山嶺隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造-隧道襯砌（隧道工程施工課件）

第二章隧道構(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)造物避車洞平、縱、橫斷面的形狀由道路隧道的幾何設(shè)計(jì)確定明洞通風(fēng)照明排水、消防、通訊等襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計(jì)算決定第一節(jié)襯砌結(jié)構(gòu)類型第二章隧道構(gòu)造支護(hù)的主要方式有：錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及其它的組合。開挖后的隧道，為了保持圍巖的穩(wěn)定性，一般需要進(jìn)行支護(hù)和襯砌。系統(tǒng)錨桿加噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)系統(tǒng)錨桿噴層系統(tǒng)錨桿系統(tǒng)錨桿噴層第二章隧道構(gòu)造襯砌的主要方式有：整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌和復(fù)合式襯砌等。

鋼拱架構(gòu)造格柵鋼架斷面豎向網(wǎng)構(gòu)架立筋水平網(wǎng)構(gòu)架立筋主筋45o35o31’格柵組合示意第二章隧道構(gòu)造一、洞身襯砌結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)：對地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，易于按需要成型，整體性好，抗?jié)B性強(qiáng)，并適用于多種施工條件。隧道襯砌按照不同的圍巖類別，有直墻式襯砌和曲墻式襯砌兩種形式，而曲墻式又分為有仰拱和無仰拱兩種。（一）整體式混凝土襯砌第二章隧道構(gòu)造1.直墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較好，垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于I~Ⅲ級圍巖。第二章隧道構(gòu)造2.曲墻式襯砌適用于地質(zhì)較差，有較大水平圍巖壓力的情況。主要適用于Ⅳ級及以上的圍巖，Ⅲ級圍巖雙線。第二章隧道構(gòu)造設(shè)置仰拱使結(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)作用第二章隧道構(gòu)造③增加底部和墻部的支護(hù)抵抗力，防止內(nèi)擠而產(chǎn)生剪切破壞。仰拱的重要性:①解決基礎(chǔ)承載力不夠，減少下沉：防止底鼓的隆起變形，調(diào)整襯砌應(yīng)力的作用；②封閉圍巖，制止圍巖過大的松弛變形，將圍巖塑性變形和形變壓力控制在允許范圍，提高結(jié)構(gòu)的整體承載力；第二章隧道構(gòu)造(二)裝配式襯砌

特點(diǎn)：拼裝成環(huán)后立即受力，便于機(jī)械化施工，改善勞動(dòng)條件，節(jié)省勞力。但要求有一定的機(jī)械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜，襯砌的整體性及抗?jié)B性差。第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造(三)錨噴式襯砌錨噴式襯砌是錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道支護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)的形式。具有隧道開挖后襯砌及時(shí)，施工方便和經(jīng)濟(jì)的顯著特點(diǎn)。第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造錨噴支護(hù)作為隧道的永久性襯砌，一般考慮是在Ⅲ級及以下圍巖中采用；在Ⅳ級及以上圍巖中，采用錨噴支護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，可靠性差。在層狀圍巖中，采用噴錨支護(hù)效果較好；噴錨支護(hù)作為柔性支護(hù)，變形量較大，其外輪廓線宜預(yù)留稍大的空間（20cm）；為了使開挖時(shí)外輪廓線圓順，盡可能減少圍巖中的應(yīng)力集中錨噴襯砌的內(nèi)輪廓線，宜采用曲墻式的斷面形式。第二章隧道構(gòu)造錨噴襯砌內(nèi)表面不太平整順直，美觀性差，影響司機(jī)在行車中視覺感觀，應(yīng)根據(jù)需要考慮內(nèi)裝。不宜采用錨噴支護(hù)作為永久襯砌的情況：①在某些不良地質(zhì)、大面積涌水地段和特殊地段；②對襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；③有很高的防水要求的隧道；第二章隧道構(gòu)造④寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)有凍害的地方；⑤圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者；⑥地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕。第二章隧道構(gòu)造(四)復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、方法、時(shí)間和材料施作的。目前最通用的是外襯為錨噴支護(hù)，內(nèi)襯為整體式混凝土襯砌。特點(diǎn)：可以滿足初期支護(hù)施作及時(shí)、剛度小易變形的要求，且與圍巖密貼，從而能保護(hù)和加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自承作用。二襯后，襯砌內(nèi)表面光滑平整，可以防止外層風(fēng)化，裝飾內(nèi)壁，增強(qiáng)安全感。第二章隧道構(gòu)造隧中線線中線內(nèi)軌頂面O2O2r3r2=321O1r145°33°51’8027BO3O3Hh1h1dr4二次襯砌防水層網(wǎng)噴混凝土錨桿鐵路隧道復(fù)合式襯砌示意圖第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造中心排水管隧道建筑限界隧道中心線2%2%第二章隧道構(gòu)造第二章隧道構(gòu)造單線鐵路隧道復(fù)合式襯砌支護(hù)參數(shù)表圍巖級別初期支護(hù)二次襯砌噴射砼厚度（cm）錨桿格柵鋼架/型鋼拱墻（cm）仰拱/底板（cm）位置長度（m）間距（m）Ⅱ5－－－—25－Ⅲ7局部2.01.2~1.5—25－Ⅳ10拱墻2.0~2.51.0~1.2－3040Ⅴ15~22拱墻2.5~3.00.8~1格柵拱架（全環(huán)設(shè)置）3540Ⅵ通過試驗(yàn)確定第二章隧道構(gòu)造雙線鐵路隧道復(fù)合式襯砌支護(hù)參數(shù)表圍巖級別初期支護(hù)二次襯砌噴射砼厚度（cm）錨桿格柵鋼架/型鋼拱墻（cm）仰拱/底板（cm）位置長度（m）間距（m）Ⅱ5~8－2.0~2.51.5－25－Ⅲ8~10局部2.0~2.51.2~1.5－25－Ⅳ15~22拱墻2.5~3.01.0~1.2必要時(shí)拱墻設(shè)置3040Ⅴ20~25拱墻3.0~3.50.8~1.0全環(huán)設(shè)置3540Ⅵ通過試驗(yàn)確定第二章隧道構(gòu)造時(shí)速350km雙線鐵路隧道排水型復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)第二章隧道構(gòu)造時(shí)速250~300km雙線鐵路隧道排水型復(fù)合式襯砌第二章隧道構(gòu)造二、襯砌材料（一）混凝土和鋼筋混凝土（二）噴射混凝土（三）片石混凝土（四）料石或混凝土塊第二章隧道構(gòu)造主要解決內(nèi)輪廓線、軸線和厚度三個(gè)問題。三、隧道襯砌斷面的初步擬定1.內(nèi)輪廓襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡可能地接近建筑限界，力求開挖和襯砌的數(shù)量最小。襯砌內(nèi)表面力求平順，考慮襯砌施工的簡便。第二章隧道構(gòu)造應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力線重合，使各截面主要承受壓應(yīng)力。2.結(jié)構(gòu)軸線(1)當(dāng)襯砌受徑向分布的水壓時(shí)，軸線以圓形最好；(2)主要承受豎向壓力或同時(shí)承受不大的水平側(cè)壓力時(shí)，可采用三心圓拱和直墻式襯砌；(3)當(dāng)承受豎向壓力和較大側(cè)壓力時(shí)，宜采用五心圓曲墻式襯砌；(4)當(dāng)有沉陷可能受底壓力時(shí)，宜加設(shè)仰拱的曲墻式襯砌。第