隧道工程第4章隧道结构构造全解
隧道结构构造详解
6.锚杆和钢架
锚杆是一种插入到围岩岩体内旳杆形构件，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。
锚杆旳杆体直径宜为20～32mm,杆体材料宜采用 HRB335,HRB400钢；垫板材料宜采用HPB235钢。锚杆 用旳多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早期支护或二次衬砌中 放置旳型钢支撑或格栅钢支撑。
(4)设置沉降缝、伸缩缝旳目旳是为了把不同承载能力构造、承受不 同围岩压力旳构造完全断开，产生旳沉降变形和受力变形各自独立。 隧道构造设变形缝，并在缝内设置一定厚度旳隔离层，采用沥青木 板或沥青麻丝是数年旳做法，也可采用具有一定耐久性旳柔性材料。 沉降缝、伸缩缝缝宽应不小于20mm，缝内可夹浸沥青木板或沥青 麻丝。伸缩缝、沉降缝应垂直于隧道轴线设置。
支护旳方式 ②内部支护
③混合支护
（一）衬砌概念
广义旳衬砌 一次支护 （早期支护）
人工修筑旳支护构造
二次支护 （二次衬砌） （永久支护）
为了确保施工旳安全、 加固岩体和阻止围岩旳 变形、坍塌而设置旳临 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
为了确保隧道使用旳净 空和构造旳安全而设置 旳永久性衬砌构造。
第四章 隧道构造构造
第四章 隧道构造构造
主体建筑物 为了保持隧道旳稳定和行车安全而修建旳人工永久建筑物
隧 道
洞身构造
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外确保隧道正常使用所需旳多种辅助设施
涉及：运营管理、维涵养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建旳构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
隧道工程4-2-3 隧道平纵横断面设计
6.隧道纵断面设计实例
（1） 隧道的基本情况 包括隧道的进出口位置、洞门型式、 明洞里程、线路的方向、隧道纵断面 的地面起伏情况等，这类内容是隧道 的基本情况
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6.隧道纵断面设计实例
（2） 地质情况
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隧道的地形地貌 地质岩性、产状 节理产状 地下水情况 环境等级划分 特殊地质
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6.隧道纵断面设计实例
（5） 隧道平面及辅助洞室 隧道平面的设计，可以得到隧道的 线路形式、线路间距、曲线或缓和曲 线的分布等。辅助洞室是隧道附属建 筑中很重要的一个设计内容，辅助洞 室的设置位置一般是从纵断面中得到 的。
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6.隧道纵断面设计实例
（6） 线路坡度设计 在图中所要表达的主要内容就是隧 道的坡率、坡道长度、变坡点位置和 变坡点的高程。
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6.隧道纵断面设计实例
（7） 地面标高及里程 隧道结构中要明确的标明隧道相应 里程的地面标高，通过计算地面和轨 面的高差，可以得知隧道的埋深情况， 以此判断隧道是按深埋还是浅埋进行 检算。
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6.隧道纵断面设计实例
在隧道纵断面图中，要有相应的图 例、平面曲线参数表、隧道线间距加 宽表等。
6.隧道纵断面设计实例
（3） 围岩等级及其长度 隧道的衬砌结构设计是与围岩等级 相关的，通过围岩等级的描述，可以 选择特定的支护结构设计参数，同时 也由此可以得到隧道结构的经济指标 等。
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6.隧道纵断面设计实例
（4） 施工方法 隧道结构的施工方法与围岩的等级、 开挖断面等有关，对于已选定的线路 等级和隧道线路形式（单线双洞或双 线单洞），施工方法一般仅与围岩的 等级相关。
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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
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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
隧道的结构简介
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。
第四章 隧道作业答案
表水的自然环境，减少对水环境的破坏并尽量恢复其自然环境 。 5、避车洞布置的原则是什么？其底面标高是如何确定的？ 避车洞布置原则： 在碎石道床的隧道内，每侧相隔 300m 布置一个避车洞，在整体道床的隧道内，因人员行 车待避较方便，且线路维修工作量较小，为此，每侧相隔 420m 布置一个大避车洞。 当隧道长度 300～400m 时，可在隧道中间设一个大避车洞，隧道长度小于 300m 以下时， 可不设大避车洞。如果两端洞口接桥或路堑，当桥上无避车台或路堑两侧沟外无平台时，应与 隧道一起考虑布置大避车洞。 无论在碎石道床或整体道床的隧道内， 每侧边墙上应在大避车洞之间间隔 60m 布置一个小 避车洞。图隧道临近有农村市镇，或曲线半径小，视距较短时，小避车洞可适当加密。 不同衬砌类型或不同加宽断面衔接处，或沉降缝、工作缝、伸缩缝处应避开设置避车洞。 底面标高的确定： 当避车洞位于直线上且隧道内有人行道时， 避车洞底面应与人行道顶面齐平， 无人行道时， 避车洞的底面应与道砟顶面齐平；隧道内采用整体道路时，应与道床面齐平。 当避车洞位于曲线上时，因受曲线外轨超高的影响，碎石道床隧道内，在各种不同的超高 值 E 时，线路内侧和外侧轨枕端头道床面低于内轨顶面的高度分别为 h1 及 h2，其值为 内侧：h1=25+0.33E 外侧：h2=25-1.33E 式中 E——曲线外轨超高值 6、高速铁路隧道出口设置缓冲结构的原因是什么？有哪些相应的工程措施？ 高速列车进入隧道，前方的空气受到挤压，这种挤压状态以声波传播至隧道出口，骤然膨 胀，产生一个被称为微气压波的次声波。由于微气压波的产生伴有影响环境的爆破噪声，并会 对临近的建筑物产生危害，因此高速铁路的隧道出口处要设置缓冲结构。
1
件限制，不能设置翼墙的时候，柱式东门比较美观，适于城市附近、风景区或长大隧道的洞口 （5）台阶式洞门：当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡较高，为提高靠山侧仰坡起 坡点，减少仰坡高度，可设置台阶式洞门 （6）斜交式洞门：当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数 量，可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口 （7）喇叭口式洞门：适用于高速铁路隧道，用以缓和高速列车的空气动力学效应 3、什么是明洞？试述明洞的结构类型、受力特点和适用条件？ 隧道埋深较浅，上覆岩(土)体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这 种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞。 明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度的不同，有多种样式，采用最多的为拱式明洞 和棚式明洞两种。 （一）拱式明洞： （1）路堑式对称型：适用于路堑边坡处于对称或者接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防止 边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层的破碎，覆盖层较薄而难于用暗挖法修建隧道时， 主要受对称荷载，拱、墙均为等截面，边墙为直墙式 （2）路堑式偏压型：适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。主要承受不对称荷载 （3）半路堑式偏压型：适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石 。 主 要承受偏压荷载 （4）半路堑式单压型：适用于傍山隧道洞口或傍山线路上的半路堑地段 。此种明洞荷载不 对称，承受偏侧压力作用 （二）棚式明洞： 当傍山隧道地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础时，采用棚式明 洞。
隧道工程
下面展开介绍交通隧道。 4.5.1 山岭隧道 （1）铁路隧道 我国现在(2003年)有铁路隧道６８７６座，总长度为 ３６７０公里，为世界第一。 2002年10月建成的青藏铁路风火山隧道位于青藏高原可 可西里“无人区”边缘，全长１３３８米，轨面标高４９０ ５米，是目前世界上海拔最高的高原冻土隧道。该隧道地质 构造特殊，集含土冰层、饱冰冻土、富冰冻土、薄冰冻土、 砂岩、泥岩及互层于一体，其中含土冰层带的土质含量仅为 １５％至２０％，这样的构造极易因为冻土在开挖时融化成 泥浆水而导致隧道坍塌。风火山因此被世界隧道专家称为 “隧道禁区”。
（2）台阶法 将断面分成上下两层，留下一个台阶，台阶段长度根据 地质条件而定，地质条件好，则台阶长。留下的台阶效果是 可以尽快对围岩进行支护，提高了围岩的稳定性。该法对地 质条件的适用性很广，见图4.5。
1、2- 开挖 Ⅲ- 衬砌边墙 Ⅳ- 衬砌拱圈
图4.5
台阶法
（3）分步开挖法
将断面分成上下左右若干个断面，逐步开挖，更进一步
（2）拼装式衬砌 将衬砌分成若干个环块，在预制厂或工地生产，然后运 到洞内拼装而成。环块一般为钢筋混凝土。其特点是衬砌承 载块、便于机械化施工。 （3）锚喷衬砌
模筑混凝土衬砌和拼装式衬砌均为被动地承受围岩压力 的支护结构，而锚喷衬砌则是一种主动地加强围岩稳定性的
支护结构，它采用的支护材料是喷射混凝土、锚杆、钢筋网， 其特点是可以提供围岩的自承能力。
表4.2
（2）公路隧道 我国公路隧道总数(2003年)已达１７８２座，总长度 ７０４公里，分多的国家。 １０年内，我国将再建设总长１５５公里以上的公路隧 道。正建设的终南山隧道全长１８.４公里，长度居亚洲第一， 世界第二；湖南雪峰山隧道长７公里多；西安汉中高速公路 上穿越秦岭的三座特长隧道群总长３４公里，全线隧道总长 １００公里。 近１０年来，我国已修建了不少长隧道、特长隧道以及 隧道群。其中，主要有：１９９５年建成的成渝高速公路上 的中梁山隧道，长３公里多，解决了我国长大公路隧道的通 风问题；１９９９年通车的四川省川藏公路上二郎山隧道， 长４公里多，是连接西藏与内地的重点工程 等。
隧道工程第四章隧道结构构造
三、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。
适用条件：地质条件较好，围岩稳定，地下水很少，有 场地，施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备，并控制 开挖和拼装工艺有一定的经验时，可采用拼装衬砌。
装配式衬砌的优点 （1）一经装配成环，不需养护时间，即可承受围岩压力； （2）预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从 而改善了劳动条件； （3）拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支 撑材料和劳力； （4）拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价；
装配式衬砌的缺点 （1）拼装衬砌的整体性较差，受力状态不太好，尤其是接缝缝多， 防水性能较差，必须单独加设有效的防水层，在富水地层中应用时需 要有较多的支持措施。 （2）要求一定的机械化设备，施工工艺复杂。
四、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。
锚喷式衬砌构造
根据岩体的稳定性、通风 方式、照明状况、地形地 貌及环境条件来确定
附属构 造物
通风 照明 排水、消防、通讯等
第一节 衬砌构造
一、隧道衬配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌
一、隧道衬砌的概述
（一）衬砌概念
一次支护 （初期支护） 衬砌
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
（1）喷射混凝土 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。 具有不需模板、施作速度快、早期强度高、密实度好、与
围岩紧密粘结、不留空隙的突出优点。
隧道工程复习资料
隧道工程复习思考题第一章绪论1什么是隧道？通常指用作地下通道的工程建筑物。
隧道在我国交通建设中的地位和作用是什么？重要性：隧道是交通线上的重要组成部分，是国家重要的基础设施；必要性：快速畅通的交通网是经济发展的前提，低等级公路已不适应高速经济发展的需要；紧迫性：目前我国高速公路相对较少，与我国人口、经济发展相比，太少。
社会经济发展，交通必先行。
2隧道工程的发展前景和需要解决的难题有哪些方面？发展：今后的隧道技术研究方向为非爆破的机械化施工，合理规划与环境保护，设计可靠合理，使用安全等方面。
问题：数量大，难度大，造价高。
对围岩的性质还只能从定性的角度去衡量，工程应用中偏离较大，计算模型的选用和计算理论不完全符合实际，施工技术水平和管理方法还比较落后。
3隧道按照用途分为哪些类型？(1)交通隧道：提供运输的孔道和通道（铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、人行地道。
）(2)水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。
（引水隧道，尾水隧道，导流隧道（泄洪隧道），排沙隧道。
）(3)市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。
（给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。
）(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。
（运输巷道、给水隧道、通风隧道。
）4在我国《隧规》中隧道按照长度分为哪些类型？(1)特长隧道： L>3000 m(2)长隧道：3000 m ≥L>1000 m(3)中长隧道：1000 m ≥L>500 m(4)短隧道： L≤500 m 第二章隧道勘察1隧道勘察的目的和意义是什么？隧道勘察的目的：1. 查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件2. 为规划、设计、施工提供资料3. 对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计和施工建议4. 隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见2初步勘察和详细勘察有何异同？初勘步骤：收集资料，工程地质选定隧道线位，初步勘察资料整理详细勘察：1.目的：为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料2.任务：在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围3.步骤：(1)前期的准备工作(2)沿线地质勘察(3)试验(4)资料整理(5)编写详勘报告3隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？电法勘探；电磁法勘探（地质雷达）；地震勘探；声波探测；重力勘探；磁力勘探；放射性勘探第三章隧道总体设计1名词解释：垭口：当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处。
第四章隧道作业答案
1、隧道衬砌的类型及适用条件（1）整体式混凝土衬砌：按照工程类比、不同的围岩类别采用不同的衬砌厚度，其形式有直墙式衬砌和曲墙式衬砌两种。
○ 1 直墙式衬砌，适应于地质条件良好，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级围岩；○2曲墙式衬砌，适应于地质较差，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。
多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。
（ 2）装配式衬砌：适用于盾构法施工的城市地下铁道和水底隧道中，在铁路、公路隧道中由于装配式衬砌要求有一定的机械化设备，施工工艺复杂，衬砌的整体性及抗渗性差而未能推广使用。
（ 3）锚喷式衬砌：锚喷式衬砌内轮廓线应比整体式衬砌适当加大，除考虑施工误差和位移量外，应再预留10cm 作为必要时补强用。
当遇到地下水发育或大面积淋水地段，能造成衬砌腐蚀或特殊膨胀性围岩地段，最冷月平均气温低于-5 o C 地区的冻害地段等情况是不宜采用锚喷衬砌。
（ 4）复合式衬砌：适用于围岩稳定性差、地下水发育地段，推荐采用复合式衬砌。
2、洞门有何作用，有哪些洞门形式，适用于什么地质条件？洞门的作用有以下几个方面：（1）减少洞口土石方开挖量；（ 2）稳定边、仰坡；（ 3）引离地表流水；（ 4）装饰洞口洞门的形式：（1）洞口环框：当洞口石质坚硬稳定，且地形陡峻无排水要求时，可修建洞口环框（2）端墙式（一字式）洞门：适用于地形开阔、石质较稳定的地区（ 3）翼墙式（八字式）洞门：适用于洞口地质较差的IV 级及以上围岩，山体纵向推力较大时的地区（ 4）柱式洞门：用于地形较陡（Ⅳ级围岩），仰坡有下滑的可能性，又受到地形或地质条件限制，不能设置翼墙的时候，柱式东门比较美观，适于城市附近、风景区或长大隧道的洞口（5）台阶式洞门：当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡较高，为提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，可设置台阶式洞门（6）斜交式洞门：当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口（ 7）喇叭口式洞门：适用于高速铁路隧道，用以缓和高速列车的空气动力学效应3、什么是明洞？试述明洞的结构类型、受力特点和适用条件？隧道埋深较浅，上覆岩( 土)体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。
隧道工程建设标准及施工技术
第四章隧道工程建设标准及施工技术第一节隧道工程设计要求客运专线铁路的隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定的。
研究表明，以上两方面要求中，后者起控制作用，但隧道工程设计及施工过程中以隧道横断面的限界、构造尺寸、使用空间为控制要点。
一、隧道横断面有效净空尺寸的选择在确定隧道横断面有效净空尺寸之前，首先要正确地选择隧道设计参数.高速列车进入隧道时产生的空气动力学效应，与人的生理反应和乘客的舒适度相联系。
这就要制定压力波动程度的评估办法及确定相应的阈值，目前较通用的评估参数是相应于某一指定短时间内的压力变化值，如3s或4s内最大压力变化值。
我国拟采用压力波动的临界值（控制标准)为3.0Kpa/3s。
根据ORE提出的压力波动与隧道阻塞比关系可以推算出满足舒适度要求时,阻塞比β宜取为：当V=250km/h时，β=0.14;当V=350 km/h时，β=0。
11。
隧道横断面形式一般为园形（部分或全部)、具有或没有仰拱的马蹄形断面。
而影响隧道横断面尺寸的因素有：(1)建筑限界；(2)电气化铁路接触网的标准限界及接触网支承点和接触网链形悬挂的安装范围；(3)线路数量：是双线单洞还是单线双洞;(4)线间距；(5)线路轨道横断面;(6)需要保留的空间如安全空间，施工作业工作空间等;(7)空气动力学影响；(8)与线路设备的结构相适应。
二、客运专线隧道与普通铁路隧道的不同点1．当高速列车在隧道中运行时要遇到空气动力学问题，为了降低及缓解空气动力学效应，除了采用密封车辆及减小车辆横断面积外，必须采取有力的结构工程措施，增大隧道有效净空面积及在洞口增设缓冲结构；另外还有其它辅助措施,如在复线上双孔单线隧道设置一系列横通道;以及在隧道内适当位置修建通风竖井、斜井或横洞。
2．客运专线隧道的横断面较大，受力比较复杂，且列车运行速度较高,隧道维修有一定的时间限制，复合衬砌和整体式衬砌比喷锚衬砌安全，且永久性好,故一般不采用喷锚衬砌。
隧道工程考点答案
隧道⼯程考点答案第⼀章绪论1.隧道的概念：隧道是埋置于地层中的⼯程建筑物，是⼈类利⽤地下空间的⼀种形式。
是“以某种⽤途，在地⾯下⽤任何⽅法按规定形状和尺⼨修筑的断⾯积⼤于2平⽅⽶的洞室。
”2.隧道按位置分类：⼭岭隧道、⽔底隧道和城市隧道。
3.隧道按⽤途分类：交通隧道、⽔⼯隧道和市政隧道和矿⼭隧道。
第⼆章隧道⼯程地质环境及围岩分级1.⼯程地质调查测绘主要内容：隧道通过地段的地质调查测绘是隧道⼯程地质勘测的核⼼⼯作。
①铁路⼯程地质技术规范的总要求②地形地貌调查③地层、岩性调查④地质构造调查⑤⽔⽂地质调查⑥滑坡、落⽯、岩堆、泥⽯流和岩溶地质调查⑦地温测定2.如何引起岩体的初始应⼒：由于岩体的⾃重和地质构造作⽤和地质地温作⽤引起3.RQD法的定义及公式：所谓岩⽯质量指标RQD是指钻探时岩芯复原率，或称岩芯采取率。
岩芯复原率即单位长度钻孔中10cm以上的岩芯占有的⽐例,可写为4.围岩分级的基本因素：①岩⽯坚硬程度②岩体的完整程度5.围岩的基本分级：P25表格6.隧道级别的修正：①地下⽔影响的修正②围岩初始地应⼒状态修正③风化作⽤的影响第三章隧道线路及断⾯设计1.越岭线上隧道位置选择考虑因素：主要以选择垭⼝和确定隧道⾼程两⼤因素为依据。
2.隧道洞⼝位置选择（“早进晚出”+9原则）：①“早进晚出”的原则②洞⼝不宜设在垭⼝沟⾕的中⼼或沟底低洼处③洞⼝应避开不良地质地段④当隧道线路通过岩壁陡⽴，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原⽣地表，以保持⼭体的天然平衡。
⑤减少洞⼝路埑段长度，延长隧道，提前进洞。
⑥洞⼝线路宜与等⾼线正交。
⑦当线路位于有可能被⽔淹没的河滩或⽔库回⽔影响范围以内时，隧道洞⼝标⾼应⾼出洪⽔位加波浪⾼度，以防洪⽔灌⼊隧道。
⑧为了确保洞⼝的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过⾼。
⑨当洞⼝附近遇有⽔沟或⽔渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄⽔流。
⑩当洞⼝地势开阔，有利于施⼯场地地布置时，可利⽤弃渣有计划、有⽬的地改造洞⼝场地，以便布置运输便道、材料堆放场、⽣产设施⽤地及⽣产、⽣活⽤房等。
17-2隧道工程第4章初始地应力与荷载
隧 『 2.1.2 ▎岩石的风化程度
道 工 程
风化作用可以改变岩石的矿物组成和结构构造，进而改 变岩石的物理力学性质。岩石的风化程度分类见表4-1。
SUI DAO GONG CHENG
表4-1 岩石风化程度分类表
风化
隧
程度
野外特征
风化程度参数指标 波速比 风化系数
道
工 未风化
程
岩质新鲜，偶见风化痕迹
表4-7 公路隧道围岩分级
围岩 级别
隧
围岩或土体主要定性特征
道
Ⅰ 坚硬岩，岩体完整，整体状或巨厚层状结构
工 程
Ⅱ
坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构； 较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构
Ⅲ
坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构； 较坚硬岩或较软岩，岩体较完整，块状或中厚层结构
围岩基本质量指标BQ 或修正的围岩基本质
弹性后效
指在卸载过程中弹性应变滞后于 应力的现象 。
岩石的性质不同，岩石的蠕变性质也有所不同，通常用
蠕变曲线（ε-t曲线）来表示。
隧
道
岩石的蠕变曲线具有两种典型形式，即稳定蠕变和不稳
工
程 定蠕变。图4-4为几种岩石的典型蠕变曲线。
8
页岩 6
ε(10 -6 )
SUI DAO GONG CHENG
4
砂岩 2
程 变段或稳定蠕变段；第III阶段(C点以后)：应变速率迅速增加，
变形无限发展，直致岩石产生破坏，称为加速蠕变段。
SUI DAO GONG CHENG
εI
II
B
III D
C
A
O
t
图4-5 软弱岩石典型的蠕变曲线
《隧道工程》复习思考题
（教材：覃仁辉、王成主编《隧道工程》重庆大学出版社2001）隧道工程是一门专业性很强的课程，学习过程中注意理论联系实际，建议学习过程中抽时间到已建或在建隧道现场观看，了解隧道结构构造、施工环节和建造过程。
本提纲是以思考题的形式进行复习，同学们只要回答出这些思考题即可达到复习的目的。
学生在学习完各章后，对下列每章的思考题进行解答或思考。
第一章绪论1.什么是隧道？2.隧道在我国交通建设中的地位和作用是什么？3.隧道工程的发展前景和需要解决的难题有哪些方面？ P34.隧道按照用途分为哪些类型？ P55.在我国《隧规》中隧道按照长度分为哪些类型？ P5第二章隧道勘察 (不考？)1.隧道勘察的目的和意义是什么？ P92.初步勘察和详细勘察有何异同？ P153.隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？ P94.地下涌水和枯水调查的意义是什么？ P195.隧道建筑环境评价的目的是什么？对生态环境有何意义？ P21第三章隧道总体设计1.名词解释：分水岭(p27)、鸡爪地形、越岭隧道(p27)、傍山隧道(p28)、隧道净空(p34)、隧道建筑限界(p34)、隧道行车限界、墙效应、仰拱、隧道衬砌p39、隧道内轮廓线p39、隧道外轮廓线p39、隧道实际开挖线 p392.越岭隧道选址要考虑哪些原则p28？傍山隧道选址要考虑哪些原则？ P283.隧道主体建筑物和附属建筑物各包括哪些项目？ P324.隧道平面设计的原则是什么？ P325.曲线隧道有哪些不利因素？p326.隧道纵坡有哪些类型？p33控制隧道纵坡大小的主要因素是什么？ P337.隧道接线要注意什么问题？ P388.如何拟定圆形p40、直墙式、曲墙式隧道衬砌内轮廓线？9.在什么情况下需要设置仰拱？p4010.圆形衬砌、直墙式衬砌、曲墙式衬砌各适用于何种围岩类型？p41第四章隧道结构构造1.隧道洞身衬砌有哪些类型？p78各适用于何种场合围岩？p782.初期支护和二次支护的作用是什么？p80在其间设置隔离层有何作用？ (隔水层)3.不宜采用锚喷衬砌的情况有哪些？p804.隧道洞门有哪些类型、适用条件？ P825.在什么情况下设置明洞？ P876.拱式明洞和棚式明洞各有哪些类型？ P877.你设计施工明洞基础p89和填土p90需重视哪些问题？8.在什么情况下需设置竖井或斜井？ P859.设置竖井或斜井需要考虑哪些问题？ P8410.隧道内装要努力考虑哪些问题？ P9511.隧道内装材料需具备哪些性能？ P9512.隧道路面应具备哪些功能？p96路面材料如何选择和改进？P9613.水对隧道结构有哪些危害？ P9014.隧道综合治水的原则是什么？ P9115.截水、排水和堵水的措施有哪些？ P91第五章隧道围岩分类与围岩压力1.隧道围岩分类的意义是什么？ P532.围岩单一性指标有哪些？P543.围岩综合性指标有哪些？ P554.围岩分类岩性指标选择的原则是什么？ P575.我国公路隧道围岩分类特点是什么？ P596.我国公路隧道围岩分类主要考虑哪些指标因素？7.施工围岩分类有何特点？其分类的评定指标有哪些？8.什么是围岩？什么是围岩压力？9.什么是初始应力场、构造应力场和重力应力场？10.隧道开挖后初始应力场将如何变化？11.确定围岩压力有哪些方法？12.深埋隧道围岩压力如何确定？13.《隧规》深埋围岩压力计算公式的适用条件是什么？14.深埋隧道和浅埋隧道的分界如何确定？15.围岩应力现场量测有哪些方法？16.影响隧道围岩稳定性的自然因素和人为因素有哪些？17.在隧道工程中，如何综合考虑人为因素使功能造价最优？第六章隧道结构计算1.名词解释：共同变形理论、局部变形理论、围岩弹性抗力2.隧道结构计算模型有哪些？3.隧道结构上的主要荷载有哪些？附加荷载有哪些？4.对半衬砌的隧道结构计算作了哪些简化假定？5.写出隧道半衬砌计算的力法正则方程式。
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四、复合式衬砌
在不同的时间分层先后施作，它可以是两层、三层或 更多的层 ，目前实践的都只外衬和内衬两层，因此又称之 “双层衬砌”
基本组成：外衬、防水层、内衬 内 衬 外 衬
混凝土衬砌 格栅钢构拱架喷射混凝土 混凝土衬砌
喷锚支护 混凝土衬砌 装配式衬砌
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常 用 公 路 隧 道 Ⅳ 级 围 岩 复 合 衬 砌 结 构
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（1）洞口环框式洞门
适用：Ⅵ类或Ⅰ级围岩，地形陡峻而又无排水要求 作用：不承载，加固洞口 减少雨后洞口滴水 简单装饰
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风火山隧道
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（2）端墙式洞门
适用：地形开阔，岩质基本稳定的Ⅰ ～ Ⅲ级围岩。 结构特点：能有效抵抗山体纵向推力。
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端墙
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端墙式洞门
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乌石山隧道
端墙作用：支护洞口仰坡，并将仰坡水流汇集排出
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◆ 改善受力条件，相对单层同厚度模筑衬砌， 承载能 力提高20％～30％
优点：
◆ 防止外层衬砌风化，使喷层内钢筋网和锚杆
端部免于锈蚀 ◆ 表面光洁平整，利于通风 防水效果好
缺点：◆ 造价较高，施工较复杂
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五、支护结构基本要求
支护结构的基本作用在于保证隧道断面的使用净空， 防止岩体质量恶化；承受可能的各种荷载，使隧道支护体 系有足够的安全度。因此，任何一种类型的支护结构都应 具有与上述作用相适应的构造、力学特性和施工可能性。 按现代支护理论，理想支护结构应满足如下基本要求： 必须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 挥围岩的承载作用而减少支护结构的受力，但又必须保证 支护结构及时施作。
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2 锚喷支护类型
◆ 锚杆支护 ◆喷射混凝土支护 ◆喷射混凝土锚杆联合支护 ◆喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护 ◆以上类型加设型钢支撑（或格栅）而成的联合支护
3 优点
◆充分发挥围岩的自承能力，因而有效地利用洞内净空 ◆施工简便，提高作业安全性和作业效率， ◆使坑道断面缩小，从而减少了开挖量，也节省圬工
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（3）翼墙式洞门
适用：山体纵向推力较大,洞口地质较差的Ⅳ级及以上的 围岩，增加洞门的抗滑动和抗倾覆能力。
南昆线二梓坡隧道
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翼墙式洞门
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检查梯
翼墙式洞门
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昆仑山隧道
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(4)柱式洞门
适用：地形较陡，地质条件较差，仰坡可能下滑，而又受地 形或地质条件限制，不能设置翼墙时。
隧 道 中 线
线 路 中 线
初期支护 防水层 模注二次衬砌
C25素砼
2%
路线设计标高 隧底填充C10素砼
C25素砼
复合式衬砌结构图
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复 合 衬 砌 防 水 层
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衬砌结构受力状态：
外衬受力状态
◆ 保护围岩和加固围岩，促进围岩的应力调整，充分发挥围 岩的自承作用
内衬受力状态
◆ 在较坚硬的围岩地段，由于围岩具有自承能力，它与初期 支护组合在一起能起到永久建筑物的作用，所以二次衬砌只是 用来提高安全度的； ◆ 在围岩比较软弱地段，则内、外衬砌是共同承载；而在一 些特殊地质地段中(坍方、大变形)，二次衬砌的承载作用是主 要的，它不仅稳定围岩的变形而且在整个衬砌结构中占有主导 地位。
特点：可以在端墙中部设置两个断面较大的柱墩，以增加端 墙的稳定性。
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三、锚喷支护
喷射混凝土加设锚杆和金属网构成的一种支护形式，简 称“喷锚支护”，是目前常用的一种围岩支护手段。 适应软弱和膨胀性地层隧道开挖及可用于整治坍方和隧 道衬砌的裂损。
1 作用原理
喷射混凝土充填裂隙、封闭围岩壁面，靠喷层与围岩的粘 结力及自身的抗剪能力组成一个新的承载结构体系 通过锚杆的悬吊效应、组合梁效应 、加固效应以发挥围 岩自承能力 形成一种柔性衬砌结构，与围岩合成一体，共同作用， 充分调动或发挥围岩的自稳能力
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4.2 洞门与明洞 一、洞门
1、定义
在隧道洞口用圬工砌筑并加以一定建筑装饰的支挡结构物。
2、洞门作用
◆ 减少洞口土石方开挖量 ◆ 稳定边坡 ◆ 引离地表流水 ◆ 装饰洞口
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3、洞门结构类型
◆ ◆ 洞口环框式洞门 端墙式洞门
◆
◆ ◆ ◆ ◆
翼墙式洞门
柱式洞门 台阶式洞门 斜交洞门 削竹式(喇叭式)洞门
工艺流程：立模→灌筑→养生→拆模 优点： ◆ ◆ ◆ ◆ 对地质条件和施工条件适应性较强 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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1、直墙式衬砌
适用条件：
拱圈
地质条件较好的Ⅰ、 Ⅱ级(Ⅴ、Ⅵ类 )围有或仅有很小 的水平侧向压力。
铺底
直墙式衬砌
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半衬砌
适用于： 地质条件极好， 整体岩层坚固； 几乎无水平侧压力， 也无地下水侵入。
直墙式衬砌
可不设边墙，但应 把两侧岩壁表面喷 浆敷面。
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2、曲墙式衬砌
拱圈
适用于： 地质较差，岩
曲边墙
体松散破碎，
强度不高；
有地下水；
内轨顶面
侧向水平压力 也相当大。
仰拱
曲墙式衬砌
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连拱四线铁路隧道
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二、装配式混凝土衬砌
因隧道施工工业化和机械化发展而出现了装配式隧道衬
砌，目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中应用。 ◆ ◆ 优点： ◆ ◆ ◆ 缺点： ◆ ◆ ◆ 可立即承受围岩压力 工厂化、机械化，改善劳动条件 不需临时支撑可节省大量材料及劳力 速度快，工期短，造价低 接缝多，整体性差， 抗渗性差，防水困难 需要足够的拼装空间 制备构件尺寸上要求精度高
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第四章 隧道结构构造
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主要内容
4.1 4.2 4.3 初砌构造 洞门与明洞 附属建筑物
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4.1 衬砌构造
1 外部支护
◆ ◆ ◆ ◆ 整体式混凝土衬砌 砌石衬砌 拼装式衬砌 喷射混凝土支护
2 内部支护
★ 锚杆 ★ 注浆 ● 喷锚支护 ● 复合式衬砌
3 混合支护
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一、整体式混凝土衬砌
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六、衬砌结构一般规定
衬砌结构材料 隧道衬砌材料，应具有足够的强度和耐久性，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 隧道衬砌一般不设伸缩缝，但严寒地区的整体式衬 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。