隧道结构构造89255
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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)。
第三章隧道结构构造洞身衬砌洞门隧道的通风隧道的照明隧道的防水与排水1洞身衬砌洞身支护结构是指施作在隧道洞身,对开挖坑道进行支护和保护的结构。
开挖坑道后,由于坑道所在范围内的岩体被挖掉,这部分被开挖的岩体对周围岩体的支撑作用被解除,周边岩体发生向洞内净空的收敛变形,此时除了稳定性特别好的围岩,一般都应做支护。
类型外部支护从外部支撑着坑道的围岩,如整体式混凝土衬砌、砌石衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土支护等内部支护对围岩进行加固以提高其稳定性,如锚杆支护,喷锚支护、压入浆液等混合支护将外部支护和内部支护结合使用的支护类型,如整体式衬砌衬砌结构形式,主要根据地质地形条件,考虑结构受力的合理性、施工方法等因素来确定1)整体式衬砌该方法不考虑围岩的承载作用,主要通过衬砌的结构刚度抵御地层的变形,承受围岩的压力。
整体式衬砌采用就地整体模筑混凝土,其方法是在隧道内树立模板、拱架,然后浇灌混凝土而成。
立模——浇注——养护——拆模优点✦对地质条件和施工条件的适应性较强✦易于按需要成型✦整体性好✦抗渗性好缺点✦需要养护时间✦受力较慢✦断层带和含粘土层岩中采用这种整体式混凝土衬砌成本高,受到时间的制约分为:直墙式(竖向围岩压力大、水平围岩压力很小的情况下;地质条件较好,一般适用于I-Ⅲ级围岩,有时也可用于Ⅳ级围岩。
衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙、下部铺底组成)曲墙式(由顶部拱圈、侧面曲边墙、底部仰拱组成。
适用于地质差、岩体松散破碎、强度不高,有地下水,侧向水平力大)2)装配式衬砌按照衬砌的几何形状,将衬砌分为若干个部分在洞外或工厂成批预制好,再运到洞内运用机械拼装。
适用于:盾构隧道、掘进机隧道优点✦一经装配成环,不需要养护时间,即可以承受围岩压力✦预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内机械化拼装,改善了劳动条件✦拼装时,不需要临时支撑如拱架、模板等,从而节省支撑材料和劳力✦拼装速度因机械化而提高,缩短了工期,降低造价缺点✦接缝多,整体性差✦抗渗性差✦构件尺寸要有高精度应满足的条件✦强度足够而且耐久;✦能立即承受荷载;✦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3)喷锚衬砌喷射混凝土是以压缩空气为动力,将掺有速凝剂的混凝土拌合料和水汇合成浆状,喷射到坑道的岩壁上凝结而成的。
隧道的基本构造隧道是连接两个地点的地下通道,其基本构造包括隧道固定构件、衬砌结构、排水构造、通风构造、电气照明、安全通道等。
下面我们将详细介绍隧道的基本构造。
一、隧道固定构件隧道固定构件是钢筋混凝土结构,用于承受土壤、岩石等所施加的压力和负荷,保证隧道的稳定性和安全性。
隧道固定构件分为顶板、侧墙和地基三部分。
顶板是隧道的顶部,最重要的地方,一般要进行混凝土支护和锚杆锚固处理。
侧墙是隧道的两侧,经常受到承压和湿度影响,需要进行水泥渗漏防护处理。
地基是隧道的地面,由于地质环境影响,地基稳定性较难保证,需要进行特殊处理。
二、衬砌结构隧道衬砌结构是隧道固定构件的表面材料,由砖、混凝土、钢板等材料构成。
衬砌的主要作用是保护隧道固定构件不受侵蚀和损坏,同时抵抗车流、行人衝撞等外力。
衬砌的厚度一般在8-12厘米之间,具有较高的抗压和耐磨性能。
对于条件较差的地质环境,衬砌的厚度要增加,或者采用高强度混凝土或特种钢板来提高抗压强度和耐腐蚀性能。
三、排水构造隧道中常常会受到地下水流压力的影响,形成水流,导致隧道内部积水、水气浸泡,对地下建设的稳定性以及人员和设备的安全都造成威胁。
为了保证隧道的健康环保,建设人员需要根据地质探测情况和当地气象条件,进行合理设计和建设排水构造,包括排水管、隧道自流水固定构造、隧道排水井等进行排水。
四、通风构造隧道中的排放气体产生时间较长,若不能及时排放,会产生很多不良影响。
因此隧道内部除了需要设计和建设排水构造外,还需要设计和建设通风构造,将车辆排放产生的尾气、油烟、粉尘等不良气体及时排放。
一般隧道通风采用自然通风和机械通风两种方式,一般采用强制通风,通过风机进行排风,通过进气孔进行循环,即可保证隧道内部通风畅通无阻。
五、电气照明隧道的建设需要进行全面的电气照明工作,目的是为了保证隧道内部光线充足,以保证隧道的通行安全。
照明要求应该遵照国家规定,同时安装门灯和路灯的区域,应该合理安排。
重庆交通大学教案第4章隧道结构构造公路隧道结构构造,由主体构造物和附属构造物两大类组成。
主体构造物通常指洞身衬砌和洞门构造物。
洞身衬砌的平、纵、横断面的形状由道路隧道的几何设计确定,衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定。
附属构造物是主体构造物以外的其它建筑物,是为了运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
4.1 洞身衬砌4.1.1 衬砌结构的类型出现各种适应不同的地质条件的结构类型,大致有下列几类。
1.直墙式衬砌。
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情况。
一殷适用于V,IV类围岩,有时也可用于III类围岩。
对于道路隧道,直墙式衬砌结构的拱部,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,其轴线形状比较平坦(r1> r2)时称为坦三心圆拱,形状较尖(r2< r1)时称为尖三心圆拱,若r1=r2=r 时即为割圆拱(见图4.1.1)。
图4.1.1直墙式衬砌图4.1.2 连拱边墙或柱式边墙如果围岩完整性比较好的V~VI类围岩中,边墙可以采用连拱或柱,称为连拱边墙或柱式边墙,见图4.1.2。
为了节省圬工,也可以采用大拱脚薄边墙衬砌,见图4.1.3。
如果具备喷混凝土条件时,边墙可以用喷混凝土代替。
该法是个有局限性的方法,最大的问题是大重庆交通大学教案拱脚支座施工困难,在非均质岩层中很难用钻爆法做出整齐稳定的支座。
所以在这种较好围岩中,不如优先考虑喷锚支护。
2.曲墙式衬砌。
通常在III 类以下围岩中,水平压力较大,为了抵抗较大的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结构,可以设置仰拱,见图4.1.4。
3.喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌。
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。
适当的时间喷混凝土,即为喷混凝土衬砌。