隧道衬砌结构.ppt

隧道工程第六章隧道结构构造包括：运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。第一节洞身衬砌一、隧道衬砌的概述（一）衬砌概念（一）衬砌概念（二）衬砌材料1．混凝土10公路隧道工程各部位建筑材料铁路隧道衬砌建筑材料3.钢筋混凝土4．石料和混凝土预制块165．喷射混凝土6.锚杆和钢架2122237.装配式材料（三）衬砌类型1．单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）2、装配式衬砌3、锚喷式衬砌①膨胀性围岩；②粘土质胶结的软岩；③大面积涌水地段；④堆积层、破碎带等不良地质地段；⑤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；⑥辅助坑道或其它隧道与主隧道的连接处及附近地段；⑦有很高的防水要求的隧道；⑧围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等；⑨地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀；⑩最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段。4、复合衬砌二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）（一）直墙式衬砌（一）直墙式衬砌3、几种特殊情况（2）大拱脚（3）降低边墙建筑材料等级或采用花边墙40曲墙式衬砌适用于地质条件比较差，岩体松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水平压力也相当大的情况。主要适用于Ⅳ级及以上的围岩或Ⅲ级围岩双线。多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。（二）曲墙式衬砌（三）公路隧道整体式衬砌设计基本要求(4)设置沉降缝、伸缩缝的目的是为了把不同承载能力结构、承受不同围岩压力的结构完全断开，产生的沉降变形和受力变形各自独立。隧道结构设变形缝，并在缝内设置一定厚度的隔离层，采用沥青木板或沥青麻丝是多年的做法，也可采用具有一定耐久性的柔性材料。沉降缝、伸缩缝缝宽应大于20mm，缝内可夹浸沥青木板或沥青麻丝。伸缩缝、沉降缝应垂直于隧道轴线设置。(8)隧道横洞指汽车横向通道、通风道等与主洞连接处形成交叉口。在交叉口段，由于暴露空间大，结构受力复杂，为保证结构强度，防止开裂，要求交叉口衬砌段采用钢筋混凝土结构。三、装配式衬砌4.装配式衬砌的构造要求1）地质条件较好，围岩稳定，地下水很少，有场地，施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备，并控制开挖和拼装工艺有一定的经验时，可采用拼装衬砌。3、装配式衬砌的优缺点4.装配式衬砌的构造要求四、锚喷式衬砌在IV-VI级围岩中不宜单独采用喷锚支护作永久衬砌，①膨胀性围岩；②粘土质胶结的软岩；③大面积涌水地段；④堆积层、破碎带等不良地质地段；⑤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；⑥辅助坑道或其它隧道与主隧道的连接处及附近地段；⑦有很高的防水要求的隧道；⑧围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等；⑨地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀；⑩最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段。四、锚喷式衬砌1、锚喷式衬砌构造锚杆的布置(2)喷射混凝土60①普通硅酸盐水泥≥325号；②坚硬耐久的卵石或碎石：粒经不应大于15mm；③河沙：不含土质或杂物；④速凝剂。(3)组成形式2、铁路隧道设计规范中规定（p60）3、公路隧道规定：喷锚衬砌设计可采用工程类比法或数值计算，并结合现场监控量测进行设计。复合式衬砌不同于单层厚壁的模筑混凝土衬砌，它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。五、复合式衬砌1、复合衬砌的构造。7071复合衬砌按内、外衬的组合情况可分为：①喷锚支护与混凝土衬砌；②喷锚支护与喷射混凝土衬砌；③可缩性钢拱架（或格栅钢构拱架）喷射混凝土与混凝土衬砌；④装配式衬砌与混凝土衬砌。73复合衬砌主要是通过调整断面形状和初期支护参数来适应地质条件变化，即适应不同的围岩级别以及围岩松弛范围和松弛程度变化，因而，复合衬砌中的初期支护参数变化幅度较大（如外衬为锚喷衬砌的厚度多在5～20cm之间），而内层衬砌厚度变化不大（如公路隧道多数在30-40cm之间，铁路铁路单线隧道内层衬砌厚度一般为25cm，双线隧道内层衬砌厚度一般为30cm.双线高速铁路隧道和公路隧道断面尺寸较大时，内层衬砌厚度稍厚）。内层衬砌一般均为等厚截面，只将两侧边墙下部稍作加厚，以降低基底应力。2、复合式衬砌的支护机理3、复合衬砌的优缺点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：①拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；②有明显偏压力时；③在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；④在大膨胀性的地层中时；⑤在大涌水的地层中时；⑥在严重的冻害的地区中时。4、隧道复合式衬砌设计要求79808182838485六、其它衬砌结构的类型2、矩形断面衬砌3、偏压衬砌七、隧道衬砌的其它构造要求4．横通道、运营通风洞、联络通道等与