二)、铁路隧道净空 1、概念 隧道净空:铁路隧道衬砌内轮廓所包围的空间 限 界:是一种规定的轮廓线,这种轮廓线以内的空间是保障列车安全运行所必需的(主要有机车车辆限界、基本建筑限界、隧道建筑限界等) 2、各类限界与隧道净空的关系 机车车辆限界→基本建筑限界→隧道建筑限界→直线隧道净空,铁路隧道横断面设计,机车车辆限界:机车车辆最外轮廓尺寸; 基本建筑限界:线路上各种建筑物和设备不得侵入的限界; 隧道建筑限界:比基本建筑限界稍大一些,用于安装通讯、信号、照明、电力的设备; 直线隧道的净空:比隧道建筑限界稍大一些,考虑受力及施工因素,将隧道建筑限界圆顺成适当形状单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓,三 、铁路隧道的组成和构造,1、洞门,1、洞门,洞门的作用,,工程的形式必须与周围环境紧密结合,对山体的破坏最小,并与周围景观协调保持洞口边坡的稳定和仰坡的安全; 减少洞口土石方开挖量; 引离地表水流; 装饰洞口;,,1、洞门,,环框式洞门,,条件:岩层坚硬而稳定、完整不易风化、地形陡峻且无排水要求时,这种洞门一般不承载构造包括:洞口环框衬砌端墙式洞门,,又称一字式洞门,是最常用的一种洞门型式。
端墙作用在于支护洞口仰坡稳定,并汇集排除仰坡地面水流 适用于地形开阔,岩质基本稳定的地区构造包括:端墙、洞顶排水系统、 洞门检查设备等翼墙式洞门,洞口的岩体较差,山体纵向推力较大时,在端墙洞门的单侧或两侧加设翼墙,称为翼墙式洞门 翼墙和端墙共同起着保持路堑边坡稳定和抵抗山体纵向推力的作用构造包括:端墙、翼墙、洞顶排水系统、洞门检查设备等其它洞门型式,柱式洞门,台阶式洞门,,2、隧道内附属建筑物,避车洞 保证隧道内检查维修人员和必要的行人安全分为大、小避车洞 2、隧道内附属建筑物,防排水设施 治水原则:“防、截、排、堵结合,因地制宜,综合治理” 1、防水:防水材料隔离地下水; 2、截水:地表排水沟拦截地表水; 3、排水:隧道排水沟排离渗漏水 1)泄水洞(有较大地下水且流向明确时) 2)纵、横向盲沟排水; 3)侧向或中心排水沟 4、堵水:衬砌壁后注浆堵住地下水 电缆槽 在不侵入隧道净空限界的位置上条件下,在隧道内沿衬砌边墙侧水沟的内侧设置全长的电缆槽2、隧道内附属建筑物,3、洞身衬砌,1)、洞身衬砌的作用 ①承受围岩压力; ②保持使用空间; ③封闭围岩,防止围岩风化;,2)、衬砌的基本类型 ①混凝土整体式衬砌 ② 锚喷衬砌 ③复合式衬砌 ④装配式衬砌 ……,① 整体式混凝土衬砌 是指就地灌筑混凝土衬砌;也称模筑混凝土衬砌; 其工艺流程为:立模一灌筑一养生一拆模。
特点: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在我国铁路隧道工程中广泛采用直墙式,曲墙式,整体式混凝土衬砌 1)当主要承受竖向荷载和不大的水平荷载时:结构轴线上部宜拱形;边墙做成直线形(即直墙式); 2)当衬砌承受竖向荷载的同时,又承受较大的水平荷载:衬砌结构的轴线上部宜采用圆弧形或平拱形;边墙可采用凸向外方的圆弧形(即曲墙式);若有底鼓压力,则结构底部还应有凸向下方的仰拱直墙式,曲墙式,整体式混凝土衬砌 1)直墙式衬砌组成: 顶部拱圈; 两侧竖直边墙; 下部铺底(底板); 2)曲墙式衬砌组成: 顶部拱圈; 两侧曲边墙; 底部仰拱(或铺底);,② 锚喷衬砌 特点:采用锚喷支护发挥围岩的自承能力,能较好适应软弱和膨胀性地层中的隧道开挖,还可用于整治坍方和隧道衬砌的裂损③复合式衬砌 特点: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 外衬(初期支护、一次衬砌):锚喷支护,柔性支护,作用是容许围岩产生有 限制的变形 内衬(二次支护、二次衬砌):一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作内衬,通常为就地灌筑混凝土整体衬砌 防水层:为了防止地下水流入或渗入隧道内,可以在外衬和内衬之间设防水层,其材料可采用防水卷材或防水涂料。
④ 装配式衬砌 工艺:将衬砌分成若干块构件,在现场或工厂预制,然后运到坑道内用机械将它们拼装成环 特点:拼装成环后立即受力,便于机械化施工,改善劳动条件,节省劳力 使用情况:目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用在铁路隧道中由于装配式衬砌要求有一定的机械化设备,施工工艺复杂,目前采用TBM施工的少量隧道使用明洞 概 念: 用明挖法修建的隧道称为明洞 使用条件: 地质差且洞顶覆盖层较薄,用暗挖法难以进洞时; 洞口路堑边坡上有落石而危及行车安全时; 铁路、公路、河渠在铁路上方通过,不宜做立交桥或涵渠时 作 用:是隧道洞口或线路上起防护作用的重要建筑 明洞的结构类型: 拱式明洞、棚式明洞 特 点:大部分明洞有偏压、甚至单压、结构不对称、截面厚、有时还需要深基础,不少明洞需采用钢筋混凝土结构1) 拱式明洞 组成:拱式明洞由拱圈、边墙和仰拱(或铺底)组成2) 棚式明洞 傍山线路外侧没有足够场地设置外墙及基础或确保其稳定时采用其内墙常为重力式挡墙或锚杆挡墙,外墙可用墙式、钢架式、柱式。