《隧道横断面设计》PPT课件.ppt

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1、隧道工程第2章隧道总体设计本章的学习要求：（5）了解隧道设计文件的组成要求；（1）掌握公路隧道选址的原则和方法；（2）掌握隧道洞口位置选择的原则和方法；（3）掌握隧道平面和纵断面设计的要求；（4）掌握隧道横面设计的要求和方法；第三节隧道横断面设计2.3隧道净空断面与横断面设计隧道断面设计需要解决什么问题？根据围岩压力和支护结构等因素求取最经济值什么是隧道净空？什么是隧道建筑限界？隧道横断面设计什么是隧道净空？什么是隧道建筑限界？一、什么是隧道净空和隧道建筑限界？隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道建筑限界：保证隧道中行车安全，在一定高度和宽度范围内任何物体不得侵入的限界隧道

2、建筑限界详图隧道建筑限界设计规范规定：②当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。①限界高度，二级公路以上等级取5.0m;三、四级公路取4.5m.③隧道路面横坡，一般可采用1.5%～2.0％。检修道或人行道宜双侧设置；检修道或人行道的宽度按规定选取。检修道或人行道的高度可按20～80cm取值，并综合考虑以下因素：⑴紧急情况时，驾乘人员拿取消防设备方便；⑵满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。⑶检修人员步行时的安全；对于长、特长隧道应在行车方向的右侧设置紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于750m。紧急停车带紧急停车带横向通道横断面二、衬

3、砌断面设计什么是隧道衬砌？(Lining)它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物1、衬砌断面设计内容确定（1）内轮廓线（2）衬砌轴线（3)衬砌厚度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

4、墙式衬砌。净空断面大小、隧道内轮廓形状和几何尺寸设计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，1、拱圈可以采取等截面，2、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。隧道衬砌截面最小厚度（cm）5、衬砌断面设计(1)概念（2)衬砌断面的形状（3）内轮廓线的确定方法(1)概念①衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间为隧道的净空断面。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。该线又称为最小开挖线。隧道衬砌内轮廓线③实际开

5、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。隧道内轮廓线控制隧道超挖严重隧道内轮廓线控制隧道超挖严重③实际开挖线超挖线，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。用钻爆法施工时，很难掌握刚好达到平均线，常常比它大，造成了不必要的工程量，如何控制它？③实际开挖线如何控制超挖，至今仍是一个难题。按设计要求所有超挖部分，都须用片石回填密实。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。(2)衬砌断面的形状①曲墙式衬砌（三心圆拱、单圆拱

6、、五心圆拱）②直墙式拱形衬砌（3）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(1)圆形断面(1)圆形断面假定公路建筑限界已确定，其控制点为a,b,c,d四个点。①分别作ab,ac,ad的垂直平分线，在断面对称轴上得到三个交点O1,O2、O3，②取其中最高(至路面)者作为圆心O2。③在oa连线的延长线上取aA>0.1m，以oA为半径划圆即得内轮廓线的基本部分。(2)曲墙式衬砌断面(3)直墙式衬砌断面（3）《公路隧道设计规范》关于衬砌标准断面(4)仰拱的设置条件1、在Ⅳ—Ⅵ级围岩条件下，围岩自稳能力差，侧压力较

7、大，地基承载力弱，为保证结构整体安全，控制沉降，采用有仰拱的封闭式衬砌断面。2、隧道断面越大，围岩自稳能力越差，围岩变形也越大。所以，Ⅳ-Ⅵ级围岩两车道隧道、Ⅲ级围岩三车道以上隧道宜采用有仰拱的衬砌断面形式。3、在隧道边墙底以下围岩为坚硬整体岩石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩)时，可不设仰拱。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》的要求进行编制。提