钢纤维喷射混凝土是一种新型的复合材料,具有较高的强度、较好的韧性和抗渗性能。将钢纤维喷射混凝土用作隧道的单层永久衬砌而代替传统的复合衬砌,不仅可以减小结构的断面面积,减少工程量,节约成本,而且可以增加隧道衬砌的抗裂、抗渗性能,提高隧道的稳定性。本文结合在建摩天岭隧道1~#通风斜井对钢纤维喷射混凝土单层衬砌的力学性能和工程特性进行了分析和研究。本文首先通过室内及现场试验对原材料的性质进行了研究分析,结果表明仅用现场所生产的细骨料(机制砂)难以满足钢纤维喷射混凝土的施工工艺和强度要求。经过反复试验得出按照60%的机制砂和40%的天然河砂比例配制的混合砂用于拌制混凝土可以取得良好的喷射效果和满意的力学性能。在大量现场试验的基础上进行两组正交试验,得到了满足钢纤维喷射混凝土施工工艺要求的初步合理配比。在此基础上,本文分别对不同类型、不同掺量的钢纤维混凝土的力学性能进行了对比分析,从而得到钢纤维喷射混凝土的最优配比。结合钢纤维喷射混凝土单层衬砌在摩天岭隧道1~#通风斜井中的应用,本文对钢纤维喷射混凝土单层衬砌的韧性性能、抗渗性能和衬砌与围岩的粘结强度等工程特性进行了分析和研究。经过现场喷射大板切割试件试验,测得钢纤维喷射混凝土荷载-挠度曲线,根据特征点法对其弯曲韧性进行计算,平均韧性值为71.4,表明钢纤维喷射混凝土具有较好的韧性性能。经过室内及现场原位抗渗试验表明钢纤维喷射混凝土具有较高的抗渗性能,室内试验抗渗等级为S11,现场平均抗渗等级为S9;通过试块试验测得围岩与衬砌之间的粘结强度,对于Ⅱ级围岩达到2.22MPa,Ⅲ级围岩达到1.69MPa,远高于现行规范中的规定限值。另外,还对隧道进行了数值分析和现场监测,结果均表明使用钢纤维喷射混凝土单层衬砌后隧道的稳定性良好。