隧道结构构造

隧道构造设计
---明洞的构造
隧道工程
明洞是用明挖法修建的隧道，是在露天的路堑地面上，或是在敞口的基 坑内，先修筑结构物，然后再回填覆盖土石。如图所示。
明洞位置示意图
- 拱式明洞
- 路堑式拱形明洞
路堑式拱形明洞
隧道构造设计
---明洞的构造
隧道工程
• 路堑式拱形明洞位于两侧都有高边坡的路堑中 • 路堑式拱形明洞适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基
同，内侧边墙为等厚直墙，外墙需要相对地加大，而且必须把基础放在 稳固的基岩上
• 拱圈也可能采用变截面，以抵抗单侧的压力。
隧道构造设计
---明洞的构造
隧道工程
• 当外侧地形低下，不能保持回填土的天然稳定坡度，或是按天然稳
定坡度则边坡将延伸很远时，可以在结构的外墙顶上，接高一段挡墙， 用以拦截土石的流走，称之为耳墙式拱形明洞
本稳定，仅防边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆 盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时
• 承受对称荷载，拱、墙均为等截面，边墙为直墙式。
-偏压直墙式拱形明洞
• 适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。 • 承受不对称荷载，拱圈为等截面，边墙为直墙式，外侧边墙厚度大
于内侧边墙的厚度。
隧道构造设计
- 喷射混凝土
• 喷射混凝土的强度等级采用C20，所用的水泥应优先采用硅酸盐水泥或
普通硅酸盐水泥
• 喷射钢纤维混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成，等效直径为
0.3～0.5㎜的方形或圆形断面，长度宜为20～25㎜
- 锚杆
锚杆的杆体宜用20 MnSi钢筋，也可采用Q235钢筋；缝管式锚杆宜采用16 MnSi钢管，亦可采用Q235钢管；锚杆直径宜为18～22㎜，垫板可采用 Q235钢板。
---明洞的构造
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
础承载力较大时，可采用 立柱式
隧道工程
盖板式棚洞
隧道构造设计
---明洞的构造
隧道工程
- 刚架式棚洞
•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，
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）
•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。并做防水层及回填土石处理。
件，节省劳力。目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
• 喷锚支护 — 喷锚支护是目前常用的一种围岩支护手段，适用于各种
围岩地质条件，但是若作为永久衬砌，一般考虑在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、 完整、稳定的地段中采用。
• 复合式衬砌 — 是一种较为合理的结构形式，适用于多种围岩地质条
件， 有其广阔的发展前途。
- 概述
• 洞门（隧道门的简称，通常也泛指隧道门及明洞门）是隧道洞口用圬
工砌筑用以保护洞口、排放流水并加以建筑装饰的支挡结构物。
• 对于铁路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶
面标高线交点之间的距离；
• 对于公路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线
同路线中线交点间的距离。
• 当外侧边墙基底地质不好，不足以承受外墙传来的压力而必须把基
础放到下方较深的基岩上时，外墙可以延伸直达基岩，成为内、外墙 不同，内短外长的形式，称为长腿式拱形明洞
• 如果明洞外侧覆盖土不厚，还可以掏成侧洞，使露天的光线可以
射进来，外界的新鲜空气可以流进来，改善了明洞内的环境条件
隧道构造设计
---明洞的构造
•现浇式衬砌
•盾构管片
隧道工程
•装配式衬砌
•盾构管片安装
隧道构造设计
---衬砌的适用条件
隧道工程
• 整体式模筑混凝土衬砌 — 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，如可用木模板、钢 模板或衬砌模板台车等
• 装配式衬砌 — 拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善劳动条
- 洞门的作用
• 减少洞口土石方开挖量 • 稳定边仰坡 • 引离地面流水 • 装饰洞口
总体积的20%）。
• 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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---衬砌的一般构造要求
- 石料和混凝土预制块
隧道工程
石料或混凝土预制块用强度等级不低于M10的水泥砂浆砌筑衬砌。石料的 强度等级不应低于MU60，并且有裂隙和易风化的石料不应采用。混凝土 预制块强度等级不应低于MU20。
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耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞 连拱形外墙明洞
隧道构造设计
---明洞的构造
- 棚洞
棚式明洞常见的结构形式 有盖板式、刚架式和悬臂 式三种。
- 盖板式棚洞
•盖板式棚洞是由内墙、外
墙及钢筋混凝土盖板组成 的简支结构
•外墙不受侧向压力，仅承
受梁和盖板的竖向荷载时， 它要求的地基承载力较小
•当外侧基岩较浅，地基基
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
隧道工程
复合式衬砌最适宜在Ⅱ～Ⅵ级围岩中使用，但遇到下列情况时， 应慎重对待。必要时应辅以相应的加固措施。
- 拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；
• - 有明显偏压力时； • - 在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时； • - 在大膨胀性的地层中时； • - 在大涌水的地层中时； • - 在严重冻害的地区中时。
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---明洞的构造
- 悬臂式棚洞
• 适用于稳固而陡峻的山坡，
外侧地形难以满足一般棚洞 的地基要求，落石不太严重 的情况
• 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
隧道工程
悬臂式棚洞
隧道构造设计
---洞门结构的构造
隧道工程
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
隧道工程
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- 隧道衬砌的建筑材料及要求
- 混凝土与钢筋混凝土 • 隧道工程所用的混凝土强度等级不应低于C15 • 洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应低于C20(为什么高些?) • 强度等级对于衬砌段不应低于C20，对于洞门不应低于C15
- 片石混凝土
• 在岩层较好地段的边墙衬砌，可采用片石混凝土（片石的掺量不应超过