高鐵隧道隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造

高鐵隧道隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造第一頁(yè)，共五十頁(yè)。

隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造洞身襯砌結(jié)構(gòu)洞門(mén)與明洞隧道附屬構(gòu)筑物第二頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1開(kāi)挖后的隧道，為了保持圍巖的穩(wěn)定性，一般需要進(jìn)行支護(hù)和襯砌。支護(hù)的主要方式有：噴射混凝土、錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)及其它的組合。襯砌的主要方式有：整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌和復(fù)合式襯砌等。第三頁(yè)，共五十頁(yè)。

錨桿是將破碎或不穩(wěn)定巖體(塊)與牢固穩(wěn)定的巖體連結(jié)在一起以提高整體穩(wěn)定性的一種支護(hù)措施。（一）錨桿隧道支護(hù)洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第四頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第五頁(yè)，共五十頁(yè)。

當(dāng)圍巖軟弱、破碎嚴(yán)重且自穩(wěn)性差時(shí)，隧道開(kāi)挖后，需要及時(shí)提供足夠強(qiáng)的支護(hù)約束圍巖變形。在初期支護(hù)內(nèi)設(shè)置鋼拱架將增大支護(hù)結(jié)構(gòu)早期的剛度，阻止圍巖的過(guò)度變形并承受部分的松弛荷載。鋼架分為型鋼和格柵鋼架兩種。（二）鋼架洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第六頁(yè)，共五十頁(yè)。型鋼鋼架接頭(尺寸單位:mm)洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第七頁(yè)，共五十頁(yè)。（二）鋼架（格柵）洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第八頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第九頁(yè)，共五十頁(yè)。（三）鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)噴射混凝土是在噴射混凝土之前，在巖面上掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射混凝土。目前，我國(guó)在各類(lèi)隧道工程中應(yīng)用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)的比較多，主要用于軟弱破碎圍巖，而更多的是與錨桿或者鋼拱架構(gòu)成聯(lián)合支護(hù)。鋼筋網(wǎng)通常作環(huán)向和縱向布置。環(huán)向筋一般為受力筋，由設(shè)計(jì)確定，直徑12mm左右；縱向筋一般為構(gòu)造筋，直徑6~10mm；網(wǎng)格尺寸一般為20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十一頁(yè)，共五十頁(yè)。（四）噴混凝土

噴射混凝土既是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細(xì)石混凝土，噴射到巖壁表面上，并迅速固結(jié)成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時(shí)性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。它的靈活性也很大，可以根據(jù)需要分次追加厚度。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十二頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十三頁(yè)，共五十頁(yè)。（五）多種措施組合支護(hù)洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十四頁(yè)，共五十頁(yè)。隧道襯砌

隧道開(kāi)挖后，以較大厚度和剛度的整體模筑混凝土作為隧道的結(jié)構(gòu)。整體式襯砌按照工程類(lèi)比、不同圍巖級(jí)別采用不同的襯砌厚度。其形式有直墻式和曲墻式兩種，而曲墻式又分為有仰拱和無(wú)仰拱兩種。特點(diǎn)：對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，易于按需要成型，整體性好，抗?jié)B性強(qiáng)，并適用于多種施工條件。（一）整體式混凝土襯砌洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十五頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十六頁(yè)，共五十頁(yè)。1）直墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較好，以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖，直墻式襯砌由上部拱圈、兩側(cè)豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成。拱頂拱腰拱腳墻腳鋪底洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十七頁(yè)，共五十頁(yè)。2）曲墻式襯砌

曲墻式襯砌適用于地質(zhì)較差，有較大水平圍巖壓力的情況。主要適用于Ⅳ級(jí)及以上的圍巖，或Ⅲ級(jí)圍巖雙線隧道；多線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。曲墻式襯砌由頂部拱圈、側(cè)面曲邊墻和仰拱/底板(或鋪底)組成。拱頂拱腰拱腳墻腳仰拱洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十八頁(yè)，共五十頁(yè)。洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第十九頁(yè)，共五十頁(yè)。

復(fù)合式襯砌是指把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、時(shí)間和材料施作的。目前大都采用內(nèi)外兩層襯砌。按內(nèi)外襯砌的組合情況可分為：初期支護(hù)與二次襯砌。根據(jù)圍巖條件不同，分別采用不同的斷面形式和支護(hù)、襯砌參數(shù)。（二）復(fù)合式襯砌洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第二十頁(yè)，共五十頁(yè)。特點(diǎn)：可以滿足初期支護(hù)施作及時(shí)、剛度小易變形的要求，且與圍巖密貼，從而能保護(hù)和加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自承作用。二襯后，襯砌內(nèi)表面光滑平整，可以防止外層風(fēng)化，裝飾內(nèi)壁，增強(qiáng)安全感。隧中線線中線內(nèi)軌頂面O2O2r3r2=321O1r145°33°51’8027BO3O3Hh1h1dr4二次襯砌防水層網(wǎng)噴混凝土錨桿鐵路隧道復(fù)合式襯砌示意圖洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)。

錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時(shí)支護(hù)，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)（單層襯砌）的形式。它具有隧道開(kāi)挖后襯砌及時(shí)、施工方便和經(jīng)濟(jì)的顯著特點(diǎn)。錨噴式襯砌在圍巖整體性較好的軍事工程、各類(lèi)用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。在公路、鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中，都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定。（三）錨噴式襯砌洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)。

裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構(gòu)件，這些構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)或工廠預(yù)制，然后運(yùn)到坑道內(nèi)用機(jī)械將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌。這種襯砌的特點(diǎn)是：拼裝成環(huán)后立即受力，便于機(jī)械化施工，改善勞動(dòng)條件，節(jié)省勞力。目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道和水底隧道中采用。在鐵路、公路隧道中由于裝配式襯砌要求有一定的機(jī)械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜，襯砌的整體性及抗?jié)B性差而未能推廣使用。（四）裝配式襯砌洞身襯砌結(jié)構(gòu)1第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)。洞門(mén)與明洞2一、洞門(mén)

1、洞門(mén)的作用減小洞口土石方開(kāi)挖量穩(wěn)定邊、仰坡引離地表水流裝飾洞口第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)。1）洞門(mén)的形式環(huán)框式洞門(mén)洞口石質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定，地形陡峻無(wú)排水要求。洞門(mén)與明洞2第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)。端墻式（一字式）洞門(mén)適用于地形開(kāi)闊，石質(zhì)較穩(wěn)定的地區(qū)；由端墻和洞門(mén)頂排水溝組成洞門(mén)與明洞2第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)。翼墻式（八字式）洞門(mén)洞口地質(zhì)較差（Ⅳ級(jí)及以上圍巖），山體縱向推力較大時(shí)，在端墻式洞門(mén)的單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置翼墻。洞門(mén)與明洞2第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)。柱式洞門(mén)洞口地形較陡（Ⅳ級(jí)圍巖），仰坡有下滑的可能性，又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時(shí)，可在端墻中部設(shè)置2個(gè)（或4個(gè)）斷面較大的柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性。洞門(mén)與明洞2第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)。臺(tái)階式洞門(mén)當(dāng)洞門(mén)位于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門(mén)一側(cè)邊仰坡較高時(shí)，為了提高靠山側(cè)仰坡起拔點(diǎn)，減少仰坡高度，將端墻頂部改為逐級(jí)升高的臺(tái)階形式。洞門(mén)與明洞2第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)。斜交式洞門(mén)

當(dāng)隧道洞口地面等高線斜交時(shí)，可采用平行于等高線與線路呈斜交的洞口(洞門(mén)與線路中線的交角不應(yīng)小于45°)。洞門(mén)與明洞2第三十頁(yè)，共五十頁(yè)。喇叭口式洞門(mén)高速鐵路隧道，為了減緩高速列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，對(duì)單線隧道，一般設(shè)喇叭口緩沖段，同時(shí)兼作隧道洞門(mén)。洞門(mén)與明洞2第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)。二、明洞

明洞是隧道的一種變化形式，它用明挖法修筑。所謂明挖是指把巖體挖開(kāi)，在露天修筑襯砌，然后回填土石。這樣修筑的構(gòu)筑物，外形幾乎與隧道無(wú)異，有拱圈、邊墻和底板，凈空與隧道相同，和地表相連處，也設(shè)有洞門(mén)、排水設(shè)施等明洞的結(jié)構(gòu)類(lèi)型常因地形、地質(zhì)和危害程度的不同，有多種形式，采用最多的為拱式明洞和棚式明洞兩種。洞門(mén)與明洞2第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)。1、拱式明洞

適用于路塹邊坡處于對(duì)稱或接近對(duì)稱，邊坡巖層基本穩(wěn)定，僅防止邊坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口巖層破碎，覆蓋層較薄而難以用暗挖法修建隧道時(shí)。(1)路塹式對(duì)稱型洞門(mén)與明洞2第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)。適用于兩側(cè)邊坡高差較大的不對(duì)稱路塹。(2)路塹式偏壓型洞門(mén)與明洞2第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)。適用于地形傾斜，低側(cè)處路塹外側(cè)有較寬敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗側(cè)向壓力的能力。(3)半路塹式偏壓型洞門(mén)與明洞2第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)。適用于傍山隧道洞口或傍山線路上半路塹地段(4)半路塹式單壓型洞門(mén)與明洞2第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)。2、棚式明洞(簡(jiǎn)稱棚洞)有些傍山隧道，地形的自然橫坡比較陡，外側(cè)沒(méi)有足夠的場(chǎng)地設(shè)置外墻及基礎(chǔ)或確保其穩(wěn)定，這時(shí)可考慮采用另一種建筑物——棚式明洞。洞門(mén)與明洞2第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)。(1)蓋板式棚洞由內(nèi)墻、外墻及鋼筋混凝土蓋板組成簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。其上回土石，以保護(hù)蓋板不受山體落石的沖擊。洞門(mén)與明洞2第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)。(2)剛架式棚洞當(dāng)?shù)匦为M窄，山坡陡峻，基巖埋置較深而上部地基穩(wěn)定性差時(shí)，為了使基礎(chǔ)置于基巖上且減小基礎(chǔ)工程，可采用剛架式外墻，此時(shí)稱明洞為剛架式明洞。由外側(cè)剛架、內(nèi)側(cè)重力式墩臺(tái)結(jié)構(gòu)、橫頂梁、底橫撐和頂部蓋板組成。洞門(mén)與明洞2第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)。(3)懸臂式棚洞對(duì)穩(wěn)定而陡峻的山坡，外側(cè)地形難以滿足一般棚洞的地基要求，且落石不太嚴(yán)重的情況，可修建懸臂式棚洞。由重力式內(nèi)墻、懸臂橫梁、蓋板及內(nèi)端平衡重組成。洞門(mén)與明洞2第四十頁(yè)，共五十頁(yè)。當(dāng)洞口50m范圍內(nèi)無(wú)建筑物、洞口外20m處的微壓波峰值大于50pa時(shí)，須設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)；當(dāng)洞口50m范圍內(nèi)有建筑物時(shí)，一般情況下當(dāng)建筑物處的微壓波大于20pa，須設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)；當(dāng)對(duì)建筑物處的峰值有特殊要求時(shí)，洞口緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。當(dāng)隧道口無(wú)建筑物，無(wú)特殊環(huán)境要求時(shí)，雙線隧道可不設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)。單線隧道應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)度5.0m的洞口緩沖結(jié)構(gòu)。

(三)洞口緩沖結(jié)構(gòu)洞門(mén)與明洞2第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)。隧道口緩沖結(jié)構(gòu)盡量采用與隧道內(nèi)輪廓形式相似的斷面，也可采用棚式結(jié)構(gòu)斷面。洞口緩沖結(jié)構(gòu)縱向宜做成漸變的喇叭狀，開(kāi)口處最大凈空斷面面積為隧道凈空斷面面積的1.5倍，在緩沖結(jié)構(gòu)縱向中心附近沿兩側(cè)對(duì)稱分布開(kāi)孔，孔長(zhǎng)為1／2緩沖棚長(zhǎng)，開(kāi)孔面積為隧道凈空橫斷面面積的0.2－0.3倍。洞口緩沖結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。洞門(mén)與明洞2第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)。DD0LhDD0Lh洞口緩沖段縱向斷面形式洞門(mén)與明洞2第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)。

隧道的永久性防排水是通過(guò)防排水工程措施實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，提出了“防、堵、截、排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。（一）防排水設(shè)施隧道附屬構(gòu)筑物3第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)。

截：截?cái)嗟乇硭偷叵滤魅胨淼赖耐ǖ?，洞口地表設(shè)天溝等截水溝以及地表陷穴等整治；防：防止地下水從襯砌背后滲入隧道內(nèi)，充分利用混凝土自防水能力，以及在襯砌與支護(hù)之間設(shè)置的防水層；

堵：向支護(hù)背后壓注水泥砂漿，用以充填支護(hù)與圍巖間的空隙，以堵住地下水的通道，并使支護(hù)與圍巖形成整體，改善支護(hù)受力條件；排：將地下水排入隧道內(nèi)，再經(jīng)由洞內(nèi)排水溝（排水溝及盲溝）排走。隧道附屬構(gòu)筑物3第四十五頁(yè)，共五十頁(yè)。隧道附屬構(gòu)筑物3第四十六頁(yè)，共五十頁(yè)。

當(dāng)列車(chē)通過(guò)隧道時(shí)，為了保證洞內(nèi)行人、維修人員及維修設(shè)備(小車(chē)、料具)的安全，在隧道兩側(cè)邊墻上交錯(cuò)均勻修建的人員躲避及放置車(chē)輛、料具的洞室叫避車(chē)洞。避車(chē)洞根據(jù)其斷面尺寸的大小分為大避車(chē)洞及小避車(chē)洞兩種。隧道附屬構(gòu)筑物3（二）避車(chē)洞第四十七頁(yè)，共五十頁(yè)。隧道附屬構(gòu)筑物3第四十八頁(yè)，共五十頁(yè)。(1)大避車(chē)洞在碎石道床的隧道內(nèi)，每側(cè)相隔300m布