三隧道构造设计.ppt

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1、会计学1三隧道构造三隧道构造(guzo)设计设计第一页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求-隧道衬砌的建筑材料及要求隧道衬砌的建筑材料及要求 -混凝土与钢筋混凝土混凝土与钢筋混凝土 隧道工程所用的混凝土强度等级不应隧道工程所用的混凝土强度等级不应(b yn)低于低于C15 洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应(b yn)低于低于C20 强强度度等等级级对对于于衬衬砌砌段段不不应应(b yn)低低于于C20，对对于于洞洞门门不不应应(b yn)低于低于C15 -片石混凝土片石混凝土 在在岩岩层层较较好好地地段段的的边边墙

2、墙衬衬砌砌，可可采采用用片片石石混混凝凝土土（片片石石的的掺掺量量不应不应(b yn)超过总体积的超过总体积的20%）。）。当当起起拱拱线线以以上上1m以以外外部部位位有有超超挖挖时时，其其超超挖挖部部分分也也可可用用片片石石混混凝土进行回填。凝土进行回填。选选用用的的石石料料要要坚坚硬硬，其其强强度度等等级级不不应应(b yn)低低于于MU40，有有裂隙和易风化的石料不应裂隙和易风化的石料不应(b yn)采用。采用。第1页/共80页第二页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构造要求构造要求-石料和混凝土预制块石料和混凝土预制块石石料料或或混混凝凝土土预预制制

3、块块用用强强度度等等级级不不低低于于M10的的水水泥泥(shun)砂砂浆浆砌砌筑筑衬衬砌砌。石石料料的的强强度度等等级级不不应应低低于于MU60，并并且且有有裂裂隙隙和和易易风风化的石料不应采用。混凝土预制块强度等级不应低于化的石料不应采用。混凝土预制块强度等级不应低于MU20。-喷射混凝土喷射混凝土 喷喷射射混混凝凝土土的的强强度度等等级级采采用用C20，所所用用的的水水泥泥(shun)应应优优先先采采用硅酸盐水泥用硅酸盐水泥(shun)或普通硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥(shun)喷喷射射钢钢纤纤维维混混凝凝土土中中的的钢钢纤纤维维宜宜采采用用普普通通碳碳素素钢钢制制成成，等等效效直直径为径

4、为0.30.5的方形或圆形断面，长度宜为的方形或圆形断面，长度宜为2025-锚杆锚杆 锚锚杆杆的的杆杆体体宜宜用用20 MnSi钢钢筋筋，也也可可采采用用Q235钢钢筋筋；缝缝管管式式锚锚杆杆宜宜采采用用16 MnSi钢钢管管，亦亦可可采采用用Q235钢钢管管；锚锚杆杆直直径径宜宜为为1822，垫板可采用，垫板可采用Q235钢板。钢板。第2页/共80页第三页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求-装配式材料装配式材料对对于于衬衬砌砌材材料料，可可采采用用一一些些装装配配式式材材料料，如如钢钢筋筋(gngjn)混混凝土大型预制块、加筋肋铸铁预制块等凝

5、土大型预制块、加筋肋铸铁预制块等-铁路隧道净空及要求铁路隧道净空及要求 -直线隧道净空直线隧道净空机车车辆限界机车车辆限界 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸 基基本本建建筑筑限限界界 它它是是指指线线路路上上各各种种建建筑筑物物和和设设备备均均不不得得侵侵入入的的轮廓线轮廓线 隧道建筑限界隧道建筑限界 它是指包围它是指包围“基本建筑限界基本建筑限界”外部的轮廓线外部的轮廓线 直直线线隧隧道道净净空空 要要比比“隧隧道道建建筑筑限限界界”稍稍大大一一些些，还还考考虑虑了了在在不不同同的的围围岩岩压压力力作作用用下下，衬衬砌砌结结构构的的合合理理(hl)受受力力形形

6、状状（拱拱部部采采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。第3页/共80页第四页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构造要求构造要求基本(jbn)建筑限界第4页/共80页第五页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构构造要求造要求最大级超限货物装载(zhungzi)限界第5页/共80页第六页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构构造要求造要求隧限-1A和隧限-1B第6页/共80页第七页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj

7、)-衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求隧限-2A和隧限-2B第7页/共80页第八页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求单线(dnxin)电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓第8页/共80页第九页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构构造要求造要求双线电力牵引铁路(til)隧道衬砌内轮廓第9页/共80页第十页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求-曲线隧道净空加宽曲线隧道净空加宽 加宽原因加宽原因 车车辆辆通通过过曲曲线线时时，转转向向架架中中心心点点沿沿线线路路运运行行，

8、而而车车辆辆本本身身却却不不能能随随线线路路弯弯曲曲仍仍保保持持(boch)其其矩矩形形形形状状。故故其其两两端端向向曲曲线线外外侧侧偏偏移移（d外外），中中间间向向曲曲线线内内侧侧偏偏移移（d内内1）。）。车辆(chling)通过曲线时的平面图第10页/共80页第十一页，共81页。由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动(ydng)了一个距离（d内2）。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -衬砌的一般构造衬砌的一般构造(guzo)要求要求车辆通过(tnggu)曲线时的横断面图加宽值的计算-单线曲线隧道加宽值的计算单线曲线隧道加宽值的计算车辆中间部分向曲

9、线内侧的偏移d内1 d内1=式中l车辆转向架中心距，取18m；R曲线半径（m）d内1=第11页/共80页第十二页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -衬砌的一般衬砌的一般(ybn)构构造要求造要求车辆两端向曲线(qxin)外侧的偏移d外d外=式中L标准(biozhn)车辆长度，我国为26m。d外=外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2d内2=式中H隧道限界控制点自轨面起的高度E曲线外轨超高值，其最大值不超过15，且第12页/共80页第十三页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求其中v铁路远期行车速度，km/h。在我国铁路标准设计中，d内2系将相应

10、(xingyng)的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动arctg角求得，可近似取d内2=2.7E（）。对于单线曲线隧道净空的加宽值为：内侧加宽W1=d内1+d内2=+2.7E（）外侧加宽W2=d外=（）总加宽W=W1+W2=d内1+d内2+d外=+2.7E（）-双线曲线隧道加宽值的计算双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单线曲线隧道加宽值的计算相同。即内侧加宽W1=d内1+d内2=+2.7E（）外侧加宽W2=d外=（）第13页/共80页第十四页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求当外侧(wic)线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时式中

11、H车辆外侧(wic)顶角距内轨顶面的高度，取360；E外侧(wic)线路的外轨超高值（）；R曲线半径（m）。其它情况时总加宽W=W1+W2+W3第14页/共80页第十五页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求-曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道中线与线路中线偏移距离(jl)单单线线曲曲线线隧隧道道如如图图3-10所所示示，隧隧道道中中线线与线路中线偏移距离与线路中线偏移距离(jl)d为：为：d=（W1 W2）（）（）双双线线曲曲线线隧隧道道如如图图3-11所所示示，内内侧侧线线路路中线至隧道中线的距离中线至隧道中线的距离(jl)为为 d1=20

12、0（W1 W2 W3）（）（）双双线线曲曲线线隧隧道道外外侧侧线线路路中中线线至至隧隧道道中中线线的距离的距离(jl)为为 d2=200+（W1 W2+W3）（）（）单线曲线隧道中线(zhngxin)偏移第15页/共80页第十六页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -衬砌的一般构造要衬砌的一般构造要求求-曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法铁铁路路隧隧道道设设计计规规范范规规定定：位位于于曲曲线线地地段段的的隧隧道道，其其缓缓和和曲曲线线部部分分可可分分两两段段加加宽宽，即即自自圆圆曲曲线线至至缓缓和和曲曲线线中中点点，并并 向向 直直 线线 方方 向

13、向 延延 长长(ynchng)13m，采采用用圆圆曲曲线线加加宽宽断断面面（按按W值值加加宽宽）；其其余余缓缓和和曲曲线线，并并 自自 直直 缓缓 分分 界界 点点 向向 直直 线线 段段 延延 长长(ynchng)22m，采采用用缓缓和和曲曲线线中中点点加加宽宽断断面面，其其加加宽宽值值取取圆圆曲曲线线之之半半（按（按W/2值加宽）值加宽）双线曲线隧道中线(zhngxin)偏移曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接第16页/共80页第十七页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求-公路隧道公路隧道(sudo)净空净空公公路路隧隧道道(sudo)建建筑筑限

14、限界界一一般般规规定定如如图所示。图中各符号的含义如下：图所示。图中各符号的含义如下：W行车道宽度；行车道宽度；S行车道两侧路缘带宽度；行车道两侧路缘带宽度；C余余宽宽，当当计计算算行行车车速速度度100km/h时时为为0.5m，小于，小于100km/h时为时为0.25m；公路隧道建筑(jinzh)限界H净高，一条公路应用一个净高，高速公路和一级、二级公路为5.0m；三、四级公路为4.5m；E建筑限界顶角宽度，当L1m时，E=L；当L1m时，E=1m；L侧向宽度，高速公路、一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2），其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m；第17页/共80页第十八页，

15、共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -衬砌的一般构造衬砌的一般构造(guzo)要求要求L1左侧硬路肩宽度；L2右侧硬路肩或应急停车(tngch)带宽度；J检修道（一侧）宽度，一般为0.75m；隧道净空除应在符合隧道建筑限界的规定外，还应考虑洞内排水、通风(tngfng)、照明、放火、监控、运营管理等附属设施所需要的空间，并考虑围岩压力影响、施工等必要的富裕量，使确定的断面形式及尺寸，达到安全、经济、合理。公路隧道横断面示意图第18页/共80页第十九页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -衬砌的一般构造衬砌的一般构造(guzo)要求要求-隧道衬砌的其它构造要求隧道衬砌的

16、其它构造要求 一一般般单单线线隧隧道道洞洞口口应应设设置置不不小小于于5m长长的的模模筑筑混混凝凝土土衬衬砌砌，双双线线和多线隧道应适当加长；和多线隧道应适当加长；围岩较差段的衬砌应向围岩较好地段延伸围岩较差段的衬砌应向围岩较好地段延伸510m；偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m以上；以上；不不设设仰仰拱拱的的隧隧道道应应做做底底板板，单单线线隧隧道道其其厚厚度度不不得得小小于于20，双双线隧道其厚度不得小于线隧道其厚度不得小于25；对衬砌有不良影响的硬软地层对衬砌有不良影响的硬软地层(dcng)分界处，应设置变形缝；分界处，应设置变形缝；电电力力牵牵引引的的隧隧

17、道道，其其长长度度大大于于2000m及及位位于于隧隧道道群群地地段段和和车车站站两两端端时时，为为了了使使接接触触网网有有良良好好的的工工作作和和维维修修条条件件，应应根根据据需需要要设设置接触网补偿下锚的衬砌段。置接触网补偿下锚的衬砌段。运运营营通通风风洞洞、联联络络通通道道等等与与主主隧隧道道连连接接处处的的衬衬砌砌设设计计应应做做加加强强处理。处理。第19页/共80页第二十页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造-整体式模筑混凝土衬砌整体式模筑混凝土衬砌 -直墙式衬砌直墙式衬砌 适适用用于于地地质质条条件件比比较较好好，属属于于我我国国铁

18、铁路路隧隧道道围围岩岩分分类类中中的的、级级围围岩岩，有有时时(yush)也可用于也可用于级围岩级围岩 围围岩岩压压力力以以竖竖向向为为主主，几几乎乎没没有有或或仅仅有有很很小小的的水水平平侧侧向压力向压力 衬衬砌砌由由上上部部拱拱圈圈.两两侧侧竖竖直直边边墙墙和和下下部部铺铺底底三三部部分分组组合合而成而成 单线(dnxin)直墙式衬砌第20页/共80页第二十一页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -洞身支护洞身支护(zh h)结结构的构造构的构造在地质条件较好时，为了节省圬工，直墙式衬砌在构造上采取(ciq)若干改进措施。例如在整体岩层坚固的情况下，几乎没有什么水平侧压力，也没有地下水侵

19、入，则可采用大拱脚喷混凝土（或喷砂浆）边墙衬砌在地质条件尚好，侧压力不大，但又不宜采用大拱脚喷混凝土（或喷砂浆）边墙衬砌时，为了节省边墙圬工，可以简化边墙大拱脚喷混凝土边墙(binqin)衬砌第21页/共80页第二十二页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造-曲墙式衬砌曲墙式衬砌 适适用用于于地地质质比比较较差差，岩岩石石松松散散破破碎碎，强强度度不不高高，又又有有地地下下水水，侧侧向向水水平压力也相当大的平压力也相当大的、和和级围岩情况级围岩情况 由顶部拱圈，侧面曲边墙和底部仰拱（或铺底）所组成由顶部拱圈，侧面曲边墙和底部仰拱（或铺底）所组成

20、 除除在在级级围围岩岩无无地地下下水水，且且基基础础不不产产生生沉沉降降(chnjing)的的情情况况下下可可不设仰拱，只做平铺底外，一般均设仰拱不设仰拱，只做平铺底外，一般均设仰拱 连拱式边墙(binqin)衬砌第22页/共80页第二十三页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -洞身支护洞身支护(zh h)结构的结构的构造构造图为单线非电气化铁路隧道衬砌级围岩直线断面曲墙式衬砌标准图，其内部轮廓线由五心圆曲线(qxin)组成。单线(dnxin)非电气化铁路隧道衬砌第23页/共80页第二十四页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造双线或三线隧道的洞

21、身衬砌，可以采取单孔式，四线隧道可采取双孔式。单孔式衬砌应满足双线或三线隧道衬砌净空(jnkn)要求双孔式四线隧道(sudo)衬砌第24页/共80页第二十五页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造(guzo)-装配式衬砌装配式衬砌-优点优点-一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；-预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改善了劳动条件；从而改善了劳动条件；-拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量拼装时，不需要临时

22、支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材料的支撑材料(cilio)和劳力；和劳力；-拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价。价。-应满足的条件应满足的条件-强度足够而且耐久；强度足够而且耐久；-能立即承受荷载；能立即承受荷载；第25页/共80页第二十六页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造(guzo)装配简便，构件类型少，形式简单，尺寸统一，便于工业化制做和机械化拼装；构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；有防水的设施-喷锚支护-喷射混凝土支护层喷射混凝土的拌和材料是：标号不低于

23、325号的普通(ptng)硅酸盐水泥和粒经不应大于16mm的坚硬耐久的卵石或碎石，以及不含土质或杂物的河沙，再加上少量的速凝剂喷层的厚度一般最薄不应小于5cm,最厚应不大于25cm，在比较松散软弱的岩层中，可以加金属网或钢支撑，使之结合成一体，变为钢筋混凝土层第26页/共80页第二十七页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造 -锚杆锚杆 锚杆是一种插入锚杆是一种插入(ch r)到围岩岩体内的杆形构件到围岩岩体内的杆形构件 利利用用锚锚杆杆杆杆体体或或杆杆端端锚锚头头的的膨膨胀胀作作用用，或或利利用用灌灌浆浆粘粘结结，把把锚杆固定在岩体内锚杆固定

24、在岩体内 增增加加了了岩岩体体的的紧紧密密程程度度，补补强强了了抗抗剪剪能能力力，起起到到了了组组合合、悬悬吊及挤压加固的作用，提高了围岩的自稳能力吊及挤压加固的作用，提高了围岩的自稳能力 -复合式衬砌复合式衬砌外外衬衬（亦亦称称初初次次衬衬砌砌）使使用用能能达达到到早早强强的的喷喷射射混混凝凝土土和和锚锚杆杆，使使柔柔性性的的外外衬衬既既能能容容许许围围岩岩有有所所变变形形，而而又又约约束束它它不不让让它变形发展太大太快它变形发展太大太快 内内衬衬（亦亦称称二二次次衬衬砌砌）内内衬衬可可以以用用喷喷射射混混凝凝土土层层柔柔性性结结构构，也可以用较厚的模筑混凝土也可以用较厚的模筑混凝土防防水水

25、层层 内内外外层层衬衬砌砌之之间间的的防防水水层层可可以以用用软软聚聚氯氯乙乙烯烯薄薄膜膜、聚聚异异丁丁烯烯片片、聚聚乙乙烯烯片片等等防防水水卷卷材材，或或用用喷喷涂涂乳乳化化沥沥青青等等防防水剂水剂 第27页/共80页第二十八页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计 -洞身支护洞身支护(zh h)结构结构的构造的构造复合式衬砌最适宜在级围岩中使用，但遇到下列情况时，应慎重对待。必要时应辅以相应的加固措施。-拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；-有明显偏压力时；-在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；-在大膨胀性的地层中时；-在大涌水的地层中时；-在严重(ynzhng)冻害的地区中时。第28页/共80

26、页第二十九页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -明洞的构造明洞的构造(guzo)明洞是用明挖法修建的隧道，是在露天(ltin)的路堑地面上，或是在敞口的基坑内，先修筑结构物，然后再回填覆盖土石。如图所示。明洞位置(wizhi)示意图路堑式拱形明洞-拱式明洞拱式明洞 -路堑式拱形明洞路堑式拱形明洞第29页/共80页第三十页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -明洞的构造明洞的构造(guzo)路堑式拱形明洞位于两侧都有高边坡的路堑中路堑式拱形明洞适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防边坡有少量坍塌(tnt)、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆盖层较薄而

27、难以用暗挖法修建隧道时承受对称荷载，拱、墙均为等截面，边墙为直墙式。偏压直墙式拱形明洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。承受不对称荷载，拱圈为等截面，边墙为直墙式，外侧边墙厚度大于内侧边墙的厚度。第30页/共80页第三十一页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -明洞的构造明洞的构造(guzo)-偏压斜墙式拱形明洞偏压斜墙式拱形明洞 适适用用于于地地形形倾倾斜斜，低低侧侧处处路路堑堑外外侧侧有有较较宽宽敞敞的的地地面面供供回回填填土土石石，以以增增加明洞抵抗侧向加明洞抵抗侧向(c xin)压力的能力。压力的能力。承承受受偏偏压压荷荷载载，拱拱圈圈为为等等截截面面，内内侧侧边边墙墙

28、为为等等厚厚直直墙墙式式，外外侧侧边边墙墙不不等厚斜墙式。等厚斜墙式。-半路堑单压式拱形明洞半路堑单压式拱形明洞 受受单单侧侧的的压压力力，结结构构内内轮轮廓廓与与隧隧道道一一致致，左左右右对对称称，结结构构截截面面左左右右不不同同，内内侧侧边边墙墙为为等等厚厚直直墙墙，外外墙墙需需要要相相对对地地加加大大，而而且且必必须须把把基基础础放放在稳固的基岩上在稳固的基岩上 拱圈也可能采用变截面，以抵抗单侧的压力。拱圈也可能采用变截面，以抵抗单侧的压力。第31页/共80页第三十二页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -明洞的构造明洞的构造当外侧地形低下，不能保持回填土的天然稳定坡度，或

29、是按天然稳定坡度则边坡将延伸很远时，可以在结构的外墙顶上，接高一段挡墙，用以拦截土石的流走，称之为耳墙式拱形明洞当外侧边墙基底地质不好，不足以承受外墙传来的压力而必须(bx)把基础放到下方较深的基岩上时，外墙可以延伸直达基岩，成为内、外墙不同，内短外长的形式，称为长腿式拱形明洞如果明洞外侧覆盖土不厚，还可以掏成侧洞，使露天的光线可以射进来，外界的新鲜空气可以流进来，改善了明洞内的环境条件第32页/共80页第三十三页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -明洞的构造明洞的构造(guzo)耳墙式拱形(nxn)明洞长腿式拱形(nxn)明洞连拱形外墙明洞第33页/共80页第三十四页，共81

30、页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -明洞的构造明洞的构造-棚洞棚洞棚棚式式明明洞洞常常见见的的结结构构形形式式有有盖盖板板式式、刚刚架架式式和和悬臂式三种。悬臂式三种。-盖板式棚洞盖板式棚洞盖盖板板式式棚棚洞洞是是由由内内墙墙、外外墙墙及及钢钢筋筋混混凝凝土土盖盖板板组成的简支结构组成的简支结构 外外墙墙不不受受侧侧向向压压力力，仅仅承承受受梁梁和和盖盖板板的的竖竖向向荷荷载载时时，它它要要求求(yoqi)的的地基承载力较小地基承载力较小 当当外外侧侧基基岩岩较较浅浅，地地基基基基础础承承载载力力较较大大时时，可可采用立柱式采用立柱式盖板式(bnsh)棚洞第34页/共80页第三十五页，

31、共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -明洞的构造明洞的构造-刚架式棚洞刚架式棚洞当当地地形形(dxng)狭狭窄窄，山山坡坡陡陡峻峻，基基岩岩埋埋置置较较深深而而上上部部地地基基稳稳定定性性差差时时，可可采采用用刚刚架架式式外外墙墙，此此时时称称明明洞洞为为刚刚架架式式明明洞洞（有时也可采用长腿式明洞）（有时也可采用长腿式明洞）侧侧刚刚架架、内内侧侧重重力力式式墩墩台台结结构构、横横顶顶梁梁、底底横横撑撑及及钢钢筋筋混混凝凝土盖板组成。并做防水层及回填土石处理。土盖板组成。并做防水层及回填土石处理。第35页/共80页第三十六页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -明洞的

32、构造明洞的构造(guzo)-悬臂式棚洞悬臂式棚洞 适适用用于于稳稳固固而而陡陡峻峻的的山山坡坡，外外侧侧地地形形难难以以满满足足一一般般棚棚洞洞的的地地基基要要求求，落石不太严重的情况落石不太严重的情况 内内墙墙为为重重力力式式，上上端端接接筑筑悬悬臂臂式式横横梁梁，其其上上铺铺以以盖盖板板(i bn)，在在盖盖板板(i bn)的的内内端端设设平平衡衡重重来来维维持持结结构构受受外外荷载作用下的稳定性荷载作用下的稳定性 悬臂(xunb)式棚洞第36页/共80页第三十七页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造 -概述概述 洞门（隧道洞门（隧道(sudo)

33、门的简称，通常也泛指隧道门的简称，通常也泛指隧道(sudo)门及门及明洞门）是隧道明洞门）是隧道(sudo)洞口用圬工砌筑用以保护洞口、排放流洞口用圬工砌筑用以保护洞口、排放流水并加以建筑装饰的支挡结构物。水并加以建筑装饰的支挡结构物。对于铁路隧道对于铁路隧道(sudo)，隧道，隧道(sudo)的长度就是其进出口洞的长度就是其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶面标高线交点之间的距离；门墙外表面与线路内轨顶面标高线交点之间的距离；对于公路隧道对于公路隧道(sudo)，隧道，隧道(sudo)的长度就是其进出口洞的长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线同路线中线交点间的距离。门墙外表面与路面的交线同路

34、线中线交点间的距离。-洞门的作用洞门的作用 减少洞口土石方开挖减少洞口土石方开挖(ki w)量量 稳定边仰坡稳定边仰坡 引离地面流水引离地面流水 装饰洞口装饰洞口 第37页/共80页第三十八页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-洞门结构的构造洞门结构的构造-洞门结构的类型洞门结构的类型(lixng)-隧道门隧道门隧道门指修建在不设明洞的隧道洞口的隧道门指修建在不设明洞的隧道洞口的支挡结构物，包括环框式洞门、端墙式支挡结构物，包括环框式洞门、端墙式洞门、翼墙式洞门、柱式洞门、台阶式洞门、翼墙式洞门、柱式洞门、台阶式洞门、斜洞门和耳墙式洞门等洞门、斜洞门和耳墙式洞门等-明洞门明洞门明洞

35、门主要配合明洞结构类型明洞门主要配合明洞结构类型(lixng)设计，明洞有拱形明洞和棚洞之分，相设计，明洞有拱形明洞和棚洞之分，相应明洞门也分拱形明洞门和棚式明洞门应明洞门也分拱形明洞门和棚式明洞门两大类两大类 棚式明洞门第38页/共80页第三十九页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造-环框式洞门环框式洞门 环环框框式式洞洞门门，即即只只镶镶饰饰隧隧道道衬砌两端部分衬砌两端部分 适适用用于于隧隧道道洞洞口口仰仰坡坡极极为为稳稳固固，岩岩层层坚坚硬硬，节节理理不不发发育育，不不易易风风化化，地地形形陡陡峻峻而而又又无无排排水要求的地段水要求的地段(dd

36、un)-端墙式洞端墙式洞 适适用用于于自自然然山山坡坡陡陡峻峻，洞洞门门地地形形开开阔阔，岩岩层层较较为为坚坚硬硬完完整整，山山体体压压力力很很小小，开开挖挖坡坡度度1：0.3 1：0.5的的 洞洞 口口 地地 段段(ddun)起起御御土土墙墙的的作作用用，而而且且能能支支持持洞洞口口正正面面上上的的仰仰坡坡，并并将将从从仰仰坡坡溜溜下下来来的的地地面面水水，汇汇集集到到排水沟中去排水沟中去 第39页/共80页第四十页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-洞门结构的构造洞门结构的构造 -端墙的构造要求端墙的构造要求-端墙的高度约在端墙的高度约在11.0m上下上下(shngxi)-端端

37、墙墙厚厚度度应应按按挡挡土土墙墙的的方方法法计计算算，但但不不应应小小于于：浆浆砌砌片片石石0.5m；片石混凝土片石混凝土0.5m；混凝土、块石；混凝土、块石0.3m；钢筋混凝土；钢筋混凝土0.2m。-端墙宽度与路堑横断面相适应端墙宽度与路堑横断面相适应-柱式洞门柱式洞门 适适用用于于洞洞口口地地形形较较陡陡，地地质质条条件件较较差差，岩岩层层有有较较大大侧侧压压力力，仰仰坡坡有有下下滑滑的可能性的地段的可能性的地段 柱柱式式洞洞门门工工程程量量较较翼翼墙墙式式洞洞门门大大，造价造价(zoji)较高，施工也较为复杂较高，施工也较为复杂 第40页/共80页第四十一页，共81页。隧道构造隧道构造(

38、guzo)设计设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造(guzo)-翼墙式洞门翼墙式洞门 当当洞洞口口地地质质较较差差，山山体体纵纵向向推推力力较较大大时时，可可以以(ky)在在端端墙墙式式洞洞门门以以外外，增增加加单单侧侧或或双双侧侧的的翼翼墙墙（挡挡墙墙），成成为为翼翼墙墙式式洞门洞门 翼翼墙墙式式洞洞门门的的正正面面端端墙墙一一般般采采用用等等厚厚的的直直墙墙，微微向向后后方方倾倾斜斜，斜度为斜度为1：10 翼墙式洞门第41页/共80页第四十二页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造-耳墙式洞门耳墙式洞门 耳耳墙墙式式洞洞门门即即带带耳耳墙墙的的翼翼

39、墙墙式式洞洞门门,将将翼翼墙墙式式洞洞门门端端墙墙两两侧侧各各接接出出一一个耳墙至边坡内，呈带耳墙的结构，形成耳墙式洞门个耳墙至边坡内，呈带耳墙的结构，形成耳墙式洞门 对对于于排排泄泄仰仰、边边坡坡地地表表汇汇水水，阻阻挡挡洞洞顶顶风风化化剥剥落落体体，效效果果良良好好(lingho)，并可大大减少对坡面的冲刷，并可大大减少对坡面的冲刷 洞洞口口显显得得宽宽敞敞，结结构构式式样样比比较较美美观观，而而且且对对于于边边、仰仰坡坡坡坡度度不不一一致致的洞口，设计时亦便于处理的洞口，设计时亦便于处理 第42页/共80页第四十三页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -洞门结构的构造洞门结

40、构的构造-台阶式洞门台阶式洞门当当洞洞门门处处于于傍傍山山侧侧坡坡地地区区，地地面面横横坡坡较较陡陡，洞洞门门一一侧侧边边坡坡较较高高时时，为为了了减减小小仰仰坡坡高高度度及及外外露露坡坡长长，可可以以将将端端墙墙一一侧侧顶顶部部改改为为逐逐步步升升级级的的台台阶阶形形式式，以以适适应应(shyng)地地形形的的特特点点，减减少少仰仰坡坡土土石石开开挖挖量量。这这种种洞洞门门也也有有一一定定的的美化作用美化作用 第43页/共80页第四十四页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-洞门结构的构造洞门结构的构造-斜交式洞门斜交式洞门当当线线路路方方向向与与地地形形等等高高线线斜斜交交时时，

41、为为了了避避免免出出现现此此种种现现象象(xinxing)，通通常常应应将将隧隧道道洞洞门门做做成成近近于于平平行行地地形形等等高高线线方方向向设设置置，使使洞洞门门左左右右可可以以仍仍保保持持近近似似对对称称，修修建建成成斜斜交交隧隧道道门门，简简称称斜斜洞洞门门。这这样样将将使使衬衬砌砌洞洞口口段段和和洞洞门门相相对对于于线线路路呈呈斜斜交交形形式式。在松软地层中，不宜采用斜洞门。在松软地层中，不宜采用斜洞门 第44页/共80页第四十五页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造(guzo)-拱形明洞门拱形明洞门-拱拱形形明明洞洞门门可可分分为为路路堑

42、堑式式和和半半路路堑堑式式两两类类。路路堑堑式式明明洞洞门门有有端端墙墙式式（常常用用柱柱式式）和和翼翼墙墙式式两两种种，与与一一般般隧隧道道门门形形式式(xngsh)相类似相类似 柱式拱形(nxn)明洞门路堑式翼墙式拱形明洞门路堑式第45页/共80页第四十六页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造(guzo)-半路堑式明洞门多用于傍山线路，其山侧与原地层相接，为了适应傍山、横向(hnxin)地面坡陡的地形，一般也多以台阶形式加高端墙，并在山侧设置挡墙支挡边坡，降低开挖高度，台阶式拱形(nxn)明洞门（半路堑式）台阶式拱形明洞门（偏压式）第46页/共8

43、0页第四十七页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -洞门结构的构造洞门结构的构造(guzo)-遮光棚式洞门遮光棚式洞门对对于于公公路路(gngl)隧隧道道，当当洞洞外外需需要要设设置置遮遮光光棚棚时时，其其入入口口通通常常外外伸伸很很远远。遮遮光光构构造造物物有有开开放放式式和和封封闭闭式式之之分分，前前者者遮遮光光板板之之间间是是透透空空的的，后后者者则则用用透透光光材材料料将将前前者者透透空空部部分分封封闭闭。但但由由于于透透光光材材料料上上面面容容易易沾沾染染油油污污，养养护护困困难难，因因此此很很少少使使用后者。遮光构造物形状上有喇叭式与棚式之分。用后者。遮光构造物形状上

44、有喇叭式与棚式之分。因因为为洞洞口口的的地地形形是是各各种种各各样样的的，地地质质条条件件也也是是千千差差万万别别的的，所所以以，隧隧道道门门和和明明洞洞门门的的型型式式，只只能能在在上上述述基基本本型型式式上上，按按照具体情况适当地予以布置。照具体情况适当地予以布置。第47页/共80页第四十八页，共81页。隧道构造设计隧道构造设计(shj)-附属建筑物附属建筑物-通风建筑物通风建筑物 -纵向式通风纵向式通风 风流沿着隧道轴线方向流动的称为纵向式通风风流沿着隧道轴线方向流动的称为纵向式通风 -洞口风道式通风洞口风道式通风 把通风机设置在隧道洞口处，将通风道联通至洞内把通风机设置在隧道洞口处，将

45、通风道联通至洞内 当当列列车车(lich)车车尾尾一一出出洞洞口口，立立即即开开动动通通风风机机，把把已已被被活活塞塞风风挤挤到到出出洞洞口口一一段段内内的的污污浊浊空空气气排排出出洞洞外外的的露露天天中中去去，同同时时低低洞洞口口外外的的新鲜空气随着风流带进隧道中来，这样就完成了一次通风作业。新鲜空气随着风流带进隧道中来，这样就完成了一次通风作业。第48页/共80页第四十九页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -附属建筑物附属建筑物-喷咀式通风在隧道洞口处的衬砌上方建造一个汇集新鲜空气的空气室，室内(shni)尽端在衬砌周边上做成环形喷咀通向洞内-竖井、斜井式通风在隧道施工中，

46、为增加开挖工作面而设置竖井或斜井作为辅助坑道时，利用这些辅助坑道作为通风道，把通风机置于竖井或斜井处，借助于通风机和竖井的换气作用，可以把污浊空气吸出，或把新鲜空气引入喷咀式通风(tngfng)竖井、斜井式通风第49页/共80页第五十页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -附属建筑物附属建筑物-射流式通风射流式通风是在隧道内安设射流式通风机，用以升压，进行通风的方式(fngsh)全横向式通风在通风机的作用下，风流的方向与隧道轴线方向成正交横向式通风系统能将新鲜空气沿隧道全长范围内均匀吹入，而污浊气体无需沿隧道全长范围流过，就地直接被进风口吸出占用了隧道的净空面积，结构上也较费事。

47、适宜在公路隧道中使用。第50页/共80页第五十一页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -附属建筑物附属建筑物-半横向式通风半横向式通风 在在隧隧道道的的顶顶部部设设置置进进风风管管，并并在在进进风风管管的的下下部部，沿沿隧隧道道的的长长度度方方向向每每隔隔一一定定距距离离开开一一通通风风口口，气气流流则则沿沿通通风风口口流流向向隧隧道道内内，然然后后隧隧道道内内的的空空气气在在新新鲜鲜气气流流的的推推动动下下，沿沿隧隧道道的的纵纵向向排排出出洞洞外外 半半横横向向式式通通风风效效果果(xiogu)比比纵纵向向好好，但但没没有有全全横横向向式式通通风风能力强能力强 第51页/共80

48、页第五十二页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -附属建筑物附属建筑物-进行通风设计需要考虑的问题进行通风设计需要考虑的问题空气中有害物质的容许浓度；空气中有害物质的容许浓度；需风量的计算方法；需风量的计算方法；判断自然通风的能力；判断自然通风的能力；机械通风方式的讨论；机械通风方式的讨论；通风设备的选择以及经济性等。通风设备的选择以及经济性等。-避避 车车 洞洞 -大避车洞大避车洞 大大避避车车洞洞主主要要目目的的是是为为停停放放线线路路工工作作小小车车或或堆堆放放(du fn)一些必要的材料和工具。一些必要的材料和工具。大大避避车车洞洞的的净净空空尺尺寸寸为为：宽宽4m，凹凹

49、入入边边墙墙深深2.5m，中中心心高高2.8m 第52页/共80页第五十三页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -附属建筑物附属建筑物当隧道长度在300400m时，可在隧道中间布置一个大避车洞隧道长度在300m以下时，可不布置大避车洞；如果两端洞口接桥或路堑当桥上无避车台或路堑两边侧沟外无平台时，应与隧道一并考虑布置避车洞-小避车洞小避车洞主要目的是为人员待避。小避车洞的净空尺寸为：宽2m，凹入边墙(binqin)深1m，中心高2.2m无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙(binqin)上应在大避车洞之间间隔60m（双线隧道按30m）布置一个小避车洞第53页/共80页第五十

50、四页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -附属建筑物附属建筑物大避车洞小避车洞第54页/共80页第五十五页，共81页。隧道构造隧道构造(guzo)设计设计 -附属建筑物附属建筑物铁路隧道设计规范规定大小避车洞应在隧道全长范围内，在两侧边墙上交错(jiocu)设置。大小避车洞平面布置的方法如右图所示，其中（a）适用于碎石道床，（b）适用于整体道床。第55页/共80页第五十六页，共81页。隧道隧道(sudo)构造设计构造设计 -附属建筑物附属建筑物-避车洞的建筑要求避车洞的建筑要求 避避车车洞洞不不宜宜设设在在衬衬砌砌的的伸伸缩缩缝缝或或沉沉降降缝缝的的断断面面上上。也也不不宜设在衬