公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造幻燈片

1、1第二章 公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造2.1襯砌材料與構(gòu)造2.2洞門(mén)2.3明洞2.4內(nèi)裝、頂棚及路面2.5隧道的附屬設(shè)施2.6防排水設(shè)施22.1襯砌材料與構(gòu)造1 襯砌材料 公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造由主體構(gòu)造物主體構(gòu)造物和附屬構(gòu)造物附屬構(gòu)造物組成。 主體構(gòu)造物是為了保持巖體穩(wěn)定和行車(chē)安全而修建的人工永久建筑物，一般指洞身洞身和洞門(mén)洞門(mén)構(gòu)造物。 附屬構(gòu)造物是為了運(yùn)營(yíng)管理、維修養(yǎng)護(hù)、給水排水、供電、通風(fēng)、照明、通訊、安全等而修建的構(gòu)造物。 隧道是埋藏在地層深處的構(gòu)筑物，其襯砌一般要承受較大的圍巖壓力圍巖壓力、地下水壓力地下水壓力，有時(shí)還要受到化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，處于高寒地區(qū)的隧道往往還要受到凍害凍害等。 所用的材料

2、應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度強(qiáng)度、耐久性耐久性、抗?jié)B性抗?jié)B性、耐腐蝕耐腐蝕性性和抗凍性抗凍性等 襯砌材料應(yīng)價(jià)格便宜、就地取材、便于機(jī)械化施工的要求。3（1）混凝土優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：整體性好，既可以現(xiàn)場(chǎng)澆注，也可以在加工廠預(yù)制，而且可以機(jī)械化施工，其本身密實(shí)性較好，具有一定的密實(shí)性。根據(jù)需要可以選擇合適的水泥：比如選擇具有快硬，早強(qiáng)的快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽膨脹水泥和石膏礬土膨脹水泥；抗?jié)B防水的大壩水泥和防水水泥；抗硫酸鹽侵蝕的抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，以及塑化水泥，加氣水泥。根據(jù)需要可以添加添加劑：減水劑、低溫早強(qiáng)劑、常溫早強(qiáng)劑、速凝劑、緩凝劑、塑化劑、以及引氣劑?？箖龌炷粒涞貐^(qū)強(qiáng)度不能低于42.5mpa，嚴(yán)寒地區(qū)

3、不能低于52.5mpa.缺點(diǎn)：灌注后不能立即承受荷載，需要養(yǎng)生，達(dá)到一定強(qiáng)度才能拆模，占用模板和拱架多。工藝流程：立模灌筑養(yǎng)生拆模456 隧道施工時(shí)，暗挖部分就地綁扎鋼筋比較困難，通常不得已時(shí)才采用鋼筋混凝土，通常情況下采用格柵鋼架并連接鋼筋和鋼筋網(wǎng)等做臨時(shí)支護(hù)，完成臨時(shí)支護(hù)則沿用為永久支護(hù)，明挖階段可采用現(xiàn)場(chǎng)綁扎。（2）鋼筋混凝土7891011 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)高速噴射到潔凈的巖石表面上凝結(jié)而成，其密實(shí)性強(qiáng)，能快速封閉圍巖裂隙。密貼與巖石表面，早期強(qiáng)度高，能起到封閉巖面和支護(hù)作用，是一種較為理想的柔性支護(hù)。（3）噴射混凝土12131415 錨桿是機(jī)械加固

4、圍巖的一種材料。通常分機(jī)械型錨桿、粘結(jié)性錨桿以及預(yù)應(yīng)力錨桿。當(dāng)圍巖不穩(wěn)定時(shí)，還可以張掛金屬網(wǎng)。設(shè)置錨桿再加噴射混凝土?xí)r，即為錨噴支護(hù)。（1）錨桿支護(hù)（2）噴射混凝土支護(hù)（3）錨桿噴射混凝土支護(hù)（4）鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)（5）錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土（6）以上類型加設(shè)型鋼支撐（或格柵）而成的聯(lián)合支護(hù)（4）錨桿與錨噴支護(hù) 錨噴支護(hù)是指錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)以及它們與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)的組合。16171819優(yōu)點(diǎn)：材料來(lái)源廣，可以就地取材，砌筑后 能較早的承受荷載，可以節(jié)省水泥和模板。缺點(diǎn)：砌縫多，容易漏水，手工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，需要熟練工人，不能機(jī)械化施工。 主要用于洞門(mén)擋墻、擋土墻、明線路緣石，當(dāng)起拱線以

5、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。（5）石料202122盾構(gòu)隧道、掘進(jìn)機(jī)隧道（6）裝配式材料 拼縫防水要求高 與圍巖接觸不夠密貼，一般應(yīng)注漿 結(jié)構(gòu)整體性不如模筑 需要足夠的拼裝空間 制備構(gòu)件尺寸上要求精度高無(wú)洞內(nèi)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可立即承載； 洞外預(yù)制質(zhì)量好； 用機(jī)械手拼裝，速度快，改善勞動(dòng)條件 不需臨時(shí)支撐可節(jié)省大量材料及勞力232425262 洞身襯砌類型（1）直墻式襯砌適用：適用：直墻式襯砌型式通常用于巖石地層垂直圍巖壓力為主要計(jì)算荷載、水平圍巖壓力很小的情況。一殷適用于i，ii級(jí)圍巖，有時(shí)也

6、可用于iv級(jí)圍巖拱部形狀：拱部形狀： 坦三心圓拱坦三心圓拱(r1 r2) 或尖三心圓拱或尖三心圓拱 (r2 r1) 割圓拱（割圓拱（r1r2r）襯砌由上部拱圈. 兩側(cè)豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成軌 頂 面直 墻 式 襯 砌拱 圈直 邊 墻鋪 底27（2）半襯砌（又稱大拱腳薄邊墻襯砌）半襯砌（又稱大拱腳薄邊墻襯砌）直墻式襯砌適用于i、ii級(jí)圍巖，邊墻可用噴射砼做成，亦可用砼整體澆灌。此類襯砌可使拱腳穩(wěn)固的直接支承在兩側(cè)圍巖上，以改善拱圈的受力條件，減少邊墻的開(kāi)挖及襯砌圬工數(shù)量，降低造價(jià)。28（3）曲墻式襯砌 適用范圍：適用范圍：適用于iv級(jí)以上圍巖，水平壓力大或除了垂直壓力外，還有底鼓壓力的

7、情況。地質(zhì)條件較差，為抵御底鼓壓力，配以仰拱使襯砌形成環(huán)狀封閉結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)地基較好，可采用無(wú)仰拱的曲墻式襯砌。仰拱：為改善隧道上部支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部仰拱：為改善隧道上部支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部的反向拱形結(jié)構(gòu)。的反向拱形結(jié)構(gòu)。29 可以改善襯砌受力狀態(tài)，施工麻煩，影響施工運(yùn)輸； 、類圍巖均需修仰拱； 類圍巖，基礎(chǔ)地質(zhì)較好時(shí)可不設(shè)，反之要設(shè)。設(shè)置仰拱作用：設(shè)置仰拱作用：使結(jié)構(gòu)及時(shí)封閉，提高整體承載力和側(cè)墻抵抗側(cè)壓力的能力使結(jié)構(gòu)及時(shí)封閉，提高整體承載力和側(cè)墻抵抗側(cè)壓力的能力抵御結(jié)構(gòu)下沉變形，調(diào)整圍巖和襯砌的應(yīng)力狀態(tài)抵御結(jié)構(gòu)下沉變形，調(diào)整圍巖和襯砌的應(yīng)力狀態(tài)303132 要求用光面

8、爆破開(kāi)挖，使洞室周邊平順光滑，成型準(zhǔn)確，減少超欠挖。適當(dāng)?shù)臅r(shí)間噴混凝土，即為噴混凝土襯砌；噴混凝土襯砌；根據(jù)實(shí)際情況，需要安裝錨桿的則先裝設(shè)錨桿，再噴混凝土，即為噴噴錨襯砌；錨襯砌；如果以噴混凝土，錨桿或鋼拱支架的一種或幾種組合作為初次支護(hù)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，維護(hù)圍巖穩(wěn)定防止有害松動(dòng)。待初次支護(hù)的變形基本穩(wěn)定后，進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土二次襯砌，即為復(fù)合式襯砌。復(fù)合式襯砌。（4）噴錨襯砌及復(fù)合襯砌 33 在不同的時(shí)間分層先后施作，它可以是兩層、三層或更多的層 ，目前實(shí)踐的都只外襯和內(nèi)襯兩層，因此又稱之“雙層襯砌”外襯受力： 保護(hù)圍巖和加固圍巖，促進(jìn)圍巖的應(yīng)力調(diào)整，充分發(fā)揮圍巖的自承作用 內(nèi)襯受力： 在較堅(jiān)硬

9、的圍巖地段，由于圍巖具有自承能力，它與初期支護(hù)組合在一起能起到永久建筑物的作用，所以二次襯砌只是用來(lái)提高安全度的； 在圍巖比較軟弱地段，則內(nèi)、外襯砌是共同承載；而在一些特殊地質(zhì)地段中(坍方、大變形)，二次襯砌的承載作用是主要的，它不僅穩(wěn)定圍巖的變形而且在整個(gè)襯砌結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位。342%路線設(shè)計(jì)標(biāo)高c25素砼隧底填充c10素砼初期支護(hù)防水層 模注二次襯砌隧道中線線路中線c25素砼復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)圖 35防水層防水層：厚度1mm防水材料，如pvc板、復(fù)合土工膜等。基本組成：外襯、防水層、內(nèi)襯內(nèi) 襯外 襯混凝土襯砌噴錨支護(hù)混凝土襯砌格柵鋼構(gòu)拱架?chē)娚浠炷粱炷烈r砌裝配式襯砌363738394041

10、42優(yōu)點(diǎn)： 改善受力條件，相對(duì)單層同厚度模筑襯砌，承載能 力提高2030 防止外層襯砌風(fēng)化，使噴層內(nèi)鋼筋網(wǎng)和錨桿端部免 于銹蝕 表面光潔平整，利于通風(fēng) 防水效果好缺點(diǎn)：造價(jià)較高，工序多，施工較復(fù)雜43（5）偏壓襯砌 當(dāng)山體地面坡較陡，線路外側(cè)山體覆蓋較薄，或由于地質(zhì)構(gòu)造造成的明顯偏壓，隧道襯砌為承受這種不對(duì)稱圍巖壓力而采用如圖5-5所示的非對(duì)稱變厚度結(jié)構(gòu)形式。圖圖5-5 偏壓襯砌示意圖偏壓襯砌示意圖 44 公路常設(shè)計(jì)為雙線隧道，有時(shí)為繞過(guò)困難地形或避開(kāi)復(fù)雜地質(zhì)地段，減少工程量，可將一條雙幅公路隧道分建為二個(gè)單線隧道或二條單線并建為一條雙幅的情況，襯砌產(chǎn)生了一個(gè)過(guò)渡區(qū)段，這部分隧道襯砌的斷面及間距均有變化，相應(yīng)成了一個(gè)喇叭型，稱為喇叭口隧道襯砌 （6）喇叭口隧道襯砌45 線線路中線線線路中線 擋墻面線線路中線線線路中線- 斷面- 斷面4647 圓形斷面襯砌適用于軟弱