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    【隧道逃生管道施工技術】隧道結構分類及設計

    Source:洛陽國潤新材料科技股份Author:admin Addtime: Click:
    隧道結構分類及設計要求
        隧道結構是地下建筑結構的重要組成部分,它的結構形式可根據地層的類別、使用功能和施工技術水平等進行選擇。其結構形式主要有半襯砌結構、厚拱薄墻襯砌結構、直墻拱形襯砌結構、曲墻結構、復合襯砌結構和連拱隧道結構等形式。


    一、結構形式、受力特點和適用條件
    1、半襯砌結構
        在堅硬巖層中,若側壁無坍塌危險,僅頂部巖石可能有局部滑落時,可僅施作頂部襯砌,不作邊墻,只噴一層不小于20mm厚的水泥砂漿護面,即半襯砌結構。
    2、厚拱薄墻襯砌結構
        在中硬巖層中,拱頂所受的力可通過拱腳大部分傳給巖體,充分利用巖石的強度,這種結構適宜用在水平壓力較小,且穩定性較差的圍巖中。對于穩定或基本穩定的圍巖中的大跨度、高邊墻洞室,如采用噴錨結構施工裝備條件存在困難,或噴錨結構防水達不到要求時,也可考慮使用。
    3、直墻拱形襯砌結構
        在一般或較差巖層中的隧道結構,通常是拱頂與邊墻澆在一起,形成一個整體結構,即直墻拱形襯砌結構,廣泛應用的隧道結構形式。
    4、曲墻襯砌結
        在很差的巖層中,巖體松散破碎且易于坍塌,襯砌結構一般由拱圈、曲線形側墻和仰拱底板組成,形成曲墻襯砌結構。該種襯砌結構的受力性能相對較好,但對施工技術要求較高,這也是一種被廣泛應用的隧道結構形式。
    5、復合襯砌結構
        復合支護結構一般認為圍巖具有自支承能力,支護的作用首先是加固和穩定圍巖,使圍巖的自承能力可充分發揮,從而可允許圍巖發生一定的變形和由此減薄支護結構的厚度。工程施工時,一般先向洞壁施作柔性薄層噴射混凝土,必要時同時設置錨桿,并通過重復噴射增厚噴層,以及在噴層中增設網筋穩定圍巖。圍巖變形趨于穩定后,再施作內襯永久支護。復合襯砌結構常由初期支護和二次支護組成,防水要求較高時須在初期支護和二次支護間增設防水層。
    6、連拱隧道結構
        隧道設計中除考察工程地質、水文地質等相關條件外,同時受線路要求以及其他條件的制約,還需要考慮安全、經濟、技術等方面的綜合比較。因此,對于長度不是特別長的公路隧道(100~500m),尤其是處于地質、地形條件復雜及征地嚴格限制地區的中小隧道,常采用連拱隧道的形式。
    二、隧道結構設計的一般技術要求
    1、襯砌截面類型和幾何尺寸的確定
        隧道襯砌結構類型應根據隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求確定。
        高速、一級、二級公路的隧道應采用復合式襯砌;
        汽車橫道、三級及三級以下公路隧道,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下,除洞口段外襯砌結構類型和尺寸,應根據使用要求、圍巖級別、圍巖地質條件和水文地質條件、隧道埋置位置、結構受力特點,并結合工程施工條件、環境條件,通過工程類比和結構計算綜合分析確定。
        在施工階段,還應根據現場圍巖監控量測和現場地質跟蹤調查調整支護參數,必要時可通過試驗分析確定。為了便于使用標準拱架模板和設備,確定襯砌的方案時,類型要盡量少,且同一跨度的拱圈內輪廓應相同。一般采取調整厚度和局部加筋等措施來適應不同的地質條件。
    2、襯砌材料的選擇
        襯砌結構材料應具有足夠的強度、耐久性和防水性。在特殊條件下,還要求具有抗侵蝕性和抗凍性等。從經濟角度考慮,襯砌結構材料還要滿足成本低、易于機械化施工等條件。
        襯砌結構材料應具有足夠的強度、耐久性和防水性。在特殊條件下,還要求具有抗侵蝕性和抗凍性等。從經濟角度考慮,襯砌結構材料還要滿足成本低、易于機械化施工等條件。
    3、襯砌結構的一般構造要求
    (1)混凝土的保護層
        鋼筋混凝土襯砌結構,受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度一般裝配式襯砌為20mm,現澆襯砌內層為25mm,外層為30mm。若有侵蝕性介質作用時可增大到50mm,鋼筋網噴射混凝土一般為20mm。隨截面厚度的增加,保護層厚度也應適當增加。
    (2)襯砌的超挖或欠挖
        隧道結構施工中,洞室的開挖尺寸不可能與襯砌所設計的毛洞尺寸完全符合,這就產生了襯砌的超挖或欠挖問題。超挖通常會增加回填的工作量,而欠挖則不能保證襯砌截面尺寸,故對超、欠挖有一定的限制。襯砌的允許超欠挖均按設計毛洞計算。
        現澆混凝土襯砌一般不允許欠挖,如出現個別點欠挖,欠挖部分進入襯砌截面的深度,不得超過襯砌截面厚度的1/4,并不得大于15cm,面積不大于1m2。通常隧道襯砌結構,平均超挖允許值不得超過10~15cm,對于洞室的某些關鍵部位,如穹頂的環梁巖臺,厚拱薄墻襯砌(及半襯砌)的拱座巖臺,岔洞的周邊等,超挖允許值更應該嚴格控制,一般不宜超過15cm。
    (3)變形縫的設置
        變形縫一般是指沉降縫和伸縮縫。沉降縫是為了防止結構因局部不均勻下沉引起變形斷裂而設置的,伸縮縫是為了防止結構因熱脹冷縮,或濕脹干縮產生裂縫而設置的。因此,沉降縫是滿足結構在垂直與水平方向上的變形要求而設置的,伸縮縫是滿足結構在軸線方向上的變形要求而設置的。沉降縫、伸縮縫的寬度大于20mm,應垂直于隧道軸線豎向設置。



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