2.4隧道衬砌断面设计

隧道衬砌断面设计皮映星01隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤02铁路隧道衬砌断面设计03公路隧道衬砌断面设计PART-01隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤(一)设计基本内容02轴线01内轮廓线03厚度衬砌断面设计衬砌断面设计：主要解决内轮廓线，轴线和厚度三个问题。(一)设计基本内容设计原则:衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界，力求开挖和衬砌的数量最小。衬砌内表面力求平顺，还应考虑衬砌施工的简便。1.内轮廓线2.隧道衬砌断面的轴线(一)设计基本内容①当衬砌受径向分布的水压时，轴线以圆形最好；②主要承受竖向压力或同时承受不大的水平侧压力时，可采用三心圆拱和直墙式衬砌；③当承受竖向压力和较大侧压力时，宜采用五心圆曲墙式衬砌；④当有沉陷可能和受底压力时，宜加设仰拱的曲墙式衬砌。应当尽量与断面压力曲线重合，使各截面主要承受压应力。3.隧道衬砌厚度(一)设计基本内容随所处地质条件和水文地质条件不同而有较大变化，并且与隧道的跨径，荷载大小，衬砌材料以及施工条件等有关。根据以往经验，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱脚部分加厚20—50％的变截面。仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。截面最小厚度（cm）

隧道断面轮廓线(二)衬砌断面直墙式圆弧拱01单圆拱02三心圆拱03衬砌断面的形状(主要有)衬砌内轮廓线01衬砌外轮廓线02实际开挖线03衬砌断面的轮廓线(三)公路隧道衬砌内轮廓线的求法1确定建筑限界2确定弧形3计算验证、调整初步拟定尺寸计算内力检算强度(安全量)结束满足否初步拟定结构形状和尺寸可采用经验类比法，考察的因素有：

(1)内轮廓——选定净空形状原则：紧贴限界，衬砌表面平顺圆滑。

(2)结构轴线——抽象出进行计算的几何形状隧道衬砌是一种受压结构，结构的轴线尽可能的符合荷载作用下的压力线。

(3)截面厚度——检算强度要求设计的截面厚度具有足够的强度，同时衬砌的最小厚度应满足施工要求。(四)设计注意事项1隧道内轮廓必须符合隧道建筑净空限界。2内轮廓线应尽量减小洞室的体积。3结构轴线应尽可能地符合压力线。4采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。(五)设计注意事项1满足限界要求2满足受力要求3圬工最省PART-02铁路隧道衬砌断面设计铁路隧道衬砌断面设计轨顶面至拱顶高度h拱顶至拱脚矢高f衬砌拱部净宽之半b内径r2的圆心o2至o1的水平和垂直距离a拱圈第一个内径r1和第二个内径r2第一段圆曲线的终点截面与竖直面的夹角φ1拱脚截面与竖直面的夹角φ2衬砌断面几何关系有：

（1）上式含b、f、φ1、a、r1、r2、φ2共7个参数；（2）先给定b、f、φ1及a值后，再解出r1、r2及φ2；（3）曲线地段需要加宽时，保持r2及φ2不变，φ1仍取45º，b值根据加宽要求也是已知，故未知参数f、a、r1仍可求解。

PART-03公路隧道衬砌断面设计公路隧道衬砌断面设计目前公路隧道以单心圆、坦三心圆两种断面应用最为普遍。公路隧道与铁路隧道的主要区别铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建筑限界则不定。公路隧道的附属设施比铁路隧道多且要求高，且每一座隧道均会因交通流量和长度不同而要求不同。与铁路隧道的异同点1内轮廓非标准化通风、照明等附属设施