隧道衬砌
洞身衬砌（二）
2. 装配式（拼接式）衬砌
前面介绍整体式混凝土衬砌具有需要养生时间、受力较慢的缺点，那如果在稳定性很差的围岩中修隧道，需要支护结构（衬砌）能立即受力，怎么办呢，或者在西藏高寒地区，就地浇筑混凝土的强度难已达到混凝土强度要求，又怎么办呢？
引出已经完成养生过程的衬砌
装配式衬砌是按照衬砌的几何形状，将衬砌分成若干个部分在洞外或工厂成批预制好，再运到洞内运用机械拼装。
这种衬砌具备下列优点：
◆一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；
◆预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改善了劳动条件；
◆拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材料及劳力；
◆拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价。
缺点：
◆接缝多，整体性差
◆抗渗性差
◆需要坑道内有足够的拼装空间
◆制备构件尺寸上要求一定的精度
目前应用拼装式衬砌的典型是盾构法施工中的管片，那么管片长什么样，用什么材料做成，有哪些类型呢？
平板型管片箱型管片管片按断面形式分分为平板型管片和箱型管片，箱型管片，单块管片重量较轻，但管片本身强度不如平板型，特别在盾构顶力作用下易开裂，因此一般用于较大直径的隧道；平板型管片则相反。
管片按材料分类可分为钢筋混凝土管片，钢管片，球墨铸铁管片和复合管片。最常用的为钢筋混凝土管片。
盾构隧道衬砌的主体是管片拼装组成的管环，管环通常由A（标准块）、B（邻接块）和K（封顶快）组成，管环分块数为n=x+2+1。
3. 锚喷式衬砌
（1）喷射混凝土
喷射混凝土是指用喷射机将掺有速凝剂的混凝土拌和料和水汇合成为浆状，以一定压力高速喷射到坑道的岩壁上凝结而成的混凝土。
①喷射混凝土的特点
◆充填裂隙加固围岩
◆封闭围岩壁面防止风化
◆喷射混凝土与围岩组成共同承载体系
②喷射混凝土的优、缺点
优点：
◆柔性支护
◆支护及时
◆不用模板、拱架
◆施工工艺简单
缺点：
回弹量大、止水性弱
（2）锚杆
是利用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。
①锚杆的支护效应
◆悬吊效应
◆组合梁效应
◆加固拱效应
1. 悬吊效应：在层状岩层中，锚杆将下部不稳定岩层悬掉在上部稳固岩层上。锚杆所受拉力来自被悬掉岩层。
2. 组合梁效应：在没有稳固岩层的薄岩层中，安心装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦力增大，这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，从而将数个薄岩层通过锚杆锁
紧成一个较厚的岩层。这种厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。
3、加固拱效应，在供形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆椎体形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群，各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠，形成一个防止破裂区扩散的承压拱，这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴向的预紧力在组合拱中产生环向应力，从而明显地改善了承压拱应力状态，使围岩状态由单轴、双轴变为三轴受压。这样在围岩中形成一个均匀压缩的连续承区，从而大大提高组合拱的承载能力。
②锚杆的种类
◆机械式锚杆
◆黏结式锚杆（端部黏结式、全长黏结式）
◆自进式中空注浆锚杆
机械式是通过端头锚固在围岩中，杆的另外一端与岩面接触，拧紧螺母使垫板压紧在岩面上，对围岩产生预加压应力，锚杆即进入工作状态；
我国隧道使用最多的是全长黏结式砂浆钢筋锚杆，且采用先灌后锚式。
自进式中空注浆锚杆集钻孔、注浆、锚固一体化，在隧道超前支护中能很好地改良围岩。
（3）锚喷支护的类型
锚喷结构既作为隧道临时支护，又作为永久结构的形式，由喷射混凝土和锚杆组成。
与模筑整体式衬砌相比，锚喷支护不是以一个刚度强大的结构物来抵抗围岩所给予它的压力荷载，而是作为柔性的衬砌，与围岩合成一体，共同作用，调动或发挥围岩的自稳能力。
根据承载力的不同，锚喷支护又可以进行如下几种组合：
a. 喷射混凝土支护
b. 喷射混凝土+锚杆支护
c. 喷射混凝土+锚杆+钢筋网
d. 喷射混凝土+锚杆+钢筋网+钢架支护
对于自稳时间很短的Ⅰ、Ⅱ类围岩隧道，或浅埋偏压隧道，当早期围岩压力增长快，需要提高初期支护的强度时，或隧道处于粉细砂，砂卵石、土夹石地层、大面积淋水地段以及为了抑制围岩过大的变形，需要增强支护抗力时，可采用钢架喷射混凝土作为初期支护。
锚喷支护的出现也为新奥法的诞生奠定了基础，后面我们会具体讲到新奥法的思想及施工过程。
4. 复合式衬砌
顾名思义，复合式衬砌不同于单层衬砌，它是把衬砌结构分成不止一层，而是两层、三层或更多的层，在不同的时间上先后施作的。但是目前实践的都是外衬和内衬两层，所以也有人叫它为“双层衬砌”。
复合式衬砌一般是由初期支护+防水层+二次衬砌组成
即先在开挖好的洞壁表面喷射一层早强的混凝土，凝固后形成薄层柔性的支护结构（我们就将这称为初期支护或外衬），过若干时间后，再做模筑衬砌（也就是二次衬砌或者内衬）。同时，为了防止地下水流入或者渗入隧道内，还可以在内外衬间设置防水层。
内衬作为安全储备，是在外衬和围岩组成的共同支护体系的变形基本稳定后施作。
图中外衬为喷锚支护，内衬为整体式混凝土衬砌，内、外衬之间是防水层。（三明治结构）
复合式衬砌的优点：
◆复合式衬砌的极限承载能力比同等厚度的单层模筑混凝土衬砌可提高20％～30％，如能调整好内衬的施作时间，还可以改善结构的受力条件。
◆二次衬砌完成后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感。
◆采用防水层，防水效果好。
缺点：
◆造价较高，施工较复杂
复合式衬砌是我们后面要介绍的新奥法中要求采用的衬砌类型，1980 年以后，我国隧道的设计、施工大都采用新奥法(NA TM)。但复合式衬砌也不是万能的。比如对于节理裂隙发育的岩层在采用爆破法开挖时，开挖面凸凹不平，这时采用复合衬砌很难做到围岩与
初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间的完好贴合，这样将恶化衬砌结构的受力条件，削弱了衬砌对围岩的支护作用。而且，虽然复合衬砌在承载机理设计上是合理的，最有利于体现新奥法的原理，但施作这么厚厚的一层混凝土作为安全储备的二次衬砌在经济上是不合理的。大跨硬岩隧道采用模筑衬砌或复合式衬砌，既不经济，也不合理。
2.2.1 洞身衬砌的材料
常见的衬砌材料：
混凝土、钢筋混凝土、喷射混凝土、锚杆与喷射支护、片石混凝土、石料、装配式材料
1. 混凝土
优点：整体性好，既可现场浇筑，又可以提前预制，且可以进行机械化施工，它的密实性较好，还具有一定的抗渗性。一般可以加入一些附加剂（如加速混凝土早期强度发展的早强剂、改善混凝土耐久性的引气剂、防水剂和阻锈剂等，以及时混凝土迅速凝结硬化的速凝剂等），这样能改善混凝土的性能
缺点：灌注后不能立即承受荷载，需要养生达到一定的强度后才能拆模，这样占用的模版和拱架较多。
一般多用于二次衬砌的一些隧道施工场合。
（2）钢筋混凝土
优缺点与混凝土类似，强度更大，但绑扎钢筋较困难。
钢筋混凝土多适用于明挖地段，用于暗挖地段时，往往采用型钢、废旧钢轨或者焊接钢筋骨架来灌注钢筋混凝土。
（3）喷射混凝土
喷射混凝土是指用混凝土喷射机，按照一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面，并迅速固结成一层支护结构。
一些常用的喷射混凝土包括素喷射混凝土、钢钎维喷射混凝土（主要是为了弥补脆性破坏缺陷）、钢筋网喷射混凝土。
优点：施工机械化高，不需要借助拱架和模版，且早期的强度高、密实性好，喷射的厚度容易调节，能较好的封闭围岩的裂缝；同时，灵活性强，常常与其他支护方式构成复合式的支护结构。
缺点：施工工艺要求较高。
适用场合，可作为II~V类围岩中的永久性和临时支护（围岩根据其自身的强度和稳定性可分为VI大类，在第三章中会具体讲），也可以与锚杆、钢纤维和钢拱架等构成复合式
的支护结构。
（4）锚杆与喷锚支护：
就是指设置锚杆再加上喷混凝土的的衬砌方式。优缺点与喷射混凝土的优缺点相同，广泛应用于初期支护。
（5）石料，也就是我们常说的石材
优点：材料来源广，可就地取材，能较早地承受荷载，节省水泥和模版。
缺点：砌缝多，容易漏水，不能机械化施工。
一般适用于洞门的挡墙、挡土墙和人行道盖板等。
（6）装配式材料：如盾构法施工的隧道衬砌或者棚式明洞的盖板。
（优缺点略讲，P44）
隧道洞门类型.
完整隧道工程答案50 浏览次数：1280次悬赏分：10 |解决时间：2010-1-2 22:34 |提问者：okhao12345 谢谢 最佳答案 1. 隧道概念及作用；主体建筑物，附属建筑物《隧道通常是指用作地下通道的工程建筑物。一般可分为两大类，一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道，一类是修建在土层中的，称为软土隧道。主体建筑物包括洞身衬砌和洞门，附属建筑物包括通风，照明，防排水，安全设备等。 2、道路隧道工程调查内容：地形调查、地质调查、气象调查、环境调查、施工条件调查以及与工程有关法令调查等。 3、道路隧道位置的定位，洞口位置的选择《定位：在决定隧道位置时，要考虑到路线的特性，与前后线形的衔接、地形地质条件对施工难易程度的影响、交通安全、行驶性能等，洞口附近应特别加以注意。洞口位置的选择：1洞口部分在地质上通常是不稳定的。应避免不稳定地区，设在山体稳定、地质条件好、排水有利的地方。2通口不应设在沟谷低洼处和汇水沟处。3隧道穿过悬崖陡壁时，要注意岩壁的稳定性。4洞口地形平缓时，一般也应早进洞玩出洞。5为使洞口段衬砌结构受力条件较好，应使隧道中线与地形等高线正交，正交洞口的边、仰坡开挖较小而且均衡。6长大隧道在洞门附近考虑施工场地、弃渣场以及便道的位置，对组织施工时的难易和进度有很大影响7洞口部分埋深较小，应考虑附近的地上构筑物、低下埋设物对隧道的影响和对策。8预先考虑运营后，通风设备排出的废气和噪声对周围环境的影响程度和解决办法。9研究雪崩、阵风、风吹雪等对安全行驶的影响，考虑设置防雪工程、防风工程和放路面冻害工程的必要性。10在城市隧道的进出路上，平交路口对隧道交通有无影响，如何解决等。 4、隧道工程概算应包括的费用：土建费、机电费、储备费、管理费。 5. 隧道线性确定的原则：1平面线形要求：原则上采用直线，避免曲线2纵面线形要求：以不妨碍排水的缓坡为宜，在变坡点上应放入足够的竖曲线3引线要求：引线的平面及纵断线形应当保证有足够的视距和行驶安全，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致4隧道净空断面要求：应给附属设备留有足够的空间，在长隧道里要设置加宽带，净高由汽车载货限制高度和富裕量决定。自然通风的隧道，断面应适当大些。 6 .隧道洞身衬砌的类型及适用条件：1直墙式衬砌：通常适用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一般适用于IV 、V类围岩，有时也可用于III 类围岩；2曲墙式衬砌：通常在III 类以下围岩中，水平压力
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管片按材料分类可分为钢筋混凝土管片，钢管片，球墨铸铁管片和复合管片。最常用的为钢筋混凝土管片。 盾构隧道衬砌的主体是管片拼装组成的管环，管环通常由 A （标准块）、B （邻接块） 和K （封顶快）组成，管环分块数为n=x+2+1 。 3. 锚喷式衬砌 （1）喷射混凝土喷射混凝土是指用喷射机将掺有速凝剂的混凝土拌和料和水汇合成为浆状，以一定压力高速喷射到坑道的岩壁上凝结而成的混凝土。 ① 喷射混凝土的特点 充填裂隙加固围岩 封闭围岩壁面防止风化喷射混凝土与围岩组成共同承载体系 ② 喷射混凝土的优、缺点 优点： 柔性支护 支护及时 不用模板、拱架 施工工艺简单 缺点： 回弹量大、止水性弱 （2）锚杆是利用金属或其他高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。 ① 锚杆的支护效应 悬吊效应 组合梁效应 加固拱效应 1. 悬吊效应：在层状岩层中，锚杆将下部不稳定岩层悬掉在上部稳固岩层上。锚杆所受拉力来自被悬掉岩层。 2. 组合梁效应：在没有稳固岩层的薄岩层中，安心装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦力增大， 从而将数个薄岩层通过锚杆锁 这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，紧成一个较厚的岩层。这种 厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。
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（5.2） 式中： S —围岩的级别，取S=4； γ—围岩容重，根据基本参数γ=23 KN/m3；ω—宽度影响系数，由式ω=1+i(B-5)=1.76计算； B —隧道宽度，B=2?（5.7+0.5+0.5）=12.4m； i —以B=5.0m的垂直均布压力增减率。因B=12.6m>5m,所以i=0.1。所以围岩竖向荷载： q =0.45?24-1?20?1.74=125.28KN /m 2 2、围岩水平均布压力 5 e =0. 2q （5.3） 式中：Ⅳ类围岩压力的均布水平力e =(0.15~0.3)q ，这里取值0.25 代入数据得： 2 5125. =28K 3N 1. 3m 2 0. 2? / 5.2.3衬砌几何要素 计算图示如下 q 12 3 4 5 6 7 R 7 8 R 图5.1 衬砌结构计算图示 1、衬砌几何尺寸 内轮廓线半径:r 1=5. 70m , r 2=8. 20m ；拱轴线半径：r 1' =5.95m ，r 2' =8.45m ；
隧道工程设计书word版
1、工程概况： 安徽省铜汤高速公路要穿越黄山的焦家山，在该山建一隧道。隧道址区属构造剥蚀低山区，海拔105.2m —231.1m ，相对高差125.9m 。山脊走向35度左右，隧道轴线与山脊走向基本垂直。 2、地形地质等条件 工作区属亚热带湿润季风气候区，梅雨区40天左右，年平均气温为15.2—17.3度，最高日平均气温为42度，最低日平均气温为－20度。七、八月气温最高，一月气温最低。区内雨量充沛，多年平均年降雨量为1673.5mm ，最大为2525.7mm ，最小为627.9mm ，多锋面雨及地形雨，山区冬季风速较大，一般为4～5级。 地层岩性主要为志留系畈村组粉砂岩（fn S 2）和第四系全新统崩坡积成因碎石土（1 4 d e Q +）。 3、设计标准 设计等级：高速公路双向四车道； 地震设防烈度：7级 4、计算断面资料： 桩号：K151+900.00； 地面高程：205.76m ； 设计高程：138.673m ； 围岩类别：Ⅲ类； 复合式衬砌类型：Ⅲ类； 工程地质条件及评价：该段隧道通过微风化粉砂岩地段，节理裂隙不发育，埋置较深，围岩稳定性较好。 5、设计计算内容 （1）确定隧道开挖方式及隧道断面布置图； （2）围岩压力计算； （3）隧道支护设计图； （4）隧道衬砌设计图。 6、设计依据 （1）《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）； （2）《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）； （3）《隧道工程》王毅才 主编 人民交通出版社； （4）《地下结构静力计算》 天津大学建筑工程系地下建筑工程教研室 编 中国建筑工业出版社。 二、隧道断面布置 本公路设计等级为高速公路双向四车道，由《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）4.3.2有：高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。对于Ⅲ类围岩，分离式独立双洞间的最小净距为2.0B ，B 为隧道开挖断面的宽度。 本隧道入口处桩号为：K151+818,出口处桩号为：K151+986，全长168米，为短隧道，不需设紧急停车带。 因围岩条件较好，选隧道断面形式为直墙式。 公路隧道建筑限界： 本高速公路位于皖南山区，取设计时速为h km V k /100=，则建筑限界高度H ＝
超大直径盾构隧道工程技术发展
超大直径盾构隧道工程技术的发展 傅德明周文波 上海市土木工程学会 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ14.89m 盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道；又在长江底下采用2台φ15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国内外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 关键词：盾构隧道超大直径工程技术 1．超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的方向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约 2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘进，隧道管片分为11块，厚度65cm，结构计算采用弹性地基梁模型，接头弹簧系数经管片接头实验取得。 图1a 东京湾道路隧道工程平、剖面图 1997年6月，日本东京营团地铁7号线麻布站工程[2]，采用1台Φ14.18m母子式泥水盾构掘进机，掘进一条长364m的3线地铁隧道后进入通风井，然后从大盾构中推出Φ9.70m的盾构掘进777m的双线隧道。这是世界是第一台大直径的母子式盾构，体现了盾构技术的新发展。
公路隧道仰拱及洞身衬砌施工毕业设计论文
北京交通大学 毕业论文 公路隧道仰拱及洞身衬砌施工 指导教师 学生姓名 专业名称 班级学号 2015年5月
毕业论文承诺书与版权使用授权书 本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。 论文作者签名：_________________ ______年_______月______日 指导教师签名：_________________ _______年_______月______日
目录 一、工程简介 二、公路隧道仰拱及洞身衬砌施工 1、施工组织管理及人员配置 2、施工机械设备 3、施工场地布置 4、施工工艺流程 4.1、隧道仰拱施工 4.2、隧道二次衬砌 5、工程质量管理体系及保证措施 6、安全生产管理体系及保证措施 7、环境保护、水土保持保证体系及保证措施 8、文明施工、文物保护措施 实习总结 参考文献 附录1 附录2
一、工程简介 1、工程概况 本工程位于浙江省温州市乐清市淡溪镇，双角尖隧道为分离式隧道，左洞进口桩号为ZK119+370，位于R=3670m的曲线上，出口桩号为ZK121+810，位于R=1400m 的曲线上，隧道纵坡进口为-0.9%（2390.506米），出口为-2.95%（49.494米），隧道全长2440米（进口明洞17米，出口明洞17米，S-Va196米，S-Vc20米, S-IVa55米, S-IVb650米, S-IVc315米,S-IIIa1170米）。右洞进口桩号为K119+430，位于R=3650m的曲线上，出口桩号为K121+805，位于R=1650m的曲线上，隧道纵坡进口为-0.9%（2320米），出口为-2.95%（55米），隧道全长2375米（进口明洞13米，出口明洞15米，S-Va95米，S-Vc82米, S-IVb605米, S-IVc300米,S-IIIa1265米）。 地质特点：隧道进口段为强风化泥岩，薄-中厚层状，节理裂隙极发育。出口段为强-中化灰岩，中厚层状，节理裂隙极发育，洞身发育中~微风化泥岩、灰岩，局部夹页岩，围岩级别为Ⅴ、IV、III级，灰岩段溶蚀现象发育。地下水位位于洞室以上，施工时洞室内会产生滴水及小股流水，遇裂隙密集段会产生涌水或突水、突泥。双角尖隧道进口段地质主要以强风化泥岩、薄-中厚层状，节理裂隙极发育。出口段为强-中风化灰岩，中厚层状，节理裂隙极发育。 2、自然特征 地形地貌 双角尖隧道穿越丘陵地貌，山体较矮，最大海拔高程493米。 地质条件 双角尖隧道（ZK119+370～ZK121+810、K119+430～K121+805），基岩地层主要由二叠系灰岩与志留系泥岩、泥灰岩构成，基岩地层为向斜构造，双角尖隧道横穿双角尖山向斜的东、西两翼，双角尖隧道出口处的隧道仰坡存在顺层滑动问题，双角尖隧道亦存在可溶岩与非可溶岩接触面，界面的可溶岩部位岩溶和地下径流十分发育，另外双角尖隧道存在含煤地层，可能有瓦斯气体。
隧道设计衬砌计算实例讲解(结构力学方法)
隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法) 1.1工程概况 川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。 二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。 1.2工程地质条件 1.2.1 地形地貌 二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。隧道中部地势较高。隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。 1.2.2 水文气象 二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。全年分早季和雨季。夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
二、隧道洞门及衬砌设计
《地下工程》课程设计报告二设计题目：隧道洞门及衬砌设计 院系：河海学院 专业：地质工程 年级：2011 级班 姓名： 指导教师：翁其能 重庆交通大学河海学院 2014年6月25 日
说明： 本次《地下工程》课程设计任务书，依据重庆交通大学的课程设计有关要求、地质工程专业的课程设计指导办法编制，主要用于河海学院学院地质工程专业《地下工程》课程设计的任务安排，是地质工程专业学生完成课程设计的依据文件之一。进行《地下工程》课程设计的学生应认真阅读、理解本设计任务书，完成本任务书所要求的课程设计任务。 本次《地下工程》课程设计任务书按照有关要求包括以下二个部分。 第一部分：课程设计的目的、内容、任务与工作准备 第二部分：课程设计成果及要求 第一部分课程设计的目的、内容、任务与工作准备一、课程设计的题目及意义 本次课程设计为《地下工程》课程设计。 课程设计的题目为：隧道洞门及衬砌设计。 课程设计的意义：结合学生课堂学习内容，根据地下工程的实际要求，加深对所学知识的认识，提高应用所学知识解决实际问题的能力。 二、课程设计的目的 本次课程设计要通过资料收集、方案选择、结构受力分析、结构设计等过程，达到加深对《地下工程》所学知识认识的目的，并对《地下工程》所学的知识进行总结和应用，学会理论联系实际，解决实际问题的能力。并通过课程设计环节，锻炼实际工作能力。 三、课程设计的内容 本次课程设计包括两个方面内容——隧道洞身的设计和隧道洞门的设计。课程设计内容应具备：隧道横断面设计，隧道衬砌的设计，隧道洞室防排水设计，隧道开挖及防排水方案，洞门的相关设计，相关图纸。 四、课程设计的任务 1.通过资料收集、整理，确定所选项目的设计依据、工程概况等。 2.洞身包括衬砌的计算。
隧道衬砌施工方案
五、隧道初期支护及辅助施工方法 1、喷射砼施工 （1）施工工序： 初喷砼→锚杆施工→挂钢筋网→架立钢架→辅助施工措施→复喷砼。 （2）施工工艺：喷砼采用湿喷工艺施工，施工工艺见下图：
工艺流程 喷射砼采用湿喷机，利用多功能作业台架人工喷射,软弱围岩分初喷和复喷两阶段完成，完整围岩地段一次性或分多层喷够设计厚度，后一层喷射在前一层砼终凝后进行，以降低砼回弹率。喷射砼由洞外拌合站集中拌料，由砼运输车运到工作面，喷射砼前，用高压风清理岩面粉尘和杂物，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，分段长度不宜超过6m。 （3）施工技术措施及注意事项 a.原材料计量准确无误，杂质含量不超标，砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%，速凝剂、减水剂等外加剂的计量≯0.5%。 b.设置控制喷砼厚度的标志。喷砼过程中及时检测砼坍落度和和易性确保砼性能不产生在的波动。 c. 岩面有较大的凹洼时，在初喷时找平。 d. 喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.8～1.2m为最佳距离。掌握好风压，减少回弹，喷射压力0.1～0.15MPa。 e. 喷砼前用高压水或高压风进行受喷面清洗，处理表面浮尘浮碴。同时处理危石，检查开挖断面净空尺寸是否欠挖，超出规范要求地段及时提前处理。
f. 施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，处理故障时断电、停风，发现堵管时立即停风关机。 j.回弹率应控制在：拱部不超过40%，边墙不超过30%。`挂钢筋网后，回弹率限制可放宽5%。喷射时应尽量减少回弹，回弹物不得重新作为喷射砼材料。 h.喷射砼终凝2h后，视洞内湿度情况进行喷水养护，养护时间一般不少于7天。 i. 严格按规范要求进行喷砼取样试验工作。 2、锚杆施工方法 （1）利用多功能作业台架人工施工锚杆，锚杆于洞外预加工场地按设计要求先期加工，专车运至洞内作业面。 药包锚杆施工顺序：测量放线→钻孔→清孔→药包安装→锚杆安装。 注浆锚杆施工顺序：测量放线→钻孔→清孔→锚杆安装→孔口处理→浆液制备→注浆。 （2）施工技术措施 ○1施工前检查断面尺寸是否符合设计要求。 ○2所用钢筋经试验合格后进场加工成锚杆，锚杆杆体除锈除油。 ○3锚杆布置形式严格按设计要求施作，按要求定出锚杆位置，锚杆间距允许误差±15mm，深度允许误差±50mm。钻孔圆而直，钻孔方向尽量与围岩主要结构面垂直，孔径符合设计要求。 ○4药包锚杆杆体做到位于眼孔中央，四周均有锚杆药。 ○5注浆锚杆施工中注浆开始或中途暂停超过30分钟时，用水润滑灌浆罐及其管路。注浆孔口压力不得大于0.4MPa，注浆管插至距孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔的深度不小于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，将杆体拔出重新注浆。 ○6锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物，做好防机械碰撞措施。 ○7锚杆施工每300根至少选择3根作为1组进行抗拔力试验。 3、钢筋网施工方法 钢筋网预先在洞外加工成2×1.5m的大片，专车运至洞内作业面后进行钢筋网的铺设。钢筋网随高就低紧贴初喷面，并与锚杆尾部点焊或绑扎牢固。 2）施工技术措施 a.锚杆安设后及时进行挂网作业，人工铺网片时注意网片搭接宽度，不小于10cm。 b.钢筋网采用φ8或φ6的钢筋，网格为20×20cm。
天恒山隧道毕业设计
天恒山隧道毕业设计 摘要 随着科技的不断进步，现代隧道无论是从结构计算，还是从施工方法都较以前有了较大的飞跃。本设计课题为公路隧道，注重的是结构计算，重点研究新奥法施工。 公路隧道近些年在高等级公路中应用广泛。因为其在山岭地区可用做克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。在城市可减少用地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通，保护环境，提高社会综合效益。在江河、海峡、港湾地区，可不影响水路通航。 新奥法施工隧道的主要特点是：通过多种量测手段，对开挖后隧道围岩进行动态监测，并以此知道隧道支护结构的设计与施工。其核心目的是为了“保护围岩，调动和发挥围岩的自承能力”。 关键词隧道；新奥法；围岩压力 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论 1 1.1 概述 1 隧道及其分类1
隧道的作用及其优点 1 隧道工程及其发展 1 新奥法施工 2 1.2 目的和意义 2 第2章设计要求 4 2.1 技术要求 4 主要技术标准4 材料 5 设计规范 5 2.2 设计基本资料 5 第3章初步设计 6 3.1 围岩分类 6 3.2 隧道平面布置 6 隧道平面布置方案比选 6 隧道平面线形7 隧道纵坡 7 3.3 隧道净空断面 7 第4章结构内力计算9 4.1 荷载确定9 计算垂直均布压力：9 划分浅埋和深埋隧道的分界：9 4.2 衬砌几何要素 11
衬砌几何尺寸11 半拱轴线长度及分段轴长 12 各分块接缝（截面）中心几何要素12 4.3 计算位移13 单位位移 13 主动荷载引起的位移15 单位弹性抗力及相应的摩擦力引起的位移 24 墙底（弹性地基上的刚性梁）位移33 4.4 解力法方程33 4.5 主动荷载及被动荷载（）产生的衬砌内力36 4.6 最大抗力值的求解38 4.7 计算衬砌总内力40 4.8 衬砌截面强度验、检算44 第5章衬砌结构及附属设施45 5.1 衬砌结构方案 45 明洞45 暗洞衬砌结构45 衬砌支护参数46 二次衬砌 48 5.2 洞门48 5.3 隧道防排水49 防水工程 49
隧道衬砌计算
隧道衬砌结构检算 5.1结构检算一般规定 为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。5.2 隧道结构计算方法 本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的内力，并进行结构截面设计。 5.3 隧道结构计算模型 本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ANSYS10.0。 取单位长度（1m）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假定： ①衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3），梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。 ②围岩的约束采用弹簧单元（COMBIN14），弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上，该单元不能承受弯矩，只有在受压时承受轴力，受拉时失效。计算时通过多次迭代，逐步杀死受拉的COMBIN14单元，只保留受压的COMBIN14单元。
图5-1 受拉弹簧单元的迭代处理过程 ③衬砌结构上的荷载通过等效换算，以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁单元节点上。 ④衬砌结构自重通过施加加速度来实现，不再单独施加节点力。 ⑤衬砌结构材料采用理想线弹性材料。 ⑥衬砌结构单元划分长度小于0.5m。 隧道结构计算模型及荷载施加后如图5-2所示。
5.4 结构检算及配筋 本隧道主要验算明洞段、Ⅴ级围岩段和Ⅳ级围岩段衬砌结构。根据隧道规范深、浅埋判定方法可知，Ⅴ级围岩段分为超浅埋段、浅埋段和深埋段。Ⅳ级围岩段为深埋段。根据所给的材料基本参数和修改后的程序，得出各工况下的结构变形图、轴力图、建立图和弯矩图。从得出的结果可知，Ⅴ级围岩深埋段，所受内力均较大，故对此工况进行结构检算。 5.4.1 材料基本参数 (1)Ⅴ级围岩 围岩重度318.5/kN m γ=，弹性抗力系数300/k M P a m =，计算摩擦角 045?= ，泊松比u=0.4。 (2) C25钢筋混凝土 容重325/kN m γ=，截面尺寸 1.00.6b h m m ?=?，弹性模量29.5P a E G =。轴心抗压强度：12.5cd a f M P =；弯曲抗压强度：13.5cm d a f M P =；轴心抗拉强度: 1.33cd a f M P =;泊松比 u=0.2； (3) HPB235钢筋物理力学参数 密度：37800/s kg m ρ=； 抗拉抗压强度：188std scd a f f M P ==； 弹性模量： 210s a E GP =； 5.4.2 结构内力图和变形图（Ⅴ级围岩深埋段） 5.4.3 结构安全系数 从上面的轴力图和弯矩图可知，需要对截面8、11、21、47、73进行检算， 而根据对称性可知只需要对截面8、11、47进行检算。 （1）配筋前检算 混凝土和砌体矩形截面轴心及偏心受压构件的抗压强度应按下式计算： a K N R bh ?α≤ （式5-1）
隧道工程 习题集
任务一了解隧道常识 解释名词：隧道——，围岩——，支护—— 隧道工程理论——，隧道工程设计——，隧道工程施工——； 隧道施工方法——，隧道施工技术——，隧道施工管理——。 1、隧道结构是有哪几部分组成的？ 2、隧道的种类、规模和工程特点？ 3、现代隧道施工技术的几个基本概念 4、隧道及地下工程的两大理论体系其核心内容是如何表述的？有何区别？ 5、现代隧道施工技术的发展方向表现在哪些方面？ 任务二认识隧道构造 单层衬砌——，复合衬砌——，拼装衬砌——；初期支护——，后期支护（内层衬砌）——；锚喷支护——，超前支护——，地层改良——；锚杆——，喷射混凝土——，钢拱架——。 6、隧道支护结构有哪几种类型？其力学意义有何区别？ 7、隧道洞门有哪几种结构类型？ 8、隧道附属设施有哪几种？隧道附属设施的标高设计要求 任务三认识围岩稳定性 9、成洞的三种情形及影响围岩稳定的因素？自然成拱作用？ 10、地质体——，岩体——，围岩——； 结构体——，结构面——，填充物——；结构特征——。
11、岩体力学性质的影响因素有哪些？有哪几项结论？ 12、岩体的力学性质是从哪几个方面反映的？ 13、何谓岩体的流变特性？何谓岩体的强度特性？ 14、岩体的结构分为哪几类？其破坏特征如何？ 15、岩体原始应力的一般特性有哪些？ 16、岩体垂直应力一般特性有哪些？岩体水平应力一般特性有哪些？ 17、应力场——，应力重分布——， 围岩的应力历程——，围岩的二次应力场和位移场——。 18、围岩的破坏失稳形态有哪几种？ 19、对围岩稳定性的定性解释有哪几个方面？ 20、围岩的稳定性分级的目的和原则？ 21、铁路（公路）隧道设计规范将隧道围岩稳定性分为几级（类）？ 22、国家标准GBJ86-85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》将隧道围岩稳定性分为几级（类）？任务四理解隧道设计 23、隧道在线路上的作用表现在哪几个方面？ 24、隧道总体平面、纵断面、横断面设计原则有哪些？ 25、机车车辆限界——，直线建筑接近限界——，隧道建筑限界——，净空——。 26、隧道净空确定依据？ 27、曲线隧道为什么要进行净空加宽？ 28、铁路曲线隧道的净空加宽办法？ 29、隧道衬砌断面的拟定方法？
隧道毕业设计之明洞计算示例
第4章 明洞设计 4.1明洞长度确定 进口端围岩等级为Ⅳ级，坡度比较平缓，因此有很长的超浅埋段。为了施工上的方便，考虑把超浅埋段设为明洞。 坍落拱高度按下式计算 ()[]()[] 6.36m 5-12.60.1120.4551245.0h 1-41=?+??=-+??=-B i s m h q 336.6h == 当埋深q h H ≤时,即为超浅埋隧道。洞口段Xm 处埋深为q h ；斜坡坡度为010～025，路面纵坡为1.2%。 则有 336.6%220tan x 0=-x 得m x 0.18=在考虑岩石岩性考虑取明洞长度为50m 。 4.2明洞设置 由于明洞围岩级别很差，垂直压力和侧向压力较大，故采用拱式明洞，并假设仰拱，明洞内轮廓线与暗洞内轮廓线一致。衬砌厚度为60m 。衬砌材料采用钢筋混凝土结构，C25级混凝土，直径25mmHRB335级钢筋。明洞边墙用5#浆砌石片回填，拱部用挖土回填，最低回填土不小于1.5m ，填土坡度设为07，以利于排水。明洞配筋图如下： 4.3衬砌内力计算 4.3.1基本资料 回填土γ=18kN/m3，重度3'/22r m KN =，计算内摩擦角0250=?，混凝土弹性模量a c kP E 71095.2?=，63310531.0,018.06.0112 1 121?==??==c E bh I 。 4.3.2荷载确定 ()[]()[]56.121.01245.051245.0h 141P -?+??=-+??=--B i s =6.336 p h H ≤时属于浅埋。 m h 639.75.17tan 500=+= 2/502.137639.718m KN rh q =?==
隧道毕业设计开题报告
题目：吴家庄隧道结构设计与施工方案设计 一、隧道工程概论 交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。世界各国经济发展经验表明，快速的交通网是经济发展必不可少的条件。 改革开放以后，国民经济蓬勃发展，运输量大幅度增长，原有的铁路和公路通行能力不足的矛盾日益突出，迫切需要提高公路等级和技术标准，高速公路将成为中国公路建设的主流。过去公路在云、贵、川等山区，由于受到当时的经济实力和技术水平，通行时多采用盘山、绕行，如位于川藏线上“怒江72拐”，很少采用隧道方案。但高速公路对线型和坡度有特殊要求，盘山和绕行的方案已经不能适应快速、舒适、安全等要求了。 因此，公路越岭必然要求越来越多的采用隧道方案，这既能克服地形和高程障碍，改善线路，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；又可有效防止落石、塌方、雪崩和崩塌等自然条件，提高了行车的安全性、可靠性和舒适度，同时又能和当地环境相协调级保全自然景观。 隧道技术的发展表明：今后隧道技术的研究方向为非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全的方面。我国是发展中国家，经济和技术力量基础还不太强，在隧道技术开发研究时，应在引进同时，立足于国家技术力量，提高我国的隧道技术水平。 二、隧道工程特点及技术难题 隧道工程施工过程通常包括：在地层中挖出土石，形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期设计和砌筑最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形，保证隧道长期地安全使用。在进行隧道施工时，必须充分考虑隧道工程的特点，才能在保证隧道安全的条件下开速、优质、低价地建成隧道建筑物。隧道工程的特点，可简要归纳如下： （1）整个工程埋设于地下，因此工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着重要的、甚至是决定性的作用。 （2）公路隧道是一个形状扁平的建筑物，正常情况下只有进、出口两个工作面，施工速度比较慢，工期也比较长，往往使一些长大隧道成为控制新建公路通车的关键工程。 （3）地下施工环境较差，甚至在施工中还可能使之恶化，例如爆破产生有害气体等。
隧道衬砌计算
第五章隧道衬砌结构检算 5.1结构检算一般规定 为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。5.2 隧道结构计算方法 本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的内力，并进行结构截面设计。 5.3 隧道结构计算模型 本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ANSYS10.0。 取单位长度（1m）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假定： ①衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3），梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。 ②围岩的约束采用弹簧单元（COMBIN14），弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上，该单元不能承受弯矩，只有在受压时承受轴力，受拉时失效。计算时通过多次迭代，逐步杀死受拉的COMBIN14单元，只保留受压的COMBIN14单元。
图5-1 受拉弹簧单元的迭代处理过程 ③衬砌结构上的荷载通过等效换算，以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁单元节点上。 ④衬砌结构自重通过施加加速度来实现，不再单独施加节点力。 ⑤衬砌结构材料采用理想线弹性材料。 ⑥衬砌结构单元划分长度小于0.5m。 隧道结构计算模型及荷载施加后如图5-2所示。
5.4 结构检算及配筋 本隧道主要验算明洞段、Ⅴ级围岩段和Ⅳ级围岩段衬砌结构。根据隧道规范深、浅埋判定方法可知，Ⅴ级围岩段分为超浅埋段、浅埋段和深埋段。Ⅳ级围岩段为深埋段。根据所给的材料基本参数和修改后的程序，得出各工况下的结构变形图、轴力图、建立图和弯矩图。从得出的结果可知，Ⅴ级围岩深埋段，所受内力均较大，故对此工况进行结构检算。 5.4.1 材料基本参数 (1)Ⅴ级围岩 围岩重度318.5/kN m γ=，弹性抗力系数300/k MPa m =，计算摩擦角 045?=o ，泊松比u=0.4。 (2) C25钢筋混凝土 容重325/kN m γ=，截面尺寸 1.00.6b h m m ?=?，弹性模量29.5Pa E G =。轴心抗压强度：12.5cd a f MP =；弯曲抗压强度：13.5cmd a f MP =；轴心抗拉强度: 1.33cd a f MP =;泊松比u=0.2； (3) HPB235钢筋物理力学参数 密度：37800/s kg m ρ=； 抗拉抗压强度：188std scd a f f MP ==； 弹性模量： 210s a E GP =； 5.4.2 结构内力图和变形图（Ⅴ级围岩深埋段） 5.4.3 结构安全系数 从上面的轴力图和弯矩图可知，需要对截面8、11、21、47、73进行检算， 而根据对称性可知只需要对截面8、11、47进行检算。 （1）配筋前检算 混凝土和砌体矩形截面轴心及偏心受压构件的抗压强度应按下式计算：