高铁隧道(隧道结构构造)
隧道结构构造
隧道结构构造山岭隧道结构由主体建筑物和附属建筑物两部分组成。
隧道的主体建筑物是为了保持隧道的稳定，保证车辆的安全运行而修建的，由洞身、衬砌和洞门组成。
在洞口容易坍塌或有落石的危险时，还需要加筑明洞隧道的附属建筑物是为了养护、维修工作的需要以及满足排水、供电、通信和通风等方面的要求而修建的。
隧道的附属建筑包括：临时停车带、防排水设施、大小避车洞（普铁）、综合洞室、电缆槽、长大隧道的通风设施等。
隧道附属建筑物，应根据具体情况设置。
3.1 洞门类型及构造3.1.1 隧道洞门作用隧道两端都要修建洞门。
洞门的作用是保持洞口仰坡和路堑边坡的稳定，汇集和排除地面水流，保护洞门附近岩土体的稳定，确保行车安全。
洞门的作用有以下几方面：（1）稳定边坡、仰坡。
洞口开挖施工后，附近边坡、仰坡裸露的岩体不断风化，容易滚落甚至滑塌，导致堵塞路面和洞口，砸坏线路轨道，威胁行车安全。
修建洞门就可以避免或减小这些危害。
（2）引排地表水。
雨季洞口地表水如不引排，可能会淹溺线路，引起边、仰坡滑塌，危及行车安全，修建洞门及截排水沟，可以使隧道洞口免遭降雨影响。
（3）装饰作用。
修建美观的洞门对隧道洞口可以起到装饰作用，城市、景区的隧道尤其需要结合所处环境美化洞门。
3.1.2 隧道洞门形式隧道洞门形式的选择应在保障安全的同时考虑洞门美化和环境美化。
不同地址的隧道洞门构造形式各有特点。
山岭隧道洞门形式主要有：环框式洞门、翼墙式洞门、柱式洞门及台阶式洞门等。
水底隧道的洞门通常与附属建筑物（如通风、供电、发电间、管理所、监控室等）结合在一起修建。
城市道路隧道因其交通量比较大，对洞门建筑的安全要求和艺术要求都比较高。
1.环框式洞门当隧道洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育且不易风化（Ⅰ～Ⅱ级围岩），路堑开挖后仰坡极为稳定，又无较大的排水量要求时，可采用环框式洞门（图3-1），以起到加固洞口、防止落石的作用。
环框与洞口衬砌可用混凝土整体灌筑。
图3-1 环框式洞门2.端墙式洞门当地形开阔，岩土体基本稳定（Ⅱ～Ⅲ级围岩），边坡仰坡不高时，隧道轴线与坡面基本正交，常采用端墙式洞门（图3-2）。
隧道结构构造资料
衬砌变形量测
通过设置沉降观测点，定期测量隧道 衬砌的沉降和位移，判断衬砌结构的 稳定性和安全性。
隧道收敛量测
监测隧道施工过程中的净空变化，判 断隧道施工对围岩稳定性的影响。
监控量测的方法
传感器监测法
利用各种传感器对隧道结构进行实时监测，获取数据。
人工观测法
通过人工定期对隧道结构进行观察和测量，记录数据。
衬砌混凝土施工
在隧道洞壁上浇筑混凝土，要求一次浇筑成 型，确保衬砌层的整体性和稳定性。
04
隧道防排水结构
防排水系统的组成
防水层
衬砌结构
防水层是隧道防排水系统的核心，主 要作用是防止地下水渗入隧道内部。
衬砌结构是隧道的主体结构，包括初 期支护和二次衬砌，起到承载和防水 的双重作用。
排水系统
排水系统负责将隧道周围的地下水排 出，防止水压积聚对隧道结构造成损 害。
排水系统施工
排水系统施工包括安装排水沟、集 水井和排水管等，应确保排水通畅， 防止水压积聚对隧道结构造成损害。
衬砌结构施工
衬砌结构施工时应严格控制混凝土 配合比和浇筑质量，加强混凝土养 护，提高衬砌结构的耐久性和防水 性能。
05
隧道通风结构
通风系统的组成
送风系统
用于向隧道内输送新鲜空气，通 常包括进风口、送风机和送风管
防排水材料的选择
防水材料
防水材料应具备优良的耐久性、 耐腐蚀性和抗裂性，常用的防水 材料包括防水卷材、防水涂料等 。
排水材料
排水材料应具备较好的耐压性能 和耐腐蚀性能，常用的排水材料 包括塑料管、波纹管等。
防排水施工方法
防水层施工
防水层施工前应清理基层，涂刷 基层处理剂，然后铺设防水材料，
隧道高铁盾构实训报告总结
一、引言随着我国高铁事业的快速发展，隧道工程在高铁建设中占据了越来越重要的地位。
盾构技术作为隧道施工的重要手段，其安全、高效、环保等特点得到了广泛应用。
为了提高隧道施工人员的专业技能，确保隧道施工质量，本次实训针对隧道高铁盾构技术进行了深入学习和实践。
以下是本次实训的总结。
二、实训目的1. 了解隧道高铁盾构技术的基本原理和施工工艺；2. 掌握盾构机的操作方法和安全注意事项；3. 熟悉隧道施工过程中的质量控制要点；4. 增强团队协作能力，提高实际操作水平。
三、实训内容1. 盾构技术基本原理盾构技术是一种利用盾构机在地下进行隧道施工的技术。
盾构机由前盾、后盾、中间盾、刀盘等部分组成，通过刀盘的旋转和推进，实现隧道的开挖和衬砌。
盾构机具有施工速度快、质量高、环境影响小等优点。
2. 盾构机操作方法盾构机的操作主要包括以下步骤：（1）组装与调试：根据隧道地质条件，选择合适的盾构机型号，并进行组装和调试。
（2）掘进：启动盾构机，通过刀盘旋转进行隧道开挖，同时推进盾构机向前。
（3）衬砌：在隧道开挖过程中，同步进行衬砌施工，确保隧道结构的稳定。
（4）出土与泥浆处理：将开挖出的土体通过出土系统运出隧道，并对泥浆进行处理。
3. 隧道施工质量控制（1）地质勘察：准确掌握隧道地质条件，为盾构机选型和施工方案制定提供依据。
（2）施工方案：根据地质条件和隧道结构要求，制定合理的施工方案。
（3）施工监控：实时监测盾构机掘进过程，确保施工质量。
（4）质量控制：严格控制隧道衬砌厚度、混凝土强度等指标，确保隧道结构安全。
4. 团队协作与实际操作（1）团队协作：盾构施工过程中，需要各工种人员密切配合，共同完成施工任务。
（2）实际操作：通过模拟盾构机操作，提高学员的实际操作能力。
四、实训收获1. 理论知识方面：掌握了盾构技术的基本原理、施工工艺和施工质量控制要点。
2. 实践操作方面：提高了盾构机的操作技能，增强了实际操作水平。
3. 团队协作方面：培养了团队协作意识，提高了团队协作能力。
高铁隧道(围岩分级、压力)
发育、节理较发育、节理发育及节理很发育。 按照岩体风化程度的不同将围岩分为：风化轻微、 较重、严重、极严重四级。
岩体完整程度按下表划分。
1
围岩分级
岩体完整程度的划分
完整 程度
完整 较完 整 较破 碎 破碎 极破 碎 结构面状态 结构面1~2组，以构造型节理或层面为主，密 闭性 结构面2~3组，以构造型节理、层面为主，裂 隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物 结构面一般为3组，以节理及风化裂隙为主， 在断层附近受构造作用影响较大，裂隙以微 张型和张开型为主，多有充填物 结构面大于3组，多以风化型裂隙为主，在断 层附近受构造作用影响大，裂隙宽度以张开 型为主，多有充填物 结构面杂乱无序，在断层附近受断层作用影 响大，宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填， 充填物厚度大 结构类型 巨块状整 体结构 块状结构 层状结构、 块石碎石 结构
表中R为RQD指标。
1
围岩分级
●优点是分级指标大体上是半定量的，同 时考虑了多种因素的影响；缺点是分级的 判断还带有一定的主观性，如弹性波速度 低，可能是有岩体完整，但岩质松软；地 质坚硬，但比较破碎；地形上局部高低相 差悬殊等几种原因引起的，就弹性波速度 这一个指标，就很难客观地下出正确的结 论。
严重
很严重
围岩地质构造变动较强烈，位于褶曲轴部或断裂影响 带内；软岩多见扭曲及拖拉现象；节理发育
位于断裂（层）破碎带内；节理很发育；岩体呈碎石、 角砾状，有的呈粉末泥土状
1
等级
节理不 发育
围岩分级
地质构造作用特征
节理（裂隙）1-2组，规则，为原生型或构造型，多数的间 距在1.0m以上，为密闭型。岩体被切割成块状
高铁隧道(隧道结构构造)
环境保护
隧道结构设计应考虑环境保护 ，尽量减少对周边环境和生态
的影响。
02
隧道衬砌结构
衬砌的类型和材料
衬砌类型
根据隧道的使用功能和围岩条件，衬砌类型可分为整体式衬砌、复合式衬砌和分离式衬 砌。整体式衬砌适用于围岩条件较好、对防水要求不高的隧道；复合式衬砌适用于围岩 条件较差、对防水要求较高的隧道；分离式衬砌适用于围岩条件特别差、有特殊要求的
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地下水压力
隧道开挖后，地下水对支护结构产生一定的 压力。
地震力
地震发生时，地层运动对支护结构产生作用 力。
温度应力
隧道内温度变化引起支护结构的热胀冷缩， 对结构产生作用力。
04
隧道排水系统
排水系统的组成和功能
排水系统的组成
主要由排水沟、集水坑、排水管道等组成。
排水系统的功能
主要负责将隧道内的积水排出，保持隧道干燥，防止水患对隧道结构和列车运行造成影响。
隧道。
衬砌材料
常用的衬砌材料有混凝土、钢筋混凝土和喷射混凝土等。混凝土衬砌具有抗压强度高、 耐久性好、成本低等优点，适用于一般隧道；钢筋混凝土衬砌具有更高的抗压和抗剪强 度，适用于有较大压力和剪力的隧道；喷射混凝土衬砌具有快速、简便、耐久性较好等
优点，适用于围岩条件较差、开挖后需要快速支护的隧道。
衬砌的厚度和构造
排水系统的设计原则
01
安全可靠
经济合理
02
03
便于维护
排水系统应具备足够的排水能力， 保证在任何情况下都能及时排除 积水。
在满足功能要求的前提下，应尽 量降低工程成本，选择合适的材 料和施工方法。
高速铁路设计新规范(隧道篇)2015年2月1日执行
8 隧道8.1 一般规定8.1.1 隧道设计必须考虑列车进入隧道诱发的空气动力学效应对行车、旅客舒适度、隧道结构和环境等方面的不利影响。
8.1.2 隧道衬砌内轮廓应符合建筑限界、设备安装、使用空间、结构受力和缓解空气动力学效应等要求。
8.1.3 隧道结构应满足耐久性要求，主体结构设计使用年限应为100 年。
8.1.4 隧道主体工程完工后，应对其特殊岩土及不良地质地段基底的变形进行观测。
8.1.5 隧道辅助坑道的设置应综合考虑施工、防灾救援疏散和缓解空气动力学效应等功能的要求。
8.1.6 隧道结构防水等级应达到一级标准。
8.2 衬砌内轮廓8.2.1 隧道衬砌内轮廓的确定应考虑下列因素：1 隧道建筑限界；2 股道数及线间距；3 隧道设备空间；4 空气动力学效应；5 轨道结构形式及其运营维护方式。
8.2.2 隧道净空有效面积应符合下列规定：1 设计行车速度目标值为300、350km／h 时，双线隧道不应小于100m2，单线隧道不应小于70 m2。
2 设计行车速度目标值为250km／h 时，双线隧道不应小于90 m2，单线隧道不应小于58 m2。
8.2.3 曲线上的隧道衬砌内轮廓可不加宽。
8.2.4 隧道内应设置救援通道和安全空间，并符合下列规定：1 救援通道1）隧道内应设置贯通的救援通道。
单线隧道单侧设置，双线隧道双侧设置，救援通道距线路中线不应小于2.3m。
2）救援通道的宽度不宜小于1.5m，在装设专业设施处可适当减少；高度不应小于2.2m。
3）救援通道走行面不应低于轨面，走行面应平整、铺设稳固；2 安全空间1）安全空间应设在距线路中线3.0m 以外，单线隧道在救援通道一侧设置，多线隧道在双侧设置；2）安全空间的宽度不应小于0.8m，高度不应小于2.2m。
8.2.5 双线、单线隧道衬砌内轮廓如图8.2.5-1～4 所示。
图8.2.5-1 时速250km/h 双线隧道内轮廓（单位：cm）图8.2.5-2 时速300、350km/h 双线隧道内轮廓（单位：cm）内轨顶面路中线隧线线中道线线中路隧道中线内轨顶面线路中线图8.2.5-3 时速250km/h 单线隧道内轮廓（单位：cm）线线路中隧线道中内轨顶面图8.2.5-4 时速300、350km/h 单线隧道内轮廓（单位：cm）8.3 隧道衬砌8.3.1 暗挖隧道应采用复合式衬砌，明挖隧道应采用整体式衬砌。
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。
铁路隧道构造
(cm)
(3)外轨超高使车体向曲线内侧倾移 d内2
d内2 1LH50—E（取cm1）50cm
式中
H—隧道限界控制点自轨面起的高度，cm；
E—曲线外轨超高值，其最大值不超过15cm，并 取整,且
E
0.76
V2 max
(cm)
R
其中
V—铁路远期行车最高速度,
km。h
则隧道内侧加宽值为:
W1
d内1
d内2
返回 第一节 铁路隧道净空
一、直线隧道净空
隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。
1．机车车辆限界：它是指机车车辆最外轮廓的 限界尺寸。
2．基本建筑限界：它是指全国铁路线上所有的建
筑物和设备都不允许侵入的轮廓线。
3．隧道建筑限界：它是指包围“基本建筑限界”
外部的轮廓线。即要比“基本建筑限界”大一些，留
（二）不同加宽地段衬砌断面的衔接方式 1．直角台阶的错台法 2．自加宽断面终点向不加宽断面延伸1m范围内
逐渐过度的顺坡法（渐变）
图2-1-7 曲线地段隧道断面加宽示意图
返回
第二节 衬砌结构类型
一、洞身衬砌结构类型
临时支护：钢木支撑 支护类型
外部支护：整体式模筑混凝土衬 砌、装配式衬砌、喷射混凝土 永久支护（衬砌） 内部支护：喷锚、挂网、格 栅等 联合支护
内外侧线路中线间的加宽值按下面情况计算:
（1）当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨
超高时：
W3
8450 R
360 150
E 2
(cm)
下一张
返回
（a） (b)
图2-1-3 列车在曲线地段运行情况
（2）其它情况时：（内侧线路超高大于外侧线路
高速铁路隧道工程
汇报人：日期:CATALOGUE目录•高速铁路隧道工程概述•高速铁路隧道设计•高速铁路隧道施工•高速铁路隧道安全与质量控制•高速铁路隧道工程案例分析•总结与展望高速铁路隧道工程概述01高速铁路隧道工程是指为满足高速列车行驶需要，在地质条件下利用工程机械修建的隧道。
定义具有较高的技术要求，需要考虑到隧道内的空气动力学效应、隧道结构设计、施工方法等因素。
特点定义与特点通过修建高速铁路隧道，可实现列车的高速通行，提高铁路运输能力和效率。
提高铁路运输能力优化国土空间布局提高安全性高速铁路隧道能够穿越山地、丘陵等复杂地形，优化国土空间布局，促进区域经济发展。
高速铁路隧道具有较好的封闭性，能够减少外部环境对列车行驶的影响，提高列车行驶的安全性。
030201高速铁路隧道工程的重要性高速铁路隧道工程的历史与发展高速铁路隧道工程起源于20世纪初，随着工程技术的发展和进步，逐渐得到了广泛应用和发展。
发展目前，我国已成为世界上高速铁路隧道工程建设规模最大、技术水平最高的国家之一，未来还将继续推进高速铁路隧道工程建设，提高铁路运输能力和效率。
高速铁路隧道设计02根据施工条件、线路要求和地质条件，选择合适的断面形状，如圆形、马蹄形、矩形等。
隧道断面形状根据列车通行、施工安全、结构稳定及地质条件等因素，确定合理的隧道横断面尺寸。
隧道横断面尺寸为保证列车安全舒适地运行，隧道内应保持规定的净空面积和净空高度。
隧道净空隧道断面设计根据围岩的物理力学性质、岩体结构特征等因素，对围岩进行分级，以便于选择适当的支护类型和参数。
围岩分级包括喷射混凝土、锚杆、钢支撑等，提供足够的支撑力，防止围岩变形和破坏。
初期支护在初期支护的基础上，采用更强的支护措施，如钢筋混凝土衬砌等，以增加隧道的整体稳定性。
二次支护隧道支护结构设计排水设计通过设置排水沟、排水管等设施，将地下水排出隧道外，以防止积水对隧道结构造成不利影响。
防水设计采用防水卷材、防水涂料等材料，防止地下水渗透进隧道内。
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。
高铁隧道(隧道结构构造)
隧道支护
（一）锚杆
锚杆是将破碎或 不稳定岩体(块)与牢 固稳定的岩体连结在 一起以提高整体稳定 性的一种支护措施。
1
洞身衬砌结构
1
洞身衬砌结构
（二）钢架
当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道开挖 后，需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。在初 期支护内设置钢拱架将增大支护结构早期的刚度，阻 止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。钢架分为 型钢和格栅钢架两种。
洞门与明洞
翼墙式（八字式）洞 门 洞口地质较差（Ⅳ 级及以上围岩），山体 纵向推力较大时，在端 墙式洞门的单侧或双侧 设置翼墙。
2
洞门与明洞
柱式洞门 洞口地形较陡（Ⅳ 级围岩），仰坡有下 滑的可能性，又受地 形或地质条件限制， 不能设置翼墙时，可 在端墙中部设置2个 （或4个）断面较大 的柱墩，以增加端墙 的稳定性。
2
洞门与明洞
D Lh
D0
D Lh
D0
洞口缓冲段纵向断面形式
3
隧道附属构筑物
（一）防排水设施 隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施 实现的。 经过理论和实践经验的总结，提出了“防、 堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。
3
隧道附属构筑物 截：截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口
地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治； 防：防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利 用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设置
• 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，以增 加明洞抵抗侧 向压力的能力。
2
洞门与明洞 (4)半路堑式单压型
• 适用于傍山隧 道洞口或傍山 线路上半路堑 地段
2
洞门与明洞
2、棚式明洞(简称棚洞)
5 隧道结构构造
31
复合式衬砌
（一）初期支护 4、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。
山岭隧道
32
复合式衬砌
（一）初期支护 4、钢筋网 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受力
时速350 km双线铁路隧道代表性衬砌结构断面(V级围岩)
51
复合式衬砌
（三）山岭隧道复合式衬砌典型断面及部分参数 5）高速铁路隧道复合式衬砌断面
山岭隧道
时速350 km双线铁路隧道代表性衬砌结构断面(II级围岩)
52
单层衬砌
（一）整体式混凝土衬砌 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
山岭隧道
18
复合式衬砌
（一）初期支护 2、喷射混凝土 喷混凝土的设计项目主要是喷混凝土的强度、厚度。 我国铁路隧道设计规范和公路隧道设计规范以及锚
杆喷射混凝土支护技术规范规定的喷混凝土为C20。
山岭隧道
19
复合式衬砌
（一）初期支护 2、喷射混凝土
对喷混凝土厚度的认识 ： 从饰面的角度出发，喷混凝土厚度多采用5cm，喷砂 浆的厚度可以采用3cm； 从发挥支护构件作用，厚度不宜小于8cm； 喷混凝土的最大厚度，除特殊场合外不宜大于20cm， 在特殊场合可以采用25cm。
筋，由设计确定，直径12mm左右；纵向筋一般为构造 筋，直径6~10mm；网格尺寸一般为20cmx20cm, 20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。
333铁路隧道洞身构造(第5讲)
铁路
混凝土、钢筋混凝土、喷射混凝土、锚杆 和钢架
隧道洞身衬砌构造
衬砌 类型
1 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
铁路隧道衬砌类型
隧道洞身衬砌构造
铁路隧道衬砌类型
整体式模筑混凝土衬砌
采用混凝士或钢筋混凝土为材料 就地灌注而成。依照不同的地质 条件，或是按照不同的围岩级别， 又有直墙式和曲墙式两种形式。 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。
铁路桥梁与隧道工程
隧道洞身构造
目录
隧道洞身结构划分 隧道衬砌构造 隧道铺底构造
隧道洞身结构划分
洞身概念
隧道主体工程之一， 范围：洞门之间段落。 其作用是承受围岩压 力、结构自重及其它 荷载，阻止围岩风化、 崩塌和洞内防水、防 潮等
隧道洞身结构划分
铁路隧道常见洞身构造及划分
1 直墙式 2 曲墙式 3 复合式
隧道洞身衬砌构造
初支与内衬共同参与工作、各有侧重
1
复 合
既充分调动围岩自稳能力，又充分发挥支护结构性能 2
式
衬
复合隧道结构体系力学变化、适用各种地质条件 3
砌
提高衬砌承载能力、改善结构受力条件 节省材料、节约投资
4的 特
5点
工艺复杂，需要考虑围岩及支护的变形、预留变形量 6
隧道洞身衬砌构造
仰拱
概念
隧道洞身结构划分
拱顶
拱圈
拱脚 边墙 墙脚
直边墙
轨顶面
铺底
直墙式
•普速铁路，单线 •围岩地质较好（Ⅰ、Ⅱ级(Ⅴ、Ⅵ 类)），围岩压力以竖向为主，几乎 没有或仅有很小的水平侧向压力。
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隧道结构构造
洞身衬砌结构 洞门与明洞 隧道附属构筑物
精选.
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洞身衬砌结构
• 开挖后的隧道，为了保持围岩的稳定性，一 般需要进行支护和衬砌。
• 支护的主要方式有：喷射混凝土、锚杆、钢 架、钢筋网及其它的组合。
• 衬砌的主要方式有：整体式混凝土衬砌、拼 装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌等。
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O3 h1
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27
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铁路隧道复合式衬砌示意图
精选.
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洞身衬砌结构
（三）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（单层衬砌）的形式。它具有隧 道开挖后衬砌及时、施工方便和经济的显著特点。
锚喷式衬砌在围岩整体性较好的军事工程、各类
用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛使用。 在公路、铁路隧道设计规范中，都有根据隧道围岩地 质条件、施工条件和使用要求可采用锚喷衬砌的规定。
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洞身衬砌结构
精选.
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洞身衬砌结构
（五）多种措施组合支护
精选.
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洞身衬砌结构
隧道衬砌
（一）整体式混凝土衬砌
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。
喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种
新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定的混 合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表 面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对围岩起到 支护作用。
喷射混凝土可以作为隧道工程的永久性或临时性
支护，也可以与各种形式的锚杆、钢拱架、钢筋网等 构成组合式支护结构。它的灵活性也很大，可以根据 需要分次追加厚度。
精选.
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洞身衬砌结构
特点：可以满足初期支护施作及时、刚度小易变锚形杆 的要求， 且与围岩密贴，从而能保护和加固围岩，充网分防喷水发混层凝挥土围岩的 自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平整，二可次以衬防砌 止外层 风化，装饰内壁，增强安全感。
45° r1
H O3
h1
O1
O2
O2
r3
隧线 中中 线线 内轨顶面
精选.
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洞门与明洞
一、洞门
1、洞门的作用 ➢减小洞口土石方开挖量 ➢稳定边、仰坡 ➢引离地表水流 ➢装饰洞口
精选.
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洞门与明洞
1）洞门的形式
➢环框式洞门 洞口石质坚
硬稳定，地形陡 峻无排水要求。
精选.
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洞门与明洞
➢端墙式（一字 式）洞门
适用于地形 开阔，石质较稳 定的地区；由端 墙和洞门顶排水 沟组成
精选.
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洞身衬砌结构
（二） 复合式衬砌
复合式衬砌是指把衬砌分成
两层或两层以上，可以是同一种 形式、方法和材料施作的，也可 以是不同形式、方法、时间和材 料施作的。
目前大都采用内外两层衬砌。
按内外衬砌的组合情况可分为： 初期支护与二次衬砌。根据围岩 条件不同，分别采用不同的断面 形式和支护、衬砌参数。
精选.
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洞身衬砌结构
（四）装配式衬砌
装配式衬砌是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。
这种衬砌的特点是：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和水底
隧道中采用。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。
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；网格尺寸一般为20cmx20cm, 20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。
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洞身衬砌结构
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洞身衬砌结构
（四）喷混凝土
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洞门与明洞
➢台阶式洞门 当洞门位于傍山
侧坡地区，洞门一侧 边仰坡较高时，为了 提高靠山侧仰坡起拔 点，减少仰坡高度， 将端墙顶部改为逐级 升高的台阶形式。
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洞门与明洞
➢斜交式洞门
当隧道洞口地面等高线斜交时，可采用平行 于等高线与线路呈斜交的洞口(洞门与线路中线 的交角不应小于45°) 。
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洞门与明洞
➢翼墙式（八字式）洞 门
洞口地质较差（Ⅳ 级及以上围岩），山体 纵向推力较大时，在端 墙式洞门的单侧或双侧 设置翼墙。
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洞门与明洞
➢柱式洞门 洞口地形较陡（Ⅳ
级围岩），仰坡有下 滑的可能性，又受地 形或地质条件限制， 不能设置翼墙时，可 在端墙中部设置2个 （或4个）断面较大 的柱墩，以增加端墙 的稳定性。
特点：对地质条件的适应性较强，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。
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洞身衬砌结构
精选.
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洞身衬砌结构
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
围岩，直墙式衬砌由上部
拱圈、两侧竖直边墙和下
部铺底三部分组合而成。 墙脚
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洞身衬砌结构
型钢钢架接头(尺寸单位:mm)
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Hale Waihona Puke 71洞身衬砌结构
（二）钢架（格栅）
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洞身衬砌结构
精选.
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洞身衬砌结构
（三）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。
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洞身衬砌结构
隧道支护
（一）锚杆
锚杆是将破碎或 不稳定岩体(块)与牢 固稳定的岩体连结在 一起以提高整体稳定 性的一种支护措施。
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洞身衬砌结构
精选.
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洞身衬砌结构
（二）钢架
当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道开挖 后，需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。在初 期支护内设置钢拱架将增大支护结构早期的刚度，阻 止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。钢架分为 型钢和格栅钢架两种。
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拱顶
拱腰
铺底
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洞身衬砌结构
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。
精选.
拱顶
拱腰
拱脚
仰拱
墙脚
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洞身衬砌结构