Конструкцию тоннельных обделок выбирают с учетом инженерно-геологических, гидрогеологических, многолетнемерзлых грунтов, сейсмических условий, горного давления, действующего на обделку, и способов производства работ.
Материалы тоннельных обделок должны обеспечить долговечность, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и сейсмостойкость.
Тоннельные обделки в основном принимаются из монолитного бетона или железобетона. Марку бетона по прочности на сжатие принимают для монолитных бетонных и железобетонных тоннельных обделок М-200 и М-400; по морозостойкости Мрз300 и водонепроницаемости В-6, укладываемость (подвижность) бетонной смеси не менее 10 см, водоцементиое отношение не более 0,45. Щебень из естественного камня или гравия и песок должны удовлетворять требованиям ГОСТ. Максимальная крупность щебня или гравия 40 мм.
В крепких породах при отсутствии горного давления, когда тоннельная обделка является по существу облицовкой, предохраняющей породы от выветривания, обделка может быть принята в виде набрызгбетона толщиной не менее 10 см со стальной сеткой и в сочетании с анкерами. В монолитных скальных породах, оказывающих только вертикальное горное давление, при достаточно прочных стенах тоннеля обделка может быть выполнена в виде свода, опирающегося на уступы породы. В этих условиях для обеспечения устойчивости свода стены тоннеля должны разрабатываться с применением контурного взрывания шпуров.
Обделки тоннелей можно подразделить на две группы в зависимости от климатических условий. Обделки первой группы характеризуются односторонним расположением водоотводного лотка.
Рис. 7. Обделка однопутного тоннеля с односторонним лотком (1 группа)
Ниже приведены параметры типовых монолитных обделок для однопутных тоннелей (рис. 7).
Обделки I и II типов (рис. 7, а) предназначены для условий, в которых не требуется обратный свод. Обделки типов IIа и III имеют обратный свод, обеспечивающий сток воды к лотку.
Обделки второй группы тоннелей разработаны для суровых климатических условий и характеризуются наличием двусторонних утепленных лотков для отвода воды (рис. 8).
Обделка I типа (рис. 8, а) не имеет обратного свода. Обделки II и III типов (рис. 8, б) имеют обратный свод.
Рис. 8. Обделка однопутного тоннеля с двусторонним лотком (II группа)
В практике строительства тоннелей наблюдается широкое применение однопутных тоннелей. Двухпутные тоннели имеют ограниченное применение только при больших грузооборотах железной дороги и строительстве их в благоприятных инженерно-геологических условиях.