2隧道结构型式及支护参数ppt课件

铁路隧道结构型式及支护参数 隧道衬砌构造洞门与明洞附属建筑物高速铁路隧道空气动力学问题及工程措施 隧道结构构造 第一节衬砌构造 支护的主要方式有 锚杆 钢架 钢筋网 喷射混凝土及其它的组合 开挖后的隧道 为了保持围岩的稳定性 一般需要进行支护和衬砌 衬砌的主要方式有 整体式混凝土衬砌 拼装式衬砌 喷射混凝土衬砌和复合式衬砌等 一 整体式混凝土衬砌 特点 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 并适用于多种施工条件 隧道衬砌按照不同的围岩类别 有直墙式衬砌和曲墙式衬砌两种形式 而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱两种 1 直墙式衬砌 适用于地质条件比较好 垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况 主要适用于I 级围岩 2 曲墙式衬砌 适用于地质较差 有较大水平围岩压力的情况 主要适用于 级及以上的围岩 级围岩双线 设置仰拱 使结构及时封闭 提高整体承载力和侧墙抵抗侧压力的能力 抵御结构下沉变形 调整围岩和衬砌的应力状态 作用 二 装配式衬砌 特点 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 三 锚喷式衬砌 锚喷式衬砌是锚喷结构既作为隧道支护 又作为隧道永久结构的形式 具有隧道开挖后衬砌及时 施工方便和经济的显著特点 喷锚支护作为柔性支护 变形量较大 其外轮廓线宜预留稍大的空间 20cm 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 在某些不良地质 大面积涌水地段和特殊地段 寒冷和严寒地区有冻害的地方 地下水有侵蚀性 四 复合式衬砌 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 也可以是不同型式 方法 时间和材料施作的 目前铁路隧道最通用的是外衬为锚喷支护 内衬为整体式混凝土衬砌 特点 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 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 可以防止外层风化 装饰内壁 增强安全感 第二节洞门与明洞 一 洞门 一 洞门的作用 减少洞口土石方开挖量 稳定边 仰坡 引离地表水流 装饰洞口 二 洞门的形式 1 洞口环框 适用于洞口石质坚硬稳定 II级围岩 且地形陡峻地段 起到减少洞口雨后滴水的作用 2 端墙式 一字式 洞门 适用于地形开阔 石质较稳定 级围岩 的地区 由端墙和洞门顶排水沟组成 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 洞门顶水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走 3 翼墙式 八字式 洞门 当洞口地质较差 级及以上围岩 山体纵向推力较大时 可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙 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 两侧面保护路堑边坡起挡土墙作用 4 柱式洞门 当地形较陡 级围岩 仰坡有下滑的可能性 又受地形或地质条件限制 不能设置翼墙时 可在端墙中部设置2个 或4个 断面较大的柱墩 以增加端墙的稳定性 柱式洞门比较美观 适用于城市附近 风景区或长大隧道的洞口 5 台阶式洞门 当洞门位于傍山侧坡地区 洞门一侧边仰坡较高时 为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 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 6 斜交式洞门 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 可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口 洞门与线路中线的交角不应小于45 7 突出式洞门 高速铁路隧道 为减缓高速列车的空气动力学效应 在单线隧道洞一般设喇叭口洞口缓冲段 同时兼作隧道洞门 公路隧道采用较多 主要目的是减少洞口工程量和装饰洞口 二 明洞 明洞是用明挖法修筑而成 明洞一般修筑在隧道的进出口处 或铁路 公路 河渠必须在铁路上方通过 或洞口有落石危及行车安全时 明洞的结构类型 拱式明洞和棚式明洞 一 拱式明洞 拱式明洞由拱圈 边墙和仰拱 或铺底 组成 1 路堑式对称型 2 路堑式偏压型 3 半路堑式偏压型 4 半路堑式单压型 二 棚式明洞 简称棚洞 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 这时可考虑采用另一种建筑物 棚式明洞 由内墙 外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构 其上回土石 以保护盖板不受山体落石的冲击 1 盖板式明洞 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小基础工程 可采用刚架式外墙 此时称明洞为刚架式明洞 主要由外侧刚架 内侧重力式墩台结构 横顶梁 底横撑及钢筋混凝土盖板组成 2 刚架式明洞 3 悬臂式棚洞 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 可修建悬臂式棚洞 由重力式内墙 悬臂横梁 盖板及内端平衡重组成 第三节铁路隧道横断面 一 铁路隧道净空的确定 隧道净空的概念 指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间 隧道净空 隧道建筑限界 基本建筑限界 机车车辆限界 1 机车车辆限界 平坡直线上机车车辆最外轮廓的限界尺寸 2 基本建筑限界 指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 3 隧道建筑限界 在 基本建筑限界 基础上 考虑通讯 照明 电力 4 直线隧道净空 在 隧道建筑限界 基础上 考虑避让等安全空间 救援通道及技术作业空间 还考虑了在不同的围岩压力作用下 衬