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隧道工程结构组成及作用

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:隧道是地下工程结构物,修建时,首先要将地层中的一部分岩土体开挖出来形成具有一定形状的地下空间,这种地下空间在没有设置人工支护结构时称为毛洞或坑道,而坑道周围的岩土体称为围岩。为了保证坑道周围地层的稳定,保障交通安全,就需要修建各种人工结构物,包括隧道主体建筑物和隧道附属建筑物。图1-1-2明洞图1-1-3隧道纵断面的构成图1-1-4隧道开挖横截面

隧道工程结构组成及作用

隧道是地下工程结构物,修建时,首先要将地层中的一部分岩土体开挖出来形成具有一定形状的地下空间,这种地下空间在没有设置人工支护结构时称为毛洞或坑道,而坑道周围的岩土体称为围岩。如果坑道周围的岩土体很稳定,则可能不需要修建任何人工结构物坑道也能保持自身的形状不发生坍塌;但在大多数情况下,由于地层开挖后,改变了周围岩土体的受力平衡,坑道很容易发生变形、坍塌或有水涌入。为了保证坑道周围地层的稳定,保障交通安全,就需要修建各种人工结构物,包括隧道主体建筑物和隧道附属建筑物。

隧道主体建筑物包括洞身衬砌和洞门建筑两部分,如图1-1-1所示为铁路隧道一般构造。洞身衬砌的作用是承受围岩压力、结构自重和其他荷载,防止围岩坍塌、风化和防水等。洞门的作用是防止洞口坍方落石、保持边仰坡的稳定等。在洞门容易坍塌的地段,应接长洞身,或加筑明洞洞口,如图1-1-2所示。

隧道附属建筑物的作用是保证隧道运营的安全与舒适,包括为运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通信、安全等而修建的构造物。

隧道工程的组成部分,见隧道纵断面(图1-1-3)和开挖横截面(图1-1-4)所示。在图1-1-3所示的隧道纵断面中,隧道的进出口处称为“洞门”,洞门上方挖掉原有覆盖的地层后的部分称为“仰坡”,仰坡面延长线与隧道底线的交点称为“开挖点”,隧道顶部至地表面的垂直距离称为此处隧道的“覆盖层厚度”,隧道施工作业最前端的横断面称为“开挖工作面”或“掌子面”,隧道开挖后为保证施工过程安全立即施作的人工支护结构称为初期支护,为保证隧道长期使用过程的安全而在初期支护内部再次施作的人工支护结构称为二次衬砌。在图1-1-4所示的横截面中,未开挖的隧道横断面上部约1/3的部分称为拱部,下部1/3的部分称为洞底,中间1/3的部分称为洞身,洞身及洞底的对称中心部分称为核心土;开挖后形成的隧道空间,对应于拱部上边缘人工结构物的弧线部分称为拱圈,洞身对应的人工结构物的弧形边缘部分称为侧墙或侧拱,洞底对应的下边人工结构物的弧线部分称为仰拱。

图1-1-1 铁路隧道结构组成

1—衬砌;2—洞门;3—小避车洞;4—大避车洞;5—洞内排水沟;
6—水沟盖板;7—洞内线路;8—洞口路堑边坡;9—洞口仰坡;
10—洞门墙顶排水沟;11—避车洞标志。(www.xing528.com)

图1-1-2 明洞

图1-1-3 隧道纵断面的构成

图1-1-4 隧道开挖横截面

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