高铁隧道(隧道结构构造).ppt

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,25cmx25cm,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）（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，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，边边坡岩坡岩坡岩坡岩层层基本基本基本基本稳稳定，定，定，定，仅仅防防防防止止止止边边坡有少量坍坡有少量坍坡有少量坍坡有少量坍塌、落石，或用塌、落石，或用塌、落石，或用塌、落石，或用于隧道洞口岩于隧道洞口岩于隧道洞口岩于隧道洞口岩层层破碎，覆盖破碎，覆盖破碎，覆盖破碎，覆盖层较层较薄而薄而薄而薄而难难以用暗挖以用暗挖以用暗挖以用暗挖法修建隧道法修建隧道法修建隧道法修建隧道时时。(1)(1)(1)(1)路路路路堑堑式式式式对对称型称型称型称型洞洞门与明洞与明洞233.适用于两适用于两适用于两适用于两侧边侧边坡高差坡高差坡高差坡高差较较大的不大的不大的不大的不对对称路称路称路称路堑堑。(2)(2)(2)(2)路路路路堑堑式偏式偏式偏式偏压压型型型型洞洞门与明洞与明洞234.适用于地形适用于地形适用于地形适用于地形倾倾斜，低斜，低斜，低斜，低侧处侧处路路路路堑堑外外外外侧侧有有有有较宽较宽敞的地面供回敞的地面供回敞的地面供回敞的地面供回填土石，以增填土石，以增填土石，以增填土石，以增加明洞抵抗加明洞抵抗加明洞抵抗加明洞抵抗侧侧向向向向压压力的能力。力的能力。力的能力。力的能力。(3)(3)(3)(3)半路半路半路半路堑堑式偏式偏式偏式偏压压型型型型洞洞门与明洞与明洞235.适用于傍山隧适用于傍山隧适用于傍山隧适用于傍山隧道洞口或傍山道洞口或傍山道洞口或傍山道洞口或傍山线线路上半路路上半路路上半路路上半路堑堑地段地段地段地段(4)(4)(4)(4)半路半路半路半路堑堑式式式式单压单压型型型型洞洞门与明洞与明洞236.2 2、棚式明洞、棚式明洞(简称棚洞称棚洞)有些傍山隧道，地形的自然横坡比有些傍山隧道，地形的自然横坡比有些傍山隧道，地形的自然横坡比有些傍山隧道，地形的自然横坡比较较陡，外陡，外陡，外陡，外侧侧没有足没有足没有足没有足够够的的的的场场地地地地设设置外置外置外置外墙墙及基及基及基及基础础或确保其或确保其或确保其或确保其稳稳定，定，定，定，这时这时可考可考可考可考虑虑采用另一种建筑物采用另一种建筑物采用另一种建筑物采用另一种建筑物棚式明洞。棚式明洞。棚式明洞。棚式明洞。洞洞门与明洞与明洞237.(1)(1)(1)(1)盖板式棚洞盖板式棚洞盖板式棚洞盖板式棚洞由内由内由内由内墙墙、外、外、外、外墙墙及及及及钢钢筋混凝土盖板筋混凝土盖板筋混凝土盖板筋混凝土盖板组组成成成成简简支支支支结结构。其构。其构。其构。其上回土石，以保上回土石，以保上回土石，以保上回土石，以保护护盖板不受山体盖板不受山体盖板不受山体盖板不受山体落石的冲落石的冲落石的冲落石的冲击击。洞洞门与明洞与明洞238.(2)(2)(2)(2)刚刚架式棚洞架式棚洞架式棚洞架式棚洞 当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较较深而上部深而上部深而上部深而上部地基地基地基地基稳稳定性差定性差定性差定性差时时，为为了使基了使基了使基了使基础础置于基岩上且减置于基岩上且减置于基岩上且减置于基岩上且减小基小基小基小基础础工程，可采用工程，可采用工程，可采用工程，可采用刚刚架式外架式外架式外架式外墙墙，此，此，此，此时时称明洞称明洞称明洞称明洞为刚为刚架式明洞。由外架式明洞。由外架式明洞。由外架式明洞。由外侧刚侧刚架、内架、内架、内架、内侧侧重力式墩台重力式墩台重力式墩台重力式墩台结结构、横构、横构、横构、横顶顶梁、底横撑和梁、底横撑和梁、底横撑和梁、底横撑和顶顶部盖板部盖板部盖板部盖板组组成。成。成。成。洞洞门与明洞与明洞239.(3)(3)(3)(3)悬悬臂式棚洞臂式棚洞臂式棚洞臂式棚洞 对稳对稳定而陡峻的山坡，外定而陡峻的山坡，外定而陡峻的山坡，外定而陡峻的山坡，外侧侧地形地形地形地形难难以以以以满满足一般足一般足一般足一般棚洞的地基要求，且落石不太棚洞的地基要求，且落石不太棚洞的地基要求，且落石不太棚洞的地基要求，且落石不太严严重的情况，可重的情况，可重的情况，可重的情况，可修建修建修建修建悬悬臂式棚洞。由重力式内臂式棚洞。由重力式内臂式棚洞。由重力式内臂式棚洞。由重力式内墙墙、悬悬臂横梁、臂横梁、臂横梁、臂横梁、盖板及内端平衡重盖板及内端平衡重盖板及内端平衡重盖板及内端平衡重组组成。成。成。成。洞洞门与明洞与明洞240.当洞口当洞口当洞口当洞口50m50m50m50m范范范范围围内无建筑物、洞口外内无建筑物、洞口外内无建筑物、洞口外内无建筑物、洞口外20m20m20m20m处处的微的微的微的微压压波峰波峰波峰波峰值值大于大于大于大于50pa50pa50pa50pa时时，须设须设置洞口置洞口置洞口置洞口缓缓冲冲冲冲结结构；构；构；构；当洞口当洞口当洞口当洞口50m50m50m50m范范范范围围内有建筑物内有建筑物内有建筑物内有建筑物时时，一般情况下当建，一般情况下当建，一般情况下当建，一般情况下当建筑物筑物筑物筑物处处的微的微的微的微压压波大于波大于波大于波大于20pa20pa20pa20pa，须设须设置洞口置洞口置洞口置洞口缓缓冲冲冲冲结结构；当构；当构；当构；当对对建筑物建筑物建筑物建筑物处处的峰的峰的峰的峰值值有特殊要求有特殊要求有特殊要求有特殊要求时时，洞口，洞口，洞口，洞口缓缓冲冲冲冲结结构构构构应进应进行特殊行特殊行特殊行特殊设计设计。当隧道口无建筑物，无特殊当隧道口无建筑物，无特殊当隧道口无建筑物，无特殊当隧道口无建筑物，无特殊环环境要求境要求境要求境要求时时，双，双，双，双线线隧道可不隧道可不隧道可不隧道可不设设置洞口置洞口置洞口置洞口缓缓冲冲冲冲结结构。构。构。构。单线单线隧道隧道隧道隧道应设应设置置置置长长度度度度5.0m5.0m5.0m5.0m的洞口的洞口的洞口的洞口缓缓冲冲冲冲结结构。构。构。构。(三三)洞口洞口缓冲冲结构构洞洞门与明洞与明洞241.v隧道口隧道口隧道口隧道口缓缓冲冲冲冲结结构尽量采用与隧道内构尽量采用与隧道内构尽量采用与隧道内构尽量采用与隧道内轮轮廓形式相廓形式相廓形式相廓形式相 似的断面，也可采用棚式似的断面，也可采用棚式似的断面，也可采用棚式似的断面，也可采用棚式结结构断面。构断面。构断面。构断面。v洞口洞口洞口洞口缓缓冲冲冲冲结结构构构构纵纵向宜做成向宜做成向宜做成向宜做成渐变渐变的的的的喇叭状喇叭状喇叭状喇叭状，开口，开口，开口，开口处处 最大最大最大最大净净空断面面空断面面空断面面空断面面积为积为隧道隧道隧道隧道净净空断面面空断面面空断面面空断面面积积的的的的1.51.51.51.5倍，倍，倍，倍，在在在在缓缓冲冲冲冲结结构构构构纵纵向中心附近沿两向中心附近沿两向中心附近沿两向中心附近沿两侧对侧对称分布开孔，称分布开孔，称分布开孔，称分布开孔，孔孔孔孔长为长为1 1 1 12 2 2 2缓缓冲棚冲棚冲棚冲棚长长，开孔面，开孔面，开孔面，开孔面积为积为隧道隧道隧道隧道净净空横断空横断空横断空横断 面面面面面面面面积积的的的的0.20.20.20.20.30.30.30.3倍。倍。倍。倍。v洞口洞口洞口洞口缓缓冲冲冲冲结结构宜采用构宜采用构宜采用构宜采用钢钢筋混凝土筋混凝土筋混凝土筋混凝土结结构。构。构。构。洞洞门与明洞与明洞242.DD0LhDD0Lh洞口洞口洞口洞口缓缓冲段冲段冲段冲段纵纵向断面形式向断面形式向断面形式向断面形式洞洞门与明洞与明洞243.隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施实现的。经过理论和实践经验的总结，提出了“防、防、堵、截、排堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。（一）防排水（一）防排水设施施隧道附属构筑物隧道附属构筑物344.截：截：截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治；防：防：防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设置的防水层；堵：堵：向支护背后压注水泥砂浆，用以充填支护与围岩间的空隙，以堵住地下水的通道，并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件；排：排：将地下水排入隧道内，再经由洞内排水沟（排水沟及盲沟）排走。隧道附属构筑物隧道附属构筑物345.隧道附属构筑物隧道附属构筑物346.当列车通过隧道时，为了保证洞内行人、维修人员及维修设备(小车、料具)的安全，在隧道两侧边墙上交错均匀修建的人员躲避及放置车辆、料具的洞室叫避车洞。避车洞根据其断面尺寸的大小分为大避车洞及小避车洞两种。隧道附属构筑物隧道附属构筑物3（二）避（二）避车洞洞47.隧道附属构筑物隧道附属构筑物348.(1)大避车洞 在碎石道床的隧道内，每侧相隔300 m布置一个大避车洞，在整体道床的隧道内，因人员行车待避较方便，且线路维修工作量较小，可相隔420 m布置。(2)小避车洞 无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间间隔60m(双线隧道按30m)布置一个小避车洞。隧道附属构筑物隧道附属构筑物349.2）电力及通信设施电缆槽：电缆槽用混凝土浇筑，可与水沟同侧并与水沟并行，或设置在水沟的异侧。槽内铺以细砂做垫层，低压电缆可直接放在垫层面上，高压电缆则吊在槽边预埋的托架上。槽顶设有盖板防护。隧道附属构筑物隧道附属构筑物350.信号继电器箱和无人增音站洞：隧道内如需设置信号继电器箱时，则应在电缆槽同侧设置信号继电器箱洞；根据电讯传输衰耗和通讯设计要求，在隧道内设置无人增音站时。其位置可根据通讯要求确定。可与大避车洞结合使用，如不能结合时，则另行修建。隧道附属构筑物隧道附属构筑物351.