隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造詳解.ppt

第四章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造 包括 運(yùn)營(yíng)管理 維修養(yǎng)護(hù) 給水排水 供蓄發(fā)電 通風(fēng) 照明 通訊 安全等而修建的構(gòu)造物 主體建筑物 附屬建筑物 隧道結(jié)構(gòu) 為了保持隧道的穩(wěn)定和行車(chē)安全而修建的人工永久建筑物 第四章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造 主體構(gòu)造物以外保證隧道正常使用所需的各種輔助設(shè)施 洞身結(jié)構(gòu) 洞門(mén) 明洞 第一節(jié)洞身襯砌 第三節(jié)隧道洞門(mén) 第二節(jié)明洞 第四節(jié)隧道附屬建筑物 第一節(jié)洞身襯砌 二 整體式模筑混凝土襯砌 單層襯砌 一 隧道襯砌的概述 三 裝配式襯砌 四 錨噴式襯砌 五 復(fù)合式襯砌 六 其它襯砌結(jié)構(gòu)的類(lèi)型 七 隧道襯砌的其它構(gòu)造要求 一 隧道襯砌的概述 一 襯砌概念 三 襯砌類(lèi)型 二 襯砌材料 第一節(jié)洞身襯砌 一 襯砌概念 廣義地說(shuō) 可以把人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為襯砌 支護(hù)的方式 外部支護(hù) 內(nèi)部支護(hù) 混合支護(hù) 一 襯砌概念 為了保證施工的安全 加固巖體和阻止圍巖的變形 坍塌而設(shè)置的臨時(shí)支護(hù)措施 常用支護(hù)形式有木支撐 型鋼支撐 格柵支撐 錨噴支護(hù)等 為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu) 在實(shí)際中 襯砌主要指能作為永久支護(hù)的結(jié)構(gòu) 人工修筑的支護(hù)結(jié)構(gòu) 廣義的襯砌 一次支護(hù) 二次支護(hù) 初期支護(hù) 二次襯砌 永久支護(hù) 二 襯砌材料 2 從經(jīng)濟(jì)角度考慮 還應(yīng)滿(mǎn)足就地取材 降低造價(jià) 施工方便及易于機(jī)械化施工等 1 混凝土 3 鋼筋混凝土 4 石料和混凝土預(yù)制塊 2 片石混凝土 5 噴射混凝土 7 裝配式材料 6 錨桿和鋼架 要求 1 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度 耐久性 抗?jié)B性 耐腐蝕性和抗凍性等 1 混凝土 優(yōu)點(diǎn) 整體性好 既可以在現(xiàn)場(chǎng)澆筑 也可以在加工場(chǎng)預(yù)制 而且可以機(jī)械化施工 可以在水泥中摻入外加劑 以提高混凝土的性能 缺點(diǎn) 灌注后不能立即承受荷載 需要進(jìn)行養(yǎng)生 達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度才能拆模 占用的模板和拱架較多 普通混凝土的耐侵蝕能力較差 公路隧道工程各部位建筑材料 鐵路隧道襯砌建筑材料 3 鋼筋混凝土 主要用在洞門(mén) 明洞襯砌等明挖地段 或者當(dāng)隧道通過(guò)地震區(qū) 偏壓 通過(guò)斷層破碎帶或淤泥 流砂等不良地質(zhì)地段 2 片石混凝土 鐵路隧道 為了節(jié)省水泥 在巖層較好地段的邊墻襯砌 允許采用片石混凝土 片石的摻量不應(yīng)超過(guò)總體積的20 此外 當(dāng)起拱線(xiàn)以上1m以外部位有超挖時(shí) 其超挖部分也可用片石混凝土進(jìn)行回填 選用的石料要堅(jiān)硬 其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU40 有裂隙和易風(fēng)化的石料不應(yīng)采用 以保證質(zhì)量 公路隧道襯砌一般不用 只在仰拱填充或超挖部分可以使用片石混凝土砌筑 片石摻用量不得超過(guò)總體積的30 4 石料和混凝土預(yù)制塊 可就地取材 降低造價(jià) 可保證襯砌厚度并能較早地承受荷載 可以節(jié)省水泥和模板 耐久性和耐侵蝕性能較好 整體性差 砌縫多容易漏水 防水性能較差 施工主要靠手工操作 難于機(jī)械化施工 費(fèi)工 費(fèi)時(shí) 施工進(jìn)度較慢 而且砌筑技術(shù)要求高 塊石強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU60 砌塊強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU20 有裂縫和易風(fēng)化的石材不應(yīng)采用 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 洞門(mén)擋墻 擋土墻 明線(xiàn)路緣石等仍可使用 5 噴射混凝土 噴射混凝土是將混凝土干拌和料 速凝劑和水 用混凝土噴射機(jī)高速?lài)娚涞綕崈舻膸r石表面上凝結(jié)而成 其密實(shí)性較高 能快速封閉圍巖的裂隙 密貼于巖石表面 早期強(qiáng)度高 能很快起到封閉巖面和支護(hù)作用 另外在噴射混凝土中可加入纖維類(lèi)材料提高其性能 是一種理想的襯砌材料 在普通鐵路隧道中 噴射混凝土材料可用作中內(nèi)層襯砌 但其強(qiáng)度等級(jí)不低于C20 使用的水泥標(biāo)號(hào)不低于125號(hào) 并優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥 細(xì)骨料采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂 細(xì)度模數(shù)宜大于15 砂的含水率宜控制在5 7 粗骨料采用堅(jiān)硬耐久的卵石或礫石 粒徑不應(yīng)大于15mm 我國(guó)高速鐵路隧道不使用噴射混凝土作為內(nèi)層襯砌 6 錨桿和鋼架 錨桿是一種插入到圍巖巖體內(nèi)的桿形構(gòu)件 可加固圍巖 可分為機(jī)械型錨桿 粘結(jié)型錨桿以及預(yù)應(yīng)力錨桿 錨桿的桿體直徑宜為20 32mm 桿體材料宜采用HRB335 HRB400鋼 墊板材料宜采用HPB235鋼 錨桿用的各種水泥砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M20 鋼筋網(wǎng)材料可采用HPB235鋼 直徑宜為6 12mm 鋼架是為了加強(qiáng)支護(hù)剛度而在初期支護(hù)或二次襯砌中放置的型鋼支撐或格柵鋼支撐 初期支護(hù)采用的鋼架宜用H形 工字形 U形型鋼制成 也可用鋼管或鋼軌制成 7 裝配式材料 盾構(gòu)法施工 其襯砌材料往往采用裝配式材料 如鋼筋混凝土大型預(yù)制塊 有加筋肋的鑄鐵預(yù)制塊 在修筑棚式明洞 簡(jiǎn)稱(chēng)棚洞 時(shí) 又可用預(yù)制板或梁 裝配板式棚洞或梁式棚洞 用新奧法施工時(shí) 為了防水 防落石和美觀(guān)要求 還可以加設(shè)離壁式結(jié)構(gòu) 常用的材料有波紋鋼拱式大型裝配預(yù)制件 有時(shí)可以用玻璃鋼代替鋼材等 為了提高洞內(nèi)照明 防水 通風(fēng) 美觀(guān) 視線(xiàn)誘導(dǎo)或減少噪音等原因 可在襯砌內(nèi)表面粘貼各種各樣的裝修材料 三 襯砌類(lèi)型 1 單層襯砌 整體式模筑混凝土襯砌 3 錨噴式襯砌 4 復(fù)合襯砌 2 裝配式襯砌 1 單層襯砌 整體式模筑混凝土襯砌 技術(shù)成熟 適應(yīng)多種圍巖條件 在隧道洞口段 淺埋段及圍巖條件很差的軟弱圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠 采用混凝士或鋼筋混凝士為材料就地灌注而成 按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計(jì)和施作 其工藝流程為 立模 灌筑 養(yǎng)生 拆模 特點(diǎn) 對(duì)地質(zhì)條件的適用性較強(qiáng) 易于按需要成型 整體性好 抗?jié)B性強(qiáng) 并適用于多種施工條件 如可用木 鋼模板或襯砌模板臺(tái)車(chē)等 適用 2 裝配式襯砌 裝配式襯砌是將襯砌分解為若干塊構(gòu)件 也稱(chēng)管片 這些構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)或工廠(chǎng)預(yù)制 然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝 1 地質(zhì)條件較好 圍巖穩(wěn)定 地下水很少 有場(chǎng)地 施工單位又有制造 運(yùn)輸和拼裝襯砌的設(shè)備 并控制開(kāi)挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗(yàn)時(shí) 可采用拼裝襯砌 2 采用盾構(gòu)施工 又考慮二次襯砌時(shí) 也宜采用拼裝式襯砌 快速形成一次襯砌的強(qiáng)度 適用條件 按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計(jì) 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計(jì) 3 錨噴式襯砌 錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時(shí)支護(hù) 又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式 在IV VI級(jí)圍巖中不宜單獨(dú)采用噴錨支護(hù)作永久襯砌 一般考慮在 級(jí)等圍巖良好 完整 穩(wěn)定的地段中可以采用 隧道洞口段不宜采用 適用 噴射混凝土是以壓縮空氣為動(dòng)力 將摻有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成為漿狀 噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成的 當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時(shí) 可加設(shè)錨桿 金屬網(wǎng)和鋼架 構(gòu)成 錨噴式襯砌 也稱(chēng)為 噴錨襯砌 膨脹性圍巖 粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖 大面積涌水地段 堆積層 破碎帶等不良地質(zhì)地段 對(duì)襯砌有特殊要求的隧道或地段 如洞口地段 要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊 平整 輔助坑道或其它隧道與主隧道的連接處及附近地段 有很高的防水要求的隧道 圍巖及覆蓋太薄 且其上已有建筑物 不能沉落或拆除者等 地下水有侵蝕性 可能造成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕 最冷月平均氣溫低于 5 地區(qū)的凍害地段 不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有 4 復(fù)合襯砌 復(fù)合式襯砌不同于單層厚壁的模筑混凝土襯砌 它把襯砌分成兩層或兩層以上 可以是同一種型式 方法和材料施作的 也可以是不同型式 方法 時(shí)間和材料施作的 外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一系列現(xiàn)代隧道支護(hù) 內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式 但以就地模筑混凝土為主 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計(jì)和施作 我國(guó)鐵路隧道 高等級(jí)公路隧道已普遍采用復(fù)合式襯砌 二 整體式模筑混凝土襯砌 單層襯砌 整體式模筑混凝土襯砌是傳統(tǒng)襯砌結(jié)構(gòu)形式 采用傳統(tǒng)礦山法施工的隧道 廣泛使用整體式襯砌 不考慮圍巖的承載作用 主要通過(guò)襯砌的結(jié)構(gòu)剛度抵御地層的變形 承受?chē)鷰r的壓力 應(yīng)用傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計(jì) 整體式模筑混凝土襯砌 是在坑道內(nèi)樹(shù)立摸板 拱架 然后澆灌混凝土而成 具有較大的厚度和剛度 適用于不同的地質(zhì)條件 易于按需成形 整體性強(qiáng) 抗?jié)B性好 且適合多種施工方法 因此 在我國(guó)隧道工程中廣泛使用 技術(shù)成熟 適用多種圍巖條件 特別是在隧道洞口段 淺埋段及圍巖很差的軟弱圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠 其工藝流程為 立模 灌筑 養(yǎng)生 拆模 二 整體式模筑混凝土襯砌 單層襯砌 一 直墻式襯砌 二 曲墻式襯砌 三 公路隧道整體式襯砌設(shè)計(jì)基本要求 2 結(jié)構(gòu)組成 1 適用條件 整體式模筑混凝土襯砌主要是通過(guò)調(diào)整斷面形狀和襯砌厚度來(lái)適應(yīng)不同的地質(zhì)條件 即適應(yīng)不同的圍巖級(jí)別和圍巖壓力分布情況 因而 單層襯砌的形狀和厚度變化較多 一 直墻式襯砌 適用于地質(zhì)條件比較好 以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況 主要適用于 級(jí)圍巖 有時(shí)也可用于 級(jí)圍巖 1 適用條件 一 直墻式襯砌 上部拱圈 豎直邊墻 下部鋪底 2 結(jié)構(gòu)組成 3 幾種特殊情況 1 半襯砌 省去邊墻 2 大拱腳 3 降低邊墻建筑材料等級(jí)或采用花邊墻 1 半襯砌 省去邊墻 一 直墻式襯砌 多用于地質(zhì)條件極好 巖層堅(jiān)硬完整也沒(méi)有地下水侵入的情況 對(duì)于一些側(cè)壓力很大的較軟的巖層或土層 為了避免直墻承受較大的壓應(yīng)力 也可采用落地拱形式 注意在拱腳做平臺(tái)以支撐拱圈 兩側(cè)巖壁噴漿敷面阻止風(fēng)化和少量地下水的滲透 2 大拱腳 產(chǎn)生于先拱后墻法施工 為了節(jié)省圬工 采用大拱腳薄邊墻襯砌 最大的問(wèn)題是大拱腳支座施工困難 在非均質(zhì)巖層中很難用鉆爆法做出整齊穩(wěn)定的支座 3 降低邊墻建筑材料等級(jí)或采用花邊墻 在地質(zhì)條件尚好 側(cè)壓力不大 如圍巖完整性比較好的 類(lèi)圍巖中 但又不宜采用半襯砌時(shí) 為了節(jié)省邊墻圬工 可以簡(jiǎn)化邊墻 降低邊墻建筑材料的等級(jí) 如將混凝土邊墻改為石砌邊墻 采用柱式邊墻或連拱式邊墻 統(tǒng)稱(chēng)為花邊墻 曲墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較差 巖體松散破碎 強(qiáng)度不高 又有地下水 側(cè)向水平壓力也相當(dāng)大的情況 主要適用于 級(jí)及以上的圍巖或 級(jí)圍巖雙線(xiàn) 多線(xiàn)隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌 二 曲墻式襯砌 1 適用條件 二 曲墻式襯砌 2 結(jié)構(gòu)組成 仰拱的作用 抵御底部圍巖壓力 防止襯砌沉降 使襯砌形成一個(gè)環(huán)狀的封閉整體結(jié)構(gòu)以提高襯砌的承載能力 頂部拱圈 側(cè)面曲邊墻 底部仰拱或鋪底 公路隧道一般跨度較大 內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵路雙線(xiàn)隧道為小 拱部一般較鐵路隧道平坦 墻高稍低 為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力 提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 襯砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌 三 公路隧道整體式襯砌設(shè)計(jì)基本要求 1 整體式襯砌截面可設(shè)計(jì)為等截面或變截面 整體式襯砌截面可設(shè)計(jì)為直墻式或曲墻式 對(duì)設(shè)仰拱的地段 為減少?lài)鷰r和襯砌的應(yīng)力集中避免急劇彎曲和棱角 仰拱與邊墻宜采用小半徑曲線(xiàn)連接 仰拱厚度宜與邊墻厚度相同 2 明洞襯砌與洞內(nèi)襯砌交界處或不設(shè)明洞的洞口段襯砌 在距洞口5 12m的位置應(yīng)設(shè)沉降縫 在洞內(nèi) 軟巖地層明顯分界處宜設(shè)沉降縫 在連續(xù)V Vl級(jí)圍巖中每30 80m應(yīng)設(shè)沉降縫一道 公路隧道一般跨度較大 內(nèi)輪廓接近限界的高寬比較鐵路雙線(xiàn)隧道為小 拱部一般較鐵路隧道平坦 墻高稍低 為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力 提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 襯砌結(jié)構(gòu)形式宜采用曲墻式襯砌 4 設(shè)置沉降縫 伸縮縫的目的是為了把不同承載能力結(jié)構(gòu) 承受不同圍巖壓力的結(jié)構(gòu)完全斷開(kāi) 產(chǎn)生的沉降變形和受力變形各自獨(dú)立 隧道結(jié)構(gòu)設(shè)變形縫 并在縫內(nèi)設(shè)置一定厚度的隔離層 采用瀝青木板或?yàn)r青麻絲是多年的做法 也可采用具有一定耐久性的柔性材料 沉降縫 伸縮縫縫寬應(yīng)大于20mm 縫內(nèi)可夾浸瀝青木板或?yàn)r青麻絲 伸縮縫 沉降縫應(yīng)垂直于隧道軸線(xiàn)設(shè)置 5 沉降縫 伸縮縫可兼作施工縫 在設(shè)有沉降縫 伸縮縫的位置 施工縫宜調(diào)整到同一位置 同時(shí) 沉降縫 伸縮縫與臨近施工縫的距離一般不小于5m 是為保證一次澆注襯砌的長(zhǎng)度 6 不設(shè)仰拱的地段 襯砌邊墻基底應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上 但不要因?yàn)檫厹祥_(kāi)挖而破壞了地基的整體性 導(dǎo)致邊墻失穩(wěn) 洞口端墻式洞門(mén)的基礎(chǔ)深度較大 洞門(mén)墻基坑開(kāi)挖可能對(duì)隧道襯砌邊墻基底造成損傷 要求在洞門(mén)墻厚度范圍內(nèi) 邊墻基礎(chǔ)應(yīng)加深到與洞門(mén)墻基礎(chǔ)底相同的高程 3 嚴(yán)寒與酷熱的溫差變化大的地區(qū) 特別時(shí)在最冷月份平均氣溫低于 15 的寒冷地區(qū) 距洞口100 200m范圍的襯砌段應(yīng)根據(jù)情況增設(shè)伸縮縫 8 隧道橫洞指汽車(chē)橫向通道 通風(fēng)道等與主洞連接處形成交叉口 在交叉口段 由于暴露空間大 結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜 為保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 防止開(kāi)裂 要求交叉口襯砌段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 9 根據(jù)一些已發(fā)生地震地區(qū)的調(diào)查資料看 地下結(jié)構(gòu)具有很好的抗震能力 在地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)小于0 2的地區(qū) 一般地震對(duì)地下結(jié)構(gòu)影響不大 地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)大于0 2的地區(qū) 資料不多 不能保證地震發(fā)生時(shí)隧道襯砌不開(kāi)裂 破壞 所以 在洞口段及軟弱圍巖段的襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 10 當(dāng)采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)時(shí) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C25 受力主筋的凈保護(hù)層厚度不小于40mm 7 因地形 地質(zhì)構(gòu)造造成圍巖松動(dòng) 滑移而引起有明顯偏壓的地段 有時(shí)由于施工工序而引起的短暫偏壓地段 為了承受不對(duì)稱(chēng)圍巖壓力 設(shè)計(jì)中應(yīng)采用抗偏壓襯砌 根據(jù)國(guó)內(nèi)工程實(shí)例調(diào)查 偏壓狀態(tài)一般出現(xiàn)在洞口 容易出現(xiàn)開(kāi)裂 所以抗偏壓襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 三 裝配式襯砌 裝配式襯砌是將襯砌分解為若干塊構(gòu)件 也稱(chēng)管片 這些構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)或工廠(chǎng)預(yù)制 然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝 按傳統(tǒng)松弛荷載理論設(shè)計(jì) 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計(jì) 4 裝配式襯砌的構(gòu)造要求 3 裝配式襯砌的優(yōu)缺點(diǎn) 1 裝配式襯砌的構(gòu)造的目的 三 裝配式襯砌 2 裝配式襯砌的適用條件 1 地質(zhì)條件較好 圍巖穩(wěn)定 地下水很少 有場(chǎng)地 施工單位又有制造 運(yùn)輸和拼裝襯砌的設(shè)備 并控制開(kāi)挖和拼裝工藝有一定的經(jīng)驗(yàn)時(shí) 可采用拼裝襯砌 2 采用盾構(gòu)施工 又考慮二次襯砌時(shí) 也宜采用拼裝式襯砌 快速形成一次襯砌的強(qiáng)度 2 裝配式襯砌的適用條件 3 裝配式襯砌的優(yōu)缺點(diǎn) 1 一經(jīng)裝配成環(huán) 不需養(yǎng)生時(shí)間 即可承受?chē)鷰r壓力 2 預(yù)制的構(gòu)件可以在工廠(chǎng)成批生產(chǎn) 在洞內(nèi)可以機(jī)械化拼裝 從而改善了勞動(dòng)條件 3 拼裝時(shí) 不需要臨時(shí)支撐如拱架 模板等 從而節(jié)省大量的支撐材料和勞力 4 拼裝速度因機(jī)械化而提高 縮短了工期 還有可能降低造價(jià) 5 拼裝襯砌既可以按傳統(tǒng)隧道工程理論作為單層襯砌設(shè)計(jì)和使用 也可以按現(xiàn)代隧道工程理論作為內(nèi)層襯砌設(shè)計(jì)和使用 6 拼裝襯砌的整體性較差 受力狀態(tài)不太好 尤其是接縫縫多 防水性能較差 必須單獨(dú)加設(shè)有效的防水層 在富水地層中應(yīng)用時(shí)需要有較多的支持措施 7 要求一定的機(jī)械化設(shè)備 施工工藝復(fù)雜 4 裝配式襯砌的構(gòu)造要求 1 強(qiáng)度足夠而且耐久 2 能立即承受荷載 3 管片形狀簡(jiǎn)單 尺寸統(tǒng)一 便于工廠(chǎng)預(yù)制 4 管片類(lèi)型少 規(guī)格少 配件少 大小和重量合適 便于機(jī)械拼裝 5 管片的接頭數(shù)目和接頭總長(zhǎng)要求盡量減少 以有利于防水 抗?jié)B和防侵蝕等 若采用輕質(zhì)混凝土裝配式襯砌 則可以減輕砌塊自重 容易同時(shí)滿(mǎn)足幾條設(shè)計(jì)原則要求 6 必須加設(shè)有效的防水層及排水設(shè)施 四 錨噴式襯砌 錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時(shí)支護(hù) 又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式 噴射混凝土是以壓縮空氣為動(dòng)力 將摻有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成為漿狀 噴射到坑道的巖壁上凝結(jié)而成的 當(dāng)巖壁不夠穩(wěn)定時(shí) 可加設(shè)錨桿 金屬網(wǎng)和鋼架 構(gòu)成 錨噴式襯砌 也稱(chēng)為 噴錨襯砌 在IV VI級(jí)圍巖中不宜單獨(dú)采用噴錨支護(hù)作永久襯砌 隧道洞口段不宜采用 適用 特點(diǎn) 與圍巖密貼 支護(hù)及時(shí) 柔性好 封閉圍巖壁面防止風(fēng)化 充填裂隙加固圍巖 它能充分調(diào)動(dòng)圍巖本身的自穩(wěn)能力 與圍巖組成共同承載體系 施工方便和經(jīng)濟(jì) 在圍巖整體性較好的軍事工程 各類(lèi)用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用 一般考慮在 級(jí)等圍巖良好 完整 穩(wěn)定的地段中可以采用 在公路 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中 都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件 施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定 膨脹性圍巖 粘土質(zhì)膠結(jié)的軟巖 大面積涌水地段 堆積層 破碎帶等不良地質(zhì)地段 對(duì)襯砌有特殊要求的隧道或地段 如洞口地段 要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊 平整 輔助坑道或其它隧道與主隧道的連接處及附近地段 有很高的防水要求的隧道 圍巖及覆蓋太薄 且其上已有建筑物 不能沉落或拆除者等 地下水有侵蝕性 可能造成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕 最冷月平均氣溫低于 5 地區(qū)的凍害地段 不宜采用噴錨支護(hù)作為永久襯砌的情況有 四 錨噴式襯砌 1 錨噴式襯砌構(gòu)造 3 公路隧道規(guī)定 2 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定 1 錨桿 2 噴射混凝土 3 組成形式 1 錨噴式襯砌構(gòu)造 1 錨桿 通過(guò)錨桿桿體或桿端錨頭的膨脹將錨桿嵌固在圍巖中 機(jī)械型 利用灌漿將錨桿桿體或桿端端部固定在巖體內(nèi) 粘結(jié)型 錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體 是噴錨支護(hù)的主要組成部分 它通過(guò)錨入巖體內(nèi)部的鋼筋 與巖體融為一體 達(dá)到提高圍巖的力學(xué)性能 改善圍巖的受力狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)加固圍巖 維護(hù)圍巖穩(wěn)定的目的 錨桿支護(hù)不僅對(duì)硬質(zhì)圍巖 而且對(duì)軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支護(hù)效果 要求 第一要緊跟開(kāi)挖面及時(shí)安裝系統(tǒng)錨桿 第二要確保錨桿全長(zhǎng)注漿飽滿(mǎn) 與巖體連成整體 第三要求錨桿達(dá)到使用耐久 避免松弛 銹蝕 腐蝕損壞 錨桿的布置 局部布置 系統(tǒng)布置 它主要用在裂隙圍巖 重點(diǎn)加固不穩(wěn)定塊體 隧道拱頂受拉破壞區(qū)為重點(diǎn)加固區(qū)域 在破碎和軟弱圍巖中 一般采用系統(tǒng)布置的錨桿 對(duì)圍巖起到整個(gè)加固作用 利用錨桿的懸吊作用 組合拱作用 減跨作用 擠壓加固作用 將圍巖中的節(jié)理 裂隙串成一體 提高圍巖的整體性 改善圍巖的力學(xué)性能 從而發(fā)揮圍巖的自承能力 2 噴射混凝土 噴射混凝土是在隧道開(kāi)挖后立即施工 利用泵或高壓風(fēng)作動(dòng)力 把混凝土混合料通過(guò)噴射機(jī) 輸料管及噴頭直接噴射到隧道圍巖壁上 以覆蓋圍巖壁面 維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物 具有不需模板 施作速度快 早期強(qiáng)度高 密實(shí)度好 與圍巖緊密粘結(jié) 不留空隙的突出優(yōu)點(diǎn) 普通硅酸鹽水泥 325號(hào) 堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石 粒經(jīng)不應(yīng)大于15mm 河沙 不含土質(zhì)或雜物 速凝劑 其拌和材料包括 2 噴射混凝土 噴層厚度一般5 30cm 施工時(shí)要求分幾次噴射達(dá)到設(shè)計(jì)厚度 封閉巖面 防止風(fēng)化松動(dòng) 填充坑凹及裂隙 維護(hù)和提高圍巖的整體性 幫助圍巖發(fā)揮自身的結(jié)構(gòu)作用 調(diào)整圍巖應(yīng)力分布 防止應(yīng)力集中 控制圍巖變形 防止掉塊 防止坍塌 作用 3 組成形式 錨桿支護(hù)噴射混凝土支護(hù)噴射混凝土 錨桿聯(lián)合支護(hù)噴射混凝土 鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)噴射混凝土 錨桿 鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)噴射鋼纖維混凝土支護(hù)噴射鋼纖維混凝土 錨桿聯(lián)合支護(hù)上述幾種類(lèi)型加設(shè)型鋼支撐 或格柵支撐 的聯(lián)合支護(hù)等等 2 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定 p60 1 錨噴襯砌內(nèi)輪廓線(xiàn)應(yīng)比整體式襯砌適當(dāng)加大 除考慮施工誤差和位移量外 應(yīng)再預(yù)留10cm作為必要時(shí)補(bǔ)強(qiáng)用 2 遇到下列情況時(shí)不應(yīng)采用錨噴襯砌 地下水發(fā)育或大面積淋水堤段 能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍巖地段 最冷月平均氣溫低于 5度地區(qū)的凍害地段 有其他要求的隧道 3 公路隧道規(guī)定 錨噴襯砌的內(nèi)輪廓線(xiàn) 宜采用曲墻式的斷面形式 錨噴襯砌外輪廓線(xiàn)除考慮錨噴變形量外宜再預(yù)留20cm 錨噴支護(hù)作為隧道的永久襯砌 一般考慮是在 級(jí)及以上圍巖中采用 在 級(jí)及以下圍巖中 采用錨噴支護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足 可靠性差 按目前的施工水平 可將錨噴支護(hù)作為初期支護(hù)配合第二次模注混凝土襯砌 形成復(fù)合襯砌 在某些不良地質(zhì) 膨脹性圍巖 堆積層 破碎帶 大面積涌水地段和特殊地段 不宜采用錨噴襯砌作為永久襯砌 不宜采用錨噴支護(hù)作為永久襯砌的情況還包括 對(duì)襯砌有特殊要求的隧道或地段 如洞口地段 要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊 平整 輔助坑道或其他隧道與主隧道的連接處及附近地段 有很高的防水要求的隧道 還有圍巖及覆蓋太薄 且其上已有建筑物 不能沉落或拆除者等 地下水有侵蝕性 可能造成噴射混凝凝土和錨桿材料的腐蝕 寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)有凍害的地方等 噴錨襯砌設(shè)計(jì)可采用工程類(lèi)比法或數(shù)值計(jì)算 并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì) 復(fù)合式襯砌不同于單層厚壁的模筑混凝土襯砌 它把襯砌分成兩層或兩層以上 可以是同一種型式 方法和材料施作的 也可以是不同型式 方法 時(shí)間和材料施作的 外襯主要是以噴射混凝土和錨桿為基本組合形式的一系列現(xiàn)代隧道支護(hù) 內(nèi)層襯砌則有多種材料和構(gòu)造形式 但以就地模筑混凝土為主 按現(xiàn)代圍巖承載理論設(shè)計(jì)和施作 五 復(fù)合式襯砌 五 復(fù)合式襯砌 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 2005 規(guī)定 在旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度等于或小于160km h時(shí) 隧道優(yōu)先采用曲墻復(fù)合式襯砌 其中單線(xiàn) 級(jí) 雙線(xiàn) 級(jí)及以上地段均應(yīng)設(shè)置仰拱 我國(guó)高速公路 一級(jí)公路 二級(jí)公路隧道已全部采用復(fù)合式襯砌 三級(jí)公路隧道也大量采用 1 復(fù)合襯砌的構(gòu)造 2 復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理 4 隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)要求 3 復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點(diǎn) 1 復(fù)合襯砌的構(gòu)造 復(fù)合襯砌按內(nèi) 外襯的組合情況可分為 噴錨支護(hù)與混凝土襯砌 噴錨支護(hù)與噴射混凝土襯砌 可縮性鋼拱架 或格柵鋼構(gòu)拱架 噴射混凝土與混凝土襯砌 裝配式襯砌與混凝土襯砌 初期支護(hù) 和 后期支護(hù) 二次襯砌 外層襯砌 和 內(nèi)層襯砌 復(fù)合襯砌主要是通過(guò)調(diào)整斷面形狀和初期支護(hù)參數(shù)來(lái)適應(yīng)地質(zhì)條件變化 即適應(yīng)不同的圍巖級(jí)別以及圍巖松弛范圍和松弛程度變化 因而 復(fù)合襯砌中的初期支護(hù)參數(shù)變化幅度較大 如外襯為錨噴襯砌的厚度多在5 20cm之間 而內(nèi)層襯砌厚度變化不大 如公路隧道多數(shù)在30 40cm之間 鐵路鐵路單線(xiàn)隧道內(nèi)層襯砌厚度一般為25cm 雙線(xiàn)隧道內(nèi)層襯砌厚度一般為30cm 雙線(xiàn)高速鐵路隧道和公路隧道斷面尺寸較大時(shí) 內(nèi)層襯砌厚度稍厚 內(nèi)層襯砌一般均為等厚截面 只將兩側(cè)邊墻下部稍作加厚 以降低基底應(yīng)力 為防止地下水流入或滲入隧道 可以在內(nèi)外層襯砌之間設(shè)防水層 其材料可以用軟聚氯乙烯薄膜 聚異丁烯片 聚乙烯片等防水卷材 或用噴涂乳化瀝青等防水劑 在噴層表面有凹凸不平時(shí) 須事先以砂漿敷面 作成找平層 務(wù)使巖壁與防水層密貼 防水層接縫處 一般用熱水焊接 或電敏電阻焊接 亦可用適當(dāng)?shù)娜軇┳魅芙夂附?以便保證防水的質(zhì)量 2 復(fù)合式襯砌的支護(hù)機(jī)理 外襯 初期支護(hù) 允許大的約束變形 允許出現(xiàn)少量裂縫 吸收變形壓力 穩(wěn)定洞壁 與圍巖共同形成支護(hù)體系 內(nèi)襯 二次襯砌 與外襯圍巖共同承受?chē)鷰r殘余變形產(chǎn)生的壓力 共同承受外部條件惡化產(chǎn)生的壓力 作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備 3 復(fù)合襯砌的優(yōu)缺點(diǎn) 復(fù)合襯砌是將整個(gè)人工支護(hù)結(jié)構(gòu)分解為 初期支護(hù) 和 內(nèi)層襯砌 兩大部分 各部分分別起到不同的作用 兩部分分別參與并與圍巖共同工作 各有側(cè)重 復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)形式既能充分調(diào)動(dòng)并利用圍巖自我承載自我穩(wěn)定的能力 又可以充分發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和支護(hù)材料的力學(xué)性能 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 復(fù)合襯砌比較符合隧道 地下工程結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)變化過(guò)程 尤其是能按受力和變形的規(guī)律 調(diào)整各項(xiàng)參數(shù) 適合多種地質(zhì)條件 復(fù)合襯砌的極限承載能力比同等厚度的單層襯砌的極限承載能力可以提高20 30 而且 如果調(diào)整好內(nèi)層襯砌的施作時(shí)間 還可以改善結(jié)構(gòu)的受力條件 復(fù)合式襯砌最適宜在 級(jí)圍巖中使用 但遇到下列情況時(shí) 應(yīng)慎重對(duì)待 必要時(shí)應(yīng)輔以相應(yīng)的加固措施 拱頂以上覆蓋厚度小于隧道直徑時(shí) 有明顯偏壓力時(shí) 在無(wú)自穩(wěn)能力的未膠結(jié)砂礫石地層中時(shí) 在大膨脹性的地層中時(shí) 在大涌水的地層中時(shí) 在嚴(yán)重的凍害的地區(qū)中時(shí) 但是 復(fù)合襯砌尤其是初期支護(hù)的施工工藝特別復(fù)雜 要從概念上理解其作用比較困難 從技術(shù)上掌握其設(shè)置準(zhǔn)則也比較困難 不像單層襯砌那樣簡(jiǎn)單直觀(guān) 容易理解 與傳統(tǒng)的模筑混凝土單層襯砌相比 能節(jié)約工程投資約5 10 4 隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)要求 復(fù)合襯砌的設(shè)計(jì) 目前以工程類(lèi)比為主 理論驗(yàn)算為輔 結(jié)合施工 通過(guò)測(cè)量 監(jiān)控取得數(shù)據(jù) 不斷修改和完善設(shè)計(jì) 1 初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù) 即由噴射棍凝土 錨桿 鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用 2 二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 內(nèi)層襯砌的構(gòu)造形式 材料和施作方法與單層襯砌基本相同 3 類(lèi)及以下圍巖或可能出現(xiàn)偏壓時(shí) 應(yīng)設(shè)置仰拱 4 兩層襯砌之間宜采用緩沖 隔離的防水夾層 5 在確定開(kāi)挖斷面時(shí) 除應(yīng)滿(mǎn)足隧道凈空和結(jié)構(gòu)尺寸外 還應(yīng)考慮圍巖及初期支護(hù)的變形 并預(yù)留適當(dāng)?shù)淖冃瘟?以保證初期支護(hù)穩(wěn)定后 二次襯砌的必要厚度 六 其它襯砌結(jié)構(gòu)的類(lèi)型 1 圓形斷面襯砌 2 矩形斷面襯砌 3 偏壓襯砌 4 喇叭口隧道襯砌 2 矩形斷面襯砌 1 圓形斷面襯砌 3 偏壓襯砌 4 喇叭口隧道襯砌 七 隧道襯砌的其它構(gòu)造要求 1 隧道洞口段 應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)襯砌 并宜與洞身整體砌筑 鐵路一般單線(xiàn)隧道洞口應(yīng)設(shè)置不小于5m長(zhǎng)的模筑混凝土襯砌 雙線(xiàn)和多線(xiàn)隧道應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng) 公路隧道一般情況下兩車(chē)道隧道應(yīng)不小于10m 三車(chē)道隧道應(yīng)不小于15m 洞口段及軟弱圍巖段的襯砌宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 2 圍巖較差段的襯砌應(yīng)向圍巖較好地段延伸5 10m 3 偏壓襯砌段應(yīng)向一般襯砌段延伸 鐵路規(guī)定偏壓襯砌段應(yīng)延伸至一般襯砌段內(nèi)5m以上 公路規(guī)定一般不小于10m 公路隧道偏壓襯砌一般宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 4 橫通道 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)洞 聯(lián)絡(luò)通道等與主隧道連接處的襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)做加強(qiáng)處理 加強(qiáng)段襯砌應(yīng)向各交叉洞延伸 公路隧道規(guī)定主洞延伸長(zhǎng)度不小于5 0m 橫通道延伸長(zhǎng)度不小于3 0m 公路隧道一般要求交叉口襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 5 圍巖較差地段應(yīng)設(shè)仰拱 不設(shè)仰拱的隧道應(yīng)做底板 單線(xiàn)隧道其厚度不得小于20 雙線(xiàn)隧道其厚度不得小于25 不設(shè)仰拱的地段 襯砌邊墻應(yīng)置于穩(wěn)固的地基之上 6 電力牽引的隧道 其長(zhǎng)度大于2000m及位于隧道群地段和車(chē)站兩端時(shí) 為了使接觸網(wǎng)有良好的工作和維修條件 應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置接觸網(wǎng)補(bǔ)償下錨的襯砌段 7 對(duì)襯砌有不良影響的硬軟地層分界處 應(yīng)設(shè)置變形縫 伸縮縫沉降縫與施工縫 隧道襯砌一般不設(shè)伸縮縫 但嚴(yán)寒地區(qū)的整體式襯砌 錨噴襯砌或復(fù)合式襯砌應(yīng)在洞口和易受凍害地段設(shè)置伸縮縫 凡屬下列情況下應(yīng)設(shè)置沉降縫 1 對(duì)襯砌有不良影響的軟硬地層分界處 2 8度及8度以上地震區(qū)的斷層處 3 同一洞室高低相差懸殊處 4 按動(dòng)荷載與靜荷載設(shè)計(jì)的襯砌交界處 5 襯砌形狀或截面厚度顯著改變的部位 級(jí)圍巖中的隧道 在洞口約50m范圍內(nèi) 宜設(shè)置沉降縫 沉降縫間距約10m 伸縮縫和沉降縫的設(shè)置要求為 1 混凝土襯砌 縫寬1cm 中間夾以瀝青油毛氈等材料 在襯砌施工的同時(shí)施做 2 石砌襯砌 縫寬3cm 用瀝青麻筋或其它材料填塞 在襯砌施工的同時(shí)施做 襯砌的施工縫應(yīng)與設(shè)計(jì)的伸縮縫 沉降縫結(jié)合布置 并盡量少設(shè)施工縫 在進(jìn)行下一循環(huán)襯砌混凝土灌注之前 必須鑿毛并清洗干凈施工縫 在有地下水的隧道中 伸縮縫 沉降縫和施工縫均應(yīng)進(jìn)行防水處理 第三節(jié)隧道洞門(mén) 一 概述 二 洞門(mén)類(lèi)型 三 隧道洞口的構(gòu)造要求 第二節(jié)隧道洞門(mén) 一 概述 1 洞門(mén)作用 2 洞門(mén)與洞口段 3 洞門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 4 洞門(mén)建筑材料 洞門(mén) 隧道門(mén)的簡(jiǎn)稱(chēng) 通常也泛指隧道門(mén)及明洞門(mén) 是隧道兩端的外露部分 是隧道洞口用圬工砌筑用以保護(hù)洞口 排放流水并加以建筑裝飾的支擋結(jié)構(gòu)物 它聯(lián)系襯砌和路塹 是整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分 也是隧道進(jìn)出口的標(biāo)志 1 洞門(mén)作用 洞門(mén)的作用 洞門(mén) 1 減少洞口土石方開(kāi)挖量 起到擋土墻的作用 2 穩(wěn)定邊仰坡 減小引線(xiàn)路塹的邊坡高度 縮小正面仰坡的坡面長(zhǎng)度 從而使邊仰坡得以穩(wěn)定 3 引離地面流水 把流水引入側(cè)溝排走 保證了洞口的正常干燥狀態(tài) 4 裝飾洞口 修建洞門(mén)也可以算是一種裝飾 2 洞門(mén)與洞口段 3 洞門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 1 洞門(mén)結(jié)構(gòu)的型式應(yīng)實(shí)用 經(jīng)濟(jì) 美觀(guān) 醒目 2 洞門(mén)墻應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置伸縮縫 沉降縫和匯水孔 3 洞門(mén)墻的厚度可按計(jì)算或結(jié)合其它已建成隧道洞門(mén)用工程類(lèi)比法確定 4 洞門(mén)墻基礎(chǔ)必須埋置在穩(wěn)定地基上 應(yīng)視地形及地質(zhì)條件 埋置足夠的深度 保證洞門(mén)的穩(wěn)定性 4 洞門(mén)建筑材料 第二節(jié)隧道洞門(mén) 二 洞門(mén)類(lèi)型 隧道門(mén) 明洞門(mén) 基本形式 洞口環(huán)框 端墻式洞門(mén) 翼墻式洞門(mén) 洞門(mén) 二 洞門(mén)類(lèi)型 一 洞口環(huán)框 二 端墻式洞門(mén)及柱式洞門(mén) 三 翼墻式洞門(mén)及耳墻式洞門(mén) 四 臺(tái)階式洞門(mén) 五 斜交式洞門(mén) 六 突出式洞門(mén) 七 遮光式洞門(mén) 八 拱形明洞門(mén) 九 其它形式 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適用條件 一 洞口環(huán)框 一 洞口環(huán)框 當(dāng)隧道洞口仰坡極為穩(wěn)固 巖層堅(jiān)硬 節(jié)理不發(fā)育 不易風(fēng)化 級(jí)圍巖 且地形陡峻無(wú)排水要求時(shí) 可以將洞口段襯砌加厚 形成洞口環(huán)框 主要起加固洞口襯砌和減少洞口雨后滴水對(duì)洞口段的侵蝕作用 并對(duì)洞口做出簡(jiǎn)單的裝飾 不承載 環(huán)框微向后傾 其傾斜程度與頂上的仰坡一致 環(huán)框的寬度與洞口外觀(guān)相匹配 一般不小于70cm 突出仰坡坡面不少于30cm 使仰坡上流下的水不致從洞口正面淌下 二 端墻式洞門(mén)及柱式洞門(mén) 1 端墻式洞門(mén) 端墻式洞門(mén)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工程量小 施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn) 在巖層較好時(shí)使用最為經(jīng)濟(jì) 也是最常見(jiàn)的一種洞門(mén) 唯洞門(mén)頂排水條件稍差 若橫向山坡一側(cè)較低時(shí) 宜開(kāi)挖溝槽橫向引排 地形開(kāi)闊 石質(zhì)較穩(wěn)定 級(jí)圍巖 適用 端墻 洞門(mén)頂排水溝 組成 起擋土墻的作用 主要抵抗山體縱向推力及支持洞口正面上的仰坡 保持其穩(wěn)定 用來(lái)將仰坡流下來(lái)的地表水匯集后排走 二 端墻式洞門(mén)及柱式洞門(mén) 1 端墻式洞門(mén) 端墻的構(gòu)造要求 1 端墻的高度應(yīng)使洞身襯砌的上方尚有1m以上的回填層 以減緩山坡滾石對(duì)襯砌的沖擊 洞頂水溝深度應(yīng)不小于0 4m 為保證仰坡滾石不致跳躍超過(guò)洞門(mén)落到線(xiàn)路上去 端墻應(yīng)適當(dāng)上延形成擋碴防護(hù)墻 其高度從仰坡坡腳算起 應(yīng)不小于0 5m 在水平方向不宜小于1 5m 端墻基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)固的地基上 其深度視地質(zhì)條件 凍害程度而定 一般應(yīng)在0 6 1 0m左右 按照上述要求 端墻的高度約在11 0m上下 2 端墻厚度應(yīng)按擋土墻的方法計(jì)算 但不應(yīng)小于 漿砌片石 0 4m 片石混凝土 0 35m 混凝土砌塊 塊石 0 3m 鋼筋混凝土 0 2m 3 端墻寬度與路塹橫斷面相適應(yīng) 2 柱式洞門(mén) 二 端墻式洞門(mén)及柱式洞門(mén) 三 翼墻式洞門(mén)及耳墻式洞門(mén) 1 翼墻式洞門(mén) 翼墻式洞門(mén)由端墻及翼墻組成 翼墻是為了增加端墻的穩(wěn)定性而設(shè)置的 正面起到抵抗山體縱向推力 增加洞門(mén)的抗滑及抗傾覆能力的作用 兩側(cè)面保護(hù)路塹邊坡 起擋土墻作用 翼墻頂面通常與仰坡坡面一致 其上設(shè)置水溝 將洞門(mén)頂水溝匯集的地表水引至路塹側(cè)溝內(nèi)排走 翼墻式洞門(mén)俗稱(chēng)八字式洞門(mén) 適用于地質(zhì)較差的IV級(jí)以下圍巖 山體縱向推力較大時(shí) 以及需要開(kāi)挖較深路塹的地方 2 耳墻式洞門(mén) 這種洞門(mén)結(jié)構(gòu)形式對(duì)于排泄仰 邊坡地表匯水 阻擋洞頂風(fēng)化剝落體 效果良好 并可大大減少對(duì)坡面的沖刷 洞口顯得寬敞 結(jié)構(gòu)式樣比較美觀(guān) 而且對(duì)于邊 仰坡坡度不一致的洞口 設(shè)計(jì)時(shí)亦便于處理 四 臺(tái)階式洞門(mén) 亦稱(chēng)偏壓隧道門(mén) 五 斜交式洞門(mén) 六 突出式洞門(mén) 1 防護(hù)功能 2 安全功能 3 景觀(guān)功能 1 消竹式 削竹式 清竹式 2 喇叭口式 1 消竹式 削竹式 清竹式 當(dāng)洞口為松軟的堆積層時(shí) 通常應(yīng)避免大刷仰 邊坡 一般宜采用接長(zhǎng)明洞 恢復(fù)原地形地貌的辦法 當(dāng)洞口寬敞的場(chǎng)合適合采用削竹式洞口 與環(huán)框式非常相似 但洞門(mén)坡面較平緩 一般應(yīng)與自然地形坡度相一致 洞門(mén)兩側(cè)邊墻與翼墻一樣能起到保護(hù)路塹邊坡的作用 洞門(mén)四周恢復(fù)自然植被原狀 或重新栽植根系發(fā)達(dá)的樹(shù)木等 以使仰 邊坡穩(wěn)定 如果具備條件在引道兩旁邊溝外側(cè)可以栽植喬木 形成林蔭道 對(duì)洞外減光十分有益 傾斜的洞門(mén)還有利于向洞內(nèi)散射自然光 增加入口段的亮度 2 喇叭口式 七 遮光式洞門(mén) 八 拱形明洞門(mén) 九 其它形式 三 隧道洞口的構(gòu)造 1 洞口仰坡坡腳至洞門(mén)墻背應(yīng)有不小于1 5m的水平距離 以防仰坡土石掉落到路面上 危及安全 2 洞門(mén)端墻與仰坡之間水溝的溝底與襯砌拱頂外緣的高度不應(yīng)小于1 0m 以免落石破壞拱圈 3 洞門(mén)墻頂應(yīng)高出仰坡腳0 5m以上 以防水流溢出墻頂 也可防止掉落土石彈出 4 水溝底下填土應(yīng)夯實(shí) 否則會(huì)使水溝變形 產(chǎn)生漏水 影響襯砌強(qiáng)度 5 洞門(mén)墻應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置伸縮縫 沉降縫和泄水孔 以防止洞門(mén)變形 6 洞門(mén)墻的厚度可按計(jì)算或結(jié)合其他工程類(lèi)比確定 但墻身厚度最小不得小于0 5m 7 洞門(mén)墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上 洞門(mén)墻基礎(chǔ)埋置足夠的深度 基底埋入土質(zhì)地基的深度不應(yīng)小于1m 嵌入巖石地基的深度不應(yīng)小于0 5m 第二節(jié)明洞 一 概述 二 拱式明洞 三 棚式明洞 四 明洞構(gòu)造要求 一 概述 明洞是用明挖法修建的山嶺隧道部分 修建明洞的場(chǎng)合 地質(zhì)差且洞頂覆蓋層較薄 用暗挖法難以進(jìn)洞 洞口路塹邊坡上受坍方 落石 泥石流等威脅而危及行車(chē)安全 鐵路 公路 河渠必須在線(xiàn)路上方通過(guò) 且不宜做立交橋或暗洞 為了減少隧道工程對(duì)環(huán)境的破壞影響 保護(hù)環(huán)境和景觀(guān) 洞口段需延長(zhǎng)者 均需要修建明洞 作用 在隧道洞口或線(xiàn)路上起防護(hù)作用 拱式明洞 棚式明洞 路塹對(duì)稱(chēng)型 路塹偏壓型 半路塹偏壓型 半路塹單壓型 蓋板式 剛架式 懸臂式 墻式 柱式 特殊結(jié)構(gòu)明洞 如 箱型明洞 特殊結(jié)構(gòu)明洞 如 箱型明洞 在明洞凈高或建筑高度受到限制 地基軟弱的地方 可采用箱型明洞 一般為鋼筋混凝土制成的整體明洞 其上回填土石 成昆鐵路上最大的勒古洛奪泥石流導(dǎo)槽 二 拱式明洞 拱式明洞是由拱圈 內(nèi)外邊墻和仰拱 或鋪底 組成的混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 它的內(nèi)輪廓與隧道相一致 但結(jié)構(gòu)截面的厚度要比隧道大一些 整體性較好 能承受較大的垂直壓力和側(cè)壓力 由于內(nèi)外墻基礎(chǔ)相對(duì)位移對(duì)內(nèi)力影響較大 所以對(duì)地基要求較高 尤其外墻基礎(chǔ)必須穩(wěn)固 必要時(shí)需要加設(shè)仰拱 通常用作洞口接長(zhǎng)襯砌的明洞 以及用明洞抵抗較大的坍方推力和支撐邊坡穩(wěn)定等 二 拱式明洞 一 路塹式拱形明洞 路塹式對(duì)稱(chēng)型 二 偏壓直墻式拱形明洞 路塹式偏壓型 三 偏壓斜墻式拱形明洞 半路塹式偏壓型 四 半路塹單壓式拱形明洞 一 路塹式拱形明洞 路塹式對(duì)稱(chēng)型 一 路塹式拱形明洞 路塹式對(duì)稱(chēng)型 二 偏壓直墻式拱形明洞 路塹式偏壓型 三 偏壓斜墻式拱形明洞 半路塹式偏壓型 三 偏壓斜墻式拱形明洞 半路塹式偏壓型 四 半路塹單壓式拱形明洞 三 棚式明洞 適用 山坡的坍方 落石數(shù)量較少 山體側(cè)向壓力不大 或因受地質(zhì) 地形限制 難以修建拱形明洞時(shí) 可以修建棚式明洞 簡(jiǎn)稱(chēng)棚洞 頂蓋 通常為梁式結(jié)構(gòu) 內(nèi)邊墻 一般采用重力式擋墻結(jié)構(gòu) 并應(yīng)置于基巖或穩(wěn)固的地基上 外邊墻 可以采用墻式 剛架式 柱式結(jié)構(gòu)或省去 結(jié)構(gòu) 一 蓋板式棚洞 墻式棚洞 二 剛架式棚洞 三 懸臂式棚洞 四 柱式棚洞 適用于少量落石 地基承載力高或基巖埋藏淺的地段 外墻采用獨(dú)立柱和縱梁方式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 預(yù)制吊裝方便 但整體穩(wěn)定性較差 四 明洞構(gòu)造要求 1 明洞基礎(chǔ) 2 明洞填土 3 明洞襯砌 1 明洞基礎(chǔ) 明洞基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)固的地基上 當(dāng)基巖埋深較淺時(shí) 基礎(chǔ)可設(shè)置于基巖上 當(dāng)基礎(chǔ)位于軟弱地基上時(shí) 基礎(chǔ)可采用仰拱 整體式鋼筋混凝土底板等結(jié)構(gòu) 外墻基礎(chǔ)趾部 應(yīng)有一定的嵌入深度并應(yīng)設(shè)在凍結(jié)線(xiàn)以下0 25m 且保證一定的護(hù)基寬度 當(dāng)兩側(cè)邊墻地基軟硬不均時(shí) 基巖不深時(shí)可加深基礎(chǔ) 設(shè)置于基巖上 采用鋼筋混凝土或混凝土仰拱 采用鋼筋混凝土底板 修筑整體式基礎(chǔ) 亦可采用樁基或加固地層等措施 明洞外邊墻 棚洞立柱基礎(chǔ)埋置位置在路面3m以下時(shí) 一般是指半路塹單壓式明洞的外側(cè)邊墻及立柱 應(yīng)在路基處設(shè)置鋼筋混凝土橫向水平拉桿或錨桿 或給立柱加設(shè)橫撐和縱撐 以減小墻底轉(zhuǎn)角 改善結(jié)構(gòu)受力條件 增加墻柱約束 減小其長(zhǎng)細(xì)比的影響 以確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性 外側(cè)邊墻及立柱的整體及局部穩(wěn)定性 當(dāng)?shù)鼗鶠橥暾麍?jiān)固的巖體時(shí) 基礎(chǔ)可切割成臺(tái)階 臺(tái)階平均坡度不陡于1 0 5 坡度線(xiàn)與水平線(xiàn)的夾角不得大于巖層的內(nèi)摩擦角 臺(tái)階寬度不小于0 50m 最低一層基礎(chǔ)臺(tái)階寬度不小于2m 當(dāng)基礎(chǔ)外側(cè)受水流沖刷影響時(shí) 為了使基礎(chǔ)外側(cè)護(hù)基部分巖土穩(wěn)定或?yàn)榉乐购影稕_刷的影響 應(yīng)另采取擋墻 護(hù)岸 邊坡加固等防護(hù) 防護(hù)刷措施 2 明洞填土 明洞頂設(shè)計(jì)填土厚度 應(yīng)根據(jù)山坡病害的情況 預(yù)計(jì)明洞頂可能出現(xiàn)的坍塌量及將來(lái)明洞所要起的作用來(lái)確定 鐵路隧道規(guī)范確定為1 50m 公路隧道規(guī)定不小于2 0m 明洞頂填土橫坡 明洞頂設(shè)計(jì)填土坡度可為1 5 1 3 實(shí)際填土坡可為1 10 1 5 當(dāng)邊坡有病害 未來(lái)可能發(fā)生較大的坍塌 而該隧道又處于地震烈度8度以上地區(qū) 地震時(shí)增加了坍塌的數(shù)量 應(yīng)酌情增加填土厚度 明洞應(yīng)重視拱背和墻背的回填 墻背回填料的內(nèi)摩擦角應(yīng)不低于圍巖的計(jì)算摩擦角 3 明洞襯砌 1 當(dāng)采用拱形明洞時(shí) 可按整體式襯砌設(shè)計(jì) 2 半路塹拱形明洞由于襯砌所受荷載明顯不對(duì)稱(chēng) 靠山側(cè)所受荷載較大 故半路塹拱形明洞應(yīng)考慮偏壓 拱形明洞外邊墻宜適當(dāng)加厚 3 當(dāng)拱形明洞邊墻側(cè)壓較大及地層松軟時(shí) 宜設(shè)仰拱 4 明洞宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 5 棚洞結(jié)構(gòu)主要由蓋板 內(nèi)邊墻和外側(cè)支承建筑物三部分組成 6 路線(xiàn)通過(guò)滑坡地段采用明洞方案時(shí) 應(yīng)與路基整治和滑坡整治方案作全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 7 在地質(zhì)情況變化較大地段應(yīng)設(shè)置沉降縫 氣溫變化較大地區(qū)應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)度等情況設(shè)置伸縮縫 第四節(jié)隧道附屬建筑物 附屬建筑物 通風(fēng)建筑物 防排水建筑物 安全避讓設(shè)備 電力和通訊設(shè)施 照明設(shè)施 公用設(shè)施 消防設(shè)施等應(yīng)急救援設(shè)施 監(jiān)控設(shè)施 第四節(jié)隧道附屬建筑物 一 防排水建筑物 二 鐵路隧道附屬建筑物 三 公路隧道附屬建筑物 一 防排水建筑物 一 截水措施 二 防水措施 三 堵水措施 四 排水措施 襯砌不滴水 安裝設(shè)備的孔眼不滲水 道床不積水 電力牽引的隧道拱部基本不滲水 在有凍害地段的隧道 除拱部和邊墻不滲水外 襯砌背后也不積水 截 防 堵 排結(jié)合 因地制宜 綜合治理 原則 隧道防排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 一 截水措施 截 它是指截?cái)嗟乇硭偷叵滤魅胨淼赖耐?1 在洞口仰坡外緣5m以外 設(shè)置天溝 并加以鋪砌 當(dāng)巖石外露 地面坡度較陡時(shí)可不設(shè)天溝 仰坡上可種植草皮 噴抹灰漿或加以鋪砌 2 對(duì)洞頂天然溝槽加以整治 使山洪宣泄暢通 3 對(duì)洞頂?shù)乇淼南菅?深坑加以回填 對(duì)裂縫進(jìn)行堵塞 4 在地表水上游設(shè)截水導(dǎo)流溝 地下水上游設(shè)導(dǎo)坑 泄水洞 洞外井點(diǎn)降水或洞內(nèi)井點(diǎn)降水 成昆鐵路地下萬(wàn)米排水隧洞 二 防水措施 防 它是指襯砌防水 即防止地下水從襯砌背后滲入隧道內(nèi) 1 防水混凝土結(jié)構(gòu) 2 防水層 厚度不應(yīng)小于30cm 抗?jié)B等級(jí)不得低于P6 裂縫寬度不得大于0 2mm 并不得貫通 當(dāng)為鋼筋混凝土?xí)r 迎水面主筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于5cm 結(jié)構(gòu)施工縫和變形縫都應(yīng)有防水設(shè)施 粘貼式防水層 噴涂式防水層 粘貼在襯砌的外表面 粘貼在初期支護(hù)與二次模筑襯砌之間 瀝青油氈 或麻布 軟聚氯乙烯薄膜 聚異丁烯片 聚乙烯片 噴水泥砂漿 防水砂漿抹面 881 涂脫防水膠 陽(yáng)離子乳化瀝青 內(nèi)貼式防水層 粘貼在內(nèi)表面 三 堵水措施 堵 針對(duì)滲漏水地段 采用注漿 噴涂 堵水墻等辦法 充填支護(hù)與圍巖之間的空隙 堵住地下水的通路 并使支護(hù)與圍巖形成整體 改善支護(hù)受力條件 1 噴射混凝土堵水 2 塑料板堵水 3 模筑混凝土襯砌堵水 4 注漿堵水 堵排結(jié)合 分段堵水 1 噴射混凝土堵水 當(dāng)圍巖有大面積裂隙滲水 且水量 壓力較小時(shí) 可結(jié)合初期支護(hù)采用噴射混凝土堵水 注意此時(shí)需加大速凝劑用量 進(jìn)行連續(xù)噴射 且在主裂隙處不噴射混凝土 使水流能集中于主裂隙流入盲溝 通過(guò)盲溝排出 2 塑料板堵水 當(dāng)圍巖有大面積裂隙滴水 流水 且水量壓力不太大時(shí) 可于噴射混凝土等初期支護(hù)施作完畢后 二次支護(hù)施作前 在巖壁大面積鋪設(shè)塑料板堵水 塑料板鋪設(shè)固定時(shí)不能繃得太緊 要預(yù)留一定的松弛度 使得在灌筑二次支護(hù)混凝土?xí)r 塑料板能向凹處變形 緊貼巖面 不產(chǎn)生過(guò)度張拉和破壞 3 模筑混凝土襯砌堵水 其一 防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)不得小于P8 抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 水灰比不得大于0 6 水泥用量不得少于320 m3 當(dāng)摻用活性粉細(xì)料時(shí) 不得少于280 m3 砂率應(yīng)遭當(dāng)提高 并不得低于35 其二 是防水混凝土襯砌施工必須采用機(jī)械振搗 施工縫 沉降縫及伸縮縫可以采用中埋式塑料或橡膠止水帶 或采用背貼塑料止水帶止水 4 注漿堵水 在地下水較豐富的地區(qū) 襯砌接縫處常用止水帶防水 金屬 銅片 止水帶 聚氯乙烯止水帶 橡膠止水帶 用于相對(duì)變形較小的場(chǎng)所 可用于變形幅度較大的場(chǎng)合 鋼邊止水帶 采用超前小導(dǎo)管等將適宜的膠結(jié)材料壓注到地層節(jié)理 裂隙 孔隙中 不僅可以加固圍巖 同時(shí)也起到了堵水的作用 更可以防止地下水大量流失 較好地保持地下水環(huán)境 在隧道內(nèi)層襯砌施作完成后 若因襯砌混凝土質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生滲漏 也可以向襯砌與圍巖之間的縫隙壓注膠結(jié)材料 水泥砂漿 用以充填襯砌與圍巖之間的空隙 以堵住地下水的通路 并使襯砌與圍巖形成整體 改善襯砌受力條件 四 排水措施 排 利用盲溝 泄水管 渡槽 中心排水溝或排水側(cè)溝等排水設(shè)備 將水排出洞外 隧道排水設(shè)計(jì)一般考慮 1 隧道內(nèi)縱向應(yīng)設(shè)排水溝 橫向應(yīng)設(shè)排水坡 2 遇圍巖地下水出露處所 宜在襯砌背后設(shè)豎向盲溝或排水管 槽 集水鉆孔等予以引排 對(duì)于顆粒易流失的圍巖 不宜采用集中疏導(dǎo)排水 3 根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 應(yīng)在襯砌外設(shè)環(huán)向盲溝 縱向盲溝和隧底排水盲溝 組成完整的排水系統(tǒng) 保證道床不積水 4 當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育 含水層明顯 又有長(zhǎng)期補(bǔ)給來(lái)源 洞內(nèi)水量較大時(shí) 可利用輔助坑道或設(shè)置泄水洞等作為截 排水設(shè)施 1 盲溝 管 可根據(jù)需要設(shè)置縱向和環(huán)向盲溝 間距視水量大小而定 一般為4一10m 但必須將水流引入到襯砌墻腳的泄水孔中 盲溝 管 是在襯砌與圍巖之間設(shè)置的匯水 過(guò)水通道 使之匯入泄水孔 它主要用于引導(dǎo)較為集中的局部滲流水 片石盲溝 彈簧軟管盲溝 化學(xué)纖維滲濾布盲溝 彈簧軟管盲溝 化學(xué)纖維滲濾布盲溝 柔性盲溝 柔性盲溝通常由工廠(chǎng)加工制造 它具有現(xiàn)場(chǎng)安裝方便 布置靈活 連接容易 接頭不易被混凝土堵塞 過(guò)水效果良好 成本不太高等優(yōu)點(diǎn) 1 彈簧軟管盲溝這種盲溝一般采用10號(hào)鋼絲纏成直徑為5 6cm的圓柱形彈簧 或采用硬質(zhì)又具有彈性的塑料絲纏成半圓形彈簧 或采用帶孔塑料管作為過(guò)水通道的骨架 安裝時(shí)外覆塑料薄膜和鋼窗紗 從滲流水處開(kāi)始環(huán)向鋪設(shè)并接人泄水孔 2 化學(xué)纖維滲濾布盲溝這種盲溝是以結(jié)構(gòu)疏松的化學(xué)纖維布作為水的滲流通道 其單面有塑料薄膜 安裝時(shí)使薄膜朝向混凝土一面 這種滲濾布式盲溝重量輕 便于安裝和連續(xù)加墊焊接 寬度和厚度也可以根據(jù)滲排水量的大小進(jìn)行調(diào)整 這種滲濾布式盲溝是一種用于匯集 引排大面積滲水的較理想的滲水盲溝 2 泄水孔 泄水孔是設(shè)于襯砌邊墻下部的出水孔道 它將盲溝流來(lái)的水直接泄入隧道內(nèi)的縱向排水溝 在立邊墻模板時(shí) 就安設(shè)泄水管 并特別注意使其里端與盲溝接通 外端穿過(guò)模板 泄水管可用鋼管 竹管 塑料管 蠟封紙管等 這種方法主要用于水量較大時(shí) 當(dāng)水量較小時(shí) 則可以待模筑邊墻混凝土拆模后 再根據(jù)記錄的盲溝位置鉆泄水孔 泄水孔的位置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置 3 排水溝 排水溝承接泄水孔泄出的水 并將其排出隧道 除常年干燥無(wú)水的隧道以外 一般的隧道都應(yīng)設(shè)置縱向排水溝 以便將滲漏到洞內(nèi)的地表水和公路車(chē)道上或鐵路道床內(nèi)的積水順著線(xiàn)路方向排出洞外 1 鐵路隧道排水溝鐵路單線(xiàn)隧道溝底縱坡宜與線(xiàn)路縱坡一致 一般不得小于3 特殊情況下 不得小于1 隧底橫向排水坡不應(yīng)小于2 宜優(yōu)先設(shè)置雙側(cè)水溝 只有在短遂道中 且地下水量小并鋪設(shè)碎石道床時(shí) 才考慮設(shè)置單側(cè)水溝 單側(cè)水溝應(yīng)設(shè)在來(lái)水的一側(cè) 如為曲線(xiàn)隧道 則應(yīng)設(shè)在曲線(xiàn)的內(nèi)側(cè) 雙線(xiàn)隧道宜在兩側(cè)及中心分別設(shè)置水溝 并不得單獨(dú)采用中心水溝 如果是雙線(xiàn)特長(zhǎng) 長(zhǎng)隧道 則必須同時(shí)設(shè)置雙側(cè)水溝和中心水溝雙側(cè)水溝隔一定距離應(yīng)設(shè)一橫向聯(lián)絡(luò)溝 以平衡不均勻的水流量 2 公路隧道排水溝公路隧道除了要排走襯砌后面的地下水外 還要排走道路清潔沖洗后的廢水和下雨時(shí)汽車(chē)帶進(jìn)來(lái)的雨水 水溝一般設(shè)于靠車(chē)道一側(cè) 而電纜槽設(shè)于另一側(cè) 襯砌背后的地下水則由排水暗管排入水溝 隧道縱向排水溝 有單側(cè) 雙側(cè) 中心式三種形式 除地下水量不大的中 短隧道可不設(shè)中心水溝外 一般情況下都建議設(shè)置中心水溝 它除了能引排襯砌背后的地下水外 還可有效地疏導(dǎo)路面底部的積水 而路側(cè)邊溝的作用主要是排除路面污水 其形式有明溝與暗溝兩種 如圖5一13所示 中心排水溝如圖5一14所示 排水溝的斷面按排水量計(jì)算確定 但一般溝底寬不應(yīng)小于40cm 溝深不應(yīng)小于35cm 為保持溝深不變 溝底縱向坡度宜與線(xiàn)路坡度一致 不得已時(shí) 溝底縱坡也不應(yīng)小于1 道床底面的橫坡不應(yīng)小于2 不大于3 隧道內(nèi)縱向排水溝溝身均采用混凝土就地模筑 水溝上面設(shè)有預(yù)制的鋼筋混凝土