隧道工程2-1-2 洞身主体结构-复合式衬砌
隧道基本构造(第八组)
防水层 压浆
一类为粘贴式防水层，另一类为喷涂式防水层
-
向衬砌背后压注水泥砂浆，用以充填衬砌与围岩之间的空隙，以堵住 地下水的通路，并使衬砌与围岩形成整体，改善衬砌受力条件
隧道衬砌结构防排水设计
隧道的防水措施，复合衬砌有内外三层防线： • ①即在隧道爆破开挖后，以喷锚支护为初期支护； • ②经监控量测确认初期支护基本稳定后，则在喷射混凝土 基面上铺设的防水层； • ③立模灌注的二次衬砌混凝土。 复合式衬砌防水层及二次衬砌混凝土两道防线，二者相 辅相成，缺一不可。防水层是不透水、表面光滑的塑料片 材，因而它不仅起到防水作用，而且在初期支护喷射混凝 土与二次衬砌间起到隔离、润滑作用。这对于二次衬砌混 凝土在硬化过程中，其内部发生的温度应力、收缩应力， 在初期支护的粗糙表面上就容易发生变形、拉裂。由于在 初期支护表面铺设了隔离润滑层，二次衬砌混凝土表面附 加应力就很小，就不易产生裂缝，其防水作用就有保证， 所以复合式衬砌防水效果就好。
---附属建筑物
- 避车洞的建筑要求
•
•
避车洞不宜设在衬砌的伸缩缝或沉降缝的断面上。也不宜设在衬砌 断面变化的衔接处。
避车洞的底面应与道床、人行道或侧水沟的盖板面等高齐平，以使 行人员、小车等躲避火车，杜绝不安全事故发生。
•
当避车洞位于曲线上时，因受曲线外轨超高的影响，碎石道床隧道 内，在各种不同的超高值E时，线路内侧和外侧轨枕端头道床面（即 避车洞底面）低于内轨顶面的高度分别为h1及h2，如下图所示，其值 为：
面坡度较陡时可不设天沟。仰坡上可种植草皮、喷抹灰浆或加以铺砌。
•对洞顶天然沟槽加以整治，使山洪宣泄畅通。
•对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填，对裂缝进行堵塞。处理隧道地
隧道养护规范2015版
路面
15
交通标志、标线
5
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
五）、我国公路隧道建设、运营管理现状 1、建设阶段 大规模新建时期； 新建和维修改造并重时期； 对隧道的现代化改造和维修加固为重点的时期。
2、当前面临主要问题 部分隧道在竣工和运营之初出现病害：我国公路隧道在勘测、设计和 施工等方面有待完善。 隧道诊断和维修加固困难：岩土介质中，属于半隐蔽工程 通过对病害的全面调查，研究隧道病害产生的原因和规律，有利于科 学评估病害规律，以期延长隧道使用寿命。
土建结构技术状况评定分为1类、2类、3类、4类、5类。
土建结构技术状况分类界限
隧道技术状况等级
技术状况评分 1类
JGCI ≥85
2类
≥70,85
3类
≥55,70
4类
≥40,55
5类
＜40
42
四）、土建结构技术状况评定 4、技术状况评定方法
五）、隧道技术状况评定 1、技术状况评定 • 隧道技术状况评定包括：隧道土建结构、机电设施、其他工程设施和全 隧评定，采用先分部再综合的办法对隧道进行技术状况评定。
三）、土建结构的养护工作内容 3）清洁
三）、土建结构的养护工作内容 4）结构检查 结构检查 经常检查 日常检查 定期检查 A类 S类 判断 应急检查 特别检查 B类 专项检查
A类 判断
定期检查
隧道结构构造详解
6.锚杆和钢架
锚杆是一种插入到围岩岩体内旳杆形构件，可加固围岩。
可分为机械型锚杆、粘结型锚杆以及预应力锚杆。
锚杆旳杆体直径宜为20～32mm,杆体材料宜采用 HRB335,HRB400钢；垫板材料宜采用HPB235钢。锚杆 用旳多种水泥砂浆强度不应低于M20。钢筋网材料可采 用HPB235钢，直径宜为6—12mm。 钢架是为了加强支护刚度而在早期支护或二次衬砌中 放置旳型钢支撑或格栅钢支撑。
(4)设置沉降缝、伸缩缝旳目旳是为了把不同承载能力构造、承受不 同围岩压力旳构造完全断开，产生旳沉降变形和受力变形各自独立。 隧道构造设变形缝，并在缝内设置一定厚度旳隔离层，采用沥青木 板或沥青麻丝是数年旳做法，也可采用具有一定耐久性旳柔性材料。 沉降缝、伸缩缝缝宽应不小于20mm，缝内可夹浸沥青木板或沥青 麻丝。伸缩缝、沉降缝应垂直于隧道轴线设置。
支护旳方式 ②内部支护
③混合支护
（一）衬砌概念
广义旳衬砌 一次支护 （早期支护）
人工修筑旳支护构造
二次支护 （二次衬砌） （永久支护）
为了确保施工旳安全、 加固岩体和阻止围岩旳 变形、坍塌而设置旳临 时支护措施，常用支护 形式有木支撑、型钢支 撑、格栅支撑、锚喷支 护等
为了确保隧道使用旳净 空和构造旳安全而设置 旳永久性衬砌构造。
第四章 隧道构造构造
第四章 隧道构造构造
主体建筑物 为了保持隧道旳稳定和行车安全而修建旳人工永久建筑物
隧 道
洞身构造
结
洞门、明洞
构 附属建筑物 主体构造物以外确保隧道正常使用所需旳多种辅助设施
涉及：运营管理、维涵养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建旳构造物。
第一节 洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
隧道工程课后习题参考答案
隧道工程课后习题参考答案一、名词解释：1、隧道：修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。
2、复合式衬砌：把衬砌结构分成不止一层，在不同的时间上先后施作的衬砌。
3、洞门：在隧道洞口用圬工结构砌筑并加以一定建筑物装饰的支挡结构物。
4、明洞：用明挖法修建的隧道。
5、避车洞：列车通过隧道时，为保证洞内人员及维修设备安全，在隧道两侧边墙上交错均匀地修建了洞室，用于躲避列车，故称之为避车洞。
6、纵向式通风：在通风机的作用下使风流沿着隧道全长方向流动的通风方式。
7、围岩:是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。
8、围岩分级：根据岩体的若干指标，按照稳定性将围岩分成不同的级别。
9、洞口段：指洞口浅埋段，即开挖可能给洞口地表造成不良影响的范围。
10、岩爆：岩体中聚集的高弹性应变能因隧道开挖而发生的一种应力突发现象。
二、简答题：1.隧道按使用功能分类时有哪些？答：交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军工与人防工程2.交通山岭隧道的主要功能及特点。
答：功能：1.克服高程障碍，2.裁弯取直(缩短线路)，3.避开不良地质地段，4、避开其他重要建筑物等；特点：优点1.缩短线路长度，减少能耗， 2.节约地皮，3.有利于环境保护 ,4.应用范围广泛；缺点1.造价较高， 2.施工期限，3.施工作业环境和条件较差。
3.隧道工程勘察的基本内容是什么？地质调查后应提供的主要资料有哪些？答：基本内容：（1）隧道工程调查，（2）隧道路线确定，（3）洞口位置选择。
资料选择：隧道所在地区自然条件调查、隧道工程对周围环境影响的调查、工程地质及水文地质的勘察、地形测量、导线测量。
4.越岭隧道位置选择时要考虑的主要因素是什么？答：路线总方向上的垭口2.地质条件3.隧道长度4.两侧展线难易程度5.工程量大小6.路、桥、隧总体线形。
5.选择洞口位置时应遵循的原则是什么？期工程意义是什么？答：原则：早进洞、晚出洞意义：确保施工、运营的安全。
1B414000一建《公路管理与实务》隧道工程58道(带答案解析)
一建公路管理与实务第 1题：单选题(本题1分)洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外围的高度不应小于()m。
A、0、5B、1、0C、1、5D、2、0【正确答案】：B【答案解析】：2017版教材P227页2.洞门构造：(1)洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于1.5m，以防仰坡土石掉落到路面上，危及安全。
洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外围的高度不应小于1.0m，以免落石破坏拱圈。
洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5m以上，以防水流溢出墙顶，也可防止掉落土石弹出。
第 2题：单选题(本题1分)洞口仰坡脚到洞门墙背的水平距离不应小于()m。
A、1、0B、1、5C、2、0D、2、5【正确答案】：B【答案解析】：2017版教材P227页洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于1.5m。
第 3题：单选题(本题1分)隧道围岩为坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构，其围岩基本质量指标为550—451MPa，该围岩属于()级。
A、ⅠB、ⅡC、ⅢD、Ⅵ【正确答案】：B【答案解析】：2017版教材P226页表1B414011Ⅱ：坚硬岩（Rb＞30MPa)，岩体较完整，块状或厚层状结构较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构。
围岩基本质量指标BQ：550-451第 4题：单选题(本题1分)隧道围岩为坚硬岩,岩体较破碎,其围岩基本质量指标为450~351,该围岩属于()级。
A、ⅠB、ⅡC、ⅢD、Ⅵ【正确答案】：C【答案解析】：2017版教材P226页坚硬岩，岩体较破碎，巨块碎状镶嵌结构较坚硬岩或较软硬质岩，岩体较完整，块状体或中厚层状结构。
BQ450-351.属于III级岩。
第 5题：单选题(本题1分)某公路山岭隧道穿越的岩层主要是坚硬岩，岩体较完整，块状或厚层状结构，该围岩的初步分级应该是()级。
A、ⅡB、ⅢC、ⅣD、Ⅴ【正确答案】：A【答案解析】：2017版教材P226页表1B414011Ⅱ：坚硬岩（Rb＞30MPa)，岩体较完整，块状或厚层状结构较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构。
隧道工程图文讲解ppt课件
第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
.
隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、纵、横断面 的形状由道路隧道的几何设计确定
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
① 当初支产生形变及形变压力时，隔离层允许其有少量的变形， 可降低形变压力；
② 当初支支护力不够时，可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上，依靠二衬制止其继续变形，且不使初衬出现裂缝时，二衬 也出现裂缝。
.
③ 具有防水效果，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量：在确定开挖尺寸时，应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后，二次衬砌的必要厚度
.
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够，减少下沉：防止底鼓的隆起变形，调 整衬砌应力的作用；
② 封闭围岩，制止围岩过大的松弛变形，将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围，提高结构的整体承载力；
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层，即隔离层。
.
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车 中视觉感观，应根据需要考虑内装。 ※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 ① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌； ② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求衬砌 内轮廓很整齐、平整； ③ 有很高的防水要求的隧道； ④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差) ⑤ 围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者 ⑥ 地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
隧道衬砌结构
③注意在拱脚做平台以支撑拱圈，两侧岩壁喷浆敷面阻止风 化和少量地下水的渗透。
（2）大拱脚 产生于先拱后墙法施工，为了节省圬工，采用大拱脚薄边墙衬砌
最大的问题是大拱脚支座施工困 难，在非均质岩层中很难用钻爆 法做出整齐稳定的支座。
（三）公路隧道整体式衬砌设计基本要求
公路隧道一般跨度较大，内轮廓接近限界的高宽比较铁路 双线隧道为小，拱部一般较铁路隧道平坦，墙高稍低。为 减少拱肩及墙部的拉应力，提高围岩及结构的稳定性，衬 砌结构形式宜采用曲墙式衬砌。
(1)整体式衬砌截面可设计为等截面或变截面。整体式衬砌截面可设计 为直墙式或曲墙式，对设仰拱的地段，为减少围岩和衬砌的应力集中 避免急剧弯曲和棱角，仰拱与边墙宜采用小半径曲线连接、仰拱厚度 宜与边墙厚度相同。 (2) 明洞衬砌与洞内衬砌交界处或不设明洞的洞口段衬砌，在距洞口512m的位置应设沉降缝；在洞内，软岩地层明显分界处宜设沉降缝；在 连续V,Vl级围岩中每30-80m应设沉降缝一道。
洞身衬砌 第二节 明洞 第三节 隧道洞门
第四节
隧道附属建筑物
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌） 三、装配式衬砌 四、锚喷式衬砌 五、复合式衬砌 六、其它衬砌结构的类型 七、隧道衬砌的其它构造要求
第一节 洞身衬砌
一、隧道衬砌的概述
（一）衬砌概念 （二）衬砌材料 （三）衬砌类型
7.装配式材料
盾构法施工，其衬砌材料往往采用装配式材料，如钢筋 混凝土大型预制块，有加筋肋的铸铁预制块。 在修筑棚式明洞（简称棚洞）时，又可用预制板或梁，装 配板式棚洞或梁式棚洞。 用新奥法施工时，为了防水、防落石和美观要求，还 可以加设离壁式结构，常用的材料有波纹钢拱式大型 装配预制件，有时可以用玻璃钢代替钢材等。 为了提高洞内照明、防水、通风、美观、视线诱导或减少 噪音等原因，可在衬砌内表面粘贴各种各样的装修材料。
吉大14秋学期《隧道工程》在线作业二答案
吉大14秋学期《隧道工程》在线作业二
单选题多选题判断题
一、单选题（共5 道试题，共20 分。
）
1. 隧道工程的主体建筑物为()。
A. 洞内行车道路面
B. 洞身衬砌和洞门
C. 防排水构造物
D. 通风、照明设施
-----------------选择：B
2. 隧道施工是指修建()。
A. 隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称
B. 地下洞室及巷道
C. 躲避洞
D. 地下交通工程
-----------------选择：A
3. 当隧道长度大于3km时，为了加快施工进度，最有效的辅助坑道是()。
A. 横洞
B. 竖井
C. 平行导坑
D. 斜井
-----------------选择：C
4. 隧道施工中采用辅助坑道的最主要目的是()。
A. 提高通风效果
B. 便于组织出碴、运输
C. 增辟工作面，长隧短挖，缩短工期
D. 利于排水
-----------------选择：C
5. 一次喷射混凝土厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于()。
A. 5
B. 6
C. 8
D. 4～6
-----------------选择：D
吉大14秋学期《隧道工程》在线作业二
单选题多选题判断题。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—锚杆： • 锚杆将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬 吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支 护的目的。 • 锚杆设计包括锚杆类型的选择、锚杆的布置 （长度、根数、间隔等）以及锚固材料的选 择等。 • 目前常用的中空注浆锚杆和水泥砂浆锚杆。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—喷射混凝土： • 喷混凝土是惟一能够与围岩壁面大面积牢固 粘附的支护手段，也是适用于各种围岩的一 种有效支护手段，其作用主要来自喷混凝土 与壁面的粘着力所产生的抗剪阻力。 • 因此，喷混凝土与围岩的粘附是异常重要的， 这是发挥喷混凝土支护效果的基本保证，也 是喷混凝土最主要的力学作用。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • （2）格栅钢架 • 格栅是由普通建筑用钢筋经冷弯成形后焊接 而成，形状可根据使用要求和坑道轮廓而定。 • 格栅最基本的、常用的形式有圆形、半圆形、 马蹄形、门形等，根据坑道轮廓进行设计； 从格栅的断面形式看，有三边形、四边形等。
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2 复合式衬砌
2 复合式衬砌
• 初期支护—钢筋网： • 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在 岩面上挂设钢筋网，然后再喷射混凝土。目 前，我国在各类隧道工程中应用钢筋网喷射 混凝土支护的比较多，主要用于软弱破碎围 岩，而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合 支护。 •
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2 复合式衬砌
• 初期支护—钢筋网： • 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般 为受力筋，由设计确定，直径12mm左右； 纵向筋一般为构造筋，直径6~10mm；网 格尺寸有20cmx20cm, 20cmx25cm；
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2 复合式衬砌
• 二次衬砌： • （2）形状 • 应确保所定的净空断面、使弯矩尽可能地小、 而且能有效地传递轴力。 • （3）材质 • 二次衬砌如为素混凝土，标号C30；如为钢 筋混凝土，标号C35。
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2 复合式衬砌
• 二次衬砌： • （4）厚度 • 二次衬砌力学特性的研究方法目前还没有 完全确立，目前大部分设计以工程类比法为 主，辅以理论计算分析。 • 根据围岩级别确定：如时速160 km/h的双 线铁路隧道，采用II级围岩30cm，III级围 岩35cm，IV级围岩40cm，V级围岩45cm。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—喷射混凝土： • 从饰面的角度出发，喷混凝土厚度多采用 5cm；但作为发挥支护构件作用的厚度，不 宜小于8cm； • 喷混凝土的最大厚度，除特殊场合外不宜大 于25cm。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • 当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道 开挖后，需要及时提供足够强的支护约束围 岩变形。在初期支护内设置钢架将增大支护 结构早期的刚度，阻止围岩的过度变形并承 受部分的松弛荷载。钢架分为钢支撑和格栅 钢架两种。钢架一般与锚杆、喷混凝土等共 同使用。
2 复合式衬砌
• 复合式衬砌宏观构造包括： • 初期支护； • 二次衬砌； • 防水构造； • 水沟、电缆槽；
• 仰拱填充等。
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2 复合式衬砌
• 初期支护包括： • 锚杆； • 喷射混凝土； • 钢架； • 钢筋网。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—锚杆： • 锚杆是从内部补强围岩的手段。可以提高裂 隙围岩的抗剪强度，也可以改善围岩的物性 指标，更可以将一些不连续的岩块联系在一 起，它基本上不占用作业空间，施工性好。
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2 复合式衬砌
• 复合式衬砌是先在开挖好的洞壁表面喷射一 层早强的混凝土（可同时作锚杆或钢架）， 凝固后形成薄层柔性支护结构（初期支护）； 它既能容许围岩有一定的变形，又能限制围 岩产生有害变形，其厚度多在5~20cm之间。 一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施 作内衬（二次衬砌）。
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• 初期支护—钢架： • （2）格栅钢架 •
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2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • 总体来看：格栅钢架与钢支撑比较，一个最 突出的特点是：能很好地与混凝土一起与围 岩密贴，支护效果好。 • 格栅钢架能完全被混凝土紧密包裹成为一体， 形成类似钢筋混凝土结构。喷混凝土能充满 格栅及其与围岩的所有空隙，而钢支撑的背 面常常不能完全充填密实，从而使支护不能 很好地与围岩共同作用。 第17页 • 。
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谢 谢！
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• 25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。
•
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2 复合式衬砌
• 二次衬砌： • 一般情况下，二次衬砌是待初期支护-围岩 体系变形基本稳定后，施作的模筑混凝土， 是隧道拱部、边墙及仰拱的总称。
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2 复合式衬砌
• 二次衬砌： • （1）设置二次衬砌的目的 • 一般山岭隧道，由于围岩与支护的相互作用 开挖后稳定，二次衬砌的主要目的是： • 隧道内设施的保持功能； • 内装功能（确保美观）； • 维修管理功能（确保易于检查）； • 提高支护的安全系数。
《铁路隧道》
第2章 隧道结构的基本构造
• 第一节 洞身主体结构
• 第二节 明洞结构
• 第三节 洞门及洞口缓冲结构 • 第四节 高速铁路隧道底部结构
• 第五节 隧道内附属构筑物
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• 2 复合式衬砌
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2 复合式衬砌
• 复合式衬砌是指把衬砌分成两层或两层以上 修筑，可以是同一种形式、方法和材料施作 的，也可以是不同形式、方法、时间和材料 施作的。 • 一般情况下，复合式衬砌由初期支护、二次 衬砌和中间铺设防水层（隔离层）组成，也 称为“双层衬砌”；在我国铁路隧道中广泛 应用。
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2 复合式衬砌
• • • • • • • 初期支护—钢架： （1）钢支撑 使用钢支撑的目的有四点： 一是作为喷混凝土支护功能出现前的支撑物； 二是对喷混凝土进行补强； 三是作为超前支护的支点； 最后是与喷混凝土、锚杆共同发挥初期支护 的作用。
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2 复合式衬砌
• 初期支护—钢架： • （1）钢支撑 • 钢支撑的设计，主要包括钢支撑的形状、断 面、材质、间距、接头和联系构件等的设计。