高铁隧道(隧道结构构造).ppt
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1、1.隧道隧道结构构造构构造洞身洞身衬砌砌结构构洞洞门与明洞与明洞隧道附属构筑物隧道附属构筑物2.洞身洞身衬砌砌结构构1开挖后的隧道,开挖后的隧道,开挖后的隧道,开挖后的隧道,为为了保持了保持了保持了保持围围岩的岩的岩的岩的稳稳定性,一定性,一定性,一定性,一般需要般需要般需要般需要进进行支行支行支行支护护和和和和衬衬砌。砌。砌。砌。支支支支护护的主要方式有:的主要方式有:的主要方式有:的主要方式有:喷喷射混凝土射混凝土射混凝土射混凝土、锚锚杆杆杆杆、钢钢架架架架、钢钢筋网筋网筋网筋网及其它的及其它的及其它的及其它的组组合。合。合。合。衬衬砌的主要方式有:整体式混凝土砌的主要方式有:整体式混凝土
2、砌的主要方式有:整体式混凝土砌的主要方式有:整体式混凝土衬衬砌、拼砌、拼砌、拼砌、拼装式装式装式装式衬衬砌、砌、砌、砌、喷喷射混凝土射混凝土射混凝土射混凝土衬衬砌和复合式砌和复合式砌和复合式砌和复合式衬衬砌等砌等砌等砌等。3.锚杆是将破碎或不稳定岩体(块)与牢固稳定的岩体连结在一起以提高整体稳定性的一种支护措施。(一)(一)锚杆杆l隧道支隧道支护洞身洞身衬砌砌结构构14.洞身洞身衬砌砌结构构15.当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时,隧道开挖后,需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。在初期支护内设置钢拱架拱架将增大支护结构早期的刚度,阻止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。钢架分为型钢和格栅钢架两
3、种。(二)(二)钢架架洞身洞身衬砌砌结构构16.型型钢钢架接架接头(尺寸尺寸单位位:mm)洞身洞身衬砌砌结构构17.(二)(二)钢架(格架(格栅)洞身洞身衬砌砌结构构18.洞身洞身衬砌砌结构构19.(三)(三)钢筋网筋网 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前,在岩面上挂设钢筋网,然后再喷射混凝土。目前,我国在各类隧道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多,主要用于软弱破碎围岩,而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合支护。钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受力筋,由设计确定,直径12mm左右;纵向筋一般为构造筋,直径610mm;网格尺寸一般为20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25
4、cm,25cmx30cm或30cmx30cm。洞身洞身衬砌砌结构构110.洞身洞身衬砌砌结构构111.(四)(四)喷混凝土混凝土 喷射混凝土既是一种新型的支护结构,又是一种新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机,按一定的混合程序,将掺有速凝剂的细石混凝土,喷射到岩壁表面上,并迅速固结成一层支护结构,从而对围岩起到支护作用。喷射混凝土可以作为隧道工程的永久性或临时性支护,也可以与各种形式的锚杆、钢拱架、钢筋网等构成组合式支护结构。它的灵活性也很大,可以根据需要分次追加厚度。洞身洞身衬砌砌结构构112.洞身洞身衬砌砌结构构113.(五)多种措施(五)多种措施组合支合支护洞身洞身衬砌砌结构构114.l隧
5、道隧道衬砌砌 隧道开挖后,以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构。整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种,而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。特点:特点:对地地质条件的适条件的适应性性较强,易于按需,易于按需要成型,整体性好,抗渗性要成型,整体性好,抗渗性强,并适用于多种,并适用于多种施工条件。施工条件。(一)整体式混凝土(一)整体式混凝土衬砌砌洞身洞身衬砌砌结构构115.洞身洞身衬砌砌结构构116.1)直墙式衬砌 适用于地质条件比较好,以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况。主要适用于级围岩,直墙式衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底三
6、部分组合而成。拱顶拱腰拱脚墙脚铺底洞身洞身衬砌砌结构构117.2)曲墙式衬砌 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,或级围岩双线隧道;多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。曲墙式衬砌由顶部拱圈、侧面曲边墙和仰拱/底板(或铺底)组成。拱顶拱腰拱脚墙脚仰拱洞身洞身衬砌砌结构构118.洞身洞身衬砌砌结构构119.复合式衬砌是指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,也可以是不同形式、方法、时间和材料施作的。目前大都采用内外两层衬砌。按内外衬砌的组合情况可分为:初期支护与二次衬砌。根据围岩条件不同,分别采用不同的断面形式和支护、衬砌参数。(二)(
7、二)复合式复合式衬砌砌洞身洞身衬砌砌结构构120.特点:可以特点:可以特点:可以特点:可以满满足初期支足初期支足初期支足初期支护护施作及施作及施作及施作及时时、刚刚度小易度小易度小易度小易变变形的要求,形的要求,形的要求,形的要求,且与且与且与且与围围岩密岩密岩密岩密贴贴,从而能保,从而能保,从而能保,从而能保护护和加固和加固和加固和加固围围岩,充分岩,充分岩,充分岩,充分发挥围发挥围岩的岩的岩的岩的自承作用。二自承作用。二自承作用。二自承作用。二衬衬后,后,后,后,衬衬砌内表面光滑平整,可以防止外砌内表面光滑平整,可以防止外砌内表面光滑平整,可以防止外砌内表面光滑平整,可以防止外层层风风化,
8、装化,装化,装化,装饰饰内壁,增内壁,增内壁,增内壁,增强强安全感。安全感。安全感。安全感。隧隧中中线线中中线内内轨顶面面O2O2r3O1r1458027BO3O3Hh1h1d二次二次二次二次衬衬砌砌砌砌防水防水防水防水层层网网网网喷喷混凝土混凝土混凝土混凝土锚锚杆杆杆杆铁铁路隧道复合式路隧道复合式路隧道复合式路隧道复合式衬衬砌示意砌示意砌示意砌示意图图洞身洞身衬砌砌结构构121.锚喷式衬砌是指锚喷结构既作为隧道临时支护,又作为隧道永久结构(单层衬砌)的形式。它具有隧道开挖后衬砌及时、施工方便和经济的显著特点。锚喷式衬砌在围岩整体性较好的军事工程、各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛使
9、用。在公路、铁路隧道设计规范中,都有根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可采用锚喷衬砌的规定。(三)(三)锚喷式式衬砌砌洞身洞身衬砌砌结构构122.装配式衬砌是将衬砌分成若干块构件,这些构件在现场或工厂预制,然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌。这种衬砌的特点是: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。目前多在使用盾构法盾构法施工的城市地下铁道和水底隧道中采用。在铁路、公路隧道中由于装配式衬砌要求有一定的机械化设备,施工工艺复杂,衬砌的整体整体性及抗渗性差性及抗渗性差而未能推广使用。(四)装配式(四)装配式衬砌砌洞身洞身衬砌砌结构构123.洞洞门与明洞与明
10、洞2一、洞一、洞门 1、洞门的作用减小洞口土石方开挖量稳定边、仰坡引离地表水流装饰洞口 24.1)洞门的形式环框式洞门 洞口石质坚硬稳定,地形陡峻无排水要求。洞洞门与明洞与明洞225.端墙式(一字式)洞门 适用于地形开阔,石质较稳定的地区;由端墙和洞门顶排水沟组成洞洞门与明洞与明洞226.翼墙式(八字式)洞门 洞口地质较差(级及以上围岩),山体纵向推力较大时,在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。洞洞门与明洞与明洞227.柱式洞门 洞口地形较陡(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。洞洞门与明洞与明洞
11、228.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,为了提高靠山侧仰坡起拔点,减少仰坡高度,将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式。洞洞门与明洞与明洞229.斜交式洞门 当隧道洞口地面等高线斜交时,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)。洞洞门与明洞与明洞230.喇叭口式洞门 高速铁路隧道,为了减缓高速列车的空气动力学效应,对单线隧道,一般设喇叭口缓冲段,同时兼作隧道洞门。洞洞门与明洞与明洞231.二、明洞二、明洞 明洞是隧道的一种变化形式,它用明挖法修筑。所谓明挖是指把岩体挖开,在露天修筑衬砌,然后回填土石。这样修筑的构筑物,外形几乎与隧道无异,有拱
12、圈、边墙和底板,净空与隧道相同,和地表相连处,也设有洞门、排水设施等 明洞的明洞的明洞的明洞的结结构构构构类类型常因地形、地型常因地形、地型常因地形、地型常因地形、地质质和危害程度和危害程度和危害程度和危害程度的不同,有多种形式,采用最多的的不同,有多种形式,采用最多的的不同,有多种形式,采用最多的的不同,有多种形式,采用最多的为为拱式明洞拱式明洞拱式明洞拱式明洞和棚式明洞两种。和棚式明洞两种。和棚式明洞两种。和棚式明洞两种。洞洞门与明洞与明洞232.1 1、拱式拱式明洞明洞 适用于路适用于路适用于路适用于路堑边堑边坡坡坡坡处处于于于于对对称或接近称或接近称或接近称或接近对对称,称,称,称,边
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