隧道主体建筑结构

隧道的结构简介隧道的结构构造公路隧道结构的定义和组成由主体结构和辅助结构组成。

主体结构是一座人工永久性建筑，用于维持储存岩体的稳定性和交通安全。

通常指隧道衬砌和隧道洞口结构。

隧道衬砌的水平、垂直和横截面形状由公路隧道的几何设计确定，衬砌截面的轴线形状和厚度由衬砌计算确定。

当山坡上有可能发生坍塌和落石时，通常需要延长洞身或修建开放式隧道。

洞门的结构型式由岩体稳定性、通风方式、采光条件、地形和环境条件等多种因素决定。

附属构筑物是指除主体构筑物外，为运营管理、养老院维护、给排水、供储电、通风、照明、通信、安全等目的而建造的建筑物。

洞身衬砌1、衬砌结构的类型山岭隧道的衬砌结构形式，主要是根据隧道所处的地质地形条件，考虑其结构受力的合理性、施工方法和施工技术水平等因素来确定的。

随着人们对隧道工程实践经验的积累，对围岩压力和衬砌结构所起作用的认识的发展，结构形式发生了很大变化，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）当岩层的垂直围岩压力是主要计算荷载，而水平围岩压力很小时，通常使用直墙衬砌。

对于公路隧道，直壁式衬砌结构的拱部，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）曲线墙衬砌通常位于Ⅲ类以下围岩中，水平压力较大。

为了抵抗巨大的水平压力，侧墙也被做成了曲线形状。

在基础条件较差的情况下，可以设置倒拱，防止衬砌沉降，抵抗底臌压力，形成环形封闭结构。

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的衬砌方法有本质上的区别，这里仅介绍其结构形式。

为了使喷混凝土结构的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。

然后在适当的时间喷混凝土，即为喷混凝土衬砌。

根据实际情况，需要安装锚杆的则先装设锚杆，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。

隧道的基本组成一、定义和基本概念隧道是一种人工构筑物，由地下挖掘而成，通常用于连接山脉、穿越河流或海底等交通要道。

隧道具有一定的长度和截面形状，其基本组成包括隧道口、洞身、衬砌和排水系统等。

二、隧道的基本组成部分隧道的基本组成包括以下几个部分：1. 隧道口隧道口是隧道的入口和出口部分，用于连接隧道与地面交通系统。

隧道口通常包括控制室、进出口道路、门禁系统和照明设施等。

隧道口的设计和建造需要考虑交通流量、设计速度、缓冲区域和防火设施等因素。

2. 洞身洞身是隧道的主体部分，通常由地下开挖而成。

洞身的形状和尺寸根据隧道的用途和地质条件而定。

洞身通常由顶部、侧壁和底部组成，其材料可以是岩石、土壤、混凝土或钢筋混凝土等。

3. 衬砌衬砌是安装在洞身内部的一层保护结构，用于增强隧道的稳定性和安全性。

衬砌的材料通常是混凝土或钢筋混凝土，可以分为初衬和二衬两部分。

初衬是在开挖隧道时直接施工的一层衬砌，而二衬是在隧道完工后进一步加固和修复的衬砌。

4. 排水系统隧道的排水系统是确保隧道内部干燥和安全的重要组成部分。

排水系统通常包括排水沟、排水管道和泵站等设施。

排水系统的设计和布置需要考虑地下水位、隧道洞身的倾斜度以及瞬时降雨量等因素。

隧道设备用于维护、监控和管理隧道运营。

隧道设备通常包括通风系统、照明系统、监控系统、火灾报警系统和交通指示系统等。

这些设备的设计和安装考虑了隧道内部的特殊环境和安全需求。

三、隧道建造过程隧道的建造过程通常包括以下几个阶段：1. 前期准备前期准备阶段包括勘察和设计，确定隧道的位置、长度和截面形状等。

同时需要进行地质勘察和环境影响评估，以了解地下地质条件和确定施工方案。

2. 开挖开挖是隧道建造的主要阶段，通常采用机械开挖、爆破开挖或掘进法。

在开挖过程中，需要采取适当的支护和加固措施，以确保隧道的稳定性和安全性。

3. 衬砌施工衬砌施工是隧道建造的关键环节，包括初衬和二衬的施工。

初衬通常采用喷射混凝土或预制隧道片进行施工，而二衬则需要根据实际需要进行加固和修复。

隧道的结构构造道路隧道结构构造由主体构造物和附属构造物两大类组成。

主体构造物是为了保持贮存岩体的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物，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。

在山体坡面有发生崩坍和落石可能时，往往需要接长洞身或修筑明洞。

洞门的构造型式由多方面的因素决定，如岩体的稳定性、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的其他建筑物，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、安全等而修建的构造物。

1、衬砌结构的类型山岭隧道的衬砌结构形式，主要是根据隧道所处的地质地形条件，考虑其结构受力的合理性、施工方法和施工技术水平等因素来确定的。

随着人们对隧道工程实践经验的积累，对围岩压力和衬砌结构所起作用的认识的发展，结构形式发生了很大变化，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、水平围岩压力很小的情况。

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。

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的衬砌方法有本质上的区别，这里仅介绍其结构形式。

为了使喷混凝土结构的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。

然后在适当的时间喷混凝土，即为喷混凝土衬砌。

根据实际情况，需要安装锚杆的则先装设锚杆，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。

第1章隧道工程勘测设计1.隧道选址与线路选线有什么关系？2.确定洞口位置的原则是什么？请解释其工程含义。

3.在按地质条件选择隧道位置时，所需要的地质资料有哪些？如何考虑地形条件对隧道位置的影响？第2章隧道主体建筑结构1.某新建铁路非电化曲线隧道，已知圆曲线半径R＝1200m，缓和曲线长l=50m,远期行车速度V=160km/h，隧道里程为：进口DK150+310；出口DK150+810；ZH点DK150+320；YH点DK151+000。

试求：各段加宽值与隧道中线偏移值。

要求按教材P32图2-7所示，表示清楚，并注明不同加宽的分段里程。

( 注：超高值以0.5cm取整，最大采用15cm；加宽值取为10cm的整数倍；偏移值取至小数点后2位）2. 为什么说台阶式洞门能降低边仰坡开挖高度？第3章隧道附属建筑1.什么是避车洞？避车洞的设置间距是多少？在布置避车洞时应该避开哪些地方？2.营运隧道的通风方式有哪些？什么是风流中性点？它与通风方式的关系怎样？3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段？它们各自的作用是什么？第4章隧道围岩分类与围岩压力1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些？围岩分级主要考虑什么因素？围岩分级的基本要素是哪几种？我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素？已知某隧道所处围岩节理发育，Rb＝26MPa，试问这是属于哪一级围岩？2. 某隧道内空净宽6.4m，净高8m，Ⅳ级围岩。

已知：围岩容重γ＝20KN/m3，围岩似摩擦角φ＝530，摩擦角θ＝300，试求埋深为3m、7m，15m处的围岩压力。

第5章隧道衬砌结构计算1.已知作用在衬砌基底面上的轴力N=870KN，弯矩M=43.5KN.m,墙底厚度h=0.6m，围岩抗力系数为150MPa/m。

试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。

2. 什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置？试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。

(注：抗力方向以挤压围岩为正)3.一对称等厚平拱，衬砌厚度为50 cm，已知内力如图示，墙底抗力系数Kd=350 MPa/m,请求出墙底中心水平位移、垂直位移以及墙底截面转角(注：图中1、2、3为截面编号)。

铁路隧道组成及其要点
铁路隧道的组成及其要点如下：
洞身：是隧道结构的主体部分，是列车通行的通道。

其净空应符合国家规定的铁路隧道建筑限界。

长度由两端洞门的位置来决定。

衬砌：承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。

它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。

洞门：位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流下的水。

它由端墙、翼墙及端墙背部的排水系统所组成。

附属建筑物：为工作人员、行人及运料小车避让列车而修建的避人洞和避车洞；为防止和排除隧道漏水或结冰而设置的排水沟和盲沟；为机车排出有害气体的通风设备；电气化铁道的接触网、电缆槽等。

隧道分类及主要构造
一、隧道分类
隧道可根据不同的分类标准进行分类，常见的分类方式如下：
1.根据隧道所在地的不同，可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道。

山岭隧道一般位于山区，用于连接山岭间的交通；水下隧道位于江河湖泊底部，使交通线路得以在江河湖泊下穿行；城市隧道通常位于城市地下，使交通线路在城市地下穿越。

2.根据隧道长度，可分为短隧道、中隧道、长隧道和特长隧道。

短隧道长度在200米以下，中隧道长度在200米至1000米之间，长隧道长度在1000米至3000米之间，特长隧道长度在3000米以上。

3.根据隧道的使用功能，可分为交通隧道、输水隧道、排水隧道等。

交通隧道主要用于交通通行，输水隧道用于输送水资源，排水隧道用于排放城市污水或雨水。

4.根据隧道的建筑材料，可分为砖拱隧道、石拱隧道、钢筋混凝土拱隧道等。

二、主要构造
隧道的构造主要包括以下几个方面：
1.洞身：隧道的主体部分，用于容纳交通线路或输水、排水管道等。

洞身的结构根据不同的使用功能和地质条件而有所不同。

2.洞门：隧道的进出口部分，一般采用钢筋混凝土结构或石材结构。

洞门的作用是防止山体滑坡、落石等自然灾害对隧道的破坏，同时也便于隧道的维护和管理。

3.衬砌：为了防止围岩变形或坍塌，在洞身周围设置的保护结构。

衬砌可以是钢筋混凝土结构或砖石结构，根据不同的地质条件和施工方法选择不同的衬砌形式。

4.排水系统：为了防止水患对隧道的影响，隧道内需要设置完善的排水系统。

排水系统包括排水沟、集水坑、水泵等设施，根据具体情况设计排水方案。