隧道工程图文讲解 PPT
合集下载
隧道工程施工基础知识(图文)PPT课件
• 喷射施工应由下向上，先墙后拱施工。开挖面找顶后考虑到 安全应初喷一层厚约5cm厚砼。
• 喷射时先送风，后开机，先对岩壁喷水湿润，再给料，结束 时先停料，再停风、水。风压控制在0.45-0.7Mpa。作业完成 后，及时清理喷浆机内余料。喷射手与受喷面距离为.6米-1 米，根据喷射砼回弹情况不断调整。终凝后洒水养护7天。
• 检验要求：喷射击队砼的平均厚度大于设计厚度，检查点数 的60%以上大于设计厚度，最小不小于设计厚度的1/2。
• 基本理论点： • 1）岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分
保护岩体，尽量减少对它的扰动，围岩软弱时，采取措施对围岩 注浆加固。 • 2）为充分发挥岩体的承载能力，允许并控制岩体的变形。开挖 后断面的应力是最大的，而初支最初受力为零，随着位移的变化 围岩应力慢慢变小，而初支刚由于位移的产生受力越来越大，这 两个力在位移到一定程度后，达到了新的平衡，新奥法是允许沉 降变形的，有沉降变形是正常的，但如果变形速率过大，或突变， 则应警惕。 • 3）为改善支护结构受力性能，应尽快闭合，而成为封闭环。 • 4）加强施工中对围岩变形、压力 的观测，进行动态设计施工。 • 5）二次衬砌原则上在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下施 工的，在围岩软弱段应较早施工，此时理论已不单纯的是新奥法 施工。 • 6）在软弱围岩段要按照施工中严格按照设计要求，遵循新奥法 施工原理，软弱地质洞身开挖应坚持“管超前、严注浆、短进尺、 弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则，确保施工安全。
• 所用砂：宜用粗砂，砂过细则干缩量大，增加回弹量。 但回弹量较大，劳动条件差，粉尘较大。
• 所用米石：5-20的米石为宜。所拌喷浆料含水量以用手 攥住手内成团，自然丢落散开为宜。
• 外加剂：速凝剂、增粘剂等，一般只用速凝剂。 • 湿喷：预拌砼，在通过湿喷机时加液体速凝剂，该施工方
隧道工程基本内容讲解PPT(共97页)
1.造价较高
一般是普通线路的8～10倍左右 ● 铁路隧道：单线约2～3万元/m，双线约3～4万元/m； ● 公路隧道大约与双线铁路隧道的相当。
●
2.施工期限长
由于修建隧道时场地狭小，工作流程环节较多，施工工序
多，工程量也比路基等大，往往成为一条线路中的关键工程。
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
大于2m2的洞室。（1970年国际经济合作
与发展组织的隧道会议）
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
10.1.2隧道的特点
●是交通运输线路穿越天然障碍的
有效方法
●穿越的地质条件复杂多变，工程
定位、设计、施工方法要随时作相 应调整。
●施工作业面窄，劳力设备受到限
制，工业化、机械化施工要求高
●造价昂贵
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
隧道开发技术发展概况
14世纪 火药的发明用于隧道开挖 1818年 布鲁塞尔发明盾构
1896年 英国人Greothead第一次应用压缩空气
和盾构修建水底隧道
1906年 建成通车的贯穿阿尔卑斯山的新普伦隧道
最先开始应用凿岩机和硝化甘油炸药
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
3.有利于环境保护 既有利于国民经济的可持续发展。当今世界面临 人口爆炸，土地退化，资源短缺，生态变坏，气候反 常，环境恶化，人类赖以生存的地球已不堪重负，各 国都把地下发展当成一种新型国土资源来看待。
4.应用范围广泛
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
10.1.2.2 缺点
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
第10讲
一般是普通线路的8～10倍左右 ● 铁路隧道：单线约2～3万元/m，双线约3～4万元/m； ● 公路隧道大约与双线铁路隧道的相当。
●
2.施工期限长
由于修建隧道时场地狭小，工作流程环节较多，施工工序
多，工程量也比路基等大，往往成为一条线路中的关键工程。
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
大于2m2的洞室。（1970年国际经济合作
与发展组织的隧道会议）
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
10.1.2隧道的特点
●是交通运输线路穿越天然障碍的
有效方法
●穿越的地质条件复杂多变，工程
定位、设计、施工方法要随时作相 应调整。
●施工作业面窄，劳力设备受到限
制，工业化、机械化施工要求高
●造价昂贵
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
隧道开发技术发展概况
14世纪 火药的发明用于隧道开挖 1818年 布鲁塞尔发明盾构
1896年 英国人Greothead第一次应用压缩空气
和盾构修建水底隧道
1906年 建成通车的贯穿阿尔卑斯山的新普伦隧道
最先开始应用凿岩机和硝化甘油炸药
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
3.有利于环境保护 既有利于国民经济的可持续发展。当今世界面临 人口爆炸，土地退化，资源短缺，生态变坏，气候反 常，环境恶化，人类赖以生存的地球已不堪重负，各 国都把地下发展当成一种新型国土资源来看待。
4.应用范围广泛
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
10.1.2.2 缺点
土木工程概论
第10讲 隧道工程(1)
第10讲
隧道工程隧道结构构造全解PPT课件
缺点： ◆ 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
第9页/共122页
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
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。
第17页/共122页
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
公
路
隧
道
C25素砼
隧线
级
道路 中中
围
线线
岩
复
合
衬
2%
路线设计标高
砌
隧底填充C10素砼
结
C25素砼
构
复合式衬砌结构图
第13页/共122页
复 合 衬 砌 防 水 层
第14页/共122页
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
第10页/共122页
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
◆ 需要足够的拼装空间
◆ 制备构件尺寸上要求精度高
第9页/共122页
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
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。
第17页/共122页
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
公
路
隧
道
C25素砼
隧线
级
道路 中中
围
线线
岩
复
合
衬
2%
路线设计标高
砌
隧底填充C10素砼
结
C25素砼
构
复合式衬砌结构图
第13页/共122页
复 合 衬 砌 防 水 层
第14页/共122页
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
第10页/共122页
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
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
.
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
第九讲-隧道工程
19世纪20年代蒸汽机的出现以及铁路和炼钢工业的发展，促进了隧 道工程的发展。1826~1830年英国在利物浦硬岩中修建了两座最早的铁路 隧道。
1843年英国在泰晤士河修建了第一条水底道路隧道。 20世纪50年代，人们才总结出各种类型隧道工程规划、设计和施工 的基本原理，在土木工程中逐渐形成了一个独立的工程领域。
半路堑偏压型明洞
半路堑单压型明洞
隧道简介
隧道施工
考核总结
※ 半路堑单压型
适用于靠山侧边坡或原山坡有坍塌、落石等情况，外侧地形陡峻无法填土地段。
※ 拱形明洞的边墙，一般采用直墙。当半路堑型单压明洞外墙尺寸较厚(可达3—5m)为节省圬工 量，通常在浆砌片石的外墙上每隔3—4m开设孔洞一个。
※ 采用偏压拱型明洞时，要特别注意处理好外墙基础，以防止因外墙下沉而引起拱圈开裂。故外墙
※ 明洞具有地面、地下建筑物的双重特点：①作为地面建筑物用以抵御边坡、仰坡的坍 方、落石、滑坡、泥石流等病害；②作为地下建筑物用于深路堑、浅埋地段不适宜暗挖隧 道时而取代隧道的作用；③用于在与公路、灌溉渠立交处，以减少建筑物之间的干扰。
※ 明洞的结构形式应根据地形、地质、经济、运营安全及施工难易等条件进行选择，采用最 多的是拱形明洞和棚式明洞。
①
③ ②
④
3~5 m
3~5 m
⑤
3~5 m
3~5 m
⑥
3~5 m
3~5 m
隧道简介
隧道施工
考核总结
该工法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护 ，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的 方法
初期支护主要包含： 1. 湿喷混凝土 2. 锚杆支护 3. 钢筋网 4. 钢拱架 5. 超前小导管/管棚
1843年英国在泰晤士河修建了第一条水底道路隧道。 20世纪50年代，人们才总结出各种类型隧道工程规划、设计和施工 的基本原理，在土木工程中逐渐形成了一个独立的工程领域。
半路堑偏压型明洞
半路堑单压型明洞
隧道简介
隧道施工
考核总结
※ 半路堑单压型
适用于靠山侧边坡或原山坡有坍塌、落石等情况，外侧地形陡峻无法填土地段。
※ 拱形明洞的边墙，一般采用直墙。当半路堑型单压明洞外墙尺寸较厚(可达3—5m)为节省圬工 量，通常在浆砌片石的外墙上每隔3—4m开设孔洞一个。
※ 采用偏压拱型明洞时，要特别注意处理好外墙基础，以防止因外墙下沉而引起拱圈开裂。故外墙
※ 明洞具有地面、地下建筑物的双重特点：①作为地面建筑物用以抵御边坡、仰坡的坍 方、落石、滑坡、泥石流等病害；②作为地下建筑物用于深路堑、浅埋地段不适宜暗挖隧 道时而取代隧道的作用；③用于在与公路、灌溉渠立交处，以减少建筑物之间的干扰。
※ 明洞的结构形式应根据地形、地质、经济、运营安全及施工难易等条件进行选择，采用最 多的是拱形明洞和棚式明洞。
①
③ ②
④
3~5 m
3~5 m
⑤
3~5 m
3~5 m
⑥
3~5 m
3~5 m
隧道简介
隧道施工
考核总结
该工法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护 ，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的 方法
初期支护主要包含： 1. 湿喷混凝土 2. 锚杆支护 3. 钢筋网 4. 钢拱架 5. 超前小导管/管棚
隧道工程PPT课件
第一节洞门的结构构造
隧道工程
- 拱形明洞门
- 拱形明洞门可分为路堑式和半路堑式两类。路堑式明洞门有端墙式 （常用柱式）和翼墙式两种，与一般隧道门形式相类似
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
12
第一节洞门的结构构造
隧道工程
- 半路堑式明洞门多用于傍山线路，其山侧与原地层相接，为了适应 傍山、横向地面坡陡的地形，一般也多以台阶形式加高端墙，并在山 侧设置挡墙支挡边坡，降低开挖高度，
大减少对坡面的冲刷
• 洞口显得宽敞，结构式样比较美观，而且对于边、仰坡坡度不一致的洞
口，设计时亦便于处理
9
第一节洞门的结构构造
- 台阶式洞门
当洞门处于傍山侧坡地区，地 面横坡较陡，洞门一侧边坡较 高时，为了减小仰坡高度及外 露坡长，可以将端墙一侧顶部 改为逐步升级的台阶形式，以 适应地形的特点，减少仰坡土 石开挖量。这种洞门也有一定 的美化作用
•明洞门
明洞门主要配合明洞结构类型设计，明 洞有拱形明洞和棚洞之分，相应明洞门 也分拱形明洞门和棚式明洞门两大类
隧道工程
棚式明洞门
5
第一节洞门的结构构造
环框式洞门
• 环框式洞门，即只镶饰隧道衬砌
两端部分
• 适用于隧道洞口仰坡极为稳固，
岩层坚硬，节理不发育，不易风化 ，地形陡峻而又无排水要求的地段
端墙式洞门
隧道工程
- 偏压斜墙式拱形明洞
• 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。
• 承受偏压荷载，拱圈为等截面，内侧边墙为等厚直墙式，外侧边墙不
等厚斜墙式。
- 半路堑单压式拱形明洞
• 受单侧的压力，结构内轮廓与隧道一致，左右对称，结构截面左右不
隧道工程完整ppt课件
2
Kv
完整性
>0.75
完整
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 <0.15
较完整 破碎 较破碎 极破碎
完整版PPT课件
7
● 岩石质量指标（RQD）：是综合反映岩体的强度和 岩体的破碎程度的指标。所谓岩石质量指标是指钻探
时岩心复原率，或称为岩芯采取率，即： RQD（％） ＝ 10cm以上岩芯累计长度 × 100 单位钻孔长度
● 优点： 指标单一，使用方便；
● 缺点：不能全面反映岩体固有的性态。
完整版PPT课件
13
⑵ 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法：
① 这类分类法以泰沙基分类法为代表
这类分类法是在早期提出的，限于当时的条件，仅把 不同岩性、不同构造条件对围岩分类，这类分类法曾长 期被各国采用，至今仍有广泛的影响。
围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它 既可反映岩石软硬，又可表达岩体结构的破碎程度。 1970年前后，日本提出按围岩弹性波速度进行分类，我 国从1986年起，也开始将围岩弹性波（纵波）速度引入 我国围岩分类法中。
② 进行科学管理及正确评价经济效益；
③ 确定结构上的荷载（松散荷载）；
④ 给出衬砌结构的类型及其尺寸；
⑤ 制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等；
完整版PPT课件
4
● 人们对围岩的认识是不断深入的： 从在国外的情况看：
土石方工程 分类法(开 挖难易程度)
岩石的坚固 性来分类: 如 坚固性系数f
RQD
● 地质环境：隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广， 包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就存在于地 层中的原始地应力状态、地温梯度等 。
完整版PPT课件
第三章隧道工程PPT课件
27
⒉半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞
28
明洞顶上回填石≥1.5m，且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。 二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版，内墙为重力式墩台结构，外
墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。
29
第五节 隧道通风建筑物的构造
二、装配式衬砌：
11
优点
缺点
1、不需养生；
1、有足够的拼装空间；
2、改善了劳动条件；
2、构件尺寸要求精度高；
3、节省大量的支撑材料及劳力； 3、接缝多，防水困难。
4、缩短工期，降低造价。
构造应满足条件：1、强度足够且耐久；
2、能立即承受荷载；
3、装配简便，构件类型少，形式单一，尺寸统
一，便于工业化制作和机械化拼装；
第三章 隧道结构构造
学习要点：
●掌握曲线隧道的净空加宽 ●了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造 ●掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用) ●了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造
1
第一节 隧道横断面设计
一、隧道净空限界: 1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最
水坡；
c.采用单向顺坡排水或双向排水。
23
⒋其它型式：⑴柱式洞门：增加端墙稳定性
24
⑵台阶式洞门：适应地形特点
25
⑶斜洞门
（洞口5m范围内衬砌加强，且与洞身整体砌筑）
26
第四节 明洞的构造
明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。 一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大) ⒈路堑式拱形明洞
⒉半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞
28
明洞顶上回填石≥1.5m，且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。 二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版，内墙为重力式墩台结构，外
墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。
29
第五节 隧道通风建筑物的构造
二、装配式衬砌：
11
优点
缺点
1、不需养生；
1、有足够的拼装空间；
2、改善了劳动条件；
2、构件尺寸要求精度高；
3、节省大量的支撑材料及劳力； 3、接缝多，防水困难。
4、缩短工期，降低造价。
构造应满足条件：1、强度足够且耐久；
2、能立即承受荷载；
3、装配简便，构件类型少，形式单一，尺寸统
一，便于工业化制作和机械化拼装；
第三章 隧道结构构造
学习要点：
●掌握曲线隧道的净空加宽 ●了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造 ●掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用) ●了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造
1
第一节 隧道横断面设计
一、隧道净空限界: 1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最
水坡；
c.采用单向顺坡排水或双向排水。
23
⒋其它型式：⑴柱式洞门：增加端墙稳定性
24
⑵台阶式洞门：适应地形特点
25
⑶斜洞门
（洞口5m范围内衬砌加强，且与洞身整体砌筑）
26
第四节 明洞的构造
明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。 一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大) ⒈路堑式拱形明洞
隧道工程施工基础知识图文 ppt课件
隧道工程施工基础知识图文
▪ 掏槽眼常用的为楔形掏槽
▪ 图中所示为楔形掏槽
单 位 ： cm
隧道工程施工基础知识图文
4、爆破
▪ 光面爆破：
▪ 光面爆破的目的是沿设计轮廓线爆破后留下的围岩光滑平整，控制 超欠挖，降低对周边围岩的干扰，充分利用围岩的自稳能力。
▪ 光面爆破：沿设计轮廓打一排小间距眼（眼孔位小些更好），小药 量装药。
隧道工程施工基础知识
二OБайду номын сангаас一年一月
隧道工程施工基础知识图文
前言
▪ 我们公司隧道项目较少，技术人员也较 少人员参与过隧道施工，针对该情况本讲义 的思路是先就我国隧道的情况做下简要介绍， 就新奥法隧道道设计的基础理论做简要介绍， 再按隧道施工的基本流程对一些实际施工的 理论与操作、注意事项等做一些介绍。使参 加培训人员对隧道工程施工有一个大概的认 识。
二、新奥法原理
▪ 矿山法是采用爆破主方式将洞室岩石取出，对周边围岩自稳 能力及稳定性破坏也较大。
▪
矿山法又分传统矿山法和新奥法。
▪
传统矿山法施工设计理念是周边所有的力都是直接作用
于隧道上，不考虑隧道围岩（围岩是指隧道开挖洞室周边岩
体，一般是考虑施工影响隧道周边3-4米范围）开挖过后是无
初期支护的，直接采用木支撑或钢支撑，拆除临时支撑后再
▪ 爆破一般采用乳化炸药，炮眼采用非电毫秒雷管，起爆雷管 采用电雷管。爆破采用微差爆破，从掏槽眼往外一般用1、3、 5、7、9、11、13、15段雷管起爆，超爆顺序是段数越少越 早起爆，但起爆时间差较小。一般IV级围岩如分上下断面， 则上半断面单方炸药耗量为0.7Kg/M3,下半断面一般为0.4 Kg/M3,因为下台阶有临空面,故耗药量较少.光面爆破为周边眼 间隔.装药,并配以导爆索.,因地质条件的多变性，要根据爆破 效果不断进行调整爆破方案，包括炮眼间距及装药量。
▪ 掏槽眼常用的为楔形掏槽
▪ 图中所示为楔形掏槽
单 位 ： cm
隧道工程施工基础知识图文
4、爆破
▪ 光面爆破：
▪ 光面爆破的目的是沿设计轮廓线爆破后留下的围岩光滑平整，控制 超欠挖，降低对周边围岩的干扰，充分利用围岩的自稳能力。
▪ 光面爆破：沿设计轮廓打一排小间距眼（眼孔位小些更好），小药 量装药。
隧道工程施工基础知识
二OБайду номын сангаас一年一月
隧道工程施工基础知识图文
前言
▪ 我们公司隧道项目较少，技术人员也较 少人员参与过隧道施工，针对该情况本讲义 的思路是先就我国隧道的情况做下简要介绍， 就新奥法隧道道设计的基础理论做简要介绍， 再按隧道施工的基本流程对一些实际施工的 理论与操作、注意事项等做一些介绍。使参 加培训人员对隧道工程施工有一个大概的认 识。
二、新奥法原理
▪ 矿山法是采用爆破主方式将洞室岩石取出，对周边围岩自稳 能力及稳定性破坏也较大。
▪
矿山法又分传统矿山法和新奥法。
▪
传统矿山法施工设计理念是周边所有的力都是直接作用
于隧道上，不考虑隧道围岩（围岩是指隧道开挖洞室周边岩
体，一般是考虑施工影响隧道周边3-4米范围）开挖过后是无
初期支护的，直接采用木支撑或钢支撑，拆除临时支撑后再
▪ 爆破一般采用乳化炸药，炮眼采用非电毫秒雷管，起爆雷管 采用电雷管。爆破采用微差爆破，从掏槽眼往外一般用1、3、 5、7、9、11、13、15段雷管起爆，超爆顺序是段数越少越 早起爆，但起爆时间差较小。一般IV级围岩如分上下断面， 则上半断面单方炸药耗量为0.7Kg/M3,下半断面一般为0.4 Kg/M3,因为下台阶有临空面,故耗药量较少.光面爆破为周边眼 间隔.装药,并配以导爆索.,因地质条件的多变性，要根据爆破 效果不断进行调整爆破方案，包括炮眼间距及装药量。
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)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
偏压衬砌示意图
6、喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道， 可将一条双幅公路隧道 分建为二个单线隧道或 二条单线并建为一条双 幅的情况，衬砌产生了 一个过渡区段，这部分 隧道衬砌的断面及线间 距均有变化，相应成了 一个喇叭型，称为喇叭 口隧道衬砌。
嗽叭口隧道衬砌示意图
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
※ 在层状围岩中，采用喷锚支护效果较好；
※ 喷锚支护作为柔性支护，变形量较大，其外轮廓线宜预留稍 大的空间（20cm）；
※ 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。
明洞
通风
照明
排水、消防、通讯等
4.1 洞身衬砌
一、衬砌结构的类型：
1、防护衬砌（饰面衬砌）
● 作用
● 适用范围Βιβλιοθήκη 2、直墙式衬砌※ 适用场合：
※ 拱部形状： ①坦三心圆拱(r1> r2) ②或尖三心圆拱 (r2< r1) ③割圆拱（r1＝r2＝r）
连拱边墙或柱式边墙
直墙式衬砌
※ 围岩完整性比较好的I、II级围岩，边墙可以采用连 拱或柱，称为连拱边墙或柱式边墙
混凝土衬砌；
② 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；
③ 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。待初次支护的变形基本稳定后，进 行现浇混凝土二次衬砌，即为复合式衬砌。
5、偏压衬砌 ※ 适用情况：当山体地面坡陡于1:2.5，线路外侧山 体覆盖较薄，或由于地质构造造成的偏压，衬砌为 承受这种不对称围岩压力而采用。
※ 采用就地整体模注现浇砼，适用较广，截面可以是等截面或 是变截面。
※ IV级以上围岩，地基松软，往往侧压力较大，故宜采用 曲墙带仰拱的衬砌。
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
※ 严寒地区隧道，不管围岩等级如何，只要有地下水存在， 衬砌型式仍应采用曲墙式衬砌，并在施工中根据情况设置伸 缩缝
※ 为了避免围岩和衬砌的应力集中，造成围岩压力增加和 衬砌的局部破坏，应注意衬砌内外轮廓的圆顺，避免急剧弯 曲和棱角。
2、复合式衬砌
复合式衬砌是由初期支护和二次支护组成的，是目前隧道 工程常采用的衬砌形式。
初期支护：是限制围岩在施工期间的变形，达到围岩的暂时稳 定，初期支护应按主要承载结构设计；
二次支护：是提供结构的安全储备或承受后期围岩压力，二次 支护在Ⅲ级及以上围岩时按安全储备设计；在Ⅳ级及以下围岩 时按承载(后期围压)结构设计，并均应满足构造要求。
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
3、喷锚衬砌
※ 锚喷支护作为隧道的永久性衬砌，一般考虑是在Ⅲ级及以上 围岩中采用；在Ⅳ级及以下围岩中，采用锚喷支护经验不足， 可靠性差；
※ 大拱脚薄边墙衬砌：
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
※ 设计方法：目前以工程类比为主，理论验算为辅。结合施 工，通过测量、监控取得数据，不断修改和完善设计；
※ Ⅳ级及以下围岩或可能出现偏压时，应设置仰拱。
※ 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；
10
二、支护结构
初期支护 (一次支护)
支护 结构 永久支护(二
次支护，二 次衬砌)
一次支护是为了保证施工的安全、 加固岩体和阻止围岩的变形
整体式衬砌
二次支护是为了保证隧道使用 的净空和结构的安全而设置的
永久性衬砌结构
复合式衬砌 拼装式衬砌 锚喷式衬砌
1、整体式衬砌
※ 是传统的衬砌结构形式。不考虑围岩的承载作用，主要是通 过围岩的结构刚度来抵御地层的变形，承受围岩的压力。
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
洞门构 造物
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
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
4.2 洞门
1、概述
洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路 堑的支护结构
※ 洞门的主要作用 ① 保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定； ② 汇集在洞口附近的仰、边坡上的地表水，并引离隧道，减少 洞口土石方开挖量； ③ 作为隧道的标志性建筑物，应与隧道的规模、使用特性以及 周围建筑物、地形条件等要相协调 。
2、洞门的型式及适用条件
(1) 端墙式洞门
适用于岩质稳定的Ⅲ级以 上围岩和地形开阔的地区，是 最常使用的洞门型式
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。
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。
※ 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、喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道， 可将一条双幅公路隧道 分建为二个单线隧道或 二条单线并建为一条双 幅的情况，衬砌产生了 一个过渡区段，这部分 隧道衬砌的断面及线间 距均有变化，相应成了 一个喇叭型，称为喇叭 口隧道衬砌。
嗽叭口隧道衬砌示意图
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
※ 在层状围岩中，采用喷锚支护效果较好；
※ 喷锚支护作为柔性支护，变形量较大，其外轮廓线宜预留稍 大的空间（20cm）；
※ 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。
明洞
通风
照明
排水、消防、通讯等
4.1 洞身衬砌
一、衬砌结构的类型：
1、防护衬砌（饰面衬砌）
● 作用
● 适用范围Βιβλιοθήκη 2、直墙式衬砌※ 适用场合：
※ 拱部形状： ①坦三心圆拱(r1> r2) ②或尖三心圆拱 (r2< r1) ③割圆拱（r1＝r2＝r）
连拱边墙或柱式边墙
直墙式衬砌
※ 围岩完整性比较好的I、II级围岩，边墙可以采用连 拱或柱，称为连拱边墙或柱式边墙
混凝土衬砌；
② 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；
③ 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。待初次支护的变形基本稳定后，进 行现浇混凝土二次衬砌，即为复合式衬砌。
5、偏压衬砌 ※ 适用情况：当山体地面坡陡于1:2.5，线路外侧山 体覆盖较薄，或由于地质构造造成的偏压，衬砌为 承受这种不对称围岩压力而采用。
※ 采用就地整体模注现浇砼，适用较广，截面可以是等截面或 是变截面。
※ IV级以上围岩，地基松软，往往侧压力较大，故宜采用 曲墙带仰拱的衬砌。
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
※ 严寒地区隧道，不管围岩等级如何，只要有地下水存在， 衬砌型式仍应采用曲墙式衬砌，并在施工中根据情况设置伸 缩缝
※ 为了避免围岩和衬砌的应力集中，造成围岩压力增加和 衬砌的局部破坏，应注意衬砌内外轮廓的圆顺，避免急剧弯 曲和棱角。
2、复合式衬砌
复合式衬砌是由初期支护和二次支护组成的，是目前隧道 工程常采用的衬砌形式。
初期支护：是限制围岩在施工期间的变形，达到围岩的暂时稳 定，初期支护应按主要承载结构设计；
二次支护：是提供结构的安全储备或承受后期围岩压力，二次 支护在Ⅲ级及以上围岩时按安全储备设计；在Ⅳ级及以下围岩 时按承载(后期围压)结构设计，并均应满足构造要求。
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
3、喷锚衬砌
※ 锚喷支护作为隧道的永久性衬砌，一般考虑是在Ⅲ级及以上 围岩中采用；在Ⅳ级及以下围岩中，采用锚喷支护经验不足， 可靠性差；
※ 大拱脚薄边墙衬砌：
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
※ 设计方法：目前以工程类比为主，理论验算为辅。结合施 工，通过测量、监控取得数据，不断修改和完善设计；
※ Ⅳ级及以下围岩或可能出现偏压时，应设置仰拱。
※ 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；
10
二、支护结构
初期支护 (一次支护)
支护 结构 永久支护(二
次支护，二 次衬砌)
一次支护是为了保证施工的安全、 加固岩体和阻止围岩的变形
整体式衬砌
二次支护是为了保证隧道使用 的净空和结构的安全而设置的
永久性衬砌结构
复合式衬砌 拼装式衬砌 锚喷式衬砌
1、整体式衬砌
※ 是传统的衬砌结构形式。不考虑围岩的承载作用，主要是通 过围岩的结构刚度来抵御地层的变形，承受围岩的压力。
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
洞门构 造物
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
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
4.2 洞门
1、概述
洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路 堑的支护结构
※ 洞门的主要作用 ① 保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定； ② 汇集在洞口附近的仰、边坡上的地表水，并引离隧道，减少 洞口土石方开挖量； ③ 作为隧道的标志性建筑物，应与隧道的规模、使用特性以及 周围建筑物、地形条件等要相协调 。
2、洞门的型式及适用条件
(1) 端墙式洞门
适用于岩质稳定的Ⅲ级以 上围岩和地形开阔的地区，是 最常使用的洞门型式
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。
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。
※ 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