新型隧道逃生管隧道結構分類及設計要求

新型隧道逃生管隧道結構分類及設計要求

    隧道結構是地下建筑結構的重要組成部分，它的結構形式可根據地層的類別、使用功能和施工技術水平等進行選擇。其結構形式主要有半襯砌結構、厚拱薄墻襯砌結構、直墻拱形襯砌結構、曲墻結構、復合襯砌結構和連拱隧道結構等形式。

    
一、新型隧道逃生管隧道結構形式、受力特點和適用條件

1、半襯砌結構
    在堅硬巖層中，若側壁無坍塌危險，僅頂部巖石可能有局部滑落時，可僅施作頂部襯砌，不作邊墻，只噴一層不小于20mm厚的水泥砂漿護面，即半襯砌結構。
2、厚拱薄墻襯砌結構
    在中硬巖層中，拱頂所受的力可通過拱腳大部分傳給巖體，充分利用巖石的強度，這種結構適宜用在水平壓力較小，且穩定性較差的圍巖中。對于穩定或基本穩定的圍巖中的大跨度、高邊墻洞室，如采用噴錨結構施工裝備條件存在困難，或噴錨結構防水達不到要求時，也可考慮使用。
3、直墻拱形襯砌結構
    在一般或較差巖層中的隧道結構，通常是拱頂與邊墻澆在一起，形成一個整體結構，即直墻拱形襯砌結構，廣泛應用的隧道結構形式。
4、曲墻襯砌結
    在很差的巖層中，巖體松散破碎且易于坍塌，襯砌結構一般由拱圈、曲線形側墻和仰拱底板組成，形成曲墻襯砌結構。該種襯砌結構的受力性能相對較好，但對施工技術要求較高，這也是一種被廣泛應用的隧道結構形式。
5、復合襯砌結構
    復合支護結構一般認為圍巖具有自支承能力，支護的作用先是加固和穩定圍巖，使圍巖的自承能力可充分發揮，從而可允許圍巖發生一定的變形和由此減薄支護結構的厚度。工程施工時，一般先向洞壁施作柔性薄層噴射混凝土，必要時同時設置錨桿，并通過重復噴射增厚噴層，以及在噴層中增設網筋穩定圍巖。圍巖變形趨于穩定后，再施作內襯*支護。復合襯砌結構常由初期支護和二次支護組成，防水要求較高時須在初期支護和二次支護間增設防水層。
6、連拱隧道結構
    隧道設計中除考察工程地質、水文地質等相關條件外，同時受線路要求以及其他條件的制約，還需要考慮安全、經濟、技術等方面的綜合比較。因此，對于長度不是特別長的公路隧道（100~500m），尤其是處于地質、地形條件復雜及征地嚴格限制地區的中小隧道，常采用連拱隧道的形式。
二、新型隧道逃生管隧道結構設計的一般技術要求

1、襯砌截面類型和幾何尺寸的確定
    隧道襯砌結構類型應根據隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求確定。
    高速、一級、二級公路的隧道應采用復合式襯砌；
    汽車橫道、三級及三級以下公路隧道，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下，除洞口段外襯砌結構類型和尺寸，應根據使用要求、圍巖級別、圍巖地質條件和水文地質條件、隧道埋置位置、結構受力特點，并結合工程施工條件、環境條件，通過工程類比和結構計算綜合分析確定。
    在施工階段，還應根據現場圍巖監控量測和現場地質跟蹤調查調整支護參數，必要時可通過試驗分析確定。為了便于使用標準拱架模板和設備，確定襯砌的方案時，類型要盡量少，且同一跨度的拱圈內輪廓應相同。一般采取調整厚度和局部加筋等措施來適應不同的地質條件。
2、襯砌材料的選擇
    襯砌結構材料應具有足夠的強度、耐久性和防水性。在特殊條件下，還要求具有抗侵蝕性和抗凍性等。從經濟角度考慮，襯砌結構材料還要滿足成本低、易于機械化施工等條件。
    襯砌結構材料應具有足夠的強度、耐久性和防水性。在特殊條件下，還要求具有抗侵蝕性和抗凍性等。從經濟角度考慮，襯砌結構材料還要滿足成本低、易于機械化施工等條件。
3、襯砌結構的一般構造要求
（1）混凝土的保護層
    鋼筋混凝土襯砌結構，受力鋼筋的混凝土保護層zui小厚度一般裝配式襯砌為20mm，現澆襯砌內層為25mm，外層為30mm。若有侵蝕性介質作用時可增大到50mm，鋼筋網噴射混凝土一般為20mm。隨截面厚度的增加，保護層厚度也應適當增加。
（2）襯砌的超挖或欠挖
    隧道結構施工中，洞室的開挖尺寸不可能與襯砌所設計的毛洞尺寸*符合，這就產生了襯砌的超挖或欠挖問題。超挖通常會增加回填的工作量，而欠挖則不能保證襯砌截面尺寸，故對超、欠挖有一定的限制。襯砌的允許超欠挖均按設計毛洞計算。
    現澆混凝土襯砌一般不允許欠挖，如出現個別點欠挖，欠挖部分進入襯砌截面的深度，不得超過襯砌截面厚度的1/4，并不得大于15cm，面積不大于1m2。通常隧道襯砌結構，平均超挖允許值不得超過10~15cm，對于洞室的某些關鍵部位，如穹頂的環梁巖臺，厚拱薄墻襯砌（及半襯砌）的拱座巖臺，岔洞的周邊等，超挖允許值更應該嚴格控制，一般不宜超過15cm。
（3）變形縫的設置
    變形縫一般是指沉降縫和伸縮縫。沉降縫是為了防止結構因局部不均勻下沉引起變形斷裂而設置的，伸縮縫是為了防止結構因熱脹冷縮，或濕脹干縮產生裂縫而設置的。因此，沉降縫是滿足結構在垂直與水平方向上的變形要求而設置的，伸縮縫是滿足結構在軸線方向上的變形要求而設置的。沉降縫、伸縮縫的寬度大于20mm，應垂直于隧道軸線豎向設置。