隧道结构构造
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＆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。
第四章 隧道结构构造
＆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； 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；
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
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
洞门构造物
明洞
避车洞 通风
照明
排水、消防、通讯等
第四章 隧道结构构造
第一节 衬砌构造
•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：锚杆、钢架、钢筋网、喷射 混凝土及其它的组合。
系统锚杆
喷层
系统锚杆
喷层 系统锚杆
系统锚杆加喷射混凝土联合支护
第四章 隧道结构构造
围
初期支护
岩 喷射砼
锚杆
级 厚度
别 （cm） 位置 长度（m） 间距（m）
格栅钢架/型钢
二次衬砌
拱墙
仰拱/
（cm） 底板（cm）
Ⅱ 5~8 － 2.0~2.5
1.5
－
25
－
Ⅲ 8~10 局部 2.0~2.5 1.2~1.5
－
25
－
Ⅳ 15~22 拱墙 2.5~3.0 1.0~1.2 必要时拱墙设置 30
45o 35o31’
竖向网构架立筋 水平网构架立筋 主筋
格栅组合示意 格栅钢架断面
钢拱架构造
•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。
第四章 隧道结构构造 一、整体式混凝土衬砌
＆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。
40
Ⅴ 20~25 拱墙 3.0~3.5 0.8~1.0
全环设置
35
40
Ⅵ
通过试验确定
第四章 隧道结构构造
时速350km双线铁路隧道排水型复合式衬砌设计参数
第四章 隧道结构构造
时速250~300km双线铁路隧道排水型复合式衬砌
第四章 隧道结构构造
第二节 洞门与明洞
一、洞门
(一)洞门的作用 •减少洞口土石方开挖量。 •稳定边、仰坡。 •引离地表水流。 •装饰洞口。
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；
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。
第四章 隧道结构构造
二、装配式衬砌
＆特点：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。但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。
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
三、锚喷式衬砌
第四章 隧道结构构造
④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方； 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
四、复合式衬砌
＆复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可以是同 一种型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、 方法、时间和材料施作的。 ＆目前最通用的是外衬为锚喷支护，内衬为整体式混 凝土衬砌。
＆隧道衬砌按照不同的围岩类别，有直墙式衬砌和曲 墙式衬砌两种形式，而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱 两种。
第四章 隧道结构构造
1.直墙式衬砌 适用于地质条件比较好，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。
第四章 隧道结构构造
2.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，Ⅲ级围岩双线。
d
O3 h1
80
27
B
铁路隧道复合式衬砌示意图
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
隧道建筑限界 隧 道 中 心 线
2%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2%
中心排水管
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
单线铁路隧道复合式衬砌支护参数表
围
初期支护
岩 级 别
喷射砼
锚杆
厚度 （cm） 位置 长度（m）间距（m）
＆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
(二)洞门的形式
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，以起到加固洞口 和减少洞口雨后滴水的作用。
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
1
d
内轨面 1
环框式洞门
＆特点：可以满足初期支护施作及时、刚度小易变形 的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围岩，充 分发挥围岩的自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平 整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感。
第四章 隧道结构构造
锚杆 网喷混凝土
防水层 二次衬砌
H O3
h1
45° r1
O1
O2
O2
r3
隧线 中中 线线 内轨顶面
＆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。
第四章 隧道结构构造
＆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； 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；
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
格栅钢架/ 型钢
二次衬砌
拱墙（cm）
仰拱/底板 （cm）
Ⅱ5
－
－
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—
25
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Ⅲ 7 局部 2.0
1.2~1.5
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Ⅳ 10 拱墙 2.0~2.5 1.0~1.2
－
30
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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
洞门构造物
明洞
避车洞 通风
照明
排水、消防、通讯等
第四章 隧道结构构造
第一节 衬砌构造
•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：锚杆、钢架、钢筋网、喷射 混凝土及其它的组合。
系统锚杆
喷层
系统锚杆
喷层 系统锚杆
系统锚杆加喷射混凝土联合支护
第四章 隧道结构构造
围
初期支护
岩 喷射砼
锚杆
级 厚度
别 （cm） 位置 长度（m） 间距（m）
格栅钢架/型钢
二次衬砌
拱墙
仰拱/
（cm） 底板（cm）
Ⅱ 5~8 － 2.0~2.5
1.5
－
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Ⅲ 8~10 局部 2.0~2.5 1.2~1.5
－
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Ⅳ 15~22 拱墙 2.5~3.0 1.0~1.2 必要时拱墙设置 30
45o 35o31’
竖向网构架立筋 水平网构架立筋 主筋
格栅组合示意 格栅钢架断面
钢拱架构造
•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。
第四章 隧道结构构造 一、整体式混凝土衬砌
＆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。
40
Ⅴ 20~25 拱墙 3.0~3.5 0.8~1.0
全环设置
35
40
Ⅵ
通过试验确定
第四章 隧道结构构造
时速350km双线铁路隧道排水型复合式衬砌设计参数
第四章 隧道结构构造
时速250~300km双线铁路隧道排水型复合式衬砌
第四章 隧道结构构造
第二节 洞门与明洞
一、洞门
(一)洞门的作用 •减少洞口土石方开挖量。 •稳定边、仰坡。 •引离地表水流。 •装饰洞口。
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；
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。
第四章 隧道结构构造
二、装配式衬砌
＆特点：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。但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。
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
三、锚喷式衬砌
第四章 隧道结构构造
④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方； 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
四、复合式衬砌
＆复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可以是同 一种型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、 方法、时间和材料施作的。 ＆目前最通用的是外衬为锚喷支护，内衬为整体式混 凝土衬砌。
＆隧道衬砌按照不同的围岩类别，有直墙式衬砌和曲 墙式衬砌两种形式，而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱 两种。
第四章 隧道结构构造
1.直墙式衬砌 适用于地质条件比较好，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。
第四章 隧道结构构造
2.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，Ⅲ级围岩双线。
d
O3 h1
80
27
B
铁路隧道复合式衬砌示意图
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
隧道建筑限界 隧 道 中 心 线
2%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2%
中心排水管
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
单线铁路隧道复合式衬砌支护参数表
围
初期支护
岩 级 别
喷射砼
锚杆
厚度 （cm） 位置 长度（m）间距（m）
＆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
(二)洞门的形式
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，以起到加固洞口 和减少洞口雨后滴水的作用。
第四章 隧道结构构造
第四章 隧道结构构造
1
d
内轨面 1
环框式洞门
＆特点：可以满足初期支护施作及时、刚度小易变形 的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围岩，充 分发挥围岩的自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平 整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感。
第四章 隧道结构构造
锚杆 网喷混凝土
防水层 二次衬砌
H O3
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45° r1
O1
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隧线 中中 线线 内轨顶面