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1、衬砌断面设计

主要解决内轮廓线、轴线和厚度三个问题。 2、设计内轮廓线的原则

衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界,力求开挖和衬砌的数量最小。衬砌内表面力求平顺,考虑衬砌施工的简便。

3、隧道衬砌断面的轴线:应当尽量与断面压力线重合,使各截面主要承受压应力。

(1)、当衬砌受径向分布的水压时,轴线以圆形最好;

(2)、主要承受竖向压力或同时承受不大的水平侧压力时,可采用三心圆拱和直墙式衬砌;

3)、当承受竖向压力和较大侧压力时,宜采用五心圆曲墙式衬砌; (4)、当有沉陷可能受底压力时,宜加设仰拱的曲墙式衬砌。

4、隧道衬砌厚度

随所处地质条件和水文地质条件不同而有较大变化,并且与隧道的跨径,荷载大小,衬砌材料以及施工条件等有关。

根据以往经验,拱圈可以采取等截面,也可采取在拱脚部分加厚20—50%的变截面。仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。

5、衬砌断面

(1)、衬砌断面的形状

①直墙式圆弧拱 ②三心圆拱

③单圆拱

(2)、衬砌断面的轮廓线

① 衬砌内轮廓线:是衬砌的完成线,在内轮廓线之内的空间,即为隧道的净空断面。 ② 衬砌外轮廓线:指为保持净空断面的形状,衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。为保证衬砌的厚度,侵犯该线的山体必须全部除掉,木质临时支撑或木模板等也不应侵入,所以该线又称为最小开挖线。

③实际开挖线

为保证衬砌外轮廓,开挖时往往稍大,尤其用钻爆法开挖时,实际开挖线不可避免的成为不规则形状。

超挖线,超挖部分的大小叫超挖量,一般不应超过10cm。实际上凸凹不平,这样10cm的限制线只能是平均线,它是设计时进行工程量计算的依据。施工中,尤其是用钻爆法施工时,很难掌握刚好达到平均线,常常比它还要大,造成了不必要的工程量,如何控制它?

如何控制超挖,至今仍为一个难题。按设计要求所有超挖部分,都要用片石回填密实。由于施工上的困难,不容易作到密实。但这是设计及施工中都应着重强调的问题。

6、公路隧道衬砌内轮廓线的求法

主要步骤如下: (1) 确定建筑限界; (2) 确定弧形;

(3) 计算验证、调整。 以上过程是个反复循环的过程 3.4 隧道勘测设计文件的内容

公路隧道勘测设计的成果是设计文件,应按交通部颁发的《公路基本建设工程

设计文件编制办法》和《公路隧道勘测规程》的要求进行。

提出隧道勘测说明书 其内容如下:

1.沿线隧道概况及自然概况; 2.工程地质及水文地质情况;

3.气象、环境和有关政策法令情况;

4.施工条件(包括施工场地、工程设备、给排水、动力、施工道路、弃渣场、建筑材料来源以及与附近建筑物或环境的关系等);

5.隧道方案(2个或2个以上)的比选情况和在设计注意事项;

6.对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议; 7.存在问题以及解决办法的建议,有关协议、纪要等;

8.隧道线路方案平面图;比较方案(2条以上)应绘入图内,并附有方案比较说明,采用方案的理由;

9.隧道线路地质平面图;显示地质构造、岩层产状、不同地质的分界线,水文地质情况、地物、地貌等。

10.隧道纵断面图;显示隧道全貌,埋置深度,地质和水文地质以及线路条件,图上除注明里程、地面标高外,尚应注明设计坡度;设计标高及线路曲线要素。

11.隧道洞口地形平面图

显示边坡开挖情况,选定洞口位置,确定明洞长度,布置排水,施工场地及防护工程设施等,一般洞口地形平面图的施测范围为洞口前后及两侧各宽约60m左右,有不良地质现象时,其施测范围应酌情加宽;

施工图设计文件

1.隧道平面图:显示地质平面、隧道平面位置及路线里程和进出口位置等。设U形回车场、错车道、爬坡车道时,应显示其位置和长度。

2.隧道纵断面图:显示隧道地质概况、衬砌类型(有加宽或设U形回车场时,应显示加宽值及加宽段长度)、埋深、路面中心设计标高、有高路肩时显示路肩标高、设计坡度、地面标高、里程桩等。

3.隧道进口(出口)纵横断面图:显示设置洞门处的地形、地质情况、边仰坡开挖坡度及高度等。

4.隧道进口(出口)平面图:显示洞门附近的地形、洞顶排水系统(有平导时,与平导的相互关系等)、洞门广场的减光设计等。

5.隧道进口(出口)洞门图:显示洞门的构造、类型及具体尺寸,采用建筑材料、施工注意事项,工程数量等。有遮光棚等构造物时,应显示其与洞身连结关系及完整的遮光棚构造设计图。

6.隧道衬砌设计图:显示衬砌类型、构造和具体尺寸、采用的建筑材料;施工注意事项、工程数量等。设回车场、错车道、爬坡车道时应单独设计

7.辅助坑道结构设计图。

8.运营通风系统的结构设计图。 9.运营照明系统的结构设计图。 10.监控与管理系统结构设计图。 11.附属建筑物的结构设计图。 思考题

1.不良地质段隧道选址主要应考虑哪些问题? 2.隧道平面设计应注意哪些问题? 3.隧道纵断面设计应注意哪些问题? 4.什么是隧道建筑限界? 5.什么情况下需设置仰拱?

6.隧道接线的平面及纵断面线形有何要求?

7.什么是衬砌内轮廓线,外轮廓线,实际开挖线?

8. 如何确定圆形、直墙式和曲墙式内轮廓线尺寸?

9.圆形衬砌、直墙式衬砌、曲墙式衬砌各适用于何种围岩类型? 10.公路隧道设计文件主要包括哪些内容?