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第三章 隧道结构构造学习要点：掌握曲线隧道的净空加宽了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用)了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造1第一节 隧道横断面设计一、隧道净空限界:1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最 大需要的净空范围。3、建筑限界:线路上所有的建筑物都不允许侵入的净空范围。二、曲线隧道净空加宽 曲线隧道的净空加宽值由以下三方面需要决定:1、由于曲线外轨超高引起车体内倾所要求的加宽值 外轨超高 2V:远期运行速度(km/h)R:曲线半径(cm)3 于是 CB:超高值E DO:限界控制点的高度近似值H AB:两轨中心间距G,取G=150cm :由于外轨超高,曲线隧道内侧应予加宽的量值.(cm)E:曲线外轨超高(cm)H:隧道建筑限界控制点J自轨面算起的高度(cm)(中心转动 )42、由于车体平移所要求的加宽值 单线:5 由于曲线而要求的内侧加宽值(cm)由于曲线而要求的外侧加宽值(cm)L 车辆的长度(m)l 车辆前后转向架中心间距(m)(cm)(cm)(cm)分析:内侧加宽 外侧加宽 6 曲线隧道的结构中心线与线路中心线是不重合的 结构中心线总是向曲线内侧偏离一个距离双线:除了外线侧的加宽和内线内侧的加宽外 两线中间间距为直线间距4m+3、曲线部分加宽段的范围规定:7二、隧道衬砌断面的初步拟定拟定步骤:1、内轮廓:紧贴限界,平顺圆滑；2、结构轴线:隧道衬砌受压结构,轴线应尽可能符合在 8 荷载作用下的压力线；3、截面厚度:满足足够的强度,见P55,表3-4-49 第二节 隧道洞身支护结构的构造一、就地模筑混凝土整体式衬砌（刚性支护）:定义：在坑道内树立模板、拱架，然后浇灌混凝土而成。按不同的围岩类别分：1、直墙式衬砌:用于、类围岩，围岩压力竖向为主。组成：上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底。要点：先拱后墙法施工，常作成大拱脚，拱圈至拱脚约1m高 处向外多扩挖一部分，以同级混凝土填满，形成扩大 拱脚；简化边墙：a、石砌边墙；b、柱式边墙、连拱式边墙。102、曲墙式衬砌：地质比较差，有地下水，侧向水平压力大 组成：顶部拱圈、侧面曲边墙和底部仰拱。类围岩：a、无地下水：免设仰拱，只做平铺底；b、有地下水：曲墙底应予加宽，必设仰拱 类、类围岩：侧墙外轮廓作成竖直直线，不向内倾 斜，设仰拱，中轴线偏向水沟侧；双线隧道：单孔：高度升高，宽度一倍；双孔：中设隔墙二、装配式衬砌：11 优点 缺点1、不需养生；1、有足够的拼装空间；2、改善了劳动条件；2、构件尺寸要求精度高；3、节省大量的支撑材料及劳力；3、接缝多，防水困难。4、缩短工期，降低造价。构造应满足条件：1、强度足够且耐久；2、能立即承受荷载；3、装配简便，构件类型少，形式单一，尺寸统 一，便于工业化制作和机械化拼装；4、构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；5、有防水的设施。12三、锚喷支护（柔性支护）：定义：以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土拌和料和水汇 合成浆状，喷射到坑道的岩壁上凝结而成（锚杆和金属网1、喷射混凝土支护层 拌和料：标号400号的普通硅酸盐水泥，粒径输送管直径 之半（25mm）的卵石或碎石，以及不含土质或杂物的 河沙，少量速凝剂。干 喷：输送到喷嘴以前，与水汇合，喷射的浆液 湿 喷：拌和料先与水拌合，以浆液送至喷嘴，与速凝剂汇合 然后喷出。喷层厚度5 cm，25cm。13 金属网、钢支撑，钢筋网钢筋直径 6 10mm，间距200mm。2、锚杆：增强抗剪能力，起到了组合、悬吊及挤压作用，提高围 岩自稳能力。四、复合式衬砌（喷锚支护和新奥法施工相结合）：按内、外衬组合情况分为：喷锚支护与混凝土衬砌；喷锚支护与喷射混凝土衬砌；可缩式钢拱喷射混凝土与混凝土衬 砌；装配式衬砌与混凝土衬砌。常用：外衬喷锚支护，内衬整体式混凝土衬砌复合衬砌的极限承载能力比同等厚度的单层模筑混凝土衬砌14 提高2030%。要点：外衬（初次衬砌）：厚度220cm 内衬（二次衬砌）：水平收敛小于0.2mm/d，拱顶下沉小 于0.1mm/d，且位移值占总位移值80%以上时，单线隧道内衬厚度为30cm，等厚。防水层：软聚氯乙烯、聚异丁烯片、聚乙烯片或喷涂乳化 沥青；接缝处用热气焊接或电敏电阻焊接、熔解 焊接。铺底及仰拱的厚度与一般模筑混凝土衬砌的铺底或仰拱相同。15优点：初次支护施工及时，刚度小易变形；保护围岩、加固围岩，促进围岩应力调整，充分发挥围 岩自承作用；衬砌内表面光滑平整，可防止外层风化。16第三节 隧道洞门结构的构造一、洞门的作用:减少洞口土石方开挖量；稳定边坡；引离地面流水；装饰洞口。二、洞门的形式:洞口环框：17 建成后珠海板樟山隧道作用：加固洞口和减少雨后洞口滴水。要求：环框宽度70cm，突出仰坡坡面不小于30cm。18端墙式洞门：19作用：御土墙，支持洞口正面上的仰坡，并将从仰坡流下来的地 面水汇集到排水沟去。20要求：a.墙身向后倾斜，斜度1:10;b.端墙的高度应使洞身衬砌的上方有1m以上的回填层；c.洞顶水沟深度0.4m;d.挡喳防护墙高度从仰坡坡脚起0.5m，水平1.5m；e.端墙基础0.61.0m；g.端墙厚度（按挡土墙）浆砌片石0.4m 片石混凝土0.35m 混凝土、块石0.3m 钢筋混凝土0.2m21 h.端墙下底宽=路堑底宽+两侧水沟宽+马道宽 上底宽按边坡坡度高度比例增宽 端墙两侧嵌入边坡以内约30cm翼墙式洞门：22作用：与端墙共同作用，抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑走 和抗倾覆能力。要求：a.墙身向后倾斜，斜度1:10;b.洞门顶排水沟60cm宽，40cm深槽形，沟底为3的排 水坡；c.采用单向顺坡排水或双向排水。23其它型式：柱式洞门：增加端墙稳定性24 台阶式洞门：适应地形特点25 斜洞门（洞口5m范围内衬砌加强，且与洞身整体砌筑）26第四节 明洞的构造 明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大)路堑式拱形明洞 27半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上 耳墙式拱形明洞 长腿式拱形明洞 28明洞顶上回填石1.5m，且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版，内墙为重力式墩台结构，外 墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。29第五节 隧道通风建筑物的构造满足隧道内空气卫生标准:列车通过隧道15分钟以后，空气中的CO 浓度应在30mg/以下，氮氧化物换算成 CO的浓度应在8mg/以下，气温不宜超 过 。通过措施:自然通风:天然风流+活塞风 机械通风(单线隧道:当用蒸汽机车牵引时，1.5km以上 和用内然燃机车牵引时，2km以上 隧道)纵向式通风:风流沿着隧道轴线方向流动 .洞口风道式通风30 .喷咀式通风 .竖井、斜井式通风 横向式通风31第六节 隧道附属建筑物的构造一、避车洞:小避车洞:不分道床种类，每隔60m；宽2m凹入边墙1m，中心高 2.2m。大避车洞:碎石道床每隔300m，整体道床每隔420m；宽4m凹入边 墙2.5m，中心高2.8m。32隧道长度在300m以下，可不设大避车洞；300m400m内,在中央设一处大避车洞。二、防排水建筑物:排水沟:100m，宽40m，深35m。纵坡与线路坡度一致，1;横坡2。侧式水沟；中心式水沟。盲沟 渡槽三、电缆槽:用混凝土板围成,附设在侧水沟的内侧而不侵入隧道净 室限界的位置上。33通讯和信号可放一槽内,缆间距100mm；电力线单放,托架间隔,直线段20m,曲线段15m。作业:1 1、试比较四种衬砌的不同、试比较四种衬砌的不同?2 2、洞门的作用及其分类、洞门的作用及其分类?3 3、明洞的分类及其区别、明洞的分类及其区别。4 4、通风方式的具体分类、通风方式的具体分类。5 5、大、小避车洞的具体要求、大、小避车洞的具体要求。34金虎制作西南交通大学峨眉校区土木工程系 返 回35