第一节公路隧道建筑

一、公路隧道的分类

1、按隧道所处地理位置分：山岭隧道——越岭隧道和傍山隧道；城市隧道——立体交叉和快速通道；水下隧道——江底隧道和海底隧道。

2、按隧道所处地层介质分：岩石隧道——硬岩隧道和软岩隧道；土质隧道——软土隧道和老黄土隧道。

3、按隧道施工方法分：明挖隧道——挖筑法、沉管法、盖挖法；暗挖隧道——矿山法、新奥法、盾构法、顶进法。

4、按隧道埋置深度分：浅埋隧道和深埋隧道。

5、按隧道开挖断面面积分：特断面隧道（>100m2）；大断面隧道（>50m2 <100m2）；中断面隧道（>20m2 <50m2）；小断面隧道（<20m2）。

6、按隧道内车流方向分：单向交通隧道；双向交通隧道。

7、按隧道内行车道数分：双车道、三车道、四车道隧道。

二、公路隧道的建筑组成

1、公路隧道建筑物包括：

主体建筑物——为提供稳定的、满足交通需求的地下空间而修筑的建筑物。包括洞身结构和洞门结构。

附属建筑物——为改善洞内交通条件和交通安全而设置的地下通道与设备间。如车行人行横洞、通风斜竖井、水泵房和风机房等。

2、洞身结构类型

裸洞结构——围岩不需支护就能获得稳定的地下空间。

整体式衬砌——现浇混凝土或钢筋混凝土衬砌承担围岩压力。

预制管片段——将预制的管段或管片拼接成衬砌承担围岩压力。

锚喷支护——用锚杆、喷射混凝土、钢架等件，对围岩进行加固。

复合衬砌——锚喷构件作为初期支护、浇筑混凝土作为二次衬砌，两者之间铺设防水层。

3、洞门结构类型

墙式洞门——为稳定洞口边仰坡而修筑端墙、翼墙所构成的隧道洞门。端墙、翼墙可采用圬工砌筑，也可采用现浇混凝土修筑。

拱式洞门——利用拱形明洞回填土构成缓坡反压仰坡使之稳定的隧道洞门。明洞端面可为不同的仰俯角，所谓削竹式洞门即为仰角45°的拱式洞门。

棚式洞门——利用棚洞稳定洞口一侧边坡、防止坡面落石的隧道洞门。多用于洞口斜交的隧道。

4、隧道拱形断面各部的名称

拱部——起拱线以上的部分，包括拱顶、拱腰、拱脚；

边墙——起拱线以下到墙脚的部分，包括墙顶、墙脚；

仰拱——墙脚以下修筑的反拱，能与拱部、边墙结构构成闭合的结构环。

第二节公路隧道围岩

一、相关隧道理论

1、围岩的定义——开挖坑道其周围被扰动的地层介质。与原始状态相比，其内部应力应变均发生变化。

2、松弛荷载理论——稳定的岩体不产生荷载；不稳定岩体需要支护结构予以支承。视围岩为散体介质，采用土力学计算不稳定岩体作用在结构上的荷载大小和分布。

3、岩承理论——围岩稳定是岩体自身具有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程，如在此期间提供帮助仍能进入稳定状态。视围岩为应力岩体，分析应力—应变状态的变化过程和支护作用。建立围岩—支护力学体系。

4、隧道特性曲线解释

稳定的围岩承担主要地层压力；不稳定的围岩压力由结构承担。如整体式衬砌承担松动压力，锚喷支护承担变形压力。

5、空间效应——随掌子面的推进，地层荷载逐渐释放，导致观察断面的围岩自稳能力发生改变。

6、时间效应——随时间的推移，地层荷载逐渐释放，导致观察断面的围岩自稳能力发生改变。

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