隧道衬砌结构隧道工程PPT课件
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隧道工程(5) 衬砌结构设计
初期支护设计
间接类比法一般是根据现行锚喷支护技术规范,按 其围岩级别表及锚喷支护设计参数确定拟建工程的锚喷 支护类型与参数。
初期支护设计
(二)锚喷支护的类型及参数表 锚喷支护参数应当是广义的、既包括支护类型、支
护参数,又应包括开挖方法,仰拱施作时间和最终支护 时间等。
不过我国目前的锚喷支护规范还没有达到这一水 平,只是规定了最终支护的施作时间。而在锚喷支护参 数表中只给出了锚喷支护类型与参数。
③ 摩擦型锚杆有:缝管锚杆、楔管锚杆、水胀 锚杆等。
④ 预应力锚杆。
锚杆类型 ① 全长粘结型
全长粘结型
② 端头锚固型
端头锚固型
③ 摩擦型 ④ 预应力型
涨壳式锚杆
南非贝尔公司 涨壳锚杆
法国生产的 涨壳锚杆
机械固定与胶结料固定相结合的锚杆
涨壳式中空灌浆锚杆
美国威廉姆斯(williams)生产的涨壳式锚杆结构
防水层 — 内外层衬砌之间的防水层可以用软聚氯乙 烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材,或用 喷涂乳化沥青等防水剂
复合式衬砌最适宜在Ⅱ~Ⅵ级围岩中使用,是我国 公路、铁路部门推荐采用的衬砌结构形式 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; •- 在严重冻害的地区中时。
5 衬砌结构设计(新奥法)
5.1 建筑材料 5.2 结构参数经验法选取 5.3 结构参数理论计算校核
5.1常用建筑材料
❖ 混凝土C50,C40,C30,C25,C20,C15、C10 ❖ 石材MU100, MU80, MU6O, MU50, MU40 ❖ 水泥砂浆M25,M20,M15,M10,M7.5,M5 ❖ 喷射混凝土C30,C25,C20 ❖ 混凝土砌块MU30 , MU20 ❖ 钢筋HPB235 , HRB335 , HRB400 ❖ 锚杆的杆体直径宜为20一32mm,杆体材料宜
隧道衬砌结构计算图文PPT教案
q d0
2021/8/4
20
另一部分近似按对称分布的三角
Δq
形荷载计算,即
q
q
dn
cosfn
d0
或者再简化为:
q dn d0
d0
φn
图6-4 拱圈自重化为均布荷载和三角形荷载
式中 q——三角形荷载边缘处最大荷载强度(kN/m2);
f n ——拱脚截面与竖直线间夹角。
当拱圈为半圆拱时,该种计算方法并不适用,因为当f n=90°时, cos fn =0,则q趋于无穷大。
取较低值; 4)洞口、浅埋、傍山隧道地段取较低值 3.表列数值适用于洞径15m以下的隧道。不适用于黄土、
冻土及其他特殊土(膨胀土)隧道
在Ⅰ~Ⅴ级围岩中,复合式衬砌的初期支护应主要按工程类比法设 计。其中Ⅳ、Ⅴ级围岩的支护参数应通过计算确定。复合式衬砌中的二
次衬砌,Ⅰ~Ⅲ级围岩中为安全储备,并按构造要求设计;Ⅳ、Ⅴ级围 岩中为承载结构,可采用地层结构法来计算内力和变形。
隧道衬砌结构计算图文
会计学
1
第06章 隧道衬砌结构计算
6.1 概述
2021/8/4
2
6.1 概述
隧道结构工程特性、设计原则和方法与地面结构完全不同,隧道结 构是由周边围岩和支护结构两者组成共同的并相互作用的结构体系。各 种围岩都是具有不同程度自稳能力的介质,周边围岩在很大程度上是隧 道结构承载的主体,其承载能力必须加以充分利用。隧道衬砌的设计计 算必须结合围岩自承能力进行,对隧道衬砌的要求除必须保证有足够的 净空外,还要求有足够的强度,以保证在使用年限内结构物有可靠的安 全度。
200~500 100~200
<100
1.表中数值系根据部分水利工程现场试验资料和部份铁路 工程承载力试验资料的结果,经分析、归纳统计得出
隧道工程图文讲解ppt课件
.
第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
.
隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、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
① 当初支产生形变及形变压力时,隔离层允许其有少量的变形, 可降低形变压力;
② 当初支支护力不够时,可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上,依靠二衬制止其继续变形,且不使初衬出现裂缝时,二衬 也出现裂缝。
.
③ 具有防水效果,且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量:在确定开挖尺寸时,应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后,二次衬砌的必要厚度
.
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够,减少下沉:防止底鼓的隆起变形,调 整衬砌应力的作用;
② 封闭围岩,制止围岩过大的松弛变形,将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围,提高结构的整体承载力;
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力,防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层,即隔离层。
.
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直,美观性差,影响司机在行车 中视觉感观,应根据需要考虑内装。 ※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 ① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌; ② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段,如洞口地段,要求衬砌 内轮廓很整齐、平整; ③ 有很高的防水要求的隧道; ④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差) ⑤ 围岩及覆盖太薄,且其上已有建筑物,不能沉落或拆除者 ⑥ 地下水有侵蚀性,可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
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隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、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
① 当初支产生形变及形变压力时,隔离层允许其有少量的变形, 可降低形变压力;
② 当初支支护力不够时,可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上,依靠二衬制止其继续变形,且不使初衬出现裂缝时,二衬 也出现裂缝。
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③ 具有防水效果,且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量:在确定开挖尺寸时,应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后,二次衬砌的必要厚度
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※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够,减少下沉:防止底鼓的隆起变形,调 整衬砌应力的作用;
② 封闭围岩,制止围岩过大的松弛变形,将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围,提高结构的整体承载力;
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力,防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层,即隔离层。
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※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直,美观性差,影响司机在行车 中视觉感观,应根据需要考虑内装。 ※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 ① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌; ② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段,如洞口地段,要求衬砌 内轮廓很整齐、平整; ③ 有很高的防水要求的隧道; ④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差) ⑤ 围岩及覆盖太薄,且其上已有建筑物,不能沉落或拆除者 ⑥ 地下水有侵蚀性,可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
隧道衬砌结构
5.喷射混凝土
喷射混凝土是将混凝土干拌和料、速凝剂和水,用混凝土 喷射机高速喷射到洁净的岩石表面上凝结而成。 其密实性较高,能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面, 早期强度高,能很快起到封闭岩面和支护作用,另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能,是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中,喷射混凝土材料可用作中内层衬砌, 但其强度等级不低于C20,使用的水泥标号不低于32.5号, 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂,细度模数宜大于15,砂的含水率宜控制在5%— 7%;粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石,粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
主体建筑物附属建筑物为了保持隧道的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物隧道结构构造主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种辅助设施洞身结构洞门明洞第一节洞身衬砌第三节隧道洞门第二节明洞第四节隧道附属建筑物第一节洞身衬砌二整体式模筑混凝土衬砌单层衬砌一隧道衬砌的概述三装配式衬砌四锚喷式衬砌五复合式衬砌六其它衬砌结构的类型七隧道衬砌的其它构造要求一衬砌概念三衬砌类型二衬砌材料第一节洞身衬砌一衬砌概念广义地说可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌
3.钢筋混凝土
主要用在洞门、明洞衬砌等明挖地段,或者当隧道通过地震 区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地段。
4.石料和混凝土预制块
优点 可就地取材、降低造价、可保证衬砌厚度并能较早地承受 荷载,可以节省水泥和模板,耐久性和耐侵蚀性能较好。
缺点
整体性差,砌缝多容易漏水,防水性能较差,施工主要靠 手工操作,难于机械化施工,费工、费时,施工进度较慢, 而且砌筑技术要求高。 洞门挡墙、挡土墙、明线路缘石等仍可使用。 块石强度等级不应低于MU60,砌块强度等级不应低于 MU20,有裂缝和易风化的石材不应采用。
隧道衬砌结构
①多用于地质条件极好、岩层坚硬完整也没有地下水侵入的情况 ②对于一些侧压力很大的较软的岩层或土层,为了避免直 墙承受较大的压应力,也可采用落地拱形式。
③注意在拱脚做平台以支撑拱圈,两侧岩壁喷浆敷面阻止风 化和少量地下水的渗透。
(2)大拱脚 产生于先拱后墙法施工,为了节省圬工,采用大拱脚薄边墙衬砌
最大的问题是大拱脚支座施工困 难,在非均质岩层中很难用钻爆 法做出整齐稳定的支座。
(三)公路隧道整体式衬砌设计基本要求
公路隧道一般跨度较大,内轮廓接近限界的高宽比较铁路 双线隧道为小,拱部一般较铁路隧道平坦,墙高稍低。为 减少拱肩及墙部的拉应力,提高围岩及结构的稳定性,衬 砌结构形式宜采用曲墙式衬砌。
(1)整体式衬砌截面可设计为等截面或变截面。整体式衬砌截面可设计 为直墙式或曲墙式,对设仰拱的地段,为减少围岩和衬砌的应力集中 避免急剧弯曲和棱角,仰拱与边墙宜采用小半径曲线连接、仰拱厚度 宜与边墙厚度相同。 (2) 明洞衬砌与洞内衬砌交界处或不设明洞的洞口段衬砌,在距洞口512m的位置应设沉降缝;在洞内,软岩地层明显分界处宜设沉降缝;在 连续V,Vl级围岩中每30-80m应设沉降缝一道。
洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
第四节
隧道附属建筑物
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
二、整体式模筑混凝土衬砌(单层衬砌) 三、装配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌 六、其它衬砌结构的类型 七、隧道衬砌的其它构造要求
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
(一)衬砌概念 (二)衬砌材料 (三)衬砌类型
7.装配式材料
盾构法施工,其衬砌材料往往采用装配式材料,如钢筋 混凝土大型预制块,有加筋肋的铸铁预制块。 在修筑棚式明洞(简称棚洞)时,又可用预制板或梁,装 配板式棚洞或梁式棚洞。 用新奥法施工时,为了防水、防落石和美观要求,还 可以加设离壁式结构,常用的材料有波纹钢拱式大型 装配预制件,有时可以用玻璃钢代替钢材等。 为了提高洞内照明、防水、通风、美观、视线诱导或减少 噪音等原因,可在衬砌内表面粘贴各种各样的装修材料。
③注意在拱脚做平台以支撑拱圈,两侧岩壁喷浆敷面阻止风 化和少量地下水的渗透。
(2)大拱脚 产生于先拱后墙法施工,为了节省圬工,采用大拱脚薄边墙衬砌
最大的问题是大拱脚支座施工困 难,在非均质岩层中很难用钻爆 法做出整齐稳定的支座。
(三)公路隧道整体式衬砌设计基本要求
公路隧道一般跨度较大,内轮廓接近限界的高宽比较铁路 双线隧道为小,拱部一般较铁路隧道平坦,墙高稍低。为 减少拱肩及墙部的拉应力,提高围岩及结构的稳定性,衬 砌结构形式宜采用曲墙式衬砌。
(1)整体式衬砌截面可设计为等截面或变截面。整体式衬砌截面可设计 为直墙式或曲墙式,对设仰拱的地段,为减少围岩和衬砌的应力集中 避免急剧弯曲和棱角,仰拱与边墙宜采用小半径曲线连接、仰拱厚度 宜与边墙厚度相同。 (2) 明洞衬砌与洞内衬砌交界处或不设明洞的洞口段衬砌,在距洞口512m的位置应设沉降缝;在洞内,软岩地层明显分界处宜设沉降缝;在 连续V,Vl级围岩中每30-80m应设沉降缝一道。
洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
第四节
隧道附属建筑物
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
二、整体式模筑混凝土衬砌(单层衬砌) 三、装配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌 六、其它衬砌结构的类型 七、隧道衬砌的其它构造要求
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
(一)衬砌概念 (二)衬砌材料 (三)衬砌类型
7.装配式材料
盾构法施工,其衬砌材料往往采用装配式材料,如钢筋 混凝土大型预制块,有加筋肋的铸铁预制块。 在修筑棚式明洞(简称棚洞)时,又可用预制板或梁,装 配板式棚洞或梁式棚洞。 用新奥法施工时,为了防水、防落石和美观要求,还 可以加设离壁式结构,常用的材料有波纹钢拱式大型 装配预制件,有时可以用玻璃钢代替钢材等。 为了提高洞内照明、防水、通风、美观、视线诱导或减少 噪音等原因,可在衬砌内表面粘贴各种各样的装修材料。
隧道洞身结构图
道路工程识图与绘图
1.1 隧道衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
表达衬砌结构的图 称为隧道衬砌断面图。 衬砌包括两边的边墙、 顶上的拱圈。边墙是直 线型的称为直墙式衬砌, 如图12-15所示。
图12-15 直墙式衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
边墙是曲线型的称为曲 墙式衬砌,如图12-16所示。 无论直墙式衬砌还是曲墙式 衬砌,其拱圈一般都由三段 圆弧构成,故称三心拱。拱 与边墙的分界线称为起拱线, 底下部分称为铺底,它有一 定的横向坡底,以利排水。 衬砌下部两侧分别设有洞内 水沟和电缆槽。
图12-18 避车洞布置图
1.2 避车洞图
图12-19所示为大避 车洞示意图,图12-20所 示为大避车洞详图,洞内 底面两边做成斜坡以供排 水用。由图可知,大避车 洞宽为412-19 大避车洞示意图
1.2 避车洞图
图12-20 大避车洞详图
道路工程识图与绘图
图12-17 避车洞立体示意图
1.2 避车洞图
通常小避车洞常每隔 30 m设置一个,大避车洞则每隔150 m设置一 个,为了表示大、小避车洞的相互位置,采用位置布置图来表示,如图 12-18所示。由于这种布置图图形比较简单,为了节省图幅,纵横方向可 采用不同比例。纵方向常采用1∶2 000,横方向常采用1∶200等比例。
图12-16 曲墙式衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
衬砌断面图表达的内容为边墙 的形状、尺寸,拱圈各段圆拱的中 心及半径大小、 厚度,洞内排水沟 及电缆够的位置及尺寸,混凝土垫 层的厚度及坡度。
1.2 避车洞图
避车洞有大、小两 种,是供行人和隧道维修 人员及维修小车避让来往 车辆而设置的,它们沿路 线方向交错设置在隧道两 侧的边墙上,如图12-17 所示。
1.1 隧道衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
表达衬砌结构的图 称为隧道衬砌断面图。 衬砌包括两边的边墙、 顶上的拱圈。边墙是直 线型的称为直墙式衬砌, 如图12-15所示。
图12-15 直墙式衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
边墙是曲线型的称为曲 墙式衬砌,如图12-16所示。 无论直墙式衬砌还是曲墙式 衬砌,其拱圈一般都由三段 圆弧构成,故称三心拱。拱 与边墙的分界线称为起拱线, 底下部分称为铺底,它有一 定的横向坡底,以利排水。 衬砌下部两侧分别设有洞内 水沟和电缆槽。
图12-18 避车洞布置图
1.2 避车洞图
图12-19所示为大避 车洞示意图,图12-20所 示为大避车洞详图,洞内 底面两边做成斜坡以供排 水用。由图可知,大避车 洞宽为412-19 大避车洞示意图
1.2 避车洞图
图12-20 大避车洞详图
道路工程识图与绘图
图12-17 避车洞立体示意图
1.2 避车洞图
通常小避车洞常每隔 30 m设置一个,大避车洞则每隔150 m设置一 个,为了表示大、小避车洞的相互位置,采用位置布置图来表示,如图 12-18所示。由于这种布置图图形比较简单,为了节省图幅,纵横方向可 采用不同比例。纵方向常采用1∶2 000,横方向常采用1∶200等比例。
图12-16 曲墙式衬砌断面图
1.1 隧道衬砌断面图
衬砌断面图表达的内容为边墙 的形状、尺寸,拱圈各段圆拱的中 心及半径大小、 厚度,洞内排水沟 及电缆够的位置及尺寸,混凝土垫 层的厚度及坡度。
1.2 避车洞图
避车洞有大、小两 种,是供行人和隧道维修 人员及维修小车避让来往 车辆而设置的,它们沿路 线方向交错设置在隧道两 侧的边墙上,如图12-17 所示。
《隧道工程施工》课件 (1)
0.4 隧道工程有关设计施工方面的基本知识
2.隧道工程施工的方法 隧道施工一般可分为明挖法和暗挖法。 1)明挖法。 2)暗挖法。 (1)矿山法。 (2)掘进机法。 (3)盾构法。
0.4 隧道工程有关设计施工方面的基本知识
3.隧道工程的施工技术 隧道工程的施工技术主要是研究和解决隧 道工程中各种施工方法所需的技术方案和技术 措施,特殊地质、不良地质地段的施工手段, 隧道工程施工过程中的爆破、支护、通风、出 渣、防尘、防瓦斯、防有害风体,照明、风、 水、电的作业方式及操作技术标准和要求,以 及围岩变化的量测监控方法等。
隧道工程施工
绪论
0.1
隧道及其结构组成
0.2
隧道的分类
0.3 0.4
隧道工程的建设简史及 发展
隧道工程有关设计施工 方面的基本知识
绪论
知识目标
了解隧道工程的历史、现状和发展。 理解隧道工程的基本概念及基本理论、相关技 术规范。 掌握隧道工程的常用施工方法。
0.1 隧道及其结构组成
0.1.1 有关隧道的基本概念
4.衬砌 衬砌是指为控制和防止围岩的变形与塌落,确保围岩的稳
定,或为处理涌水和漏水,或为了达到隧道内空整齐或美 观等目的,将隧道周边的围岩覆盖起来的结构体。
0.1 隧道及其结构组成
0.1.2 隧道的结构组成
隧道的结构组成是指隧道作为单位 工程,其结构的组成部分及各部分在总体 中所起的作用。隧道由围岩、洞身衬砌、 洞门和附属设施四部分组成。
2)尾水隧道
3)泄洪隧道
4)排沙隧道
0.2 隧道的分类
3.市政隧道
1)给水隧道 2)污水隧道 3)管路隧道 4)线路隧道
5)人防隧道
0.2 隧道的分类
隧道工程2-1-2 洞身主体结构-复合式衬砌
第8页
2 复合式衬砌
• 初期支护—锚杆: • 锚杆将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬 吊效果、组合梁效果、补强效果,以达到支 护的目的。 • 锚杆设计包括锚杆类型的选择、锚杆的布置 (长度、根数、间隔等)以及锚固材料的选 择等。 • 目前常用的中空注浆锚杆和水泥砂浆锚杆。
第9页
2 复合式衬砌
• 初期支护—喷射混凝土: • 喷混凝土是惟一能够与围岩壁面大面积牢固 粘附的支护手段,也是适用于各种围岩的一 种有效支护手段,其作用主要来自喷混凝土 与壁面的粘着力所产生的抗剪阻力。 • 因此,喷混凝土与围岩的粘附是异常重要的, 这是发挥喷混凝土支护效果的基本保证,也 是喷混凝土最主要的力学作用。
第14页
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架: • (2)格栅钢架 • 格栅是由普通建筑用钢筋经冷弯成形后焊接 而成,形状可根据使用要求和坑道轮廓而定。 • 格栅最基本的、常用的形式有圆形、半圆形、 马蹄形、门形等,根据坑道轮廓进行设计; 从格栅的断面形式看,有三边形、四边形等。
第15页
2 复合式衬砌
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢筋网: • 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前,在 岩面上挂设钢筋网,然后再喷射混凝土。目 前,我国在各类隧道工程中应用钢筋网喷射 混凝土支护的比较多,主要用于软弱破碎围 岩,而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合 支护。 •
第18页
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢筋网: • 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般 为受力筋,由设计确定,直径12mm左右; 纵向筋一般为构造筋,直径6~10mm;网 格尺寸有20cmx20cm, 20cmx25cm;
第21页
2 复合式衬砌
• 二次衬砌: • (2)形状 • 应确保所定的净空断面、使弯矩尽可能地小、 而且能有效地传递轴力。 • (3)材质 • 二次衬砌如为素混凝土,标号C30;如为钢 筋混凝土,标号C35。
《铁路隧道二衬培训》课件
安全与环保的监管与检查
定期检查制度
建立定期检查制度,对铁路隧道二衬施工现场的安全和环 保措施进行检查,确保各项措施得到有效执行。
隐患排查治理
对检查中发现的安全和环保隐患进行及时整改,形成闭环 管理,防止隐患扩大引发事故。
监管部门合作
加强与政府监管部门的沟通与合作,接受监管部门的指导 和监督,共同维护施工现场的安全和环保。
振捣器
用于混凝土浇筑后的振捣,提高混凝土密实度。
钢材加工设备
钢筋加工机械
用于钢筋的切割、弯曲和焊接等加工。
焊接设备
用于钢筋的焊接,保证结构的稳定性和安全性。
PART 04
铁路隧道二衬施工质量控 制
混凝土质量控制
混凝土原材料质量控制
严格控制水泥、骨料、添加剂等原材料的质量,确保其符合设计 和规范要求。
铁路隧道二衬是确保铁路运营安 全的重要措施之一,可以有效防 止隧道渗漏、坍塌等现象的发生
。
通过铁路隧道二衬的施工,可以 提高隧道的耐久性和使用寿命,
减少维修成本。
铁路隧道二衬的美观度较高,可 以提高铁路隧道的整体形象。
铁路隧道二衬的施工流程
钢筋安装
根据设计要求,在模板上安装 钢筋,确保钢筋的位置和间距 符合规范要求。
钢材的选择
钢材强度
选用符合设计要求的钢材,确保 其具有足够的承载能力和抗变形
能力。
钢材防腐
考虑钢材的耐腐蚀性能,采取有效 的防腐措施,如涂装防锈漆、镀锌 等,以提高其使用寿命。
钢材连接方式
根据隧道结构的特点和施工条件, 选择合适的钢材连接方式,如焊接 、螺栓连接等,以确保结构的整体 性和稳定性。
其他辅助材料的选择
经验教训总结
拱形隧道衬砌结构课件
钢筋配置
衬砌结构中的钢筋配置需根据截面尺寸、荷载大小等因素 进行设计。合理的钢筋配置能够提高结构的承载能力和延 性。
衬砌结构细节设计
防水设计
隧道衬砌结构需要具有良好的防水性能,以防止地下水渗入隧道内部。可采用防水层、排 水系统等措施来提高结构的防水性能。
施工缝设计
衬砌结构的施工缝是结构中的薄弱环节,需要对其进行特殊设计。可采用止水带、传力杆 等措施来加强施工缝的防水和抗剪能力。
• 了解了隧道衬砌结构的施工技术和质量控制方法,具备初步的工程实践能力。
自我评价:通过本课程的学习,我深刻认识到自己在隧道工程领域的知识储备和实践能力得 到了显著提升。在学习过程中,我积极参与课堂讨论和实践活动,努力掌握相关知识和技能 。同时,我也意识到自己在某些方面仍存在不足,需要继续学习和提高。
未来学习与发展展望
深化理论学习
实践能力提升
继续学习隧道工程领域的相关理论知识, 提高自己的专业素养和综合能力。
积极参与工程实践活动,锻炼自己的工程 实践能力和解决问题的能力。
拓展相关知识领域
培养创新意识
学习与隧道工程领域相关的其他学科知识 ,如岩土工程、结构工程等,提升自己的 跨学科综合能力。
在学习和实践中,注重培养自己的创新意 识和能力,探索新的设计理念和施工方法 ,为隧道工程领域的发展做出贡献。
衬砌结构受到的荷载包括土压力 、水压力、地震力等。需要对这 些荷载进行详细的分析和计算,
以确定衬砌结构的设计参数。
荷载计算方法
荷载计算可采用经验公式、数值 模拟等方法进行。其中,数值模 拟方法能够更准确地模拟实际工
程条件,提高设计的可靠性。
荷载组合
衬砌结构在设计过程中需要考虑 不同荷载的组合作用,以确保结
衬砌结构中的钢筋配置需根据截面尺寸、荷载大小等因素 进行设计。合理的钢筋配置能够提高结构的承载能力和延 性。
衬砌结构细节设计
防水设计
隧道衬砌结构需要具有良好的防水性能,以防止地下水渗入隧道内部。可采用防水层、排 水系统等措施来提高结构的防水性能。
施工缝设计
衬砌结构的施工缝是结构中的薄弱环节,需要对其进行特殊设计。可采用止水带、传力杆 等措施来加强施工缝的防水和抗剪能力。
• 了解了隧道衬砌结构的施工技术和质量控制方法,具备初步的工程实践能力。
自我评价:通过本课程的学习,我深刻认识到自己在隧道工程领域的知识储备和实践能力得 到了显著提升。在学习过程中,我积极参与课堂讨论和实践活动,努力掌握相关知识和技能 。同时,我也意识到自己在某些方面仍存在不足,需要继续学习和提高。
未来学习与发展展望
深化理论学习
实践能力提升
继续学习隧道工程领域的相关理论知识, 提高自己的专业素养和综合能力。
积极参与工程实践活动,锻炼自己的工程 实践能力和解决问题的能力。
拓展相关知识领域
培养创新意识
学习与隧道工程领域相关的其他学科知识 ,如岩土工程、结构工程等,提升自己的 跨学科综合能力。
在学习和实践中,注重培养自己的创新意 识和能力,探索新的设计理念和施工方法 ,为隧道工程领域的发展做出贡献。
衬砌结构受到的荷载包括土压力 、水压力、地震力等。需要对这 些荷载进行详细的分析和计算,
以确定衬砌结构的设计参数。
荷载计算方法
荷载计算可采用经验公式、数值 模拟等方法进行。其中,数值模 拟方法能够更准确地模拟实际工
程条件,提高设计的可靠性。
荷载组合
衬砌结构在设计过程中需要考虑 不同荷载的组合作用,以确保结
隧道结构构造
格栅钢架/ 型钢
二次衬砌
拱墙(cm)
仰拱/底板 (cm)
Ⅱ5
-
-
-
—
25
-
Ⅲ 7 局部 2.0
1.2~1.5
—
25
-
Ⅳ 10 拱墙 2.0~2.5 1.0~1.2
-
30
40
Ⅴ 15~22 拱墙 2.5~3.0
0.8~1
格栅拱架 (全环设置)
35
40
Ⅵ
通过试验确定
第四章 隧道结构构造
双线铁路隧道复合式衬砌支护参数表
复习:
隧道限界 隧道曲线段加宽
第四章 隧道结构构造
• 隧道衬砌构造 • 洞门与明洞 • 附属建筑物 • 高速铁路隧道空气动力学问题及工 程措施
第四章 隧道结构构造
隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构造 物
洞身衬砌
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
&锚喷式衬砌是锚喷结构既作为隧道支护,又作为隧 道永久结构的形式。
&具有隧道开挖后衬砌及时,施工方便和经济的显著 特点。
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
&锚喷支护作为隧道的永久性衬砌,一般考虑是在Ⅲ 级及以下围岩中采用;在Ⅳ级及以上围岩中,采用锚 喷支护经验不足,可靠性差。
&在层状围岩中,采用喷锚支护效果较好;
第四章 隧道结构构造
设置 作用 仰拱
使结构及时封闭,提高整体承载力和 侧墙抵抗侧压力的能力
抵御结构下沉变形,调整围岩和衬砌 的应力状态
第四章 隧道结构构造
仰拱的重要性: ① 解决基础承载力不够,减少下沉:防止底鼓的 隆起变形,调整衬砌应力的作用;
隧道工程图文讲解
路堑对称型明洞
路堑偏压型明洞
※ 路堑偏压型
适用于两侧山坡高差较大的路堑,高侧边坡有坍塌,落石 或泥石流;低侧边坡明洞墙顶以下部分为挖方,且能满足外侧 边墙嵌入基岩要求的地段
※ 半路堑偏压型
适用于半路堑靠山侧边坡较高,有坍塌、落石或泥石流等 不良地质现象,而外侧地面较为宽敞和稳定,上部填土坡面线 能与地面相交以平衡山侧压力的地段
① 导致实际墙背的侧压力较计算的要大,影响结构安全; ② 较好的围岩与衬砌之间有低摩擦角的回填“软弱夹层”,会 增加土压力和减小弹性抗力,技术、经济效益方面都是不适宜 的
4.4 竖井、斜井
1、竖井 ※ 位置选择:
必须考虑地形、地质, 与主坑道的衔接,完工后的 处理等条件来决定。特别是 设在山谷部分的竖井多数延 长短,要研究防止井口附近 地表水和泥沙的流入措施
※ 为了使开挖时外轮廓线圆顺,尽可能减少围岩中的应力集中
锚喷衬砌的内轮廓线,宜采用曲墙式的断面形式;
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直,美观性差,影响司机在行车
中视觉感观,应根据需要考虑内装。
※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况
① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌;
止因外墙下沉而引起拱圈开裂。故外墙必须设置于稳固地基 上,如有困难,则可用桩基(或加深基础)及加固地基等方法 进行处理
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
台阶式拱形明洞门(半路堑式)
台阶式拱形明洞门(偏压式)
2、棚式明洞 当山坡坍方,落石数量较少,山体侧压力不大,或因受地 质、地形条件的限制,难以修建拱形明洞时,可采用棚式明洞 棚式明洞的类型主要取决于外侧边墙的结构形式。通常有 墙式、刚架式,柱式和悬臂式(不修建外墙时)等 ※ 墙式棚洞(墙式棚式明洞)
隧道施工培训PPT幻灯片
二衬背后防水板+ 土工布排水;
环向盲管; 纵向透水管; 路缘边沟等; 纵向中央管沟;
24பைடு நூலகம்
四 隧道防排水
25
五 二次衬砌 二次衬砌是在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋 混凝土衬砌,与初期支护共同组成复合式衬砌
26
六 水沟电缆槽 隧道双侧设置沟槽,按一沟两槽形式布置,隧道中线处设 置中心水沟
有效的规章制度,其中最重要的是现场施工员,必须是经过培训和考核
合格,具有强烈责任心、敬业精神,具有较丰富的实践经验与组织能力
的人担任。b、加强施工过程中的“三观察”:①观察掌子面的地质情
况及开挖成型情况,并特别注意台车钻进时的异常情况,因为开挖钻进
时所反映的情况更直接可靠,对于出现的异常现象要及时进行分析、并
或加深边墙基础加固隧道底部当隧道拱顶有溶洞时在溶洞顶部采用锚杆或网锚喷加固必要时可考虑注浆并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理混凝土护拱片石碎石回填密实3637当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞可加深该侧的边墙基础通过隧道底部遇有较大溶洞并有流水时可在隧道底部以下砌筑圬工承重墙跨越而过在承重墙内套设涵管引排溶洞水隧道过墙部位遇到较大较深的溶洞不宜加深边墙基础时可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过图86在承重墙内设涵管图85加深边墙基础图87筑拱跨越溶洞混凝土墙基承重墙溶洞拱基础混凝土拱37381对所有作业人员进行瓦斯知识和防瓦斯危害的安全教育
三 洞口坍塌 ②爆破施工作业不合理,光面爆破效果差。
措施:检查现场检查,对不合格的重新施工。 c、提高隧道通风及照明技术,强化现场文明施工及标准化工地建设,给隧道施工提供一个良好的施工环境。 运用较多的锚杆主要包含砂浆锚杆、中空注浆锚杆和自进式锚杆三种形式
四 开挖 1、安装环向、纵向排水盲管土工布包裹严密,安装牢固,线形按顺坡方向顺直。
环向盲管; 纵向透水管; 路缘边沟等; 纵向中央管沟;
24பைடு நூலகம்
四 隧道防排水
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五 二次衬砌 二次衬砌是在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋 混凝土衬砌,与初期支护共同组成复合式衬砌
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六 水沟电缆槽 隧道双侧设置沟槽,按一沟两槽形式布置,隧道中线处设 置中心水沟
有效的规章制度,其中最重要的是现场施工员,必须是经过培训和考核
合格,具有强烈责任心、敬业精神,具有较丰富的实践经验与组织能力
的人担任。b、加强施工过程中的“三观察”:①观察掌子面的地质情
况及开挖成型情况,并特别注意台车钻进时的异常情况,因为开挖钻进
时所反映的情况更直接可靠,对于出现的异常现象要及时进行分析、并
或加深边墙基础加固隧道底部当隧道拱顶有溶洞时在溶洞顶部采用锚杆或网锚喷加固必要时可考虑注浆并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理混凝土护拱片石碎石回填密实3637当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞可加深该侧的边墙基础通过隧道底部遇有较大溶洞并有流水时可在隧道底部以下砌筑圬工承重墙跨越而过在承重墙内套设涵管引排溶洞水隧道过墙部位遇到较大较深的溶洞不宜加深边墙基础时可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过图86在承重墙内设涵管图85加深边墙基础图87筑拱跨越溶洞混凝土墙基承重墙溶洞拱基础混凝土拱37381对所有作业人员进行瓦斯知识和防瓦斯危害的安全教育
三 洞口坍塌 ②爆破施工作业不合理,光面爆破效果差。
措施:检查现场检查,对不合格的重新施工。 c、提高隧道通风及照明技术,强化现场文明施工及标准化工地建设,给隧道施工提供一个良好的施工环境。 运用较多的锚杆主要包含砂浆锚杆、中空注浆锚杆和自进式锚杆三种形式
四 开挖 1、安装环向、纵向排水盲管土工布包裹严密,安装牢固,线形按顺坡方向顺直。
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(三)衬砌类型
1.单层衬砌(整体式模筑混凝土衬砌) 2、装配式衬砌 3、锚喷式衬砌 4、复合衬砌
1.单层衬砌(整体式模筑混凝土衬砌)
采用混凝士或钢筋混凝士为材料就地灌注而成。 按传统松弛荷载理论设计和施作。
其工艺流程为:立模—灌筑—养生—拆模 特点: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、 钢模板或衬砌模板台车等
适用: 技术成熟,适应多种围岩条件。 在隧道洞口段、浅埋段及围岩条件很差的软弱围岩
中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
2、装配式衬砌
装配式衬砌是将衬砌分解为若 干块构件(也称管片),这些 构件在现场或工厂预制,然后 运到现场安装。
按传统松弛荷载理论设计
支护的方式 ②内部支护
③混合支护
(一)衬砌概念
广义的衬砌 一次支护 (初期支护)
人工修筑的支护结构
二次支护 (二次衬砌) (永久支护)
为了保证施工的安全、 加固岩体和阻止围岩的 变形、坍塌而设置的临 时支护措施,常用支护 形式有木支撑、型钢支 撑、格栅支撑、锚喷支 护等
为了保证隧道使用的净 空和结构的安全而设置 的永久性衬砌结构。
2.片石混凝土
铁路隧道,为了节省水泥,在岩层较好地段的边墙衬砌,允 许采用片石混凝土(片石的掺量不应超过总体积的20%)。 此外,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,以保证质量。
公路隧道衬砌一般不用,只在仰拱填充或超挖部分可以使 用片石混凝土砌筑。片石掺用量不得超过总体积的30%。
按现代围岩承载理论设计
1)地质条件较好,围岩稳定,地下水很少,有场地, 适 施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备,并控制 用 开挖和拼装工艺有一定的经验时,可采用拼装衬砌。 条 件
2)采用盾构施工,又考虑二次衬砌时,也宜采用 拼装式衬砌,快速形成一次衬砌的强度。
3、锚喷式衬砌
锚喷式衬砌是指锚喷结构既作为隧道临时支 护,又作为隧道永久结构的形式。
在实际中,衬砌主要指能作为永久支护的结构
(二)衬砌材料
要求 1)应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性 和抗冻性等。
2)从经济角度考虑,还应满足就地取材,降低造 价,施工方便及易于机械化施工等。
1.混凝土
5.喷射混凝土
2.片石混凝土
6.锚杆和钢架
3. 钢筋混凝土
7.装配式材料
4.石料和混凝土预制块
第四节 隧道附属建筑物
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述 二、整体式模筑混凝土衬砌(单层衬砌)
三、装配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌 六、其它衬砌结构的类型 七、隧道衬砌的其它构造要求
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
(一)衬砌概念 (二)衬砌材料 (三)衬砌类型
(一)衬砌概念
广义地说,可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌。 ①外部支护
初期支护采用的钢架宜用H形、工字形、U形型钢制成, 也可用钢管或钢轨制成。
7.装配式材料
盾构法施工,其衬砌材料往往采用装配式材料,如钢筋 混凝土大型预制块,有加筋肋的铸铁预制块。
在修筑棚式明洞(简称棚洞)时,又可用预制板或梁,装 配板式棚洞或梁式棚洞。
用新奥法施工时,为了防水、防落石和美观要求,还 可以加设离壁式结构,常用的材料有波纹钢拱式大型 装配预制件,有时可以用玻璃钢代替钢材等。 为了提高洞内照明、防水、通风、美观、视线诱导或减少 噪音等原因,可在衬砌内表面粘贴各种各样的装修材料。
1.混凝土
优点
整体性好,既可以在现场浇筑,也可以在加工场 预制,而且可以机械化施工。可以在水泥中掺入 外加剂,以提高混凝土的性能。
缺点 灌注后不能立即承受荷载,需要进行养生,达到 预定强度才能拆模,占用的模板和拱架较多。普 通混凝土的耐侵蚀能力较差。
公路隧道工程各部位建筑材料
铁路隧道衬砌建筑材料
6.锚杆和钢架
锚杆是一种插入到围岩岩体内的杆形构件,可加固围岩。
可分为机械型锚杆、粘结型锚杆以及预应力锚杆。
锚杆的杆体直径宜为20~32mm,杆体材料宜采用 HRB335,HRB400钢;垫板材料宜采用HPB235钢。锚杆 用的各种水泥砂浆强度不应低于M20。钢筋网材料可采 用HPB235钢,直径宜为6—12mm。 钢架是为了加强支护刚度而在初期支护或二次衬砌中 放置的型钢支撑或格栅钢支撑。
隧道工程
第六章 隧道结构构造
第六章 隧道结构构造
主体建筑物 为了保持隧道的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物
隧 道
洞身结构
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
洞门挡墙、挡土墙、明线路缘石等仍可使用。
块石强度等级不应低于MU60,砌块强度等级不应低于 MU20,有裂缝和易风化的石材不应采用。
5.喷射混凝土
喷射混凝土是将混凝土干拌和料、速凝剂和水,用混凝土 喷射机高速喷射到洁净的岩石表面上凝结而成。
其密实性较高,能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面, 早期强度高,能很快起到封闭岩面和支护作用,另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能,是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中,喷射混凝土材料可用作中内层衬砌, 但其强度等级不低于C20,使用的水泥标号不低于32.5号, 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂,细度模数宜大于15,砂的含水率宜控制在5%— 7%;粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石,粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
3.钢筋混凝土
主要用在洞门、明洞衬砌等明挖地段,或者当隧道通过地震 区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地段。
4.石料和混凝土预制块
优点 可就地取材、降低造价、可保证衬砌厚度并能较早地承受 荷载,可以节省水泥和模板,耐久性和耐侵蚀性能较好。
缺点 整体性差,砌缝多容易漏水,防水性能较差,施工主要靠 手工操作,难于机械化施工,费工、费时,施工进度较慢, 而且砌筑技术要求高。