6.4 钻爆法隧道衬砌设计
6.4.1 钻爆法隧道分为山岭钻爆法隧道和水域钻爆法隧道。对于水域和山体相连的地形条件需要采用隧道穿越时，宜连续穿越。
Ⅰ 山岭钻爆法隧道
6.4.2 隧道平面设计宜采用直线型，根据管线路由、管道补偿要求和进洞口、出洞口的位置，也可采用折线型，折线处转角、曲率半径应满足施工布管要求。隧道纵断面设计根据进洞口、出洞口高程差和工程地质条件，可采用单一坡、人字坡和折线坡，纵向坡度不宜大于15％，不应小于0.3％，折线段坡度不宜大于25％。
6.4.3 隧道洞口位置应符合下列要求：
1 隧道洞口位置应根据地形、地质、水文条件，同时结合环境保护、洞外管道工程及施工条件、使用要求，通过综合分析比较确定。
2 隧道应早进洞，晚出洞；隧道洞口宜选择在坡面稳定、地质条件好、无不良地质现象、便于管道衔接、出渣方便处，并少占农田。
3 隧道进出口应高于山沟设计泄洪水位。在泥石流发育段应防止其堵塞隧道进出口。
4 隧道进出口高程应满足管道输送工艺系统的要求；高程差大的隧道，应提出长、陡坡度段隧道施工和管道安装的要求。
6.4.4 隧道洞口工程的设计应符合下列要求：
1 洞口宜与坡面正交；当采取斜交时，洞口覆盖层厚度不宜小于5m，其边、仰坡宜采取喷锚加固、网锚加固或其他加固措施。
2 当洞口处有坍方、落石、泥石流时，应采取清刷、延伸洞口、设置明洞或支挡构筑物措施。
3 隧道洞口边坡、仰坡根据洞门结构形式设计，采取加固防护措施，宜采用绿化护坡。
4 隧道洞口应设洞门封堵。
6.4.5 隧道设计下列情况宜设明洞：
1 洞顶覆盖层薄，难于采用暗挖法施工的；
2 隧道洞口存在边坡坍方、岩堆、落石、泥石流不良地质的危害的；
3 为了保护洞口的自然景观不改变自然边坡的；
4 有检修车辆通行要求的；
5 管道敷设有特殊要求的。
6.4.6 隧道应设衬砌。对于净宽度不大于5m的隧道，Ⅵ级、地下水发育的Ⅴ级、Ⅳ级围岩段应采用模筑混凝土复合式衬砌，地下水不发育的Ⅴ级、Ⅳ级围岩段隧道可采用喷锚衬砌或复合式衬砌，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩段隧道宜采用喷锚衬砌。
6.4.7 衬砌结构应根据围岩级别、水文地质条件、埋置深度、结构工作特点，结合施工条件，通过工程类比和结构计算确定，必要时，还应经过试验验证。隧道衬砌设计应符合下列规定：
1 宽度不大于5m的隧道宜采用直墙式衬砌，宽度5m及以上的隧道可根据围岩类别计算采用直墙圆拱或曲墙型式。
2 因地形或地质构造引起有明显偏压的地段，应采用偏压衬砌；Ⅴ、Ⅵ级围岩的偏压衬砌应采用钢筋混凝土结构；Ⅳ级围岩的偏压衬砌宜采用钢筋混凝土结构。
3 隧道洞口段衬砌应加强，加强长度应根据地质、地形条件确定，隧道洞口加强衬砌长度应不小于5.0m；当洞口段围岩级别已经进行了浅埋地表影响修正时，应按降低后的围岩级别设计衬砌，不需另行加强。
4 围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸，延伸长度宜为5m～10m。
5 偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m以上。
6 硬软地层分界处及对衬砌受力有不良影响处，应设置变形缝。
6.4.8 复合式衬砌设计应符合下列规定：
1 衬砌设计应包括围岩在内的支护结构、断面形状、开挖方法、施工顺序和开挖后支护与衬砌的断面闭合时间因素，充分发挥围岩的自承能力。
2 衬砌的初期支护宜采用喷锚支护，二次衬砌可采用模筑混凝土或湿喷混凝土，等厚截面，连接圆顺。
3 衬砌的设计参数宜采用工程类比法确定，并通过理论分析进行验算。当无类比资料，二次衬砌采用模筑混凝土时，可按表6.4.8的设计参数选用，并根据现场围岩量测信息对支护参数进行调整。
表6.4.8 复合式衬砌的设计参数
注：1 衬砌参数根据隧道净宽确定，大于3m的取上限，小于或等于3m的取下限；
2 隧道衬砌钢结构混凝土保护层厚度不应小于30mm。
6.4.9 喷锚衬砌设计应符合下列规定:
1 喷锚衬砌内部轮廓应预留50mm~100mm作为必要时补强用。
2 喷锚衬砌应采用无碱湿喷混凝土工艺;上层喷锚工序与初期支护喷锚工序应跟进及时。
3 遇下列情况不宜采用喷锚衬砌:
1)地下水发育或大面积淋水地段;
2)能造成衬砌腐蚀或膨胀性围岩的地段;
3)最冷月平均气温低于一15℃的地区的隧道洞口段;
4)有其他特殊要求的隧道。
4 喷锚衬砌的设计参数应经计算确定，Ⅰ～Ⅲ围岩段可按表6.4.9选用；Ⅳ级、Ⅴ级段围岩需进行单独设计。
表6.4.9 喷锚衬砌的设计参数
注：钢筋网保护层厚度小应小于30mm。
6.4.10 根据围岩条件情况隧道可采用整体式衬砌，设计应符合下列规定：
1 隧道洞口段，当线路中线与地形等高线斜交，围岩为Ⅰ～Ⅲ级时，宜采用斜交衬砌。
2 最冷月平均气温低于－15℃的地区的洞口段应设置变形缝。
3 围岩地段拱部衬砌背后应压注不低于M20的水泥砂浆。
6.4.11 初期支护的组成应根据围岩的性质及状态、地下水情况、隧道断面尺寸及其埋置深度条件确定。
1 系统锚杆应沿隧道周边在岩面上按梅花形均匀布置，其方向应接近于径向或垂直岩层，并应根据使用目的和围岩性质及状态确定锚杆的类型、锚固方式、长度，对自稳时间短、初期变形大的 软弱围岩地层，应采用长锚杆或自钻式锚杆注浆加固围岩。
2 对1款的软弱围岩地层，或当对地面下沉量有严格限制时，加强初期支护的刚度应采用钢架。根据围岩条件的不同，宜选择仅在隧道拱部设置的钢架或在拱部及墙部设置的开口式钢架。
在软弱围岩中应采用封闭式钢架。格栅钢架主筋的直径不宜小于18mm，各排钢架间应设置钢拉杆，其直径宜为20mm～22mm。
3 松散、破碎或膨胀性围岩中宜采用钢筋网喷射混凝土作初期支护，其厚度不宜小于100mm，钢筋网应以直径6mm～8mm的钢筋焊接而成，网格间距宜为150mm～250mm，钢筋网搭接长度不应小于1个网孔。
6.4.12 衬砌仰拱应具有与其使用目的相适应的强度、刚度和耐久性。仰拱厚度宜与拱、墙厚度相同。仰拱的初期支护宜采用钢筋网喷射混凝土，必要时宜加设锚杆、钢架或采用早强喷射混凝土。在软弱围岩有水地段或最冷月平均气温低于－15℃地区的洞口段，仰拱应加强。
6.4.13 隧道设计应根据不同的地质、水文条件，提出具体的施工勘察和监测要求，并根据施工勘察及监测的实际情况，现场修正相关设计参数。
6.4.14 隧道底板应按下列要求设计：
1 Ⅰ～Ⅱ级围岩隧道可不设底板；
2 Ⅲ～Ⅳ级围岩隧道的底板可采用素混凝土结构；
3 Ⅴ级围岩隧道的底板宜采用钢筋混凝土结构；
4 Ⅵ级围岩隧道的底板应采用钢筋混凝土仰拱结构，其钢筋应与隧道主体钢筋相连；
5 隧道底板厚度应通过结构计算确定，不宜小于200mm；
6 底板水沟断面尺寸应根据隧道出水量、坡度计算确定，应满足排水要求。
Ⅱ 水域钻爆法隧道
6.4.15 符合下列条件的水域穿越可采用钻爆法隧道设计方案：
1 地表下岩层分布较浅；
2 穿越岩石RQD值不宜小于50；
3 节理裂隙不发育、断层破碎带较少；
4 水下段主体围岩分级为Ⅰ～Ⅳ级。
6.4.16 根据两岸洞口处地形、地质条件，隧道纵断面设计可采用竖井与平巷结合、斜巷与平巷结合及单侧竖井、单侧斜巷与平巷相结合的不同型式；平巷段宜采用人字坡，坡比不宜小于0.5％；斜巷与平巷结合段应设马头门，马头门尺寸应满足管道施工要求。
6.4.17 隧道埋设深度应根据穿越地段工程地质和水文地质条件通过多方案比选后确定，宜在中、微风化岩层中通过，并应避开岩溶发育地层。
6.4.18 隧道衬砌可按本规范第6.4.7条～第6.4.15条的要求设计，应采用防水混凝土，抗渗等级不应低于P6；现浇混凝土衬砌及底板厚度不应小于250mm。
6.4.19 隧道设计应采取下列施工防水、防坍塌措施：
1 留设隔水岩柱；
2 超前探水；
3 超前地质预报；
4 注浆堵水。