第一讲_铁路隧道构造

1、狭义定义：用以保持地下空间作为交通孔道的工 程建筑物。广义定义：以某种用途、在地面下用任何方法按 规定形状和尺寸修筑的断面积大于 2m2的洞室。第一讲 铁路隧道构造一、隧道的概念及种类1 隧道的概念按不同的分类方式，可以有如下类型隧道。 按所处的地质条件：土质隧道、石质隧道 按隧道的埋置深度：浅埋隧道、深埋隧道 按所处的地理位置：山岭隧道、城市隧道交通类隧道：水底隧道、铁路隧道、公路隧道、地下铁道、人行地道、航运隧道（运河）水工隧道：引水隧道、尾水隧道、导流隧道、泄洪隧道市政隧道：管路隧道(煤气、暖气、电力等)、给水隧道、排水隧道 按隧道的用途：采矿巷道、运输巷道、矿山隧道、人防隧道2 隧道的

2、种类 洞身衬砌保持隧道稳定，保证列车运行安全主体 洞门明洞：洞口容易塌方或有落石危险时加筑防排水设施大小避车洞铁路隧道电缆槽附属建筑物 通风道和通风机房：用于长大隧道无人增音站洞：根据电讯衰耗和通信设计要求设置下锚装置：电气化铁路较长隧道或隧道群地段绝缘梯车洞：存放维修接触网用的绝缘梯车3 铁路隧道的组成(至1998年)运营隧道6800座，长3667km，总数世界第一。1 隧道集中的线路 1）襄渝线：隧道长度占线路长度的30%； 2）成昆线：隧道长度占线路长度的31.6%； 3）西康线：隧道长度占线路长度的50.42%。2 10km以上的长大隧道 1）秦岭隧道18.4km 2）大瑶山隧道14.

3、295km 3）东秦岭隧道12.668km 4）乌梢岭隧道20.2km二、我国铁路隧道现状1）支护类型（衬砌类型）支护类型（衬砌类型） 整体式混凝土衬砌：它是指就地灌筑混凝土衬砌，也称模筑混凝土衬砌。模筑衬砌的特点是：对地质条件的适应性较强，易于按需要成型，整体性好，抗渗性强，并适用于多种施工条件，如可用木模板、钢模板或衬砌台车等。 装配式衬砌：装配式衬砌是将衬砌分成若干块构件，这些构件在现场或工厂预制，然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌。三、衬砌构造1 洞身衬砌结构类型 锚喷支护 常用的一种围岩支护手段。采用锚喷支护可充分发挥围岩的自承能力，并有效地利用洞内净空，提高作业安全

4、性和作业效率，并能适应软弱和膨胀性地层中的隧道开挖。还能用于整治坍方和隧道衬砌的裂损。 复合式衬砌 复合式衬砌不同于单层厚壁的模筑混凝土衬砌，它把衬砌分成两层或两层以上，可以是同一种型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、方法、时间和材料施作的。内衬：我们最终所看到的一层衬砌。外衬：与围岩接触的一层衬砌。2）整体式混凝土衬砌结构类型）整体式混凝土衬砌结构类型 直墙式衬砌 适用于地质条件比较好，围岩压力以垂直为主的情况。衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底三部分组合而成。 曲墙式衬砌 适用于地质较差，有较大水平围岩压力的III类及以下的围岩。由顶部拱圈、侧面曲边墙和底部仰拱（或铺底）组成。

5、1）混凝土或钢筋混凝土2）片石混凝土3）料石或混凝土块4）喷射混凝土2 衬砌材料 洞门类型根据地形、地质，并结合衬砌类型及工作特点，可分为一般隧道门、明洞门、棚洞门和特殊洞门。（详见表21-5） 四、洞门1 洞门的作用 减少洞口土石方开挖量。 稳定边、仰坡。 引离地表水流。 装饰洞口。2 洞门的形式（类型）用明挖法修建的隧道称为明洞。明洞一般修筑在隧道的进出口处，当遇到地质差且洞顶覆盖层较薄，用暗挖法难以进洞时，或洞口路堑边坡上有落石而危及行车安全时，或铁路、公路、河渠必须在铁路上方通过，且不宜做立交桥或涵渠时，均需要修建明洞。它是隧道洞口或线路上起防护作用的重要建筑物，在铁路线上使用的较多。

6、五、明洞1 概念 路堑式拱形明洞它适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时。路堑式拱形明洞 这种明洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。它承受不对称荷载，拱圈为等截面，边墙为直墙式，外侧边墙厚度大于内侧边墙的厚度。 偏压直墙式拱形明洞 偏压斜墙式拱形明洞 它适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压力的能力。此种明洞承受偏压荷载，拱圈等厚，内侧边墙为等厚直墙式，外侧边墙为不等厚斜墙式。 它适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段。因外侧地形狭小，地面陡峻，无法回填土

7、石，以平衡内侧压力。 半路堑单压式拱形明洞半路堑单压式拱形明洞 盖板式明洞盖板式明洞 它由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构。其上回填土石，以保护盖板受山体落石的冲击。这种明洞的内侧应置于基岩或稳定的地基上，一般为重力式墩台结构，厚度较大，以抵抗山体的侧向压力。当基岩层完整，坡面较陡，地面水不大，采用重力式内墙开挖量较大时，可采用钢筋混凝土锚杆式内墙。外墙只承受由盖板传来的垂直压力，厚度较薄，要求的地基承载力较小。外墙也可做成梁式（即中间留有侧洞）以适应地形和节省圬工。3 棚式明洞（简称棚洞） 刚架式明洞 当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减小基

8、础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞。 对稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可修建悬臂式棚洞。它的内墙为重力式，上端接筑悬臂式横梁，其上铺以盖板，在盖板的内端设平衡重来维持结构受外荷载作用下的稳定性。同时为了保证棚洞的稳定性，要求悬臂必须伸入稳定的基岩内。 悬臂式棚洞悬臂式棚洞1）避车室的布置）避车室的布置 大避车洞 小避车洞 避车洞底部标高2）避车洞的净空尺寸及衬砌类型）避车洞的净空尺寸及衬砌类型 避车洞尺寸 避车洞衬砌类型1 避车洞（自学）六、附属建筑物1） 方法方法 “以排水为主，截、堵、排相结合”的综合治水方法。 截：是指截断地表水

9、和地下水流入隧道的通路。 堵：是指衬砌防水，即堵住地下水从衬砌背后渗入隧道内。其办法是在衬砌外围、衬砌中间或在其内表面设置防水层，或进行压浆。 排：是将地下水排入隧道内，再经由洞内水沟排走。“以排为主”就是给地下水以排的出路，但不是只排不堵，而是为了“排”就必须“截”、“堵”。 所以，必须在排的基础上，采取排、截、堵的综合治理方法。2 防排水设施2）隧道内的排水建筑物）隧道内的排水建筑物 排水沟 分为侧式水沟和中心式水沟两种。 盲沟 在衬砌背后，用片石或埋管设置环向或竖向盲沟，以汇集衬砌周围的地下水，并通过盲沟底部泄水孔（或预埋管）引入隧道侧沟排出。1） 电缆槽电缆槽 穿越隧道的各种电缆，如照明、通讯、信号以及电力等电缆，必须有一定的保护措施，即设置电缆槽来防止潮湿，腐烂以及人为的破坏。2）信号继电器箱和无人增音站洞）信号继电器箱和无人增音站洞3 电力及通讯设施 运营隧道的通风有自然通风和机械通风两种。 自然通风是利用洞内的天然风流和列车运行所引起的活塞风来达到通风的目的。 机械通风是当自然通风不能满足要求时采用通风机械将洞内外气体进行交换，来达到通风之目的。 4 运营通风建筑物1）纵向式通风）纵向式通风 洞口风道式通风 喷嘴式通风 竖井、斜井式通风 长大隧道