高鐵隧道(隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造).ppt

1、,隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造,洞身襯砌結(jié)構(gòu) 洞門與明洞 隧道附屬構(gòu)筑物,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,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。 支護(hù)的主要方式有：噴射混凝土、錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)及其它的組合。 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。,錨桿是將破碎或不穩(wěn)定巖體(塊)與牢固穩(wěn)定的巖體連結(jié)在一起以提高整體穩(wěn)定性的一種支護(hù)措施。,（一）錨桿,隧道支護(hù),洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,當(dāng)圍巖軟弱、破碎嚴(yán)重且自穩(wěn)性差時(shí)，隧道開挖后，需要及時(shí)提供足夠強(qiáng)的支護(hù)約束圍巖變形。在初期支護(hù)內(nèi)設(shè)置鋼拱架將增大支護(hù)結(jié)構(gòu)早期的剛度，阻止圍巖的過度變形并承受部分的松弛荷載

2、。鋼架分為型鋼和格柵鋼架兩種。,（二）鋼架,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,型鋼鋼架接頭(尺寸單位:mm),洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,（二）鋼架（格柵）,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,（三）鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)噴射混凝土是在噴射混凝土之前，在巖面上掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射混凝土。目前，我國在各類隧道工程中應(yīng)用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)的比較多，主要用于軟弱破碎圍巖，而更多的是與錨桿或者鋼拱架構(gòu)成聯(lián)合支護(hù)。 鋼筋網(wǎng)通常作環(huán)向和縱向布置。環(huán)向筋一般為受力筋，由設(shè)計(jì)確定，直徑12mm左右；縱向筋一般為構(gòu)造筋，直徑610mm；網(wǎng)格尺寸一般為20cmx20cm, 20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx

3、30cm。,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,（四）噴混凝土,噴射混凝土既是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細(xì)石混凝土，噴射到巖壁表面上，并迅速固結(jié)成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對圍巖起到支護(hù)作用。 噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時(shí)性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。它的靈活性也很大，可以根據(jù)需要分次追加厚度。,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,（五）多種措施組合支護(hù),洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,隧道襯砌,隧道開挖后，以較大厚度和剛度的整體模筑混凝土作為隧道的結(jié)構(gòu)。 整體式襯砌按照工程類比、不同圍巖級別采用

4、不同的襯砌厚度。其形式有直墻式和曲墻式兩種，而曲墻式又分為有仰拱和無仰拱兩種。 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。,（一）整體式混凝土襯砌,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,1）直墻式襯砌 適用于地質(zhì)條件比較好，以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于級圍巖，直墻式襯砌由上部拱圈、兩側(cè)豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成。,拱頂,拱腰,拱腳,墻腳,鋪底,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,2）曲墻式襯砌 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。主要適用于級及以上的圍巖，或級圍巖雙線隧道；多線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。 曲墻式襯砌由頂

5、部拱圈、側(cè)面曲邊墻和仰拱/底板(或鋪底)組成。,拱頂,拱腰,拱腳,墻腳,仰拱,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,復(fù)合式襯砌是指把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、時(shí)間和材料施作的。 目前大都采用內(nèi)外兩層襯砌。按內(nèi)外襯砌的組合情況可分為：初期支護(hù)與二次襯砌。根據(jù)圍巖條件不同，分別采用不同的斷面形式和支護(hù)、襯砌參數(shù)。,（二） 復(fù)合式襯砌,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,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。,洞身襯砌結(jié)構(gòu)

6、,1,錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時(shí)支護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)（單層襯砌）的形式。它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)。 錨噴式襯砌在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。在公路、鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中，都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定。,（三）錨噴式襯砌,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構(gòu)件，這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運(yùn)到坑道內(nèi)用機(jī)械將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌。 這種襯砌的特點(diǎn)是：拼裝成環(huán)后立即受力，便于機(jī)械化施工，改善勞動條件，節(jié)省勞力。 目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道和水底隧道

7、中采用。在鐵路、公路隧道中由于裝配式襯砌要求有一定的機(jī)械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜，襯砌的整體性及抗?jié)B性差而未能推廣使用。,（四）裝配式襯砌,洞身襯砌結(jié)構(gòu),1,洞門與明洞,2,一、洞門,1、洞門的作用 減小洞口土石方開挖量 穩(wěn)定邊、仰坡 引離地表水流 裝飾洞口,1）洞門的形式 環(huán)框式洞門 洞口石質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定，地形陡峻無排水要求。,洞門與明洞,2,端墻式（一字式）洞門 適用于地形開闊，石質(zhì)較穩(wěn)定的地區(qū)；由端墻和洞門頂排水溝組成,洞門與明洞,2,翼墻式（八字式）洞門 洞口地質(zhì)較差（級及以上圍巖），山體縱向推力較大時(shí)，在端墻式洞門的單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置翼墻。,洞門與明洞,2,柱式洞門 洞口地形較陡（級圍巖），仰坡

8、有下滑的可能性，又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時(shí)，可在端墻中部設(shè)置2個（或4個）斷面較大的柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性。,洞門與明洞,2,臺階式洞門 當(dāng)洞門位于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊仰坡較高時(shí)，為了提高靠山側(cè)仰坡起拔點(diǎn)，減少仰坡高度，將端墻頂部改為逐級升高的臺階形式。,洞門與明洞,2,斜交式洞門 當(dāng)隧道洞口地面等高線斜交時(shí)，可采用平行于等高線與線路呈斜交的洞口(洞門與線路中線的交角不應(yīng)小于45) 。,洞門與明洞,2,喇叭口式洞門 高速鐵路隧道，為了減緩高速列車的空氣動力學(xué)效應(yīng)，對單線隧道，一般設(shè)喇叭口緩沖段，同時(shí)兼作隧道洞門。,洞門與明洞,2,二、明洞,明洞是隧道的一種變化形式，它用明挖法

9、修筑。所謂明挖是指把巖體挖開，在露天修筑襯砌，然后回填土石。這樣修筑的構(gòu)筑物，外形幾乎與隧道無異，有拱圈、邊墻和底板，凈空與隧道相同，和地表相連處，也設(shè)有洞門、排水設(shè)施等 明洞的結(jié)構(gòu)類型常因地形、地質(zhì)和危害程度的不同，有多種形式，采用最多的為拱式明洞和棚式明洞兩種。,洞門與明洞,2,1、拱式明洞,適用于路塹邊坡處于對稱或接近對稱，邊坡巖層基本穩(wěn)定，僅防止邊坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口巖層破碎，覆蓋層較薄而難以用暗挖法修建隧道時(shí)。,(1)路塹式對稱型,洞門與明洞,2,適用于兩側(cè)邊坡高差較大的不對稱路塹。,(2)路塹式偏壓型,洞門與明洞,2,適用于地形傾斜，低側(cè)處路塹外側(cè)有較寬敞的地面供回填

10、土石，以增加明洞抵抗側(cè)向壓力的能力。,(3)半路塹式偏壓型,洞門與明洞,2,適用于傍山隧道洞口或傍山線路上半路塹地段,(4)半路塹式單壓型,洞門與明洞,2,2、棚式明洞(簡稱棚洞),有些傍山隧道，地形的自然橫坡比較陡，外側(cè)沒有足夠的場地設(shè)置外墻及基礎(chǔ)或確保其穩(wěn)定，這時(shí)可考慮采用另一種建筑物棚式明洞。,洞門與明洞,2,(1)蓋板式棚洞,由內(nèi)墻、外墻及鋼筋混凝土蓋板組成簡支結(jié)構(gòu)。其上回土石，以保護(hù)蓋板不受山體落石的沖擊。,洞門與明洞,2,(2)剛架式棚洞,當(dāng)?shù)匦为M窄，山坡陡峻，基巖埋置較深而上部地基穩(wěn)定性差時(shí)，為了使基礎(chǔ)置于基巖上且減小基礎(chǔ)工程，可采用剛架式外墻，此時(shí)稱明洞為剛架式明洞。由外側(cè)剛架

11、、內(nèi)側(cè)重力式墩臺結(jié)構(gòu)、橫頂梁、底橫撐和頂部蓋板組成。,洞門與明洞,2,(3)懸臂式棚洞,對穩(wěn)定而陡峻的山坡，外側(cè)地形難以滿足一般棚洞的地基要求，且落石不太嚴(yán)重的情況，可修建懸臂式棚洞。由重力式內(nèi)墻、懸臂橫梁、蓋板及內(nèi)端平衡重組成。,洞門與明洞,2,當(dāng)洞口50m范圍內(nèi)無建筑物、洞口外20m處的微壓波峰值大于50pa時(shí)，須設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)；當(dāng)洞口50m范圍內(nèi)有建筑物時(shí)，一般情況下當(dāng)建筑物處的微壓波大于20pa，須設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)；當(dāng)對建筑物處的峰值有特殊要求時(shí)，洞口緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。 當(dāng)隧道口無建筑物，無特殊環(huán)境要求時(shí)，雙線隧道可不設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)。單線隧道應(yīng)設(shè)置長度5.0m的洞口緩沖結(jié)構(gòu)。

12、,(三)洞口緩沖結(jié)構(gòu),洞門與明洞,2,隧道口緩沖結(jié)構(gòu)盡量采用與隧道內(nèi)輪廓形式相 似的斷面，也可采用棚式結(jié)構(gòu)斷面。 洞口緩沖結(jié)構(gòu)縱向宜做成漸變的喇叭狀，開口處 最大凈空斷面面積為隧道凈空斷面面積的1.5倍， 在緩沖結(jié)構(gòu)縱向中心附近沿兩側(cè)對稱分布開孔， 孔長為12緩沖棚長，開孔面積為隧道凈空橫斷 面面積的0.20.3倍。 洞口緩沖結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。,洞門與明洞,2,洞口緩沖段縱向斷面形式,洞門與明洞,2,隧道的永久性防排水是通過防排水工程措施實(shí)現(xiàn)的。 經(jīng)過理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，提出了“防、堵、截、排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。,（一）防排水設(shè)施,隧道附屬構(gòu)筑物,3,截：截?cái)嗟乇硭偷?/p>

13、下水流入隧道的通道，洞口地表設(shè)天溝等截水溝以及地表陷穴等整治； 防：防止地下水從襯砌背后滲入隧道內(nèi)，充分利用混凝土自防水能力，以及在襯砌與支護(hù)之間設(shè)置的防水層；,堵：向支護(hù)背后壓注水泥砂漿，用以充填支護(hù)與圍巖間的空隙，以堵住地下水的通道，并使支護(hù)與圍巖形成整體，改善支護(hù)受力條件； 排：將地下水排入隧道內(nèi)，再經(jīng)由洞內(nèi)排水溝（排水溝及盲溝）排走。,隧道附屬構(gòu)筑物,3,隧道附屬構(gòu)筑物,3,當(dāng)列車通過隧道時(shí)，為了保證洞內(nèi)行人、維修人員及維修設(shè)備(小車、料具)的安全，在隧道兩側(cè)邊墻上交錯均勻修建的人員躲避及放置車輛、料具的洞室叫避車洞。 避車洞根據(jù)其斷面尺寸的大小分為大避車洞及小避車洞兩種。,隧道附屬構(gòu)筑物,3,（二）避車洞,隧道附屬構(gòu)筑物,3,(1)大避車洞 在碎石道床的隧道內(nèi)，每側(cè)相隔300 m布置一個大避車洞，在整體道床的隧道內(nèi)，因人員行車待避較方便，且線路維修工作量較小，可相隔420 m布置。 (2)小避車洞 無論在碎石道床或整體道床的隧道內(nèi)，每側(cè)邊墻上應(yīng)在大避車洞之間間隔60m (雙線隧道按30m)布置一個小避車洞。,隧道附屬構(gòu)筑物,3,2）電力及通信設(shè)施 電纜槽：電纜