第1章1滑膜施工课件

第一章 隧道结构构造 vv隧道结构分为主体建筑物和附属建筑物隧道结构分为主体建筑物和附属建筑物 vv主体建筑物为了保持隧道的稳定，保证主体建筑物为了保持隧道的稳定，保证 隧道正常使用而修建的，由隧道正常使用而修建的，由洞身支护结洞身支护结 构及洞门构及洞门组成，在公路线上洞口附近容组成，在公路线上洞口附近容 易坍塌或有落石危险时则需要加筑明洞易坍塌或有落石危险时则需要加筑明洞 vv附属建筑物指保证隧道正常使用所需的附属建筑物指保证隧道正常使用所需的 各种辅助设施各种辅助设施 第一节 衬砌构造 一、洞身衬砌结构类型一、洞身衬砌结构类型 vv支护的方式有：外部支护，即从外部支撑着支护的方式有：外部支护，即从外部支撑着 坑道的围岩坑道的围岩( (如整体式混凝土衬砌、砌石衬砌如整体式混凝土衬砌、砌石衬砌 、拼装式衬砌、喷射混凝土支护等、拼装式衬砌、喷射混凝土支护等) )；内部支；内部支 护，即对围岩进行加固以提高其稳定性护，即对围岩进行加固以提高其稳定性( (如锚如锚 杆支护、锚喷支护、压入浆液等杆支护、锚喷支护、压入浆液等) )；混合支护；混合支护 ( (内部与外部支护混合一起的衬砌内部与外部支护混合一起的衬砌) )。 ( (一一) )整体式混凝土衬砌整体式混凝土衬砌 vv其工艺流程为：立模灌筑养生拆模。其工艺流程为：立模灌筑养生拆模。 模筑衬砌的特点是：对地质条件的适应性较模筑衬砌的特点是：对地质条件的适应性较 强，易于按需要成型，整体性好，抗渗性强强，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。，并适用于多种施工条件。 vv隧道衬砌按照不同的围岩类别，有隧道衬砌按照不同的围岩类别，有直墙式衬直墙式衬 砌砌和和曲墙式衬砌曲墙式衬砌两种形式。两种形式。 vv公路隧道衬砌断面根据地质及水文地质情况公路隧道衬砌断面根据地质及水文地质情况 ，并考虑施工条件，尽量采用标准设计图。，并考虑施工条件，尽量采用标准设计图。 当有较大的偏压、冻胀力、倾斜的滑动推力当有较大的偏压、冻胀力、倾斜的滑动推力 或施工中出现大量坍方以及七度以上地震区或施工中出现大量坍方以及七度以上地震区 等情况时，则应根据荷载特点进行个别设计等情况时，则应根据荷载特点进行个别设计 。 ( (二二) )装配式衬砌装配式衬砌 vv特点是：拼装成环后立即受力，便于机械化特点是：拼装成环后立即受力，便于机械化 施工，改善劳动条件，节省劳力。但要求有施工，改善劳动条件，节省劳力。但要求有 一定的机械化设备，施工工艺复杂，衬砌的一定的机械化设备，施工工艺复杂，衬砌的 整体性及抗渗性差。整体性及抗渗性差。 ( (三三) )锚喷支护锚喷支护 vv喷混凝土是将拌和好并加有速凝剂的混凝土喷混凝土是将拌和好并加有速凝剂的混凝土 料，用高压空气喷向岩壁，可以很快凝固、料，用高压空气喷向岩壁，可以很快凝固、 硬化、承载，并和岩壁紧密结合。硬化、承载，并和岩壁紧密结合。 vv两者都可以很快发挥作用，防坍、承载，起两者都可以很快发挥作用，防坍、承载，起 临时支撑作用；而且封闭岩体的裂隙和节理临时支撑作用；而且封闭岩体的裂隙和节理 。 vv锚杆是把高抗拉性能的杆状物置于岩体中，锚杆是把高抗拉性能的杆状物置于岩体中， 并与其结成一体。并与其结成一体。 vv特点是：可充分发挥围岩的自承能力，并有特点是：可充分发挥围岩的自承能力，并有 效地利用洞内净空，提高作业安全性和作业效地利用洞内净空，提高作业安全性和作业 效率，并能适应软弱和膨胀性地层中的隧道效率，并能适应软弱和膨胀性地层中的隧道 开挖。还能用于整治坍方和隧道衬砌的裂损开挖。还能用于整治坍方和隧道衬砌的裂损 。 ( (四四) )复合式衬砌复合式衬砌 vv复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可复合式衬砌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。以是不同型式、方法、时间和材料施作的。 vv目前最通用的是外衬为锚喷支护，内衬为整目前最通用的是外衬为锚喷支护，内衬为整 体式混凝土衬砌，体式混凝土衬砌，如图如图。 vv复合式衬砌内外层结构受力状态：复合式衬砌内外层结构受力状态： 一种看法认为：围岩中因围岩具有自承能力一种看法认为：围岩中因围岩具有自承能力 ，它与初期支护组合在一起能起到永久建筑，它与初期支护组合在一起能起到永久建筑 物的作用，故二次衬砌只是用来提高安全度物的作用，故二次衬砌只是用来提高安全度 的；的； 另一种看法则认为，二次衬砌的承载作用是另一种看法则认为，二次衬砌的承载作用是 主要的，它不仅稳定围岩的变形且在整个衬主要的，它不仅稳定围岩的变形且在整个衬 砌结构中占有主导地位；砌结构中占有主导地位； 还有一种看法认为内、外衬砌是共同承载受还有一种看法认为内、外衬砌是共同承载受 力的。力的。 vv特点是：复合式衬砌可以满足初期支护施作特点是：复合式衬砌可以满足初期支护施作 及时、刚度小易变形的要求，且与围岩密贴及时、刚度小易变形的要求，且与围岩密贴 ，从而能保护和加固围岩，充分发挥围岩的，从而能保护和加固围岩，充分发挥围岩的 自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平整，自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平整， 可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感 。 二、隧道衬砌断面设计的一般原则二、隧道衬砌断面设计的一般原则 ( (一一) )衬砌内轮廓线衬砌内轮廓线 vv衬砌内轮廓线应满足限界要求，并应考虑施衬砌内轮廓线应满足限界要求，并应考虑施 工中易于加宽和拱架制作简便等因素。工中易于加宽和拱架制作简便等因素。 ( (二二) ) 衬砌断面的轴线衬砌断面的轴线 vv衬砌断面的轴线应尽量与压力曲线相重合，衬砌断面的轴线应尽量与压力曲线相重合， 使衬砌断面承受压应力，以充分发挥衬砌材使衬砌断面承受压应力，以充分发挥衬砌材 料的抗压能力。料的抗压能力。 ( (三三) ) 衬砌厚度衬砌厚度 vv衬砌各截面的厚度随工程及水文地质条件不衬砌各截面的厚度随工程及水文地质条件不 同而变化。所确定的各截面厚度尺寸最后应同而变化。所确定的各截面厚度尺寸最后应 通过内力分析检算决定。通过内力分析检算决定。 vv公路隧道设计规范公路隧道设计规范规定，承载的隧道建规定，承载的隧道建 筑物各部分结构的截面最小厚度不应小于筑物各部分结构的截面最小厚度不应小于表表 所列的数值，以满足构造上的要求。所列的数值，以满足构造上的要求。 图图 复合式衬砌图复合式衬砌图 锚杆布置示意图锚杆布置示意图 钢筋网布置示意图钢筋网布置示意图 66 55 预留变形预留变形 初期支护初期支护 R22R22砂浆锚杆砂浆锚杆 模筑混凝土模筑混凝土 隧道中线隧道中线 线路中线线路中线 内轨顶面内轨顶面 第二节 洞门与明洞 一、洞门一、洞门 洞门的作用有以下几个方面：洞门的作用有以下几个方面： ( (一一) )洞门的作用洞门的作用 (1)(1)减少洞口土石方开挖量。减少洞口土石方开挖量。 (2)(2)稳定边、仰坡。稳定边、仰坡。 (3)(3)引离地表水流。引离地表水流。 (4)(4)装饰洞口。装饰洞口。 ( (二二) )洞门的形式洞门的形式 1. 1.洞口环框洞口环框 当洞口石质坚硬稳定当洞口石质坚硬稳定(级围岩级围岩) )，且地形陡，且地形陡 峻无排水要求时，可仅修建洞口环框峻无排水要求时，可仅修建洞口环框 ，如图如图 。 2. 2.端墙式端墙式( (一字式一字式) )洞门洞门 如如2626图图, ,适用于地形开阔、石质较稳定适用于地形开阔、石质较稳定( ( 级围岩级围岩) )的地区，由端墙和洞门顶排水沟组的地区，由端墙和洞门顶排水沟组 成。成。 端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口 正面上的仰坡，保持其稳定。正面上的仰坡，保持其稳定。 1 1 1 1 d d 内轨面内轨面 图图 环框式洞门环框式洞门 内轨面内轨面 1:0.11:0.31:0.11:0.3 1-11-1剖面剖面 3. 3.翼墙式翼墙式( (八字式八字式) )洞门洞门 当洞口地质较差当洞口地质较差( (级及以上围岩级及以上围岩) )，山体纵，山体纵 向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双 侧设置翼墙，侧设置翼墙，如如2727图所示图所示。 翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞 门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路 堑边坡起挡土墙作用。堑边坡起挡土墙作用。 图图 翼墙式洞门翼墙式洞门 4. 4.柱式洞门柱式洞门 当地形较陡当地形较陡( (级围岩级围岩) )，仰坡有下滑的可能，仰坡有下滑的可能 性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙 时，可在端墙中部设计断面较大的柱墩，以增时，可在端墙中部设计断面较大的柱墩，以增 加端墙的稳定性，加端墙的稳定性，如如3030图所示图所示。 5. 5.台阶式洞门台阶式洞门 当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡 较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰 坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式 ，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开 挖数量，也能起到一定的美化作用，挖数量，也能起到一定的美化作用，如如3131图所图所 示示。 图图 柱式洞门柱式洞门 图图 端墙式洞门端墙式洞门 6.6.斜交式洞门斜交式洞门 当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了 缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行于缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行于 等高线与线路呈斜交的洞口等高线与线路呈斜交的洞口( (洞门与线路中线洞门与线路中线 的交角不应小于的交角不应小于4545) )，如图所示如图所示3333。 二、明洞二、明洞 vv明洞是隧道的一种变化型式，它用明挖法修筑明洞是隧道的一种变化型式，它用明挖法修筑 。所谓明挖指把岩体挖开，在露天修筑衬砌，。所谓明挖指把岩体挖开，在露天修筑衬砌， 然后回填土石。然后回填土石。 斜交式洞门斜交式洞门 内轨顶面内轨顶面 1 11 1正面正面 平面平面 1 1 1 1 ( (一一) )拱式明洞拱式明洞 vv适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩 层基本稳定，仅防止边坡有少量坍塌、落石，层基本稳定，仅防止边坡有少量坍塌、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。用暗挖法修建隧道时。 1. 1.路堑式对称型路堑式对称型(34(34图图) ) vv这种明洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路这种明洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路 堑。堑。 2. 2.路堑式偏压型路堑式偏压型(35(35图图) ) vv适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的适用于地形倾斜，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地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压力的 能力。能力。 3. 3.半路堑式偏压型半路堑式偏压型(36(36图图) ) vv适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段 。 4. 4.半路堑式单压型半路堑式单压型(37(37图图) ) ( (二二) )棚式明洞棚式明洞( (简称棚洞简称棚洞) ) vv有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧 没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定 ，这是可考虑采用另一种建筑物，这是可考虑采用另一种建筑物棚式明洞棚式明洞 ，其外形，其外形如图所示如图所示3838。 1. 1.盖板式明洞盖板式明洞(39(39图图 ) ) vv它由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结它由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结 构。其上回土石，以保护盖板受山体落石的冲构。其上回土石，以保护盖板受山体落石的冲 击。击。 2. 2.刚架式明洞刚架式明洞 vv当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部 地基稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减地基稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减 小基础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞小基础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞 为刚架式明洞。为刚架式明洞。 3. 3.悬臂式棚洞悬臂式棚洞 vv对稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般对稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般 棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可 修建悬臂式棚洞。修建悬臂式棚洞。 1 1 1 1 d d 内轨面内轨面 图图 环框式洞门环框式洞门 内轨面内轨面 1:0.11:0.31:0.11:0.3 1-11-1剖面剖面 图图 端墙式洞门端墙式洞门 图图 翼墙式洞门翼墙式洞门 图图 柱式洞门柱式洞门 斜交式洞门斜交式洞门 内轨顶面内轨顶面 1 11 1正面正面 平面平面 1 1 1