺栓（M22） 安装螺栓用预埋塞

说明图2.2.2 管片上配置安装用预埋塞实例

第二章 衬 砌 15

2.3 隧道内侧空间尺寸

2.3.1 蛇曲余量和维护余量

（1）蛇曲余量是对应于施工误差的余量，必须考虑施工条件，才可决定。

（2）维护余量是开始运行后的维护管理所需的余量，必须考虑轨道结构、隧道变形等因

素，才可决定。 【说明】

关于（1）

管片的装配误差需考虑施工条件（挖掘断面的大小、土质条件、盾构操纵性、曲线和坡度等）再决定，但一般从中心向上下左右的蛇曲余量为50～100mm左右。

关于（2）

作为内侧断面的余量，可以认为除了是蛇曲余量外，还是将来加固或维护隧道所需的余量。对于隧道的变形，在预料软地基上隧道会沿线路方向发生异常沉降时、有可能因水压力的较大变化引起变形时、漏水时、预计地震的影响较大时，需将各自的加固余量或轨道修正余量预先估计在内，从而扩大内侧空间断面。

维护余量应和业主协商决定。而根据实际经验，蛇曲余量和维护余量合起来取100～200mm的情况较多。

此外，在决定隧道的内侧空间尺寸时，在复线隧道上，由于建筑净空为横2列配置，故有时维护用小路会处于极限，确保其踏步宽度和肩宽度的空间的外接圆便是管片的内表面或二次衬砌的内表面。此时，无论是不将二次衬砌作为力学上的主体结构看待，还是修筑时省略二次衬砌或将来设置二次衬砌，对于避车道所需的空间，都是在取二次衬砌中考虑其一部分，便可确保维护管理所需的内侧空间。以这样的考虑，确保所需的最小内侧空间是可取的（说明图2.3.1）。

第二章 衬 砌 16

二次衬砌（厚度150～200mm） 可以确保通道 二次衬砌 不能确保通道 设置避车道 二次衬砌厚度 A 蛇曲余量 维护余量肩宽度 肩宽度 避车道 踏步 宽度 二次衬砌切口部分 踏步宽度 500 RL 1500—2000 A 断面A-A 2000 说明图2.3.1 不能确保维护通道时的避车道的设置实例 2.3.2 二次衬砌和仰拱

作为力学上的主体结构设置二次衬砌时，必须确保直到仰拱为止的全周的二次衬砌断面。 若是不作为力学上的主体结构设置的二次衬砌，或是确保二次衬砌的设置空间的断面，则侧道混凝土的最小厚度取蛇曲余量以上之值。

【说明】

作为力学上的主体结构设置二次衬砌时，应采用让二次衬砌负担一部分土压力、水压力等的外力的设计，故应确保全周断面，确保侧道混凝土的厚度在二次衬砌厚度+蛇曲余量以上（说明图2.3.2）。

若是不作为力学上的主体结构设置的二次衬砌，或是确保二次衬砌的设置空间的断面，则可认为荷载几乎不作用于侧道混凝土和仰拱部分，在施工二次衬砌之后仍有可施工的宽度即可，故侧道混凝土的最小厚度取蛇行余量以上即可（说明图2.3.3）。

第二章 衬 砌 17

二次衬砌厚度 肩宽度 肩宽度 踏步宽度 踏步宽度 RL 二次衬砌厚度+蛇曲余量以上之值 侧道混凝土 二次衬砌厚度+蛇曲余量以上之值 仰拱部分（普通混凝土） 说明图2.3.2 二次衬砌是力学上的主体结构时的内侧空间尺寸 图左：仰拱部使用流动化 处理土，省掉二次衬砌） 二次衬砌厚度 肩宽度 肩宽度 图右：仰拱部使用普通 混凝土，省掉二次衬砌 踏步宽度 RL 踏步宽度 蛇曲余量以上 仰拱部分（流动化处理土） 蛇曲余量以上 仰拱部分（普通混凝土） 说明图2.3.3 二次衬砌不是力学上的主体结构时的内侧空间尺寸