1、第一章 隧道结构构造,隧道结构分为主体建筑物和附属建筑物,主体建筑物为了保持隧道的稳定，保证隧道正常使用而修建的，由洞身支护结构及洞门组成，在公路线上洞口附近容易坍塌或有落石危险时则需要加筑明洞,附属建筑物指保证隧道正常使用所需的各种辅助设施,第一节 衬砌构造,一、洞身衬砌结构类型,支护的方式有：外部支护，即从外部支撑着坑道的围岩(如整体式混凝土衬砌、砌石衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土支护等)；内部支护，即对围岩进行加固以提高其稳定性(如锚杆支护、锚喷支护、压入浆液等)；混合支护(内部与外部支护混合一起的衬砌)。,(一)整体式混凝土衬砌,其工艺流程为：立模灌筑养生拆模。模筑衬砌的特点是：对地质条
2、件的适应性较强，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。,隧道衬砌按照不同的围岩类别，有直墙式衬砌和曲墙式衬砌两种形式。,公路隧道衬砌断面根据地质及水文地质情况，并考虑施工条件，尽量采用标准设计图。当有较大的偏压、冻胀力、倾斜的滑动推力或施工中出现大量坍方以及七度以上地震区等情况时，则应根据荷载特点进行个别设计。,(二)装配式衬砌,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。但要求有一定的机械化设备，施工工艺复杂，衬砌的整体性及抗渗性差。,(三)锚喷支护,喷混凝土是将拌和好并加有速凝剂的混凝土料，用高压空气喷向岩壁，可以很快凝固、硬化、承载，并和岩壁紧
3、密结合。,两者都可以很快发挥作用，防坍、承载，起临时支撑作用；而且封闭岩体的裂隙和节理。,锚杆是把高抗拉性能的杆状物置于岩体中，并与其结成一体。,特点是：可充分发挥围岩的自承能力，并有效地利用洞内净空，提高作业安全性和作业效率，并能适应软弱和膨胀性地层中的隧道开挖。还能用于整治坍方和隧道衬砌的裂损。,(四)复合式衬砌,复合式衬砌把衬砌分成两层或两层以上，可以是同一种型式、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。 目前最通用的是外衬为锚喷支护，内衬为整体式混凝土衬砌，如图。,复合式衬砌内外层结构受力状态： 一种看法认为：围岩中因围岩具有自承能力，它与初期支护组合在一起能起到永
4、久建筑物的作用，故二次衬砌只是用来提高安全度的； 另一种看法则认为，二次衬砌的承载作用是主要的，它不仅稳定围岩的变形且在整个衬砌结构中占有主导地位； 还有一种看法认为内、外衬砌是共同承载受力的。,特点是：复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小易变形的要求，且与围岩密贴，从而能保护和加固围岩，充分发挥围岩的自承作用。二衬后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感。,二、隧道衬砌断面设计的一般原则,(一)衬砌内轮廓线,衬砌内轮廓线应满足限界要求，并应考虑施工中易于加宽和拱架制作简便等因素。,(二) 衬砌断面的轴线,衬砌断面的轴线应尽量与压力曲线相重合，使衬砌断面承受压应力，
5、以充分发挥衬砌材料的抗压能力。,(三) 衬砌厚度,衬砌各截面的厚度随工程及水文地质条件不同而变化。所确定的各截面厚度尺寸最后应通过内力分析检算决定。,公路隧道设计规范规定，承载的隧道建筑物各部分结构的截面最小厚度不应小于表所列的数值，以满足构造上的要求。,第二节 洞门与明洞,一、洞门,洞门的作用有以下几个方面：,(一)洞门的作用,(1)减少洞口土石方开挖量。,(2)稳定边、仰坡。,(3)引离地表水流。,(4)装饰洞口。,(二)洞门的形式,1.洞口环框,当洞口石质坚硬稳定(级围岩)，且地形陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框 ，如图。,2.端墙式(一字式)洞门,如26图,适用于地形开阔、石质较稳定
6、(级围岩)的地区，由端墙和洞门顶排水沟组成。,端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。,3.翼墙式(八字式)洞门,当洞口地质较差(级及以上围岩)，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙，如27图所示。,翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡起挡土墙作用。,4.柱式洞门,当地形较陡(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，可在端墙中部设计断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性，如30图所示。,5.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坡点，减少
7、仰坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到一定的美化作用，如31图所示。,6.斜交式洞门,当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数量，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)，如图所示33。,二、明洞,明洞是隧道的一种变化型式，它用明挖法修筑。所谓明挖指把岩体挖开，在露天修筑衬砌，然后回填土石。,(一)拱式明洞,适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防止边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时。,1.路堑式对称型(34图),这种明
8、洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。,2.路堑式偏压型(35图),适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压力的能力。,3.半路堑式偏压型(36图),适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段。,4.半路堑式单压型(37图),(二)棚式明洞(简称棚洞),有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这是可考虑采用另一种建筑物棚式明洞，其外形如图所示38。,1.盖板式明洞(39图 ),它由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构。其上回土石，以保护盖板受山体落石的冲击。,2.刚架式明洞,当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减小基础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞。,3.悬臂式棚洞,对稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可修建悬臂式棚洞。,
