2隧道结构型式及支护参数
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隧道结构构造山岭隧道结构由主体建筑物和附属建筑物两部分组成。
隧道的主体建筑物是为了保持隧道的稳定,保证车辆的安全运行而修建的,由洞身、衬砌和洞门组成。
在洞口容易坍塌或有落石的危险时,还需要加筑明洞隧道的附属建筑物是为了养护、维修工作的需要以及满足排水、供电、通信和通风等方面的要求而修建的。
隧道的附属建筑包括:临时停车带、防排水设施、大小避车洞(普铁)、综合洞室、电缆槽、长大隧道的通风设施等。
隧道附属建筑物,应根据具体情况设置。
3.1 洞门类型及构造3.1.1 隧道洞门作用隧道两端都要修建洞门。
洞门的作用是保持洞口仰坡和路堑边坡的稳定,汇集和排除地面水流,保护洞门附近岩土体的稳定,确保行车安全。
洞门的作用有以下几方面:(1)稳定边坡、仰坡。
洞口开挖施工后,附近边坡、仰坡裸露的岩体不断风化,容易滚落甚至滑塌,导致堵塞路面和洞口,砸坏线路轨道,威胁行车安全。
修建洞门就可以避免或减小这些危害。
(2)引排地表水。
雨季洞口地表水如不引排,可能会淹溺线路,引起边、仰坡滑塌,危及行车安全,修建洞门及截排水沟,可以使隧道洞口免遭降雨影响。
(3)装饰作用。
修建美观的洞门对隧道洞口可以起到装饰作用,城市、景区的隧道尤其需要结合所处环境美化洞门。
3.1.2 隧道洞门形式隧道洞门形式的选择应在保障安全的同时考虑洞门美化和环境美化。
不同地址的隧道洞门构造形式各有特点。
山岭隧道洞门形式主要有:环框式洞门、翼墙式洞门、柱式洞门及台阶式洞门等。
水底隧道的洞门通常与附属建筑物(如通风、供电、发电间、管理所、监控室等)结合在一起修建。
城市道路隧道因其交通量比较大,对洞门建筑的安全要求和艺术要求都比较高。
1.环框式洞门当隧道洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育且不易风化(Ⅰ~Ⅱ级围岩),路堑开挖后仰坡极为稳定,又无较大的排水量要求时,可采用环框式洞门(图3-1),以起到加固洞口、防止落石的作用。
环框与洞口衬砌可用混凝土整体灌筑。
图3-1 环框式洞门2.端墙式洞门当地形开阔,岩土体基本稳定(Ⅱ~Ⅲ级围岩),边坡仰坡不高时,隧道轴线与坡面基本正交,常采用端墙式洞门(图3-2)。
隧道工程支护方案范本一、工程概况隧道是一种用于贯穿山脉、穿越江河、跨越城市和交通要道的重要工程,具有“穿山越岭、通江贯海”的重要作用。
隧道工程的支护方案是保障隧道工程施工和运营安全的重要环节,它关系着工程的质量和安全。
二、隧道工程支护方案的重要性1.保障工程安全:隧道作为地下交通通道,需要准确精密的设计和施工,隧道工程的支护方案对工程的安全至关重要。
合理的支护方案能够保障工程的施工和运营安全,同时延长工程的使用寿命。
2.减少成本:采用科学合理的隧道工程支护方案,能够减少资源和人力成本,提高工程的投资回报率。
3.减少环境影响:隧道工程支护方案应该合理考虑环境保护问题,减少对周围环境的影响。
三、隧道工程支护方案的编制1.隧道工程支护方案编制的依据支护方案的编制需要基于隧道工程的设计图纸、勘察报告、地质勘察报告和相关技术规范。
2.隧道工程支护方案的设计原则(1)安全性原则:隧道工程支护方案必须保证工程的安全运行和使用。
(2)经济性原则:隧道工程支护方案必须在保障安全的前提下尽可能减少工程成本。
(3)可行性原则:隧道工程支护方案必须符合施工技术、材料和装备的现实条件。
(4)环保原则:隧道工程支护方案必须尽量减少对环境的影响,符合环保要求。
3.隧道工程支护方案的内容(1)地质勘察报告分析:根据地质勘察报告分析地质条件和地下水情况,确定隧道支护方案。
(2)支护结构方案设计:根据地下情况以及车流量、地质条件、设计要求等确定支护结构的类型、技术指标、施工方法。
(3)施工组织方案设计:确定各项支护工程的施工顺序、施工方法、材料使用等。
(4)隧道工程支护方案的技术参数和标准:根据相关技术标准和规范确定支护方案的技术参数和施工质量标准。
四、隧道工程支护方案的实施1.隧道工程支护方案的监督隧道工程支护方案在实施过程中需要专业监理人员进行监督,确保支护方案的质量和安全。
2.隧道工程支护方案的施工隧道工程支护方案实施时需严格按照方案的设计要求进行施工,确保支护工程质量和安全。
第一章 工程概况1.1工程概况1.1.1 起讫里程1、大崛坑1#隧道左洞ZK45+105~ZK46+060,全长955m ;右洞YK45+150~YK46+202,全长1052m 。
其中1#隧道左、右线明洞衬砌37m ,暗洞衬砌1950m 。
2、大崛坑2#隧道左洞ZK46+436~ZK46+881,全长445m ;右洞YK46+550~YK46+842,全长292m 。
其中2#隧道左、右线明洞衬砌30m ,暗洞衬砌697m 。
1.1.2设计原则对于隧道洞口段加强段及洞身Ⅴ级、Ⅳ级围岩地段,由于岩体风化严重,节理发育、自稳时间较短,洞室开挖跨度较大,二次衬砌承担部分上部土压力,二次衬砌要求紧跟掌子面。
1.2结构简介 1.2.1净空及内轮廓本隧道为上下行分离的双向六车道高速公路隧道,建筑限界净宽14m ,净高5m ;建筑内轮廓宽14.55m ,全高9.6m 。
隧 道 结 构 图 (图1.2-1)双层钢筋网工字钢拱架C20喷射混凝土预留变形量350g/m2无纺土工布1.2mmPVC防水板C25钢筋混凝土初期支护防水层二次衬砌护水泥混凝土面层C20混凝土基层混凝土仰拱回填C25钢筋混凝土仰拱C20喷射混凝土工字钢拱架1%1%2%14.559607651.2.2洞身二次衬砌(见表1.2.2-1)大崛坑隧道二次衬砌支护参数表表1.2-1序号衬砌类型围岩级别二次衬砌砼强度等级衬砌参数1 S5aⅤ级浅埋、偏压C25钢筋砼拱、墙60cm仰拱60cm2 S5b Ⅴ级C25钢筋砼拱、墙60cm 仰拱60cm3 S4aⅣ级浅埋、偏压C25钢筋砼拱、墙50cm仰拱50cm4 S4b Ⅳ级C25钢筋砼拱、墙50cm 仰拱50cm5 S3 Ⅲ级C25模筑砼拱、墙45cm6 Sma 明洞C25钢筋砼拱、墙70cm 仰拱70cm第二章衬砌施工运作方案2.1仰拱及仰拱填充施工仰拱及仰拱填充的施工必须超前,起到封闭基底、稳固拱脚、早闭合的作用,同时能保证洞内道路的畅通,对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。
锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护设计摘要:锦屏二级水电站引水隧洞地处高山峡谷地区,埋深大、洞线长,高地应力、高外水压力问题突出。
按照围岩是地下工程中主要的承载结构这一设计思想,应用弹塑性有限元法分析了锦屏二级水电站引水隧洞开挖及支护过程中围岩的变形规律与特征、围岩应力分布及其变化规律、塑性区范围,比较研究了不同渗控方案对隧洞围岩和衬砌的工作状态的影响,得出了一些对高地下水位条件深埋引水隧洞的支护设计有普遍意义的结论。
关键词:水利工程引水隧洞围岩稳定支护设计中图分类号,TV732 文献标识码:A 文章编号1 1000-6915(2005)20-3777-061 引言随着国民经济建设快速发展以及国家西部大开发战略的实施,在交通工程、跨流域调水工程、水电工程中,隧道方案被大量采用并逐渐朝深埋、超长、特大方向发展,这些隧道穿山越岭,穿越不同的地质单元,除具有一般浅埋隧洞的地质问题外,还将遭遇一系列的特殊的地质问题:如高地应力和岩爆、高外水压力和涌水、高地温、有害气体等。
分析这些问题的发生原因、影响因素以及形成规律,并进一步作出科学的评价和预测,进而找寻合适的防治措施成为亟待解决的关键问题。
锦屏二级水电站引水隧洞贯穿锦屏山,具有埋深大、洞线长;洞径大的特点,是锦屏二级水电站枢纽最重要的组成部分。
根据前期的试验探洞资料分析,在引水隧洞施工过程中,可能遇到的工程地质问题有:涌突水、强~剧烈岩爆和其他地质灾害等,其中,高地应力和高地下水是影响引水隧洞围岩稳定性及衬砌结构安全性的主要因素,如何保证围岩稳定及支护结构在“双高”作用下的安全性是锦屏二级水电站引水隧洞能否成立所必须回答的问题,也是隧洞设计参数确定的基本前提。
2 深埋长Il洞结构设计面临的问题锦屏二级水电站工程的关键技术是4条长达16.6km、开挖洞径13m、最大埋深2525m左右深埋长隧洞的设计和施工,在施工开挖过程中将不可避免遇到各种复杂的地质情况,其中主要有地下水问题和高地应力问题。
一、衬砌1衬砌形式整体式模筑混凝土衬砌—就地灌筑混凝土衬砌装配式衬砌—将衬砌分成若干块构件,这些构件在现场或工厂预制,然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌。
喷锚支护—喷射混凝土和加设锚杆、金属网和钢架共同支护复合式衬砌—外衬和内衬两层,所以也叫它为“双层衬砌”2衬砌的适用条件整体式模筑混凝土衬砌—对地质条件的适用性较强,易于按需要成型,整体性好,抗渗性强,并适用于多种施工条件,如可用木模板、钢模板或衬砌模板台车等装配式衬砌—拼装成环后立即受力,便于机械化施工,改善劳动条件,节省劳力。
目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
喷锚支护—喷锚支护是目前常用的一种围岩支护手段,适用于各种围岩地质条件,但是若作为永久衬砌,一般考虑在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、完整、稳定的地段中采用。
复合式衬砌—是一种较为合理的结构形式,适用于多种围岩地质条件,有其广阔的发展前途。
3衬砌的一般结构要求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低于C15洞门用混凝土整体灌筑,其强度不应低于C20强度等级对于衬砌段不应低于C20,对于洞门不应低于C15片石混凝土在岩层较好地段的边墙衬砌,可采用片石混凝土(片石的掺量不应超过总体积的20%)。
当起拱线以上1m以外部位有超挖时,其超挖部分也可用片石混凝土进行回填。
选用的石料要坚硬,其强度等级不应低于MU40,有裂隙和易风化的石料不应采用。
石料和混凝土预制块石料或混凝土预制块用强度等级不低于M10的水泥砂浆砌筑衬砌。
石料的强度等级不应低于MU60,并且有裂隙和易风化的石料不应采用。
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的强度等级采用C20,所用的水泥应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥喷射钢纤维混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成,等效直径为0.3~0.5㎜的方形或圆形断面,长度宜为20~25㎜锚杆锚杆的杆体宜用20 MnSi钢筋,也可采用Q235钢筋;缝管式锚杆宜采用16 MnSi钢管,亦可采用Q235钢管;锚杆直径宜为18~22㎜,垫板可采用Q235钢板。
隧道构造构造道路隧道构造构造由主体构造物与附属构造物两大类组成。
主体构造物是为了保持贮存岩体稳定与行车平安而修建人工永久建筑物,通常指洞身衬砌与洞门构造物。
洞身衬砌平纵、横断面形状由道路隧道几何设计确定,衬砌断面轴线形状与厚度由衬砌计算决定。
在山体坡面有发生崩坍与落石可能时,往往需要接长洞身或修筑明洞。
洞门构造型式由多方面因素决定,如岩体稳定性、通风方式、照明状况、地形地貌以及环境条件等。
附属构造物是主体构造物以外其他建筑物,是为了运营管理、维修养所、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、平安等而修建构造物。
1、衬砌构造类型山岭隧道衬砌构造形式,主要是根据隧道所处地质地形条件,考虑其构造受力合理性、施工方法与施工技术水平等因素来确定。
随着人们对隧道工程实践经历积累,对围岩压力与衬砌构造所起作用认识开展,构造形式发生了很大变化,出现各种适应不同地质条件构造类型,大致有以下几类。
1)直墙式衬砌直墙式衬砌形式通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小情况。
对于道路隧道,直墙式衬砌构造拱部,可以采用割圆拱、坦三心圆拱或尖三心圆拱。
三心圆拱指拱轴线由三段圆弧组成,其轴线形状比拟平坦时称为坦三心圆拱,形状较尖时称为尖三心圆拱,平时即为割圆拱。
2)曲墙式衬砌通常在III类以下围岩中,水平压力较大,为了抵抗较大水平压力把边墙也做成曲线形状。
当地基条件较差时,为防止衬砌沉陷,抵御底鼓压力,使衬砌形成环状封闭构造,可以设置仰拱。
3)喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌这些衬砌与上述传统衬砌方法有本质上区别,这里仅介绍其构造形式。
为了使喷混凝土构造受力状态趋于合理化,要求用光面爆破开挖,使洞室周边平顺光滑,成型准确,减少超欠挖。
然后在适当时间喷混凝土,即为喷混凝土衬砌。
根据实际情况,需要安装锚杆那么先装设锚杆,再喷混凝土,即为喷锚衬砌。
如果以喷混凝土、锚杆或钢拱支架一种或几种组合作为初次支护对围岩进展加固,维护围岩稳定防止有害松动。
盾构选型及参数计算⽅法盾构选型及参数计算⽅法1.1、序⾔盾构是⼀种专门⽤于隧道⼯程的⼤型⾼科技综合施⼯设备,它具有⼀个可以移动的钢结构外壳(盾壳),盾构内装有开挖、排⼟、拼装和推进等机械装置,进⾏⼟层开挖、碴⼟排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作,使隧道结构施⼯⼀次完成。
它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点,从松散软⼟、淤泥到硬岩都可应⽤,在相同条件下,其掘进速度为常规钻爆法的4~10倍。
较长地下⼯程的⼯期对经济效益和⽣态环境等⽅⾯有着重⼤影响,⽽且隧道⼯程掘进⼯作⾯⼜常常受到很多限制,⾯对进度、安全、环保、效益等这些问题,使⽤盾构机⽆疑是最好的选择。
些外,对修建穿越江、湖、海底和沼泽地域隧道,采⽤盾构法施⼯,也具有⼗分明显的技术和经济优势。
采⽤盾构法施⼯,盾构的选型及配置是隧道施⼯中关键环节之⼀,盾构选型应根据⼯程地质⽔⽂情况、⼯期、经济性、环境保护、安全等综合考虑。
盾构的选型及配置是⼀种综合性技术,涉及地质、⼯程、机械、电⽓及控制等⽅⾯。
1.2盾构机选型主要原则1.2.1盾构的选型依据盾构选型主要应考虑以下⼏个因素:1)⼯程地质、⽔⽂条件及施⼯场地⼤⼩。
2)业主招标⽂件中的要求。
3)管⽚设计尺⼨与分块⾓度。
4)盾构的先进性、适应性与经济性。
5)盾构机⼚家的信誉与业绩。
6)盾构机能否按期到达现场。
1.2.2 盾构的型式1)敞开式型盾构敞开式型盾构是指盾构内施⼯⼈员可以直接和开挖⾯⼟层接触,对开挖⾯⼯况进⾏观察,直接排除开挖⾯发⽣的故障。
这种盾构适⽤于能⾃⽴和较稳定的⼟层施⼯,对不稳定的⼟层⼀般要辅以⽓压或降⽔,使⼟层保持稳定,以防⽌开挖⾯坍塌。
有⼈⼯开挖盾构、半机械开挖盾构、机械开挖盾构。
2)部分敞开式型盾构部分敞开式型盾构是在盾构切⼝环在正⾯安装挤压胸板或⽹格切削装置,⽀护开挖⾯⼟层,即形成挤压盾构或⽹格盾构,施⼯⼈员可以直接观察开挖⾯⼟层⼯况,开挖⼟体通过⽹格孔或挤压胸板闸门进⼊盾构。