经计算分析，同时总结国内外大直径盾构隧道的设计经验，结合本工程的实际情况，以及管片预制、运输及盾构机拼装能力，衬砌圆环分为10 块，即7 块标准块、2 块邻接块和1 块封顶块，厚度65cm，环宽2m。在厚650mm 管片的环面迎千斤顶处设一高4mm 的凸面，提高管片的局部抗压能力。纵缝内双侧设一高2mm 的凸面，提高接头的抗压能力。
环与环间以38 根M30 的纵向螺栓相连，既能适应一定的纵向变形，又能将隧道纵向变形控制在防水要求的范围内。块与块间以2 根M39的环向螺栓紧密相连，能有效减少纵缝张开及结构变形。为方便管片拼装时的定位，每条纵缝内设两根长度为300mm 的橡胶定位棒。环、纵向连接件均采用锌基铬酸盐涂层作防腐蚀处理。
衬砌接缝采用压缩变形小、应力松弛小、耐老化性能佳的三元乙丙橡胶密封垫和遇水膨胀挡水条组成两道防水线。
