第三章公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系1第三章公路隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路面隧道的防排水2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系2隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造主體構(gòu)造物附屬構(gòu)造物洞身襯砌洞門構(gòu)造物洞身襯砌的平、縱、橫斷面的形狀由道路隧道的幾何設(shè)計確定

襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計算決定

明洞通風照明排水、消防、通訊等2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系33.1洞身襯砌洞身襯砌的類型支護結(jié)構(gòu)2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系4

襯砌結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)地質(zhì)地形條件，考慮結(jié)構(gòu)受力的合理性、施工方法等因素來確定。

一、襯砌結(jié)構(gòu)的類型2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系5一、襯砌結(jié)構(gòu)的類型直墻襯砌曲墻式襯砌

噴錨襯砌復(fù)合襯砌偏壓襯砌喇叭口襯砌圓形斷面襯砌矩形斷面襯砌2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系61、直墻式襯砌適用：直墻式襯砌型式通常用于巖石地層垂直圍巖壓力為主要計算荷載、水平圍巖壓力很小的情況。一殷適用于I，II級圍巖，有時也可用于IV級圍巖拱部形狀：①坦三心圓拱(r1>r2)②或尖三心圓拱(r2<r1)③割圓拱（r1＝r2＝r）襯砌由上部拱圈、兩側(cè)豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系72023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系82、曲墻式襯砌拱頂拱腰拱腳仰拱2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系92、曲墻式襯砌適用：適用于IV級以上圍巖，水平壓力大或除了垂直壓力外，還有底鼓壓力的情況。①地質(zhì)條件較差，為抵御底鼓壓力，配以仰拱使襯砌形成環(huán)狀封閉結(jié)構(gòu)；②基礎(chǔ)地基較好，可采用無仰拱的曲墻式襯砌。仰拱：為改善隧道上部支護結(jié)構(gòu)受力條件而設(shè)置在隧道底部的反向拱形結(jié)構(gòu)。2023/3/15中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地下工程系102023/3/7中國礦業(yè)大學(xué)（北北京）地下工程系系11仰拱：①可以改善襯砌砌受力狀態(tài)，施工工麻煩，影響施工工運輸；②Ⅴ、Ⅵ類圍巖均需修仰拱拱；③Ⅳ類圍巖，基礎(chǔ)地質(zhì)質(zhì)較好時可不設(shè)，，反之要設(shè)。設(shè)置仰拱作用：使結(jié)構(gòu)及時封閉，，提高整體承載力力和側(cè)墻抵抗側(cè)壓壓力的能力抵御結(jié)構(gòu)下沉變形形，調(diào)整圍巖和襯襯砌的應(yīng)力狀態(tài)2023/3/7中國礦業(yè)大學(xué)（北北京）地下工程系系122023/3/7中國礦業(yè)大學(xué)（北北京）地下工程系系133、噴混凝土襯砌、噴噴錨襯砌及復(fù)合式式襯砌4、偏壓襯砌當山體地面坡陡于于l：2.5，線路外側(cè)山體覆覆蓋較薄，或于地地質(zhì)構(gòu)造造成的偏偏壓，襯砌為承受受這種不對稱圍巖巖壓力而采用5、喇叭口隧道襯砌砌6、圓形斷面隧道為了抵御膨脹性圍圍巖壓力，山嶺隧隧道也可以采用圓形或近似圓形斷斷面;盾構(gòu)法沉管法施工的隧道道。7、矩形斷面襯砌沉管法、明挖法施施工時，廣泛采用用矩形斷面襯砌支護錨噴支護噴射混凝土錨桿鋼桁架超前支護超前錨桿超前管棚注漿加固超前小導(dǎo)管超前深孔帷幕二、支護結(jié)構(gòu)掘進距離取決于管棚深度初期支護結(jié)構(gòu)初期支護結(jié)構(gòu)永久支護結(jié)構(gòu)永久支護結(jié)構(gòu)洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路面面隧道的防水與排水水第三章公路隧隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)造3.2洞門3.2洞門3.2洞門3.2洞門3.2洞門一、洞門的概念及其作作用二、洞門的形式三、隧道洞門構(gòu)造一、洞門的概念及其作作用※洞門的概念：洞門是隧道兩端的的外露部分，也是是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與與洞口外路塹的支支護結(jié)構(gòu)?！撮T的主要作用①保證洞口邊坡坡的安全和仰坡的的穩(wěn)定；②匯集在洞口附附近的仰、邊坡上上的地表水，并引引離隧道，減少洞洞口土石方開挖量量；③作為隧道的標標志性建筑物，應(yīng)應(yīng)與隧道的規(guī)模、、使用特性以及周周圍建筑物、地形形條件等要相協(xié)調(diào)調(diào)。二、洞門的形式（1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環(huán)框式洞門（4）臺階式洞門（5）遮光棚式洞門(1)端墻式洞門(2)翼墻式洞門(3)環(huán)框式洞門－削竹竹式洞門(4)臺階式洞門(5)遮光棚式洞門端墻式洞門柱式洞門柱式洞門圖式2臺階洞門臺階洞門翼墻式洞門翼墻式隧道門造型型遮光棚式洞門圖2翼墻式隧道門柱式路塹明洞隧道道門翼墻式路塹明洞隧隧道門半路塹偏壓明洞隧隧道門半路塹單壓式明洞洞隧道門單壓式明洞隧道門門削竹式隧道門高速公路

削竹式式隧道門1．仰坡坡腳至洞門門端墻頂帽背的水水平距離，一般不不小于1.5m。2．洞門端墻頂宜高高出仰坡坡腳不小小于0.5m。3．洞門端墻與仰坡坡之間水溝溝底至至襯砌拱頂外緣的的高度，一般不小小于1m。4．一般隧道門端墻墻、翼墻、擋土墻墻設(shè)計為仰斜式墻墻身時，墻背坡度度不宜緩于1:0.3。三、洞門的構(gòu)造要求洞門的構(gòu)造要求5.洞門端墻、翼墻和和擋土墻截面厚度度應(yīng)滿足規(guī)范要求求。6．洞門端墻、翼墻墻和擋土墻應(yīng)根據(jù)據(jù)情況設(shè)置伸縮緩緩和沉降縫。7．洞門翼墻和擋土土墻身應(yīng)設(shè)置泄水水孔。洞門的構(gòu)造要求(二)洞門的基礎(chǔ)1、洞門端墻、翼墻、、擋土墻基礎(chǔ)必須須置于穩(wěn)固地基上上，基底松碴應(yīng)清除除干凈，以防止滑滑動和不均勻沉陷陷。2、在松軟地基上設(shè)設(shè)置基礎(chǔ)，當?shù)鼗休d力不足時，，可結(jié)合具體條件件采取換填。擴大基基礎(chǔ)、樁基、地基基加固等措施。3．基礎(chǔ)埋置深度(1)洞門端墻、翼墻、、擋土墻基礎(chǔ)應(yīng)埋埋入路基面以下一一定深度。土質(zhì)地地基埋置深度不應(yīng)應(yīng)小于1米。且應(yīng)符合基底應(yīng)力的的要求。(2)洞門端墻嵌入路塹塹邊坡的深度根據(jù)據(jù)坡度不同取值30－50厘米。(3)在洞門端墻厚度范范圍內(nèi)的洞口襯砌砌基礎(chǔ)埋置深度，，應(yīng)與端墻基礎(chǔ)相相同。(4)為保證洞門穩(wěn)固和和施工方便，襯砌砌邊墻外側(cè)的洞門門端墻基礎(chǔ)寬度一一般不小于0.5m．(5)當墻基礎(chǔ)砌筑在穩(wěn)穩(wěn)定堅硬的基巖斜斜坡上時．基礎(chǔ)可可切割成臺階狀。。4．當洞門擋(翼)墻受滑動控制時．．可采用傾斜基底底或凸形基底等防防滑措施．基底傾傾斜度，土質(zhì)地基基一般不大于0.2:1，穩(wěn)定巖石地基不不大于0.3：1。5．檢算傾斜基底穩(wěn)穩(wěn)定時，除檢算沿沿基底的滑動穩(wěn)定定外，尚應(yīng)檢算沿沿地基上層的水平平剪切應(yīng)力。(三)洞門建筑材料（1）鋼筋混凝土（2）料石砌體(四)洞門施工要求1．洞門宜盡早修修建，并盡可能能避免在雨季施施工．洞門修筑筑前應(yīng)作好洞口口及仰坡周圍的的排水、截水設(shè)設(shè)施，以保護邊邊、仰坡的穩(wěn)定定。2．當洞口邊、仰仰坡土石有剝落落可能時，坡面面應(yīng)清理并予以以防護．3．洞門端墻厚度度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)與洞口環(huán)環(huán)節(jié)襯砌采用同同一材料整體灌灌筑。4．翼墻和洞口擋擋土墻應(yīng)與端墻墻同時砌筑．當當翼墻需分段修修建時，其墻身身應(yīng)留施工縫，，并應(yīng)檢算施工工狀態(tài)穩(wěn)定性。。5.洞門端墻,翼墻,擋土墻墻身砌出出地面后,基坑必須及時回回填夯實，頂面面作成不小于4%的排水坡。洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路路面隧道的防水與排排水第三章公路路隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造3.3明洞什么是明洞？采用明挖法修筑筑的隧道結(jié)構(gòu)明洞特點：地面建筑》》》地下建筑明洞要求：符合地形、地質(zhì)質(zhì)、經(jīng)濟、安全全、施工難易等等條件3.3明洞3.3.1拱形明洞（常用）3.3.2棚式明洞（常用）3.3.3明洞基礎(chǔ)3.3.4明洞填土3.3.1拱形明洞1、路塹對稱型2、路塹偏壓型3、半路塹偏壓型型4、半路塹單壓型型路塹：指從原地面向下下開挖而成的路路基形式。起到到緩和道路縱坡坡或越嶺線穿越越嶺口控制標高高。(1)路塹對稱型適用于洞頂?shù)貏輨萜骄?路塹兩側(cè)地質(zhì)條條件基本相同(2)路塹偏壓型適用于兩側(cè)山坡坡高差較大的路路塹，高側(cè)邊坡坡有坍塌，落石石或泥石流。(3)半路塹偏壓型適用于半路塹靠靠山側(cè)邊坡較高高，有坍塌、落落石或泥石流等等不良地質(zhì)現(xiàn)象象，而外側(cè)地面面較寬敞和穩(wěn)定定。(4)半路塹單壓型適用于靠山側(cè)邊邊坡或原山坡有有坍塌、落石等等情況，外側(cè)地地形陡峻無法填填土地段。3.3.2棚式明洞當山坡坍方，山山體側(cè)壓力不大大，或因受地質(zhì)質(zhì)、地形條件的的限制，難以修修建拱形明洞時時，可采用棚式式明洞。棚式明洞頂板為為梁式結(jié)構(gòu)。棚式明洞的類型型主要取決于外外側(cè)邊墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式。通常有有墻式、剛架式，，柱式和懸臂式式等棚式明洞(1)墻式棚洞(2)剛架式柵洞外墻結(jié)構(gòu)為連續(xù)續(xù)框架，對地基基承載力要求較較高(3)柱式棚洞外墻為獨立柱和和縱梁方式，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，預(yù)制制吊裝方便，但但整體性較差。。(4)懸臂式棚洞當山坡較陡，坡坡面有少量落石石，且外側(cè)地基基不良或不宜設(shè)設(shè)基礎(chǔ)時，可采采用懸臂式棚洞洞3.3.3明洞基礎(chǔ)明洞邊墻基礎(chǔ)必必須置于穩(wěn)固的的地基上，施工工應(yīng)符合下列要要求：（1）偏壓和單壓明明洞外邊墻的基基底，在垂直路路線方向宜向內(nèi)內(nèi)挖成0.1:1的斜坡，提高邊邊墻抗滑力。（2）當?shù)鼗绍洉r時應(yīng)采取增加承承載力的措施。。3.3.3明洞基礎(chǔ)（3）基礎(chǔ)開挖應(yīng)核核對地質(zhì)條件，，當挖至設(shè)計高高程仍不符合設(shè)設(shè)計要求時應(yīng)上上報有關(guān)方面處處理。（4）基礎(chǔ)混凝土灌灌注前必須排除除坑內(nèi)積水，并并對基底進行固固化處理。邊墻墻基礎(chǔ)應(yīng)采用與與邊墻同級混凝凝土一次澆筑。。3.3.4明洞填土明洞回填施工應(yīng)應(yīng)符合下列要求求：1在拆除外模后應(yīng)應(yīng)立即做好防水水層及縱向盲溝溝，保證排水通通暢。2墻背回填應(yīng)兩側(cè)側(cè)對稱進行，石石質(zhì)地層中墻背背與巖壁空隙不不大時，用與墻墻身同級混凝土土回填。3.3.4明洞填土3墻后排水設(shè)施應(yīng)應(yīng)與回填同時施施工，并保證能能使?jié)B水順暢排排出。4拱圈混凝土達到到設(shè)計強度且由由人工夯實回填填至拱頂以上1m以前，不得采用用機械回填。3.3.4明洞填土5拱背回填應(yīng)對稱稱分層夯實，每每層厚度不得大大于0.3m，兩側(cè)回填的土土面高差不得大大于0.5m，回填至拱頂齊齊平后應(yīng)分層滿滿鋪填筑?？够鞫粗五^桿明洞墻式棚洞基基礎(chǔ)與填土柱式棚洞基基礎(chǔ)與填土剛架式棚洞基基礎(chǔ)與填土洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路路面隧道的防水與排排水第三章公路路隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造3.4豎井與斜井為什么設(shè)置豎井井或斜井？作用1：增加開挖工作作面作用2：通風需要3.4豎井與斜井3.4.1豎井3.4.2斜井豎井1豎井位置的選擇擇2豎井與主坑道的銜接接方式3豎井斷面內(nèi)部空空間布置豎井示意圖豎井的構(gòu)成豎井斷面形式矩形豎井圓形豎井斜井1斜井位置的選擇擇2斜井坡度選擇3斜井斷面內(nèi)部空空間布置斜井設(shè)置圓形斷面襯砌矩形斷面襯砌洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路路面隧道的防水與排排水第三章公路路隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造3.5內(nèi)裝、頂棚及路路面1、內(nèi)裝2、頂棚3、路面4、噪聲消減1、內(nèi)裝為確保行車安全全，在隧道中必必須采取措施，，使墻面亮度在在長期的運營中中保持較好水平平，墻面須用適適當?shù)牟牧霞右砸詢?nèi)裝處理，其其作用如下：①改善隧道內(nèi)內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)導(dǎo)作用；②提高墻面的的反射率，增強強照明效果；③吸收噪音常用的隧道內(nèi)裝裝材料①塊狀混凝凝土材料；②飾面板、、鑲板等質(zhì)地致致密材料；③瓷磚鑲面面材料；④油漆材料料。隧道內(nèi)裝材料應(yīng)應(yīng)具有如下性質(zhì)質(zhì)：①耐火性，在在高溫條件下仍仍能維持原狀，，不燃燒、不分分解有害成分等等；②耐蝕性，長期期在油垢及有害害氣體下不變質(zhì)質(zhì)；③不怕水，大多多數(shù)隧道都存在在漏水問題，在在水的浸泡下，，在潮濕環(huán)境中中不變質(zhì)、不霉霉爛；④材料來源廣廣泛，價格相對對便宜。⑤能吸收噪音；⑥顏色淡，易易清潔；⑦具有阻燃性性。2、頂棚※色彩的選擇：頂頂棚用漫反射材材料可以避免產(chǎn)產(chǎn)生眩光，其顏顏色的明亮程度度直接影響到路路面亮度※美化隧道，并且且起視覺誘導(dǎo)作作用※頂棚可做成平頂頂或者拱頂：①①在自然通風或或誘導(dǎo)通風時，，可以用拱頂；；②在半橫向或或橫向通風時可可以用平頂?！斉镆陨峡梢宰髯鳛橥L道和供供管理人員使用用的通道，因此此設(shè)計荷載可按按(據(jù)國外資料)10MPa考慮2、頂棚3、路面⑴路面材料主要有有兩種：砼和改性瀝青；⑵路面材料應(yīng)具備備如下性能：①路面材料應(yīng)應(yīng)具有抵御水沖沖刷和含有化學(xué)學(xué)物質(zhì)的水的浸浸蝕能力;②應(yīng)具有較高的抗抗側(cè)滑的能力；；③抗裂性、耐耐久性；④容易修補。。⑶路面與車道分隔隔線等交通標志之間間應(yīng)保證有明顯顯的亮度對比和和鮮明的顏色對對比3、路面⑷路基應(yīng)具有足夠夠的承載力，尤其要求在有豐豐富地下水的條條件下也能滿足足要求，要求有有良好的排水設(shè)設(shè)施4、噪聲消減※隧道內(nèi)噪聲水平平應(yīng)保持在60分貝以下※隧道內(nèi)采取的措措施：①內(nèi)裝材料的的制作；②墻面材料的的制作；③路面材料的的制作；※利用原理：聲波的反射原理理4、噪聲消減洞身襯砌洞門明洞斜井與豎井內(nèi)裝、頂棚與路路面隧道的防水與排排水第三章公路路隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造※洞外防排水措施施3.6隧道防排水※洞內(nèi)防排水措施施隧道防排水應(yīng)視視水文地質(zhì)條件件因地制宜地采采取“以排為主，防防、排、截、堵堵相結(jié)合”的綜合治理原則則，達到排水通通暢、防水可靠靠、經(jīng)濟合理、、不留后患的目目的。隧道防排水原則則對地表水、地下下水應(yīng)采取妥善善的處理，使洞洞內(nèi)外形成一個個完整的暢通的的防排水系統(tǒng)。。隧道防排水要求求一般公路隧道應(yīng)應(yīng)做到：1、拱部不不摘水、、邊墻不不滴水。。2、路面不不冒水、、不積水水、設(shè)備備箱洞處處不滲水水。3、凍害地地區(qū)隧道道襯砌背背后不積積水，排排水溝不不凍結(jié)。。汽車專用用公路隧隧道則應(yīng)應(yīng)達到：：拱部、墻墻部及設(shè)設(shè)備箱洞洞處均不不滲水(1)、洞外防防排水措措施A、地表處處理B、洞頂天天溝截水水C、明洞頂頂防排水水D、洞門排排水E、洞內(nèi)外外水溝銜銜接(2)、洞內(nèi)防防排水措措施排水措施施a、洞內(nèi)排排水溝b、襯砌背背后盲溝溝c、泄水洞洞或洞外外井點降降水d、