[PPT]公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造培訓(xùn)講義143頁

1、隧道工程隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造學(xué)習(xí)要求：（1）掌握公路隧道的洞身結(jié)構(gòu)、洞門結(jié)構(gòu)、明洞結(jié)構(gòu)和防排水設(shè)施的構(gòu)造原理（2）了解公路隧道斜井與豎井、內(nèi)裝修與路面結(jié)構(gòu) 洞身襯砌 洞門 明洞 斜井與豎井 內(nèi)裝、頂棚與路面 隧道的防水與排水隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造主體構(gòu)造物附屬構(gòu)造物洞身襯砌洞門構(gòu)造物洞身襯砌的平、縱、橫斷面的形狀由道路隧道的幾何設(shè)計確定 襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計算決定 明洞通風(fēng)照明排水、消防、通訊等5.1 洞身襯砌（1）洞身襯砌的類型（2）支護(hù)結(jié)構(gòu) 襯砌結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)地質(zhì)地形條件，考慮結(jié)構(gòu)受力的合理性、施工方法等因素來確定。 5.1.1 襯砌結(jié)構(gòu)的類型5.1.1 襯砌結(jié)構(gòu)的類型(1) 直

2、墻襯砌(2) 曲墻式襯砌(3) 噴錨襯砌(4) 復(fù)合襯砌(5) 偏壓襯砌(6) 喇叭口襯砌(7) 圓形斷面襯砌(8) 矩形斷面襯砌（1）直墻式襯砌適用條件：垂直圍巖壓力為大、水平圍巖壓力小的情況下；一般適用于、級圍巖，有時也可用于 級圍巖. 割圓拱：r1=r2、坦三心圓拱:r1r2、尖三心圓拱 :r1r2（2）曲墻式襯砌 適用條件：通常用在 級以下的圍巖水平壓力較大 的情況下（3）噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌 (4)偏壓襯砌 當(dāng)山體地面坡陡于l：2.5，線路外側(cè)山體覆蓋較薄，或于地質(zhì)構(gòu)造造成的偏壓，襯砌為承受這種不對稱圍巖壓力而采用(5) 喇叭口隧道襯砌 (6) 圓形斷面隧道 為了抵御膨

3、脹性圍巖壓力，山嶺隧道也可以采用圓形或近似圓形斷面; 盾構(gòu)法 沉管法施工的隧道。(7)矩形斷面襯砌 沉管法、明挖法施工時，廣泛采用矩形斷面襯砌 5.1.1 襯砌結(jié)構(gòu)的類型(1) 直墻襯砌(2) 曲墻式襯砌(3) 噴錨襯砌(4) 復(fù)合襯砌(5) 偏壓襯砌(6) 喇叭口襯砌(7) 圓形斷面襯砌(8) 矩形斷面襯砌5.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)永久支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)(一次支護(hù)):木支撐、型鋼支撐、格柵支撐、錨噴支護(hù)等。永久支護(hù)(二次支護(hù)、二次襯砌) :整體襯砌、復(fù)合式襯砌、拼裝襯砌及錨噴襯砌等4種。 初期支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)永久支護(hù)結(jié)構(gòu)洞門 洞門洞門洞門5.2 洞門5.2.1 洞門的概念

4、及其作用5.2.2 洞門的形式5.2.3 隧道洞門構(gòu)造5.2.1 洞門的概念及其作用 洞門的概念：洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)。 洞門的主要作用 保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定； 匯集在洞口附近的仰、邊坡上的地表水，并引離隧道，減少洞口土石方開挖量； 作為隧道的標(biāo)志性建筑物，應(yīng)與隧道的規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調(diào) 。5.2.2 洞門的形式（1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環(huán)框式洞門（4）臺階式洞門（5）遮光棚式洞門(1) 端墻式洞門(2)翼墻式洞門(3)環(huán)框式洞門削竹式洞門(4)臺階式洞門(5) 遮光棚式洞門端墻式洞門柱式洞門柱式洞門

5、圖式2臺階洞門臺階洞門翼墻式洞門翼墻式隧道門造型遮光棚式洞門圖2翼墻式隧道門柱式路塹明洞隧道門翼墻式路塹明洞隧道門半路塹偏壓明洞隧道門半路塹單壓式明洞隧道門單壓式明洞隧道門削竹式隧道門削竹式隧道門圖2高速公路削竹式隧道門5.2.2 洞門的形式（1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環(huán)框式洞門（4）臺階式洞門（5）遮光棚式洞門1仰坡坡腳至洞門端墻頂帽背的水平距離，一般不小于1.5m。2洞門端墻頂宜高出仰坡坡腳不小于0.5m。3洞門端墻與仰坡之間水溝溝底至襯砌拱頂外緣的高度，一般不小于1m。4一般隧道門端墻、翼墻、擋土墻設(shè)計為仰斜式墻身時，墻背坡度不宜緩于1: 0.3。5.2.3 洞門的構(gòu)造要求洞門

6、的構(gòu)造要求5. 洞門端墻、翼墻和擋土墻截面厚度應(yīng)滿足規(guī)范要求。6洞門端墻、翼墻和擋土墻應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置伸縮緩和沉降縫。7洞門翼墻和擋土墻身應(yīng)設(shè)置泄水孔。洞門的構(gòu)造要求(二) 洞門的基礎(chǔ)1、洞門端墻、翼墻、擋土墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，基底松碴應(yīng)清除干凈，以防止滑動和不均勻沉陷。2、在松軟地基上設(shè)置基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗休d力不足時，可結(jié)合具體條件采取換填。擴大基礎(chǔ)、樁基、地基加固等措施。3基礎(chǔ)埋置深度 (1) 洞門端墻、翼墻、擋土墻基礎(chǔ)應(yīng)埋入路基面以下一定深度。土質(zhì)地基埋置深度不應(yīng)小于1米。且應(yīng)符合基底應(yīng)力的要求。 (2) 洞門端墻嵌入路塹邊坡的深度根據(jù)坡度不同取值3050厘米。(3)在洞門端墻厚度范圍內(nèi)

7、的洞口襯砌基礎(chǔ)埋置深度，應(yīng)與端墻基礎(chǔ)相同。(4)為保證洞門穩(wěn)固和施工方便，襯砌邊墻外側(cè)的洞門端墻基礎(chǔ)寬度一般不小于0.5m(5)當(dāng)墻基礎(chǔ)砌筑在穩(wěn)定堅硬的基巖斜坡上時基礎(chǔ)可切割成臺階狀。4當(dāng)洞門擋(翼)墻受滑動控制時可采用傾斜基底或凸形基底等防滑措施基底傾斜度，土質(zhì)地基一般不大于0.2:1，穩(wěn)定巖石地基不大于0.3：1。5檢算傾斜基底穩(wěn)定時，除檢算沿基底的滑動穩(wěn)定外，尚應(yīng)檢算沿地基上層的水平剪切應(yīng)力。(三) 洞門建筑材料（1）鋼筋混凝土（2）料石砌體 (四) 洞門施工要求1洞門宜盡早修建，并盡可能避免在雨季施工洞門修筑前應(yīng)作好洞口及仰坡周圍的排水、截水設(shè)施，以保護(hù)邊、仰坡的穩(wěn)定。2當(dāng)洞口邊、仰坡

8、土石有剝落可能時，坡面應(yīng)清理并予以防護(hù)3洞門端墻厚度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)與洞口環(huán)節(jié)襯砌采用同一材料整體灌筑。4翼墻和洞口擋土墻應(yīng)與端墻同時砌筑當(dāng)翼墻需分段修建時，其墻身應(yīng)留施工縫，并應(yīng)檢算施工狀態(tài)穩(wěn)定性。5. 洞門端墻,翼墻,擋土墻墻身砌出地面后,基坑必須及時回填夯實，頂面作成不小于4%的排水坡。 5.2.4 洞門的結(jié)構(gòu)計算 1 隧道洞門計算原理及方法 洞門是支擋洞口正面仰坡和路塹邊坡的結(jié)構(gòu)物，洞門視為墻背承受土壓力的擋土墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)擋土墻理論設(shè)計。 端墻式洞門可按計算擋土墻的方法分別核算如圖所示A、B、C、D、E、F、G各不同墻高截面的穩(wěn)定性和強度，以此決定端墻的厚度和尺寸。 翼墻式洞門與端墻式

9、洞門一樣，也可采用分條方法取條帶計算。 在計算端墻時，應(yīng)考慮翼墻對端墻的支撐作用。 隧道洞門計算原理及方法2 洞門墻的主要檢算規(guī)定墻身截面壓應(yīng)力容許應(yīng)力墻身截面偏心距e0.3倍截面厚度基底應(yīng)力地基容許承載力基底偏心距e巖石地基B/4土質(zhì)地基B/6（B基底厚度）滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc1.3傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko1.5一、傾覆穩(wěn)定計算二、滑動穩(wěn)定性計算基底偏心距計算基底壓應(yīng)力計算洞門設(shè)計計算參數(shù)5.3 明 洞什么是明洞？采用明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)明洞特點： 地面建筑地下建筑明洞要求：符合地形、地質(zhì)、經(jīng)濟、安全、施工難易等條件5.3 明 洞5.3.1 拱形明洞 （常用）5.3.2 棚式明洞 （常用）5.3.3 明

10、洞基礎(chǔ)5.3.4 明洞填土5.3.1 拱形明洞1、路塹對稱型2、路塹偏壓型3、半路塹偏壓型4、半路塹單壓型(1) 路塹對稱型適用于洞頂?shù)貏萜骄? 路塹兩側(cè)地質(zhì)條件基本相同(2)路塹偏壓型 適用于兩側(cè)山坡高差較大的路塹，高側(cè)邊坡有坍塌，落石或泥石流。 (3)半路塹偏壓型 適用于半路塹靠山側(cè)邊坡較高，有坍塌、落石或泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，而外側(cè)地面較寬敞和穩(wěn)定。(4)半路塹單壓型 適用于靠山側(cè)邊坡或原山坡有坍塌、落石等情況，外側(cè)地形陡峻無法填土地段 。5.3.2 棚式明洞 當(dāng)山坡坍方，山體側(cè)壓力不大，或因受地質(zhì)、地形條件的限制，難以修建拱形明洞時，可采用棚式明洞。 棚式明洞頂板為梁式結(jié)構(gòu)。 棚式明洞

11、的類型主要取決于外側(cè)邊墻的結(jié)構(gòu)形式。通常有墻式、剛架式，柱式和懸臂式等棚式明洞(1)墻式棚洞(2)剛架式柵洞 外墻結(jié)構(gòu)為連續(xù)框架，對地基承載力要求較高 (3)柱式棚洞 外墻為獨立柱和縱梁方式，結(jié)構(gòu)簡單，預(yù)制吊裝方便，但整體性較差。(4)懸臂式棚洞 當(dāng)山坡較陡，坡面有少量落石，且外側(cè)地基不良或不宜設(shè)基礎(chǔ)時，可采用懸臂式棚洞5.3.3 明洞基礎(chǔ)明洞邊墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固的地基上，施工應(yīng)符合下列要求：（1）偏壓和單壓明洞外邊墻的基底，在垂直路線方向宜向內(nèi)挖成0.1:1的斜坡，提高邊墻抗滑力。（2）當(dāng)?shù)鼗绍洉r應(yīng)采取增加承載力的措施。5.3.3 明洞基礎(chǔ)（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對地質(zhì)條件，當(dāng)挖至設(shè)計高程仍不符

12、合設(shè)計要求時應(yīng)上報有關(guān)方面處理。（4）基礎(chǔ)混凝土灌注前必須排除坑內(nèi)積水，并對基底進(jìn)行固化處理。邊墻基礎(chǔ)應(yīng)采用與邊墻同級混凝土一次澆筑。 5.3.4 明洞填土 明洞回填施工應(yīng)符合下列要求：1 在拆除外模后應(yīng)立即做好防水層及縱向盲溝，保證排水通暢。2 墻背回填應(yīng)兩側(cè)對稱進(jìn)行，石質(zhì)地層中墻背與巖壁空隙不大時，用與墻身同級混凝土回填。5.3.4 明洞填土3 墻后排水設(shè)施應(yīng)與回填同時施工，并保證能使?jié)B水順暢排出。4 拱圈混凝土達(dá)到設(shè)計強度且由人工夯實回填至拱頂以上1m以前，不得采用機械回填。5.3.4 明洞填土5 拱背回填應(yīng)對稱分層夯實，每層厚度不得大于0.3m，兩側(cè)回填的土面高差不得大于0.5m，回填

13、至拱頂齊平后應(yīng)分層滿鋪填筑?？够鞫粗五^桿明洞墻式棚洞 基礎(chǔ)與填土柱式棚洞 基礎(chǔ)與填土剛架式棚洞 基礎(chǔ)與填土5.4 豎井與斜井為什么設(shè)置豎井或斜井？作用1：增加開挖工作面作用2：通風(fēng)需要5.4 豎井與斜井5.4.1 豎井5.4.2 斜井豎井1 豎井位置的選擇豎井與主坑道的銜接方式3 豎井?dāng)嗝鎯?nèi)部空間布置 豎井示意圖豎井的構(gòu)成豎井?dāng)嗝嫘问骄匦呜Q井圓形豎井斜井1 斜井位置的選擇斜井坡度選擇3 斜井?dāng)嗝鎯?nèi)部空間布置斜井設(shè)置圓形斷面襯砌矩形斷面襯砌5.5 內(nèi)裝、頂棚及路面 1、內(nèi)裝 2、頂棚 3、路面 4、噪聲消減 1、內(nèi)裝 為確保行車安全，在隧道中必須采取措施，使墻面亮度在長期的運營中保持較好水平

14、，墻面須用適當(dāng)?shù)牟牧霞右詢?nèi)裝處理，其作用如下： 改善隧道內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)作用； 提高墻面的反射率，增強照明效果； 吸收噪音常用的隧道內(nèi)裝材料 塊狀混凝土材料； 飾面板、鑲板等質(zhì)地致密材料； 瓷磚鑲面材料； 油漆材料。隧道內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)： 耐火性，在高溫條件下仍能維持原狀，不燃燒、不分解有害成分等；耐蝕性，長期在油垢及有害氣體下不變質(zhì)；不怕水，大多數(shù)隧道都存在漏水問題，在水的浸泡下，在潮濕環(huán)境中不變質(zhì)、不霉?fàn)€； 材料來源廣泛，價格相對便宜。 能吸收噪音； 顏色淡，易清潔； 具有阻燃性。2、頂棚 色彩的選擇：頂棚用漫反射材料可以避免產(chǎn)生眩光，其顏色的明亮程度直接影響到路面亮度 美化隧道，并且

15、起視覺誘導(dǎo)作用 頂棚可做成平頂或者拱頂：在自然通風(fēng)或誘導(dǎo)通風(fēng)時，可以用拱頂；在半橫向或橫向通風(fēng)時可以用平頂。 頂棚以上可以作為通風(fēng)道和供管理人員使用的通道，因此設(shè)計荷載可按(據(jù)國外資料)10MPa考慮 2、頂棚3、路面 路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青； 路面材料應(yīng)具備如下性能： 路面材料應(yīng)具有抵御水沖刷和含有化學(xué)物質(zhì)的水的浸蝕能力 ; 應(yīng)具有較高的抗側(cè)滑的能力； 抗裂性、耐久性； 容易修補。 路面與車道分隔線等交通標(biāo)志之間應(yīng)保證有明顯的亮度對比和鮮明的顏色對比 3、路面路基應(yīng)具有足夠的承載力，尤其要求在有豐富地下水的條件下也能滿足要求，要求有良好的排水設(shè)施 4、噪聲消減 隧道內(nèi)噪聲水平應(yīng)保持

16、在60分貝以下 隧道內(nèi)采取的措施： 內(nèi)裝材料的制作； 墻面材料的制作； 路面材料的制作； 利用原理： 聲波的反射原理4、噪聲消減 洞外防排水措施 5.6 隧道防排水 洞內(nèi)防排水措施 隧道防排水應(yīng)視水文地質(zhì)條件因地制宜地采取“以排為主，防、排、截、堵相結(jié)合”的綜合治理原則，達(dá)到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟合理、不留后患的目的。隧道防排水原則 對地表水、地下水應(yīng)采取妥善的處理，使洞內(nèi)外形成一個完整的暢通的防排水系統(tǒng)。隧道防排水要求一般公路隧道應(yīng)做到： 1、拱部不摘水、邊墻不滴水。 2、路面不冒水、不積水、設(shè)備箱洞處不滲水。 3、凍害地區(qū)隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)。汽車專用公路隧道則應(yīng)達(dá)到： 拱部、墻部及設(shè)備箱洞處均不滲水(1)、洞外防排水措施A、地表處理B、洞頂天溝截水C、明洞頂防排水D、洞門排水E、洞內(nèi)外水溝銜接(2)、洞內(nèi)防排水措施排水措施a、洞內(nèi)排水溝b、襯砌背后盲溝c、泄水洞或洞外井點降水d、中心排水溝或路側(cè)排水溝(2)、洞內(nèi)防排水措施防水措施a、防水板b、噴膜防水層c、混凝土自防水(2)、洞內(nèi)防排水措施堵水措施a、噴射混凝土堵水b、塑料板堵水c、注漿堵水d、模注混凝土襯砌堵水無釘鋪設(shè)塑料防水板鋪設(shè)防水板時錨桿頭部的處理襯砌背后盲溝作法