公路隧道结构构造PPT课件

适用范围：适用于IV级 以上围岩，水平压力大 或除了垂直压力外，还 有底鼓压力的情况。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。
仰拱：为改善隧道上部支护结构受力条件而设置在隧道底部
的反向拱形结构。
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仰拱：
① 可以改善衬砌受力状态，施工麻烦，影响施工运输； ② Ⅴ、Ⅵ类围岩均需修仰拱； ③ Ⅳ类围岩，基础地质较好时可不设，反之要设。
缺点：灌注后不能立即承受荷载，需要养生，达到一定强度才 能拆模，占用模板和拱架多。
工艺流程：立模－灌筑－养生. －拆模
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（2）钢筋混凝土
隧道施工时，暗挖部分就地绑扎钢 筋比较困难，通常不得已时才采用钢筋混 凝土，通常情况下采用格栅钢架并连接钢 筋和钢筋网等做临时支护，完成临时支护 则沿用为永久支护，明挖阶段可采用现场 绑扎。
适用：盾构隧道、掘进机隧道
优点：①无洞内养护时间，可立即承载；
②洞外预制质量好；
③用机械手拼装，速度快，改善劳动条件
④不需临时支撑可节省大量材料及劳力
缺点： ①拼缝防水要求高
②与围岩接触不够密贴，一般应注浆
③结构整体性不如模筑
④需要足够的拼装空间
⑤制备构件尺寸上要求Fra Baidu bibliotek度高
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设置仰拱作用：
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
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（4）喷锚衬砌及复合衬砌
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；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。
根据需要可以选择合适的水泥：比如选择具有快硬，早强的快 硬硅酸盐水泥、硅酸盐膨胀水泥和石膏矾土膨胀水泥；抗渗 防水的大坝水泥和防水水泥；抗硫酸盐侵蚀的抗硫酸盐硅酸 盐水泥，以及塑化水泥，加气水泥。
根据需要可以添加添加剂：减水剂、低温早强剂、常温早强剂、 速凝剂、缓凝剂、塑化剂、以及引气剂。
抗冻混凝土，寒冷地区强度不能低于42.5Mpa，严寒地区不能 低于52.5Mpa.
第二章 公路隧道结构构造
2.1衬砌材料与构造 2.2洞门 2.3明洞 2.4内装、顶棚及路面 2.5隧道的附属设施 2.6防排水设施
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2.1衬砌材料与构造
公路隧道结构构造由主体构造物和附属构造物组成。 主体构造物是为了保持岩体稳定和行车安全而修建的人工 永久建筑物，一般指洞身和洞门构造物。 附属构造物是为了运营管理、维修养护、给水排水、供电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
2 洞身衬砌类型
（1）直墙式衬砌
适用：直墙式衬砌型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。一殷适用 于I，II级围岩，有时也可用于IV级围岩
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）
拱 圈
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
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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”
外衬受力： 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： 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；
缺点：砌缝多，容易漏水，手工操作，费时费工， 需要熟练工人，不能机械化施工。
主要用于洞门挡墙、挡土墙、明线路缘石，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。
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（6）装配式材料
锚杆是机械加固围岩的一种材料。通常分机械型锚 杆、粘结性锚杆以及预应力锚杆。当围岩不稳定时，还 可以张挂金属网。设置锚杆再加喷射混凝土时，即为锚 喷支护。
（1）锚杆支护
（2）喷射混凝土支护 （3）锚杆喷射混凝土支护 （4）钢筋网喷射混凝土支护
（5）锚杆钢筋网喷射混凝土 （6）以上类型加设型钢支撑（或格栅）而成的联合支护
锚喷支护是指锚杆支护、喷射混凝土
支护以及它们与其他支护结构的组合。
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喷锚支护流程 开挖－喷混凝土－打锚杆
优点： 1.迅速封闭围岩张裂隙、节理，加固围岩； 2.节省大量支护材料； 3.支护及时，可大断面开挖，进度加快； 4.遏制围岩变形，有利于围岩稳定。
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（5）石料
优点：材料来源广，可以就地取材，砌筑后 能 较早的承受荷载，可以节省水泥和模板。
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（3）喷射混凝土
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，其密实性强，能快速封闭围岩 裂隙。密贴与岩石表面，早期强度高，能起到 封闭岩面和支护作用，是一种较为理想的柔性 支护。
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（4）锚杆与锚喷支护
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直 边 墙
轨 顶 面
铺 底
直 墙 式 衬 砌 26
（2）半衬砌（又称大拱脚薄边墙衬砌）
适用于I、II级围岩，边墙可用 喷射砼做成，亦可用砼整体浇 灌。此类衬砌可使拱脚稳固的 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。
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直 墙 式 衬 砌27
（3）曲墙式衬砌
1 衬砌材料
隧道是埋藏在地层深处的构筑物，其衬砌一般要承受较大
的围岩压力、地下水压力，有时还要受到化学物质的侵蚀，处
于高寒地区的隧道往往还要受到冻害等。
所用的材料应具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀
性和抗冻性等
衬砌材料应价格便宜、就地取材、便于机械化施工的要求。
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（1）混凝土
优点：整体性好，既可以现场浇注，也可以在加工厂预制，而 且可以机械化施工，其本身密实性较好，具有一定的密实性。