第5章地下工程支护结构类型及参数设计.ppt

大瑶山隧道支护结构参数 围岩级别 初期支护形式 锚 杆 喷混凝 土厚度 （cm） 钢筋网 仰拱 厚度 （cm） 钢 支 撑 二次衬砌厚度 （cm） 根数×长度 （m） 直 径 (mm) 间 距 （m） 直 径 (mm) 格 距 (cm) II 喷混凝土，局部锚杆 视具体 情况而定 22 — 6 — — — — 30 III 喷混凝土，系统锚杆，拱部金属网 15×2.0 22 1.5 10 6 20×20 — — 35 IV 全断面喷锚网 19×3.0 22 1.2 14 6 20×20 30 必要 时设 拱顶截面40cm， 变截面 V 全断面喷锚网 23×3.5 22 1.0 18 8 20×20 40 必要 时设 拱顶截面50cm， 变截面 [例]大瑶山隧道全长14.3km，是我国目前最长的双线铁路隧道，隧道的支护结构参数示于表。 Ⅴ级围岩衬砌断面（单位：钢筋直径以mm计，余均以cm计） Ⅳ级围岩衬砌断面（单位：cm） 第四节 盾构隧道衬砌类型选择和设计参数 一、盾构隧道衬砌结构类型选择 盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类： 盾构法修建的隧道衬砌结构 a．单层装配式衬砌 b．双层衬砌 c．挤压混凝土整体衬砌 1．预制装配式衬砌 预制装配式衬砌是用工厂预制的构件，称为管片，在盾构尾部拼装而成的。管片种类按材料可分为钢筋混凝土，钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片。 按管片螺栓手孔成型大小，可将管片分为箱型和平板型两类。 箱型管片 平板型管片 衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的连接方式，从其力学特性来看，可分为柔性连接和刚性连接，目前较为通用的是柔性连接，常用的有以下几种形式： （1）单排螺栓连接：按螺栓形状又可分为弯螺栓连接、直螺栓连接和斜螺栓连接三种。 （2）销钉连接：所用的销钉可在管片预制时埋入，亦可在拼装时安装。作用除为了临时稳定管片，保证防水密封垫的压力外，在安装管片时还起导向作用，将相邻衬砌环连在一起。用销钉连接的管片形状简单，截面无削弱，建成的隧道内壁光滑平整。和螺栓连接相比既省力、省时，价格又低廉，连接效果也相当好。 （3）无连接件。在稳定的不透水地层中，圆形衬砌的径向接缝也可不用任何连接件连接。 关于装配式衬砌的防水问题，一直是盾构法施工中的重要课题。金属管片本身不透水，而且加工精度高，拼装后管片接缝非常密贴，几乎不透水，因此，仅需在隧道内壁用防水材料对接缝进行嵌填，并对螺栓孔和注浆孔进行防水处理。 螺栓孔密封防水 2．双层衬砌 为了防止隧道渗水和衬砌腐蚀，修正隧道施工误差，减少噪声和振动以及作为内部装饰，可以在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬。 南水北调中线一期穿黄工程 * * 二、横截面内轮廓和结构尺寸拟定 1．横截面内轮廓尺寸 横截面的内轮廓尺寸全线是同一的，故除要根据建筑限界、施工误差、道床类型、预留变形等条件决定外，还要按线路的最小曲线半径进行验算，保证列车在最困难条件下也能安全通过。广州、上海地下铁道的圆形区间隧道内径为5.5m，可以保证3.0m的宽体车在R=300m，最大超高h=120mm的曲线上安全通过。 2．管片厚度 为了充分发挥围岩自身的承载能力，现代的隧道工程中都采用柔性衬砌，其厚度相对较薄。根据日本经验，单层的钢筋混凝土管片衬砌，管片厚度一般为衬砌环外径的5.5%左右。 上海地下铁道区间隧道钢筋混凝土管片厚度为350mm，广州、北京、深圳、南京地下铁道管片厚度为300mm，约为衬砌环外径的5%~6%。 3．管片宽度 当宽度较小时，虽然搬运、组装，在曲线上施工方便，但接缝增多，加大了隧道防水的难度，增加管片制作成本，而且不利于控制隧道纵向的不均匀沉降。管片宽度太大则施工不便，也会使盾尾长度增长而影响盾构的灵活性。因此，过去单线区间隧道管片的宽度控制在700mm~1000mm之间，但随着铰接盾构的出现，管片宽度有进一步提高的趋势，目前，控制在1000mm~1500mm之间。广州地下铁道区间隧道采用铰接式盾构施工，故其管片宽度为1200mm。 4．衬砌环的分块 衬砌环的组成，一般有两种方式。一种是由若干标准管片（A）、二块相邻管片（B）和一块封顶管片（K）构成。另一种是由若干块A型管片、一块B型管片和一块K型构成，见图，相邻管片一端带坡面，封顶管片则两端或一端带坡面。从方便施工，提高衬砌环防水效果角度看，第一种方式较好。 A 封顶块的拼装形式有径向