《隧道工程》教案

2011～2012 学年第二学期

分院(系、部)：

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课程名称：

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职称：

使用教材：《隧道工程》

第一章绪论

第二章隧道工程地质环境及围岩分级

第三章隧道线路及断面设计

第四章隧道结构构造

可以把水流引入侧沟排走，确保运营安全。

4.装饰洞口。洞口是隧道唯一外露部分，是隧道的正面外观。修建洞门可起装饰作用，特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境，给予艺术处理进行美化。

(二)洞门的形式

由于隧道洞口所处的地形、地质条件不同，洞门形式也有所不同，主要有如下几种：

1.洞口环框

当洞口石质坚硬稳定(Ⅰ～II级围岩)，且地形陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框(如图3-2-1所示)，以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。

2.端墙式(一字式)洞门

端墙式(一字式)洞门是最常见的洞门，如图3-2-2所示。它适用于地形开阔、石质较稳定(Ⅱ～Ⅲ级围岩)的地区，由端墙和洞门顶排水沟组成。端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。洞门顶水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。

图3-2-1 清竹环框式洞门图3-2-2 端墙式洞门

3.翼墙式(八字式)洞门

当洞口地质较差(Ⅳ级及以上围岩)，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙，如图3-2-3所示。翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡起挡土墙作用。翼墙顶面与仰坡的延长面相一致，其上设置水沟，将洞门顶水沟汇集的地表水引至路堑侧沟内排走。

4.柱式洞门

当地形较陡(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，如图3-2-4所示。柱式洞门比较美观，适用于城市附近、风景区或长大隧道的洞口。

图3-2-3翼墙式洞门图3-2-4 柱式洞门

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时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到一定的美化作用，如图3-2-5所示。

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(洞门与线路中线的交角不应小于45°)。一般斜交式洞门与衬砌斜口段应整体灌筑。由于斜交式洞门及衬砌斜口段的受力复杂，施工也不方便，所以只有在十分必要时才采用它。

7.喇叭口式洞

速度铁路隧道，为减缓高速列车的空气动力学效应，在单线隧道洞一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼作隧道洞门，如图3-2-6所示。

由于隧道洞口段受力复杂，除了受有横向的垂直及水平荷载外还受有纵向的推力，所以《铁路隧道设计规范》规定：单线铁路隧道洞口应设置不小于5m长的模筑混凝土加强衬砌，双线和多线隧道应适当加长。洞门宜与洞身整体砌筑。

综上所述，洞门的形式较多，选择洞门形式应根据洞口的地形、地质条件、隧道长度和所处的位置图3-2-5 台阶式洞门

图3-2-6 喇叭式洞门

当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基

稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减小基础工程，

可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞(有时也可

采用长腿式明洞)。

该明洞主要由外侧刚架，内侧重力式墩台结构、横

顶梁、底横撑及钢筋混凝土盖板组成，如图3-2-12所示。

并做防水层及回填土石处理。

3.悬臂式棚洞

对稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞

的地基要求，且落石不太严重的情况，可修建悬臂式棚

图3-2-12 刚架式明洞

洞。它的内墙为重力式，上端接筑悬臂式横梁，其上铺

以盖板，在盖板的内端设平衡重来维持结构受外荷载作用下的稳定性。同时为了保证棚洞的稳定性，要求悬臂必须伸入稳定的基岩内。

第三节附属建筑物

为了使隧道正常使用，保证列车安全运营，除上述主体建筑物外，还要修筑一些附属建筑物。其中包括：防排水设备、电力及通讯信号的安放设备及运营通风设施等。

一、防排水设施

隧道的永久性防排水，是用防排水工程措施实现的。通过理论和实践经验的总结，提出了“截、堵、排”综合治理的方法。

(一)“截”

它是指截断地表水和地下水流入隧道的通路。为了防止地表水渗入地层内，主要采取以下措施：

(1)在洞口仰坡外缘5m以外，设置天沟，并加以铺砌。当岩石外露，地面坡度较陡时可不设天沟。仰坡上可种植草皮、喷抹灰浆或加以铺砌。

(2)对洞顶天然沟槽加以整治，使山洪渲泄畅通。

(3)对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填，对裂缝进行堵塞。处理隧道地表水时，要有全局观点，不应妨害当地农田水利规划，做到因地制宜，一改多利，各方满意。

(二)“堵”

它是指衬砌防水，即堵住地下水从衬砌背后渗入隧道内。其办法是在衬砌外围、衬砌中间或在其内表面设置防水层，或进行压浆。

(1)防水层：防水层种类很多，大致可归纳为两类。一类为粘贴式防水层，如用沥青将油毡(或麻布)粘贴在衬砌的外表面(适用于明挖修建的地下工程)，复合式衬砌在初期支护与二次模筑衬砌之间可粘贴软聚氯乙烯薄膜\聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材。另一类为喷涂式防水层，如“881”涂膜防水胶、阳离子乳化沥青等防水剂。

(2)压浆：向支护背后压注水泥砂浆，用以充填支护与围岩之间的空隙，以堵住地下水的通路，并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件。采用压浆分段堵水，使地下水集中在一处或几处后再引入隧道内排出，此法可收到良好的防水效果。

(三)“排”

它是将地下水排入隧道内，再经由洞内水的沟排走。隧道内设置的排水建筑物有：

1.排水沟。除了长度在100m以下，且常年干燥无水的隧道以外，一般的隧道都应设置排水沟，使渗漏到洞内的和从道床涌出的地下水，沿着带有流水坡的排水沟，顺着线路方向引出洞外。排水沟的断面按排水量计算确定，但一般沟底宽不应小于40cm，沟深不应小于35cm。沟底纵坡宜与线路纵坡一致。水沟上面应设有预制的钢筋混凝土盖板，其顶面应与避车洞底面齐平。排水沟在一定长度上应设检查井，