公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法

1、公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法(1)圓形斷面的作圖確定道路隧道內(nèi)輪廓線時，以公路建筑限界為基準(zhǔn)，并附加上通風(fēng)所需要的斷面。如果有側(cè)壓力則需要設(shè)置仰拱，設(shè)仰拱時應(yīng)考慮水壓力。在膨脹性山體和受到大水壓時，通常把圓形閉合斷面作為基本形狀。圓形斷面內(nèi)輪廓線作圖見圖3.3.2(a)。假定公路建筑限界已確定，其控制點為a,b,c,d四個點。分別作ab,ac,雨的垂直平分線，在斷面對稱軸上得到三個交點0,。2、Q,取其中最高(至路面)者作為圓心0。由于施工精度上要求a,b,c,d各點至少需要10cm以上的富裕量，所以在口連線的延長線上取aA之0.1m,以正為半徑劃圓即得內(nèi)輪廓線的基本部分。(a)圈I形斷面Hr在

2、頂板以上設(shè)大斷面通風(fēng)管遨的斷面圖3.3.23誰頂板以上設(shè);卜斷面通風(fēng)管道的斷面內(nèi)輪廓線作圖例c路面板下剩余的空間,可以用做通風(fēng)和通路，除了膨脹性巖體及水壓很大時需要設(shè)置仰拱外，一般可不設(shè)置，此時路面板下可用于埋設(shè)排水構(gòu)造物。排水構(gòu)造物的敷設(shè)深度，除高寒地區(qū)設(shè)保暖水溝外，一般0.5m是足夠的。當(dāng)側(cè)壓力大需設(shè)置仰拱時，其半徑Oe2,OA0建筑限界的兩側(cè)空余地方，ab之間可以作為設(shè)置事故電話和放置滅火器的地方，bc之間可以安裝照明燈具。圓形斷面常常用于盾構(gòu)法和水下隧道、膨脹性圍巖以及接近圓形的山嶺隧道。直墻式襯砌斷面適合情況：圍巖較好，一般不產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，不需要設(shè)仰拱，可以采用直墻，此時隧道的凈

3、斷面積最小，如圖3.3.2(b)。適用于無明顯斷層和圍巖結(jié)構(gòu)完整的地質(zhì)條件，如果隧道長度不很長(600800m),使用射流風(fēng)機已經(jīng)足夠。內(nèi)輪廓線確定方法：如果在建筑限界以上設(shè)置射流風(fēng)機，則應(yīng)使GH=1.01.2mJ根據(jù)選用的射流風(fēng)機的空抄尺寸確定)，例如取GH=1.2m,取施工允許誤差i=O.1m,則得點e,作W的垂直平分線并與斷面對稱軸相交于點O,以0H為半徑作弧DHD；即為拱部的內(nèi)輪廓線。由建筑限界而向外取富余量0.1m,引AB/不，求布的垂直平分線與0D相交于Q,以0D為半徑作弧并與AB相交于B,與DHD相交于D,則ABDHKI3為內(nèi)輪廓線。這是一個坦三心圓拱，(3)曲墻式襯砌斷面(頂板

4、以上設(shè)置通風(fēng)道時)適合情況：長隧道，需要全橫向通風(fēng)或半橫向通風(fēng)時，或所需通風(fēng)量較大，通風(fēng)道斷面積也會較大，此時頂板要變寬，拱高需增大，如圖3.3.2(d)。如果設(shè)在路面板以下，則車道板必須采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，造價很高。設(shè)置通風(fēng)道的原則：是既要使通風(fēng)道的斷面積小，又要使內(nèi)輪廓線與建筑限界的側(cè)墻部分的剩余空間最小，還要使拱部與側(cè)墻偽內(nèi)輪廓線過渡圓滑，適合受力特點。例如隧道長度為1km左右的隧道，由兩個洞口進行半橫向通風(fēng)時，所需通風(fēng)道面積約為810m,屬于小斷面通風(fēng)道。_內(nèi)輪廓線確定方法：如圖3.3.2(c),取a、b為控制點，求而平分線一在平分線上找一點oi,取01A為半徑(R1)作弧AR在AB弧

5、的延長線取點P,將OP與對稱軸的交點02作為圓心，劃斤圓時要試作，使之在H點附近通過。所得到的ABPHffl為內(nèi)輪廓線。需要設(shè)置仰拱時，取斗(二R3)近似等于2倍的彳。例如需通風(fēng)道斷面積為20m時，用趨進法作圖。如圖3.3.2(d),首先在d的延長線上取點D,使DG勺等于建筑限界寬度的一半(試取時可將ab延長與無交于D),GD不應(yīng)比其超過太多(以防-0FQ3?)中3=90邛2,2.軸線與外輪廓線對于拱的軸線和外輪廓線的計算，不存在困難。等截面拱的計算比較簡便，變截面拱圈尺寸的計算，則比較繁瑣，參見圖3.3.5,可按以下公式計算：R1=m+r1+d0R2=m+r2+d0Ad=db-dod(r2+

6、d0+0.5Ad)m=(r2+d0)(1cos中2)Adcos2(3.3.3)r1=m+r+0.5d0r2=m+r2+0.5d00.5Ad(2+0.5d0+0.25Ad)m=(r2-40.5d0)(1-cos%)-0.5Adcos%,式中：Ri,R2外輪廓線半徑；ri、2軸線半徑；ri、吐、%、邛2意義同前,均為已知。d0為拱頂厚度，db為拱腳截面厚度，二者都是預(yù)先設(shè)定的。若預(yù)先設(shè)定d0和db時，則水平線以上部分曲邊墻尺寸計算公式如下：圖3.3.5變截面拱圈尺寸的計算圖式及水平線以上部分曲邊墻尺寸計算圖式若預(yù)先設(shè)定d0和dw時，則需先計算m及db值：dW-d0msin中211(3.3.5)cos2db=.R；-m2sin22-r2-mcos2水平線以下部分曲邊墻外緣為斜線時，其斜線與以R3為半徑的外輪廓線相切，見圖3.3.6,通常R3、H3和B3為預(yù)先設(shè)定，有關(guān)尺寸按以下公式計算：a=vH1-2R3B3+B2a一一一一一一h3-22aH3，R3(R3B3)，R3+a,a(H3h3)b3=R3(3.3.6)圖3.3.6邊墻外緣斜線計算圖圖3.3.7三心圓平拱外輪廓線計算圖三心圓平拱襯砌外輪廓線的計算，見圖3.3.7。通常d0、dw,r1、r2為預(yù)先設(shè)定,此時(3.3.7)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)