學(xué)習(xí)資料四理解隧道設(shè)計(jì)

1、學(xué)習(xí)資料四學(xué)習(xí)資料四理解隧道設(shè)計(jì)理解隧道設(shè)計(jì)第1節(jié) 隧道凈空與限界 本節(jié)主要內(nèi)容：隧道凈空與限界的概念 隧道建筑限界的確定 曲線隧道凈空加寬v1.1 1.1 鐵路隧道限界鐵路隧道限界v直線隧道凈空與限界的概念直線隧道凈空與限界的概念 隧道凈空是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的隧道凈空是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。鐵路隧道凈空是根據(jù)空間。鐵路隧道凈空是根據(jù)“隧道建筑限界隧道建筑限界”確確定的，而定的，而“隧道建筑限界隧道建筑限界”是根據(jù)是根據(jù)“建筑接近限建筑接近限界界”制定的，制定的，“建筑接近限界建筑接近限界”又是根據(jù)又是根據(jù)“機(jī)車機(jī)車車輛限界車輛限界”制定的。制定的。 “限界限界”是一種規(guī)

2、定的輪廓線，這種輪廓線是一種規(guī)定的輪廓線，這種輪廓線以內(nèi)的空間是保證列車安全運(yùn)行所必需的。以內(nèi)的空間是保證列車安全運(yùn)行所必需的?！敖ńㄖ藿缰藿纭笔墙ㄖ锊坏们秩氲囊环N限界。是建筑物不得侵入的一種限界。機(jī)車車輛或超限貨物車輛的接近限界鐵路建筑接近限界 隧道建筑限界 隧道凈空 v1 1機(jī)車車輛限界機(jī)車車輛限界v 它是指機(jī)車車輛最外輪廓的限界尺寸。要求它是指機(jī)車車輛最外輪廓的限界尺寸。要求所有在線路上時(shí)，沿車體所以部分都必須容納在所有在線路上時(shí)，沿車體所以部分都必須容納在此限界范圍內(nèi)而不得超越。此限界范圍內(nèi)而不得超越。v2 2建筑接近限界建筑接近限界v 它是指線路上各種建筑物和設(shè)備（包括電力、它

3、是指線路上各種建筑物和設(shè)備（包括電力、通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控及內(nèi)裝等附屬設(shè)施）均通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控及內(nèi)裝等附屬設(shè)施）均不得侵入的輪廓線。它的用途是保證機(jī)車車輛的不得侵入的輪廓線。它的用途是保證機(jī)車車輛的安全運(yùn)行及建筑物和設(shè)備不受損害。安全運(yùn)行及建筑物和設(shè)備不受損害。v3 3隧道建筑限界隧道建筑限界v 它是指包圍它是指包圍“建筑接近限界建筑接近限界”外部的外部的輪廓線。即要比輪廓線。即要比“建筑接近限界建筑接近限界”大一些，大一些，留出少許空間，用于安裝通訊信號(hào)、照明、留出少許空間，用于安裝通訊信號(hào)、照明、電力等設(shè)備。電力等設(shè)備。v 對(duì)于時(shí)速對(duì)于時(shí)速120km/h120km/h新建和改建的蒸

4、汽及新建和改建的蒸汽及內(nèi)燃牽引的單線和雙線鐵路隧道，采用內(nèi)燃牽引的單線和雙線鐵路隧道，采用“隧限隧限1 1甲甲”和和“隧限隧限1 1乙乙”。新建和。新建和改建的電力牽引的單線和雙線鐵路隧道，改建的電力牽引的單線和雙線鐵路隧道，采用采用“隧限隧限2 2甲甲”和和“隧限隧限2 2乙乙”。蒸汽及內(nèi)燃牽引的單線、雙線鐵路隧道限界圖蒸汽及內(nèi)燃牽引的單線、雙線鐵路隧道限界圖 電力牽引的單線、雙線鐵路隧道限界圖電力牽引的單線、雙線鐵路隧道限界圖 對(duì)于時(shí)速對(duì)于時(shí)速200km/h200km/h新建鐵路新建鐵路單線和雙線隧道，建筑限界如下圖單線和雙線隧道，建筑限界如下圖 v4 4直線隧道凈空直線隧道凈空v “ “

5、直線隧道凈空直線隧道凈空”要比要比“隧道建筑限界隧道建筑限界”稍大一些，除了滿足限界要求外，考慮避稍大一些，除了滿足限界要求外，考慮避讓、救援通道，還考慮了在不同的圍巖壓讓、救援通道，還考慮了在不同的圍巖壓力作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的合理受力形狀（拱力作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的合理受力形狀（拱部采用三心圓，邊墻采用直墻式或曲墻式）部采用三心圓，邊墻采用直墻式或曲墻式）以及施工方便等因素。圖以及施工方便等因素。圖4-44-4及圖及圖4-54-5為時(shí)為時(shí)速速120km120km單線及雙線電力牽引鐵路隧道襯砌單線及雙線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓。圖內(nèi)輪廓。圖4-64-6為時(shí)速為時(shí)速200km200km單線及雙線電單

6、線及雙線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓。圖力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓。圖4-74-7為武廣為武廣客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時(shí)速客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時(shí)速350km350km雙線鐵路隧道建筑雙線鐵路隧道建筑限界及襯砌內(nèi)輪廓。限界及襯砌內(nèi)輪廓。圖圖4-4 4-4 單線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖單線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖 圖圖4-5 雙線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖雙線電力牽引鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖 圖圖4-6 時(shí)速時(shí)速200km新建鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖新建鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓圖 圖圖4-7 時(shí)速時(shí)速350km雙線鐵路隧道建筑限界及內(nèi)輪廓雙線鐵路隧道建筑限界及內(nèi)輪廓 v1.2 1.2 公路隧道建筑限界公路隧道建筑限界 建筑限

7、界組成部分：行車道寬度(W)路緣帶(S) 側(cè)向?qū)挾?L) 人行道(R)或檢修道(J) 當(dāng)設(shè)置人行道時(shí)，含余寬(C) 車道數(shù) 公路隧道建筑限界公路隧道建筑限界 公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（單位：公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（單位：m m） v1 1. .各級(jí)公路隧道建筑限界應(yīng)符合以下各級(jí)公路隧道建筑限界應(yīng)符合以下規(guī)定：規(guī)定：v 1 1）建筑限界高度，高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公）建筑限界高度，高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路取路取5.0m5.0m；三、四級(jí)公路??；三、四級(jí)公路取4.5m4.5m。v 2 2）當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)）當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)

8、置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm25cm的余寬。的余寬。v 3 3）隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單）隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，應(yīng)取雙面坡。坡度應(yīng)根面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，應(yīng)取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度，平、縱線形等因素綜合分析確定，一般據(jù)隧道長(zhǎng)度，平、縱線形等因素綜合分析確定，一般可采用可采用1.51.52.02.0。v 4 4）當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑限界底邊線與路）當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑限界底邊線與路面重合；采用雙面坡時(shí)，底邊線應(yīng)水平置于路面最面重合；采用雙面坡時(shí)，底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。高處。v

9、 5 5）單車道四級(jí)公路隧道應(yīng)按雙車道四級(jí)公路標(biāo)）單車道四級(jí)公路隧道應(yīng)按雙車道四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)修建。準(zhǔn)修建。 v2.2.高速公路、一級(jí)公路隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置檢修道。其它高速公路、一級(jí)公路隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置檢修道。其它等級(jí)公路隧道，應(yīng)視需要設(shè)置人行道。檢修道或人等級(jí)公路隧道，應(yīng)視需要設(shè)置人行道。檢修道或人行道宜雙側(cè)設(shè)置。行道宜雙側(cè)設(shè)置。v3.3.公路隧道內(nèi)輪廓標(biāo)準(zhǔn)斷面為：拱部為單心半圓，公路隧道內(nèi)輪廓標(biāo)準(zhǔn)斷面為：拱部為單心半圓，側(cè)墻為大半徑圓弧，仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連側(cè)墻為大半徑圓弧，仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連接。但對(duì)內(nèi)空斷面有特殊要求時(shí)，可做特殊設(shè)計(jì)。接。但對(duì)內(nèi)空斷面有特殊要求時(shí)，可做特殊設(shè)計(jì)。 v4.4

10、.隧道內(nèi)排水溝包括中央水溝和路側(cè)邊溝。路隧道內(nèi)排水溝包括中央水溝和路側(cè)邊溝。路側(cè)邊溝應(yīng)結(jié)合檢修道、側(cè)向?qū)挾?、余寬等布置，?cè)邊溝應(yīng)結(jié)合檢修道、側(cè)向?qū)挾?、余寬等布置，其寬度?yīng)小于側(cè)向?qū)挾?，并布置于車道兩?cè)。其寬度應(yīng)小于側(cè)向?qū)挾?，并布置于車道兩?cè)。v5.5.長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶。設(shè)置間距不宜大于停車帶。設(shè)置間距不宜大于750m750m。v6.6.上、下行分離式獨(dú)立雙洞的公路隧道之間應(yīng)上、下行分離式獨(dú)立雙洞的公路隧道之間應(yīng)設(shè)置橫向通道。設(shè)置橫向通道。兩車道隧道標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓斷面圖（單位：兩車道隧道標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓斷面圖（單位：cmcm）兩車道隧道內(nèi)輪

11、廓幾何尺寸計(jì)算例（兩車道隧道內(nèi)輪廓幾何尺寸計(jì)算例（cmcm） v1.3 1.3 曲線隧道凈空加寬曲線隧道凈空加寬v1 1加寬原因加寬原因v（1 1）車輛通過曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架中心點(diǎn)沿線）車輛通過曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架中心點(diǎn)沿線路運(yùn)行，而車輛本身去不能隨線路彎曲，路運(yùn)行，而車輛本身去不能隨線路彎曲，仍保持其矩形形狀，故其兩端向曲線外偏仍保持其矩形形狀，故其兩端向曲線外偏移（移（ d d 外外 ），中間向曲線內(nèi)偏移（），中間向曲線內(nèi)偏移（ d d 內(nèi)內(nèi) ）。）。圖圖4-8 曲線隧道凈空加寬平面示意圖曲線隧道凈空加寬平面示意圖v(2) (2) 由于曲線外軌超高，車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，由于曲線外軌超高，車輛向曲線內(nèi)

12、側(cè)傾斜，使車輛限界上的控制點(diǎn)在水平方向上向內(nèi)移動(dòng)了使車輛限界上的控制點(diǎn)在水平方向上向內(nèi)移動(dòng)了一個(gè)距離一個(gè)距離 d d內(nèi)內(nèi)2 2 。圖圖4-9 曲線隧道凈空加寬斷面示意圖曲線隧道凈空加寬斷面示意圖v據(jù)此，曲線隧道凈空的加寬值為據(jù)此，曲線隧道凈空的加寬值為v內(nèi)側(cè)加寬內(nèi)側(cè)加寬 W W 1 1 = d = d 內(nèi)內(nèi)1 1 + d + d 內(nèi)內(nèi)2 2 v外側(cè)加寬外側(cè)加寬 W W 2 2 = d = d 外外 v總加寬總加寬 W= W W= W 1 1 + W + W 2 2 v = d = d 內(nèi)內(nèi)1 1 + d + d 內(nèi)內(nèi)2 2 + d + d 外外v2 2加寬值的計(jì)算（略看書）加寬值的計(jì)算（略看書

13、）圖圖4-9 單線隧道曲線加寬示意圖單線隧道曲線加寬示意圖圖圖4-10 雙線隧道曲線加寬示意圖雙線隧道曲線加寬示意圖v3 3曲線隧道中線與線路中線偏移距離曲線隧道中線與線路中線偏移距離v 從以上可知，曲線隧道內(nèi)外側(cè)加寬值不同從以上可知，曲線隧道內(nèi)外側(cè)加寬值不同（內(nèi)側(cè)加寬大于外側(cè)加寬），斷面加寬后，隧道（內(nèi)側(cè)加寬大于外側(cè)加寬），斷面加寬后，隧道中線應(yīng)向內(nèi)側(cè)偏移一個(gè)中線應(yīng)向內(nèi)側(cè)偏移一個(gè) d d 值。值。v 單線隧道偏移值為單線隧道偏移值為 d= 1/2 ( W 1 d= 1/2 ( W 1 W 2 )(cm) W 2 )(cm) v 雙線隧道內(nèi)側(cè)線路中線至隧道中線的距離雙線隧道內(nèi)側(cè)線路中線至隧道中

14、線的距離v d 1 =200d 1 =200 1/2 ( W 1 1/2 ( W 1 W 2 W 2 W 3 )(cm) W 3 )(cm) v 外側(cè)線路中線至隧道中線的距離外側(cè)線路中線至隧道中線的距離v d 2 =200+ 1/2 ( W 1 d 2 =200+ 1/2 ( W 1 W 2 + W 3 )(cm) W 2 + W 3 )(cm) v4 4時(shí)速時(shí)速200km200km以上曲線隧道凈空加寬以上曲線隧道凈空加寬v 最高時(shí)速最高時(shí)速200km200km的新建鐵路單、雙線隧道內(nèi)凈的新建鐵路單、雙線隧道內(nèi)凈空面積采用空面積采用5252和和8080斷面形式也是經(jīng)過優(yōu)化比斷面形式也是經(jīng)過優(yōu)化

15、比選的，既充分滿足了空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，選的，既充分滿足了空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，又完全滿足建筑物接近限界及其他工程使用空間又完全滿足建筑物接近限界及其他工程使用空間的需要，且留有富余量，考慮道最高時(shí)速的需要，且留有富余量，考慮道最高時(shí)速200km200km新新建鐵路隧道線路采用最小圓曲線半徑建鐵路隧道線路采用最小圓曲線半徑2200m2200m，推薦，推薦圓曲線半徑為圓曲線半徑為350035006000m6000m，按，按鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范曲線隧道的加寬也是較小的，完全在富余量曲線隧道的加寬也是較小的，完全在富余量以內(nèi)，可以不考慮內(nèi)輪廓加寬。以內(nèi)，可以不考慮內(nèi)輪廓加寬。按

16、按鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算計(jì)算的最高時(shí)速的最高時(shí)速200km200km新建鐵路曲線加寬表新建鐵路曲線加寬表 v三）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法三）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法v 根據(jù)根據(jù)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：v 位于曲線地段的隧道，斷面加寬除圓曲位于曲線地段的隧道，斷面加寬除圓曲線部分按上述計(jì)算值予以加寬外，緩和曲線部分按上述計(jì)算值予以加寬外，緩和曲線部分可分兩段加寬，即自圓曲線至緩和線部分可分兩段加寬，即自圓曲線至緩和曲線中點(diǎn)，并向直線方向延長(zhǎng)曲線中點(diǎn)，并向直線方向延長(zhǎng)13m13m，采用圓，采用圓曲線加寬斷面（按曲線加寬斷面（按W W值加寬）；其余緩

17、和曲值加寬）；其余緩和曲線，并自直緩分界點(diǎn)向直線段延長(zhǎng)線，并自直緩分界點(diǎn)向直線段延長(zhǎng)22m22m，采，采用緩和曲線中點(diǎn)加寬斷面，其加寬值取圓用緩和曲線中點(diǎn)加寬斷面，其加寬值取圓曲線之半（即按曲線之半（即按W/2W/2加寬）加寬）圖圖4-12 曲線隧道與直線隧道銜接方法平面示意圖曲線隧道與直線隧道銜接方法平面示意圖 v上述分別延長(zhǎng)上述分別延長(zhǎng)22m22m和和13m13m的理由是：當(dāng)列車由直線的理由是：當(dāng)列車由直線進(jìn)入曲線，車輛前面的轉(zhuǎn)向架進(jìn)到緩和曲線起點(diǎn)進(jìn)入曲線，車輛前面的轉(zhuǎn)向架進(jìn)到緩和曲線起點(diǎn)后，由于緩和曲線外軌設(shè)有超高，故車輛開始向后，由于緩和曲線外軌設(shè)有超高，故車輛開始向內(nèi)側(cè)傾斜，車輛的后

18、端點(diǎn)亦已偏離線路中心，所內(nèi)側(cè)傾斜，車輛的后端點(diǎn)亦已偏離線路中心，所以從車輛的前轉(zhuǎn)向架到車輛后端點(diǎn)的范圍內(nèi)應(yīng)按以從車輛的前轉(zhuǎn)向架到車輛后端點(diǎn)的范圍內(nèi)應(yīng)按圓曲線加寬值的一半加寬，此段長(zhǎng)度為兩轉(zhuǎn)向架圓曲線加寬值的一半加寬，此段長(zhǎng)度為兩轉(zhuǎn)向架間距離間距離18m18m加轉(zhuǎn)向架中心到車輛后端點(diǎn)距離加轉(zhuǎn)向架中心到車輛后端點(diǎn)距離4m4m共共22m22m。當(dāng)車輛的一半進(jìn)入緩和曲線中點(diǎn)時(shí)，其車輛。當(dāng)車輛的一半進(jìn)入緩和曲線中點(diǎn)時(shí)，其車輛后端偏離中線值應(yīng)根據(jù)前面的轉(zhuǎn)向架所在曲線的后端偏離中線值應(yīng)根據(jù)前面的轉(zhuǎn)向架所在曲線的半徑及超高值決定。此時(shí)，前面轉(zhuǎn)向架已接近圓半徑及超高值決定。此時(shí)，前面轉(zhuǎn)向架已接近圓曲線，故車輛后

19、段（按切線支距法原來推算，近曲線，故車輛后段（按切線支距法原來推算，近似取車長(zhǎng)之半似取車長(zhǎng)之半26/2=13m26/2=13m）應(yīng)按圓曲線加寬值加寬。）應(yīng)按圓曲線加寬值加寬。v 位于曲線車站上的隧道，斷面加寬應(yīng)根位于曲線車站上的隧道，斷面加寬應(yīng)根據(jù)站場(chǎng)線路具體要求計(jì)算確定。據(jù)站場(chǎng)線路具體要求計(jì)算確定。v 當(dāng)隧道位于反向曲線上且其間夾直線長(zhǎng)當(dāng)隧道位于反向曲線上且其間夾直線長(zhǎng)度小于度小于44m44m時(shí)，重疊部分按兩端不同的曲線時(shí)，重疊部分按兩端不同的曲線半徑分別計(jì)算內(nèi)外側(cè)加寬值，取其中較大半徑分別計(jì)算內(nèi)外側(cè)加寬值，取其中較大者。者。v 隧道襯砌施工中，對(duì)不同寬度襯砌斷面隧道襯砌施工中，對(duì)不同寬度襯

20、砌斷面的銜接，可采用在襯砌斷面變化點(diǎn)錯(cuò)成直的銜接，可采用在襯砌斷面變化點(diǎn)錯(cuò)成直角臺(tái)階的錯(cuò)臺(tái)法及自加寬斷面終點(diǎn)向不加角臺(tái)階的錯(cuò)臺(tái)法及自加寬斷面終點(diǎn)向不加寬斷面延伸寬斷面延伸1m1m范圍內(nèi)逐漸過渡的順坡法。范圍內(nèi)逐漸過渡的順坡法。 第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 本節(jié)主要內(nèi)容：隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和步驟 鐵路隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 公路隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 2.1 隧道襯砌橫斷面設(shè)計(jì)2.1.1 設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 內(nèi)輪廓線 軸線 厚度2.1.2 設(shè)計(jì)步驟 確定隧道類型相應(yīng)建筑限界 根據(jù)圍巖初步擬定截面厚度 斷面優(yōu)化、強(qiáng)度檢算并評(píng)價(jià)內(nèi)輪廓線第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 2.1.3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

21、隧道內(nèi)輪廓必須符合隧道建筑凈空限界。 內(nèi)輪廓線應(yīng)盡量減小洞室的體積 。 結(jié)構(gòu)軸線應(yīng)盡可能地符合壓力線。 采用的施工方法能確保斷面形狀及尺寸有利于隧道的穩(wěn)定。2.1.4 設(shè)計(jì)目的 滿足限界要求 滿足受力要求 圬工最省第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 2.2 鐵路隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) v襯砌斷面幾何關(guān)系有： 上式含b、f、1、a、r1、r2、2共7個(gè)參數(shù) v先給定b、f、1及a值后，再解出r1、r2及2。 曲線地段需要加寬時(shí)，保持r2及2不變，1仍取45， b值根據(jù)加寬要求也是已知，故未知參數(shù)f、a、r1仍可求解。第2節(jié) 隧道襯砌斷面設(shè)計(jì) 2.3 公路隧道襯

22、砌斷面設(shè)計(jì) 目前公路隧道以單心圓、坦三心圓兩種斷面應(yīng)用最為普遍。 公路隧道與鐵路隧道的主要區(qū)別： 鐵路隧道建筑限界是固定統(tǒng)一的，而公路隧道的建筑限界則不定。 公路隧道的附屬設(shè)施比鐵路隧道多且要求高，且每一座隧道均會(huì)因交通流量和長(zhǎng)度不同而要求不同。單心圓襯砌內(nèi)輪廓線2.3.2 坦三心圓斷面設(shè)計(jì) 坦三心圓內(nèi)輪廓線與鐵路隧道的異同點(diǎn)：與鐵路隧道的異同點(diǎn)： 內(nèi)輪廓非標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)輪廓非標(biāo)準(zhǔn)化 通風(fēng)、照明等附屬設(shè)施多通風(fēng)、照明等附屬設(shè)施多 設(shè)計(jì)特點(diǎn)：設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性 規(guī)范推薦斷面形式規(guī)范推薦斷面形式( (有標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)有標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)) ) 2.4 襯砌截面厚度 單線鐵路隧道

23、拱頂厚度一般為3060 雙線鐵路隧道襯砌拱頂厚度為4080。 仰拱厚度一般稍小于拱頂?shù)暮穸取?襯砌可以等厚，也可將拱腳和邊墻較拱頂加厚20%50%。本節(jié)主要內(nèi)容：支護(hù)的作用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法支護(hù)的結(jié)構(gòu)組成初期支護(hù)的選擇原則及組合形式錨噴支護(hù)工程特點(diǎn)、作用和效果第3節(jié) 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、支護(hù)的作用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則一、支護(hù)的作用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則1、支護(hù)的作用、支護(hù)的作用 基于對(duì)圍巖基于對(duì)圍巖“三位一體特性三位一體特性”的認(rèn)識(shí)，隧道工作者進(jìn)一的認(rèn)識(shí)，隧道工作者進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到步認(rèn)識(shí)到：v圍巖是工程加固的對(duì)象，支護(hù)是加固的手段；圍巖是工程加固的對(duì)象，支護(hù)是加固的手段；v圍巖

24、是隧道結(jié)構(gòu)體系的基本承載部分，支護(hù)是隧道結(jié)構(gòu)體系圍巖是隧道結(jié)構(gòu)體系的基本承載部分，支護(hù)是隧道結(jié)構(gòu)體系的輔助承載部分；的輔助承載部分；v圍巖是不可替代的天然的結(jié)構(gòu)主體，支護(hù)是可以選擇的人工圍巖是不可替代的天然的結(jié)構(gòu)主體，支護(hù)是可以選擇的人工的結(jié)構(gòu)部分；的結(jié)構(gòu)部分；v“支護(hù)支護(hù)”是用來是用來“幫助幫助”圍巖獲得穩(wěn)定的人工結(jié)構(gòu)。圍巖獲得穩(wěn)定的人工結(jié)構(gòu)。 這正是現(xiàn)代隧道圍巖承載理論解決隧道工程問題的思路。這正是現(xiàn)代隧道圍巖承載理論解決隧道工程問題的思路。 2、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則：、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則： 基于對(duì)基于對(duì)“圍巖與支護(hù)的基本關(guān)系圍巖與支護(hù)的基本關(guān)系”的認(rèn)識(shí)，人們針對(duì)圍的認(rèn)識(shí)，人們針對(duì)圍

25、巖穩(wěn)定能力不足的工程實(shí)際，提出了利用巖穩(wěn)定能力不足的工程實(shí)際，提出了利用“支護(hù)支護(hù)”來來“幫助幫助”圍巖獲得穩(wěn)定隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和隧道施工的工圍巖獲得穩(wěn)定隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和隧道施工的工程措施：程措施：v圍巖不穩(wěn)，支護(hù)幫助；圍巖不穩(wěn)，支護(hù)幫助；v遇強(qiáng)則弱，遇弱則強(qiáng)；遇強(qiáng)則弱，遇弱則強(qiáng)；v按需提供，先柔后剛；按需提供，先柔后剛；v量測(cè)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)調(diào)整。量測(cè)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)調(diào)整。二、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法二、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法1、工程類比法、工程類比法 工程類比設(shè)計(jì)法主要是在編制圍巖分級(jí)表的基礎(chǔ)上，比工程類比設(shè)計(jì)法主要是在編制圍巖分級(jí)表的基礎(chǔ)上，比照已建類似工程的錨噴支護(hù)參數(shù)、內(nèi)層襯砌參數(shù)，

26、以及施工照已建類似工程的錨噴支護(hù)參數(shù)、內(nèi)層襯砌參數(shù)，以及施工方法和工藝流程等經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合擬建工程的圍巖等級(jí)與工程尺方法和工藝流程等經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合擬建工程的圍巖等級(jí)與工程尺寸等條件，直接確定擬建工程的初期支護(hù)參數(shù)、內(nèi)層襯砌參寸等條件，直接確定擬建工程的初期支護(hù)參數(shù)、內(nèi)層襯砌參數(shù)，并同時(shí)提出施工方法和工藝流程的建議的設(shè)計(jì)方法。數(shù)，并同時(shí)提出施工方法和工藝流程的建議的設(shè)計(jì)方法。2、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)計(jì)法、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)計(jì)法 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)計(jì)法又稱信息設(shè)計(jì)法，它是以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)為手現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)計(jì)法又稱信息設(shè)計(jì)法，它是以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)為手段、以量測(cè)信息為設(shè)計(jì)依據(jù)，來確定支護(hù)參數(shù)、支護(hù)時(shí)機(jī)、段、以量測(cè)信息為設(shè)計(jì)依據(jù)，來確定支護(hù)參數(shù)、支護(hù)時(shí)

27、機(jī)、施工方法和工藝流程的設(shè)計(jì)方法。施工方法和工藝流程的設(shè)計(jì)方法。3 3、理論計(jì)算設(shè)計(jì)法、理論計(jì)算設(shè)計(jì)法 理論計(jì)算設(shè)計(jì)法是在測(cè)得巖體和支護(hù)力學(xué)參數(shù)理論計(jì)算設(shè)計(jì)法是在測(cè)得巖體和支護(hù)力學(xué)參數(shù)的前提下，根據(jù)圍巖和支護(hù)的力學(xué)特性及共同工作的前提下，根據(jù)圍巖和支護(hù)的力學(xué)特性及共同工作的關(guān)系，應(yīng)用彈塑性理論和有限單元分析法，建立的關(guān)系，應(yīng)用彈塑性理論和有限單元分析法，建立力學(xué)模型，通過計(jì)算確定支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。力學(xué)模型，通過計(jì)算確定支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。4 4、綜合設(shè)計(jì)法、綜合設(shè)計(jì)法 綜上所述，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三種方法各有綜上所述，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三種方法各有利弊，單獨(dú)每一種方法都有其局限性。從實(shí)際的發(fā)

28、利弊，單獨(dú)每一種方法都有其局限性。從實(shí)際的發(fā)展情況來看，三種方法并用將是今后發(fā)展的方向，展情況來看，三種方法并用將是今后發(fā)展的方向，從而形成了從而形成了“綜合設(shè)計(jì)法綜合設(shè)計(jì)法”。三、支護(hù)的結(jié)構(gòu)組成三、支護(hù)的結(jié)構(gòu)組成 根據(jù)現(xiàn)代圍巖承載理論，可將隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中的為根據(jù)現(xiàn)代圍巖承載理論，可將隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中的為幫助圍巖獲得穩(wěn)定的人工支護(hù)結(jié)構(gòu)分為幫助圍巖獲得穩(wěn)定的人工支護(hù)結(jié)構(gòu)分為“初期支護(hù)（外層襯初期支護(hù)（外層襯砌）砌）”和和“后期支護(hù)（內(nèi)層襯砌）后期支護(hù)（內(nèi)層襯砌）”兩部分，構(gòu)成兩部分，構(gòu)成“復(fù)合襯復(fù)合襯砌砌”。1、初期支護(hù)（外層襯砌）、初期支護(hù)（外層襯砌） 初期支護(hù)的作用主要是承受初期支護(hù)的作用主要是承受“早期圍巖壓力早期圍巖壓力”，幫助圍，幫助圍巖達(dá)成巖達(dá)成“基本穩(wěn)定基本穩(wěn)定”，以便安全、順利地挖除坑道內(nèi)巖體，以便安全、順利地挖除坑道內(nèi)巖體，保證隧道在施工期間的穩(wěn)定和安全。