隧道工程汇总三隧道构造设计培训课件
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学习资料二认识隧道构造PPT课件
复合式衬砌是先在开挖好的洞壁表面喷射一层早 强的混凝土(有时也同时施作锚杆)，凝固后形成薄层 柔性支护结构(称初期支护)。它既能容许围岩有一定 的变形，又能限制围岩产生有害变形，其厚度多在 5~20cm 之间。
一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作内 衬。为了防止地下水流入或渗入隧道内，可以在外衬 和内衬之间设防水层，其材料可采用软聚氯乙烯薄膜、 聚乙丁烯片、聚乙烯等防水卷材，或用喷涂防水涂料 等。
隧道开挖后，以较大厚度和刚度的整体模筑混凝 土作为隧道的结构。
整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不 同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种，而曲 墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。
4
隧道衬砌构造
（一）单层衬砌
1）直墙式衬砌
拱脚
适用于地质条件比较
好，以垂直围岩压力为主
而水平围岩压力较小的情
况。主要适用于Ⅰ~Ⅲ级
直 墙 式 衬 砌 7
隧道衬砌构造
（一）单层衬砌
2）曲墙式衬砌 曲墙式衬砌适用于地
质较差，有较大水平围岩压 力的情况。主要适用于Ⅳ级 及以上的围岩，或Ⅲ级围岩 双线隧道；多线隧道也采用 曲墙有仰拱的衬砌。
曲墙式衬砌由顶部拱 圈、侧面曲边墙和仰拱/底 板(或铺底)组成。
拱顶
拱腰
拱脚
仰拱
墙脚
8
隧道衬砌构造
12
隧道衬砌构造
（二） 复合式衬砌
复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小、 易变形的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围 岩，充分发挥围岩的自承作用。
二次衬砌后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外 层风化，装饰内壁，增强安全感，是一种合理的结构 形式，也是目前公路、铁路隧道主要的结构形式。
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一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作内 衬。为了防止地下水流入或渗入隧道内，可以在外衬 和内衬之间设防水层，其材料可采用软聚氯乙烯薄膜、 聚乙丁烯片、聚乙烯等防水卷材，或用喷涂防水涂料 等。
隧道开挖后，以较大厚度和刚度的整体模筑混凝 土作为隧道的结构。
整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不 同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种，而曲 墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。
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隧道衬砌构造
（一）单层衬砌
1）直墙式衬砌
拱脚
适用于地质条件比较
好，以垂直围岩压力为主
而水平围岩压力较小的情
况。主要适用于Ⅰ~Ⅲ级
直 墙 式 衬 砌 7
隧道衬砌构造
（一）单层衬砌
2）曲墙式衬砌 曲墙式衬砌适用于地
质较差，有较大水平围岩压 力的情况。主要适用于Ⅳ级 及以上的围岩，或Ⅲ级围岩 双线隧道；多线隧道也采用 曲墙有仰拱的衬砌。
曲墙式衬砌由顶部拱 圈、侧面曲边墙和仰拱/底 板(或铺底)组成。
拱顶
拱腰
拱脚
仰拱
墙脚
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隧道衬砌构造
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隧道衬砌构造
（二） 复合式衬砌
复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小、 易变形的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围 岩，充分发挥围岩的自承作用。
二次衬砌后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外 层风化，装饰内壁，增强安全感，是一种合理的结构 形式，也是目前公路、铁路隧道主要的结构形式。
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隧道工程第三章隧道线路及断面设计(1)
2.3.2 隧道围岩分级的方法
对隧道围岩的分级时，应注意以下几点： ➢首先应考虑选择对围岩稳定性有重大影响的主要因素，如 岩石强度、岩体的完整性、地下水、地应力、结构面产状、 以及他们的组合关系作为分级指标； ➢其次选择测试设备比较简单、人为因素小、科学性较强的 定量指标； ➢在考虑分级指标要有一定的综合性，如复合指标等。
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秦岭隧道平面位置的方案比选
15.40km
19.40km
F2
F5
F3
F1
F4
西安安康线初测阶段秦岭地段
45
雅西高速——双螺旋隧道
46
47
起初的几条线路，虽然充分地利用了地形，却始终无法避 开安宁河大断裂，工程地质条件并不好。为了减少连续纵坡， 也为了规避不良地质和自然保护区，公路史上首座双螺旋隧道 诞生了。双螺旋隧道最大的妙处就在于，以长度换取高度。 48
什么叫做分水岭？
分水岭是指分隔 相邻两个流域的 山岭或高地，河 水从这里流向两 个相反的方向。 在自然界中，分 水岭较多的是山 岭、高原。
秦岭是长江和黄河的分水岭
长江流域图
什么叫做傍山隧道？
山区道路通常傍山沿河而行，山区河流的特点是河 床狭窄、弯曲，经过常年的河水侵蚀和风化作用， 地势往往变得陡峻。为改善线形、提高车速、缩短 里程、节省时间，常需修建隧道，这种隧道叫做傍 山隧道，或称河谷线隧道。
隧道方案优缺点： ➢ 优点：能使线路平缓顺直，病害少，缩短线路， 节省运输时间，不需用较大的坡度，不需设置太多、 太急的曲线，还能最大限度地减少道路修建对自然 植被的破坏。 ➢ 缺点：造价高、施工进度慢。
一般情况下，采用隧道方案是比较有利的。当线 路遇到地形高程障碍时，应该优先考虑隧道方案。
隧道工程PPT精品课程课件全册课件汇总
20世纪90年代：
设备：引进隧道掘进机——Tunnel Boring machine TBM 主要铁路干线： 京九线、南昆线 典型隧道：秦岭隧道(18456m)
米花岭隧道(9392m)
◆ 至2000年底：我国运营铁路隧道：6880多座
总延长：3700Km
◆ 目前我国隧道比重高的几条铁路干线 宜万线：58.0%,为世界最高 襄渝线：34.3% 成昆线：31.6%
隧道勘测设计的基本内容
1.隧道工程调查
调查隧道穿越地段的地质、地貌、环境生态等自然条 件，它们与隧道工程有着密切的关系；
2.隧道线路确定
通过多种方案的比选，确定隧道的平面、纵断面线形；
3.隧道洞口位置选择
2.1 隧道工程调查
自然地理概况调查 1.地形资料
地形图 1/50000～1/25000 主要用于线路规划 1/5000～1/1000 主要用于隧道方案的比选 重要的长大隧道也可以考虑采用航空照片或卫星照片
对比类别 地质条件 隧道工程
地层深，线式，复杂多变， 随机性大，地质勘察全程性、 工作量大； 天然材料，非均质、 非连续、非线性 荷载复杂，受力分析复杂 力学概念模糊，构件承载机制复杂 室内实验、现场试验、 工程经验判断并重
地面工程
地层浅，点式，简单明确， 确定性强，地质勘察阶段性、 工作量较小； 人工材料，均质、连续、 可控、线弹性； 荷载明确 力学概念明确， 构件承载机制清晰 主要室内实验与局部现场试 验
1.2 隧道的分类
地层
位置
形状
岩石隧道 （硬岩软岩） 土质隧道
山岭隧道 城市隧道 水底隧道
圆形隧道 椭圆形隧道 马蹄形隧道 矩形隧道 双线隧道 连拱隧道 双层隧道
用途
《隧道工程(第五版)》课件第3章 隧道总体设计
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隧道工程（第五版）
出版社 理工分社
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3.2.2 隧道纵断面设计隧道纵断面是隧道中心线展 直后在垂直面上的投影。隧道内线路坡度可设置为单面 坡（即向隧道一端上坡或下坡）或人字坡（即从隧道中 间向洞口两端下坡）两种，如图3.13所示。
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⑤考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构 受力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交，见图3.11 （a）。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍 山隧道，更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞门， 见图3.11（b）。若为斜交时，应尽可能加大斜交角度 （一般不小于45°），或采取工程措施，以降低垂直等 高线方向的开挖高度。
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在1∶50000耀1∶25000地形图上比选时，为了明确 路线是否经济，技术上是否可行，是否符合工程实际， 可参考已有的地质等资料，在地形图上徒手描绘大概的 平面线形图，判断隧道位置和规模，对所有可能的路线 方案进行比较，估算建设费用，去掉一些明显没有进一 步比较价值的路线方案，选出下一步所需进一步比较的 路线方案。。然后在1∶5000地形图上研究路线控制点， 拟订几条比较路线的平面线形、纵坡，使其与交通安全、 地形地物协调，并确定出线形指标好、工程造价低的线 路。一般路线比较要点是：线形适当（平面顺适、纵坡 均衡、横面合理），顺应地形，路线延长对邻近地区的 影响；安全性、用地、建设投资、养护费、行驶性能， 施工的难易，与当地环境和景观相协调等。
隧道施工技术培训课件
1、施工环境恶劣（特殊）
围岩条件：复杂、多变，不可预见因素多； 作业空间：有限，地下水、通风、噪声、采 光问题众多。 2、作业特点 生产线多，专业多，综合性强； 隐蔽性大； 循环性大； 风险高，对作业管理人员的应变能力要求极高； 实施动态管理。
（二）对隧道工程质量控制特点的理解
1、充分认识和彻底领悟隧道工程质量的极端 重要性（事关施工安全）；
喷射砼工艺浅析
存在的问题
粉尘
回弹
品质管理和质量控制
喷混凝土的不同工艺
干喷和湿喷工艺的区别
干拌和物 速凝剂
压缩空气
成品混凝土
稀薄流干拌和物 水
稀薄流成品混凝土
成品混凝土
速凝剂
稠密流成品混凝土
相对干喷而言，湿喷砼工艺的主要优势：
●可以很好的控制住影响砼强度的主要因素 W/C，从而确保砼强度，这是湿喷工艺的最 大优势；
6、衬砌质量控制要努力做到内实外 光，内实是基础和关键。其内实(密实) 的核心是：
●喷射砼密实； ●普通砼密实； ●喷射砼与围岩紧贴，背后无空洞； ●二衬砼与喷射砼密贴，背后无空洞。
（三）隧道开挖控制
1、高危地段必须设置钻爆开挖条件 （1）对于高压富水、断层破碎带、浅埋、
偏压 以及瓦斯突出工区等高风险地段，应采用
（八）富水地段的衬砌渗水严重； （九）基底处理不当，在振动荷载作用 下，出现翻浆冒泥。 （十）对围岩量测不重视，量测质量不达 标的现象较为突出（将难以及时掌控围岩 和支护结构的稳定动态，导致丧失处理大 变形甚至结构失稳的良机）。
超前地质预报不到位导致隧道突水突泥
超前地质预报和预处治措施不到位导致隧 道瓦斯爆炸
经业主、监理批复的方案实施。 （2）专项钻爆设计已批。 （3）相关应急预案（人员、物资、逃生
围岩条件：复杂、多变，不可预见因素多； 作业空间：有限，地下水、通风、噪声、采 光问题众多。 2、作业特点 生产线多，专业多，综合性强； 隐蔽性大； 循环性大； 风险高，对作业管理人员的应变能力要求极高； 实施动态管理。
（二）对隧道工程质量控制特点的理解
1、充分认识和彻底领悟隧道工程质量的极端 重要性（事关施工安全）；
喷射砼工艺浅析
存在的问题
粉尘
回弹
品质管理和质量控制
喷混凝土的不同工艺
干喷和湿喷工艺的区别
干拌和物 速凝剂
压缩空气
成品混凝土
稀薄流干拌和物 水
稀薄流成品混凝土
成品混凝土
速凝剂
稠密流成品混凝土
相对干喷而言，湿喷砼工艺的主要优势：
●可以很好的控制住影响砼强度的主要因素 W/C，从而确保砼强度，这是湿喷工艺的最 大优势；
6、衬砌质量控制要努力做到内实外 光，内实是基础和关键。其内实(密实) 的核心是：
●喷射砼密实； ●普通砼密实； ●喷射砼与围岩紧贴，背后无空洞； ●二衬砼与喷射砼密贴，背后无空洞。
（三）隧道开挖控制
1、高危地段必须设置钻爆开挖条件 （1）对于高压富水、断层破碎带、浅埋、
偏压 以及瓦斯突出工区等高风险地段，应采用
（八）富水地段的衬砌渗水严重； （九）基底处理不当，在振动荷载作用 下，出现翻浆冒泥。 （十）对围岩量测不重视，量测质量不达 标的现象较为突出（将难以及时掌控围岩 和支护结构的稳定动态，导致丧失处理大 变形甚至结构失稳的良机）。
超前地质预报不到位导致隧道突水突泥
超前地质预报和预处治措施不到位导致隧 道瓦斯爆炸
经业主、监理批复的方案实施。 （2）专项钻爆设计已批。 （3）相关应急预案（人员、物资、逃生
隧道工程图文讲解ppt课件
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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
隧道构造与施工备课课件第一章1.2.2
★ 整体布置原则
◆ 隧道内大、小避车洞应交错设置于两侧边墙内，大 避车洞之间设小避车洞 ◆ 不得将避车洞设于衬砌断面变化处、不同衬砌类型 衔接处或变形缝处 ◆ 隧道行人较多，或曲线半径小，视距较短时，小避 车洞还可适当加密
碎石道床
整体道床
避车洞布置图
3.避车洞底部标高 A、当避车洞位于直线上
隧道内有人行道时，避车洞底面应与人行道顶面齐平
• 2、泄水洞：地下截水设施是用于拦截并排 除流向隧道内的大股地下水 。
成昆铁路地下排水隧洞
（四）堵水措施
“堵”：针对渗漏水地段，采用注浆、喷涂、堵水墙等 办法，充填支护与围岩之间的空隙，堵住地下水的通路， 并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件。
（1）喷射混凝土堵水 （2）塑料板水
（3）模筑混凝土衬砌堵水 （4）注浆堵水
无人行道时，避车洞的底面应与道碴顶面（或侧沟盖板 顶面）齐平；
隧道内采用整体道床时，应与道床面齐平。
碎石道床隧道
B、当避车洞位于曲线上时
内侧：h1 25 0.33E(cm)
外侧：h 2 25 1.33E(cm)
避车洞的净空尺寸
大避车洞 4.0 m（宽）x 2.5m（深）x2.8m（中心高）
泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲 沟流来的水直接泄入隧道内的纵向排水沟。
排水沟承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧 道 。大家学过路基构造与施工，里面的边沟， 与隧道的排水管相似。
• （三）截水
• 截断地表水和地下水流向隧道的通道，以 尽可能地保持隧道围岩干燥 。
• 1、洞顶天沟：洞顶截水措施用于拦截与疏 导洞顶地表水。
避车洞的净空尺寸
小避车洞 2.0m（宽）x 1.0m（深）x 2.2 m（中心高）
◆ 隧道内大、小避车洞应交错设置于两侧边墙内，大 避车洞之间设小避车洞 ◆ 不得将避车洞设于衬砌断面变化处、不同衬砌类型 衔接处或变形缝处 ◆ 隧道行人较多，或曲线半径小，视距较短时，小避 车洞还可适当加密
碎石道床
整体道床
避车洞布置图
3.避车洞底部标高 A、当避车洞位于直线上
隧道内有人行道时，避车洞底面应与人行道顶面齐平
• 2、泄水洞：地下截水设施是用于拦截并排 除流向隧道内的大股地下水 。
成昆铁路地下排水隧洞
（四）堵水措施
“堵”：针对渗漏水地段，采用注浆、喷涂、堵水墙等 办法，充填支护与围岩之间的空隙，堵住地下水的通路， 并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件。
（1）喷射混凝土堵水 （2）塑料板水
（3）模筑混凝土衬砌堵水 （4）注浆堵水
无人行道时，避车洞的底面应与道碴顶面（或侧沟盖板 顶面）齐平；
隧道内采用整体道床时，应与道床面齐平。
碎石道床隧道
B、当避车洞位于曲线上时
内侧：h1 25 0.33E(cm)
外侧：h 2 25 1.33E(cm)
避车洞的净空尺寸
大避车洞 4.0 m（宽）x 2.5m（深）x2.8m（中心高）
泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲 沟流来的水直接泄入隧道内的纵向排水沟。
排水沟承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧 道 。大家学过路基构造与施工，里面的边沟， 与隧道的排水管相似。
• （三）截水
• 截断地表水和地下水流向隧道的通道，以 尽可能地保持隧道围岩干燥 。
• 1、洞顶天沟：洞顶截水措施用于拦截与疏 导洞顶地表水。
避车洞的净空尺寸
小避车洞 2.0m（宽）x 1.0m（深）x 2.2 m（中心高）
隧道结构设计隧道工程结构构造设计课件(ppt 43页)
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)
大拱脚薄边墙衬砌
曲墙式衬砌
3、曲墙式衬砌 ※ 适用范围 ※ 作用 ① 地质条件较差，为抵御底鼓压力，配以仰拱使
衬砌形成环状封闭结构；
② 基础地基较好，可采用无仰拱的曲墙式衬砌。
4、喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
① 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；
环框式洞门
3、隧道洞门构造
⑴ 洞门仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离不小于1.5m，水 沟沟底与衬砌拱顶外缘的高度不应小于1.0 m，洞门墙顶应高 出仰坡脚0.5m以上。
⑵ 洞门墙基基底埋入土质地基的深度不应小于1.0m，嵌入 岩石地基的深度不应小于0.5m ，墙基底埋设的深度应大于墙 边各种沟、槽基础底埋设的深度；
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
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。
隧道结构构造详解课件
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
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。
喷射混凝土是以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土 拌和料与水汇合成为浆状，喷射到坑道的岩壁上凝结而成 的。当岩壁不够稳定时，可加设锚杆、金属网和钢架，构 成“锚喷式衬砌”，也称为“喷锚衬砌”。
适用：
在IV-VI级围岩中不宜单独采 用喷锚支护作永久衬砌，一般 考虑在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、 完整、稳定的地段中可以采用。
隧道洞口段不宜采用。
不宜采用喷锚支护作为永久衬砌的情况有
①膨胀性围岩； ②粘土质胶结的软岩； ③大面积涌水地段； ④堆积层、破碎带等不良地质地段； ⑤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； ⑥辅助坑道或其它隧道与主隧道的连接处及附近地段； ⑦有很高的防水要求的隧道； ⑧围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆 除者等； ⑨地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的 腐蚀； ⑩最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段。
我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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。
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四、整体式混凝土衬砌
1.直墙拱形衬砌 (2)大拱脚薄边墙
使拱脚稳固的直接支承在两侧围 岩上，以改善拱圈的受力条件，减 少边墙的开挖及衬砌圬工数量，降 低造价。
适用条件:
◆适用于I、II级围岩 ◆水平侧压力较小
隧道工程
侧壁喷浆或模筑 薄混凝土
隧道构造设计--- 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请4联隧系道本人洞或身网支站删护除结。构的构造 四、整体式混凝土衬砌 1.直墙拱形衬砌 (3)简化边墙: 直墙开挖拱形孔洞
理想支护结构基本要求:
与周围岩体大面积地牢固接触，即保证支护一围岩作为一个 统一的支护体系而共同工作 。 要允许围岩及支护结构产生有限制的变形，以充分发挥围岩 自承载作用而减少支护结构受力，但又必须保证支护结构及时
隧施道作工。 程
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复 习 与 回 顾当之处，请联系本人或网站删除。 机车车辆限界
➢铁路隧道净空及要求
1.直线隧道净空 1.曲线隧道净空加宽
➢公路隧道净空
公路隧道净空概念 公路隧道建筑限界 公路隧道建筑限界组成 标准的公路隧道横断面
基本建筑限界 隧道建筑限界 隧道净空 加宽原因 加宽值的计算
四、整体式混凝土衬砌
1.直墙拱形衬砌 (1)半衬砌－不设边墙 应把两侧岩壁表面喷浆敷面 适用条件:
◆地质条件极好，整体岩层坚固
◆几乎无水平侧压力
◆无地下水侵入
隧道工程
侧壁喷浆
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➢隧道横断面形式
➢隧道衬砌横断面设计的 基本内容与方法 ➢隧道衬砌的厚度 ➢铁路隧道衬砌横断面设计
隧道内轮廓必须符合隧道建筑净空限界。 内轮廓线应尽量减小洞室的体积 。 结构轴线应尽可能地符合压力线。 施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道稳定
满足限界要求 满足受力要求 圬工最省
➢隧公路道隧工道衬程砌横断面设计
适用： 地质条件尚好，侧压力不大，但又不宜采 用半衬砌。
拱圈
边墙
喷混凝土 内轨顶面
h1 (h2)
隧道工程
连拱式边墙衬砌(单位：cm)
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隧道工程
第三章 隧道构造设计 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
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
洞门构 造物
明洞
通风 照明
二、衬砌结构的一般规定
衬砌结构材料:
足够强度和耐久性，在某些环境中，还必须具有抗冻、抗渗和抗侵害性。
衬砌结构伸缩缝、沉降缝:
一般不设伸缩缝，但严寒地区整体式衬砌、锚喷衬砌或复合式衬砌应 在洞口和易受冻害地段设置伸缩缝。 在对隧道衬砌有不良影响的软硬地层分界处应设置沉降缝
三、支护结构类型
外部支护
内部支护
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3-1 衬砌形式及适用条件 3-2 隧道衬砌的一般构造要求 3-3 隧道衬砌横断面设计 3-4 隧道洞身支护结构构造 3-5 明洞的构造 3-6 隧道洞门结构构造 3-7 隧道附属建筑物 3-8 隧道内部装饰 3-9 隧道噪声的降低
隧道工程
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四、整体式混凝土衬砌 1.直墙拱形衬砌
简化边墙:
特点： 直墙开挖拱形孔洞 边墙形成带支墩的 连拱 支墩纵向尺寸>2m 拱形孔洞纵向尺寸 不大于5m 墙拱顶至拱圈起拱 线的距离>100cm
工艺流程: 立模－灌筑－养生－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 ◆ 抗渗性强
缺点:
◆ 需要养生时间 ◆ 受力较慢
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排水、消防、通讯等
隧道工程
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本节问题
➢支护结构的基本要求 ➢衬砌结构的一般规定 ➢支护结构类型 ➢整体式混凝土衬砌 ➢装配式混凝土衬砌 ➢锚喷支护 ➢复合式衬砌
四、整体式混凝土衬砌 拱圈等厚
1.直墙拱形衬砌
组成部分
◆上部拱圈 ◆直边墙 ◆下部铺底 ◆排水沟
圆弧拱 坦三心圆拱 尖三心圆拱
适用条件:
侧压力很小
◆地质条件较好的Ⅰ、Ⅱ级 (Ⅴ、Ⅵ类) 围岩
◆围岩压力以竖向为主，几乎没有或
隧道工程 仅有很小的 水平侧向压力。
三心圆
拱圈
边墙
•轨顶面
铺底
排水沟
素混凝土
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隧道工程
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一、支护结构的基本要求
支护结构的基本作用:
保证隧道断面使用净空，防止岩体质量恶化 承受荷载，使隧道支护体系有足够安全度
支护结构应具有与上述作用相适应的构造、力学特性和施工可能性
混合支护
整体式混凝土衬砌 砌石பைடு நூலகம்砌
隧道工程 拼装式衬砌 喷射混凝土支护
锚杆 注浆
喷锚支护 复合式衬砌
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四、整体式混凝土衬砌
分类
直墙拱形衬砌 曲墙拱形衬砌
主要与水平围岩压力有关！