衬砌结构PPT课件
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衬砌结构
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。
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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求 - 混凝土与钢筋混凝土
强度足够而且耐久； 能立即承受荷载；
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
•
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325号的普通硅酸盐水泥和粒经
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L≤1m时，E=L；当L＞1m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；
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
直线隧道净空— 要比“隧道建筑限界”稍大一些，还考虑了在不同的围 岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用 直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
连拱式 边墙衬砌
• • •
适用于地质比较差，岩石松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水
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。
地下建筑结构课件-第六章盾构法装配式圆形衬砌结构
适用范围
02
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构设计
原则
安全可靠、经济合理、技术先进、施工便利。
流程
初步设计、技术设计、施工图设计。
装配式圆形衬砌结构，由预制混凝土管片拼装而成。
结构形式
管片设计
结构设计要点
厚度、直径、连接方式等参数需根据工程要求和地质条件确定。
承受水土压力、防渗漏、抗震性能等。
THANKS
感谢您的观看。
防灾减灾工程
新型材料与结构形式研究
01
探索新型材料（如高强度混凝土、复合材料等）在盾构法装配式圆形衬砌结构中的应用，研究新型结构形式以提高结构的承载能力和稳定性。
施工过程优化与安全控制
02
研究盾构施工过程中的优化算法和控制策略，提高施工效率，降低施工风险，保障施工安全。
长期性能监测与维护管理
03
建立盾构法装配式圆形衬砌结构的长期性能监测系统，研究结构的耐久性、安全性及维护管理方法，保障工程安全运营。
地下建筑结构课件-第六章盾构法装配式圆形衬砌结构
目录
盾构法装配式圆形衬砌结构概述盾构法装配式圆形衬砌结构设计盾构法装配式圆形衬砌结构施工盾构法装配式圆形衬砌结构案例分析盾构法装配式圆形衬砌结构发展前景与展望
01
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构概述
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05
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构发展前景与展望
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现盾构施工过程的实时监测、智能控制和自动化操作，提高施工效率和安全性。
智能化技术应用
优化预制装配式衬砌结构的设计和制造工艺，提高结构强度、耐久性和抗震性能，降低施工成本。
02
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构设计
原则
安全可靠、经济合理、技术先进、施工便利。
流程
初步设计、技术设计、施工图设计。
装配式圆形衬砌结构，由预制混凝土管片拼装而成。
结构形式
管片设计
结构设计要点
厚度、直径、连接方式等参数需根据工程要求和地质条件确定。
承受水土压力、防渗漏、抗震性能等。
THANKS
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防灾减灾工程
新型材料与结构形式研究
01
探索新型材料（如高强度混凝土、复合材料等）在盾构法装配式圆形衬砌结构中的应用，研究新型结构形式以提高结构的承载能力和稳定性。
施工过程优化与安全控制
02
研究盾构施工过程中的优化算法和控制策略，提高施工效率，降低施工风险，保障施工安全。
长期性能监测与维护管理
03
建立盾构法装配式圆形衬砌结构的长期性能监测系统，研究结构的耐久性、安全性及维护管理方法，保障工程安全运营。
地下建筑结构课件-第六章盾构法装配式圆形衬砌结构
目录
盾构法装配式圆形衬砌结构概述盾构法装配式圆形衬砌结构设计盾构法装配式圆形衬砌结构施工盾构法装配式圆形衬砌结构案例分析盾构法装配式圆形衬砌结构发展前景与展望
01
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构概述
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05
CHAPTER
盾构法装配式圆形衬砌结构发展前景与展望
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现盾构施工过程的实时监测、智能控制和自动化操作，提高施工效率和安全性。
智能化技术应用
优化预制装配式衬砌结构的设计和制造工艺，提高结构强度、耐久性和抗震性能，降低施工成本。
《衬砌结构设计》课件
3 经济性
衬砌结构的设计应考虑经济性，选择合适的 材料和施工方法，降低成本。
4 可靠性
衬砌结构的设计应确保结构的可靠性，防止 出现失效和损坏。
四、衬砌结构的设计流程
1
确定工程背景
了解工程的背景信息、设计要求和限制
输送环境的分析
2
条件。
分析输送介质的性质、温度、压力和流
速等参数。
3
确定衬砌种类
根据输送环境的特点选择适合的衬砌种
六、衬砌结构的检测和维护
1 衬砌结构的检测内容
衬砌结构的检测内容包括尺寸偏差、材料质量和施工质量等。
2 衬砌结构的维护方法
采用合适的维护方法，包括定期检查、修补和更新等。
七、衬砌结构的发展趋势
衬砌结构材料的发展
衬砌结构材料的发展趋势包括新材料的应用和材料 性能的改进。
衬砌结构的智能化发展
衬砌结构的智能化发展趋势包括传感器的应用和远 程监测技术的发展。
二、衬砌结构的分类
按照形态分类
衬砌结构可以分为面板式衬砌、管道式衬砌和块状 衬砌等几种形态。
按照材料分类
衬砌结构可以分为混凝土衬砌、钢板衬砌 承载能力
衬砌结构的设计应考虑承载能力，确保能够 承受预期的荷载和力学要求。
2 寿命
衬砌结构的设计应选择适当的材料和施工工 艺，以延长结构的使用寿命。
八、结论
衬砌结构设计的重要性
衬砌结构设计是保护主体结构的重要环节，直接 影响结构的承载能力和寿命。
未来衬砌结构发展的前景
随着技术的进步和需求的增加，衬砌结构将继续 发展，应用范围将更加广泛。
九、参考文献
1. 衬砌结构设计手册 2. 衬砌结构施工规范 3. 衬砌结构检测与维修技术
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
隧道衬砌结构计算
03
弹性模量表示材料抵抗弹性变形的能力，泊松比则表示横向变
形的程度。
衬砌结构材料的耐久性和可靠性
环境因素
衬砌结构材料应能耐受地下水、土壤中的化学物质、侵蚀性气体 等环境因素的侵蚀，保持长期性能稳定。
耐久性设计
衬砌结构材料的耐久性应通过合理的耐久性设计和施工质量控制来 保证，包括选择合适的材料、采取有效的防排水措施等。
计算内容
防水层的厚度、材料性能、抗渗压力等。
计算方法
采用理论分析和实验验证相结合的方法，综合考虑水压、地质条件 和施工工艺等因素进行计算。
感谢您的观看
THANKS
抗震加固措施
根据抗震设计结果，采取相应的加固措施提 高衬砌结构的抗震性能。
03 隧道衬砌结构材料与性能
衬砌结构材料的种类和特性
混凝土
混凝土是隧道衬砌结构中最常用 的材料之一，具有抗压强度高、 耐久性好、成本低等优点。根据 需要可加入添加剂，如防水剂、
膨胀剂等。
钢材
钢材用于隧道衬砌结构中的受力 构件，如型钢、钢板等。具有强 度高、塑性好、耐腐蚀等特点。
可靠性评估
衬砌结构材料的可靠性应通过科学的方法进行评估，以便及时发现 和处理潜在的安全隐患，确保隧道运营安全。
04
计算目的
确保隧道衬砌结构的安全性和稳定性，满足公路行车 要求。
计算内容
衬砌厚度、混凝土抗压强度、抗剪强度、抗弯强度等。
计算方法
采用有限元分析法，结合实际地质资料和荷载条件进 行计算。
衬砌结构设计的基本原则
安全可靠
衬砌结构设计应满足安全可靠 的要求，能够承受围岩压力、 水压力等作用，保证隧道结构
的稳定性。
经济合理
衬砌结构设计应考虑工程成本 ，选择合适的材料和结构形式 ，以达到经济合理的目标。
衬砌结构
厚度不得小于25㎝；
• 对衬砌有不良影响的硬软地层分界处，应设置变形缝； • 电力牵引的隧道，其长度大于2000m及位于隧道群地段和车站两端时，
为了使接触网有良好的工作和维修条件，应根据需要设置接触网补偿下锚 的衬砌段。
• 运营通风洞、联络通道等与主隧道连接处的衬砌设计应做加强处理。
隧道构造设计
360 150
E 2
8450 R
1.2E
其它情况时 总加宽
W3
8450 R
W= W1+ W2+ W3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
单线曲线隧道如图3-10所示，隧道中线与线路中 线偏移距离d为：
d =（W1－ W2） （㎝） 双线曲线隧道如图3-11所示，内侧线路中线至隧 道中线的距离为
• 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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲仍保持其矩 形形状。故其两端向曲线外侧 偏移（d外），中间向曲线内侧 偏移（d内1）。
车辆通过曲线时的平面图
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
• 对衬砌有不良影响的硬软地层分界处，应设置变形缝； • 电力牵引的隧道，其长度大于2000m及位于隧道群地段和车站两端时，
为了使接触网有良好的工作和维修条件，应根据需要设置接触网补偿下锚 的衬砌段。
• 运营通风洞、联络通道等与主隧道连接处的衬砌设计应做加强处理。
隧道构造设计
360 150
E 2
8450 R
1.2E
其它情况时 总加宽
W3
8450 R
W= W1+ W2+ W3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
单线曲线隧道如图3-10所示，隧道中线与线路中 线偏移距离d为：
d =（W1－ W2） （㎝） 双线曲线隧道如图3-11所示，内侧线路中线至隧 道中线的距离为
• 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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲仍保持其矩 形形状。故其两端向曲线外侧 偏移（d外），中间向曲线内侧 偏移（d内1）。
车辆通过曲线时的平面图
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
盾构衬砌结构
自重
• 一次衬砌自重为作用在隧道横断面形心线上的竖向荷载
• 二次衬砌的施工时间一般都在管片环已具有某种稳定性后才 进行，而且二次衬砌本身也是环形或拱形的，因此二次衬砌 的自重有其自身承担，故在一次衬砌设汁时可不考虑二次衬 砌的重力。
• 4、地面超载
• 地面超载增加了作用 于衬砌上的土压力， 道路交通荷载、铁路 交通荷载、建筑物的 重量作用于衬砌上的 力即为地面超载。
9.3 管片结构设计与内力计算
9.3.1 荷载的设定
• 一、荷载的种类
➢ 1、主要荷载——必须经常考虑的荷载： （1）竖向与水平土压力；（2）水压力；（3）自重（静
载）；（4）超载量；（5）地基反力。 ➢ 2、次要荷载——必要时考虑的荷载（在施工过程中和竣
工后作用的荷载，是根据隧道的使用目的、施工条件以及 周围环境进行考虑的荷载）： （1）内部荷载；（2）施工期荷载；（3）地震效应。 ➢ 3、特殊荷载：在特殊条件下必须考虑的荷载。例如： （1）相邻隧道的影响；（2）地基沉陷的影响；（3）瞬时 动力荷载等。
• （2）粘性地层：粘土层采用水土合算，重度采用天然重 度，其强度指标采用在土的有效自重压力下预固结的三轴 不排水不固结强度指标。
• 1、垂直及水平土压力
• 作用于隧道的土压力中，垂直和水平压力是确定 设计计算用的土压力，与隧道的变形无关。此外， 对于隧道底部的土压力，考虑为反向土压力，作 为地基反力处理。
• 地基反作用力是地基反作用系数和衬砌位移的产物，由围 岩韧度和管片衬砌的刚度决定，而管片衬砌的刚度取决于 管片刚度及接缝的数目和类型
• 地基反力的常用计算法中，对垂直方向的与地基位移无关 的地基反力取与垂直荷载相平衡的均布反力；另一方面， 作用在隧道侧面的水平方向的地基抗力，则是伴随衬砌向 围岩方向的变形而产生的，故在衬砌水平直径上下45°中 心角范围内，采用以水平直径为顶点，三角形分布的地基 抗力。
• 一次衬砌自重为作用在隧道横断面形心线上的竖向荷载
• 二次衬砌的施工时间一般都在管片环已具有某种稳定性后才 进行，而且二次衬砌本身也是环形或拱形的，因此二次衬砌 的自重有其自身承担，故在一次衬砌设汁时可不考虑二次衬 砌的重力。
• 4、地面超载
• 地面超载增加了作用 于衬砌上的土压力， 道路交通荷载、铁路 交通荷载、建筑物的 重量作用于衬砌上的 力即为地面超载。
9.3 管片结构设计与内力计算
9.3.1 荷载的设定
• 一、荷载的种类
➢ 1、主要荷载——必须经常考虑的荷载： （1）竖向与水平土压力；（2）水压力；（3）自重（静
载）；（4）超载量；（5）地基反力。 ➢ 2、次要荷载——必要时考虑的荷载（在施工过程中和竣
工后作用的荷载，是根据隧道的使用目的、施工条件以及 周围环境进行考虑的荷载）： （1）内部荷载；（2）施工期荷载；（3）地震效应。 ➢ 3、特殊荷载：在特殊条件下必须考虑的荷载。例如： （1）相邻隧道的影响；（2）地基沉陷的影响；（3）瞬时 动力荷载等。
• （2）粘性地层：粘土层采用水土合算，重度采用天然重 度，其强度指标采用在土的有效自重压力下预固结的三轴 不排水不固结强度指标。
• 1、垂直及水平土压力
• 作用于隧道的土压力中，垂直和水平压力是确定 设计计算用的土压力，与隧道的变形无关。此外， 对于隧道底部的土压力，考虑为反向土压力，作 为地基反力处理。
• 地基反作用力是地基反作用系数和衬砌位移的产物，由围 岩韧度和管片衬砌的刚度决定，而管片衬砌的刚度取决于 管片刚度及接缝的数目和类型
• 地基反力的常用计算法中，对垂直方向的与地基位移无关 的地基反力取与垂直荷载相平衡的均布反力；另一方面， 作用在隧道侧面的水平方向的地基抗力，则是伴随衬砌向 围岩方向的变形而产生的，故在衬砌水平直径上下45°中 心角范围内，采用以水平直径为顶点，三角形分布的地基 抗力。
渠道衬砌结构冻胀破坏力学模型及冻胀数值模拟PPT课件
C0 mnkl
1
因此，N 可表示为
N
V* V
C* C0
1
P
1
第11页/共61页
假定2
夹杂于各向同性土中的冰颗粒具有如下性质：回转轴方向相互平行；冰 颗粒材料为各向同性材料。
横观各向同性冻土弹性模型
综合可得，对四阶张量的拉伸结果：
1 1 1 0 0 0
1 1 0 0 0
I
I
拉
1 0 0 0 0 0 0
※结论一： 与梯形渠道相比较，由 于准梯形渠道衬砌体整 体性强，并且由于垂直 段的约束，从而使坡板 与底板之间的内力相互 影响更为显著。 ※结论二： 理论分析表明，准梯形 断面比梯形断面坡板、 底板最大弯矩绝对值小 得多，这也就是准梯形 抗冻胀力强的原因之一 。
弧底梯形渠道混凝土衬砌冻胀破坏力学模型
（3）剪力(N：sinQd (x)RA
cos )x N cos
RA
sin
q0
x
(q0
q0 2L1
')x2
（4）从渠底板内力计 算关系式中可以
看出，渠道弯矩最大处 在渠底中
间略微靠近阴坡的地方 。
第16页/共61页
准梯形渠道受冻胀力学模型
根据静力平衡条件，建立平衡方程有：
图2-5 准梯形法向冻胀力
对称
0 0
0
1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0
J
拉
1 0 0 0 1 0 0
对称
1 0
1
0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0
M
I
+
I
M
拉
2 0 0 0 0 0 0 ;
隧道衬砌结构PPT幻灯片课件
我国铁路隧道、高等级公路隧道已普遍采用复合式衬砌。 32
二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）
整体式模筑混凝土衬砌，是在坑道 内树立摸板、拱架，然后浇灌混凝土而 成，具有较大的厚度和刚度。适用于不 同的地质条件，易于按需成形，整体性 强，抗渗性好，且适合多种施工方法， 因此，在我国隧道工程中广泛使用，技 术成熟，适用多种围岩条件，特别是在 隧道洞口段、浅埋段及围岩很差的软弱 围岩中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
(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。
39
40
41
（二）曲墙式衬砌
1、适用条件
曲墙式衬砌适用 于地质条件比较 差，岩体松散破 碎，强度不高， 又有地下水，侧 向水平压力也相 当大的情况。主 要适用于Ⅳ级及 以上的围岩或Ⅲ 级围岩双线。多 线隧道也采用曲 墙有仰拱的衬砌。
42
（二）曲墙式衬砌
2、结构组成
侧面曲边墙
仰拱的作用？
①抵御底部围岩压力 ②防止衬砌沉降 ③使衬砌形成一个环状 的封闭整体结构以提高 衬砌的承载能力。
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。
二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）
整体式模筑混凝土衬砌，是在坑道 内树立摸板、拱架，然后浇灌混凝土而 成，具有较大的厚度和刚度。适用于不 同的地质条件，易于按需成形，整体性 强，抗渗性好，且适合多种施工方法， 因此，在我国隧道工程中广泛使用，技 术成熟，适用多种围岩条件，特别是在 隧道洞口段、浅埋段及围岩很差的软弱 围岩中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
(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。
39
40
41
（二）曲墙式衬砌
1、适用条件
曲墙式衬砌适用 于地质条件比较 差，岩体松散破 碎，强度不高， 又有地下水，侧 向水平压力也相 当大的情况。主 要适用于Ⅳ级及 以上的围岩或Ⅲ 级围岩双线。多 线隧道也采用曲 墙有仰拱的衬砌。
42
（二）曲墙式衬砌
2、结构组成
侧面曲边墙
仰拱的作用？
①抵御底部围岩压力 ②防止衬砌沉降 ③使衬砌形成一个环状 的封闭整体结构以提高 衬砌的承载能力。
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。
第六章盾构衬砌结构PPT课件
第17页/共61页
2）盾构长度L
• L=L0+L1+L2+L3 • L0—盾尾长度； • L1—支承环长度； • L2—切口环长度； • L3—前檐长度。
第18页/共61页
3）盾构灵敏度L/D
• 经验数值 : • 小型盾构D=2~3m，L/D=1.5 • 中型盾构D=3~6m, L/D=1.00 • 大型盾构D=6~9m, L/D=0.75 • 特大型盾构D＞12m, L/D=0.45~0.75
结构。 • 水平隔板和竖直隔板：增加盾构刚度 ，水平承
受拉力，竖直承受压力。 • 盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。
第9页/共61页
2）推进系统
• 由盾构千斤顶和液压设备组成 ，上下左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。 • 盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的 ；
第10页/共61页
3）拼装系统
• 衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系统的主要设备，以油压系统为动力，一般举重臂均安装在支承环上。 • 举重臂能作旋转、径向运动，还能沿隧道中轴线作往复运动。 • 完成这些运动的精度应该保证待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便螺栓固定。
灵敏 度L/D
0.63 0.49
重量 W(t)
盾构千斤 顶（只数）
盾构总推力
(104N)
400
30
6000
304
28
6440
4.71 0.49 315
28
6440
5.70 0.59
28
5.50 0.576 275
32
5600 6400
Rotherhite 9.35 5.49 0.586
40
6700
原苏联莫斯科 地铁
2）盾构长度L
• L=L0+L1+L2+L3 • L0—盾尾长度； • L1—支承环长度； • L2—切口环长度； • L3—前檐长度。
第18页/共61页
3）盾构灵敏度L/D
• 经验数值 : • 小型盾构D=2~3m，L/D=1.5 • 中型盾构D=3~6m, L/D=1.00 • 大型盾构D=6~9m, L/D=0.75 • 特大型盾构D＞12m, L/D=0.45~0.75
结构。 • 水平隔板和竖直隔板：增加盾构刚度 ，水平承
受拉力，竖直承受压力。 • 盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。
第9页/共61页
2）推进系统
• 由盾构千斤顶和液压设备组成 ，上下左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。 • 盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的 ；
第10页/共61页
3）拼装系统
• 衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系统的主要设备，以油压系统为动力，一般举重臂均安装在支承环上。 • 举重臂能作旋转、径向运动，还能沿隧道中轴线作往复运动。 • 完成这些运动的精度应该保证待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便螺栓固定。
灵敏 度L/D
0.63 0.49
重量 W(t)
盾构千斤 顶（只数）
盾构总推力
(104N)
400
30
6000
304
28
6440
4.71 0.49 315
28
6440
5.70 0.59
28
5.50 0.576 275
32
5600 6400
Rotherhite 9.35 5.49 0.586
40
6700
原苏联莫斯科 地铁
《衬砌形式》PPT课件
Q•2203251/钢4/23板。
4
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧道工程
- 装配式材料
对于衬砌材料，可采用一些装配式材料，如钢筋混凝土大型预制块、加 筋肋铸铁预制块等
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸 基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 隧道建筑限界 — 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线
•2021/4/23
车辆通过曲线时的平面图
12
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧道工程
• 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 了一个距离（d内2）。
加宽值的计算
- 单线曲线隧道加宽值的计算
• 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1
d内1=
l2 8R
车辆通过曲线时的横断面图
• 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•2不021应/4/2采3 用。
3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧道工程
- 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
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直线隧道净空— 要比“隧道建筑限界”稍大一些，还考虑了在不同的围 岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用直 墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
件， 有其广阔的发展前途。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
- 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
隧道构造设计
---衬砌的形式
• 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”
喷锚支护
整体概述
隧道工程
概况一
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概况二
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概况三
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2
隧道构造设计
---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
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 外侧加宽
W1= W2=
d内1+ d外=
d440内R0 2（=4㎝05R0）+
2.7E
（㎝）
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
W3 8R4501H50E 2
式中 H—— 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360㎝；
d外=
4400 R
• 外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2
d内2=
H 150
E
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
E 0.76V 2 R
隧道构造设计
---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系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心
- 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。
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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 装配式材料
对于衬砌材料，可采用一些装配式材料，如钢筋混凝土大型预制块、加 筋肋铸铁预制块等
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸 基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 隧道建筑限界 — 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线
• 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
E—— 外侧线路的外轨超高值（㎝）；
R—— 曲线半径（m）。
W 38R 4 5 1 30 5 6 E 2 0 08R 4 5 10 E .2
其它情况时 总加宽
W3
8450 R
W= W1+ W2+ W3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 单线曲线隧道加宽值的计算
• 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1
d内1=
l2 8R
车辆通过曲线时的横断面图
式中 l — 车辆转向架中心距，取18m；
R — 曲线半径（m）
d内1=
4050 R
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 车辆两端向曲线外侧的偏移d外
d外=
L
2l 8R
2
式中 L— 标准车辆长度，我国为26m。
隧限-1A和隧限-1B
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧限-2A和隧限-2B
隧道构造设计
ห้องสมุดไป่ตู้---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
转动arctg E 150
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 外侧加宽 总加宽
4050
W1= d内1+ d内2= R
+ 2.7E （㎝）
W2= d外= 440R0（㎝）
8450
W= W1+ W2= d内1+ d内2+ d外= R + 2.7E （㎝）
- 双线曲线隧道加宽值的计算
心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲仍保持其矩 形形状。故其两端向曲线外侧 偏移（d外），中间向曲线内侧 偏移（d内1）。
车辆通过曲线时的平面图
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 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 了一个距离（d内2）。
加宽值的计算
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
件， 有其广阔的发展前途。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
- 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
隧道构造设计
---衬砌的形式
• 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”
喷锚支护
整体概述
隧道工程
概况一
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概况二
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概况三
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2
隧道构造设计
---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
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 外侧加宽
W1= W2=
d内1+ d外=
d440内R0 2（=4㎝05R0）+
2.7E
（㎝）
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
W3 8R4501H50E 2
式中 H—— 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360㎝；
d外=
4400 R
• 外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2
d内2=
H 150
E
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
E 0.76V 2 R
隧道构造设计
---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系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心
- 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。
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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 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。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 装配式材料
对于衬砌材料，可采用一些装配式材料，如钢筋混凝土大型预制块、加 筋肋铸铁预制块等
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸 基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 隧道建筑限界 — 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线
• 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
E—— 外侧线路的外轨超高值（㎝）；
R—— 曲线半径（m）。
W 38R 4 5 1 30 5 6 E 2 0 08R 4 5 10 E .2
其它情况时 总加宽
W3
8450 R
W= W1+ W2+ W3
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 单线曲线隧道加宽值的计算
• 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1
d内1=
l2 8R
车辆通过曲线时的横断面图
式中 l — 车辆转向架中心距，取18m；
R — 曲线半径（m）
d内1=
4050 R
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 车辆两端向曲线外侧的偏移d外
d外=
L
2l 8R
2
式中 L— 标准车辆长度，我国为26m。
隧限-1A和隧限-1B
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧限-2A和隧限-2B
隧道构造设计
ห้องสมุดไป่ตู้---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
• 车辆通过曲线时，转向架中
转动arctg E 150
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 外侧加宽 总加宽
4050
W1= d内1+ d内2= R
+ 2.7E （㎝）
W2= d外= 440R0（㎝）
8450
W= W1+ W2= d内1+ d内2+ d外= R + 2.7E （㎝）
- 双线曲线隧道加宽值的计算
心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲仍保持其矩 形形状。故其两端向曲线外侧 偏移（d外），中间向曲线内侧 偏移（d内1）。
车辆通过曲线时的平面图
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
• 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 了一个距离（d内2）。
加宽值的计算