我们看见的常见的隧道有很多是圆形或半圆形,但并不排除另外一些隧道是矩形结构。而决定隧道的结构形状的直接一个因素就是施工方法。
即港珠澳大桥沉管隧道之所以选择矩形结构是因为沉埋施工方法的性质决定的。
沉埋法简单来说就是首先在海底海床挖一个基槽,然后把预制好的矩形隧道结构放入基槽,然后在基槽内回填土体。那么问题来了,基槽底部当然只能开挖成水平,所以这就决定了,放入基槽的隧道结构底部也必须是水平的,这样才能放稳。所以沉埋法隧道均是矩形结构。
关于题主问题描述的5点,也分别说下
1.很多隧道都不是用盾构工法挖的,但实际上也是圆形?
我想你说的是传统的山岭隧道(就是高铁的那种隧道)。传统的山岭隧道大多数是三心圆形状。
确实,如果只看路面以上部分确实是像半圆形、圆形。但事实上路面以下的隧道结构是扁平的。这种隧道不是盾构工法修筑的,而是传统矿山法修筑的(也称作钻爆法),却给人一种圆形隧道的感觉。所谓矿山法即沿着隧道轮廓向山体内部一点一点开挖,之所以采用这种开挖轮廓,是由于围岩(即开挖后受影响的那部分地层土石)的成拱效应确定的,即在地下开挖一个洞室后,洞室顶部会自然坍落成一个拱形。
2.圆形抗压性更好,用材也更省?
圆形结构抗压性能确实更好,有时候对于圆形结构来说,围压反而是有利荷载,但是抗压性能好不好并不是确定结构形状的或主要因素,施工方法才是。关于用材更省。
3.圆形密封性更好?
并非。题主之所以这么认为可能是觉得圆形结构是一个整体没有缝隙。然而事实恰好相反,盾构隧道结构的圆环是由一片一片管片组成的,缝隙比较多,止水全靠其他防水材料。二矩形结构和三心圆结构每一环都是先搭设模板然后整体一次性浇筑的,反而是缝隙更少,止水主要靠结构自防水。
港珠澳大桥的隧道沉管为何不做成圆形截面d而做成方的
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