隧道襯砌是隧道建設(shè)的重要組成部分，提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、防水性和耐久性。材料的選擇取決于地質(zhì)條件、隧道用途、設(shè)計(jì)壽命和成本效益等因素。以下是現(xiàn)代隧道襯砌的主要材料：

  1. 混凝土

   混凝土因其強(qiáng)度高、耐久性和適應(yīng)性而成為隧道襯砌最廣泛的材料。主要有兩種類(lèi)型：

   ① 現(xiàn)澆混凝土：將新鮮混凝土澆筑到隧道開(kāi)挖面后方安裝的模板中。它形成一個(gè)連續(xù)的襯砌，與隧道形狀相符，并能抵抗地面壓力。

   ② 預(yù)制混凝土管片：這些管片是在工廠制造的，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)并使用隧道掘進(jìn)機(jī) (TBM) 進(jìn)行組裝。它們安裝快捷、質(zhì)量穩(wěn)定，常用于軟土地基隧道（例如城市地鐵系統(tǒng)）。

   鋼筋混凝土，加入鋼筋或纖維，可增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度和抗裂性。

   2. 鋼材

   鋼構(gòu)件通常集成到隧道襯砌中，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)支撐：

   ① 鋼纖維增強(qiáng)混凝土 (SFRC)：將鋼纖維混入混凝土中，可提高韌性，并減少動(dòng)態(tài)荷載（例如地震活動(dòng)或交通繁忙）下的開(kāi)裂。

   ② 鋼拱或鋼肋：在鉆爆隧道中與噴射混凝土或保溫層配合使用，可在不穩(wěn)定的巖石或土壤條件下提供即時(shí)支撐。

   ③ 鋼板或襯砌：應(yīng)用于受壓隧道（例如水電引水道），以承受內(nèi)部水壓。

  3. 鋼筋和纖維添加劑

   ① 鋼筋和鋼纖維：傳統(tǒng)的鋼筋或鋼纖維可提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和延展性，有助于控制開(kāi)裂，并增強(qiáng)抗沖擊和火災(zāi)引起的剝落的能力。

   ② 聚丙烯及其他合成纖維：這些材料被添加到噴射混凝土混合物中，以增強(qiáng)耐久性、減少塑性收縮，并提高火災(zāi)期間抗爆裂性。

  4. 聚合物基材料

   聚合物基襯砌和膜：像 AGRUFlex 這樣的產(chǎn)品采用先進(jìn)的聚烯烴和高級(jí)樹(shù)脂，制成柔性防水膜，可以噴涂層或預(yù)制片材形式應(yīng)用。此類(lèi)系統(tǒng)在防止?jié)B水和腐蝕方面特別有效。

   5. 替代材料和預(yù)制材料

   在某些情況下，諸如石料混凝土、碎石混凝土，甚至預(yù)制鑄鐵塊等材料被用于特定隧道段的襯砌。這些替代方案通常根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧系目捎眯院晚?xiàng)目特定的工程要求進(jìn)行選擇。

  6. 專(zhuān)用材料

   ① 防火涂料：膨脹型涂料或膨脹板可在火災(zāi)期間保護(hù)運(yùn)輸隧道的襯砌。

   ② 耐腐蝕合金：在腐蝕性環(huán)境中（例如含鹽地下水），可使用不銹鋼或涂層增強(qiáng)材料。

   每種材料在應(yīng)對(duì)隧道施工的獨(dú)特挑戰(zhàn)中都發(fā)揮著作用——無(wú)論是在新奧法（NATM）中利用薄噴射混凝土層來(lái)發(fā)揮圍巖的強(qiáng)度，還是在盾構(gòu)（TBM）項(xiàng)目中使用預(yù)制管片襯砌來(lái)確?？焖侔惭b和長(zhǎng)期耐用性。