公路隧道衬砌内轮廓线的求法

1、公路隧道衬砌内轮廓线的求法(1)圆形断面的作图确定道路隧道内轮廓线时，以公路建筑限界为基准，并附加上通风所需要的断面。如果有侧压力则需要设置仰拱，设仰拱时应考虑水压力。在膨胀性山体和受到大水压时，通常把圆形闭合断面作为基本形状。圆形断面内轮廓线作图见图3.3.2(a)。假定公路建筑限界已确定，其控制点为a,b,c,d四个点。分别作ab,ac,雨的垂直平分线，在断面对称轴上得到三个交点0,。2、Q,取其中最高(至路面)者作为圆心0。由于施工精度上要求a,b,c,d各点至少需要10cm以上的富裕量，所以在口连线的延长线上取aA之0.1m,以正为半径划圆即得内轮廓线的基本部分。(a)圈I形断面Hr在

2、顶板以上设大断面通风管遨的断面图3.3.23谁顶板以上设;卜断面通风管道的断面内轮廓线作图例c路面板下剩余的空间,可以用做通风和通路，除了膨胀性岩体及水压很大时需要设置仰拱外，一般可不设置，此时路面板下可用于埋设排水构造物。排水构造物的敷设深度，除高寒地区设保暖水沟外，一般0.5m是足够的。当侧压力大需设置仰拱时，其半径Oe2,OA0建筑限界的两侧空余地方，ab之间可以作为设置事故电话和放置灭火器的地方，bc之间可以安装照明灯具。圆形断面常常用于盾构法和水下隧道、膨胀性围岩以及接近圆形的山岭隧道。直墙式衬砌断面适合情况：围岩较好，一般不产生较大的侧压力，不需要设仰拱，可以采用直墙，此时隧道的净

3、断面积最小，如图3.3.2(b)。适用于无明显断层和围岩结构完整的地质条件，如果隧道长度不很长(600800m),使用射流风机已经足够。内轮廓线确定方法：如果在建筑限界以上设置射流风机，则应使GH=1.01.2mJ根据选用的射流风机的空抄尺寸确定)，例如取GH=1.2m,取施工允许误差i=O.1m,则得点e,作W的垂直平分线并与断面对称轴相交于点O,以0H为半径作弧DHD；即为拱部的内轮廓线。由建筑限界而向外取富余量0.1m,引AB/不，求布的垂直平分线与0D相交于Q,以0D为半径作弧并与AB相交于B,与DHD相交于D,则ABDHKI3为内轮廓线。这是一个坦三心圆拱，(3)曲墙式衬砌断面(顶板

4、以上设置通风道时)适合情况：长隧道，需要全横向通风或半横向通风时，或所需通风量较大，通风道断面积也会较大，此时顶板要变宽，拱高需增大，如图3.3.2(d)。如果设在路面板以下，则车道板必须采用钢筋混凝土结构，造价很高。设置通风道的原则：是既要使通风道的断面积小，又要使内轮廓线与建筑限界的侧墙部分的剩余空间最小，还要使拱部与侧墙伪内轮廓线过渡圆滑，适合受力特点。例如隧道长度为1km左右的隧道，由两个洞口进行半横向通风时，所需通风道面积约为810m,属于小断面通风道。_内轮廓线确定方法：如图3.3.2(c),取a、b为控制点，求而平分线一在平分线上找一点oi,取01A为半径(R1)作弧AR在AB弧

5、的延长线取点P,将OP与对称轴的交点02作为圆心，划斤圆时要试作，使之在H点附近通过。所得到的ABPHffl为内轮廓线。需要设置仰拱时，取斗(二R3)近似等于2倍的彳。例如需通风道断面积为20m时，用趋进法作图。如图3.3.2(d),首先在d的延长线上取点D,使DG勺等于建筑限界宽度的一半(试取时可将ab延长与无交于D),GD不应比其超过太多(以防-0FQ3?)中3=90邛2,2.轴线与外轮廓线对于拱的轴线和外轮廓线的计算，不存在困难。等截面拱的计算比较简便，变截面拱圈尺寸的计算，则比较繁琐，参见图3.3.5,可按以下公式计算：R1=m+r1+d0R2=m+r2+d0Ad=db-dod(r2+

6、d0+0.5Ad)m=(r2+d0)(1cos中2)Adcos2(3.3.3)r1=m+r+0.5d0r2=m+r2+0.5d00.5Ad(2+0.5d0+0.25Ad)m=(r2-40.5d0)(1-cos%)-0.5Adcos%,式中：Ri,R2外轮廓线半径；ri、2轴线半径；ri、吐、%、邛2意义同前,均为已知。d0为拱顶厚度，db为拱脚截面厚度，二者都是预先设定的。若预先设定d0和db时，则水平线以上部分曲边墙尺寸计算公式如下：图3.3.5变截面拱圈尺寸的计算图式及水平线以上部分曲边墙尺寸计算图式若预先设定d0和dw时，则需先计算m及db值：dW-d0msin中211(3.3.5)cos2db=.R；-m2sin22-r2-mcos2水平线以下部分曲边墙外缘为斜线时，其斜线与以R3为半径的外轮廓线相切，见图3.3.6,通常R3、H3和B3为预先设定，有关尺寸按以下公式计算：a=vH1-2R3B3+B2a一一一一一一h3-22aH3，R3(R3B3)，R3+a,a(H3h3)b3=R3(3.3.6)图3.3.6边墙外缘斜线计算图图3.3.7三心圆平拱外轮廓线计算图三心圆平拱衬砌外轮廓线的计算，见图3.3.7。通常d0、dw,r1、r2为预先设定,此时(3.3.7)公路隧道衬砌结构尺寸主要根据