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隧道洞門設(shè)計(jì)原則及門洞設(shè)計(jì)形式比較
資源天下 2013/2/15 10:28:42
（接上頁(yè)）設(shè)計(jì)是類似于擋土墻，其實(shí)隧道洞門外墻的作用要比公眾認(rèn)為的大一些，其外部形式不僅僅是賞心悅目，從實(shí)用角度而言，它有著更深遠(yuǎn)的意義，它成為一種環(huán)境的隔膜，把外部自然環(huán)境與內(nèi)部人工環(huán)境分開(kāi)，并可將隧道與周圍環(huán)境連接起來(lái)。建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)和科學(xué)就是把各種元素組合成一個(gè)建筑物的整體，將建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使之既美觀又符合功能要求。
隧道勘測(cè) 為確定隧道位置、施工方法和支護(hù)、襯砌類型等技術(shù)方案，對(duì)隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對(duì)地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測(cè)。在隧道勘測(cè)和開(kāi)挖過(guò)程中，須了解圍巖的類別。圍巖是隧道開(kāi)挖后對(duì)隧道穩(wěn)定性有影響的周邊巖體。圍巖分類是依次表明周圍巖石的綜合強(qiáng)度。中國(guó)在1975年制定的鐵路隧道工程技術(shù)規(guī)范中將圍巖分為 6類。關(guān)于巖石分類70年代以前常用泰沙基及普氏等巖石分類方法。70年代以后在國(guó)際上應(yīng)用較廣并為國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)推薦的為巴頓等各種分級(jí)系統(tǒng)。此外，還有日本以彈性波速為主的分類法。圍巖的類別的確定，為隧道工程設(shè)計(jì)合理和施工順利提供了依據(jù)。
隧道開(kāi)挖，開(kāi)挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開(kāi)挖斷面大小、位置分，有分部開(kāi)挖法和全斷面開(kāi)挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進(jìn)機(jī)直接開(kāi)挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開(kāi)挖較多。鉆爆法，在隧道巖面上鉆眼，并裝填炸藥爆破，用全斷面開(kāi)挖或分部開(kāi)挖等將隧道開(kāi)挖成型的施工方法。 鉆爆法開(kāi)挖作業(yè)程序包括測(cè)量、鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、出碴、錨桿、立架、掛網(wǎng)、噴錨等工序。
隧道測(cè)量是為了保證測(cè)量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。中線平面控制，長(zhǎng)隧道以往多用三角網(wǎng)，短隧道多用導(dǎo)線法，借以控制中線的偏差。自50年代以來(lái)，中國(guó)在 1公里以上長(zhǎng)度的隧道測(cè)量中采用導(dǎo)線法也能控制隧道的貫通誤差。光電測(cè)距儀的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了量距的困難。山嶺隧道洞外及洞內(nèi)都采用主副閉合導(dǎo)線法，即在主導(dǎo)線上測(cè)角并用光電測(cè)距儀量距，在副導(dǎo)線上只測(cè)角不量距。由主副導(dǎo)線所組成的多邊形，只平差其角度，不平差其長(zhǎng)度。這樣主副導(dǎo)線法比三角網(wǎng)法簡(jiǎn)單實(shí)用，比單一導(dǎo)線法可靠。中國(guó)大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導(dǎo)線法作為中線平面控制。在隧道進(jìn)行中線測(cè)量以前，就要考慮將來(lái)隧道打通后的偏差數(shù)值。根據(jù)隧道的長(zhǎng)度和平面形狀，在地形圖上先行布置測(cè)點(diǎn)的位置和預(yù)計(jì)的貫通點(diǎn)，并在平面圖上量出必要的尺寸，再根據(jù)規(guī)范規(guī)定的極限誤差試算出測(cè)角和量距的必要精度，然后進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)過(guò)程叫做測(cè)量設(shè)計(jì)或叫做隧道貫通誤差的預(yù)計(jì)4公里以下的隧道中線貫通極限誤差為±100毫米;4～8公里的隧道中線貫通極限誤差為±150毫米。高程控制，短隧道應(yīng)用普通水平儀，長(zhǎng)隧道應(yīng)用精密水平儀即能保證需要達(dá)到的精度。高程貫通極限誤差為±50毫米。
2.1.2環(huán)境與意境相結(jié)合的原則
隧道洞門位置或在叢林之中，或在巖石之壁，或依山傍水，洞門所處的自然環(huán)境是得天獨(dú)厚的。通過(guò)隧道所處的地理特點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)思，它可豐富我們?cè)诙撮T設(shè)計(jì)中意境構(gòu)思的素材，將環(huán)境和意境結(jié)合起來(lái)就會(huì)構(gòu)思出優(yōu)美的洞門形式。
2.1.3 洞門形式與洞口地形相協(xié)調(diào)的原則
一座隧道采用什么形式的洞門，應(yīng)結(jié)合隧道所處的地理位置、地形地貌情況、洞口場(chǎng)地的寬闊程度來(lái)確定，使之協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
2.1.4 外墻裝飾與相鄰建筑物相協(xié)調(diào)的原則
洞門外墻裝飾對(duì)隧道建筑的美觀效果和功能發(fā)揮起著很大的作用。一幢建筑物的設(shè)計(jì)效果除了它的立面造型、比例尺寸和功能分區(qū)等設(shè)計(jì)手法和風(fēng)格有關(guān)外，還與其飾面材質(zhì)的選用有關(guān)。外墻的裝飾效果是通過(guò)對(duì)材料的色調(diào)、質(zhì)感和線條三方面來(lái)體現(xiàn)。隧道洞口又稱之為“洞臉”，臉是要裝飾和打扮的，否則會(huì)失去應(yīng)有的美麗。
3.1 隧道洞門設(shè)計(jì)形式
3.1 .1洞口環(huán)框
當(dāng)洞口石質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定（I-II級(jí)圍巖），且地形陡峻無(wú)排水要求時(shí)，可僅修建洞口環(huán)框，以起到加固洞口和減少洞口雨后滴水的作用。
3.1.2 端墻式（一字式）洞門
端墻式（一字式）洞門是最常見(jiàn)的洞門。它適用于地形開(kāi)闊、石質(zhì)較為穩(wěn)定（II-III級(jí)圍巖）的地區(qū)，由端墻和洞門頂排水溝組成。端墻的作用是抵抗山體縱向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其穩(wěn)定。洞門頂排水溝用來(lái)將仰坡流下來(lái)的地表水匯集后排走。
3.1.3 翼墻式（八字式）洞門
當(dāng)洞口地質(zhì)較差（IV級(jí)及以上圍巖），山體縱向推力較大時(shí)，可以在端墻式洞門的單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置翼墻。翼墻在正面起到抵抗山體縱向推力，增加洞門的抗滑及抗傾覆能力的作用。兩側(cè)面保護(hù)路塹邊坡，起擋土墻作用。翼墻頂面與仰坡的延長(zhǎng)面相一致，其上設(shè)置水溝，將洞（未完，下一頁(yè)）
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