东南大学隧道工程试卷要点总结

隧道工程目录第一章隧道勘察……………………………………………………2第二章隧道总体设计………………………………………………3第三章隧道结构构造………………………………………………9第四章隧道围岩分级与围岩压力…………………………………16第五章隧道结构体系设计原理与设计方法………………………22第六章隧道施工方法………………………………………………24第七章隧道钻爆法施工……………………………………………30第八章隧道的锚喷支护……………………………………………32第九章隧道掘进机开挖技术………………………………………3437 第一章隧道勘察隧道勘察的目的：①查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件②为规划、设计、施工提供资料为规划、设计、施工提供资料③对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价，提出合理的设计和施工建议④隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见隧道勘察的三个阶段①可行性勘察（预可行性研究；工程可行性研究；桥隧可行性研究现状）②初步勘察（收集资料；工程地质选定隧道线位；初步勘察资料整理）③详细勘察（目的：为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料；任务：在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围；步骤(1)前期的准备工作(2)沿线地质勘察(3)试验(4)资料整理(5)编写详勘报告）隧道勘察的主要方法①收集研究既有资料P7；②调查与测绘（1）自然概况（2）工程地质调查（3）工程地质测绘（4）调查测绘内容（地形、地貌、地层、岩性、地质构造；地表水和地下水、特殊地质、不良地层、地震；工程经验、施工条件、施工方法）隧道勘察的主要手段①挖探2～3米②简易钻探3～10米③钻探冲击钻、回转钻等可达100m以下④地球物理勘探物探根据密度、导电性等物理性质的差别勘测地层分布、地质构造、地下水位置；方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探；优点:简单迅速；缺点:间接判断，范围较大；物探根据岩土物理性质不同的分类：电法勘探、电磁法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探、放射性勘探（前三个为隧道常用）地质勘察①初勘：为隧道位置选择提供工程地质条件。目的任务：选定隧道位置；基本内容：查明控制隧道方案的工程地质问题；主要手段：以调查与测绘为主，配合物探。②详勘：为隧道施工图设计提供地质条件。目的任务：根据批准的初步设计对选定隧道位置详勘为施工图设计服务；基本内容：对主要的重大工程地质问题作出可靠结论；主要手段：坑探钻探物探水文勘察①隧道内涌水：恶化围岩稳定状态、导致施工困难、增大工程造价。地下水涌水调查内容：调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系；调查地下水的流量、流向及水质等；预测地下水的涌水量；利用钻探成果判断涌水情况；查明涌向隧道的地下水的范围。②地表枯水：造成工业用水和饮用水困难。枯水调查：目的：明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影响，造成工业地下水及供水受到影响，造成工业用水及居民饮水困难等；主要内容：地下水的利用状况、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等；与隧道涌水有关联的物探调查建筑环境评价P14目的：明确环境现状，不因修建工程而使环境恶化，研究有关对环境影响的内容及其程度；提出防止破坏环境的措施等。对现有生态环境保护的项目：①水资源保护②植被保护③特殊区(名胜古迹、温泉、风景等)保护④环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等)⑤弃碴处理隧道工程周围环境现状的调查：①地物地貌调查：洞口附近居民住宅，单位分布及规模②地形地质调查：地形特征、地质构造及不稳定地层类型③大气质量调查气象资料大气污染现状④水质调查：水源类型、供水量及方式、水源补给情况⑤37 噪声振动调查：运输装卸、通风机及爆破产生的噪声⑥生态资源调查：森林、草场、水域面积、野生动物预测环境影响P14、15大气、水质、振动与噪声、地表沉陷、动物与植物、自然景观环境影响的评价隧道工程的修建对当地环境会造成什么样的影响？根据掌握情况，对照影响指标进行评价。第二章隧道总体设计隧道位置选择重要性：在山区修建铁路或高等级公路时，隧道的比重往往是很大的，因此选择合理的隧道位置不仅是选线的重要组成部分，同时也关系着施工难易、工期长短、造价大小、运营安全和运输效率。考虑的因素：隧道与线路的相互关系：中、短隧道：原则上应依从于线路的位置；长大隧道：线路应依从于隧道最优方案影响隧道位置选择的因素：地质条件、水文地质条件、地形和地貌条件；投资条件、工期要求等；最根本的因素是地质条件和地形条件按地形条件选择隧道位置：平原微丘、重丘、山岭，这类隧道统称为山岭隧道与其它可行的方案进行比较比较的内容主要为技术和造价；一般而言，要克服地形条件带来的高程障碍有三种方案：1绕行方案（优点：技术要求小，投资省，工期短；缺点：线路延长，弯道增多，形成高大边坡；只有在确认对运营不会造成不良影响时才考虑使用。）2路堑方案（优点：造价低，施工速度快；缺点：路堑病害多，破坏植被；应以不形成高大边坡为原则）3隧道方案（优点：线路平缓顺直、缩短线路、节省运输时间、最大限度的保护了自然贮备、维修养护简单；缺点：造价高、施工进度慢；当线路遇到地形高程障碍时，应该优先考虑）长隧道与短隧道群方案的比较短隧道群（优点：工作面多、技术难度较低、施工进度快；缺点：线路延长、洞口易形成高大边坡、隧道结构偏压留下病害隐患）长隧道（优点：线路短、安全；缺点：同上）从安全运营的眼光来看，应该选择长隧道，避免短隧道群单线隧道与双线隧道方案的比较两座单线隧道方案和一座双线隧道方案的比较，这主要是针对铁路复线隧道而言双线隧道（优点：隧道对周边环境的影响宽度小，选线时易于安排布置，总的洞室段面开挖面积较小，开挖跨度较大，工作面较宽敞，利于作业，施工通风环境较好，维修养护较方便；缺点：断面跨度大，所受围岩压力也就大，不利于围岩的稳定，对支护的要求较高，列车活塞风效应差，因而运营通风效果受到影响）单线隧道（优缺点：正好相反）地形条件对隧道位置的影响就地形条件而言，山岭隧道可以分为越岭隧道（通过山区的交通干线往往要翻越分水岭，从一个水系进入另一个水系，这段线路称之为越岭线，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道，用于缩短线路，克服高程障碍）和河谷傍山隧道（山区铁路或公路除越岭地段以外，线路大多是沿河傍山而行，在地势陡峻的峡谷地段，常需修建的隧道即为傍山隧道，也有称之为河谷线隧道）两大类。越岭隧道的选址37 越岭隧道地段，一般山峦起伏，地形陡峻，工程地质和水文地质条件均较复杂，交通运输条件也比较困难，施工及弃碴场地狭窄，隧道施工往往控制全线或部分地段的工期。什么叫做垭口？当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处，称之为垭口。理由：减少隧道长度，降低造价。常常有若干个垭口可供选择。垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。选定最为理想的垭口。越岭隧道平面位置的选择：平面位置选择是指隧道穿越分水岭的不同高程及不同方向的垭口选择，着重考虑以下因素：路线总方向上的垭口；地质条件；隧道长度；两侧展线难易程度；工程量大小；路桥隧总体线形。选择垭口的方法：利用小比例尺地形图(如军用地图)、航空照片、卫星照片等；根据线路的航空线方向和克服越岭高程的不同要求进行大面积选线，录求可供越岭的几个垭口位置；然后进行可能通过的垭口、沟谷的比选。垭口比选的原则：1优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，此时垭口在两侧具备有良好展线的横坡时，一般越岭隧道较短。2虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件，又不损失越岭高程的垭口。3隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高相差不多并且两边河谷平面位置接近处。4工程地质和水文地质条件良好的垭口。经隧道长度、施工难度、运营条件等综合比选多个方案，最后确定最佳方案。越岭隧道标高选择：一般隧道标高越高，隧道长度越短，相应施工工期也短，但两端展线长度增加，且线路拔起高度大，运营条件差，线路通过能力降低；低标高隧道则与之相反，施工难度增加，施工期较长。因此，在选择越岭隧道标高时，考虑运营条件的改善和通过能力的提高，宜采用低标高方案，但必须进行地形、地质、施工、运营、经济等多种因素综合比较确定最优隧道标高。傍山隧道的选址傍山隧道的缺点：1依山傍水修建时，施工中容易破坏山体平衡，造成各种病害2因是在山体表层范围内修建隧道，常常遇到崩塌、滑坡、错落、松散堆积及泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂3一般埋深较浅，属浅埋隧道和短隧道群，洞身覆盖薄、易产生不对称的偏压情况4河道狭窄，水流湍急冲刷力强，对山坡稳定和隧道安全威胁较大傍山隧道的位置选择要点：保证最小覆盖层厚；尽量内靠；注意周围既有建筑对隧道稳定的影响；尽可能“裁弯取直”。应根据地形地质，河流冲刷情况以及洞外的相关工程和运营条件等综合考虑。采用较多、较长的隧道是今后山区道路发展的趋势。地质条件与隧道所需要的地质情况主要有：地质构造、岩体强度、水文地质条件、不良地质。地质条件与隧道位置的关系：(1)无论是越岭线路或沿河傍山线路，都力求选择在地质构造简单，岩性较好的稳固地层中通过(2)尽量避免通过断层、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、偏压显著、地下水丰富等地质不良地段(3)当绕避困难时，应尽量采取必要的工程措施地质条件与隧道位置的选择1单斜构造与隧道位置的选择在单斜构造的地区，岩层面间，有的是紧密贴附的，有的是出现裂缝又为一些细碎物质所填充。层间接触面比之岩层实体总是较为薄弱的，称之为软弱结构面。单斜构造地质必须事先把岩层的构造和倾角大小调查清楚，一定要尽可能避开软弱结构面。37 1．水平或缓倾角岩层：以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。2．陡倾角岩层：陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在。当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带，而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中。3．直立岩层：隧道通过直立岩层时，其中线宜垂直于岩层的走向穿过，切忌与岩层面平行，否则层间的垂直错动可能使隧道产生沿线路纵向的裂缝，应将隧道纵轴线设计成与层理面垂直，或争取最大的交角；尽量避开层间软弱结构面；当层状岩层较薄，并有软弱夹层，伴有微量地下水活动时，亦可产生不对称压力，在隧道开挖过程中，易产生坍塌。2褶皱构造与隧道位置的选择隧道穿过褶曲构造时，选在背斜中比在向斜中有利。如果恰在褶曲的两翼，将受到偏侧压力。当隧道通过褶皱构造时，应尽量避免将隧道置于背斜或向斜的轴部，而应将隧道置于翼部，则隧道所处的地质条件类似单斜构造。3断裂构造、接触带与隧道位置的选择断裂构造及不同岩层的接触带，裂隙发育，地下水量大，强度很低，往往是地下水的通道，一旦打穿就可能造成冒泥和涌水，开挖隧道易坍塌。尽量避开，无法避开时应尽量正交穿越，应做好各种施工应急措施并准备好紧急排水设备以应付突变情况。4不良地质段的隧道位置选择常见的不良地质条件及处理措施滑坡：尽量避开；若是多年静止的死滑坡或者古滑坡，不得已时可以把隧道置于滑坡体之内，但要进行上部剪裁，下部支档；如果对滑坡面的位置已经了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下的稳定岩体中。崩塌：不要把隧道置于地表不厚的傍山位置。岩堆：尽量避开；设置明洞穿越岩堆；宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体之中。泥石流：首先应判明泥石流的成因、规模、发展趋势，以决定隧道方案的可行性；避免把隧道放在冲积扇范围以内，以免堵塞隧道洞口；或建明洞，使泥石流在明洞顶通过。溶洞：避免穿越岩溶严重发育的网状洞穴区；不能避开时，选择使隧道通过岩溶地段为最短，以安全的工程措施穿越。不良水文地质：避开富水地区；加强排水措施。发育的地下水往往是引起施工塌方或运营病害的重要原因。大量工程实践表明：不论是河谷线还是越岭线，在具体选定隧道位置时都必须详细研究地质条件的影响，力求使隧道在较好的地质条件下通过，尽量减少不良地质条件的影响是极为重要的。隧道洞口位置的选择合理确定洞口位置的重要性：1有利于施工进洞；2对运营有着及其重要的意义；3隧道的长度由洞口的位置决定（铁路隧道长度指洞口外表面与内轨面的交点之间的长度，公路隧道长度是指洞门外表面与路面中点的交点之间的长度）。洞口位置选定的总原则----早进晚出原则：在决定隧道洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞影响洞口位置的因素：1边仰坡的稳定：适当延伸洞口，以减低边仰坡高度；2工程造价：尽量缩短隧道长度，延长路堑长度。只有在确保边仰坡稳定的前提下，才能考虑工程造价衡量指标：边仰坡坡率、高度洞口位置选择的地质和地形要求：1洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好，地下水不太丰富的地方；2不应设在排水困难的沟谷低洼中心，不要与水争路。理由：(1)沟谷地势狭窄不利施工(2)不利防洪排水(3)洼地一般地质条件较差；3洞口应尽可能设在线路与地形等高线正交处,使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力；4线路与等高线斜交无法避免时：可采用斜交洞门，但围岩类别应不小于Ⅲ级且斜交角度一般不小于45°；接长明洞；采用台阶式洞门；5当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应在洪水位以上；6为洞口稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高,37 不使新开出的暴露面太大；7当隧道穿过悬崖陡壁时，可贴壁进洞；8当隧道穿过悬崖陡壁时，岩壁稳定且落石或坍塌不可能时，一般不宜刷动原坡面，破坏地表植被，暴露风化破碎岩层，使洞口处于不利地位；9若洞顶危岩活石难以清除，或支护上有落石掉块危及行车安全时，应延伸洞口接长明洞至能坍落影响范围以外3～5m；10当洞口地形平缓时，由于选定洞口位置有较大的伸缩范围时，此时应结合洞外填方路堑施工难易、路堑排水支农要求、弃碴场地、施工力量及机械设备等情况全面考虑；11洞口以外应当留有生产活动的场所。总之，选定隧道洞口位置时，首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度，其次是避开不良地质区域和排水影响，最后才从经济方面进行比较。隧道的几何设计(1)线路平面设计：根据公路规范要求进行设计，平面线形一般采用直线、避免曲线。如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距要求。曲线隧道缺点：隧道建筑限界需要加宽，开挖面积增加；曲线隧道断面是变化的，因而施工技术较直线地段复杂；洞身弯曲，洞壁对气流的阻力加大、通风条件差；由于曲线关系，洞内进行施工测量时，操作变得复杂；曲线隧道的维修养护工作条件不如直线隧道曲线设计原则：采用较大的曲线半径和较短的曲线长度，以减小其不利影响；铁路隧道必须设置加宽和超高；公路隧道最好采用不设超高的，且能满足视距要求的曲线半径，不可设置加宽，否则必须设置加宽。双洞间距问题：对于高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞；最小净距按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定；一般情况可按表取值。分离式独立隧道的最小间距：围岩级别IIIIIIIVVVI最小净距（m）1.0B1.5B2.0B2.5B3.5B4.0B(2)纵断面设计：隧道中心线在垂直面上的投影。应综合考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求。纵坡类型：①单向坡（优点：可以争取高程，有利于自然通风，低位洞口出渣有利，因它是往上坡方向掘进，空车上坡，重车下坡，水自然排出；缺点：不利于高位洞口段施工；适用于：紧坡地段——指需要在较短的距离内拔高较大的高程）②人字坡（优点：与山坡的自然坡形一致、隧道两端都是往上坡施工，因而掘进、排水都有利。缺点：施工废气自然集聚于工作面，不利于通风、运营时，废气也会聚集在坡顶；适用于：不需要争取高程的越岭隧道。）控制隧道纵坡大小的主要因素：通风问题、排水问题隧道的纵坡坡度：不小于0.3%，以利排水，也不大于3%，汽车上坡排放的有害物质急剧增加，为通风效果考虑，宜将坡度控制在2%以内。单向通行时，设置向下的单坡对通风有利。因为汽车下坡时，发动机处于低功率状态，产生的有害气体少，但坡度不要大于3%，否则施工时，高位洞口的施工会有困难。隧道如双向对头掘进，为施工排水，可采用“人”字坡。对采用自然通风的隧道，坡度宜尽量采用大值，但也不能大于3%。采用人字坡的隧道，隧道两端的出渣与排水都有利，但通风较差，所以一般将坡度控制在1%以下。综合考虑排水和通风，以不妨碍排水的缓坡为宜。(3)净空断面横断面设计：P25根据围岩压力和支护结构等因素求取最经济值。隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间,包括隧道建筑限界、通风、照明及其它所需要的面积。建筑限界：为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。37 隧道净空除了包括隧道建筑限界以外，还包括通风管道、照明设施、防灾设备、监控设备、运行管理等附属设备所需要的足够空间，以及富余量和施工允许误差等。隧道行车限界：保证隧道中行车安全，在一定高度和宽度范围内任何物体不得侵入的限界墙效应：隧道边墙给驾驶员造成危险的心理影响，行车偏左减少了车道的有效宽度，从而导致隧道中交通容量的降低。隧道接线：保证有足够的视距和行驶安全注视点和注视时间：开始注视的点为注视点，从注视点到安全视距点所需时间为注视时间衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定隧道衬砌：一种超静定支护结构，是隧道的主体建筑(1)衬砌断面设计主要解决内轮廓线、轴线和厚度三个问题。衬砌内轮廓线：尽量贴近隧道建筑限界衬砌截面厚度：尽量减小衬砌截面厚度衬砌轴线：应满足受力要求实际上拱轴线是由前两者决定的，故独立因素为内轮廓线和衬砌厚度基本原则：当围岩的侧压力较小时，采用直墙式衬砌断面，当地质条件差时采用曲墙式断面。主要设计步骤：确定隧道类型，选定相应的建筑限界；根据围岩类别初步拟定截面厚度；编制计算机程序，对拟定的衬砌断面进行优化计算比较，得出他们最优解时所对应的断面几何参数；应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学验算，并对有关结果做出评价。(2)内轮廓线设计衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界，结构的任何部位不应侵入限界以内。同时，隧道内轮廓应考虑通风、照明、安全、监控等内部装修设施所必需的富余量。从经济的观点，内轮廓先应尽量减小洞室的体积，即使土石开挖量最省。力求开挖和衬砌的数量最小。衬砌内表面力求平顺，考虑衬砌施工的简便，使结构在受力及围岩稳定方面处于有利条件。隧道衬砌断面的轴线应当尽量与断面压力线重合，使各截面主要承受压应力。若两线重合，结构的各个截面都只承受单纯的压力而无拉力，最理想。事实较难做到。一般结构的轴线接近于压力线，使各个截面上主要承受压力，而极少断面承受很小的拉力，充分利用混凝土材料的受压性能。设计目的：衬砌内轮廓线应满足限界要求、满足受力要求、开挖量最优当衬砌受径向分布的水压时，轴线以圆形最好；当衬砌主要承受竖向压力或同时承受不大的水平侧压力时，结构轴线上部采用圆弧形或尖供形心圆拱），下部可以采用直墙式衬砌；当承受竖向压力和较大侧压力时，宜采用五心圆曲墙式衬砌（上部采用圆弧形或者平供形，下部采用凸向外方的圆弧形，即曲墙）；当有沉陷可能受底压力时，宜加设仰拱的曲墙式衬砌。(3)衬砌厚度随所处地质条件和水文地质条件不同而有较大变化，并且与隧道的跨径，荷载大小，衬砌材料以及施工条件等有关。根据以往经验，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱脚部分加厚20—50％的变截面。仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。(4)衬砌断面衬砌断面的形状：①直墙式圆弧拱②三心圆拱③单圆拱衬砌断面的轮廓线：①衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间为隧道的净空断面。②37 衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。该线又称为最小开挖线。③实际开挖线：为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避免的成为不规则形状。超挖部分的大小叫超挖量，一般不应超过10cm。实际上凸凹不平，这样10cm的限制线只能是平均线，它是设计时进行工程量计算的依据。用钻爆法施工时，很难掌握刚好达到平均线，常常比它大，造成了不必要的工程量，如何控制它？如何控制超挖，至今仍是一个难题。按设计要求所有超挖部分，都须用片石回填密实。由于施工上的困难，不容易作到密实。但这是设计及施工中都应着重强调的问题。公路隧道衬砌内轮廓线的求法：主要步骤如下：(1)确定建筑限界；(2)确定弧形；(3)计算验证、调整。以上过程是个反复循环的过程。公路隧道设计规范JTGD70-2004规定隧道内轮廓统一标准，即拱部为单心圆拱，拱墙为大半径圆拱，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。隧道勘测设计文件的内容：公路隧道勘测设计的成果是设计文件，应按交通部颁发的《公路基本建设工程设计文件编制办法》和《公路隧道勘测规程》的要求进行编制。(1)隧道勘测说明书。内容如下：1．沿线隧道概况及自然概况；2．工程地质及水文地质情况；3．气象、环境和有关政策法令情况；4．施工条件(包括施工场地、工程设备、给排水、动力、施工道路、弃渣场、建筑材料来源等)；5．隧道方案(2个或2个以上)的比选情况和在设计注意事项；6．对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议；7．存在问题以及解决办法的建议，有关协议、纪要等；8.隧道线路方案平面图；比较方案(2条以上)应绘入图内，并附有方案比较说明，采用方案的理由；9．隧道线路地质平面图；显示地质构造、岩层产状、不同地质的分界线，水文地质情况、地物、地貌等。10．隧道纵断面图；显示隧道全貌，埋置深度，地质和水文地质以及线路条件，图上除注明里程、地面标高外，尚应注明设计坡度；设计标高及线路曲线要素。11．隧道洞口地形平面图，一般为洞口前后及两侧各宽约60m。(2)施工图设计文件。1．隧道平面图：显示地质平面、隧道平面位置及路线里程和进出口位置等。设U形回车场、错车道、爬坡车道时，应显示其位置和长度。2．隧道纵断面图：显示隧道地质概况、衬砌类型（有加宽或设U形回车场时，应显示加宽值及加宽段长度)、埋深、路面中心设计标高、有高路肩时显示路肩标高、设计坡度、地面标高、里程桩等。3．隧道进口(出口)纵横断面图,显示设置洞门处的地形、地质情况、边仰坡开挖坡度及高度等。4．隧道进口(出口)平面图，显示洞门附近的地形、洞顶排水系统(有平导时，与平导的相互关系等)、洞门广场的减光设计等。5．隧道进口(出口)洞门图：显示洞门的构造、类型及具体尺寸，采用建筑材料、施工注意事项，工程数量等。有遮光棚等构造物时，应显示其与洞身连结关系及完整的遮光棚构造设计图。6．隧道衬砌设计图：显示衬砌类型、构造和具体尺寸、采用的建筑材料；施工注意事项、工程数量等。设回车场、错车道、爬坡车道时应单独设计。7．辅助坑道结构设计图。7．辅助坑道结构设计图。8．运营通风系统的结构设计图。9．运营照明系统的结构设计图。10．监控与管理系统结构设计图。11．附属建筑物的结构设计图。较长隧道的施工图设计一般应包括如下内容：(1)隧道平面图；(2)隧道纵断面图；(3)隧道进出口平面图；(4)隧道进出口洞门设计图；(5)隧道衬砌结构设计图(6)隧道防排水设计图(7)辅助坑道结构设计图；(8)运营通风系统的结构设计图；(9)运营照明系统的设计图；(10)监控与管理系统的结构设计图；(11)附属建筑物的结构设计图。在整个施工图设计文件中应有隧道设计说明书。对隧道概况、设计意图及原则、施工方法及注意事项等做概括说明。中小隧道的设计内容酌减。37 隧道展线：螺旋线隧道和套线隧道是常用的隧道形式洞身覆盖厚度：傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免冲刷偏压、隧道位置宜往山体内侧靠，一般要求隧道外侧最小覆盖厚度应满足规范。尽量内靠：河岸中存在冲刷现象或河道窄、水流急，冲刷力强的地段，要考虑河岸受冲刷对山体和洞身稳定的影响，隧道位置宜往山体内侧靠一些，最好设在稳定的岩层中。周围既有建筑对隧道稳定的影响：傍山隧道位置应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡年可能坍塌和便道施工对洞身稳定的影响。沿河线截弯取直作隧道：沿河线常碰到河道弯曲极大，山体凸出，形成山嘴；线路沿河绕行，线路长而弯曲；运营条件差，桥、隧、挡相连，工程复杂，施工干扰大；取直作长隧道，线路顺直。线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。如山嘴地段地形陡峻、地质复杂，河岸冲刷严重，以路堑或短隧道通过难以长期保证运营安全时，应尽可能用“裁弯取直”，以较长隧道方案通过。第三章隧道结构构造1洞身衬砌洞身支护结构：是指施作在隧道洞身，对开挖坑道进行支护和保护的结构护和保护的结构。开挖坑道后，由于坑道所在范围内的岩体被挖掉被挖掉，这部分被开挖的岩体对周围岩体这部分被开挖的岩体对周围岩体的支撑作用被解除，周边岩体发生向洞内净空的收敛变形净空的收敛变形，此时除了稳定性特别好此时除了稳定性特别好的围岩，一般都应做支护。支护结构类型：①外部支护。从外部支撑着坑道的围岩，如整体式混凝土衬砌、砌石衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土支护等②内部支护。内部支护对围岩进行加固以提高其稳定性，如锚杆支护，喷锚支护喷锚支护、压入浆液等压入浆液等③混合支护。将外部支护将外部支护和内部支护结合使用的支护类型内部支护结合使用的支护类型，如如整体式衬砌衬砌结构类型：衬砌结构形式，主要根据要根据地质质地形条件形条件，考虑结构受力的合理性、施工方法等因素来确定来确定。①整体式衬砌。整体式衬砌是传统衬砌结构型式，在新奥法（NATM）闻世前广泛应用于隧道工程中，目前在山岭隧道中还有不少工程事例。该方法不考虑围岩的承载作用，主要通过衬砌的结构刚度抵御地层的变形通过衬砌的结构刚度抵御地层的变形，承受围岩的压力。整体式衬砌采用就地整体模筑混凝土，其方法是在隧道内树立模板、拱架，然后浇灌混凝土而成（立模—浇注—养护—拆模）。优点：对地质条件和施工条件的适应性较强；易于按需要成型；整体性好；抗渗性好抗渗性好。缺点：需要养护时间；受力较慢；断层带和含粘土层岩中采用这种整体式混；凝土衬砌成本高凝土衬砌成本高，受到时间的制约。分类：按照结构特点：1直墙式衬砌。适用条件：竖向围岩压力大、水平围岩压力很小的情况下的情况；地质条件较好，一般适用于Ｉ－Ⅲ级围岩，有时也可用于Ⅳ级围岩。衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙、下部铺底组成。对于道路隧道，直墙式衬砌结构的拱部可采用割圆拱、坦三心圆拱或尖三心圆拱。三心圆拱指轴线由三段圆弧组成，其轴线形状比较平坦(r1>>r2)时称为坦三心圆拱，形状较尖(r2>>r1)时称为尖三心圆拱，若r1＝r2＝r时即为割圆拱。两侧边墙是与拱圈等厚的竖直墙，与拱圈平齐衔接。洞内一侧设有排出洞内积水的排水沟，所以有水沟一侧的边墙深度要大些。整个结构是敞口的，不闭合，只是以混凝土作为平槽，称之为槽底。半衬砌：在地质条件极好，整体岩层坚固的情况下，几乎没有水平侧压力，没有地下水侵入，可以只设拱圈，称之为半衬砌。半衬砌使用不多。简化边墙：在侧向压力不大，地质条件好，不采用半衬砌时，可以简化边墙用连拱式边墙，边墙可以采用连拱或柱，称为连拱边墙或柱式边墙。2曲墙式衬砌。37 通常为了抵抗较大的水平压力把边墙也做成曲线形状。当地基条件较差时，为防止衬砌沉陷，抵御底鼓压力。使衬砌形成环状封闭结构，可以设置仰拱。由顶部拱圈、侧面曲边墙、底部仰拱组成，适用于地质差、岩体松散破碎、强度不高，有地下水，侧向水平力大。装配式衬砌—预制管片衬砌：按照衬砌的几何形状，将衬砌分为若干个部分在洞外或工厂成批预制好外或工厂成批预制好，再运到洞内运用机械拼装再运到洞内运用机械拼装。适用于：盾构隧道、掘进机隧道。优点：一经装配成环经装配成环，不需要养护时间即可以承受围岩压力；预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内机械化拼装，改善了劳动条件；拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而从而节省支撑材料和劳力；拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，降低造价。缺点：接缝多，整体性差，抗渗性差，构件尺寸要有高精度。应满足的条件：强度足够而且耐久；能立即承受荷载；装配简便，构件类型少，形式简单，尺寸统一，便于工业化制做和机械化拼装；构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；有防水的设施。喷锚支护：喷射混凝土是以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土拌合料和水汇合成浆状，喷射到坑道的岩壁上凝结而成。施作步骤：开挖—喷混凝土—打入锚杆。不是用刚度强大的结构物抵抗围岩所给予的压力荷载，而是作为柔性衬砌，与围岩合为一体，共同作用，调动或者发挥围岩的自稳能力。喷射混凝土的拌和材料是：标号不低于32.5号的普通硅酸盐水泥和粒径不应大于16mm的坚硬耐久的卵石或碎石，以及不含土质或杂物的河砂，再加上少量的速凝剂。喷层的厚度一般最薄不应小于5cm,最厚应不大于25cm。在比较松散软弱的岩层中，可以加金属网或钢支撑，使之结合成一体，变为钢筋混凝土层，构成一种支护形式，简称喷锚支护。锚杆：是一种插入到围岩岩体内的杆形构件，利用锚杆杆体或杆端锚头的膨胀作用，或利用灌浆粘结，把锚杆固定在岩体内，增加了岩体的紧密程度，补强了抗剪能力，起到了组合、悬吊及挤压加固的作用，提高了围岩的自稳能力。优点：充分发挥围岩的自承能力；有效利用洞内净空有效利用洞内净空；高作业安全性和作用效率；能适应软弱和膨胀性地层中的隧道开挖及用于整治坍方和隧道衬砌的裂损及用于整治坍方和隧道衬砌的裂损。采用锚喷衬砌后内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车中视觉感观。在高等级道路或城镇及附近的隧道，应根据需要考虑内装，以消除上述缺点外，也便于照明、通风的安装，提高洞内照明、防水、通风、视线诱导、减少噪音等的效果。锚喷衬砌的内轮廓线，宜采用曲墙式的断面形式，是为了使开挖时外轮廓线圆顺，尽可能减少围岩中的应力集中，减小围岩内缘的拉应力，尽可能消除围岩对支护的集中荷载，使支护只承受较均匀的形变压力，使喷层支护都处在受压状态而不产弯矩。锚喷衬砌外轮廓线除考虑锚喷变形量外宜再预留10cm。其理由是：锚喷支护作为永久衬砌目前在设计和施工都经验不足，需要完善的地方还很多，尤其是公路部门，这样的施工实例还不多；锚喷支护作为柔性支护结构，厚度较薄，变形量较大，预留变形量能保证以后有可能进行补强和达到应有的补强厚度而留有余地；另外，还估计到如锚喷衬砌改变为复合衬砌时，能保证复合衬砌的二次衬砌最小厚度20cm。37 不适用情况：在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚喷衬砌作为永久衬砌。大面积涌水地段，喷射混凝土很难成型且即使成型，其强度及与围岩的粘结力无法保证；锚杆与围岩的粘结，锚杆的锚固力也极难保证固力也极难保证，难于发挥锚喷支护所应有的作用难于发挥锚喷支护所应有的作用。膨胀性围岩和不良地质围岩，如粘土质胶结的砂岩、粉砂岩、泥砂岩、泥岩等软岩，开挖后极易风化、潮解，遇水泥化、软化、膨胀，造成大的围岩压力，稳定性极差，甚至流坍堆积层、破碎带等不良地质，往往有水，施工时缺乏足够的自稳能力和一定的稳定时间。这样，锚杆无法同膨胀性围岩和有水堆积层、破碎带形成可靠的粘结，喷射混凝土与围岩面也很难形成良好的粘贴。因此，锚喷支护就难于阻止围岩的迅速变形和通过锚喷支护形成可靠、稳定的承载圈。不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况还包括：对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求衬砌内轮廓很整齐要求衬砌内轮廓很整齐、平整平整；辅助坑道或其它隧道与主隧道的连接处及附近地段；有很高的防水要求的隧道；还有围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者等沉落或拆除者等；地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀料的腐蚀；寒冷和严寒地区有冻害的地方等。类型：锚杆支护、喷射混凝土支护、喷射混凝土锚杆联合支护、喷射混凝土钢筋网联合支护、喷射混凝土与锚杆及钢筋网联合支护、钢架喷射混凝土联合支护。以上介绍的几种衬砌类型都是单层衬砌，如果衬砌不只如果衬砌不只一层层，则是复合式衬砌。复合式衬砌—新奥法：衬砌结构不止一层，而是两层、三层或更多的层，在不同的时间上先后施作的。目前大多使用外衬和内衬两层。基本组成：外衬、防水层、内衬。外衬（亦称初次衬砌）：使用能达到早强的喷射混凝土和锚杆，使柔性的外衬既能容许围岩有所变形，而又约束它不让它变形发展太大太快。内衬（亦称二次衬砌）—内衬可以用喷射混凝土层柔性结构，也可以用较厚的模筑混凝土。防水层—内外层衬砌之间的防水层可以用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，或用喷涂乳化沥青等防水剂。初期支护是限制围岩在施工期间的变形，达到围岩的暂时稳定；二次支护则是提供结构的安全储备或承受后期围岩压力。优点：极限承载能力比同等厚度的单层混凝土衬砌提高20-30%，如能调整好内衬的制作时如能调整好内衬的制作时间，还可以既改善结构的受力条件。二次衬砌完成后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感，采用防水层，防水效果好。缺点：造价高，施工复杂，复合式衬砌遇到下列情况时，应慎重对待，必要时应辅以相应的加固措施：拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；有明显偏压力时；在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；在大膨胀性的地层中时；在大涌水的地层中时；在严重冻害的地区中时。复合衬砌的设计，目前以工程类比为主，理论验算为辅，结合施工，通过测量、监控取得数据，不断修改和完善设计。复合衬砌设计和施工密切相关，应通过量测及时支护，并掌握好围岩和支护的形变和应力状态，以便最大限度发挥由围岩和支护组成的承载结构的自承能力。通过量测，掌握好断面的闭合时间；保证施工期安全。确定恰当的支护标淮和合适的二次衬砌时间，达到作用在承载结构上的形变压力最小，且又十分安全和稳定。在确定开挖尺寸时，应预留必要的初期支护变形量，以保以保证初期支护稳定后二次衬砌的必要厚度。当围岩呈“塑性”时，变形量是比较大的。由于预先设定的变形量与初期支护稳定后的实际变形量往往有差距，故应经常量测校正，使延续各衬砌段预留变形量更符合围岩及支护变形实际。两层衬砌之间宜采用缓冲两层、隔离的防水夹层，其目的是，当第一层产生形变压力较大时仍给予极少量形变的可能，可降低形变压力。而当一次衬砌支护力不够时，可将少量形变压力均匀传布到二次衬砌上，并依靠二次衬砌进一步制止继续变形，且不使一次衬砌出现裂缝时，二次衬砌也出现裂缝。由于二层衬砌之间有了隔离层（即防水夹层），则防水效果良好，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。连拱式衬砌：将两隧道之间的岩体用混凝土取代或者说将两隧相邻的边墙连接成一个整体，形成双洞拱墙相连的一种结构形式。中墙最关键。优点：引线占地面积少，尤其应用于城市中时，可大大减少拆迁可大大减少拆迁，降低降低工程费用程费用，便于公路桥隧和铁路站隧相连，可保持路线线性流畅可保持路线线性流畅，且断面造型美观且断面造型美观，便于营运管理便于营运管理。缺点：对中墙的要求高；造价相对独立双洞高；开挖需顾及对邻洞的影响，工程进度较慢，适用于洞口线路衔接困难、长度不超过500m的短隧道。洞门洞门的概念及其作用：洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构。稳定边坡；减少洞口土石方开挖量；装饰洞口；引离地表流水引离地表流水。洞门的形式：①端墙式洞门②翼墙式洞门③环框式洞门④台阶式洞门⑤削竹式洞门⑥遮光棚式洞门端墙式洞门——一字式适于地形开阔，岩质基本稳定岩质基本稳定II--III级围岩结构特点：能抵抗山体纵向推力。端墙的作用37 支护洞口仰坡，保持其稳定；并将仰坡水流汇集排出。构造要求端墙高度应使洞身衬砌上方尚有1m以上回填层；洞顶水沟深度应不小于0.4m；应设置挡碴防护墙，高度从仰坡坡脚算起应不小于0.5m，水平方向不宜小于1.5m；端墙基础应设置在稳固的地基上，其深度视地质条件、冻害程度而定，一般应在一般应在0.6～1.0m左右；墙厚按挡土墙计算，宽度与路堑横断面相适应。一般采用等厚的直墙。墙身微向后倾斜，斜度约为1：0.1。翼墙式洞门——八字式适用于山体的纵向推力较大，洞口地质较差的IV级及以上的围岩。构造特点：在端墙式洞门以外，增加单侧或双侧的翼墙。作用：翼墙与端墙的共同作用，以抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑动和抗倾覆的能力。翼墙的正面端墙一般采用等厚的直墙，微向后方倾斜，斜度为1：0.1。翼墙前面与端墙垂直，顶面斜度与仰坡坡度一致。顶面上一般均设置排水沟，将端墙背面排水沟汇集的地表水排至路堑边沟内。柱式洞门适用于地形较陡、地质条件较差，仰坡有下滑的可能性、而同时受到地形或地质条件限制，不能设置翼墙构造特点：可以在端墙中部设置两个或4个断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性环框式洞门适用于：洞口石质坚硬而稳定的I级围岩，地形陡峭而又无排水要求。作用：加固洞口、减少雨后洞口滴水、简单的装饰。是一种不承载的简单洞口。环框微向后倾，其倾斜度与顶上的仰坡一致，宽度与洞口外观相匹配，一般不小于70cm削竹式洞门在公路隧道中被普遍使用，适用于：隧道洞口段有一节较长的明洞衬砌时，由于洞门背后一定范围内是以回填土为主，山体的推滑力不大；地形相对比较对称和不太陡峭。特点：洞口边仰坡开挖量少、减少对植被的破坏和有利于环境保护。适用各种围岩类别。台阶式洞门适用于：洞门处于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时。作用：减小仰坡高度及外露坡长，减少仰坡土石开挖量，美化环境。构造特点：可以将端墙一侧顶部改为逐步升级的台阶形式。斜交洞门适用于：线路方向与地形等高线斜交。特点：将洞门做成与地形等高线一致，使洞门左右可以仍保持近似对称。但衬砌洞门段和洞门相对于线路呈斜交形式，斜洞门与线路中线的交角不应小于45度一般斜洞门与衬砌斜口段是整体砌筑的。由于斜洞门及衬砌斜口段的受力情况复杂，，施工不方便，所以只有在十分必要时才采用。突出式洞门铁路隧道为了减缓高速列车的空气动力学效应，在单线隧道洞一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼做隧道洞口。公路隧道采用较多，主要是为了减少洞口工程量和装饰洞口。对于山体本身的破坏是较小的，对于自然环境的保护是有利的。遮光棚式洞门遮光构造物有开放式和封闭式，形状上又有喇叭式与棚式之分景观洞门作用：装饰洞口，美化环境，多在城市近郊或重大工程中，和环境融为一体弧形洞门将端墙、翼墙合二为一，稳定山体，阻挡落石，防止流水洞门的构造要求仰坡坡脚至洞门端墙顶帽背的水平距离，一般不小于1.5m。洞门端墙顶宜高出仰坡坡脚不小于坡坡脚不小于0.5m。洞门端墙与仰坡之间、水沟沟底至衬砌拱顶外缘的高度，一般不小于1m。洞门端墙、翼墙和挡土墙截面厚度应满足规范要求。洞门端墙、翼墙和挡土墙应根据情况设置伸缩缝和沉降缝。洞门翼墙和挡土墙身应设置泄水孔。洞门基础：门端墙、翼墙、挡土墙基础必须置于稳固地基上；在松软地基上设置基础，当地基承载力不足时，可结合具体条件采取换填、扩大基础、换土、桩基、地基加固等措施。基础埋置深度：洞门端墙、翼墙、挡土墙基础应埋入路基面以下一定深度。土质地基埋置深度不应小于1米。且应符合基底应力的要求。洞门端墙嵌入路堑边坡的深度根据坡度不同取值30－50厘米。在洞门端墙厚度范围内的洞口衬砌基础埋置深度，应与端墙基基础相同。37 洞门施工要求：洞门宜尽早修建，并尽可能避免在雨季施工；当洞口边、仰坡土石有剥落可能时，坡面应清理并予以防护；洞门端墙厚度范围内的结构，应与洞口环节衬砌采用同一材料整体灌筑。翼墙和洞口挡土墙应与端墙同时砌筑．当翼墙需分段修建时，其墙身应留施工缝，并应检算施工状态稳定性。洞门端墙,翼墙,挡土墙墙身砌出地面后,基坑必须及时回填夯实，顶面作成不小于4%的排水坡明洞明洞及其适用条件：明洞是隧道的一种变化形式，明挖法修筑、明洞特点：在露天的路堑地面上在露天的路堑地面上，或在敞口的基坑内，先修筑结构物然后再回填覆盖土；地面建筑、地面建筑；费用要比暗挖的隧道高费用要比暗挖的隧道高。适用条件：隧道的进出口；地质条件差且覆盖层薄地质条件差且覆盖层薄，，暗挖法难进洞暗挖法难进洞；洞口路堑边坡有落石而危及行车安全时洞口路堑边坡有落石而危及行车安全时；铁路、公路、河渠必须在铁路上方通过且不宜做立交桥或涵渠。类型：拱式明洞：①路堑式（路堑对称式、路堑偏压式）②半路堑式半路堑式（半路堑偏压斜墙式、半路堑单压耳墙式）棚式明洞：①盖板式②悬臂式拱式明洞由拱圈、边墙和铺底组成；内轮廓线与隧道也一致；结构的截面尺寸要结构的截面尺寸要略大略大一些。内外墙身采用混凝土结构，拱顶采用钢筋混凝土结构；必要时加设仰拱；拱形明洞整体性好，能承受较大的垂直压力和侧压力。隧道进出口两端的接长明洞；路堑边坡不稳定地段修建的独立明洞等。①路堑式拱形明洞位于两侧都有高边坡的路堑中。分为对称式和偏压式。适用于洞顶地面平缓，路堑两侧地质条件基本相同；原山坡有少量坍塌、落石；隧道洞口岩层破碎，洞顶覆盖较薄，难以暗挖法修建隧道的地段；两侧山坡高差较大的路堑；高侧边坡有坍塌，落石或泥石流；低侧边坡明洞墙顶以下部分为挖方，且能满足外侧边墙嵌入基岩要求的地段。②半路堑式拱形明洞适用于：傍山隧道的洞口或傍山线路上，一侧边坡陡立且有坍方、落实的可能；隧道通过不良地质段需要提前进洞。结构特点：内轮廓与隧道一致，左右对称；外墙相对加大；基础在稳固的基岩上；拱圈可是变截面③偏压斜墙式适用于：地下倾斜，一侧处路堑有较宽敞的地面供回填石的地面供回填石，单压耳墙式用于靠山侧边坡或原山坡有坍塌原山坡有坍塌、落石等情况，外侧地形陡峻无法填土地段。结构特点：在结构的外墙顶上，接高一段挡墙，可以用钢筋混凝土做拱圈，外边墙体积大，可以用混凝土或石料棚式明洞用于当山坡坍方，落石的数量少，山体侧压力不大，因受地质、地形条件的限制，外侧没有足够的场地设置外墙及基础，难以修建拱形明洞时。棚式明洞的类型主要取决于外侧边墙的结构形式。通常有墙式、钢架式，柱式和悬柱式和悬臂式等棚式明洞墙式明洞内墙、外墙、钢筋混凝土盖板组成钢架式明洞地形狭窄，山坡较陡，基岩埋置较深而上部地基稳定性较差时。采用钢架式外墙，外墙结构为连续框架；因此对地基承载力要求较高柱式明洞外墙为独立柱和纵梁方式，结构简单，预制吊装方便，但整体性较差悬臂式明洞当山坡较陡，坡面有少量落石，且外侧地基不良或不宜设基础时，为了保持棚洞的稳定，要求悬臂必须深要求悬臂必须深入稳定的基岩内。抗震性能差，施工要求较高。明洞建材：拱圈应采用钢筋混凝土，内边墙视情况而定，可以是钢筋混凝土，或者是素混凝土。当外边墙有足够的地方时，可以用石料建成厚墙体，以节约混凝土明洞边墙基础必须置于稳固的地基上当基础位于软弱地基上时，基础可采用仰拱37 ，整体式钢筋混凝土底板整体式钢筋混凝土底板等结等结构，或者采用桩基、扩大基础、基加深和地基加固处理等措施。外墙基础趾部，应有应有一定的嵌入深度明洞基础应遵守隧道衬砌基础的有关规定明洞填土在拆除外模后应立即做好防水层及纵向盲沟向盲沟，保保证排水通畅。墙背回填应两侧对称进行。墙后排水设施应与回填同时施工。拱圈混凝土达到设计强度且由人工夯实回填至拱顶以上1m以前，不得采用机械回填。拱背回填应对称分层夯实附属建筑设施①紧急停车带专供紧急停车使用的或者转向的位置高速公路、一级公路的特长隧道，应根据需要设置紧急停车带；规定2km以上隧道必须设置宽2.5m，长25～～40的紧急停车带，间隔750m②横洞和预留洞室横洞：双洞公路隧道横向连接起来的连接行车方向分离的双洞公路隧道，长度超过400m时宜设置行人横洞，长度超过800m时宜设置行车横洞500m以上的高速公路隧道和一级公路隧道宜设置专用消防器材洞室③运营通风建筑物机械通风方式：1纵向式通风纵向射流式通风：适用于双向交通时可用于长度1km以下的隧道，单向交通时可用于2km左右的隧道。基本原理:射流风机均为轴流风机，因为采用的风机出风口风速较大，对隧道内的空气纵向流动起到了引射作用，故称射流风机。风机布置：在同一个断面上设置一至两台风机，风机的纵向间距为70m左右，风机距洞口的距离可长些，可取100m有竖井的纵向式通风；2半横向式通风：适用于1-3km长的隧道使隧道内的污染浓度大体上接近一致，这优于纵向式通风3全横向式通风：特点是风在隧道的横断面方向流动，一般不发生纵向流动，有利于防止火灾蔓延和处理烟雾。长大隧道、重要隧道和水底隧道中，最好采用全横向式通风4混合式通风：一般仅限公路隧道，根据隧道的具体条件和需要，由竖井与各种通风方式组合成为最合理的通风系统通风方式的选择因素：隧道长度、隧道交通条件、地质条件、地形与气象条件、风速要求、隧道类型。水底隧道——全横向式通风、圆形断面的水底隧道比矩形断面更适合城市隧道——全横向式、半横向式交通量、行人山岭隧道——纵向式通风和半横向式经济④运营照明设施隧道运营的视觉问题：黑洞效应(黑框效应)、白洞效应、适用的滞后效应、隧道烟雾能见度低、出洞口眩光。隧道照明规定：公路隧道中长度超过100m的高速公路，一、二级公路隧道设置昼夜不断的照明对于能通视、交通量较小，行人密度不大的短隧道可不设白天的照明。照明设置区段划分：洞口接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段。接近段的减光建筑与减光措施：减光建筑遮阳棚遮光格栅减光措施路基两侧种植常青树采用削竹式洞门大幅坡面绿化采用冷色调隧道防排水水对隧道的危害：降低围岩的稳定性，增加开挖难度，且增加了支护的难度和费用，甚至需采取超前支护或预注浆堵水和加固围采取超前支护或预注浆堵水和加固围岩。地下、地上水位下降及水环境的改变，影响农业生产和生活用水；或被迫停工，影响工程进展等；耐久性；冻胀开裂破坏；冰凌侵入净空；路面结冰危及行车安全；降低隧道内各种设施的使用功能和寿命。隧道防排水一般规定37 ：拱部不滴水、边墙不滴水；；路面不冒水、不积水、设备箱洞处不渗水。冻害地区隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。隧道防排水原则：防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理，隧道防排水设计应对隧道地表水、地下水妥善处理，，洞内外应形成一个完整通畅的防排水系统。防指衬砌防水，即防止地下水从衬砌背后渗入隧道内。其办法是充分利用混凝土结构的自防水能力（防水混凝土），并在衬砌与支护之间设置防水层。外贴式防水层粘贴在衬砌的外表面，如沥青油毡、复合工布、内贴式防水层、复合衬砌的防水板、喷涂式防水层。排就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道。堵就是以衬砌混凝土为基本防水层，以其它防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进人隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。截就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使不进入隧道工程范围内。截水天沟；裂缝堵塞；井点降水。结合就是因地制宜，综合考虑，适当选择治水方案，做到技术可行，费用经济，效果良好，保护环境。这要根据围岩的工程地质条件，地下水的水量大小及埋藏和补给条件，工程结构的设计使用要求，施工技术水平及环境保护要求等情况来选择确定。设计，施工、维修相结合，但以施工为主，充分结合现场实际，实行点面结合，将大面积渗漏水汇集为局部出水，进行有组织排水。隧道防水措施：①喷射混凝土防水：适用：围岩有大面积裂隙渗水，水量压力较小时，结合初期支护采用喷射混凝土堵水，加大速凝剂用量，进行连续喷射，在主裂缝处不喷射混凝土，使水流能集中于主裂隙流入盲沟，通过盲沟排出。②塑料防水板防水：适用：围岩有大面积裂隙渗水，水量、压力不太大时。初期支护施作完毕，二次衬砌施作前。岩壁全断面铺设防水板防水③模筑混凝土衬砌防水：适用：模筑混凝土本身就有一定的抗渗阻水能力。普通混凝土的抗渗性能较差。保证混凝土衬砌的抗渗防水性能。④涂料防水：在隧道内表面喷涂或刷涂防水涂料，如乳化沥青、环氧焦油等。在山岭隧道中应用还不是很广泛。⑤防水砂浆抹面：是在普通水泥砂浆中掺加各种防水剂，提高抹面的防水性能。氯化铁防水砂浆、氯化钙防水砂浆。在隧道内产生较大变形的部位，由于防水砂浆是一种刚性防水层，不宜采用。⑥注浆堵水：围岩破碎、含水、易坍塌的地段，采用注浆加固围岩和防水措施。化学注浆，比较有效。压注水泥砂浆，效果一般。⑦防止地表水的下渗。隧道排水措施：隧道内纵向应设排水沟；遇围岩地下水出露场所，在衬砌背后设竖向盲沟或排水管（槽）、集水钻孔等予以引排，对于颗粒易流失的围岩，不宜采用集中疏导排水。根据工程地质和水文地质条件，应在衬砌外设环向盲沟、纵向盲沟和隧底排水盲沟。当地下水发育，含水层明显，采用辅助坑道。采用盲沟—泄水孔—排水沟对洞顶地表的深坑加以回填，裂缝进行堵塞。地表水上游设截水导流沟，地下水上游设泄水洞。隧道内排水建筑物：①排水沟：承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧道。通常与仰拱混凝土或底板混凝土同时模筑，保证水沟的整体性。断面根据水量大小确定。隧道纵向排水沟，有单侧、双侧、中心式三种形式。宜优先设置双侧水沟。有仰拱的隧道或需设置深埋水沟的隧道，考虑设置中心水沟。侧式水沟设在线路一侧或两侧，视水流量大小而定。当为单侧时，应设在来水的一侧，如为曲线隧道，应设在曲线内侧。双侧水沟应隔一定距离设置横向联络沟，以平衡不均匀的水流量。中心式水沟设在隧道中线的下方或设在双线隧道两线路之间。②盲沟：作用是在衬砌与围岩之间提供过水通道，通过在衬砌背后砌筑片石盲沟或埋置弹簧软管盲沟，汇集衬砌周围的地下水，通过盲沟底部的泄水孔引入隧道侧沟排出。它主要用于引导较为集中的局部渗流水。如化学纤维渗滤布盲沟、弹簧软管盲沟。③泄水孔：设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲沟流来的水直接泄入隧道内的纵向排水沟。隧道内装：改善隧道内环境，起诱导作用；提高墙面的反射率，增强照明效果；吸收噪音。常用材料：块状混凝土材料，饰面板、镶板等质地致密材料，瓷砖镶面材料，油漆材料。耐火性、耐蚀性、不怕水、材料来源广泛、价格相对便宜、能吸收噪音、颜色淡、易清洁、阻燃性。37 隧道顶棚：用漫反射材料可避免产生眩光，其颜色的明亮程度直接影响到路面亮度。美化隧道，视觉诱导作用。在自然通风或诱导通风时可以用拱顶；在半横向或横向通风时可以用平顶。隧道路面：路面材料应具有抵御水冲刷和含有化学物质的水的浸蚀能力;应具有有较高的抗侧滑的能力；抗裂性、耐久性；容易修补。路面与车道分隔线等交通标志之间应保证有明显的亮度对比和鲜明的颜色对比；路基应具有足够的承载力，尤其要求在有丰富地下水的条件下也能满足要求，要求有良好的排水设施。隧道噪声消减：隧道内噪声水平应保持在60分贝以下。通风风速的要求：单向交通隧道设计风速不宜大于10m/s，特殊情况可取12m/s；双向交通的隧道设计风速不应大于8m/s；人车混合通行的隧道设计风速不应大于7m/s。第四章隧道围岩分级与围岩压力围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体(土体)。这个范围在横断面上约为6-10倍的洞径。围岩既指岩体也指土体。岩石：具有一定结构构造的矿物集合体组成。结构面：断层面、层理面、节理面和裂隙面等。结构体：被结构面切割而成的块体。岩体：由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。围岩：隧道周围岩体的组合体。岩石与岩体的区别：岩石：均质、连续、各向同性。岩体：非均质、不连续、各向异性。岩体力学性质获取的方式：现场试验：真实、费时、费钱；室内试验：不易取样、代表性差。围岩的工程性质：物理性质：容重、节理的产状等。水理性质：岩体的溶水性、透水性、持水性等。力学性质：抗压、抗拉、抗剪强度。对围岩稳定性最有影响的是力学性质，即围岩抵抗变形和破坏的性能。岩体的变形特征：受拉、受压、剪切、流变。受压变形：岩石--线性、弹性；软弱结构面--非线性非线性、塑性；岩体：弹塑性体。剪切变形：主要受结构面控制。沿结构面滑动：结构面的变形特性即为岩体的变形特性。岩石断裂：结构面不参与作用，岩石的变形特性起到主导作用。在结构面影响下沿岩石剪断：岩体的变形介于上述二者之间。流变特性：蠕变：指应力不变，而应变随时间增长；松弛：应变不变，而应力随时间而衰减。岩体强度抗压强度：岩石受微裂隙所制约，强度大；岩体受结构面控制，强度小，并有各向异性。抗剪强度：岩体的抗剪强度受到结构面的制约结论：岩体的强度要比岩石的强度低得多，一般情况下，岩体的抗压强度只有岩石的70-80%，结构面发育的岩体，只有5-10%。围岩的稳定性：隧道开挖后，围岩自身在不支护条件下的稳定程度。影响围岩稳定性的因素：①地质因素（客观因素）1岩体结构特征。指岩体的破碎程度或完整状态（涉及到节理发育程度、裂缝率等），具体指构成岩体的岩块大小，以及这些岩块的组合排列情况。完整状态：整块状、大块状等。破碎程度：裂隙率、裂隙间距。裂隙是广义的，包括层理、节理、断裂及夹层等结构面；裂隙间距表示岩块的大小，指沿裂隙法线方向上裂隙间的距离。2结构面性质和空间的组合。性质指：结构面的成因、结构面的光滑程度、结构面的物质组成、结构面的规模、结构面的密集度。空间组合指：结构面的相互位置状态。在块状或者层状结构的岩体中，控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质和他们在空间的组合状态。3岩石的力学性质。主要指：岩石的单轴饱和极限抗压强度。37 4地下水的影响。软化围岩；减少层间摩阻力促使岩块滑动；具膨胀性的围岩遇水后产生膨胀等。5围岩的初始应力状态。初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。铁路隧道已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。②人为因素（主观因素、工程因素）1隧道形状和尺寸2支护结构类型3施工方法围岩分级：根据一个或几个主要指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个级别，即将稳定性相似的一些围岩划归为一级，将全部的围岩划分为若干级。工程目的：结构设计依据（衬砌结构的类型和尺寸、结构荷载）；施工方法依据；工程造价依据。围岩分级的发展过程：早期仅考量岩石强度，现在综合考量多种因素（如岩体构造、岩石强度、RQD指标等）。围岩分级方法：3个基本因素：岩性（抗压强度、弹性模量、弹性波速等）。地质构造（岩体完整性或结构状态）。地下水（地下水发育时围岩级别应降低）。1个附加因素：初始地应力（适当考虑）。目前国内外围岩的分级方法，考虑上述三大基本要素，按其性质主要分为：①以岩石强度或物理指标为代表的分级方法。1以岩石强度为基础的分级法以岩石强度为基础的分级法（代表：土石分类法～坚石、次坚石、松石、土。）；2以岩石物性指标为基础的分级法（代表：岩石坚固性系数(f值)分级法～普氏法氏法f值：一个综合的物性指标值，如岩石的抗钻性、抗爆性、强度等。但核心还是岩石强度）。②以岩体构造特征为代表的分级方法。代表：1泰沙基法～考虑围岩的完整状态和岩性，共9级。2我国交通隧道围岩分级法～借鉴了泰沙基法，考虑岩体综合物性，共6级。③以地质勘探手段相联系的分级方法。代表：弹性波速分级法～波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标，波速越高，围岩越好。岩石质量指标～RQD指标也是反映岩性与岩体结构的一项综合指标。岩芯复原率RQD=（10cm以上的岩心累计长度/钻孔总长度）×100%。④组合多种因素的分级方法。代表：岩体质量分级法。巴顿等人提出的“岩体质量—QQ”分级法。组合了6个参数：岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。⑤以工程对象为代表的分级法。代表：专门适用于喷锚支护的原国家建委颁布的围岩分布的围岩分级法(1979年)、苏联在巴库修建地下铁道时所采用的围岩分级法(1966年)等发展趋势：分级应主要以岩体为对象。分级宜与地质勘探手段有机的联系起来，有一个方便而又可靠的判断手段。随着地质勘探技术的发展，这将使分类指标更趋定量化。分级要有明确的工程对象和工程目的。分级宜逐渐定量化。公路隧道围岩分级的出发点：强调岩体的地质特征的完整性和稳定性；分级指标应采用定性和定量指标结合方式；明确工程目的和内容，并提出相应的措施；分级应简明，便于使用；考虑吸收其它围岩分级优点，并尽量和我国其它工程分级一致。我国公路隧道围岩分级：⑴初步分级～相当于铁路的基本分级。依据：围岩主要定性特征。该特征由两个基本因素组成：岩石坚硬程度Rc(即强度)、岩体完整性Kv(即弹性波速)。推出围岩基本质量指标BQ=90+3Rc+250Kv（当Rc>90Kv+30取Rc>90Kv+30；当Kv>0.04Rc+0.4取Kv=0.04Rc+0.4）。岩石单轴饱和抗压强度Rc一般采用实测值；否则采用实测的岩石点荷载强度指数Is(50)来换算：Rc=22.82Is(50)。岩体完整性系数Kv表示：Kv=（v岩体/v岩石）2。岩体完整性系数一般采用弹性波探测值。⑵详细分级～相当于铁路的修正分级。修正BQ值：当有以下3方面影响时，应予修正：①地下水K1②软弱结构面(比铁路多此条)K2③高初始地应力K3。[BQ]=修正BQ值=BQ-100(K1+K2+K3)。37 围岩压力：岩体初始应力状态（隧道开挖前未扰动的岩体应力状态），自重应力，构造应力（构造残余应力、新构造应力），一般初始应力仅考虑自重应力。围岩压力：地层对洞室的作用力（广义：包括有、无支护时的压力；狭义：仅指对支护的压力）。围岩压力分类：①松动压力：支护不能及时限制围岩变形，导致围岩松动、坍塌对支护形成的压力。②形变压力：洞室开挖后，支护在限制围岩变形的过程中与围岩发生的接触压力。③膨胀应力：膨胀岩吸水膨胀而形成的对支护的压力。④冲击压力：岩爆产生抛射的岩块对支护形成的冲击力。明洞~落石；暗洞~坍方、岩爆。影响围岩压力的因素：①地质因素：岩体初始应力状态岩体初始应力状态、岩石力学性质、岩体结构面、地下水等。②工程因素：施工方法、支护设置时间、支护本身刚度、隧道断面形状等。围岩松动压力的形成—成拱作用：①变形阶段：坑道开挖后，在围岩重分布过程中程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹。②松动阶段：顶板中间部分的裂纹发展并张开，逐渐松动，石块开始掉落，支护所受的垂直压力急剧增加。③坍落阶段：顶板继续坍落，石块与围岩母体分离，逐渐形成拱形。④成拱阶段：顶板停止坍落，垂直压力与侧向压力都趋于稳定，形成自然拱。自然拱：围岩的变形不能得到有效的控制，当变形超过一定限度后，围岩发生松动、坍落，最终在洞室上方形成拱形。支护结构仅承受自然拱范围内坍落岩石的重量，这就是作用在支护结构上的围岩松动压力。影响自然拱的因素：①隧道埋深～成拱的必要条件成拱的必要条件②隧道断面形状和大小～拱的范围拱的范围③施工因素～对围岩的扰动程度对围岩的扰动程度。围岩松动压力的确定方法：①直接量测法-符合实际，但有局限性，研究发展的方向。②理论估算法-只能符合大致的规律，有待改进。③统计法（经验法、工程类比法）-比较符合实际，但缺乏理论依据。是目前使用较多的方法。深埋隧道围岩松动压力的确定方法：①普氏理论。散粒体理论：岩体被节理、裂隙所切割，视为散粒体，但岩体又不同于一般的散粒体，其结构面上存在着不同程度的粘结力，又要保证其抗剪强度不变。普氏系数f(岩体坚固性系数)：f=τ/σ=(σtanφ+c)/σ=tanφ0。基于自然拱概念的计算理论：前述自然拱概念最早由普氏提出hk=b/f。坚硬岩体:b=Bt/2；松散破碎岩体：b=（Bt/2）+Httan(45°−φ0/2)。围岩垂直均布松动压力：q=γhk。水平均布松动压力：按朗肯公式计算。一般来说，普氏理论比较适用于松散、破碎的围岩中。②泰沙基理论。假定：散粒体，破裂面为折线—OAB，竖向应力均布。方法：研究微分条带dh的平衡。步骤：1.ΣV=0，建立微分方程2b(σv+dσv)−2bσv+2kσvtanφ0dh−2bγdh=02.边界条件：h=0,σv=03.解微分方程，得：4.讨论：当埋深h达到一定程度时，σv为恒值bγ/tanφ0k，取侧压力系数k=1，tanφ0=f有：σv=bγ/f=hγ。③统计法—我国《隧规》所推荐的方法。37 适用条件：Ht/Bt＜1.7；深埋隧道；不产生显著偏压力及膨胀力的一般围岩（如右图）；采用矿山法施工。37 滑动面的概念：受力极限平衡条件：滑动岩体重量=滑面上的阻力+支护结构的反作用力（围岩松动压力）；围岩松动压力=滑动岩体重量-滑面上的阻力。①土柱法②一院法37 ===============================================================================围岩应力的现场量测：①直接量测。压力盒；机械作用式、电测式和液压式等。目前使用较多的是钢弦式压力盒。所测的围岩压力实际上是围岩与支护结构之间的接触压力，可能是围岩的松动压力，也可能是包含松动压力和因支护结构变形引起的围岩抗力。②37 间接量测。利用量测隧道衬砌的应变、变形来推算作用在其上的围岩压力的方法。电阻应变片、钢筋应变计、遥测应变计、混凝土应变砖等。什么是隧道工程的头等大事？研究围岩的稳定性、促使围岩稳定。第五章隧道结构体系设计原理与设计方法隧道工程的受力特点：荷载的模糊性；围岩物理力学参数难以准确获得；设计参数受到施工方法和施作时间的影响很大；隧道与地面结构的不同点——弹性抗力；隧道结构体系。隧道结构体系的计算模型：一、发展历史：①刚性结构阶段：压力线理论（静力学原理）；上覆岩重（不考虑围岩的自承能力）。②弹性结构阶段：地层压力+弹性抗力；松动压力（深埋）。假定弹性抗力阶段；弹性地基梁阶段。③连续介质阶段：岩体力学；围岩+支护体系；形变压力。解析法、有限元法、离散元法、边界元法、反演分析、可靠度理论、随机有限元、蒙特卡洛法等。国际隧道协会(ITA)认为，目前采用的地下结构设计方法可以归纳为以下4种设计模型：以工程类比为主的经验设计法；以现场量测和试验为主的实用设计法；作用与反作用模型，即荷载—结构模型；连续介质模型，包括解析法和数值法。二、常用计算模型：从各国的地下结构设计实践看，目前主要采用两类计算模型：①结构力学模型，又称为荷载－结构模型。以支护结构作为承载主体，围岩作为荷载，同时考虑其对支护结构的变形约束作用。②岩体力学模型，又称为地层—结构模型。视围岩为承载主体，支护结构则为约束围岩变形的模型。岩体力学方法与结构力学方法的区别：①对围岩和围岩压力的认识上：结构力学方法：松动压力；岩体力学方法：形变压力。②在围岩和支护间的相互作用关系上：结构力学方法：荷载－结构体系；岩体力学方法：围岩－支护体系。③在支护功能和作用原理上：结构力学方法：支护只是承受荷载；岩体力学方法：支护是为了稳定和加固围岩。④在计算方法上：结构力学方法：确定作用在支护上的荷载；岩体力学方法：设计的作用荷载是岩体的地应力，围岩和支护共同承担。结构力学模型特点：①以支护结构作为承载主体；②围岩对支护结构的作用间接地体现为两点：围岩压力：围岩分级；围岩弹性抗力。③围岩压力体现为松动压力；④采用结构力学方法计算。⑤适用于：模筑砼衬砌。岩体力学模型特点：①支护结构与围岩视为一体，共同承受荷载，且以围岩作为承载主体；②支护结构约束围岩的变形；③围岩压力体现为形变压力；④围岩的初始应力场+材料非线性特性的各种参数；⑤采用岩体力学方法计算：解析法、有限元。⑥适用于：锚喷支护Ⅰ结构力学方法：一、隧道支护结构承受的荷载及分类①主动荷载。主要荷载：指长期及经常作用的荷载，有围岩压力、衬砌自重、回填土荷载、地下水压力、车辆活载等；附加荷载：指非经常作用的荷载，有灌浆压力、冻胀压力、混凝土收缩应力、温差应力以及地震力等。荷载组合：结构自重＋围岩压力＋附加恒载（基本）；结构自重＋土压力＋公路车辆荷载＋附加恒载；结构自重＋土压力＋附加恒载＋施工荷载＋温度作用力；结构自重＋土压力＋附加恒载＋地震作用。②被动荷载。是因结构变形压缩围岩而引起的围岩被动抵抗力，即弹性抗力，它对结构变形起限制作用。二、围岩与支护的作用关系将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载的主体；地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载，以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。根据对荷载的处理不同，它大致有如下三种模式：①主动荷载模式；②主动荷载加被动荷载（弹性抗力）模式；③实际荷载模式。如何处理围岩与支护的作用关系？三、计算基本步骤37 按工程类比方法初步拟定断面的几何尺寸；确定作用在结构上的荷载；进行力学计算、求出截面的内力（弯矩、轴向力）；验算截面的承载力。（非线性问题，如何处理弹性抗力？）假定抗力图形法：内力分析也就假定衬砌结构周边抗力分布的范围及抗力区各点抗力变化的图形；适用于：曲墙、直墙式衬砌的计算。变成了通常的超静定结构问题。关键：求抗力值。弹性地基梁法：将衬砌结构看为置于弹性地基上的曲梁或直梁，适用：直墙式衬砌的直边墙。直墙式衬砌的拱圈和边墙分开计算。拱圈为一个弹性固定在边墙上的无铰平拱。边墙为一个置于弹性地基上的直梁。计算时先根据其换算长度，确定是长梁、短梁或刚性梁，然后按照初参数法计算墙顶截面的位移及边墙各截面的内力值。弹性支承法：将弹性抗力作用范围内的连续岩体，离散为若干条彼此不相关的矩形岩柱，用具有一定弹性的支承代替岩柱；以铰接的方式支承在衬砌单元之间的节点上，不承受弯矩，只承受轴力。弹性支承的设置方向：法向和切向弹性支承、法向支承、水平方向设置。边墙底部：弹性支座：产生转动和垂直位移，约束水平位移。围岩压力简化为节点荷载，内力可用矩阵力法或矩阵位移法计算。具体衬砌结构计算：①半衬砌的计算：适合于坚硬和较完整的围岩(I、Ⅱ、Ⅲ级)。P92。可将拱圈分成偶数段用抛物线近似积分法代替。②曲墙式衬砌的计算：常用于Ⅳ～Ⅵ级围岩。P97。拱圈和曲边墙作为一个整体按无铰拱计算；施工时仰拱是在无铰拱业已受力之后修建的，不考虑仰拱对衬砌内力的影响。变位由两部分组成，即结构在荷载作用下的变位和因墙底变位（转角）而产生的变位之和。③直墙式衬砌的计算：P105。基本假定：直梁的高度与长度之比非常小，符合材料力学平面假设；直梁底面与地基间不存在间隙，地基为各向同性的半无限体；忽略摩擦力，地基反力与直梁地面垂直。弹性无铰拱计算，边墙按弹性地基上的直梁计算，并考虑边墙与拱圈之间的相互影响。边墙为短梁的计算要考虑到墙脚的受力和变形的影响。长边墙计算中墙顶受力和变形与墙底无关。衬砌截面强度验算：①衬砌结构检算：按破损阶段检算构件截面强度。②偏心受压构件的极限承载能力，计算截面的抗压（或抗拉）强度安全系数K。检查是否满足规范所要求的数值。③抗裂要求④地基容许承载力。P110Ⅱ岩体力学方法：一、基本原理：支护结构与围岩相互作用，组成一个共同承载体系，其中围岩为主要的承载结构，支护结构为镶嵌在围岩孔洞上的承载环，只是用来约束和限制围岩的变形，两者共同作用的结果是使支护结构体系达到平衡状态。二、要点：一切方法、手段和措施都围绕围岩稳定为目的；支护与围岩视为统一的复合体，支护和围岩共同作用；围岩为承载主体，最大限度的发挥围岩自身的自承能力，也要发挥支护结构的承载能力；凭借现场试验和监测手段，划定围岩级别，获得力学参数，指导施工；对不同的地质条件，力学特征的围岩，灵活采用不同支护方式和相应的力学计算模型。三、基本要求：支护与围岩岩体大面积的牢固接触；重视初期支护的作用；允许围岩及支护结构产生有限的变形，发挥围岩承载作用，减少支护结构的受力；必须保证支护结构及时施作；支护结构要根据隧道围岩的实际动态，及时调整和修改，适用不断变化的围岩状态。弹性阶段围岩二次应力场及位移场的计算：假定：围岩为均质、各向同性的连续介质；只考虑自重形成的初始应力场；隧道形状与规则的圆形为主；隧道埋设于相当深度，与初始地应力比可忽略，上下面作用荷载一致；可以看做无限平面中的孔洞问题。收敛－约束法（特征曲线法）：以地层收敛线与支护限制线交于一点为依据的支护设计方法。基本原理：收敛：隧道开挖无支护时，围岩向洞室内挤入而产生的变形；约束：施加支护后，支护约束了围岩的变形。围岩压力与支护抗力相等。位移变形：弹性变形不需要支护，围岩自承能力；塑性变形需要支护。可见：岩体作为支护结构的组成部分，与支架构成共同存载体，它们之间互相依存，互相制约，协调变形，共同承担全部围岩压力。37 隧道洞门计算：洞门可视作挡土墙，按计算挡土墙的方法进行计算。计算处理：①主动土压力按库仑理论进行计算；②无论墙背仰斜或直立，土压力的作用方向均假定为水平；③不考虑被动土压力。④取最不利位置的墙体条带计算，称为“检算条带”，条带宽度一般为1m，最不利位置～墙体最高点。计算内容：①墙身偏心及强度；②绕墙趾的抗倾覆性(墙趾～墙身外表面与基底面的交点)；③沿基底滑动的稳定性；④基底应力检算。围岩压力承载体系：地层压力由围岩和支护结构共同承受；围岩不仅是荷载，同时又是承载体；充分发挥围岩自身承载力的重要性。主动荷载模式：特点：不考虑弹性抗力；支护结构在主动荷载作用下可以自由变形。适用于：软弱围岩没有能力约束衬砌变形的情形；刚度比较小；明洞。主动荷载加被动荷载模式：特点：考虑弹性抗力。适用于：各种类型的围岩。实际荷载模式：特点：实地量测围岩压力；与支护与围岩的接触程度相关；无法预设计，只能作为后建类似隧道工程的参考。注意：以上三种，第2种是最主要的、最常用的模式。等效节点荷载的处理：按“静力等效”原则进行，即均布荷载所作的虚功应等于节点荷载所作的虚功。围岩弹性抗力的处理：以弹簧支承模拟围岩弹性抗力，即在每个节点上设置一根弹簧链杆，弹簧力即为围岩抗力；以温氏假定反映抗力与节点位移的关系；弹簧支承的方向：应按衬砌与围岩的接触状态而定。抗力单刚：其局部坐标系与总体坐标系一致；由温氏假定求抗力。第六章隧道施工方法本章学习要求：v重点：掌握新奥法理论；v掌握不良地质隧道的施工方法；v掌握辅助施工措施；；　了解各种施工方法。隧道工程的施工特点：v施施工全过程受制于全过程受制于地质条件地质条件；大型的隐蔽工程程；施工环境较差；多地处偏远山区，交通不便；狭长建筑物，工作面很少；施工不受气候影响。隧道施工方法：矿山法：传统矿山法；新奥法NTAM；、明挖法、盖挖法、盾构法、掘进机法TBM、沉埋法ITM沉埋法传统矿山法新奥法明挖法盖挖盾构法掘进山岭隧道适用最常用浅埋段软岩段适用浅埋隧道可用加特殊措施适用适用适用适用水下隧道硬岩段适用软岩段水底隧道适用影响施工方法的主要因素：v工程的重要性；工程地质与水文地质条件；施工技术水平、机械设备情况；施工中动力和原材料供应情况；工程投资与运营后的社会效益和经济效益；对环境的保护要求；施工单位的习惯做法一、新奥法基本概念1963年，由奥地利学者由奥地利学者L·37 腊布兹腊布兹维奇教授命名为维奇教授命名。它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段；以喷锚支护为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。v核心内容：充分保护、利用围岩的承载能力。v施工要点：控制爆破、锚喷支护和施工监测。v实施方法：设计、施工和检测三位一体的动态模式。二、施工程序：测量放线；开挖；通风排烟；出渣运输；初期支护；挂防水板；绑扎钢筋；衬砌效果三、原则：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。v少扰动：扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。v早喷锚：控制围岩的变形。v紧封闭：采用喷锚支护，减少围岩暴露时间；适时对围岩施作封闭形支护适时对围岩施作封闭形支护。四、基本要求：v围岩是隧道结构体系中的主要承载单元；为了充分发挥围岩的承载能力，应允许围岩有岩有适当变形；隧道的几何形状：避免应力集中；采用复合衬砌；为了改善支护结构的受结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭结构；在各施工阶段应进行现场在各施工阶段应进行现场量测量测监视监视；防水措施：外层衬砌/两层衬砌间。新奥法主要开挖方法：新奥法施工，按其开挖断面的大小及位置，基本上又可分为：全断面开挖法、台阶开阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案。一、全断面开挖法：1.适用条件：⑴Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩；⑵大型施工机具(钻孔台车、模板台车等)；⑶经济性考虑：中长隧道道（不应小于1km）2.施工顺序3.机械化施工的关键-三条主要作业线：v开挖作业线：钻孔台车、装药台车、大型装碴机与运载车v锚喷作业线：混凝土喷射机、喷射机械手、运输进料设施v模注混凝土衬砌作业线：混凝土拌合、混凝土输送、防水层作业、衬砌模板4.施工特点：(1)工序少，管理方便；(2)工作空间大，便于大型机械化施工；(3)进度快～大型机械、爆破效果好；(4)对围岩扰动少～爆破1次；(5)要求地质条件较好。5.注意问题：摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措施，以确保施工安全；问题：当前方的地质条件变差时怎么办？v各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设备的效率；加强各项辅助作业，，尤其加强施工通风，保证工作面有足够新鲜空气。二、台阶法：1.特点：将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖；随着台阶长度的调整随着台阶长度的调整，它所几乎可以用于所有地层，因而是在现场使用的主导方法。2.种类：长台阶法；短台阶法；超短台阶法3.选择台阶长度的条件(1)初期支护闭合环的时间要求：围岩越差，闭合时间要求越短，台阶必须缩短。(2)施工机械的效率：效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可适当加长。原则：希望初期支护尽快闭合。围岩不好时，应以条件⑴为主；围岩较好时，应以条件⑵为主。4.施工工序：37 (1)长台阶法：台阶长度台阶长度L≥5BL≥5B，BB为洞室的宽度为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。特点：进度快，仅次于全断面法。适用于适用于：II-IIIIII级围岩级围岩。(2)短台阶法：台阶缩短：（1～1.5）B≤L＜5B；特点：支护闭合时间加快，围岩稳定性增加；台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于：Ⅳ、Ⅴ级围岩。问题：台阶缩短对施工进度有何不利？答：上台阶存碴面积减小，往下台阶推碴次数增多。解决办法：增加平行作业的时间，有利于加快进度。采用短台阶法时应注意下列问题：①初期支护的全断面闭合应在距开挖面30m以内，或距开挖上半断面开始的30天内完成。②初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合；③要研究在保证施工机械正常工作的前提下台阶的最小长度。⑶超短台阶法：台阶长度仅为3～5m。v特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大，交替作业。v适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)，膨胀性围岩和土质围岩，要求及早闭合断面的场合；也适用于机械化程度不高的各级围岩地段。超短台阶法施工时应注意以下问题：在软弱围岩中施工时，应特别注应开挖工作面的稳定性，必要时可采用辅助施工措施，如向围岩中注浆或打入超前水平小钢管，对开挖面进行预加固或预支护。5.台阶法施工注意事项：下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行；采用单侧落底或双侧交错落底或双侧交错落底，避免上部初期支护避免两侧同时悬空；开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全；量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措施。三、分部开挖法：大断面隧道，软弱破碎地层。v台阶分部开挖法（环形开挖留核心土法）；单侧单侧壁导导坑法；双侧壁导坑法；v其他施工方法：中洞法；中隔墙法；交叉中隔墙法交叉中隔墙法。1.环形开挖留核心土法(1)特点：留核心土支顶工作面，稳定性优于超短台阶法短台阶法；进度慢。v适用于：易坍塌的软弱围岩；小型施工机具。(2)施工要求：环形开挖进尺为环形开挖进尺为00.55-11.00m，不宜过长不宜过长；开挖后及时施作喷锚支护、安设钢支撑；当围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前在拱部进行超前支超前支护。2.单侧壁导坑法特点：①开挖跨度减小有利于围岩洞室稳定；②导坑要闭合导坑要闭合，增加了材料用量增加了材料用量；③进度慢。适用于：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱松散围岩中。3.双侧壁导坑法(1)特点：①双侧壁，相当于两个支撑环，使洞室稳定性增加；；②耗材增加；③进度慢。适用于：对地表沉陷要求更高；或跨度更大的隧道。（V-VI级围岩，多线隧道）；三线大跨双侧壁导坑施工问题1：双侧导坑的开挖是对开还是错开？为什么？37 答：应错开挖，避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大。一侧导坑引起的围岩应力重分布不影响另外一侧导坑为原则。问题2：导坑尺寸如何确定？答：应满足施工要求，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3；断面接近椭圆形。4.其他方法：(1)中洞法：适用于双连拱隧道。先是做隧道中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法。(2)中隔墙法CD法(3)交叉中隔墙法传统矿山法有：全断面法、台阶法、上下导坑先拱后墙法。传统矿山法与新奥法施工的区别：v相同：均采用钻爆法施工。不同：对围岩的处理和认识上不同。新奥法传统矿山法支护临时支护喷锚支护木支撑为主、钢支撑永久支护复合式衬砌单层模注混凝土衬砌闭合支护强调不强调控制爆破必须采用可采用量测必须采用无施工方法分块较少分块较多洞口段的特点：⑴覆盖浅、地质差，地表水汇集⑵进洞顺利与否对工程的展开影响甚大洞口段施工注意事项：⑴先清理洞口边仰坡有可能滑塌的表土及危石。⑵刷坡应自上而下逐段开挖。⑶不采用深眼大爆破开挖边仰坡。⑷洞门厚度内的衬砌应与洞身衬砌同时施工，连成整体。⑸端墙砌筑与回填应两侧对称同时进行，以防衬砌产生偏压。⑹洞口应设置加强衬砌段，其长度一般不小于10m。进洞方法：一、影响施工方法的因素：施工机具配备情况；洞外相邻建筑的影响洞外相邻建筑的影响；地形条件；地质条件---最为重要！二、分类分类：全断面法进洞；台阶法；其它方法；明洞法进洞1.全断面法进洞vv适应于：Ⅱ、Ⅰ级围岩。vv注意事项注意事项：：初始10～20m区段的开挖，应将爆破进尺控制在22～3m。2.台阶法根据地质条件，严格控制爆破进尺：⑴Ⅲ、Ⅳ级围岩～短台阶爆破进尺爆破进尺11.5m5m～22.5m5m；；网网、、锚锚、、喷支护喷支护。。⑵Ⅳ、Ⅴ级围岩～短台阶爆破进尺在1.5m以内；超前锚杆(或小导管)，钢拱架钢拱架。。⑶Ⅴ、Ⅵ级围岩～超短台阶进尺0.5～1.0m；不爆破，人工或机械挖掘。问题：Ⅰ、Ⅱ级围岩能否用台阶法进洞？答：可以，前提是在不具备全断面进洞的条件下(无大型机具)，用长台阶法，但初始段爆破进尺仍应控制在2～3m内。3.其它方法：当围岩很差，超短台阶法往往还不够安全，环形开挖留核心土法；侧壁导导坑法；下导坑法；预支护法进洞：超前锚杆、超前小导管、管棚等4.明洞法进洞37 v适用于：覆盖层薄、边仰坡不稳、偏压等。v方法：在洞口处先作一段明洞，抵紧仰坡脚，在明洞上及时回填以加固仰坡，然后暗挖进洞。先墙后拱法v适用于：埋深较浅，且按临时边坡开挖能暂时稳定的对称式明洞优点：衬砌整体性好，施工空间大，有利于施工。先拱后墙法v适用于：不宜大范围开挖边仰坡的情况。v优点：土石方开挖量较小。vv缺点：衬砌整体性较差衬砌整体性较差，边墙防水层施作不方便。辅助施工措施：对地层进行预支护或预加固。v预支护：预留核心土、超前锚杆、管棚等。v预加固：地层注浆、地表锚喷加固。v预支护兼预加固：超前小导管注浆超前锚杆-形成超前于工作面的围岩加固棚v适用于：土砂质地层、膨胀性地层、裂隙、发育的岩体以及断层破碎带管棚特点：管径粗，应与钢拱架一起使用。v优点：在所有预支护措施中，管棚支护能力最强力最强。v缺点：施工技术较复杂，造价较高。超前小导注浆适用于：软弱破碎地层。v步骤：喷砼封闭开挖面；钻孔；插入小导管；导管注浆。vv特点：预支护+预加固，支护效果强于超前锚杆。地表锚喷预加固目的：稳定边仰坡稳定边仰坡。。v适用于：覆盖层薄的洞口地段或高大边仰坡的洞口地段。地表锚喷预加固类型与加固方法：洞边仰坡喷锚、网喷锚网喷锚v特殊地质地段：膨胀土、软弱黄土、溶洞、断层、流沙、岩爆、瓦斯地层等。施工注意：制订针对性强的施工方案。施工总原则：先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进。ªª充分考虑采用预支护、预加固措施。膨胀土围岩的特点：⑴明显的塑性流变特性明显的塑性流变特性，开挖后塑性变开挖后塑性变形形大。⑵初期围岩变形大，且变形发展速度快。⑶膨胀压力将使得围岩压力显著增加。膨胀土围岩对隧道施工的危害：围岩裂缝；隧道下沉；围岩鼓出(包括底鼓)、坍塌、衬砌变形和破坏隧道在膨胀土围岩中的施工要点：加强观查与量测，合理选择施工方法：短台阶或超短台阶法短台阶或超短台阶法、单侧壁导坑法单侧壁导坑法、环形开挖留核心土法、眼镜工法等隧道在膨胀土围岩中的基本施工原则：应尽量减少对围岩的扰动和防止水的浸湿。注意两点：①尽量不用爆破，而是采用风镐、液压镐等开挖机械②尽可能缩短围岩暴露时间，及时支护。膨胀土隧道的支护结构37 v初期支护：网、锚、喷联合支护、喷射钢纤维混凝土(消钢筋网)v辅助施工措施：超前锚杆、超前小导管注浆、管棚、钢支撑等。v衬砌：必须设仰拱。曲边墙。黄土对隧道施工的影响：在隧道开挖时在隧道开挖时，土体顺着节理土体顺着节理张松或剪断张松或剪断。隧道顶部极易产生“塌顶”；侧壁普遍出现掉土。vv隧道沿黄土冲沟或塬边(四边陡、顶上平的黄土高地)地段穿过，且覆盖较薄或偏压较大时，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。ª隧道若在其上方，则有基础下沉的危害；ª隧道若在其下方，，常有发生冒顶的危险；ª隧道若在其邻侧，则有可能承受偏压。水对黄土隧道施工的影响：黄土在干燥时很坚固，承压力也较高施工可顺利进行。当土受水浸湿后则呈不同程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，极容易造成隧道坍塌。黄土隧道的施工方法施工原则：“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”。`开挖方法：短、超短台阶法、环形开挖留核心法。溶洞对隧道施工的影响：溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；溶洞位于隧道底部溶洞，充填物松软且深，使隧道基底难于处理；溶洞涌泥危及施工。隧道遇到溶洞时的工程对策：处理溶洞的方法：“引、堵、越、绕”四种引-注意：遇到暗到暗河或或溶洞有有水流时时，，宜排不宜堵。ªª方法：暗管、涵管或小桥等堵-对象：已停止发育、跨径较小，无水的溶洞。ª方法：混凝土、浆砌或干砌片石回填封闭越-现象1：隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞。ªª方法方法：：加深该侧的边墙基础加深该侧的边墙基础。现象2：隧道底部遇有较大溶洞并有流水。ª方法：在隧底以下砌筑圬工承重墙，跨越而过而过，承重墙内套设涵管引排溶洞水承重墙内套设涵管引排溶洞水。现象3：隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，加深边墙基础困难。ªª方法：在边墙部位或隧底以下筑拱跨过绕-若溶洞处理耗时，可采用迂回导坑绕过溶洞，继续隧道前方施工,同时处理溶洞。溶洞地段施工的注意事项：v多作物探超前预报，如地质雷达。穿过溶洞时穿过溶洞时，细查溶洞顶部细查溶洞顶部，及时处及时处理危石。严格控制爆破药量，减少对围岩的扰动。岩爆的防治措施：⑴强化围岩出发点：给围岩一定的径向约束，使围岩的应力状态从平面转向三维维。v方法：锚喷加固、网锚喷联合、钢支撑、网喷联合喷联合、注浆等。⑵弱化围岩方法：往岩层中注水：可改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量。解除围岩中的高地应力：预裂爆破、排孔法排孔法、切缝法等切缝法等。可消减围岩中的可消减围岩中的能量。2.施工注意事项：⑴超前地质预报：平导超前、地质雷达等。⑵爆破方法：尽量采用能预先释放地应力的方法，如预裂爆破、切缝法等。⑶缩短爆破进尺：要尽快闭合支护高地温的热源：火山热；放射性元素裂变热的热源。37 高地温隧道施工注意事项及措施：事项1：洞内温度应满足相关规定，不要超过30℃。措施：主要措施为通风和洒水。事项2：防防止高高温地段的地段的二衬衬开裂裂。措施：(1)宜采用高炉矿碴水泥(分离粉碎型水泥)。(2)用防水板和无纺布，将二衬与喷层隔离，可使二衬衬的收缩不受受约束束。(3)在防水板和二衬之间设置隔热材料，有助于隔断围岩热量于隔断围岩热量。(4)适当缩短衬砌混凝土的浇筑长度。隧道防止瓦斯事故的措施：v应尽快闭合衬砌，故以全断面法或台阶法为优。v加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的措施。v洞内内瓦斯浓度浓度必须控制在允许控制在允许值。v当通风难以稀释到安全标准时，可使用超前周边全封闭预注浆。v必须采用防爆设备施工，如防爆电器设备、防瓦斯爆破器材等。导坑定义：先行开挖，能为后续开挖提供施工便利的坑道利的坑道。导坑的作用：①为后续工作面创造临空面，提高爆破效果；②查查明前前方地质情地质情况；③排除地下水排除地下水；④铺设“三管两线”～水管、压缩风管、通风管；电线、运输线；⑤改善施工通风条件。第七章隧道钻爆法施工本章学习要求：v难点重点：爆破作用的机理；光面爆破技术v重点：爆破的基本理论；v理解隧道支护技术。问题：隧道开挖主要的施工方法？比较三种方法？施工特点：业条件差；施工干扰大；临空面数量少；控制因素多；质量要求高质量要求高。标准要求：达到预定的进尺；掌子面较平整；岩碴块度适合装运；轮廓面平顺；超欠挖在规定范围内；围岩稳定围岩稳定；经济；安全。主要工作内容：科学合理的钻爆设计；正确准确的钻爆施工。凿岩机按使用动力分类：风动凿岩机、内燃凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机凿岩机按工作原理分类：冲击转动式、旋转式、旋转冲击式风动凿岩机-俗称风钻，它以压缩空气为动力。包括开关、风管接头、水管接头、气腿凿岩台车：单臂台车、三臂台车爆破材料：炸药、起爆、传爆材料。隧道工程中常用的炸药种类：铵梯（煤矿）炸药；浆状（水胶）炸药-该种炸药具有抗水性强、密度高、爆炸威力大、原料广、成本低和安全等优点，常用于有水爆破中；乳化炸药-通常是以硝酸铵，硝酸钠水溶液与碳质燃料通过乳化作用形成的乳脂状混合炸药，也称为乳胶炸药，硬岩爆破；硝化甘油炸药-抗水性强、密度高、爆炸威力大，水下爆破。起爆传爆材料：导火索和火雷管；导电线和电雷管；塑料导爆管与非电雷管爆破网络：导爆管；导火索；火雷管爆破破岩作用机理及有有关概念：一、无限介质中的爆破作用压缩粉碎区，指半径为R范围内的区域。抛掷区，R1与R2之间的范围叫之间的区域。介质的结构仍然被破坏成碎块。37 破坏区，又叫该区又叫松动区，是指R2与与R3之间的区域震动区，R3与R4之间的范围叫爆破震动区。在此范围内，爆破能量只能使介质发生弹性变形，不能产生破坏作用。二、爆破基本概念：临空面-又叫自由面，是指暴露在大气中的开挖面；爆破漏斗-在有临空面的情况下，炸药爆破形成的一个圆锥形的爆破凹坑就叫爆破漏斗；最小抵抗线W-药包中心到自由面的最小距离药包中心到自由面的最小距离；爆破作用指数-爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值n（n=r/w）称为爆破作用指数：n=1的爆破称为标准抛掷爆破，其漏斗为标准抛掷爆破漏斗/n＞1的爆破称为加强抛掷爆破或扬弃爆破/0.75