公路隧道的结构构造总结T151

2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系1第三章公路隧道的结构构造

洞身衬砌洞门明洞斜井与竖井内装、顶棚与路面隧道的防排水2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系2隧道结构构造主体构造物附属构造物洞身衬砌洞门构造物洞身衬砌的平、纵、横断面的形状由道路隧道的几何设计确定

衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定

明洞通风照明排水、消防、通讯等2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系33.1洞身衬砌洞身衬砌的类型支护结构2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系4

衬砌结构形式，主要根据地质地形条件，考虑结构受力的合理性、施工方法等因素来确定。

一、衬砌结构的类型2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系5一、衬砌结构的类型直墙衬砌曲墙式衬砌

喷锚衬砌复合衬砌偏压衬砌喇叭口衬砌圆形断面衬砌矩形断面衬砌2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系61、直墙式衬砌适用：直墙式衬砌型式通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一殷适用于I，II级围岩，有时也可用于IV级围岩拱部形状：①坦三心圆拱(r1>r2)②或尖三心圆拱(r2<r1)③割圆拱（r1＝r2＝r）衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底三部分组合而成2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系72022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系82、曲墙式衬砌拱顶拱腰拱脚仰拱2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系92、曲墙式衬砌适用：适用于IV级以上围岩，水平压力大或除了垂直压力外，还有底鼓压力的情况。①地质条件较差，为抵御底鼓压力，配以仰拱使衬砌形成环状封闭结构；②基础地基较好，可采用无仰拱的曲墙式衬砌。仰拱：为改善隧道上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构。2022/11/28中国矿业大学（北京）地下工程系102022/11/25中国矿矿业大大学（（北京京）地地下工工程系系11仰拱：：①可可以改改善衬衬砌受受力状状态，，施工工麻烦烦，影影响施施工运运输；；②Ⅴ、Ⅵ类围岩岩均需需修仰仰拱；；③Ⅳ类围岩岩，基基础地地质较较好时时可不不设，，反之之要设设。设置仰仰拱作作用：：使结构构及时时封闭闭，提提高整整体承承载力力和侧侧墙抵抵抗侧侧压力力的能能力抵御结结构下下沉变变形，，调整整围岩岩和衬衬砌的的应力力状态态2022/11/25中国国矿矿业业大大学学（（北北京京））地地下下工工程程系系122022/11/25中国国矿矿业业大大学学（（北北京京））地地下下工工程程系系133、喷混凝土土衬砌、、喷锚衬衬砌及复复合式衬衬砌4、偏压衬衬砌当山体地地面坡陡陡于l：2.5，线路外外侧山体体覆盖较较薄，或或于地质质构造造造成的偏偏压，衬衬砌为承承受这种种不对称称围岩压压力而采采用5、喇叭口口隧道衬衬砌6、圆形断断面隧道道为了抵御御膨胀性性围岩压压力，山山岭隧道道也可以以采用圆形或近近似圆形形断面;盾构法沉管法施施工的隧隧道。7、矩形断断面衬砌砌沉管法、、明挖法法施工时时，广泛泛采用矩矩形断面面衬砌支护锚喷支护喷射混凝土锚杆钢桁架超前支护超前锚杆超前管棚注浆加固超前小导管超前深孔帷幕二、支护结构构掘进距离取决于管棚深度初期支护护结构初期支护护结构永久支护护结构永久支护护结构洞身衬砌砌洞门明洞斜井与竖竖井内装、顶顶棚与路路面隧道的防防水与排排水第三章公公路路隧道的的结构构构造3.2洞门3.2洞门3.2洞门3.2洞门3.2洞门一、洞门的概概念及其其作用二、洞门门的形式三、隧道道洞门构造一、洞门的概概念及其其作用※洞门的概概念：洞门是隧隧道两端端的外露露部分，，也是联联系洞内内衬砌与与洞口外外路堑的的支护结结构。※洞门的主主要作用用①保证证洞口边边坡的安安全和仰仰坡的稳稳定；②汇集集在洞口口附近的的仰、边边坡上的的地表水水，并引引离隧道道，减少少洞口土土石方开开挖量；；③作为为隧道的的标志性性建筑物物，应与与隧道的的规模、、使用特特性以及及周围建建筑物、、地形条条件等要要相协调调。二、洞门的形式（1）端墙式式洞门（2）翼墙式式洞门（3）环框式式洞门（4）台阶式式洞门（5）遮光棚棚式洞门门(1)端墙式洞洞门(2)翼墙式洞洞门(3)环框式洞洞门－削削竹式洞洞门(4)台阶式洞洞门(5)遮光棚式式洞门端墙式洞洞门柱式洞门门柱式洞门门图式2台阶洞门门台阶洞门门翼墙式洞洞门翼墙式隧隧道门造造型遮光棚式式洞门图图2翼墙式隧隧道门柱式路堑堑明洞隧隧道门翼墙式路路堑明洞洞隧道门门半路堑偏偏压明洞洞隧道门门半路堑单单压式明明洞隧道道门单压式明明洞隧道道门削竹式隧隧道门高速公路路

削竹竹式隧道道门1．仰坡坡坡脚至洞洞门端墙墙顶帽背背的水平平距离，，一般不不小于1.5m。2．洞门端墙墙顶宜高出出仰坡坡脚脚不小于0.5m。3．洞门端墙墙与仰坡之之间水沟沟沟底至衬砌砌拱顶外缘缘的高度，，一般不小小于1m。4．一般隧道道门端墙、、翼墙、挡挡土墙设计计为仰斜式式墙身时，，墙背坡度度不宜缓于于1:0.3。三、洞门的构造造要求洞门的构造造要求5.洞门端墙、、翼墙和挡挡土墙截面面厚度应满满足规范要要求。6．洞门端墙墙、翼墙和和挡土墙应应根据情况况设置伸缩缩缓和沉降降缝。7．洞门翼墙墙和挡土墙墙身应设置置泄水孔。。洞门的构造造要求(二)洞门的基础础1、洞门端墙、、翼墙、挡挡土墙基础础必须置于于稳固地基基上，基底松碴碴应清除干干净，以防防止滑动和和不均匀沉沉陷。2、在松软地地基上设置置基础，当当地基承载载力不足时时，可结合合具体条件件采取换填。。扩大基础础、桩基、、地基加固固等措施。3．基础埋置置深度(1)洞门端墙、、翼墙、挡挡土墙基础础应埋入路路基面以下下一定深度度。土质地地基埋置深深度不应小小于1米。且应符合基底底应力的要要求。(2)洞门端墙嵌嵌入路堑边边坡的深度度根据坡度度不同取值值30－50厘米。(3)在洞门端墙墙厚度范围围内的洞口口衬砌基础础埋置深度度，应与端端墙基础相相同。(4)为保证洞门门稳固和施施工方便，，衬砌边墙墙外侧的洞洞门端墙基基础宽度一一般不小于于0.5m．(5)当墙基础砌砌筑在稳定定坚硬的基基岩斜坡上上时．基础础可切割成成台阶状。。4．当洞门挡挡(翼)墙受滑动控控制时．可可采用倾斜斜基底或凸凸形基底等等防滑措施施．基底倾倾斜度，土土质地基一一般不大于于0.2:1，稳定岩石地地基不大于0.3：1。5．检算倾斜基基底稳定时，，除检算沿基基底的滑动稳稳定外，尚应应检算沿地基基上层的水平平剪切应力。。(三)洞门建筑材料料（1）钢筋混凝土土（2）料石砌体(四)洞门施工要求求1．洞门宜尽早早修建，并尽尽可能避免在在雨季施工．．洞门修筑前前应作好洞口口及仰坡周围围的排水、截截水设施，以以保护边、仰仰坡的稳定。。2．当洞口边、、仰坡土石有有剥落可能时时，坡面应清清理并予以防防护．3．洞门端墙厚厚度范围内的的结构，应与与洞口环节衬衬砌采用同一一材料整体灌灌筑。4．翼墙和洞口口挡土墙应与与端墙同时砌砌筑．当翼墙墙需分段修建建时，其墙身身应留施工缝缝，并应检算算施工状态稳稳定性。5.洞门端墙,翼墙,挡土墙墙墙身砌出出地面后后,基坑必须须及时回回填夯实实，顶面面作成不不小于4%的排水坡坡。洞身衬砌砌洞门明洞斜井与竖竖井内装、顶顶棚与路路面隧道的防防水与排排水第三章公公路路隧道的的结构构构造3.3明洞什么是明明洞？采用明挖挖法修筑筑的隧道道结构明洞特点点：地面建筑筑》》》地下建筑筑明洞要求求：符合地形形、地质质、经济济、安全全、施工工难易等等条件3.3明洞3.3.1拱形明洞洞（常用））3.3.2棚式明洞洞（常用））3.3.3明洞基础础3.3.4明洞填土土3.3.1拱形明洞洞1、路堑对对称型2、路堑偏偏压型3、半路堑堑偏压型型4、半路堑堑单压型型路堑：指从原地地面向下下开挖而而成的路路基形式式。起到到缓和道道路纵坡坡或越岭岭线穿越越岭口控控制标高高。(1)路堑对称称型适用于洞洞顶地势势平缓,路堑两侧侧地质条条件基本本相同(2)路堑偏压压型适用于两两侧山坡坡高差较较大的路路堑，高高侧边坡坡有坍塌塌，落石石或泥石石流。(3)半路堑偏偏压型适用于半半路堑靠靠山侧边边坡较高高，有坍坍塌、落落石或泥泥石流等等不良地地质现象象，而外外侧地面面较宽敞敞和稳定定。(4)半路堑单单压型适用于靠靠山侧边边坡或原原山坡有有坍塌、、落石等等情况，，外侧地地形陡峻峻无法填填土地段段。3.3.2棚式明洞洞当山坡坍坍方，山山体侧压压力不大大，或因因受地质质、地形形条件的的限制，，难以修修建拱形形明洞时时，可采采用棚式式明洞。。棚式明洞洞顶板为为梁式结结构。棚式明洞洞的类型型主要取取决于外外侧边墙墙的结构构形式。。通常有有墙式、刚刚架式，，柱式和和悬臂式式等棚式明明洞(1)墙式棚洞洞(2)刚架式栅栅洞外墙结构构为连续续框架，，对地基基承载力力要求较较高(3)柱式棚洞洞外墙为独独立柱和和纵梁方方式，结结构简单单，预制制吊装方方便，但但整体性性较差。。(4)悬臂式棚棚洞当山坡较较陡，坡坡面有少少量落石石，且外外侧地基基不良或或不宜设设基础时时，可采采用悬臂臂式棚洞洞3.3.3明洞基础础明洞边墙墙基础必必须置于于稳固的的地基上上，施工工应符合合下列要要求：（1）偏压和和单压明明洞外边边墙的基基底，在在垂直路路线方向向宜向内内挖成0.1:1的斜坡，，提高边边墙抗滑滑力。（2）当地基基松软时时应采取取增加承承载力的的措施。。3.3.3明洞基础础（3）基础开开挖应核核对地质质条件，，当挖至至设计高高程仍不不符合设设计要求求时应上上报有关关方面处处理。（4）基础混混凝土灌灌注前必必须排除除坑内积积水，并并对基底底进行固固化处理理。边墙墙基础应应采用与与边墙同同级混凝凝土一次次浇筑。。3.3.4明洞填土土明洞回填填施工应应符合下下列要求求：1在拆除外外模后应应立即做做好防水水层及纵纵向盲沟沟，保证证排水通通畅。2墙背回填填应两侧侧对称进进行，石石质地层层中墙背背与岩壁壁空隙不不大时，，用与墙墙身同级级混凝土土回填。。3.3.4明洞填土土3墙后排水水设施应应与回填填同时施施工，并并保证能能使渗水水顺畅排排出。4拱圈混凝凝土达到到设计强强度且由由人工夯夯实回填填至拱顶顶以上1m以前，不不得采用用机械回回填。3.3.4明洞填土土5拱背回填填应对称称分层夯夯实，每每层厚度度不得大大于0.3m，两侧回回填的土土面高差差不得大大于0.5m，回填至至拱顶齐齐平后应应分层满满铺填筑筑。抗滑明洞洞支撑锚杆杆明洞墙式棚洞洞基基础与填填土柱式棚洞洞基基础与填填土刚架式棚棚洞基基础与与填土洞身衬砌砌洞门明洞斜井与竖竖井内装、顶顶棚与路路面隧道的防防水与排排水第三章公公路路隧道的的结构构构造3.4竖井与斜斜井为什么设设置竖井井或斜井井？作用1：增加开开挖工作作面作用2：通风需需要3.4竖井与斜斜井3.4.1竖井3.4.2斜井竖井1竖井位置置的选择择2竖井与主坑道道的衔接接方式3竖井断面面内部空空间布置置竖井示示意图图竖井的的构成成竖井断断面形形式矩形竖竖井圆形竖竖井斜井1斜井位位置的的选择择2斜井坡度选选择3斜井断断面内内部空空间布布置斜井设设置圆形断断面衬衬砌矩形断断面衬衬砌洞身衬衬砌洞门明洞斜井与与竖井井内装、、顶棚棚与路路面隧道的的防水水与排排水第三章章公公路路隧道道的结结构构构造3.5内装、顶棚棚及路面1、内装2、顶棚3、路面4、噪声消减减1、内装为确保行车车安全，在在隧道中必必须采取措措施，使墙墙面亮度在在长期的运运营中保持持较好水平平，墙面须须用适当的的材料加以以内装处理理，其作用用如下：①改善隧隧道内环境境，起诱导导作用；②提高墙墙面的反射射率，增强强照明效果果；③吸收噪噪音常用的隧道道内装材料料①块状状混凝土材材料；②饰面面板、镶板板等质地致致密材料；；③瓷砖砖镶面材料料；④油漆漆材料。隧道内装材材料应具有有如下性质质：①耐火性性，在高温温条件下仍仍能维持原原状，不燃燃烧、不分分解有害成成分等；②耐蚀性，，长期在油油垢及有害害气体下不不变质；③不怕水，，大多数隧隧道都存在在漏水问题题，在水的的浸泡下，，在潮湿环环境中不变变质、不霉霉烂；④材料来来源广泛，，价格相对对便宜。⑤能吸收噪音音；⑥颜色淡淡，易清洁洁；⑦具有阻阻燃性。2、顶棚※色彩的选择：：顶棚用漫反反射材料可以以避免产生眩眩光，其颜色色的明亮程度度直接影响到到路面亮度※美化隧道，并并且起视觉诱诱导作用※顶棚可做成平平顶或者拱顶顶：①在自然然通风或诱导导通风时，可可以用拱顶；；②在半横向向或横向通风风时可以用平平顶。※顶棚以上可以以作为通风道道和供管理人人员使用的通通道，因此设设计荷载可按按(据国外资料)10MPa考虑2、顶棚3、路面面⑴路面材材料主主要有有两种种：砼和改性沥沥青；；⑵路面材材料应应具备备如下下性能能：①路路面材材料应应具有有抵御御水冲冲刷和和含有有化学学物质质的水水的浸浸蚀能能力;②应具有较高的的抗侧滑的能能力；③抗裂性、、耐久性；④容易修补补。⑶路面与车道分分隔线等交通标志之之间应保证有有明显的亮度度对比和鲜明明的颜色对比比3、路面⑷路基应具有足足够的承载力力，尤其要求在有有丰富地下水水的条件下也也能满足要求求，要求有良良好的排水设设施4、噪声消减※隧道内噪声水水平应保持在在60分贝以下※隧道内采取的的措施：①内装材料料的制作；②墙面材料料的制作；③路面材料料的制作；※利用原理：声波的反射原原理4、噪声消减洞身衬砌洞门明洞斜井与竖井内装、顶棚与与路面隧道的防水与与排水第三章公公路隧道的结结构构造※洞外防排水措措施3.6隧道防排水※洞内防排水措措施隧道防排水应应视水文地质质条件因地制制宜地采取“以排为主，，防、排、截截、堵相结合合”的综合治理理原则，达达到排水通通畅、防水水可靠、经经济合理、、不留后患患的目的。。隧道防排水水原则对地表水、、地下水应应采取妥善善的处理，，使洞内外外形成一个个完整的畅畅通的防排排水系统。。隧道防排水水要求一般公路隧隧道应做到到：1、拱部不摘摘水、边墙墙不滴水。。2、路面不冒冒水、不积积水、设备备箱洞处不不渗水。3、冻害地区区隧道衬砌砌背后不积积水，排水水沟不冻结结。汽车专用公公路隧道则则应达到：：拱部、墙部部及设备箱箱洞处均不不渗水(1)、洞外防排排水措施A、地表处理理B、洞顶天沟沟截水C、明洞顶防防排水D、洞门排水水E、洞内外水水沟衔接(2)、洞内防排排水措施排水措施a、洞内排水水沟b、衬砌背后后盲沟c、泄水洞或或洞外井点点降水d、中心排水水沟或路侧侧排水沟(2)、洞内防排排水措施防水措施a、防水板b、喷膜防水水层c、混凝土自自防水(2)、洞内防排排水措施堵水措施a、喷射混凝凝土堵水b、塑料板