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隧道工程中的棚洞类型及应用

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:当山坡的坍方、落石数量较少,山体侧向压力不大,或因受地质、地形限制,难以修建拱形明洞时,可以修建棚式明洞,简称棚洞。图4-2-9盖板式棚洞3.柱式棚洞柱式棚洞适用于少量落石,地基承载力高或基岩埋藏浅的地段。图4-2-13全拱式防雪棚洞图4-2-14半拱斜柱式棚洞

隧道工程中的棚洞类型及应用

当山坡的坍方、落石数量较少,山体侧向压力不大,或因受地质、地形限制,难以修建拱形明洞时,可以修建棚式明洞,简称棚洞。棚式明洞的类型常见的有盖板式(墙式)、刚架式、悬臂式、柱式、拱式等,此外,还有减光明洞等其他形式的明洞。

1.盖板式棚洞(墙式棚洞)

盖板式棚洞(图4-2-9)是由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成的简支结构,盖板上回填土石,以保护盖板受山体落石的冲击。

内墙应置于基岩或稳定的地基上,除起挡墙作用外,还承受顶板下传的垂直荷载,一般采用重力式结构,厚度较大。当基岩层完整,坡面较陡,地下水不大,采用重力式内墙开挖量较大时,可采用钢筋混凝土锚杆式内墙。外墙不受侧向压力,仅承受梁和盖板的竖向荷载,它要求的地基承载力较小,厚度较薄,公路上常称为墙式棚洞。外墙也可以根据落石的严重与否以及地质情况,采用立柱式(梁式)或连拱墙式结构以适应地形和节省圬工。

2.刚架式棚洞

当地形狭窄,山坡陡峻,基岩埋置较深而上部地基稳定性差时,为了使基础置于基岩上且减小基础工程,可采用刚架式或长腿式外墙,置于稳固的地基上,此时称明洞为刚架式明洞(有时也可采用长腿式明洞)。刚架式棚洞也适用于边坡小量落石,或在连接两座隧道间需建明洞时,还可为改善隧道通风条件而为公路采用。该明洞主要由外侧刚架,内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑及钢筋混凝土盖板组成,外墙结构为连续框架,因此对地基承载力要求较高,如图4-2-10所示,并做防水层及回填土石处理。

图4-2-9 盖板式棚洞(单位:cm)

3.柱式棚洞

柱式棚洞适用于少量落石,地基承载力高或基岩埋藏浅的地段。其外墙采用独立柱和纵梁方式,结构简单,预制吊装方便,但整体稳定性较差,如图4-2-11所示,一般用于公路工程。

图4-2-10 刚架式棚洞示意图(www.xing528.com)

图4-2-11 柱式棚洞示意图

4.悬臂式棚洞

对稳定而陡峻的山坡,外侧地基不良或地形难以满足一般棚洞的地基要求,且落石不太严重时,可修建悬臂式棚洞(图4-2-12)。根据山侧岩层的具体条件,内侧可选用重力式边墙或锚杆挡墙等形式,上端接筑悬臂式横梁,其上铺以盖板,在盖板的内端设平衡重来维持结构受外荷载作用下的稳定性。同时为了保证棚洞的稳定性,要求悬臂必须伸入稳定的基岩内。悬臂式棚洞多用于铁路工程,因结构不对称,抗震性能差,施工要求较高,应慎重选用。

图4-2-12 悬臂式棚洞

5.拱式棚洞

拱式棚洞是目前新发展起来的一种明洞形式,主要分为全拱式棚洞(图4-2-13)和半拱斜柱式棚洞,可以根据地形条件、地质条件、气候条件、防护和环境要求选用,其中半拱斜柱式棚洞因其结构上更为合理而应用最多,如图4-2-14。

图4-2-13 全拱式防雪棚洞

图4-2-14 半拱斜柱式棚洞

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