《隧道工程结构设计》PPT课件

隧 道 工 程 结 构 设 计 本 节 主 要 内 容 ：隧 道 净 空 与 限 界 的 概 念 隧 道 建 筑 限 界 的 确 定 曲 线 隧 道 净 空 加 宽3.1 隧 道 净 空 与 限 界 1 隧 道 净 空 与 限 界 的 基 本 概 念 隧 道 净 空 ： 隧 道 衬 砌 内 轮 廓 线 所 包 围 的 空 间 ， 根 据 “ 隧 道建 筑 限 界 ” 确 定 的 。 隧 道 建 筑 限 界 ： 为 了 保 证 隧 道 内 各 种 交 通 的 正 常 运 行 与 安全 ， 而 规 定 在 一 定 宽 度 和 高 度 范 围 内 不 得 有 任 何 障 碍 物 的空 间 范 围 。 2 铁 路 隧 道 建 筑 限 界机 车 车 辆 或 超 限 货 物 车 辆 的 接 近 限 界隧 道 建 筑 限 界 隧 道 净 空铁 路 建 筑 接 近 限 界 3560 300035606000 3000 8500400011101210 22501875 轨 面 22502440（ 单 线 ） 4000140024402000 100010001500 150024402440（ 双 线 ）行 驶 蒸 汽 机 或 内 燃 机 车 的 单 （ 双 ） 线 隧 道 限 界 6550 4000 2440300042502440 30004250 4000400085002250187511101210 2250轨 面1250 24002000550 1000150023001400（ 单 线 ）1700 100015002300（ 双 线 ）新 建 或 改 建 行 驶 电 力 机 车 的 单 （ 双 ） 线 隧 道 限 界 3 公 路 隧 道 建 筑 限 界 建 筑 限 界 组 成 部 分 ： l 行 车 道 宽 度 (W) l 路 缘 带 (S) l 侧 向 宽 度 (L) l 人 行 道 (R)或 检 修 道 (J) 当 设 置 人 行 道 时 ， 含 余 宽 (C) l 车 道 数 公 路 隧 道 建 筑 限 界 图 (尺 寸 单 位 ： m) 各 级 公 路 隧 道 建 筑 限 界 基 本 宽 度 （ m） 公 路 分 类 公 路 等 级 地 形 行 车 道 宽 度 （ 单 洞 ） W 侧 向 宽 度 人 行 道 R 检 修 道 (一 侧 ) J 隧 道 建 筑 限 界 净 宽 路 缘 带 S 余 宽 C 设 检 修 道 或 不 设 人 行 道 设 人 行 道 汽 车 专 用 公 路 高 速 平 原 微 丘 7.50 0.75 0.50 0.75 10.75 重 丘 7.50 0.50 0.50 0.75 10.25 山 岭 7.50 0.50 0.25 0.75 9.75 7.00 0.50 0.25 0.75 9.25 一 级 平 原 微 丘 7.50 0.50 0.50 0.75 10.25 山 岭 重 丘 7.00 0.50 0.25 0.75 9.25 二 级 平 原 微 丘 8.00 / 0.25 0.75 9.25 山 岭 重 丘 7.50 0.25 0.75 8.75 平 原 微 丘 9.00 0.25 9.50 10.5 注 ： 汽 车 专 用 公 路 隧 道 只 在 左 侧 设 检 修 道 ； 山 岭 重 丘 区 的 四 级 公 路 ， 只 有 当 路 基 宽 度 为 4.5m 时 ， 行 车 道 宽 度 可 采用 4.5m； 四 级 公 路 一 般 可 不 设 人 行 道 。 4 曲 线 隧 道 净 空 加 宽 内 2内 2车 辆 长 度 （ ）车 辆 前 后 转 向 架 间 距 （ l）曲 线 半 径 （ R）Dd内 线 路 中 心 线车 辆 中 心 线d外4.1 铁 路 隧 道 加 宽 原 因 ； Rld 821 内4.2 单 线 铁 路 隧 道 加 宽 计 算4.2.1 车 辆 中 间 部 分 向 曲 线 内 侧 的 偏 移l 车 辆 转 向 架 中 心 距 ， 取 18mR 曲 线 半 径 ， 单 位 m )(40501008182 1 cmRRd 内则 ： )(1502 cmEHd 内4.2.2 外 轨 超 高 使 车 体 向 曲 线 内 侧 倾 斜 偏 移 )(76.0 2 cmRVE H 隧 道 限 界 控 制 点 自 轨 面 起 的 高 度 ， cm E 外 轨 超 高 值 ， 其 最 大 不 超 过 15cm， 且150Earctgd 内 2系 将 相 应 的 隧 道 建 筑 限 界 绕 内 侧 轨 顶 中 心 转 动 角 度 ：)(7.22 cmEd 内故 可 近 似 取 RlLd 8 22 外 )(44001008 1826 22 cmRRd 外 4.2.3 车 辆 两 端 向 曲 线 外 侧 的 偏 移L 标 准 车 辆 长 度 ， 我 国 为 26m， 则 ERRERdddd 7.2845044007.24050 21 外内内总 则 总 加 宽 值 ： 偏直 线 隧 道 中 心 线 dd内隧 道 中 心 线加 宽 后 加 宽 后 d外内 轮 廓 线直 线 隧 道隧 道 内 轮 廓 线 2 外内偏 ddd 4.3 单 线 )(21508450 cmEHRd 中 )(8450 cmRd 中 4.4 双 线 铁 路 隧 道 加 宽 计 算d内 及 d外 计 算 与 单 线 加 宽 值 相 同当 外 侧 线 路 外 轨 超 高 大 于 内 侧 线 路 外 轨 超 高 时H 车 辆 外 侧 顶 角 距 内 轨 顶 面 的 高 度 ， 取 360cm E 外 侧 线 路 的 外 轨 超 高 值 ， cm )(2.18450 cmERd 中故其 余 情 况 时 : 内 轨 顶 面245+d内 曲墙衬砌内轮廓 直墙衬砌内轮廓内侧线路中线 外侧线路中线245+d890+d400+d偏 内d 偏 外d中 外隧道中线 2200 中外内偏 内 dddd 2200 中外内偏 外 dddd 4.5 双 线 隧 道 中 线 偏 移 d 圆 曲 线 地 段 隧 道 中 线 偏 移 距 离 ；R 圆 曲 线 半 径 。缓 和 曲 线 中点 加 宽 断 面缓和曲 线起点直 线 断 面 缓和曲 线中点 缓和曲 线终点 隧 道 中 线线 路 中 线R圆 曲 线 加 宽 断 面22m 13m dd/24.6 类 别 半 径 (m) 加 宽 值 (m) 汽 车 轴 距 加前 悬 (m) 250 200 200 150 150 100 100 70 70 50 50 30 30 25 25 20 20 15 1 5 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.2 2.52 8 0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0 3 5.3+8.8 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 4.7 思 考 题 ：1、 确 定 隧 道 建 筑 限 界 需 要 考 虑 哪 些 因 素 ？ 2、 比 较 铁 路 隧 道 与 公 路 隧 道 在 建 筑 限 界 与 曲线 加 宽 等 方 面 的 异 同 ？ 本 节 主 要 内 容 ：隧 道 衬 砌 断 面 设 计 的 主 要 内 容 和 步 骤 铁 路 隧 道 衬 砌 断 面 设 计 公 路 隧 道 衬 砌 断 面 设 计3.2 隧 道 衬 砌 断 面 设 计 1 隧 道 衬 砌 横 断 面 设 计 1.1 设 计 基 本 内 容 内 轮 廓 线 轴 线 厚 度1.2 设 计 步 骤 确 定 隧 道 类 型 相 应 建 筑 限 界 根 据 围 岩 初 步 拟 定 截 面 厚 度 断 面 优 化 、 强 度 检 算 并 评 价 内 轮 廓 线 1.3 设 计 注 意 事 项 隧 道 内 轮 廓 必 须 符 合 隧 道 建 筑 净 空 限 界 。 内 轮 廓 线 应 尽 量 减 小 洞 室 的 体 积 。 结 构 轴 线 应 尽 可 能 地 符 合 压 力 线 。 采 用 的 施 工 方 法 能 确 保 断 面 形 状 及 尺 寸 有 利 于 隧 道 的 稳 定 。1.4 设 计 目 的 满 足 限 界 要 求 满 足 受 力 要 求 圬 工 最 省 2 铁 路 隧 道 衬 砌 断 面 设 计（ 单 位 ： cm）（ 单 位 ： ）h bf aa21 3o 道 碴 面 内 轨 顶 面oo orr rrbc b o轨 顶 面 至 拱 顶 高 度 h 拱 顶 至 拱 脚 矢 高 f； 衬 砌 拱 部 净 宽 之 半 b拱 圈 第 一 个 内 径 r 1和 第 二 个 内 径 r2 第 一 段 圆 曲 线 的 终 点 截 面 与 竖 直 面 的 夹 角 1 拱 脚 截 面 与 竖 直 面 的 夹 角 2；内 径 r2的 圆 心 o2至 o1的 水 平 和 垂 直 距 离 a 先 给 定 b、 f、 1及 a值 后 ， 再 解 出 r1、 r2及 2。 曲 线 地 段 需 要 加 宽 时 ， 保 持 r2及 2不 变 ， 1仍 取 45， b值 根 据 加 宽 要 求 也 是 已 知 ， 故 未 知 参 数 f、 a、 r1仍 可 求 解 。frar 221 cos bar 22 sin 211 sin rar 衬 砌 断 面 几 何 关 系 有 ：上 式 含 b、 f、 1、 a、 r1、 r2、 2共 7个 参 数 3DH1 C O曲 墙 衬 砌 r3计 算 图 )cossin(2 3131 113 bH bHr 23 90 (1） 衬 砌 内 轮 廓 线 (标 准 化 ) （ 2） 衬 砌 外 轮 廓 线 (可 变 化 ) （ 3） 衬 砌 截 面 厚 度 (可 变 化 ) 讨 论 ： 这 三 者 之 间 的 关 系 ？ 结 论 （ 1） 内 轮 廓 线 与 厚 度 影 响 结 构 轴 线 ； （ 2） 外 轮 廓 线 决 定 是 否 变 截 面 衬 砌 ， 亦 影 响 结 构 轴 线 。 总 结 及 思 考 3 公 路 隧 道 衬 砌 断 面 设 计 目 前 公 路 隧 道 以 单 心 圆 、 坦 三 心 圆 两 种 断 面 应 用 最 为 普 遍 。 公 路 隧 道 与 铁 路 隧 道 的 主 要 区 别 ： 铁 路 隧 道 建 筑 限 界 是 固 定 统 一 的 ， 而 公 路 隧 道 的 建 筑 限界 则 不 定 。 公 路 隧 道 的 附 属 设 施 比 铁 路 隧 道 多 且 要 求 高 ， 且 每 一 座隧 道 均 会 因 交 通 流 量 和 长 度 不 同 而 要 求 不 同 。 3.1 单 心 圆 断 面 设 计 单心圆衬砌内轮廓线 2221 )25( SBARd 2222 )275( SBARd )()400( 2223 jSBARd )()( 1224 ESBAHRd )()( 2226 jESBAHRd 1227 )400( SBARd 1228 )25( SBARd HARh 1 01 2 dSCWSB 02 2 djSCWSB )(2)( 21 SSXS 21 21 RS )(21 222 ARAS )()400( 2712 dSBAR 3000 A 600 0 d TAddX ),( 70u 独 立 变 量 7d 7du 约 束 条 件 其 它 参 数 见 限 界 要 求 。 迭 代 求 解 面 积 最 小 为 最 优 。 坦三心圆内轮廓线 3.2 坦 三 心 圆 断 面 设 计 2111 21 RS 2222 21 RS aAAS )(21 !24 271211 )()400( dSBAR 3000 1 A40021 AA 600 0 d)(2 1 222223 ARAS TAAddX ),( 2107 独 立 变 量 )(2)( 4321 SSSSXS u 基 本 几 何 方 程 7d 7du 约 束 条 件其 余 参 数 约 束 条 件 见 限 界 要 求 参 数 求 解 需 假 定 A 1及 A2， 其 余 同 单 心 圆 优 化 。 与 铁 路 隧 道 的 异 同 点 ： u 内 轮 廓 非 标 准 化 u 通 风 、 照 明 等 附 属 设 施 多 设 计 特 点 ： u 断 面 设 计 优 化 的 必 要 性 u 规 范 推 荐 断 面 形 式 (有 标 准 化 的 趋 势 ) 4 衬 砌 截 面 厚 度 铁 路 规 范 规 定 衬 砌 截 面 最 小 厚 度 ( )建 筑 材 料 种 类 隧 道 和 明 洞 衬 砌 洞 门 端 墙 、 翼 墙 和 洞 口 挡 土 墙 拱 圈 边 墙 仰 拱 混 凝 土 20 20 20 30 片 石 混 凝 土 50 50 浆 砌 粗 料 石 或 混 凝 土 块 30 30 30 浆 砌 块 石 30 30 浆 砌 片 石 50 50 单 线 铁 路 隧 道 拱 顶 厚 度 一 般 为 30 60 双 线 铁 路 隧 道 衬 砌 拱 顶 厚 度 为 40 80 。 仰 拱 厚 度 一 般 稍 小 于 拱 顶 的 厚 度 。 衬 砌 可 以 等 厚 ， 也 可 将 拱 脚 和 边 墙 较 拱 顶 加 厚 20% 50%。 思 考 题 ：1、 比 较 铁 路 隧 道 与 公 路 隧 道 衬 砌 断 面 ， 思 考有 哪 些 因 素 会 影 响 到 断 面 形 状 ？ 2、 运 用 数 学 优 化 知 识 谈 谈 如 何 使 断 面 满 足 各方 面 要 求 ？ 本 节 主 要 内 容 ：洞 身 支 护 结 构 的 主 要 类 型 不 同 类 型 洞 身 支 护 结 构 的 特 点 及 其 适 用 条 件 整 体 式 混 凝 土 衬 砌 的 结 构 特 点3.3 隧 道 洞 身 支 护 结 构 1 支 护 结 构 类 型1.1 外 部 支 护 整 体 式 混 凝 土 衬 砌 砌 石 衬 砌 拼 装 式 衬 砌 喷 射 混 凝 土 支 护1.2 内 部 支 护 锚 杆 注 浆 1.3 混 合 支 护 喷 锚 支 护 复 合 式 衬 砌 2 整 体 式 混 凝 土 衬 砌 工 艺 流 程 ： 立 模 灌 筑 养 生 拆 模优 点 ： 对 地 质 条 件 和 施 工 条 件 的 适 应 性 较 强 易 于 按 需 要 成 型 整 体 性 好 抗 渗 性 强 需 要 养 生 时 间 受 力 较 慢缺 点 ： 轨 顶 面直 墙 式 衬 砌 拱 圈 直 边 墙铺 底2.1 直 墙 式 衬 砌 适 用 于 ：地 质 条 件 较 好 的 、 级 ( 、 类 )围 岩 。围 岩 压 力 以 竖 向 为 主 ， 几 乎 没 有 或 仅 有 很 小 的 水 平 侧 向 压 力 。 直 墙 式 衬 砌半 衬 砌 适 用 于 ：地 质 条 件 极 好 ， 整 体 岩 层 坚 固 ；几 乎 无 水 平 侧 压 力 ， 也 无 地 下 水 侵 入 。可 不 设 边 墙 ， 但 应 把 两 侧 岩 壁表 面 喷 浆 敷 面 。 内 轨 顶 面 (单 位 ： cm)喷 混 凝 土拱 圈边 墙 (h2)h1 连 拱 式 边 墙 衬 砌在 地 质 条 件 尚 好 ， 侧 压 力 不 大 ， 但 又 不 宜 采 用 半 衬 砌 时 。简 化 边 墙适 用 于 ： 地 质 较 差 ， 岩 体 松 散破 碎 ， 强 度 不 高 ； 有 地 下 水 ； 侧 向 水 平 压 力 也 相 当大 。2.2 曲 墙 式 衬 砌 内 轨 顶 面曲 墙 式 衬 砌 拱 圈 曲 边 墙仰 拱 适 用 于 ： 3 装 配 式 混 凝 土 衬 砌 优 点 ： 可 立 即 承 受 围 岩 压 力 工 厂 化 、 机 械 化 ， 改 善 劳 动 条 件 不 需 临 时 支 撑 可 节 省 大 量 材 料 及 劳 力 速 度 快 ， 工 期 短 ， 造 价 低 缺 点 ： 接 缝 多 ， 整 体 性 差 ， 抗 渗 性 差 ， 防 水 困 难 需 要 足 够 的 拼 装 空 间 制 备 构 件 尺 寸 上 要 求 精 度 高 因 隧 道 施 工 工 业 化 和 机 械 化 发 展 而 出 现 了 装 配 式 隧 道 衬 砌 ， 目 前 多 在 使 用 盾构 法 施 工 的 城 市 地 下 铁 道 中 应 用 。 4 锚 喷 支 护 喷 射 混 凝 土 加 设 锚 杆 和 金 属 网 构 成 的 一 种 支 护 形 式 ， 简 称 “ 喷 锚 支 护 ” ，是 目 前 常 用 的 一 种 围 岩 支 护 手 段 。4.1 作 用 原 理 u 形 成 一 种 柔 性 衬 砌 结 构 ， 与 围 岩 合 成 一 体 ， 共 同 作 用 ， 充 分 调 动 或 发 挥 围 岩的 自 稳 能 力 u喷 射 混 凝 土 充 填 裂 隙 、 封 闭 围 岩 壁 面 ， 靠 喷 层 与 围 岩 的 粘 结 力 及 自 身 的 抗 剪能 力 组 成 一 个 新 的 承 载 结 构 体 系 u 通 过 锚 杆 的 悬 吊 效 应 、 组 合 梁 效 应 、 加 固 效 应 以 发 挥 围 岩 自 承 能 力 适 应 软 弱 和 膨 胀 性 地 层 隧 道 开 挖 及 可 用 于 整 治 坍 方 和 隧 道 衬 砌 的 裂 损 。 4.2 锚 喷 支 护 类 型 锚 杆 支 护 喷 射 混 凝 土 支 护 喷 射 混 凝 土 锚 杆 联 合 支 护 喷 射 混 凝 土 与 锚 杆 及 钢 筋 网 联 合 支 护 以 上 类 型 加 设 型 钢 支 撑 （ 或 格 栅 ） 而 成 的 联 合 支 护4.3 优 点 充 分 发 挥 围 岩 的 自 承 能 力 ， 因 而 有 效 地 利 用 洞 内 净 空 施 工 简 便 ， 提 高 作 业 安 全 性 和 作 业 效 率 ， 使 坑 道 断 面 缩 小 ， 从 而 减 少 了 开 挖 量 ， 也 节 省 圬 工 5 复 合 式 衬 砌 在 不 同 的 时 间 分 层 先 后 施 作 ， 它 可 以 是 两 层 、 三 层 或 更 多 的 层 ， 目前 实 践 的 都 只 外 衬 和 内 衬 两 层 ， 因 此 又 称 之 “ 双 层 衬 砌 ” 基 本 组 成 ： 外 衬 、 防 水 层 、 内 衬内 衬 外 衬 混 凝 土 衬 砌 喷 锚 支 护 格 栅 钢 构 拱 架 喷 射 混 凝 土 混 凝 土 衬 砌 混 凝 土 衬 砌 装 配 式 衬 砌 2% 路 线 设 计 标 高C25素 砼隧 底 填 充 C10素 砼 初 期 支 护防 水 层 模 注 二 次 衬 砌隧道中线 线路中线 C25素 砼复 合 式 衬 砌 结 构 图 常用公路隧道 级围岩复合衬砌结构 复合衬砌防水层 保 护 围 岩 和 加 固 围 岩 ， 促 进 围 岩 的 应 力 调 整 ， 充 分 发 挥 围 岩 的 自 承 作 用 衬 砌 结 构 受 力 状 态 ： 外 衬 受 力 状 态 在 较 坚 硬 的 围 岩 地 段 ， 由 于 围 岩 具 有 自 承 能 力 ， 它 与 初 期 支 护 组 合 在 一 起 能 起到 永 久 建 筑 物 的 作 用 ， 所 以 二 次 衬 砌 只 是 用 来 提 高 安 全 度 的 ； 在 围 岩 比 较 软 弱 地 段 ， 则 内 、 外 衬 砌 是 共 同 承 载 ； 而 在 一 些 特 殊 地 质 地 段 中 (坍方 、 大 变 形 )， 二 次 衬 砌 的 承 载 作 用 是 主 要 的 ， 它 不 仅 稳 定 围 岩 的 变 形 而 且 在 整 个衬 砌 结 构 中 占 有 主 导 地 位 。内 衬 受 力 状 态 改 善 受 力 条 件 ， 相 对 单 层 同 厚 度 模 筑 衬 砌 ， 承 载 能 力 提 高 20 30 防 止 外 层 衬 砌 风 化 ， 使 喷 层 内 钢 筋 网 和 锚 杆 端 部 免 于 锈 蚀 表 面 光 洁 平 整 ， 利 于 通 风 u 防 水 效 果 好优 点 ：缺 点 ： 造 价 较 高 ， 施 工 较 复 杂 6 支 护 结 构 基 本 要 求 支 护 结 构 的 基 本 作 用 在 于 保 证 隧 道 断 面 的 使 用 净 空 ， 防 止 岩 体 质 量 恶 化 ；承 受 可 能 的 各 种 荷 载 ， 使 隧 道 支 护 体 系 有 足 够 的 安 全 度 。 因 此 ， 任 何 一 种 类型 的 支 护 结 构 都 应 具 有 与 上 述 作 用 相 适 应 的 构 造 、 力 学 特 性 和 施 工 可 能 性 。按 现 代 支 护 理 论 ， 理 想 支 护 结 构 应 满 足 如 下 基 本 要 求 ： u 必 须 与 周 围 岩 体 大 面 积 地 牢 固 接 触 ， 即 保 证 支 护 一 围 岩 作 为 一 个 统 一 的支 护 体 系 而 共 同 工 作 。 u 要 允 许 围 岩 及 支 护 结 构 产 生 有 限 制 的 变 形 ， 以 充 分 发 挥 围 岩 的 承 载 作 用而 减 少 支 护 结 构 的 受 力 ， 但 又 必 须 保 证 支 护 结 构 及 时 施 作 。 7 衬 砌 结 构 一 般 规 定 隧 道 衬 砌 材 料 ， 应 具 有 足 够 的 强 度 和 耐 久 性 ， 在 某 些 环 境 中 ， 还 必 须具 有 抗 冻 、 抗 渗 和 抗 侵 害 性 。 7.2 衬 砌 结 构 伸 缩 缝 、 沉 降 缝 隧 道 衬 砌 一 般 不 设 伸 缩 缝 ， 但 严 寒 地 区 的 整 体 式 衬 砌 、 锚 喷 衬 砌 或 复合 式 衬 砌 应 在 洞 口 和 易 受 冻 害 地 段 设 置 伸 缩 缝 。 在 对 隧 道 衬 砌 有 不 良 影 响 的 软 硬 地 层 分 界 处 应 设 置 沉 降 缝 。7.1 衬 砌 结 构 材 料 思 考 题 ：1、 衬 砌 结 构 的 仰 拱 如 何 改 善 其 受 力 条 件 ？ 2、 对 于 拼 装 式 衬 砌 ， 可 以 采 取 哪 些 措 施 改 善其 防 水 性 能 ？ 本 节 主 要 内 容 ： 洞 门 定 义 洞 门 作 用 洞 口 位 置 选 定 的 原 则 和 要 求 洞 门 结 构 类 型 3.4 隧 道 洞 门 结 构 1 洞 门 定 义在 隧 道 洞 口 用 圬 工 砌 筑 并 加 以 一 定 建 筑 装 饰 的 支 挡 结 构 物 。2 洞 门 作 用 减 少 洞 口 土 石 方 开 挖 量 稳 定 边 坡 引 离 地 表 流 水 装 饰 洞 口 洞 口 环 框 式 洞 门 端 墙 式 洞 门 翼 墙 式 洞 门 柱 式 洞 门 台 阶 式 洞 门 斜 交 洞 门 削 竹 式 洞 门3 洞 门 结 构 类 型 环 框 式 洞 门 内 轨 面 d - 剖 面内 轨 面1:0.10.3适 用 于 类 或 级 围 岩 ， 地 形 陡 峻 而 又 无 排 水 要 求3.1 洞 口 环 框 式 洞 门作 用 ： 不 承 载 ， 加 固 洞 口 减 少 雨 后 洞 口 滴 水 简 单 装 饰 隧道中线 线路中线 轨 面 剖 面 端 墙 式 洞 门内 轨 顶 面 立 面适 于 地 形 开 阔 ， 岩 质 基 本 稳 定 的 级 围 岩 。结 构 特 点 ： 能 有 效 抵 抗 山 体 纵 向 推 力 。3.2 端 墙 式 洞 门 端 墙 的 作 用 ： 支 护 洞 口 仰 坡 ， 并 将 仰 坡 水 流 汇 集 排 出 。 构 造 要 求 ： 端 墙 高 度 应 使 洞 身 衬 砌 上 方 尚 有 1m以 上 回 填 层 ； 洞 顶 水 沟 深 度 应 不 小 于 0.4m； 应 设 置 挡 碴 防 护 墙 ， 高 度 从 仰 坡 坡 脚 算 起 应 不 小 于0.5m， 水 平 方 向 不 宜 小 于 1.5m； 端 墙 基 础 应 设 置 在 稳 固 的 地 基 上 ， 其 深 度 视 地 质 条件 、 冻 害 程 度 而 定 ， 一 般 应 在 0.6 1.0m左 右 ； 墙 厚 按 挡 土 墙 计 算 ， 宽 度 与 路 堑 横 断 面 相 适 应 。 翼 墙 式 洞 门10:1100隧道中线23993 581:1 正 面路 线 设 计 标 高351 I2% 351 239921 10:134575 2500.04 I 0.041:1 10:130 I-I视 图路 线 设 计 标 高58 1:1 93 559 20050 1:1 50 3090 80401:11503510 50 50 适 用 于 山 体 纵 向 推 力 较 大 ,洞 口 地 质 较 差 的 级 及 以 上 的 围 岩 ， 增 加 洞 门 的 抗滑 动 和 抗 倾 覆 能 力 。3.3 翼 墙 式 洞 门 柱 式 洞 门 特 点 ： 可 以 在 端 墙 中 部 设 置 两 个 断 面 较 大 的 柱 墩 ， 以 增 加 端 墙 的 稳 定 性 。 3.4 柱 式 洞 门 适 用 于 地 形 较 陡 ， 地 质 条 件 较 差 ， 仰 坡 可 能 下 滑 ， 而 又 受 地 形 或 地 质 条 件 限 制 ， 不 能 设 置 翼 墙 时 。 适 于 傍 山 侧 坡 地 区 ， 洞 门 一 侧 边 坡 较 高 时 作 用 ： 减 小 仰 坡 高 度 及 外 露 坡 长 ， 减 少 开 挖 量 。 3.5 台 阶 式 洞 门 斜 交 洞 门 - 正 面80hh1350h21:0.5 b3b1-d 450 H1:0.5d 平 面内 轨 顶 面B b3 50350 1 ta3a4 a3d a4 i=2% b1+d50450 a1 a23.6 斜 交 洞 门 斜 交 洞 门 适 用 ： 线 路 方 向 与 地 形 等 高 线 斜 交 时 。 特 点 ： 将 洞 门 做 成 与 地 形 等 高 线 一 致 ， 使 洞 门 左 右可 以 仍 保 持 近 似 对 称 ， 但 衬 砌 洞 口 段 和 洞 门 相 对 于 线 路 呈 斜交 形 式 。 注 意 事 项 ： 1 斜 洞 门 与 线 路 中 线 的 交 角 不 应 小 于 45 2 一 般 斜 洞 门 与 衬 砌 斜 口 段 是 整 体 砌 筑 的 3 由 于 斜 洞 门 及 衬 砌 斜 口 段 的 受 力 情 况 复 杂 ， 施 工也 不 方 便 ， 所 以 ， 只 有 在 十 分 必 要 时 才 采 用 它 。 2.0%11:0.75 1:0.751:0.751% 1:0.75 粘 土 隔水 层 5651:0.7570洞 口 结 构 段 5651-1断 面 路 线 设 计 标 高 100100472.51501:0.75 50185回 填 土 石明 洞 衬 砌 10351:1.251平 面931:1.25 削 竹 式 洞 门3.7 削 竹 式 洞 门 削 竹 式 在 公 路 隧 道 中 被 普 遍 使 用 适 用 于 洞 口 段 有 较 长 的 明 洞 衬 砌 ， 由 于 洞 门 背 后 一 定 范 围内 是 以 回 填 土 为 主 ， 山 体 的 推 滑 力 不 大 ； 地 形 相 对 比 较 对 称和 不 太 陡 峻 。 特 点 ： 1 洞 口 边 仰 坡 开 挖 量 少 2 减 少 对 植 被 的 破 坏 和 有 利 于 保 护 环 境 3 适 用 各 种 围 岩 类 别 思 考 题 ：1、 隧 道 洞 门 结 构 类 型 ， 适 用 范 围 及 特 点 ？ 2、 分 析 以 下 各 种 情 况 下 宜 采 用 的 隧 道 洞 门 结 构 型 式 。 本 节 主 要 内 容 ：明 洞 施 工 方 法 及 其 适 用 条 件 明 洞 结 构 类 型 3.5 隧 道 明 洞 结 构 明 洞 -明 挖 法 修 建 的 隧 道 。开 挖 方 式 ： 大 开 挖 明 拱 暗 墙 1 明 洞 及 其 适 用 条 件明 洞 位 置 示 意 图 适 用 条 件 ： 隧 道 的 进 出 口 处 ； 地 质 条 件 差 且 覆 盖 层 薄 ， 暗 挖 法 难 进 洞 ； 洞 口 路 堑 边 坡 有 落 石 而 危 及 行 车 安 全 时 ； 铁 路 、 公 路 、 河 渠 必 须 在 铁 路 上 方 通 过 且 不 宜 做 立 交 桥 或 涵 渠 。 2.1 拱 式 明 洞 (通 常 所 说 的 明 洞 均 指 这 种 ) 路 堑 式 路 堑 对 称 式 (图 ) 路 堑 偏 压 式 (图 ) 半 路 堑 式 半 路 堑 偏 压 斜 墙 式 (图 ) 半 路 堑 单 压 耳 墙 式 (图 ) 2.2 棚 式 明 洞 盖 板 式 (图 ) 悬 臂 式 (图 ) 2 明 洞 结 构 类 型 3.1 拱 式 明 洞 结 构 特 点 （ 1） 整 体 性 好 ， 承 载 能 力 强 。 （ 2） 除 对 称 型 外 ， 外 墙 承 载 强 度 大 于 内 墙 。 衬 砌 形 式 ： 整 体 式 衬 砌 。 结 构 材 料 ： 素 混 凝 土 、 钢 筋 混 凝 土 ， 以 后 者 居 多 。 3.2 棚 式 明 洞 结 构 特 点 （ 1） 承 载 能 力 比 拱 式 明 洞 弱 ； （ 2） 内 墙 承 载 强 度 大 于 外 墙 。 衬 砌 形 式 ： 现 浇 件 、 预 制 件 结 构 材 料 ： 钢 筋 混 凝 土3 明 洞 结 构 特 点 及 衬 砌 材 料 思 考 题 ：1、 比 较 明 洞 与 暗 洞 的 施 工 方 式 及 结 构 型 式 。 2、 在 明 洞 结 构 中 ， 哪 些 情 况 下 对 地 质 条 件 有一 定 的 要 求 ？ 回 填 片 石回 填 土i对 称 式 拱 形 明 洞 适 用 于 路 堑 边坡 对 称 或 接 近对 称 ， 边 坡 岩层 基 本 稳 定 ，仅 防 边 坡 有 少量 坍 塌 、 落 石 ，或 用 于 隧 道 洞口 破 碎 ， 覆 盖层 较 薄 而 难 以用 暗 挖 法 修 建的 隧 道 。 返 回 回 填 片 石偏 压 式 拱 形 明 洞回 填 土i = 1 31 5适 用 于 两 侧 边 坡 高 差 较 大 的 不 对 称 路 堑 。特 点 ： 承 受 不 对 称 荷 载 ， 拱 圈 为 等 截 面 ， 边 墙 外 侧 厚 度 视 所 处 位 置 的 地 质 和 地 形情 况 而 定 。 返 回 i=1:1.51:n 回 填 片 石1:0.75回 填 土i = 1:m偏 压 斜 墙 式 此 种 明 洞 承受 偏 压 荷 载 ，拱 圈 和 内 侧边 墙 为 等 厚 ，外 侧 边 墙 为不 等 厚 的 斜墙 式 。 适 用 于 ： 外 侧 地 面 较 宽 敞 ， 能 回 填 土 以 形 成 反 压 边 坡 的 条 件 。 返 回 半 路 堑 式 拱 形 明 洞 ： 单 压 耳 墙 式 拱 形 明 洞 (半 路 堑 单 压 式 )1001051 688503312321:0.2380浆 砌 片 石50 469 250442 线20 285533洞中明413 100451352 150100 501:0.5防 水 层回 填 土 石1:1.53% 钢 筋 砼 粘 土 隔 水 层10%回 填 土 石 801:3 1:11:5回 填 土 是 为 了 缓 冲 落石 对 衬 砌 的 冲 击 而 设的 ， 它 的 厚 度 应 视 落石 下 坠 的 实 际 情 况 而定 。 一 般 不 应 小 于1.5m 不 小 于 1:1.5的流 水 坡如 果 明 洞 外 侧覆 盖 土 不 厚 ，还 可 以 掏 成 侧洞 ， 使 露 天 的光 线 可 以 射 进 来 ， 外 界 的 新鲜 空 气 也 可 以流 进 来 返 回 钢 筋 混 凝 土 梁粘 土 隔 水 层外 墙 侧洞钢 筋 混 凝 土 盖 板 50盖 板 - 断 面25100 5 内 轨 顶 面棚洞中线线路中线 内 墙1:21:5水 泥 砂 浆 垫 层1:1.51:3夯 填 土 防 水 层回 填 土 石 ， 以 保 护盖 板 受 山 体 落 石 的冲 击 内 侧 应 置 于 基 岩 或 稳 定 的地 基 上 ， 一 般 为 重 力 式 墩台 结 构 ， 厚 度 较 大 ， 以 抵抗 山 体 的 侧 向 压 力 。 当 基岩 层 完 整 ， 坡 面 较 陡 ， 地下 水 不 大 ， 采 用 重 力 式 内墙 开 挖 量 较 大 时 ， 可 采 用钢 筋 混 凝 土 锚 杆 式 内 墙 。外 墙 只 承 受 由 盖 板 传来 的 垂 直 压 力 ， 厚 度较 薄 ， 要 求 的 地 基 承载 力 较 小 。 外 墙 也 可做 成 梁 式 (即 中 间 留 有侧 洞 )以 适 应 地 形 和 节省 圬 工 。 返 回 盲中悬 臂 式 棚 洞 剖 面i=3% 截 面 轨 顶 面 线 泄 水 孔沟 截 面 22锚 杆板 肋线路 竖向防 水 层 粘 土 隔 水 层回 填 土 石 适 用 ： 陡 峻 的 稳 定 山 坡 ， 外 侧地 形 难 以 满 足 一 般 棚 洞 的 地 基要 求 ， 且 落 石 不 太 严 重 的 情 况 。返 回 结 构 特 点 ： 内 墙 为 重 力 式 ， 上 端 接 悬 臂式 横 梁 ， 其 上 铺 以 盖 板 ， 在 盖 板 的内 端 设 平 衡 重 来 维 持 结 构 受 外 荷 载作 用 下 的 稳 定 性 。