隧道工程第四章隧道结构构造资料.ppt

2017年03月14日;学习本章的要求： 了解公路隧道的洞身结构、洞门结构、明洞结构 掌握防排水设施的构造原理；;隧道结构构造;第一节 衬砌构造;（一）衬砌概念;（二）衬砌材料;二、整体式模筑混凝土衬砌（单层传统衬砌）;（一）直墙式衬砌 ;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。;特点：对地质条件的适用性较强，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，如可用木、钢模板或衬砌模板台车等； 适用：技术成熟，适应多种围岩条件。在隧道洞口段、浅埋段及围岩条件很差的软弱围岩中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。;装配式衬砌的优点;四、锚喷式衬砌;（1）喷射混凝土;（2）锚杆;锚杆类型 机械型：通过锚杆杆体或杆端锚头的膨胀将锚杆嵌固在围岩中 粘结型：利用灌浆将锚杆杆体或杆端端部固定在岩体内。 ;锚杆加固的作用原理？ 利用锚杆的悬吊作用、组合拱作用、减跨作用、挤压加固作用，将围岩中的节理、裂隙串成一体，提高围岩的整体性，改善围岩的力学性能，从而发挥围岩的自承能力。; ①悬吊作用： 将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落。 ; ② 减跨作用： 在隧道顶板岩层中打入锚杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。 ; ③ 组合梁作用： 在岩层中打入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。 ; ④ 整体加固作用： 锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆在锚固力作用下构成承载环。;锚杆的布置;以下这个实验给著名岩石力学专家E.Hoek以很深的印象，看似简单的东西却能起到很好的效果，值得我们去学习和借鉴！;用来装岩块的架子;带垫片的小锚杆;安装底板;安装完成;“机械压实”;撤去底板;（3）锚喷式衬砌组成形式 ; 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，可以是同一种形式、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。 ;1、复合衬砌的构造;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。 ;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）。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。 为防止地下水流入或渗入隧道，可以在内外层衬砌之间设防水层，其材料可以用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，或用喷涂乳化沥青等防水剂。;2、复合式衬砌的支护机理 ;3、复合衬砌的特点 ;④复合衬砌的极限承载能力比同等厚度的单层衬砌的极限承载能力可以提高20%-30%。而且，如果调整好内层衬砌的施作时间，还可以改善结构的受力条件。 ;适用条件： 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： 拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时； 有明显偏压力时； 在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时； 在大膨胀性的地层中时； 在大涌水的地层中时； 在严重的冻害地区中时。 ;第二节 隧道洞门与明洞;1、洞门的概念及作用 洞门的概念： 洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构。 洞门的主要作用： 保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定； 减少洞口土石方开挖量，起到挡土墙的作用。 引离地面流水，把流水引入侧沟排走，保证了洞口的正常干燥状态。 装饰洞口，修建洞门也可以算是一种装饰。;洞口地段是隧道的咽喉，该地段地形地质均对隧道施工不利。其特点为：洞口地段地层一般较破碎，多属堆积、坡积、严重风化或节理裂隙发育的松软岩层，稳定性较差；洞口附近山体覆盖层较薄，一旦塌方可能塌穿到地表面；若隧道处于沟谷一侧或傍山时， 通常会产生侧向压力。;1、环框型;2、端墙式洞门;翼墙式洞门俗称八字式洞门。适用于地质较差的IV级以下围岩，山体纵向推力较大时，以及需要开挖较深路堑的地方。 ;4、台阶式洞门;5、消竹式;6、遮光式洞门 ;7、其它形式 ;第三节 附属建筑物;一、 防排水建筑物;隧道防排水应视水文地质条件因地制宜地采取“ ”的综合治理原则，达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。;（一）防水措施;(2)防水层： ;（二）排水