理论教育 山区高速公路洞门结构及边坡类型研究

山区高速公路洞门结构及边坡类型研究

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前这种洞门形式运用得非常多,特别是在山区和桥隧相连较多的地区。其洞门的结构形式就是衬砌结构伸到仰坡以外,可以形成突出的环框,也可以根据仰坡坡度选取削切坡度减少洞口附近的刷坡,甚至不刷坡,保护了周边环境。

山区高速公路洞门结构及边坡类型研究

隧道洞门的设计构思是隧道设计的重要环节。公路隧道洞门结构目前有所突破和创新,如削竹式、墨镜式等,而且还将建筑学、园林学、桥梁美学的一些理论、原则和观点应用到洞口设计中,收到了景观美化的效果。人们对隧道洞口的绿化和景观美化往往是直观的,除了考虑其景观视觉方面的要求外,更为重要的是考虑其洞门及周边边仰坡的受力特征,能够支持山体、稳定边坡并承受该处地层的土压力。根据隧道洞口的类型,传统的隧道洞门主要分为一般隧道洞门、明洞门、特殊洞门三大类,但是都脱离不了端墙、柱墙和翼墙的原型。此外,目前运用得比较多的,特别是在山区和桥隧相连较多的地区,新型无端墙隧道门——削竹式隧道洞门,可以减少洞门附近的刷坡,甚至不刷坡。

根据隧道的具体情况,如洞口地形、地质,隧道围岩分布,衬砌类型,边仰坡的坡度等不同的情况和要求,洞门结构主要有以下几种形式。

1.一般隧道门

1)洞门框

洞门框又称洞口环框,即只镶饰隧道衬砌两端部分。它适用于隧道洞口仰坡极为坚固,岩层坚硬整体,节理不发育且无特殊排水要求时。其结构似框形的洞门,厚度一般为30cm,厚度比较洞口环节衬砌的厚度为大,以加固洞口。洞门框应与洞口环衬砌采用同一材料整体砌筑或衔接。

2)端墙式洞门

墙式洞门俗称一字式洞门,适用于自然山坡陡峭,洞口地形开阔,岩层较为坚硬完整,山体压力很小,开挖坡度1∶0.3~1∶0.5的洞口地段。这种洞门具有结构简单、工程量小、施工简便的特点,在岩层较好时使用最为经济,也是最常见的一种洞门。唯洞门顶排水条件较差,若横向山坡一侧较低时,宜开挖沟槽横向引排。

3)柱式洞门

柱式洞门是从端墙式洞门发展起来的,它实际上也是一种端墙形式的洞门。当岩层有较大主动侧压力时,如仍像端墙式洞门那样采用同一厚度的端墙则过于安全、浪费污工。为此,区别受力大小,设计成横向不等厚,最厚部位即呈柱形的柱式洞门。柱式洞门适用于洞口地形较陡,岩层有较大侧压力的地段,或洞口处地位狭窄,设置翼墙无良好基础时,其仰坡开挖坡度一般为1∶0.5~1∶0.75。此外,在城市、风景区或有建筑艺术装饰要求的地区,采用柱式洞门较为雄伟美观。柱式洞门工程量较翼墙式洞门大,造价较高,施工也较为复杂,是其缺点。还有柱式洞门两侧与路堑边坡接触处需嵌入岩层内以期稳固,其嵌入深度及形式可视岩石情况而定。

4)翼墙式洞门

翼墙式洞门俗称八字式洞门,是在端墙式洞门两侧或一侧加设翼墙(挡墙)而成。翼墙起支撑端墙及保持路堑边坡稳定的作用,同时对减少洞口开挖高度和压缩端墙宽度均为有利。翼墙顶面一般与仰坡的延长面一致,其上设置水沟,将仰坡和洞顶汇集的地表水排至路堑侧沟。当路堑开挖坡度较缓,岩层较差时,如采用端墙式洞门,由于边坡较缓,端墙宽度增加很多,相应须加大工程量,不经济,不如采用翼墙式洞门。由于翼墙和端墙很大一部分面积相接触,设计时考虑共同作用可以节省大量误工,且能增加洞门的抗滑和抗倾覆稳定性。因此,当地质条件较差,边仰坡较缓时,通常均采用翼墙式洞门。

5)耳墙式洞门(www.daowen.com)

耳墙式洞门即带有耳墙的翼墙式洞门,将翼墙式洞门端墙两侧各接出一个耳墙至边坡内,呈带耳墙的结构。这种洞门结构对于排泄仰、边坡地表汇水,阻挡洞顶风化落体,效果良好,并可大大减少对坡面的冲刷,洞口显得宽敞,结构样式美观,而且对于边、仰坡坡度不一致的洞口,设计时亦便于处理。

6)台阶式洞门

傍山隧道洞口,地面横坡较陡,为了适应地形,减少开挖,多采用台阶式洞门。此种洞门一般配合偏压隧道衬砌使用,故亦称偏压隧道门。它在靠山侧通常需设置挡墙以降低边坡开挖高度。低山坡一侧,如地质较差,地面较高,也可采用短挡墙。

7)斜洞门

当线路与隧道斜交时,如采用以上的几种正洞门,可能出现低山侧洞门端墙上部露空,或者高山侧因自然坡面陡而开挖很高。为了避免此种现象,通常将隧道门近于平行等高线设置,修建成斜交隧道门,简称斜洞门。由于洞门与线路的中线斜交,因而洞口环节衬砌跨度加大,受力复杂,为简化起见,此种洞门仅用于Ⅳ类或者Ⅳ类以上围岩、山体压力较小的洞口地段,并要求洞门端墙与线路的夹角不应小于45°。

2.明洞门

明洞门主要配合明洞结构类型设计,明洞有拱形明洞和棚洞之分,相应明洞门也分为拱形明洞门和棚式明洞门两大类。

棚式明洞门并不单独设置,通常即在棚洞洞口端横向顶梁上,加设端墙,以拦截落石,避免其坠入线路影响行车安全,故一般阐述的明洞门形式多是指拱形明洞门。

拱形明洞门可分为路堑式和半路堑式两类。路堑式明洞门有端墙式(常用柱式)和翼墙式两种,与一般的隧道洞门形式相类似。半路堑式明洞门多用于傍山线路,其山侧与原地层相接,为了适应傍山、横向面坡陡的地形,一般也多以台阶形式加高端墙,并在山侧设置挡墙支挡边坡,降低开挖高度。对外侧有覆盖填土的偏压明洞,为了支挡填土,设置较低的翼墙,并将洞门顶水沟的水经由翼墙顶引排。

3.削竹式洞门

随着人们环境保护意识的日益提高,近年来出现结合隧道洞门绿化和景观效果的新型洞门结构,其中代表性的就是斜切式洞门,也叫削竹式洞门。目前这种洞门形式运用得非常多,特别是在山区和桥隧相连较多的地区。其洞门的结构形式就是衬砌结构伸到仰坡以外,可以形成突出的环框,也可以根据仰坡坡度选取削切坡度减少洞口附近的刷坡,甚至不刷坡,保护了周边环境。这种洞门造型美观,表现大方,符合我国隧道设计提出的“早进晚出”的原则,也成为新型隧道门研究的重要形式。主要有正削竹式隧道门、倒式隧道门和弧形挡墙隧道门,都各有自身特点:正削竹式隧道门可以适应地形需要确定削切坡度,保护生态环境;倒削竹式隧道门可以适用于洞口地形险峻,围岩条件较好的地带。弧形挡墙隧道洞门,挡土挡水效果较好,两边的弧形挡墙与前方的路堑边坡挡土墙相连,形成整体。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈