洞门与明洞

隧道工程隧道结构构造主体构造物附属构造物洞身衬砌洞门避车洞明洞通风照明排水、消防、通讯等内容回顾:•衬砌的主要类型有：整体式混凝土衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌。(一)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。洞门与明洞(二)洞门的形式1.洞口环框当洞口石质坚硬稳定(Ⅰ~II级围岩)，且地形陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框，以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。11d内轨面环框式洞门内轨面1-1剖面2.端墙式(一字式)洞门适用于地形开阔、石质较稳定(Ⅱ~Ⅲ级围岩)的地区，由端墙和洞门顶排水沟组成。端墙最常见的一种洞门形式端墙排水沟•端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。•洞门顶水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。3.翼墙式(八字式)洞门当洞口地质较差(Ⅳ级及以上围岩)，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。端墙翼墙•翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡起挡土墙作用。4.柱式洞门当地形较陡(Ⅳ级围岩)，仰坡有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时，可在端墙中部设置2个(或4个)断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。柱式洞门比较美观，适用于城市附近、风景区或长大隧道的洞口。5.台阶式洞门当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到一定的美化作用。6.斜交式洞门当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口(洞门与线路中线的交角不应小于45°)。斜交式洞门内轨顶面1－1正面平面11一般，斜交式洞门与衬砌斜口段应整体灌注，由于斜交式洞门及衬砌斜口段的受力复杂，施工不便，故很少采用。7.喇叭口式洞门高速铁路隧道，为减缓高速列车的空气动力学效应，在单线隧道一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼作隧道洞门。公路隧道采用较多，主要目的是减少洞口工程量和装饰洞口。8.景观洞门作用：装饰洞口，美化环境，多在城市近郊或重大工程中采用。9.弧形洞门作用：端墙、翼墙合二为一，稳定山体、阻挡落石、防止流水。工程实例一——云台山隧道云台山隧道位于侯(马)月(山)铁路线山西沁水县和翼城县相邻处，穿越中条山主峰。Ⅰ线隧道长8145m，Ⅱ线隧道长8178m，双线分修，电气化单线断面。主要地质问题：Ⅰ线隧道进口通过192m古河槽地段，为土夹碎石层；洞身穿越煤系地层1740m，揭煤13次，有瓦斯；穿越较大的断裂带4条，膨胀性围岩地段占全隧总长的96%。全隧昼夜涌水量约9850m3。云台山隧道大瑶山隧道处在京广铁路衡广复线的坪石至乐昌间，全长14.295公里。隧道采用“三斜一竖”的施工方案，隧道穿过的465m长的9#断层地段，岩石破碎松软，节理发育，涌水流沙经常发生，最高水量达到每昼夜5万吨，是整座隧道的控制地段。隧道全面运用新奥法原理施工，最高单口独头月成洞217双线米。1981年11月开工，1989年12月建成。获国家科技进步奖特等奖。工程实例二——大瑶山隧道大瑶山隧道二、明洞•明洞是隧道的一种变化型式，用明挖法修筑。•明洞一般修筑在隧道的进出口处，或铁路、公路、河渠必须在铁路上方通过，不宜做立交桥或涵渠。•明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度的不同，有多种形式，采用最多的为拱式明洞和棚式明洞两种。(一)拱式明洞•拱式明洞由拱圈、边墙和仰拱(或铺底)组成。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，仅防止边坡有少量坍塌、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。1.路堑式对称型路堑式对称型拱形明洞0.021:51:100.55实际填土坡线0.451:0.50.55适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。2.路堑式偏压型路堑式偏压型拱形明洞实际填土坡线1：0.31:1.51:51:50.451:100.550.900.75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。3.半路堑式偏压型实际填土坡线1:1.51:51:51:101:0.50.551.100.650.651.251.55半路堑式偏压型拱形明洞适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段。4.半路堑式单压型实际填土坡线1:1.51:51:51:101:0.30.651.251.002.300.55半路堑式单压型拱形明洞(二)棚式明洞(简称棚洞)有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这时可考虑采用另一种建筑物——棚式明洞。由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构。其上回土石，以保护盖板不受山体落石的冲击。1.盖板式明洞盖板式明洞钢筋混凝土盖板棚洞中线夯填土水泥砂浆垫层防水层粘土隔水层线路中线侧洞外墙盖板Ⅰ-Ⅰ断面ⅠⅠ钢筋混凝土梁当地形狭窄，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础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞。主要由外侧刚架，内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑及钢筋混凝土盖板组成。2.刚架式明洞3.悬臂式棚洞稳定而陡峻的山坡，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。由重力式内墙、悬臂横梁、盖板及内端平衡重组成。白沙沱二号棚洞100.22米，这个棚洞先在设计线路的时候没有，由于白沙沱车站这里位于乌江峡谷地带，常年风力达五六级，山上的石头风化严重，为了防止落石影响正常行车，这个棚洞是2003年的时候才加上去的。工程实例三——白沙沱二号棚洞重点、难点内容1.隧道位置的选择；2.洞口位置的选择；3.洞门的作用；4.洞门的类型、适用条件；5.明洞的结构类型及适用条件。