一建市政隧道衬砌结构.ppt

2016隧道衬砌结构2024/5/22 周三1一、隧道及隧道衬砌的概念 隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。1970年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合了各种因素，对隧道所下的定义为：“以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。”1、隧道的概念：2 隧道分类比较明确的是按照隧道的用途来划分，主要有以下四种：2、隧道的分类：交 通 隧 道矿 山 隧 道市 政 隧 道水 工 隧 道3铁路隧道4公路隧道5水底隧道6地下隧道7人行隧道81784按照隧道的按照隧道的长度度来划分，主要有以下四种：来划分，主要有以下四种：500m1000m3000m短隧道中隧道长隧道特长隧道9洞身：隧道结构的主体部分，是列车通行的通道。洞门：位于隧道出入口处，用来保护洞口山体和边坡稳定，防止洞口坍方落石，排除仰坡流下的水。它由洞门墙（端墙、翼 墙）衬砌、帽石及端墙背部的排水系统所组成。附属建筑物：通风照明、防排水、安全设备等的作用是确保行车安全、舒适。3、隧道的组成：10隧道结构主体构造物附属构造物洞身构造物洞门构造物明洞通风照明排水、消防、通讯等一次衬砌二次衬砌防排水构造内装饰顶棚路面2024/5/22 周三11洞身类型：按隧道断面形状分为曲墙式、直墙式和连拱式等。直墙式连拱式曲墙式12洞身构造：分为一次衬砌和二次衬砌、防排水构造、内装饰、顶棚及路面等。2024/5/22 周三132024/5/22 周三14端墙式（一字式）适用于地形开阔，石质较稳定的地区；洞门的类型15翼墙式（八字式）洞口地质较差（级及以上围岩），山体纵向推力较大时，在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。16柱式洞门 地形较陡（级围岩），仰拱有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时，可在端墙中部设置2个（或4个）断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。17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拔点，减少仰拱高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式。18削竹式洞门 凸出式新型洞门，这类洞门是将洞内衬砌延伸至洞外，一般凸出山体数米。它适用于各种地质条件。构筑时可不破坏原有边坡的稳定性，减少土石方的开挖工作量，降低造价，而且能更好地与周边环境相协调。192016锚杆格栅喷砼初期支护人工机械爆破开挖防水板止水带注 浆防水钢 筋混凝土二次衬砌开始完成二、传统隧道衬砌施工方法矿山法施工工序2024/5/22 周三20212024/5/22 周三2016适用范围1.适用于V、VI级围岩2.对防震要求高、沉降 要求很高的地段，如 房屋下方、桩基切除方法人工及小型挖掘机或 单壁掘进机配合（设 备有待完善，慎用）人、机开挖法、开 挖钻爆法光面爆破1.适用于I、II、III级围岩2.掏槽眼辅助眼 周边眼底板眼 预裂爆破1.适用于III、IV级围岩2.周边眼掏槽眼 辅助眼底板眼适用范围1.IV、V级围岩2.对防震要求高、沉降 要求较高的地段微震爆破法开挖方法分类2024/5/22 周三22钻爆法2024/5/22 周三23凿岩台车2024/5/22 周三242016、初期支护 支护结构类型u浅埋矿山法，限制围岩变形u型钢或钢筋格栅，喷砼厚，初支刚性大刚性支护结构u新奥法隧道，允许围岩变形u钢筋格栅或钢筋网，喷砼薄，初支刚度小柔性支护结构u高地应力隧道，围岩变形大u先柔后刚，适用于塑性流变地层复合式支护结构2024/5/22 周三252016初期支护主要工序超前锚杆超前小导管大管棚超前支护钢筋锚杆锚管锚杆钢筋格栅型钢格栅格栅开始完成2024/5/22 周三26锚喷混凝土27锚喷混凝土28型钢支护2024/5/22 周三29型钢支护2024/5/22 周三30挂网喷混凝土2024/5/22 周三31挂网喷混凝土322016、防水工程 防水体系分类u二衬防水混凝土、防水层等形成防水体系u防水层背后排水盲管、侧沟形成排水体系u解决水压问题u解决冻土地区冻融问题防、排水体系u初支防水+防水层+二衬防水形成复合防、堵水体系u解决地表失水沉降问题u减少或避免人工排水u适用于城市地下工程防、堵水体系2024/5/22 周三332016复合式防水体系初支防水1.喷射混凝土防水效果差，需要在初期支护完成后进行注浆处理，同时填充初支与围岩之间的空隙2.围岩有明显渗漏地段需要进行注浆处理，铺设防水层前不能有明显渗漏防水层1.防水板+无纺布形成防水第二道防线2.防水板焊接质量是关键二衬防水1.二衬混凝土自防水能力，一般达到S8，特殊地段S102.施工缝、沉降缝防水措施3.注浆填充二衬与初支之间的空隙以及混凝土本身的空隙。水泥浆是最好的注浆材料2024/5/22 周三34 防水层2024/5/22 周三35防水层2024/5/22 周三36 防水层2024/5/22 周三37 、二次衬砌钢筋绑扎2024/5/22 周三38钢筋绑扎2024/5/22 周三39模板台车2024/5/22 周三40浇筑完成2024/5/22 周三412024/5/22 周三42三、传统隧道衬砌存在的问题1、一般来说，隧道的初支护层(即初次衬砌层)承受岩洞上部的大部分荷载，但初支护层的承载能力不仅取决于内部的钢拱架，还取决于混凝土的配合与支持，而混凝土浇筑时是不会立即起到承载作用的，需要凝固和硬化时间，在这段时间支护强度是得不到严格保证的，特别是在地壳复杂地带，继而会经常发生隧道工程坍塌事故。432、混凝土凝固后是纯刚性材料，不易变形、不抗震、易开裂，开裂后易渗水，并且很难修复，这是隧道运行后的通病。3、衬砌层太厚，一般超过0.5米，在 V 类以上级别时，衬砌层要达到 0.7 米甚至更厚，这样就加大了断面开挖面积和工程开挖量，延长了工期。444、混凝土工程需要凝固和硬化的时间，影响工程进度。5、需要专用的大型初砌台车，设备投入大。6、钢筋绑扎是人工施工，用工量大，速度慢。45