隧道结构构造详解 ppt课件
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隧道结构构造详解ppt课件
隧道洞口段不宜采用。 29
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。
底部仰拱或铺底
顶部拱圈
42
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。
43
（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。
其密实性较高，能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面， 早期强度高，能很快起到封闭岩面和支护作用，另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能，是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中，喷射混凝土材料可用作中内层衬砌， 但其强度等级不低于C20，使用的水泥标号不低于125号， 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂，细度模数宜大于15，砂的含水率宜控制在5%— 7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石，粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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。
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。
底部仰拱或铺底
顶部拱圈
42
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。
43
（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。
其密实性较高，能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面， 早期强度高，能很快起到封闭岩面和支护作用，另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能，是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中，喷射混凝土材料可用作中内层衬砌， 但其强度等级不低于C20，使用的水泥标号不低于125号， 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂，细度模数宜大于15，砂的含水率宜控制在5%— 7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石，粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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。
隧道受力结构.pptx
制，而使围岩与支护结构共同变形的过程中，围岩对支护结构施加的接触压 力。
3. 膨胀压力 当岩体具有吸水膨胀崩解的特征时，由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的
压力称为膨胀压力。 4. 冲击压力 冲击压力是在围岩中积累了大量的弹性变形能之后，由于隧道的开挖，
围岩约束被解除，能量突然释放所产生的压力。
第6页/共10页
1.5～3.0 1.0～2.0
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉 末、泥土状的断层带
软塑状粘性土、饱和的粉土、 砂类土等
＜1.0(饱和状态 的土＜1.5)
第9页/共10页
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第10页/共10页
隧道的特点
（1）隧道是由围岩和多种支护结构两部 分 组成的，即：
隧道 = 围岩 + 支护
力。
围岩与支护共同承担山体的压
（2）隧道承受的压力具有不确定性。
（3）支护体系是控制围岩变形的关键。
为有效控制隧道工程安全风险，避免 或减少坍方事故发生，应以“充分调动 围岩的承载能力，有效控制围岩变形和 松弛”为设计理念，按新奥法原理进行 软弱围岩隧道设计。
第4页/共10页
隧道围岩与支护结构的共同作用
收敛和约束的概念 开挖隧道时，由于临空面的形成，围岩开始向洞内产生位移，这种位移我们称之为
收敛。若岩体强度高，整体性好、断面形状有利，岩体的变形到一定程度，就将自行停 止，围岩是稳定的。反之，岩体的变形将自由地发展下去，最终导致隧道围岩整体失稳 而破坏。在这种情况下，应在开挖后适时地沿隧道周边设置支护结构，对岩体的移动产 生阻力，形成约束。相应地支护结构也将承受围岩所给予的反力，并产生变形。如果支 护结构有一定的强度和刚度，这种隧道围岩和支护结构的相互作用会一直延续到支护所 提供的阻力与围岩应力之间达到平衡为止，从而形成一个力学上稳定的隧道结构体系。 这时的隧道围岩应力状态称为三次应力状态。
3. 膨胀压力 当岩体具有吸水膨胀崩解的特征时，由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的
压力称为膨胀压力。 4. 冲击压力 冲击压力是在围岩中积累了大量的弹性变形能之后，由于隧道的开挖，
围岩约束被解除，能量突然释放所产生的压力。
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1.5～3.0 1.0～2.0
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉 末、泥土状的断层带
软塑状粘性土、饱和的粉土、 砂类土等
＜1.0(饱和状态 的土＜1.5)
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隧道的特点
（1）隧道是由围岩和多种支护结构两部 分 组成的，即：
隧道 = 围岩 + 支护
力。
围岩与支护共同承担山体的压
（2）隧道承受的压力具有不确定性。
（3）支护体系是控制围岩变形的关键。
为有效控制隧道工程安全风险，避免 或减少坍方事故发生，应以“充分调动 围岩的承载能力，有效控制围岩变形和 松弛”为设计理念，按新奥法原理进行 软弱围岩隧道设计。
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隧道围岩与支护结构的共同作用
收敛和约束的概念 开挖隧道时，由于临空面的形成，围岩开始向洞内产生位移，这种位移我们称之为
收敛。若岩体强度高，整体性好、断面形状有利，岩体的变形到一定程度，就将自行停 止，围岩是稳定的。反之，岩体的变形将自由地发展下去，最终导致隧道围岩整体失稳 而破坏。在这种情况下，应在开挖后适时地沿隧道周边设置支护结构，对岩体的移动产 生阻力，形成约束。相应地支护结构也将承受围岩所给予的反力，并产生变形。如果支 护结构有一定的强度和刚度，这种隧道围岩和支护结构的相互作用会一直延续到支护所 提供的阻力与围岩应力之间达到平衡为止，从而形成一个力学上稳定的隧道结构体系。 这时的隧道围岩应力状态称为三次应力状态。
高铁隧道(隧道结构构造)
隧道结构设计应采用先进的技 术和材料，以提高工程质量和 耐久性。
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。
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。
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
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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
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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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
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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
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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
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
《隧道结构构造》课件
隧道结构组成
01
02
03
洞身
隧道的主体部分，包括衬 砌和仰拱。
洞门
隧道的进出口部分，通常 采用端墙式洞门结构。
排水系统
用于排出隧道内的积水， 通常包括排水沟和集水坑 。
隧道结构设计原则
安全可靠
隧道结构设计应满足强 度、稳定性和耐久性的 要求，确保运营安全。
经济合理
结构设计应充分考虑施 工难度、工程造价等因
二次衬砌应在隧道施工完成后 进行，以确保隧道结构的稳定 性和安全性。
仰拱设计
仰拱是隧道底部结构的重要组成部分，主要作用是承受 围岩压力和外部荷载，同时控制底部的变形。
仰拱材料可选用混凝土或钢筋混凝土等，应具备足够的 强度和耐久性。
设计时应根据隧道跨度、围岩压力、外部荷载等因素进 行计算和分析，确定合适的仰拱厚度和材料。
支护结构
根据围岩等级和地质条件，选 择合适的初期支护和二次衬砌 结构。
施工监控
采用自动化监测系统，实时监 测隧道施工过程中的位移、应 力等数据。
防水排水
设计完善的防水排水系统，确 保隧道在使用过程中不渗漏。
某山区公路隧道防排水技术研究
防水材料
选用高分子防水材料，提高隧道的防水性能 。
排水系统
设计合理的排水系统，将隧道内的水引至集 水井，再通过水泵排出洞外。
初期支护应尽早施做，以控制 围岩变形，减少对隧道结构的
影响。
二次衬砌设计
二次衬砌是隧道永久结构的重 要组成部分，主要作用是承受
围岩压力和外部荷载。
设计时应根据隧道跨度、围岩 压力、外部荷载等因素进行计 算和分析，确定合适的衬砌厚
度和材料。
衬砌材料可选用混凝土、钢筋 混凝土或复合材料等，应具备 足够的强度和耐久性。
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)
《隧道洞门结构》课件
振动特性分析
探讨隧道门洞结构的振动特性 分析与考虑因素
结构设计
1
长度与高度设计
介绍隧道门洞结构的长度与高度设计原则
2
墙体或局部基础设计
讨论隧道门洞结构的墙体或局部基础设计要点
3
结构正面的加勾设计
详细阐述结构正面的加勾设计方法
4
土力分析设计
分析土力对隧道门洞结构的影响与设计考虑生产与安装 Nhomakorabea1
生产工艺流程
介绍隧道门洞结构的生产工艺流程步骤
安装方法与过程
2
详细阐述隧道门洞结构的安装方法与过程
3
安装注意事项
提供隧道门洞结构安装过程中需要注意 的事项
优化与升级
构造材料的改进
探讨构造材料改进对隧道门洞 结构的影响
设计优化的应用
介绍设计优化在隧道门洞结构 中的应用
智能化控制结构升级
研究智能化控制结构升级对隧 道门洞结构的影响
实例分析
某隧道门洞结构实例分析
分析某个具体的隧道门洞结构案例
分析该结构的材料、设计、安装 及优化情况
详细分析该结构的材料使用、设计方案、安装过程 以及优化改进情况
总结
隧道门洞结构的作用与意义
总结隧道门洞结构的作用与意义
隧道门洞结构的发展趋势
探讨隧道门洞结构的发展趋势与未来可能的方向
其他需考虑的问题
1 不同型号钢材的使用
探索不同型号钢材在隧道门洞结构中的应用
2 钢材的抗拉强度与断裂延展性
分析钢材的抗拉强度和断裂延展性对结构的影响
3 钢材的变形特性
研究钢材的变形特性在隧道门洞结构中的考虑因素
限制状态分析
安全性分析
详细阐述隧道门洞结构的安全 性分析方法
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初期支护采用的钢架宜用H形、工字形、U形型钢制成， 也可用钢管或钢轨制成。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
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。
中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
隧道结构构造详解
2、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。
2．片石混凝土
6.பைடு நூலகம்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 隧道结构构造详解
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。
隧道结构构造详解
（一）衬砌概念
广义地说，可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌。 ①外部支护
支护的方式 ②内部支护
③混合支护
隧道结构构造详解
（一）衬砌概念
广义的衬砌 一次支护 （初期支护）
人工修筑的支护结构
二次支护 （二次衬砌） （永久支护）
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
隧道结构构造详解
1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）
采用混凝士或钢筋混凝士为材料就地灌注而成。 按传统松弛荷载理论设计和施作。
其工艺流程为：立模—灌筑—养生—拆模 特点：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、 钢模板或衬砌模板台车等
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
隧道结构构造详解
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。
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。
在实际中，衬砌主要指能作为永久支护的结构
隧道结构构造详解
（二）衬砌材料
要求 1）应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性 和抗冻性等。
2）从经济角度考虑，还应满足就地取材，降低造 价，施工方便及易于机械化施工等。
1．混凝土
5．喷射混凝土
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
公路隧道工程各部位建筑材料
隧道结构构造详解
铁路隧道衬砌建筑材料
隧道结构构造详解
2．片石混凝土
铁路隧道，为了节省水泥，在岩层较好地段的边墙衬砌，允 许采用片石混凝土（片石的掺量不应超过总体积的20%）。 此外，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，以保证质量。
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。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
（三）衬砌类型
1．单层衬砌（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
公路隧道衬砌一般不用，只在仰拱填充或超挖部分可以使 用片石混凝土砌筑。片石掺用量不得超过总体积的30％。
3.钢筋混凝土
主要用在洞门、明洞衬砌等明挖地段，或者当隧道通过地震 区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地段。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
4．石料和混凝土预制块
优点 可就地取材、降低造价、可保证衬砌厚度并能较早地承受 荷载，可以节省水泥和模板，耐久性和耐侵蚀性能较好。
第四节 隧道附属建筑物 隧道结构构造详解
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、隧道衬砌的其隧它道结构构构造详解造要求
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
喷射混凝土是将混凝土干拌和料、速凝剂和水，用混凝土 喷射机高速喷射到洁净的岩石表面上凝结而成。
其密实性较高，能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面， 早期强度高，能很快起到封闭岩面和支护作用，另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能，是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中，喷射混凝土材料可用作中内层衬砌， 但其强度等级不低于C20，使用的水泥标号不低于125号， 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂，细度模数宜大于15，砂的含水率宜控制在5%— 7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石，粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
5．喷射混凝土
第四章 隧道结构构造
隧道结构构造详解
第四章 隧道结构构造
主体建筑物 为了保持隧道的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物
隧 道
洞身结构
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种辅助设施
包括：运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
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。
中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
隧道结构构造详解
2、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。
2．片石混凝土
6.பைடு நூலகம்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 隧道结构构造详解
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。
隧道结构构造详解
（一）衬砌概念
广义地说，可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌。 ①外部支护
支护的方式 ②内部支护
③混合支护
隧道结构构造详解
（一）衬砌概念
广义的衬砌 一次支护 （初期支护）
人工修筑的支护结构
二次支护 （二次衬砌） （永久支护）
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
隧道结构构造详解
1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）
采用混凝士或钢筋混凝士为材料就地灌注而成。 按传统松弛荷载理论设计和施作。
其工艺流程为：立模—灌筑—养生—拆模 特点：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、 钢模板或衬砌模板台车等
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
隧道结构构造详解
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。
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。
在实际中，衬砌主要指能作为永久支护的结构
隧道结构构造详解
（二）衬砌材料
要求 1）应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性 和抗冻性等。
2）从经济角度考虑，还应满足就地取材，降低造 价，施工方便及易于机械化施工等。
1．混凝土
5．喷射混凝土
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
公路隧道工程各部位建筑材料
隧道结构构造详解
铁路隧道衬砌建筑材料
隧道结构构造详解
2．片石混凝土
铁路隧道，为了节省水泥，在岩层较好地段的边墙衬砌，允 许采用片石混凝土（片石的掺量不应超过总体积的20%）。 此外，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，以保证质量。
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。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
（三）衬砌类型
1．单层衬砌（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
公路隧道衬砌一般不用，只在仰拱填充或超挖部分可以使 用片石混凝土砌筑。片石掺用量不得超过总体积的30％。
3.钢筋混凝土
主要用在洞门、明洞衬砌等明挖地段，或者当隧道通过地震 区、偏压、通过断层破碎带或淤泥、流砂等不良地质地段。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
4．石料和混凝土预制块
优点 可就地取材、降低造价、可保证衬砌厚度并能较早地承受 荷载，可以节省水泥和模板，耐久性和耐侵蚀性能较好。
第四节 隧道附属建筑物 隧道结构构造详解
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、隧道衬砌的其隧它道结构构构造详解造要求
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
喷射混凝土是将混凝土干拌和料、速凝剂和水，用混凝土 喷射机高速喷射到洁净的岩石表面上凝结而成。
其密实性较高，能快速封闭围岩的裂隙。密贴于岩石表面， 早期强度高，能很快起到封闭岩面和支护作用，另外在喷 射混凝土中可加入纤维类材料提高其性能，是一种理想的 衬砌材料。 在普通铁路隧道中，喷射混凝土材料可用作中内层衬砌， 但其强度等级不低于C20，使用的水泥标号不低于125号， 并优先选用普通硅酸盐水泥。细骨料采用坚硬耐久的中砂 或粗砂，细度模数宜大于15，砂的含水率宜控制在5%— 7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或砾石，粒径不应大于 15mm。 我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
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。
隧道结构构造详解
隧道结构构造详解
5．喷射混凝土
第四章 隧道结构构造
隧道结构构造详解
第四章 隧道结构构造
主体建筑物 为了保持隧道的稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物
隧 道
洞身结构
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外保证隧道正常使用所需的各种辅助设施
包括：运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门