1B414000隧道工程概論課件

隧道工程隧道工程1.1隧道的定義

通常指用作地下通道的工程建筑物。

1970年，OECD(世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)隧道會(huì)議從技術(shù)方面給隧道定義：以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其內(nèi)部空洞凈空斷面在2m2以上者均為隧道。1B414000隧道工程概論課件1.2隧道工程的發(fā)展概況

原始時(shí)代即人類的出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年的新石器時(shí)代，是人類利用隧道來防御自然威脅的穴居時(shí)代。隧道是用獸骨等工具開挖，修筑在可以自身穩(wěn)定而無需支撐的地層中。遠(yuǎn)古時(shí)代從紀(jì)元前3000年到5世紀(jì)，是為生活和軍事防御目的而利用隧道的時(shí)代。這個(gè)時(shí)代隧道的開發(fā)技術(shù)形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。例如，古埃及金字塔的建設(shè)就開始修建了地下建筑。紀(jì)元前2200年間的古代巴比倫王朝為連結(jié)宮殿和神殿而修建了約1km長的隧道，斷面為3.6×4.5m，施工期間將幼發(fā)拉底河水流改道，采用明挖法建造，該隧道是一種磚砌建筑。1.2隧道工程的發(fā)展概況原始時(shí)代即人類的出現(xiàn)到紀(jì)元前3·中世紀(jì)時(shí)代約從5世紀(jì)到14世紀(jì)的1000年左右。這個(gè)時(shí)期正是歐洲文明的低潮期，建設(shè)技術(shù)發(fā)展緩慢，隧道技術(shù)沒有值得一提的進(jìn)步。但由于對(duì)地下礦產(chǎn)資源銅、鐵等的需求，開始了礦石開采?！そ同F(xiàn)代即從16世紀(jì)以后的產(chǎn)業(yè)革命開始。這個(gè)時(shí)期由于炸藥的發(fā)明和應(yīng)用，加速了隧道技術(shù)的發(fā)展。如有益礦物的開采，灌溉、運(yùn)河、公路和鐵路隧道的修建以及隨著城市的發(fā)展修建地下鐵道、上下水道等，使得隧道的技術(shù)得到極大的發(fā)展，其應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大?！ぶ惺兰o(jì)時(shí)代約從5世紀(jì)到14世紀(jì)的1000年左右。這個(gè)時(shí)1.3隧道技術(shù)的發(fā)展與成就據(jù)現(xiàn)有資料記載，我國最早的交通隧道是位于今陜西漢中縣的‘石門’隧道，建于公元66年，是供馬車和行人通行的。世界上最早的隧道是公元前2200年，巴比倫國王為連結(jié)宮殿而修建的隧道。測量技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了隧道技術(shù)的進(jìn)步。人們利用棚架支撐巖層和卷揚(yáng)提升土石，從兩端洞口開挖隧道，數(shù)量較多的各種用途的隧道和水工隧道開始增多。14世紀(jì)發(fā)明了火藥，推動(dòng)了隧道技術(shù)發(fā)展。1679年用于法國拉恩開得克運(yùn)河隧道開挖，獲得極大成功，隧道挖掘技術(shù)得到飛速的發(fā)展。19世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命，隧道開挖出現(xiàn)了各種新方法，迎來了近代隧道開挖技術(shù)的新曙光。1818年布魯內(nèi)爾（Brune1）發(fā)明了盾構(gòu)，意大利物理學(xué)家歐拉頓（Erardon）提出以壓縮空氣平衡軟弱地層涌水壓力。防止地層坍塌的方法后，英國的科克倫（Co-Chrane）利用這個(gè)原理發(fā)明用壓縮空氣開挖水底隧道的方法。1.3隧道技術(shù)的發(fā)展與成就據(jù)現(xiàn)有資料記載，我國最早的交通隧道·新中國成立以來，為改變國家的經(jīng)濟(jì)布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟(jì)，先后修建了數(shù)十條隧道比重較大的山區(qū)鐵路。使得我國在鐵路隧道的數(shù)量和施工技術(shù)上都有了較大發(fā)展，逐漸掌握了隧道建筑的近代技術(shù)，從人力為主體的施工轉(zhuǎn)向以機(jī)械開挖為主體的施工，技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍?！?979年開始正式推廣新奧法·新中國成立以來，為改變國家的經(jīng)濟(jì)布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟(jì)我國公路隧道的建設(shè)發(fā)展相對(duì)遲緩。近幾年由于高速公路建設(shè)的加快，公路隧道的數(shù)量已開始成倍的增長，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到1999年底，我國已建成的公路隧道達(dá)1217座，單洞總延長超過406km。。隧道名稱隧道長度（m）營運(yùn)條件大溪嶺隧道4100雙向、雙車道二郎山隧道4160單向、雙車道華瑩山隧道4770單向、雙車道鷓鴣山隧道4400單向、雙車道木魚槽隧道3600雙向、雙車道八達(dá)嶺隧道3455雙向、雙車道真武山隧道（重慶）3100單向、雙車道中梁山隧道（重慶）3165單向、雙車道牛郎河隧道3920單向、雙車道貓貍嶺隧道3600單向、雙車道秦嶺終南山隧道18100雙洞、單向、雙車道我國公路隧道的建設(shè)發(fā)展相對(duì)遲緩。近幾年由于高速公路建設(shè)的加快目前世界上已建成公路隧道，最長的瑞士16.918km的圣哥達(dá)隧道，而挪威正在修建的Aurland—Laerdal公路隧道，長度達(dá)24.5km。世界上長大公路隧道的概況列于表1.2。其中通過阿爾卑斯山最高峰下連接法國和意大利的勃朗峰(Mt.Blance)隧道，全長11.6km，道路寬7.0m，從頂板到路面高6m，斷面呈馬蹄形，襯砌厚80cm，法國側(cè)入口標(biāo)高為1274m，意大利側(cè)標(biāo)高為1381m，最大埋深約2500m，雙車道相向運(yùn)行，最高限速為80公里/小時(shí)。1959年開工，1965年開始運(yùn)營表1.2

世界各國已建成和在建的長度大于10km的公路隧道隧道名稱國家長度（m）勃朗峰（Mt.Blance）法國－意大利11600弗雷儒斯（Frejus）法國－意大利12901圣哥達(dá)（St.Gothard）瑞士16918阿爾貝格（Arlberg）奧地利13927格蘭薩索（GranSasso）意大利10173關(guān)越I（Kan-Etsu）日本10920關(guān)越II（Kan-Etsu）日本11010居德旺恩（Gudvanga）挪威11400Folgefonn挪威11100AurlandLaerdal挪威24500坪林（Pinglin）中國臺(tái)灣12900Hida日本10750秦嶺終南山隧道中國18100目前世界上已建成公路隧道，最長的瑞士16.918km的圣哥達(dá)1.4隧道的分類及其作用1、按用途分（常用分類方法）

(1)交通隧道：提供運(yùn)輸?shù)目椎篮屯ǖ?，主要有：鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道、人行地道。

1.4隧道的分類及其作用1B414000隧道工程概論課件

(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個(gè)重要組成部分。主要包括：引水隧道：把水引入水電站發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生動(dòng)力資源。尾水隧道：把發(fā)電機(jī)組排出的廢水送出去的隧道。導(dǎo)流隧道（泄洪隧道）：疏導(dǎo)水流排沙隧道：用于沖刷水庫中淤積的泥沙而修建的隧道(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個(gè)重要組成部水工隧道水工隧道

(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道。主要有：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道。

(例如：綜合管網(wǎng)、海底設(shè)施隧道等)(4)礦山隧道：其作用主要是為采礦服務(wù)的。主要有：運(yùn)輸巷道、給水隧道、通風(fēng)隧道。(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道地下電纜隧洞地下電纜隧洞隧洞開挖圖隧洞開挖圖2、按隧道長度分（公路隧道規(guī)范）：

(1)特長隧道：L>3000m(2)長隧道：3000m≥L>1000m(3)中長隧道：1000m≥L>500m(4)短隧道：L≤500m2、按隧道長度分（公路隧道規(guī)范）：3、按斷面面積分：

(1)特大斷面隧道：斷面積在100m2以上

(2)大斷面隧道：斷面積在50~100m2之間

(3)中等斷面隧道：斷面積在20~50m2之間

(4)小斷面隧道：斷面積20m2以下3、按斷面面積分：4、按隧道所處的地理位置劃分： 山嶺隧道 水底隧道 城市隧道4、按隧道所處的地理位置劃分：

隧道是交通線上的重要組成部分，是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施；重要性

1.5隧道在交通建設(shè)中有哪些作用？1.5隧道在交通建設(shè)中有哪些作用？

快速暢通的交通網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提，低等級(jí)公路已不適應(yīng)高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；必要性隧道使公路里程大大縮短隧道使公路里程大大縮短

目前我國高速公路相對(duì)較少，與我國人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相比，太少。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通必先行。緊迫性1B414000隧道工程概論課件1.6隧道的力學(xué)特點(diǎn)

隧道力學(xué)研究圍巖體的強(qiáng)度、變形和滲流特性以及與此有關(guān)的工程問題連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的知識(shí)巖土力學(xué)的理論實(shí)驗(yàn)規(guī)律及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)1.6隧道的力學(xué)特點(diǎn)隧道力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的隧道工程的隱蔽性隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)隧道工程的施工環(huán)境差隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)隧道工程的大量涌水隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)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(jì)確定

襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計(jì)算決定

明洞通風(fēng)照明排水、消防、通訊等隧道結(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1.7洞身襯砌（1）洞身襯砌的類型（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)1.7洞身襯砌（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。

1.7.1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（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Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖，有時(shí)也可用于Ⅳ級(jí)圍巖.

割圓拱：r1=r2、坦三心圓拱:r1>r2、尖三心圓拱:r1<r2（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（2）曲墻式襯砌

適用條件：通常用在Ⅳ級(jí)以下的圍巖水平壓力較大的情況下（2）曲墻式襯砌適用條件：通常用在Ⅳ級(jí)以下的圍巖水平（3）噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌（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(duì)稱圍巖壓力而采用(4)偏壓襯砌(5)喇叭口隧道襯砌(5)喇叭口隧道襯砌(6)圓形斷面隧道

為了抵御膨脹性圍巖壓力，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。(6)圓形斷面隧道為了抵御膨脹性圍巖壓力，山嶺隧(7)矩形斷面襯砌沉管法、明挖法施工時(shí)，廣泛采用矩形斷面襯砌(7)矩形斷面襯砌▲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?！谰弥ёo(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。1.7.2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)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)永久支護(hù)結(jié)構(gòu)1.8.1洞門的概念及其作用※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)?！撮T的主要作用①保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定；②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；③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)。1.8洞門1.8.1洞門的概念及其作用※洞門的概念：洞門是隧道兩端1.8.2洞門的形式（1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環(huán)框式洞門（4）臺(tái)階式洞門（5）遮光棚式洞門1.8.2洞門的形式（1）端墻式洞門(1)端墻式洞門(1)端墻式洞門(2)翼墻式洞門(2)翼墻式洞門(3)環(huán)框式洞門－削竹式洞門(3)環(huán)框式洞門－削竹式洞門(4)臺(tái)階式洞門(4)臺(tái)階式洞門(5)遮光棚式洞門(5)遮光棚式洞門端墻式洞門端墻式洞門柱式洞門柱式洞門臺(tái)階洞門臺(tái)階洞門翼墻式洞門翼墻式洞門柱式路塹明洞隧道門柱式路塹明洞隧道門翼墻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偏壓明洞隧道門半路塹單壓式明洞隧道門半路塹單壓式明洞隧道門削竹式隧道門圖2高速公路削竹式隧道門削竹式隧道門圖2高速公路削竹式隧道門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(jì)為仰斜式墻身時(shí)，墻背坡度不宜緩于1:0.3。1.8.3洞門的構(gòu)造要求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。1.8.3洞門的構(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。1.8.3洞門的構(gòu)造要求5.洞門端墻、翼墻和擋土墻截面厚洞門的構(gòu)造要求洞門的構(gòu)造要求1.8.4洞門的基礎(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(dòng)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(shí)，可結(jié)合具體條件采取換填。擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基、地基加固等措施。1.8.4洞門的基礎(chǔ)1、洞門端墻、翼墻、擋土墻基礎(chǔ)必須置于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30－50厘米。3．基礎(chǔ)埋置深度(3)在洞門端墻厚度范圍內(nèi)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(jiān)硬的基巖斜坡上時(shí)．基礎(chǔ)可切割成臺(tái)階狀。(3)在洞門端墻厚度范圍內(nèi)的洞口襯砌基礎(chǔ)埋置深度，應(yīng)與端墻基4．當(dāng)洞門擋(翼)墻受滑動(dòng)控制時(shí)．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(shí)，除檢算沿基底的滑動(dòng)穩(wěn)定外，尚應(yīng)檢算沿地基上層的水平剪切應(yīng)力。4．當(dāng)洞門擋(翼)墻受滑動(dòng)控制時(shí)．可采用傾斜基底或凸形基底等1.8.5洞門施工要求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、仰坡土石有剝落可能時(shí)，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。1.8.5洞門施工要求4．翼墻和洞口擋土墻應(yīng)與端墻同時(shí)砌筑．當(dāng)翼墻需分段修建時(shí)，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(shí)回填夯實(shí)，頂面作成不小于4%的排水坡。4．翼墻和洞口擋土墻應(yīng)與端墻同時(shí)砌筑．當(dāng)翼墻需分段修建時(shí)，其1.8.6洞門的結(jié)構(gòu)計(jì)算

隧道洞門計(jì)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(jì)。端墻式洞門可按計(jì)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(qiáng)度，以此決定端墻的厚度和尺寸。1.8.6洞門的結(jié)構(gòu)計(jì)算

隧道洞門計(jì)算原理及方法

翼墻式洞門與端墻式洞門一樣，也可采用分條方法取條帶計(jì)算。在計(jì)算端墻時(shí)，應(yīng)考慮翼墻對(duì)端墻的支撐作用。

翼墻式洞門與端墻式洞門一樣，也可采用分條方法

洞門墻的主要檢算規(guī)定墻身截面壓應(yīng)力σ≤容許應(yīng)力墻身截面偏心距e≤0.3倍截面厚度基底應(yīng)力σ≤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(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc≥1.3傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko≥1.5洞門墻的主要檢算規(guī)定墻身截面壓應(yīng)力σ≤容許應(yīng)力墻身截面偏心1.9明洞1.9.1概述什么是明洞？采用明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)明洞特點(diǎn)：地面建筑地下建筑明洞要求：符合地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全、施工難易等條件1.9明洞1.9.1概述明洞特點(diǎn)：地面建筑地下(1)路塹對(duì)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(1)路塹對(duì)稱型適用于洞頂?shù)貏萜骄?路塹兩側(cè)地質(zhì)條件基(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。(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

(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。(3)半路塹偏壓型(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。(4)半路塹單壓型1.9.2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(shí)，可采用棚式明洞。

棚式明洞頂板為梁式結(jié)構(gòu)。棚式明洞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洞1.9.2棚式明洞當(dāng)山坡坍方，山體側(cè)壓力不大，(1)墻式棚洞(1)墻式棚洞(2)剛架式柵洞

外墻結(jié)構(gòu)為連續(xù)框架，對(duì)地基承載力要求較高(2)剛架式柵洞(3)柱式棚洞外墻為獨(dú)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。(3)柱式棚洞(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(shí)，可采用懸臂式棚洞(4)懸臂式棚洞1.9.3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(shí)應(yīng)采取增加承載力的措施。1.9.3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（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對(duì)地質(zhì)條件，當(dāng)挖至設(shè)計(jì)高程仍不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)上報(bào)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(duì)基底進(jìn)行固化處理。邊墻基礎(chǔ)應(yīng)采用與邊墻同級(jí)混凝土一次澆筑。

（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對(duì)地質(zhì)條件，當(dāng)挖至設(shè)計(jì)高程仍不符合設(shè)計(jì)要求1.9.4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(duì)稱進(jìn)行，石質(zhì)地層中墻背與巖壁空隙不大時(shí)，用與墻身同級(jí)混凝土回填。3墻后排水設(shè)施應(yīng)與回填同時(shí)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(jì)強(qiáng)度且由人工夯實(shí)回填至拱頂以上1m以前，不得采用機(jī)械回填。1.9.4明洞填土明洞回填施工應(yīng)符合下列要求：3墻5拱背回填應(yīng)對(duì)稱分層夯實(shí)，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，回填至拱頂齊平后應(yīng)分層滿鋪填筑。5拱背回填應(yīng)對(duì)稱分層夯實(shí)，每層厚度不得大于0.3m，兩側(cè)抗滑明洞抗滑明洞支撐錨桿明洞支撐錨桿明洞1.10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1.10豎井與斜井為什么設(shè)置豎井或斜井？作用1：增加開挖1.10.1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1.10.1豎井1豎井位置的選擇

豎井示意圖豎井的構(gòu)成豎井?dāng)嗝嫘问截Q井示意圖豎井的構(gòu)成豎井?dāng)嗝嫘问骄匦呜Q井矩形豎井圓形豎井圓形豎井斜井設(shè)置1.10.2斜井斜井設(shè)置1.10.2斜井1B414000隧道工程概論課件1.11隧道內(nèi)裝、噪聲消減、路面及防排水

1、內(nèi)裝修

2、路面

3、噪聲消減

4、防排水

1.11隧道內(nèi)裝、噪聲消減、路面及防排水1、內(nèi)裝修1.11.1隧道內(nèi)裝修

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(yùn)營中保持較好水平，墻面須用適當(dāng)?shù)牟牧霞右詢?nèi)裝處理，其作用如下：

①改善隧道內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)作用；②提高墻面的反射率，增強(qiáng)照明效果；③吸收噪音1.11.1隧道內(nèi)裝修常用的隧道內(nèi)裝修材料

①塊狀混凝土材料；②飾面板、鑲板等質(zhì)地致密材料；③瓷磚鑲面材料；④油漆材料。常用的隧道內(nèi)裝修材料隧道內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)：①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；②耐蝕性，長期在油垢及有害氣體下不變質(zhì)；③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)€；

④材料來源廣泛，價(jià)格相對(duì)便宜；⑤能吸收噪音；⑥顏色淡，易清潔；⑦具有阻燃性。隧道內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)：1.11.2隧道路面⑴路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青；⑵路面材料應(yīng)具備如下性能：①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;②應(yīng)具有較高的抗側(cè)滑的能力；③抗裂性、耐久性；④容易修補(bǔ)。1.11.2隧道路面⑴路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青；⑵⑶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(duì)比和鮮明的顏色對(duì)比

⑷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

⑶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(duì)比和鮮1.11.3噪聲消減

※

隧道內(nèi)噪聲水平應(yīng)保持在60分貝以下※

隧道內(nèi)采取的措施：①內(nèi)裝材料的制作；②墻面材料的制作；③路面材料的制作；※

利用原理：聲波的反射原理1.11.3噪聲消減※隧道內(nèi)噪聲水平應(yīng)保持在60分貝以※

洞外防排水措施1.11.4隧道防排水※

洞內(nèi)防排水措施※洞外防排水措施1.11.4隧道防排水※

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(jì)合理、不留后患的目的。隧道防排水原則隧道防排水應(yīng)視水文地質(zhì)條件因地制宜地采取“以

對(duì)地表水、地下水應(yīng)采取妥善的處理，使洞內(nèi)外形成一個(gè)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)備箱洞處均不滲水對(duì)地表水、地下水應(yīng)采取妥善的處理，使洞內(nèi)外形成一個(gè)(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(1)、洞外防排水措施A、地表處理(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(diǎn)降水d、中心排水溝或路側(cè)排水溝(2)、洞內(nèi)防排水措施排水措施(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)防排水措施防水措施(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(2)、洞內(nèi)防排水措施堵水措施1B414000隧道工程概論課件無釘鋪設(shè)塑料防水板無釘鋪設(shè)塑料防水板鋪設(shè)防水板時(shí)錨桿頭部的處理鋪設(shè)防水板時(shí)錨桿頭部的處理1B414000隧道工程概論課件隧道注漿隧道注漿施工縫防水的構(gòu)造形式見圖4.1.21。

施工縫防水的構(gòu)造形式見圖4.1.21。高聚物改性瀝青防水卷材的主要物理性能高聚物改性瀝青防水卷材的主要物理性能鋪設(shè)防水板前應(yīng)先鋪緩沖層,應(yīng)用暗釘圈固定在基層上鋪設(shè)防水板前應(yīng)先鋪緩沖層,應(yīng)用暗釘圈固定在基層上1B414000隧道工程概論課件中埋式金屬止水帶中埋式金屬止水帶結(jié)構(gòu)變形時(shí)，穿墻管可采用主管直接埋入混凝土內(nèi)的固定式防水閥，并應(yīng)預(yù)留凹槽，槽內(nèi)用嵌縫材料嵌填密實(shí)

結(jié)構(gòu)變形時(shí)，穿墻管可采用主管直接埋入混凝土內(nèi)的固定式防水閥，排水溝槽方法排水排水溝槽方法排水1B414000隧道工程概論課件負(fù)壓檢查負(fù)壓檢查1B414000隧道工程概論課件鋪設(shè)好的防水板鋪設(shè)好的防水板1B414000隧道工程概論課件隧道的產(chǎn)生與發(fā)展是和人類文明歷史發(fā)展相呼應(yīng)的?！糯簳r(shí)間跨越較長。人類出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年隧道用于抵御自然威脅用獸骨、石器等工具開挖紀(jì)元前3000年到5世紀(jì)隧道用于生活及軍事抵御形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)(明挖法等)5世紀(jì)到14世紀(jì)隧道技術(shù)沒有顯著進(jìn)步，開始了礦山開采1.12為什么要學(xué)習(xí)隧道工程？隧道的產(chǎn)生與發(fā)展是和人類文明歷史發(fā)展相呼應(yīng)的。人類出現(xiàn)到紀(jì)元※近代：從16世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命開始，隧道技術(shù)得到了較快發(fā)展。

(1)測量技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如棚架支撐巖層，卷揚(yáng)提升土石,兩端洞口開挖隧道等等，促進(jìn)了隧道的發(fā)展。

(2)火藥的發(fā)明，促進(jìn)了隧道開挖掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展?！簭?6世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命開始，隧道技術(shù)得到了較快發(fā)展。※現(xiàn)代：我國公路隧道發(fā)展相對(duì)較慢。隨著高速公路的發(fā)展，近幾年公路隧道有了較快的發(fā)展。

隧道施工技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。人力為主體的施工機(jī)械開挖為主體的施工爆破施工(光面爆破)發(fā)展發(fā)展※現(xiàn)代：我國公路隧道發(fā)展相對(duì)較慢。隨著高速公路的發(fā)展，近幾問題：支護(hù)不力隧道頂部圍巖差隧道埋深淺監(jiān)測不力施工管理差隧道冒頂塌方隧道工程實(shí)踐中中存在的問題：問題：支護(hù)不力隧道頂部圍巖差隧道冒頂塌方隧道工程實(shí)踐中中存在問題：錨桿支護(hù)不力隧道圍巖不均勻爆破強(qiáng)度太大施工管理差隧道內(nèi)塌方問題：錨桿支護(hù)不力隧道圍巖不均勻隧道內(nèi)塌方問題：嚴(yán)重影響造價(jià)和施工隧道水量勘察不準(zhǔn)缺乏超前預(yù)報(bào)應(yīng)急方案差施工管理差隧道內(nèi)大量涌水問題：嚴(yán)重影響造價(jià)隧道內(nèi)大量涌水問題：嚴(yán)重影響隧道的應(yīng)力狀態(tài)隧道結(jié)構(gòu)溫度適應(yīng)性缺乏措施考慮缺乏施工應(yīng)急措施施工管理差隧道凍融影響皖南山區(qū)問題：嚴(yán)重影響隧道隧道凍融影響皖南山區(qū)隧道結(jié)構(gòu)物

巖土

強(qiáng)度問題變形問題滲流問題凍融問題

強(qiáng)度特性變形特性滲流特性溫度特性

解決隧道建設(shè)和使用中的工程實(shí)踐問題，這正是我們學(xué)習(xí)隧道工程的目的。隧道結(jié)構(gòu)物巖土強(qiáng)度問題強(qiáng)度特性解決隧道建設(shè)和

注意巖石和土基本特點(diǎn)：通過與其它材料對(duì)比注重理論聯(lián)系實(shí)際：通過現(xiàn)場觀察和照片注重正確學(xué)習(xí)方法-概念，原理，方法

-內(nèi)容間聯(lián)系

-要記憶，但不能死記注意巖石和土基本特點(diǎn)：通過與其它材料對(duì)比演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！隧道工程隧道工程1.1隧道的定義

通常指用作地下通道的工程建筑物。

1970年，OECD(世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)隧道會(huì)議從技術(shù)方面給隧道定義：以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其內(nèi)部空洞凈空斷面在2m2以上者均為隧道。1B414000隧道工程概論課件1.2隧道工程的發(fā)展概況

原始時(shí)代即人類的出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年的新石器時(shí)代，是人類利用隧道來防御自然威脅的穴居時(shí)代。隧道是用獸骨等工具開挖，修筑在可以自身穩(wěn)定而無需支撐的地層中。遠(yuǎn)古時(shí)代從紀(jì)元前3000年到5世紀(jì)，是為生活和軍事防御目的而利用隧道的時(shí)代。這個(gè)時(shí)代隧道的開發(fā)技術(shù)形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。例如，古埃及金字塔的建設(shè)就開始修建了地下建筑。紀(jì)元前2200年間的古代巴比倫王朝為連結(jié)宮殿和神殿而修建了約1km長的隧道，斷面為3.6×4.5m，施工期間將幼發(fā)拉底河水流改道，采用明挖法建造，該隧道是一種磚砌建筑。1.2隧道工程的發(fā)展概況原始時(shí)代即人類的出現(xiàn)到紀(jì)元前3·中世紀(jì)時(shí)代約從5世紀(jì)到14世紀(jì)的1000年左右。這個(gè)時(shí)期正是歐洲文明的低潮期，建設(shè)技術(shù)發(fā)展緩慢，隧道技術(shù)沒有值得一提的進(jìn)步。但由于對(duì)地下礦產(chǎn)資源銅、鐵等的需求，開始了礦石開采?！そ同F(xiàn)代即從16世紀(jì)以后的產(chǎn)業(yè)革命開始。這個(gè)時(shí)期由于炸藥的發(fā)明和應(yīng)用，加速了隧道技術(shù)的發(fā)展。如有益礦物的開采，灌溉、運(yùn)河、公路和鐵路隧道的修建以及隨著城市的發(fā)展修建地下鐵道、上下水道等，使得隧道的技術(shù)得到極大的發(fā)展，其應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大?！ぶ惺兰o(jì)時(shí)代約從5世紀(jì)到14世紀(jì)的1000年左右。這個(gè)時(shí)1.3隧道技術(shù)的發(fā)展與成就據(jù)現(xiàn)有資料記載，我國最早的交通隧道是位于今陜西漢中縣的‘石門’隧道，建于公元66年，是供馬車和行人通行的。世界上最早的隧道是公元前2200年，巴比倫國王為連結(jié)宮殿而修建的隧道。測量技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了隧道技術(shù)的進(jìn)步。人們利用棚架支撐巖層和卷揚(yáng)提升土石，從兩端洞口開挖隧道，數(shù)量較多的各種用途的隧道和水工隧道開始增多。14世紀(jì)發(fā)明了火藥，推動(dòng)了隧道技術(shù)發(fā)展。1679年用于法國拉恩開得克運(yùn)河隧道開挖，獲得極大成功，隧道挖掘技術(shù)得到飛速的發(fā)展。19世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命，隧道開挖出現(xiàn)了各種新方法，迎來了近代隧道開挖技術(shù)的新曙光。1818年布魯內(nèi)爾（Brune1）發(fā)明了盾構(gòu)，意大利物理學(xué)家歐拉頓（Erardon）提出以壓縮空氣平衡軟弱地層涌水壓力。防止地層坍塌的方法后，英國的科克倫（Co-Chrane）利用這個(gè)原理發(fā)明用壓縮空氣開挖水底隧道的方法。1.3隧道技術(shù)的發(fā)展與成就據(jù)現(xiàn)有資料記載，我國最早的交通隧道·新中國成立以來，為改變國家的經(jīng)濟(jì)布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟(jì)，先后修建了數(shù)十條隧道比重較大的山區(qū)鐵路。使得我國在鐵路隧道的數(shù)量和施工技術(shù)上都有了較大發(fā)展，逐漸掌握了隧道建筑的近代技術(shù)，從人力為主體的施工轉(zhuǎn)向以機(jī)械開挖為主體的施工，技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍?！?979年開始正式推廣新奧法·新中國成立以來，為改變國家的經(jīng)濟(jì)布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟(jì)我國公路隧道的建設(shè)發(fā)展相對(duì)遲緩。近幾年由于高速公路建設(shè)的加快，公路隧道的數(shù)量已開始成倍的增長，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到1999年底，我國已建成的公路隧道達(dá)1217座，單洞總延長超過406km。。隧道名稱隧道長度（m）營運(yùn)條件大溪嶺隧道4100雙向、雙車道二郎山隧道4160單向、雙車道華瑩山隧道4770單向、雙車道鷓鴣山隧道4400單向、雙車道木魚槽隧道3600雙向、雙車道八達(dá)嶺隧道3455雙向、雙車道真武山隧道（重慶）3100單向、雙車道中梁山隧道（重慶）3165單向、雙車道牛郎河隧道3920單向、雙車道貓貍嶺隧道3600單向、雙車道秦嶺終南山隧道18100雙洞、單向、雙車道我國公路隧道的建設(shè)發(fā)展相對(duì)遲緩。近幾年由于高速公路建設(shè)的加快目前世界上已建成公路隧道，最長的瑞士16.918km的圣哥達(dá)隧道，而挪威正在修建的Aurland—Laerdal公路隧道，長度達(dá)24.5km。世界上長大公路隧道的概況列于表1.2。其中通過阿爾卑斯山最高峰下連接法國和意大利的勃朗峰(Mt.Blance)隧道，全長11.6km，道路寬7.0m，從頂板到路面高6m，斷面呈馬蹄形，襯砌厚80cm，法國側(cè)入口標(biāo)高為1274m，意大利側(cè)標(biāo)高為1381m，最大埋深約2500m，雙車道相向運(yùn)行，最高限速為80公里/小時(shí)。1959年開工，1965年開始運(yùn)營表1.2

世界各國已建成和在建的長度大于10km的公路隧道隧道名稱國家長度（m）勃朗峰（Mt.Blance）法國－意大利11600弗雷儒斯（Frejus）法國－意大利12901圣哥達(dá)（St.Gothard）瑞士16918阿爾貝格（Arlberg）奧地利13927格蘭薩索（GranSasso）意大利10173關(guān)越I（Kan-Etsu）日本10920關(guān)越II（Kan-Etsu）日本11010居德旺恩（Gudvanga）挪威11400Folgefonn挪威11100AurlandLaerdal挪威24500坪林（Pinglin）中國臺(tái)灣12900Hida日本10750秦嶺終南山隧道中國18100目前世界上已建成公路隧道，最長的瑞士16.918km的圣哥達(dá)1.4隧道的分類及其作用1、按用途分（常用分類方法）

(1)交通隧道：提供運(yùn)輸?shù)目椎篮屯ǖ?，主要有：鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道、人行地道。

1.4隧道的分類及其作用1B414000隧道工程概論課件

(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個(gè)重要組成部分。主要包括：引水隧道：把水引入水電站發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生動(dòng)力資源。尾水隧道：把發(fā)電機(jī)組排出的廢水送出去的隧道。導(dǎo)流隧道（泄洪隧道）：疏導(dǎo)水流排沙隧道：用于沖刷水庫中淤積的泥沙而修建的隧道(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個(gè)重要組成部水工隧道水工隧道

(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道。主要有：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道。

(例如：綜合管網(wǎng)、海底設(shè)施隧道等)(4)礦山隧道：其作用主要是為采礦服務(wù)的。主要有：運(yùn)輸巷道、給水隧道、通風(fēng)隧道。(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道地下電纜隧洞地下電纜隧洞隧洞開挖圖隧洞開挖圖2、按隧道長度分（公路隧道規(guī)范）：

(1)特長隧道：L>3000m(2)長隧道：3000m≥L>1000m(3)中長隧道：1000m≥L>500m(4)短隧道：L≤500m2、按隧道長度分（公路隧道規(guī)范）：3、按斷面面積分：

(1)特大斷面隧道：斷面積在100m2以上

(2)大斷面隧道：斷面積在50~100m2之間

(3)中等斷面隧道：斷面積在20~50m2之間

(4)小斷面隧道：斷面積20m2以下3、按斷面面積分：4、按隧道所處的地理位置劃分： 山嶺隧道 水底隧道 城市隧道4、按隧道所處的地理位置劃分：

隧道是交通線上的重要組成部分，是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施；重要性

1.5隧道在交通建設(shè)中有哪些作用？1.5隧道在交通建設(shè)中有哪些作用？

快速暢通的交通網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提，低等級(jí)公路已不適應(yīng)高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；必要性隧道使公路里程大大縮短隧道使公路里程大大縮短

目前我國高速公路相對(duì)較少，與我國人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相比，太少。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通必先行。緊迫性1B414000隧道工程概論課件1.6隧道的力學(xué)特點(diǎn)

隧道力學(xué)研究圍巖體的強(qiáng)度、變形和滲流特性以及與此有關(guān)的工程問題連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的知識(shí)巖土力學(xué)的理論實(shí)驗(yàn)規(guī)律及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)1.6隧道的力學(xué)特點(diǎn)隧道力學(xué)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的隧道工程的隱蔽性隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)隧道工程的施工環(huán)境差隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)隧道工程的大量涌水隧道的特點(diǎn)隧道工程的隧道的特點(diǎn)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(jì)確定

襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計(jì)算決定

明洞通風(fēng)照明排水、消防、通訊等隧道結(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1.7洞身襯砌（1）洞身襯砌的類型（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)1.7洞身襯砌（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。

1.7.1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（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Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖，有時(shí)也可用于Ⅳ級(jí)圍巖.

割圓拱：r1=r2、坦三心圓拱:r1>r2、尖三心圓拱:r1<r2（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（2）曲墻式襯砌

適用條件：通常用在Ⅳ級(jí)以下的圍巖水平壓力較大的情況下（2）曲墻式襯砌適用條件：通常用在Ⅳ級(jí)以下的圍巖水平（3）噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌（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(duì)稱圍巖壓力而采用(4)偏壓襯砌(5)喇叭口隧道襯砌(5)喇叭口隧道襯砌(6)圓形斷面隧道

為了抵御膨脹性圍巖壓力，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。(6)圓形斷面隧道為了抵御膨脹性圍巖壓力，山嶺隧(7)矩形斷面襯砌沉管法、明挖法施工時(shí)，廣泛采用矩形斷面襯砌(7)矩形斷面襯砌▲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?！谰弥ёo(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。1.7.2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)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)永久支護(hù)結(jié)構(gòu)1.8.1洞門的概念及其作用※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①保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定；②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；③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)。1.8洞門1.8.1洞門的概念及其作用※洞門的概念：洞門是隧道兩端1.8.2洞門的形式（1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環(huán)框式洞門（4）臺(tái)階式洞門（5）遮光棚式洞門1.8.2洞門的形式（1）端墻式洞門(1)端墻式洞門(1)端墻式洞門(2)翼墻式洞門(2)翼墻式洞門(3)環(huán)框式洞門－削竹式洞門(3)環(huán)框式洞門－削竹式洞門(4)臺(tái)階式洞門(4)臺(tái)階式洞門(5)遮光棚式洞門(5)遮光棚式洞門端墻式洞門端墻式洞門柱式洞門柱式洞門臺(tái)階洞門臺(tái)階洞門翼墻式洞門翼墻式洞門柱式路塹明洞隧道門柱式路塹明洞隧道門翼墻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偏壓明洞隧道門半路塹單壓式明洞隧道門半路塹單壓式明洞隧道門削竹式隧道門圖2高速公路削竹式隧道門削竹式隧道門圖2高速公路削竹式隧道門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(jì)為仰斜式墻身時(shí)，墻背坡度不宜緩于1:0.3。1.8.3洞門的構(gòu)造要求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。1.8.3洞門的構(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。1.8.3洞門的構(gòu)造要求5.洞門端墻、翼墻和擋土墻截面厚洞門的構(gòu)造要求洞門的構(gòu)造要求1.8.4洞門的基礎(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(dòng)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(shí)，可結(jié)合具體條件采取換填。擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基、地基加固等措施。1.8.4洞門的基礎(chǔ)1、洞門端墻、翼墻、擋土墻基礎(chǔ)必須置于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30－50厘米。3．基礎(chǔ)埋置深度(3)在洞門端墻厚度范圍內(nèi)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(jiān)硬的基巖斜坡上時(shí)．基礎(chǔ)可切割成臺(tái)階狀。(3)在洞門端墻厚度范圍內(nèi)的洞口襯砌基礎(chǔ)埋置深度，應(yīng)與端墻基4．當(dāng)洞門擋(翼)墻受滑動(dòng)控制時(shí)．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(shí)，除檢算沿基底的滑動(dòng)穩(wěn)定外，尚應(yīng)檢算沿地基上層的水平剪切應(yīng)力。4．當(dāng)洞門擋(翼)墻受滑動(dòng)控制時(shí)．可采用傾斜基底或凸形基底等1.8.5洞門施工要求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、仰坡土石有剝落可能時(shí)，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。1.8.5洞門施工要求4．翼墻和洞口擋土墻應(yīng)與端墻同時(shí)砌筑．當(dāng)翼墻需分段修建時(shí)，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(shí)回填夯實(shí)，頂面作成不小于4%的排水坡。4．翼墻和洞口擋土墻應(yīng)與端墻同時(shí)砌筑．當(dāng)翼墻需分段修建時(shí)，其1.8.6洞門的結(jié)構(gòu)計(jì)算

隧道洞門計(jì)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(jì)。端墻式洞門可按計(jì)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(qiáng)度，以此決定端墻的厚度和尺寸。1.8.6洞門的結(jié)構(gòu)計(jì)算

隧道洞門計(jì)算原理及方法

翼墻式洞門與端墻式洞門一樣，也可采用分條方法取條帶計(jì)算。在計(jì)算端墻時(shí)，應(yīng)考慮翼墻對(duì)端墻的支撐作用。

翼墻式洞門與端墻式洞門一樣，也可采用分條方法

洞門墻的主要檢算規(guī)定墻身截面壓應(yīng)力σ≤容許應(yīng)力墻身截面偏心距e≤0.3倍截面厚度基底應(yīng)力σ≤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(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc≥1.3傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko≥1.5洞門墻的主要檢算規(guī)定墻身截面壓應(yīng)力σ≤容許應(yīng)力墻身截面偏心1.9明洞1.9.1概述什么是明洞？采用明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)明洞特點(diǎn)：地面建筑地下建筑明洞要求：符合地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全、施工難易等條件1.9明洞1.9.1概述明洞特點(diǎn)：地面建筑地下(1)路塹對(duì)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(1)路塹對(duì)稱型適用于洞頂?shù)貏萜骄?路塹兩側(cè)地質(zhì)條件基(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。(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

(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。(3)半路塹偏壓型(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。(4)半路塹單壓型1.9.2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(shí)，可采用棚式明洞。

棚式明洞頂板為梁式結(jié)構(gòu)。棚式明洞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洞1.9.2棚式明洞當(dāng)山坡坍方，山體側(cè)壓力不大，(1)墻式棚洞(1)墻式棚洞(2)剛架式柵洞

外墻結(jié)構(gòu)為連續(xù)框架，對(duì)地基承載力要求較高(2)剛架式柵洞(3)柱式棚洞外墻為獨(dú)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。(3)柱式棚洞(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(shí)，可采用懸臂式棚洞(4)懸臂式棚洞1.9.3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(shí)應(yīng)采取增加承載力的措施。1.9.3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（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對(duì)地質(zhì)條件，當(dāng)挖至設(shè)計(jì)高程仍不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)上報(bào)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(duì)基底進(jìn)行固化處理。邊墻基礎(chǔ)應(yīng)采用與邊墻同級(jí)混凝土一次澆筑。

（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對(duì)地質(zhì)條件，當(dāng)挖至設(shè)計(jì)高程仍不符合設(shè)計(jì)要求1.9.4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(duì)稱進(jìn)行，石質(zhì)地層中墻背與巖壁空隙不大時(shí)，用與墻身同級(jí)混凝土回填。3墻后排水設(shè)施應(yīng)與回填同時(shí)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(jì)強(qiáng)度且由人工夯實(shí)回填至拱頂以上1m以前，不得采用機(jī)械回填。1.9.4明洞填土明洞回填施工應(yīng)符合下列要求：3墻5拱背回填應(yīng)對(duì)稱分層夯實(shí)，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，回填至拱頂齊平后應(yīng)分層滿鋪填筑。5拱背回填應(yīng)對(duì)稱分層夯實(shí)，每層厚度不得大于0.3m，兩側(cè)抗滑明洞抗滑明洞支撐錨桿明洞支撐錨桿明洞1.10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1.10豎井與斜井為什么設(shè)置豎井或斜井？作用1：增加開挖1.10.1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1.10.1豎井1豎井位置的選擇

豎井示意圖豎井的構(gòu)成豎井?dāng)嗝嫘问截Q井示意圖豎井的構(gòu)成豎井?dāng)嗝嫘问骄匦呜Q井矩形豎井圓形豎井圓形豎井斜井設(shè)置1.10.2斜井斜井設(shè)置1.10.2斜井1B414000隧道工程概論課件1.11隧道內(nèi)裝、噪聲消減、路面及防排水

1、內(nèi)裝修

2、路面

3、噪聲消減

4、防排水

1.11隧道內(nèi)裝、噪聲消減、路面及防排水1、內(nèi)裝修1.11.1隧道內(nèi)裝修

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(yùn)營中保持較好水平，墻面須用適當(dāng)?shù)牟牧霞右詢?nèi)裝處理，其作用如下：

①改善隧道內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)作用；②提高墻面的反射率，增強(qiáng)照明效果；③吸收噪音1.11.1隧道內(nèi)裝修常用的隧道內(nèi)裝修材料

①塊狀混凝土材料；②飾面板、鑲板等質(zhì)地致密材料；③瓷磚鑲面材料；④油漆材料。常用的隧道內(nèi)裝修材料隧道內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)：①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；②耐蝕性，長期在油垢及有害氣體下不變質(zhì)；③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)€；

④材料來源廣泛，價(jià)格相對(duì)便宜；⑤能吸收噪音；⑥顏色淡，易清潔；⑦具有阻燃性。隧道內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)：1.11.2隧道路面⑴路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青；⑵路面材料應(yīng)具備如下性能：①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;②應(yīng)具有較高的抗側(cè)滑的能力；③抗裂性、耐久性；④容易修補(bǔ)。1.11.2隧道路面⑴路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青；⑵⑶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(duì)比和鮮明的顏色對(duì)比

⑷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

⑶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(duì)比和鮮1.11.3噪聲消減

※

隧道內(nèi)噪聲水平應(yīng)保持在60分貝