公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法

1、公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法(1)圓形斷面的作圖確定道路隧道內(nèi)輪廓線時(shí)，以公路建筑限界為基準(zhǔn)，并附加上通風(fēng)所需要的斷面。如果有側(cè)壓力則需要設(shè)置仰拱，設(shè)仰拱時(shí)應(yīng)考慮水壓力。在膨脹性山體和受到大水壓時(shí)，通常把圓形閉合斷面作為基本形狀。圓形斷面內(nèi)輪廓線作圖見(jiàn)圖3.3.2(a)。假定公路建筑限界已確定，其控制點(diǎn)為a,b,c,d四個(gè)點(diǎn)。分別作ab,ac,雨的垂直平分線，在斷面對(duì)稱軸上得到三個(gè)交點(diǎn)0,。2、Q,取其中最高(至路面)者作為圓心0。由于施工精度上要求a,b,c,d各點(diǎn)至少需要10cm以上的富裕量，所以在口連線的延長(zhǎng)線上取aA之0.1m,以正為半徑劃圓即得內(nèi)輪廓線的基本部分。(a)圈I形斷面Hr在

2、頂板以上設(shè)大斷面通風(fēng)管遨的斷面圖3.3.23誰(shuí)頂板以上設(shè);卜斷面通風(fēng)管道的斷面內(nèi)輪廓線作圖例c路面板下剩余的空間,可以用做通風(fēng)和通路，除了膨脹性巖體及水壓很大時(shí)需要設(shè)置仰拱外，一般可不設(shè)置，此時(shí)路面板下可用于埋設(shè)排水構(gòu)造物。排水構(gòu)造物的敷設(shè)深度，除高寒地區(qū)設(shè)保暖水溝外，一般0.5m是足夠的。當(dāng)側(cè)壓力大需設(shè)置仰拱時(shí)，其半徑Oe2,OA0建筑限界的兩側(cè)空余地方，ab之間可以作為設(shè)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(gòu)法和水下隧道、膨脹性圍巖以及接近圓形的山嶺隧道。直墻式襯砌斷面適合情況：圍巖較好，一般不產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，不需要設(shè)仰拱，可以采用直墻，此時(shí)隧道的凈

3、斷面積最小，如圖3.3.2(b)。適用于無(wú)明顯斷層和圍巖結(jié)構(gòu)完整的地質(zhì)條件，如果隧道長(zhǎng)度不很長(zhǎng)(600800m),使用射流風(fēng)機(jī)已經(jīng)足夠。內(nèi)輪廓線確定方法：如果在建筑限界以上設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，則應(yīng)使GH=1.01.2mJ根據(jù)選用的射流風(fēng)機(jī)的空抄尺寸確定)，例如取GH=1.2m,取施工允許誤差i=O.1m,則得點(diǎn)e,作W的垂直平分線并與斷面對(duì)稱軸相交于點(diǎn)O,以0H為半徑作弧DHD；即為拱部的內(nèi)輪廓線。由建筑限界而向外取富余量0.1m,引AB/不，求布的垂直平分線與0D相交于Q,以0D為半徑作弧并與AB相交于B,與DHD相交于D,則ABDHKI3為內(nèi)輪廓線。這是一個(gè)坦三心圓拱，(3)曲墻式襯砌斷面(頂板

4、以上設(shè)置通風(fēng)道時(shí))適合情況：長(zhǎng)隧道，需要全橫向通風(fēng)或半橫向通風(fēng)時(shí)，或所需通風(fēng)量較大，通風(fēng)道斷面積也會(huì)較大，此時(shí)頂板要變寬，拱高需增大，如圖3.3.2(d)。如果設(shè)在路面板以下，則車道板必須采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，造價(jià)很高。設(shè)置通風(fēng)道的原則：是既要使通風(fēng)道的斷面積小，又要使內(nèi)輪廓線與建筑限界的側(cè)墻部分的剩余空間最小，還要使拱部與側(cè)墻偽內(nèi)輪廓線過(guò)渡圓滑，適合受力特點(diǎn)。例如隧道長(zhǎng)度為1km左右的隧道，由兩個(gè)洞口進(jìn)行半橫向通風(fēng)時(shí)，所需通風(fēng)道面積約為810m,屬于小斷面通風(fēng)道。_內(nèi)輪廓線確定方法：如圖3.3.2(c),取a、b為控制點(diǎn)，求而平分線一在平分線上找一點(diǎn)oi,取01A為半徑(R1)作弧AR在AB弧

5、的延長(zhǎng)線取點(diǎn)P,將OP與對(duì)稱軸的交點(diǎn)02作為圓心，劃斤圓時(shí)要試作，使之在H點(diǎn)附近通過(guò)。所得到的ABPHffl為內(nèi)輪廓線。需要設(shè)置仰拱時(shí)，取斗(二R3)近似等于2倍的彳。例如需通風(fēng)道斷面積為20m時(shí)，用趨進(jìn)法作圖。如圖3.3.2(d),首先在d的延長(zhǎng)線上取點(diǎn)D,使DG勺等于建筑限界寬度的一半(試取時(shí)可將ab延長(zhǎng)與無(wú)交于D),GD不應(yīng)比其超過(guò)太多(以防-0FQ3?)中3=90邛2,2.軸線與外輪廓線對(duì)于拱的軸線和外輪廓線的計(jì)算，不存在困難。等截面拱的計(jì)算比較簡(jiǎn)便，變截面拱圈尺寸的計(jì)算，則比較繁瑣，參見(jiàn)圖3.3.5,可按以下公式計(jì)算：R1=m+r1+d0R2=m+r2+d0Ad=db-dod(r2+

6、d0+0.5Ad)m=(r2+d0)(1cos中2)Adcos2(3.3.3)r1=m+r+0.5d0r2=m+r2+0.5d00.5Ad(2+0.5d0+0.25Ad)m=(r2-40.5d0)(1-cos%)-0.5Adcos%,式中：Ri,R2外輪廓線半徑；ri、2軸線半徑；ri、吐、%、邛2意義同前,均為已知。d0為拱頂厚度，db為拱腳截面厚度，二者都是預(yù)先設(shè)定的。若預(yù)先設(shè)定d0和db時(shí)，則水平線以上部分曲邊墻尺寸計(jì)算公式如下：圖3.3.5變截面拱圈尺寸的計(jì)算圖式及水平線以上部分曲邊墻尺寸計(jì)算圖式若預(yù)先設(shè)定d0和dw時(shí)，則需先計(jì)算m及db值：dW-d0msin中211(3.3.5)cos2db=.R；-m2sin22-r2-mcos2水平線以下部分曲邊墻外緣為斜線時(shí)，其斜線與以R3為半徑的外輪廓線相切，見(jiàn)圖3.3.6,通常R3、H3和B3為預(yù)先設(shè)定，有關(guān)尺寸按以下公式計(jì)算：a=vH1-2R3B3+B2a一一一一一一h3-22aH3，R3(R3B3)，R3+a,a(H3h3)b3=R3(3.3.6)圖3.3.6邊墻外緣斜線計(jì)算圖圖3.3.7三心圓平拱外輪廓線計(jì)算圖三心圓平拱襯砌外輪廓線的計(jì)算，見(jiàn)圖3.3.7。通常d0、dw,r1、r2為預(yù)先設(shè)定,此時(shí)(3.3.7)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)