3隧道線斷面設(shè)計

1、1隧道線路及斷面設(shè)計 第一節(jié) 隧道位置的選擇 第二節(jié) 隧道洞口位置的選擇 第三節(jié) 隧道平、縱斷面設(shè)計 第四節(jié) 隧道橫斷面設(shè)計 第五節(jié) 高速鐵路隧道單洞雙線和雙洞單線方案選擇2第一節(jié) 隧道位置的選擇 隧道是山區(qū)線路穿越山嶺時用來克服高程障礙的一種建筑物。影響因素： 區(qū)域工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、地形地貌條件， 工程難易程度，投資的數(shù)額，工期 的要求， 現(xiàn)有的施工技術(shù)水平，今后運營條件?；驹瓌t： 早進(jìn)晚，寧里勿外，寧深勿淺，避軟就硬。31 1、越嶺隧道的選址、越嶺隧道的選址 選擇埡口埡口 、確定隧道高程隧道高程(1)(1)越嶺隧道平面位置的選擇越嶺隧道平面位置的選擇 當(dāng)線路必須跨越分水嶺時，分

2、水嶺的山脊線上總會有高程較低處、稱之為埡口。 采用直線或大半徑曲線為好； 優(yōu)選考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，展線好，隧道較短； 雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件； 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。45(2)(2)越嶺隧道標(biāo)高的選擇越嶺隧道標(biāo)高的選擇在越嶺位置選定后，越嶺標(biāo)高影響展線及越嶺隧道方案： 隧道標(biāo)高越高，隧道越短，施工期短，兩端展線長度增加，運營條件差； 隧道標(biāo)高低，隧道加長，施工期長，運營條件較好; 選擇越嶺隧道標(biāo)高時，綜合考慮施工、運營等多因素比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。62 2、河谷線上隧道（傍山隧道）位置的選擇、河谷線上隧道（傍山隧道）位置的選擇 鐵路沿河傍山而行

3、時稱之為河谷線。這種線路左右受到山坡和河谷的制約，上下受到標(biāo)高和限制坡度的控制，比選方案時，可能移動的幅度不大。但是，雖然擺動的幅度很有限，可對工程的難易、大小都有關(guān)系。 為改善線形改善線形，提高車速提高車速，縮短里程縮短里程，節(jié)省時間節(jié)省時間，常修建傍山隧道。 傍山隧道一般埋藏較淺埋藏較淺，容易造成各種病害容易造成各種病害；山坡亦常有滑坡，松散堆積，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。7 選擇傍山隧道時應(yīng)注意：選擇傍山隧道時應(yīng)注意： （1 1）傍山隧道的洞身覆蓋厚度問題傍山隧道的洞身覆蓋厚度問題。為保持山體穩(wěn)定和避免偏壓產(chǎn)生，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠-寧里勿外 傍山隧道最小覆蓋層厚度傍山隧

4、道最小覆蓋層厚度 d(m) 圍巖類別最小覆蓋層厚度(m)單線雙線46797101015112016308（a）不利的結(jié)構(gòu)面傾向 （b）有利的結(jié)構(gòu)面傾向 結(jié)構(gòu)面傾向?qū)λ淼牢恢玫挠绊?當(dāng)?shù)貙咏Y(jié)構(gòu)面傾向山一側(cè)時，地層比較穩(wěn)定，覆蓋厚度可以酌減。當(dāng)?shù)貙咏Y(jié)構(gòu)面傾向河流一側(cè)時，覆蓋厚度宜予加大 。9 （2 2）要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響，如圖所示。 （3 3）應(yīng)考慮施工便道設(shè)置和既有公路的位置應(yīng)考慮施工便道設(shè)置和既有公路的位置，應(yīng)注意既有公路邊坡的可能坍塌和施工便道對洞身穩(wěn)定的影響。如圖所示。河岸受沖刷對洞身位置影響示意圖河岸受沖刷對洞身位置影響示意圖 道路對

5、洞身穩(wěn)定的影響示意圖道路對洞身穩(wěn)定的影響示意圖 103 3、地形地質(zhì)條件對隧道位置的影響、地形地質(zhì)條件對隧道位置的影響 研究地質(zhì)條件的重要性：不論是沿河（溪）線還是越嶺線，地質(zhì)條件對隧道位置的選擇往往起決定性作用。好的地層，對施工和營運均有利，亦可節(jié)省投資。對巖性不好的地層、斷層破碎帶、含水層等不良地段應(yīng)避免穿越，以免增大投資，造成施工與營運的困難，影響隧道安全，留下后患。若不能繞避而必須通過時，應(yīng)采取可靠的工程處理措施，以確保隧道施工及營運安全。 11地形的影響 1 1）高程障礙）高程障礙 繞行方案 當(dāng)附近地形開闊，山坡地帶寬敞時，克服高程障礙的一個比較簡易的辦法是避開前方的山峰，迂回繞行而

6、過； 深塹方案 當(dāng)?shù)匦伪容^開闊，有山谷臺地可支展線時，就可以盡量地把線路展長，坡度用足以爭取把線路標(biāo)高抬起到可能的高度。然后把高程尚有不足之處，在山頂部位開鑿深路塹通過； 隧道方案 當(dāng)?shù)匦尉o迫，山坡陡峭，不具備上述條件時，開鑿隧道，穿山而過，就成為唯一可行，而且是比較有利的方案。122 2）平面障礙）平面障礙 沿河傍山繞行方案 沿著山體自然彎曲傍山繞行，如果地形條件尚能允許，則可采用。在不得已時，只得大劈坡，或高層填土，上設(shè)御土墻，下設(shè)護(hù)坡護(hù)岸，有時還須跨谷建橋，有時為防滾石墜落，還需設(shè)置防護(hù)明洞 隧道直穿方案 如果在平面障礙的前方，開鑿隧道，穿山而過，雖然初期工程略大一些，但線路順直平緩，工

7、程單一，可不設(shè)急彎，沒有陡坡，路線行程縮短，運營條件改善，而且不受山坡坍方落石的威脅如下圖所示。從長遠(yuǎn)的利益來看，隧道方案往往是比較合理的。 13隧道直穿方案示意圖14 地質(zhì)條件的影響1）單斜構(gòu)造）單斜構(gòu)造水平或緩傾角巖層 當(dāng)隧道通過堅硬的厚層巖層時，較為穩(wěn)定。若通過很薄的巖層，則施工時頂部易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象，此時，以不透水的堅硬巖層作頂板為最好陡傾角巖層 陡傾角巖層一般有偏壓和不均勻壓力存在，當(dāng)有軟弱夾層伴以有害節(jié)理切割時，易產(chǎn)生坍方和順層滑動；在此情況下，如以明洞通過時應(yīng)慎重對待 緩傾角巖層隧道位置的選擇15 當(dāng)隧道中線可能沿兩種不同巖性的巖層走向通過時，地層滑動將使隧道結(jié)構(gòu)受到很大的剪力，以

8、致把結(jié)構(gòu)物損壞。應(yīng)避免將隧道置于兩種不同的巖層軟弱構(gòu)造(破碎)帶，而宜將隧道置于巖性較好的單一巖層中；如果隧道恰在層間軟弱面的上方，地層滑動會使隧道的某一段發(fā)生橫向推移，而與鄰段斷開。因此一定要盡可能避開軟弱結(jié)構(gòu)面，特別是不要把隧道中線設(shè)成與軟弱結(jié)構(gòu)面的走向一致或平行，至少要成一定的交角。軟弱結(jié)構(gòu)面地帶隧道位置的選擇16直立巖層 隧道通過直立巖層時，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，在隧道開挖過程中，易產(chǎn)生坍塌，甚至?xí)?dǎo)致大的坍方，致使地面形成“天窗” 直立巖層中隧道位置的選擇172 2）褶皺構(gòu)造）褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造有向斜和背斜兩種基本類型，當(dāng)隧道通過褶皺構(gòu)造時，應(yīng)盡量避免將隧道置于向斜或背斜的軸部

9、，而應(yīng)將隧道置于翼部，則隧道所處的地質(zhì)條件類似單斜構(gòu)造 當(dāng)對隧道通過向斜和背斜軸部作比較時，則背斜較向斜略好，若向斜軸部處于含水層中，地下水積聚凹底，洞身開挖所出現(xiàn)的涌水及坍塌將比背斜嚴(yán)重，也將增加施工的困難。褶皺構(gòu)造隧道位置的選擇183 3）斷裂構(gòu)造，接觸帶）斷裂構(gòu)造，接觸帶在選擇隧道位置時，切忌沿著(或靠近平行)斷層帶或破碎帶修建隧道，特別是對于區(qū)域性大斷裂，尤應(yīng)注意繞避。當(dāng)隧道線路必須通過斷層帶時，應(yīng)盡量使線路與斷層走向正交，同時應(yīng)避開嚴(yán)重破碎帶，并應(yīng)使通過斷層的地段最短。斷裂構(gòu)造地帶隧道位置的選擇194 4）不良地質(zhì)）不良地質(zhì)常見不良地質(zhì)條件常見不良地質(zhì)條件：滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、

10、溶洞、含瓦斯和地下水發(fā)育等地質(zhì)條件。20 滑坡地區(qū)滑坡地區(qū)山坡地區(qū)，由于地下水的活動，或是河流沖刷坡腳，以及人為切坡等原因，山坡土體在重力作用下，沿某一軟弱面有整體下滑的趨勢形成了滑坡。隧道通過這種地段時，將會受到突然的土體推力，有時會把結(jié)構(gòu)物擠壓破壞，或是剪切斷開。如果對滑坡面的位置已經(jīng)了解清楚，可以把隧道置于滑被面以下的穩(wěn)定巖體中。如果確知滑坡是多年靜止了 的滑坡或古滑坡，則在不得已時，也可以把隧道置于滑坡體之內(nèi)，但要在上部減載和加強(qiáng)排水 。滑坡地帶的隧道位置選擇21 崩塌地區(qū)崩塌地區(qū)山坡陡峻的地段，山體裂隙受風(fēng)化而崩解，脫離母巖，成塊地從斜坡翻滾墜落。它的出現(xiàn)是突然的，沖擊力很大，不易防

11、范。選擇隧道位置時，最好不要沿這類山坡通過。不得巳時，應(yīng)當(dāng)盡可能地把隧道置于山體之中，穿過穩(wěn)定的巖層。巖體崩塌的情形不太嚴(yán) 重，而洞口又必須落在崩場地區(qū)時則可設(shè)置一段明洞來解決。 崩塌地區(qū)的隧道22 巖堆地區(qū)巖堆地區(qū)巖石經(jīng)過風(fēng)化作用，分解和剝離成為大小不一的塊體，從山坡、上方滾下，或沖刷夾持而堆積在山坡較平緩處或坡腳處，形成無黏結(jié)力的堆積體。隧道通過這類地區(qū)時，開挖極易發(fā)生坍方，給施工帶來極大因難。這時，宜把隧道位置放在巖堆以下的穩(wěn)定巖體之中。巖堆地區(qū)中的隧道23 泥石流地區(qū)泥石流地區(qū)山頂積聚的土壤和各種礫石、巖塊受到洪水的浸融成為流體，順山溝或峽谷而下，來勢兇猛，破壞力極大。有時可能摧毀鐵路

12、路基，甚至掩埋鐵路，堵塞隧道。因此，在 選擇隧道位置時，務(wù)必躲開泥石流泛濫區(qū)，如躲避不開，也應(yīng)選在泥石流下切深度以下的基巖中。要查明泥石流洪積扇范圍，不可把洞口放在洪積扇范圍以內(nèi)。 溶洞地區(qū)溶洞地區(qū)碳酸鹽類巖石(如灰?guī)r、白云巖)、可溶類巖石在水力和水的化學(xué)作用下 溶蝕而形成各種巖溶現(xiàn)象，溶洞就是其中之一。溶洞可分為無水或有水，無填充或有填充溶洞。選擇隧道位置時，應(yīng)盡可能避開。如無法避開時，應(yīng)探明溶洞的規(guī)模、性質(zhì)和與隧道的位置關(guān)系，應(yīng)選擇在較狹窄地段，以垂直或大角度穿過，使通過巖溶地段為最短。2425 地下水地區(qū)地下水地區(qū)地下水多是由地表水的滲透或地下水源補(bǔ)給的。例如巖層裂隙中的裂隙水，或溶洞中

13、儲藏的巖溶水，它們有時是流動的，有時是靜止的，有時還有壓力水頭。它們的存在，使巖石軟化、強(qiáng)度降低，層問夾層軟化或稀釋，促成了層間的滑動。裂隙中的水在開挖時涌入坑道，使施工發(fā)生困難，給以后養(yǎng)護(hù)也帶來無休止的災(zāi)害。選擇隧道位置時最好不從富水區(qū)經(jīng)過。不得已時，也要盡可能地把隧道置于地下水位以上的地方，或在不透水層中穿過。 瓦斯地區(qū)瓦斯地區(qū)在煤系地層中，蘊藏著甲烷(ch4)和co2等有害氣體。隧道開挖時，有害氣體逸出，輕則致入窒息，重則引起爆炸，危害甚大。選擇隧道位置時，應(yīng)盡量避開。不得已時，應(yīng)做好通風(fēng)稀釋的措施。26 黃土地區(qū)黃土地區(qū)黃土具有干燥時甚堅固，遇水容易剝落和遭受侵蝕的特征。選擇隧道時應(yīng)避

14、開溝壑及地下水活動和地面陷穴密集的地區(qū)。 高地溫地區(qū)高地溫地區(qū)地球核心有巨大的熱量隧道如果埋置很深，地溫太高，將會降低施工效率。隧道通過高溫、高熱地段，會給施工帶來困難。選擇隧道位置時，應(yīng)盡可能不把隧道放在山體太深處。遇到部分地區(qū)埋深太大或高地溫時，則應(yīng)作好通風(fēng)降溫措施。27第二節(jié) 隧道洞口位置的選擇隧道位置選定以后，隧道長度由它的兩端洞口位置確定。隧道長度：其進(jìn)出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標(biāo)高線交點之間的距離。 總之，隧道洞口位置的選擇，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件，考慮邊坡、仰坡的穩(wěn)定，結(jié)合洞外有關(guān)工程及施工難易程度，本著“早進(jìn)晚出”的指導(dǎo)思想，全面綜合地分析確定。281 1、選擇洞口位置的原則

15、：、選擇洞口位置的原則：(1)洞口不宜設(shè)在坯口溝谷的中心或溝底低洼處，在一般情況下，埡口溝谷在地質(zhì)構(gòu)造上是最薄弱的環(huán)節(jié)，常會遇到斷層帶、古坍方、沖積土等不良地質(zhì)。此外，地表流水都匯集在溝底，再加上洞口路塹開挖，破壞了山體原有的平衡，更容易引起坍方，甚至不能進(jìn)洞。所以，洞口最好選在溝谷一側(cè)。溝谷附近洞口平面位置示意圖溝谷附近洞口平面位置示意圖29(2)洞口應(yīng)避開不良地質(zhì)地段。 (3)當(dāng)隧道線路通過巖壁陡立基巖裸露處時，最好不刷動或少刷動原生地表，以保持山體的天然平衡。緩坡洞口縱斷面示意圖30(4)減少洞口路塹段長度，延長隧道，提前進(jìn)洞。對處于漫坡地形的隧道，其洞口位置變動范圍較大，一般應(yīng)采取延長

16、隧道的辦法，以解決路塹棄土及排水的困難。(5)洞口線路宜與等高線正交。使隧道正面進(jìn)入山體，洞口結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。對于傍山隧道因限于地形，有時無法與等高線正交，只能斜交進(jìn)洞時，其交角不應(yīng)太小(不小45)，并根據(jù)具體情況，采取斜交洞門、臺階式正交洞門或修建一段明洞。(6)當(dāng)線路位于有可能被水淹沒的河灘或水庫回水彤內(nèi)范圍以內(nèi)時，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道。31正交洞門平面示意圖正交洞門平面示意圖 斜交洞門平面示意圖斜交洞門平面示意圖 32(7)為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過高。應(yīng)根據(jù)開挖控制高度及坡度來決定洞口位置。33(8)當(dāng)洞口附近遇有水溝或水渠

17、橫跨線路時，可設(shè)置拉槽開溝的橋梁或涵洞，以排泄水流。(9)當(dāng)洞口地勢開闊，有利于施工場地布置時，可利用棄碴有計劃、有目的地改造洞口場地，以便布置運輸便道、材料堆放場、生產(chǎn)設(shè)施用地及生產(chǎn)、生活用房等。另外，在橋隧相連時，應(yīng)注意防止因棄碴亂堆造成橋孔堵塞或推壞橋梁墩臺建筑物。(10) 洞口以外必須留有生產(chǎn)活動的場所。 34第三節(jié) 隧道平、縱斷面設(shè)計 1 1、隧道平面設(shè)計、隧道平面設(shè)計(1)、隧道平面隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的組成部分，線形至少滿足規(guī)定； (2)、平面設(shè)計的任務(wù)任務(wù)：決定隧道的平面位置，選定洞口位置及洞內(nèi)各種地下管線埋設(shè)位置；351 1）鐵路隧道）鐵路隧道

18、隧道內(nèi)的線路最好采用直線，但是，如受到某些地形的限制，或是地質(zhì)原因時，往往不得不采用曲線。l直線隧道的優(yōu)點直線隧道的優(yōu)點線路順直，列車可以快速通過，走行的距離也較短，有利于列車多拉快跑，提高線路的運營效率。36l曲線隧道的缺點曲線隧道的缺點 曲線上的隧道，由于列車傾斜和平移，隧道建筑限界需要加寬，坑道的尺寸相應(yīng)加大，不但增大了開挖土石數(shù)量，而且增加了襯砌的圬工量； 在不同曲率曲線上的隧道建筑限界加寬不同，隧道的斷面是變化的，因而施工時，支護(hù)和襯砌的尺寸均不一致，技術(shù)上較為復(fù)雜； 列車運行在曲線隧洞內(nèi)，空氣阻力比直線隧道大，機(jī)車牽引力的損失大，降低了運營效率，甚至可能造成溜車事故； 列車在曲線上

19、行駛，產(chǎn)生了離心力，再加上洞內(nèi)空氣潮濕，使得鋼軌磨損加速，從而使洞內(nèi)的養(yǎng)護(hù)工作量增大；37 曲線隧道洞身彎曲，洞壁對氣流的阻力加大，使通風(fēng)條件變壞，有害氣體不易排出； 運營中為了保證隧道建筑限界的要求和正常的行車條件，需要經(jīng)常檢查線路平面和水平，曲線隧道也較直線隧道增加了維護(hù)作業(yè)量和難度； 由于曲線關(guān)系，洞內(nèi)進(jìn)行施工測量時，操作變得復(fù)雜，精度也有所降低。隧道設(shè)置曲線示例 如果地勢條件必須把曲線引進(jìn)隧道，那么，施工時先按主體的直線隧道開挖，兩端暫開直的照準(zhǔn)導(dǎo)坑，以補(bǔ)救曲線所形成的缺點，待全隧道的導(dǎo)坑開通后，再把兩端按原設(shè)計的曲線調(diào)整過來 38隧道設(shè)置曲線時應(yīng)注意的問題隧道設(shè)置曲線時應(yīng)注意的問題

20、應(yīng)盡可能采用較短的曲線，或是半徑較大的曲線，且將曲線設(shè)置在 隧道洞口附近為宜，使曲線的影響小一些。 在曲線兩端應(yīng)設(shè)緩和曲線時，最好不使洞口恰恰落在緩和曲線上。 隧道內(nèi)若設(shè)置圓曲線，其長度不應(yīng)短于一節(jié)車廂的長度。 在一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個以上的曲線，尤其是不宜設(shè)置反向曲線或復(fù)合曲線。如果列車同時跨在兩個曲線上，行駛很不穩(wěn)當(dāng)。 當(dāng)必須設(shè)置兩條曲線時，兩曲線間應(yīng)有足夠長的夾直線，一般是要求在三倍車輛長度以上。392 2）公路隧道平面設(shè)計）公路隧道平面設(shè)計 公路隧道設(shè)計規(guī)范規(guī)定，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形、路線的走向、通風(fēng)等因素確定隧道的乎、曲線線形。當(dāng)設(shè)為曲線時，不宜采用設(shè)超高的平曲線，并不應(yīng)采用設(shè)加寬的乎曲

21、線。40高速公路、一級公路的隧道應(yīng)設(shè)計為上、下行分離的獨立雙洞。412 2、隧道縱斷面設(shè)計、隧道縱斷面設(shè)計1) 1)鐵路隧道鐵路隧道 隧道縱斷面是指沿隧道中心線展開的垂直面上的投影。 隧道內(nèi)線路縱斷面設(shè)計就是要選定隧道內(nèi)線路的坡道形式、坡度大小、坡段長度和坡段間的銜接等。42坡道型式坡道型式 隧道處于地層之內(nèi)，除了地質(zhì)有變化時以外，線路的坡型本來不受什么限制，用不著采用復(fù)雜多變的型式。一般可采用簡單的單坡型或不復(fù)雜的人字坡型 。 單坡多用于線路的緊坡地段或是展線的地區(qū)，因為單坡可以爭取高程，拔起或降落一定的高度。人字型坡道多用于長隧道，尤其是越嶺隧道 。坡道形式43 兩種不同的坡型適用于不同的

22、隧道。對位于緊坡地段，耍爭取高程的區(qū)段上的隧道、位于越嶺隧道兩端展線上的隧道、地下水不大的隧道，或是可以單口掘進(jìn)的短隧道，可以采用單面坡型。對于長大隧道、越嶺隧道、地下水豐富而抽水設(shè)備不足的隧道，宜采用人字坡型。44坡度大小坡度大小 設(shè)計坡度時，注意應(yīng)不超過限制坡度。 如果在平面上有曲線，還需為克服曲線的阻力，再減去一個曲線的當(dāng)量坡度。即 式中 設(shè)計中允許采用的最大坡度 按照線路等級規(guī)定的限制最大坡度； 曲線阻力折算的坡度折減量。 坡度折減的原因：坡度折減的原因： 列車車輪與鋼軌踏面間的粘著系數(shù)降低 洞內(nèi)空氣阻力增大 曲限允iii允i限i曲i45規(guī)范中規(guī)定了隧道內(nèi)線路坡度折減系數(shù)m的經(jīng)驗數(shù)值。

23、列于下表可參照使用。 隧道長度電力牽引內(nèi)燃牽引40110000.950.90100140000.900.8040000.850.75隧道內(nèi)線路最大坡度系數(shù)隧道內(nèi)線路最大坡度系數(shù)坡度折減區(qū)段示意 除了最大坡度的限制以外，還要限制最小坡度。因為隧道內(nèi)的水全靠排水溝向外流出。鐵路隧道設(shè)計規(guī)范規(guī)定，隧道內(nèi)線路不得設(shè)置平坡，最小的允許坡度不宜小于0.3%。46坡段長度坡段長度坡段不宜太長，尤其是單坡隧道；設(shè)緩坡段從行車平穩(wěn)的要求和照顧施工和養(yǎng)護(hù)的方便出發(fā)，隧道內(nèi)坡段長度最好不小于列車的長度；考慮到長遠(yuǎn)的發(fā)展，坡段長度最好不小于遠(yuǎn)期到發(fā)線的長度 凸形縱斷面分坡平段，當(dāng)隧道位于兩端貨物列車以接近計算速度通過

24、時，允許分坡平道長度縮短至200m。坡段長最小為200m。 坡段聯(lián)接坡段聯(lián)接 對于鐵路隧道，為了行車平順，兩個相鄰坡段坡度的代數(shù)差值不宜太大 兩坡段間的代數(shù)差值i ,不應(yīng)大于重車方向的限坡值i 。472 2）公路隧道）公路隧道平面線形平面線形 若隧道的平面線形原則上采用直線，避免設(shè)置曲線。 在某些情況下必須設(shè)置曲線時，其曲線半徑不宜小于不設(shè)超高的平面曲線半徑，并應(yīng)符合視距要求。 在隧道洞口不應(yīng)采用小半徑曲線的引線與隧道銜接?？v斷線形縱斷線形 一般將隧道縱坡保持在2%以下比較好 ，縱坡大于3%是不可取的 從隧道施工排水和竣工后的排水需要上考慮，隧道內(nèi)不宜設(shè)置平坡 ，在施工時需要設(shè)置不小于0.3%

25、的縱坡 48引線引線 引線的平面及縱斷線形，應(yīng)當(dāng)保證有足夠的視距和行車安全，尤其在進(jìn)口一側(cè)，需要在足夠的距離外能夠識別隧道洞口 隧道需要機(jī)械通風(fēng)時，引線的縱坡應(yīng)使汽車能以均勻速度駛?cè)胨淼溃纯谇暗囊€縱坡與隧道縱坡在必要的距離之內(nèi)應(yīng)保持一致 隧道內(nèi)的路肩寬度與一般道路相比要縮小很多，需要進(jìn)行平滑過渡，路肩應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)收縮，使汽車進(jìn)出隧道時順利 49第四節(jié) 隧道橫斷面設(shè)計 在地層中修成的隧道，必需要有足夠的凈空滿足運營安全的要求。不同用途的隧道，凈空大小也不一樣。斷面劃分凈空面積（m2 ）超小斷面100.0國際隧道協(xié)會建議的隧道斷面劃分標(biāo)準(zhǔn)國際隧道協(xié)會建議的隧道斷面劃分標(biāo)準(zhǔn)501、鐵路隧道、

26、鐵路隧道1 1） 直線隧道凈空直線隧道凈空機(jī)車車輛限界 它是指機(jī)車車輛最外輪廓的限界尺寸。要求所有在線路上行駛的機(jī)車車輛停在乎坡直線上時，沿車體所有部分都必須容納在此限界范圍內(nèi)而不得超越?；窘ㄖ劢?它是指線路上各種建筑物和設(shè)備均不得侵入的輪廓線。它的用途是保證機(jī)車車輛的安全運行及建筑物和設(shè)備不受損害。隧道建筑限界 它是指包圍“基本建筑限界”外部的輪廓線。即要比“基本建筑限界”大一些，留出少許空間，用于安裝通訊信號、照明、電力等設(shè)備。51直線隧道凈空 是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間?！爸本€隧道凈空”要比“隧道建筑限界”稍大一些除了滿足限界要求外，考慮避讓等安全空間、救援通道及技術(shù)作業(yè)空間

27、，還考慮了在不同的圍巖壓力作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的合理受力形狀(拱部采用三心圓，邊墻采用直墻式或曲墻式)以及施工方便等因素。52532 2）曲線隧道凈空加寬）曲線隧道凈空加寬加寬原因加寬原因 (1)車輛通過曲線時，轉(zhuǎn)向架中心點沿線路運行，而車輛本身卻不能隨線路彎曲，仍保持其矩形形狀，放其兩端向曲線外側(cè)偏移 (d外)，中間向曲線內(nèi)側(cè)偏移(d內(nèi)1)，如圖2-4-8所示。 (2)由于曲線外軌超高車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，使車輛限界上的控制點在水平方向上向內(nèi)移動了一個距離(d內(nèi)2)，如圖2-4-9所示。據(jù)此，曲線隧道凈空的加寬值為54 (2)由于曲線外軌超高車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，使車輛限界上的控制點在水平方向上向內(nèi)

28、移動了一個距離(d內(nèi)2)，如圖2-4-9所示。據(jù)此，曲線隧道凈空的加寬值為：內(nèi)側(cè)加寬 w1= d內(nèi)1 +d內(nèi)2外側(cè)加寬 w2= d外總加寬 w= w1+w2 = d內(nèi)1 +d內(nèi)2+ d外55加寬值計算加寬值計算 （）單線曲線隧道加寬值的計算）單線曲線隧道加寬值的計算車輛中間部分向曲線內(nèi)側(cè)的偏移d內(nèi)1 式中 l車輛轉(zhuǎn)向架中心距，取18m; r曲線半徑(m)。車輛兩端向曲線外側(cè)的偏移d外式中 l標(biāo)準(zhǔn)車輛長度，我國為26m。56外軌超高使車體向曲線內(nèi)側(cè)傾移d內(nèi)2式中 h隧道限界控制點自軌面起的高度(cm)； e曲線外軌超高值，其最大值不超過15cm，且 其中 v鐵路遠(yuǎn)期行車速度(km/h). 可以近

29、似取值：57（ ）雙線曲線隧道加寬值的計算）雙線曲線隧道加寬值的計算 雙線曲線隧道的內(nèi)側(cè)加寬值w1及外側(cè)加寬值w2與單線隧道加寬值的計算相同。內(nèi)外側(cè)線路中線間的加寬值w3按以下情況計算。 當(dāng)外側(cè)線路的外軌超高大于內(nèi)例線路的外軌超高時：式中 h車輛外側(cè)頂角距內(nèi)軌頂面的高度，取360 cm； e外側(cè)線路的外軌超高值(cm)； r同前。其它情況時：5859曲線隧道中線與線路中線偏移距離曲線隧道中線與線路中線偏移距離 從以上計算可知，曲線隧道內(nèi)外側(cè)加寬值不同(內(nèi)側(cè)加寬大于外側(cè)加寬)，斷面加寬后，隧道中線應(yīng)向曲線內(nèi)側(cè)偏移一個d值。 單線隧道如圖2-4-11所示,偏移值為 雙線隧道如圖2-4-10所示，內(nèi)

30、側(cè)線路中線至隧道中線的距離 外側(cè)線路中線至隧道中線的距離60時速時速200km200km以上曲線隧道凈空加寬以上曲線隧道凈空加寬 最高時速200 km的新建鐵路單、雙線隧道內(nèi)凈空面積采用52m2和80 m2斷面形式也是經(jīng)過優(yōu)化比選的，既充分滿足了空氣動力學(xué)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，又完全滿足建筑物接近眼界及其他工程使用空間的需要，且留有富余量，按鐵路隧道設(shè)計規(guī)范曲線隧道的加寬也是較小的，完全在富余量以內(nèi)，可以不考慮內(nèi)輪廓加寬。613 3）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法 根據(jù)鐵路隧道設(shè)計規(guī)范)規(guī)定：位于曲線地段的隧道，斷面加寬除圓曲線部分按上述計算值予以加寬外，緩和曲線

31、部分可分兩段加寬即自圓曲線至緩和曲線中點，并向直線方向延長13m，采用圓曲線加寬斷面(按w值加寬)；其余緩和曲線，并自直緩分界點向直線段延長22m，采用緩和曲線中點加寬斷面，其加寬值取圓曲線之半(即按w/2加寬。622、公路隧道、公路隧道 公路隧道凈空包括公路建筑限界、通風(fēng)及其他所需的斷面積。斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)圍巖壓力求得最經(jīng)濟(jì)值。公路隧道的建筑限界包括車道、路肩、路線帶、人行道等的寬度，以及車道、人行道的凈高。63 公路隧道的凈空除包括公路建筑限界以外，還包括通風(fēng)管道、照明設(shè)備、防災(zāi)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、運行管理設(shè)備等附屬設(shè)備所需要的空間以及富余量和施工允許誤差等。64隧道行車限界隧道行車限界：

32、保證隧道中行車安全，在一定高度和寬度范圍內(nèi)任何物體不得 侵入的限界；墻效應(yīng)墻效應(yīng)：隧道墻壁往往給駕駛員以危險感，唯恐與之沖撞，行駛的車輛多向左側(cè)偏離，無形中減少了車道的有效寬度，從而導(dǎo)致隧道中交通容量的降低，這種現(xiàn)象稱為墻效應(yīng)。 因此，在道路隧道中，應(yīng)在車道兩側(cè)留有足夠的側(cè)向凈寬，以消除或減小墻效應(yīng)的不良影響。65 單車道隧道，為保證錯車和安全運輸，長隧道時應(yīng)設(shè)錯車道(最好能供汽車調(diào)頭)，短隧道在進(jìn)口能觀察到出口引道時，洞內(nèi)可不設(shè)錯車道，但應(yīng)在洞口外兩端設(shè)錯車道。 超過2km的長隧道，各國都在150750 m的間隔上設(shè)加寬帶，piarc隧道委員會推薦設(shè)寬2.5m，長25m以上的加寬帶。超過10 km的特長隧道，還應(yīng)設(shè)置可供大型車輛使用的u形回車場。交通量大的城市隧道，考慮到故障車的停車，路面寬度最小報薦為88.5m。 一般公路隧道，特別是1km以下的隧道，都考慮自行車和行人的通過。 隧道的凈空斷面受通風(fēng)方式影響很大。自然通風(fēng)的隧道，斷面應(yīng)適當(dāng)大些。長大隧道的通風(fēng)管道斷面積、通風(fēng)區(qū)段的長度、通風(fēng)豎井或斜井的長度和數(shù)量、設(shè)備費和長期運營費等應(yīng)