文档介绍：一、支护的构造
围岩是天然结构部分,也是主体部分;支护是人工结构部分,也是辅助部分。隧道支护结构的构造与围岩的地质条件、隧道结构条件和隧道施工条件密切相关。
隧道工程中,常将人工修筑的隧道支护结构称为“衬砌”。不同条件下,衬砌的构造也不尽相同。一般将人工支护结构分为单层衬砌、复合衬砌和拼装衬砌三种结构类型。
单层衬砌
复合衬砌
拼装衬砌
主要是采用混凝土或钢筋混凝土就地模筑
按传统松弛荷载理论设计,并按矿山法施工
因其比较厚实,也称之为“整体式衬砌”
结构层次单一,形状比较复杂
受力不太合理,已经很少使用
由初期支护和内层衬砌两大部分组成
初期支护以喷射砼和锚杆作为最基本的组合
按现代围岩承载理论设计,并按新奥法施工
层次较多,对地层条件的适应性强
工艺较复杂,内层衬砌以就地模筑砼为主
形状简单,结构受力合理,使用广泛
将衬砌分解为管片,工厂预制,现场拼装
可以按松弛荷载理论设计为单层衬砌
也可以按现代围岩承载理论设计为内层衬砌
配合盾构施工,速度快,能立即承受荷载
受力状态较好,整体性较差,防水性能较差
在富水、软弱地层中,应用和发展前途好
但需要有较多的特殊技术支持
隧道支护
结构类型
隧道衬砌构造
隧道开挖后,以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构。
整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种,而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。
(一)单层衬砌
隧道衬砌构造
1)直墙式衬砌
适用于地质条件比较好,以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况。主要适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩,直墙式衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底三部分组合而成。
(一)单层衬砌
拱顶
拱腰
拱脚
墙脚
铺底
隧道衬砌构造
(一)单层衬砌
半衬砌(又称大拱脚薄边墙衬砌)
适用于I、II级围岩,边墙可用喷射砼做成,亦可用砼整体浇灌。此类衬砌可使拱脚稳固的直接支承在两侧围岩上,以改善拱圈的受力条件,减少边墙的开挖及衬砌圬工数量,降低造价。
隧道衬砌构造
2)曲墙式衬砌
曲墙式衬砌适用于地质较差,有较大水平围岩压力的情况。主要适用于Ⅳ级及以上的围岩,或Ⅲ级围岩双线隧道;多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。
曲墙式衬砌由顶部拱圈、侧面曲边墙和仰拱/底板(或铺底)组成。
(一)单层衬砌
拱顶
拱腰
拱脚
墙脚
仰拱
隧道衬砌构造
2)曲墙式衬砌
(一)单层衬砌
2)曲墙式衬砌
在Ⅳ级围岩无地下水,且基础不产生沉降的情况下可不设仰拱,只做铺底;一般均需设仰拱,以抵御隧道底部的围岩压力和防止衬砌沉降,并使衬砌形成一个环状的封闭整体结构,以提高衬砌的承载能力。
隧道衬砌构造
2)曲墙式衬砌
(一)单层衬砌
隧道衬砌构造
复合式衬砌是指把衬砌分成两层或两层以上,可以是同一种形式、方法和材料施作的,也可以是不同形式、方法、时间和材料施作的。
目前大都采用内外两层衬砌。按内外衬砌的组合情况可分为:初期支护与二次衬砌。根据围岩条件不同,分别采用不同的断面形式和支护、衬砌参数。
(二) 复合式衬砌