衬砌结构设计.ppt

武阳右线隧道衬砌结构设计 1、公路隧道设计规范对于衬砌设计的相关规定 公路隧道应作衬砌，根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌。 隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等，并应充分利用围岩的自承能力。衬砌应有足够的强度和稳定性，保证隧道长期安全使用。 复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间夹防水层组合而成的衬砌形式。复合式衬砌设计应复合下列规定： 1.初期支护应采用锚喷支护，即由喷射混凝土、锚杆、钢筋网和刚架等支护形式单独或组合使用。锚杆支护宜采用全长粘结锚杆。 2.二次衬砌宜次要模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构，衬砌截面宜采用连接圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。 3.在确定开挖断面时，除应满足隧道净空和结构尺寸外，还应考虑围岩和初期支护的变形，并预留适当的变形量。预留变形量的大小可根据围岩级别、断面大小、埋置深度、施工方法和支护情况等，采用工程类比法预测。当无预测值时可参照表规范8.4.1选用，并应根据现场监控量测结果进行调整。 表8.4.1 预留变形量 d、钢筋网应配合锚杆一起使用钢筋网应锚杆绑扎连接或焊接。 2）设计参数 a、钢筋型号：HPB335； b、直径：φ8； c、布置方式：单层，网格按矩形布置； d、网格间距：Ⅴ级围岩和Ⅴ级围岩加强段取20cm×20cm，Ⅳ级围岩 取25cm×25cm，Ⅲ级围岩采用局部挂钢筋，网格间距 取25cm×25cm ； f、钢筋的搭接长度：各级围岩均取200mm。 3、3 喷射混凝土 本隧道初期支护均采用C20喷射混凝土，喷射混凝土的厚度根据公路隧道 设计，喷射混凝土厚度不应小于50mm，不宜大于300mm。应此在Ⅴ级围岩进出 洞口加强段，喷射混凝土的厚度取250mm；Ⅴ级围岩段取200mm； Ⅳ级围岩段取 200mm； Ⅲ级围岩段采用100mm。 3、4 钢架 对于Ⅳ、 Ⅴ级围岩，其自稳时间很短，为了抑制围岩过大的变形需要增强 支护抗力时，可采用钢架喷射混凝土 作为初期支护。 Ⅴ级围岩：采用18号工字钢闭合环，纵向间距为75cm; Ⅳ级围岩:采用18号工字钢，纵向间距为75cm 4.二次衬砌设计参数 二次衬砌均采用模筑混凝土。为了保证衬砌截面的圆顺性，采用等厚的衬砌断面，仰拱厚度与拱强的厚度相同。由于武阳隧道的地下水蕴含比较丰富，应采模筑混凝土采用C25防水混凝土。其混凝土厚度： Ⅴ级围岩：45cm Ⅳ级围岩: 40cm Ⅲ级围岩: 35cm * 2、武阳右线隧道衬砌布置 5、 各级围岩衬砌设计图 3、 初期支护设计参数 4、 二次衬砌参数 1、公路隧道设计规范对衬砌设计的相关规定 现场量测确定 Ⅵ 50～80 20～50 Ⅲ 100～150 80～120 Ⅴ 10～50 — Ⅱ 80～120 50～80 Ⅳ — — Ⅰ 三车道隧道 两车道隧道 围岩级别 三车道隧道 两车道隧道 围岩级别 复合式衬砌可采用工程类比法进行设计，并通过理论分析进行验算。两车道初期支护及二次衬砌的支护参数可参照表8.4.2-1选用，并应根据现场围岩监控量测信息对设计支护参数进行必要的调整。 通过检算、计算确定 Ⅵ 45 45 拱、墙 仰拱 局部 @25×25 0.8～1.2 3.0～4.0 拱、墙 — 15～25 Ⅴ 35 35 拱、墙 局部 @25×25 1.0～1.2 2.5～3.0 拱、墙 — 12～15 Ⅳ — 35 — 局部 @25×25 1.0～1.5 2.0～3.0 拱、墙 — 8～12 Ⅲ — 30 — — — 2.0～2.5 局部 — 5～8 Ⅱ — 30 — — — 2.0 局部 — 5 Ⅰ 间距 长度 位置 仰拱 拱部、边墙 仰拱 混凝土 拱、墙 混凝土 钢架 钢筋网 锚杆(m) 喷射混凝土厚度(cm) 二次衬砌厚度(cm) 初期支护 围 岩 级 别 表8.4.2-1 两车道复合式衬砌的设计参数 武阳右线隧道衬砌布置 Ⅴ K24+513～K24+ Ⅴ加强 K24+～K24+ 126 Ⅳ K24+387～K24+513 174 Ⅲ K24+213～K24+387 明洞 K24+～K24+ 140 Ⅳ K24+073～K24+213 86 Ⅲ K23+987～K24+73 214 Ⅳ K23+773～K23+987 206 Ⅲ K23+567