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隧道结构构造
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§、斜井
§、顶棚及路面
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隧道结构构造
主体构造物
附属构造物
洞身衬砌
洞门构造物
洞身衬砌的平、纵、横断面的形态由隧道的几何设计确定
衬砌断面的轴线形态和厚度由衬砌计算确定
明洞
通风
照明
排水、消防、通讯等
一、衬砌结构的类型:
1、防护衬砌(饰面衬砌)
防护衬砌的作用是防止坑道围岩的风化。适用于I级围岩,在围岩极不简洁风化及无局部掉块的状况下,亦可不加防护,一般在围岩表面喷射不大于5cm的砼层。
2、直墙式衬砌
※适用范围:直墙式衬砌型式通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的状况。一殷适用于I,II级围岩,有时也可用于IV级围岩
※拱部形态:
①坦三心圆拱(r1>r2)
②或尖三心圆拱(r2<r1)
③割圆拱(r1=r2=r)
直墙式衬砌
※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干脆支承在两侧围岩上,以改善拱圈的受力条件,削减边墙的开挖及衬砌圬工数量,降低造价。
大拱脚薄边墙衬砌
曲墙式衬砌
3、曲墙式衬砌
※适用范围:适用于IV级以上围岩,水平压力大或除了垂直压力外,还有底鼓压力的状况。①地质条件较差,为抵抗底鼓压力,配以仰拱使衬砌形成环状封闭结构;②基础地基较好,可接受无仰拱的曲墙式衬砌。
4、喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
喷锚衬砌与复合衬砌
①要求用光面爆破开挖,使洞室周边平顺光滑,成型精确,削减超欠挖。适当的时间喷混凝土,即为喷混凝土衬砌;②依据实际状况,须要安装锚杆的则先装设锚杆,再喷混凝土,即为喷锚衬砌;③假如以喷混凝土,锚杆或钢拱支架的一种或几种组合作为初次支护对围岩进行加固,维护围岩稳定防止有害松动。待初次支护的变形基本稳定后,进行现浇混凝土二次衬砌,即为复合式衬砌。
偏压衬砌示意图
5、偏压衬砌
※适用状况:当山体地面坡陡于1:,线路外侧山体覆盖较薄,或由于地质构造造成的偏压,衬砌为承受这种不对称围岩压力而接受。
6、喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道,有时为绕过困难地形或避开困难地质地段,削减工程量,可将一条双幅马路隧道分建为二个单线隧道或二条单线并建为一条双幅的状况,(或车站隧道中的渡线部分),衬砌产生了一个过渡区段,这部分隧道衬砌的断面及线间距均有变更,相应成了一个喇叭型,称为喇叭口隧道衬砌。
嗽叭口隧道衬砌示意图
二、支护结构
支护结构
初期支护(一次支护)
永久支护(二次支护,二次衬砌)
一次支护是为了保证施工的平安、加固岩体和阻挡围岩的变形
二次支护是为了保证隧道运用的净空和结构的平安而设置的永久性衬砌结构
整体式衬砌
复合式衬砌
拼装式衬砌
锚喷式衬砌
1、整体式衬砌
※该种衬砌类型是传统的衬砌结构形式。不考虑围岩的承载作用,主要是通过围岩的结构刚度来抵抗地层的变形,承受围岩的压力。
※接受就地整体模注现浇砼,适用较广,截面可以是等截面或是变截面。
※IV级以上围岩,地基松软,往往侧压力较大,故宜接受曲墙带仰拱的衬砌。
设置仰拱
使结构刚好封闭,提高整体承载力和侧墙抗拒侧压力的实力
抵抗结构下沉变形,调整围岩和衬砌的应力状态
作用
※寒冷地区隧道,不管围岩等级如何,只要有地下水存在,衬砌型式仍应接受曲墙式衬砌,并在施工中依据状况设置伸缩缝
※为了避开围岩和衬砌的应力集中,造成围岩压力增加和衬砌的局部破坏,应留意衬砌内外轮廓的圆顺,避开急剧弯曲和棱角。