公路隧道襯砌內輪廓線的求法

1、公路隧道襯砌內輪廓線的求法(1)圓形斷面的作圖 確定道路隧道內輪廓線時，以公路建筑限界為基準，并附加上通風所需要的斷面。如果有側壓力則需要設置仰拱，設仰拱時應考慮水壓力。在膨脹性山體和受到大水壓時，通常把圓形閉合斷面作為基本形狀。圓形斷面內輪廓線作圖見圖3.3.2(a)。 假定公路建筑限界已確定，其控制點為a,b,c,d四個點。分別作, ,的垂直平分線，在斷面對稱軸上得到三個交點O1,O2、O3，取其中最高(至路面)者作為圓心O2。由于施工精度上要求a,b,c,d各點至少需要10cm以上的富裕量，所以在連線的延長線上取，以為半徑劃圓即得內輪廓線的基本部分。圖3.3.2 內輪廓線作圖例路面板下剩

2、余的空間，可以用做通風和通路，除了膨脹性巖體及水壓很大時需要設置仰拱外，一般可不設置，此時路面板下可用于埋設排水構造物。排水構造物的敷設深度，除高寒地區(qū)設保暖水溝外，一般0.5m是足夠的。當側壓力大需設置仰拱時，其半徑。 建筑限界的兩側空余地方，ab之間可以作為設置事故電話和放置滅火器的地方，bc之間可以安裝照明燈具。 圓形斷面常常用于盾構法和水下隧道、膨脹性圍巖以及接近圓形的山嶺隧道。(2)直墻式襯砌斷面 l 適合情況：圍巖較好，一般不產生較大的側壓力，不需要設仰拱，可以采用直墻，此時隧道的凈斷面積最小，如圖3.3.2(b)。適用于無明顯斷層和圍巖結構完整的地質條件，如果隧道長度不很長(60

3、0800m)，使用射流風機已經足夠。l 內輪廓線確定方法：如果在建筑限界以上設置射流風機，則應使(根據(jù)選用的射流風機的實際尺寸確定)，例如取1.2m，取施工允許誤差O.1m，則得點 e，作的垂直平分線并與斷面對稱軸相交于點Ol，以為半徑作弧DHD'，即為拱部的內輪廓線。由建筑限界向外取富余量0.1m，引，求的垂直平分線與相交于O2，以為半徑作弧并與相交于B，與DHD'相交于D，則ABDH即為內輪廓線。這是一個坦三心圓拱， (3)曲墻式襯砌斷面(頂板以上設置通風道時)l 適合情況：長隧道，需要全橫向通風或半橫向通風時，或所需通風量較大，通風道斷面積也會較大，此時頂板要變寬，拱高需

4、增大，如圖3.3.2(d)。如果設在路面板以下，則車道板必須采用鋼筋混凝土結構，造價很高。l 設置通風道的原則：是既要使通風道的斷面積小，又要使內輪廓線與建筑限界的側墻部分的剩余空間最小，還要使拱部與側墻偽內輪廓線過渡圓滑，適合受力特點。例如隧道長度為1km左右的隧道，由兩個洞口進行半橫向通風時，所需通風道面積約為810m2，屬于小斷面通風道。l 內輪廓線確定方法：如圖3.3.2(c)，取a、b為控制點，求平分線，在平分線上找一點ol，取o1A為半徑(R1)作弧AB。在AB弧的延長線取點P，將與對稱軸的交點o2作為圓心，劃圓時要試作，使之在H點附近通過。所得到的ABPH即為內輪廓線。需要設置仰

5、拱時，取(=R3)近似等于2倍的。 例如需通風道斷面積為20m2 時，用趨進法作圖。如圖3.3.2(d)，首先在Gd的延長線上取點D，使DG約等于建筑限界寬度的一半( 試取時可將ab延長與交于D)， GD不應比其超過太多(以1m為限)。再在左右取點H，作的垂直平分線并與對稱軸相交于O1，以為半徑(R1 )劃圓弧DHD，校核該弓形面積，調整到較預定面稍大為止。再次，求的垂直平分線與的交點O2，并以半徑(R2)劃弧AD，ADH即為內輪廓線。需要設仰拱時，取 R3 2R1。 開挖斷面積大于100m2 的長大隧道，斷層、不良地質等影響更大?？煽紤]設置通風豎井及平行導坑進行通風，使隧道本身斷面盡量縮減到

6、最小程度。襯砌斷面幾何尺寸的擬定Determining Size of Lining cross Section1 襯砌內輪廊尺寸擬定 擬定襯砌內輪廓尺寸的各參數(shù)如圖所示。已知、，求、和圖3.3.3 內輪廓線計算圖示圖3.3.4 邊墻內徑r3的計算圖示 (3.3.1)式中：公路建筑限界寬度，其值為行車道寬度加上兩側路緣帶與行人行道寬度的總和，兩側還應分別加上510cm的施工誤差；拱頂至拱腳的矢高，按通風量所需通風道面積確定，并保證拱軸線受力合理；內徑r，畫出的圓曲線的終點截面與豎直面的夾角；內徑 r 1、r2的圓心o1與o2之間的水平距離。 以上4個參數(shù)必須根據(jù)限界要求預先給定，代入（3.3.

7、1）式后解出其余3個參數(shù)r 1、r2及。其中：、第一個內徑和第二個內徑； 拱腳截面與豎直截面的夾角。 曲墻式邊墻內徑r3由參數(shù)H1及b 1確定，見圖。， ， (3.3.2) 2軸線與外輪廓線 對于拱的軸線和外輪廓線的計算，不存在困難。等截面拱的計算比較簡便，變截面拱圈尺寸的計算，則比較繁瑣，參見圖，可按以下公式計算： (3.3.3)式中：，外輪廓線半徑； 、軸線半徑；、意義同前，均為已知。為拱頂厚度，為拱腳截面厚度，二者都是預先設定的。圖3.3.5變截面拱圈尺寸的計算圖式及水平線以上部分曲邊墻尺寸計算圖式(3.3.4) 若預先設定和時，則水平線以上部分曲邊墻尺寸計算公式如下： 若預先設定和時，則需先計算m及值： (3.3.5) 水平線以下部分曲邊墻外緣為斜線時，其斜線與以為半徑的外輪廓線相切，見圖，通常、和為預先設定，有關尺寸按以下公式計算： (3.3.6) 圖3.3.6 邊墻外緣斜線計算圖