隧道工程隧道線路及斷面設(shè)計(jì)實(shí)用教案

1、u圍巖分級(jí)的目的：u 作為選擇施工方法的依據(jù)；u 確定結(jié)構(gòu)上的荷載（松散荷載）；u 給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；u 制定勞動(dòng)定額、材料(cilio)消耗標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)等；u 進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益；第1頁/共158頁第一頁，共158頁。 2.3.1 隧道圍巖分級(jí)的因素指標(biāo)及其選擇 圍巖分級(jí)的指標(biāo)，主要考慮影響(yngxing)圍巖穩(wěn)定性的因素或其組合的因素。單一的巖性指標(biāo) 抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、抗鉆性、抗爆性一般多采用巖石的單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度作為基本的分級(jí)指標(biāo)，具有試驗(yàn)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點(diǎn)。但單一巖性指標(biāo)只能表達(dá)巖體特征的一個(gè)方面，用來作為分級(jí)的唯一指標(biāo)是不合適的。第2頁/共158

2、頁第二頁，共158頁。單一(dny)的綜合巖性指標(biāo) u 巖體的完整性系數(shù)(xsh)Kv：2巖石巖體vvKv反映了巖石(ynsh)的力學(xué)性質(zhì)和巖體的破碎程度的綜合因素。u巖石質(zhì)量指標(biāo)：10cm以上巖芯累計(jì)長(zhǎng)度單位鉆孔長(zhǎng)度RQD（） 100% 綜合反映巖體的強(qiáng)度和巖體破碎程度的指標(biāo)。u圍巖的自穩(wěn)時(shí)間 ：從隧道開挖到頂部開始發(fā)生可察覺的移動(dòng)、松弛所經(jīng)歷的時(shí)間，是綜合巖性指標(biāo)。第3頁/共158頁第三頁，共158頁。（3）復(fù)合(fh)指標(biāo) 復(fù)合指標(biāo)是一種用兩個(gè)或兩個(gè)以上的巖性指標(biāo)或綜合(zngh)巖性指標(biāo)所表示的復(fù)合性指標(biāo)。具有代表性的復(fù)合指標(biāo)分級(jí)，是巴頓（N.Barton）等人提出的巖體質(zhì)量Q指標(biāo)，Q

3、指標(biāo)綜合(zngh)表達(dá)了巖體質(zhì)量的六個(gè)地質(zhì)參數(shù)：Q(RQD/Jh)(Jr/Ja)(Jw /SRF) 巖體質(zhì)量Q指標(biāo)實(shí)際上是巖塊尺寸、抗剪強(qiáng)度、作用(zuyng)應(yīng)力三者的復(fù)合指標(biāo)。第4頁/共158頁第四頁，共158頁。2.3.2 隧道圍巖(wi yn)分級(jí)的方法對(duì)隧道圍巖的分級(jí)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先應(yīng)考慮選擇對(duì)圍巖穩(wěn)定性有重大影響的主要因素，如巖石強(qiáng)度、巖體的完整性、地下水、地應(yīng)力、結(jié)構(gòu)(jigu)面產(chǎn)狀、以及他們的組合關(guān)系作為分級(jí)指標(biāo)；其次選擇測(cè)試設(shè)備比較簡(jiǎn)單、人為因素小、科學(xué)性較強(qiáng)的定量指標(biāo)；在考慮分級(jí)指標(biāo)要有一定的綜合性，如復(fù)合指標(biāo)等?？傊瑧?yīng)有足夠的實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，能全面反映圍巖的

4、工程性質(zhì)。第5頁/共158頁第五頁，共158頁。2.3.3 我國公路(gngl)隧道圍巖分級(jí) u 圍巖(wi yn)基本質(zhì)量指標(biāo)BQBQ=90+3Rc+250Kv Rc：巖石(ynsh)單軸飽和抗壓強(qiáng)度，Mpa；Kv：巖體完整性系數(shù)。 根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性特征和定量圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，進(jìn)行初步分級(jí)。 BQ=BQ 100（K1+K2+K3） K1地下水影響修正系數(shù)；K2主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)； K3初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。u 圍巖基本質(zhì)量指標(biāo) BQ 修正第6頁/共158頁第六頁，共158頁。u K1地下水影響的修正u地下水是造成施工塌方、使隧道圍巖喪失穩(wěn)

5、定的最重要因素之一，地下水對(duì)圍巖的影響主要(zhyo)表現(xiàn)在：u軟化圍巖u軟化結(jié)構(gòu)面u產(chǎn)生流砂和潛蝕u承壓水作用uK2軟弱(runru)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響的修正 成層巖體、層面性狀(xngzhung)較大，為陡傾角且走向與洞軸線夾角很大時(shí)：對(duì)巖體穩(wěn)定性無不利影響； 傾角較緩且走向與洞軸線夾角較小時(shí)：容易發(fā)生沿層面的過大變形，甚至發(fā)生拱頂?shù)顾騻?cè)壁滑移。第7頁/共158頁第七頁，共158頁。工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB50218-2014）規(guī)范將隧道(sudo)圍巖分成六級(jí)，分別是、，u（4）圍巖(wi yn)分級(jí)數(shù)字越小的圍巖(wi yn)性質(zhì)越 。好第8頁/共158頁第八頁，共158頁。山區(qū)公路線形設(shè)

6、計(jì)受地形條件影響：高程障礙(zhng i)：公路前進(jìn)方向遇到高山時(shí)，由于坡度的限制不能在一定距離內(nèi)拔起越過山峰；平面障礙(zhng i)：山嘴伸出很急。第三章第三章 隧道線及斷面隧道線及斷面(dun min)(dun min)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第9頁/共158頁第九頁，共158頁?？朔匦?dxng)障礙高程(gochng)障礙平面(pngmin)障礙繞行方案深塹方案隧道方案沿河傍山繞行方案隧道直穿方案該采取什么辦法？ 路塹指從原地面向下開挖而成的路基形式。第10頁/共158頁第十頁，共158頁。u 繞行方案優(yōu)缺點(diǎn)：u 優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)要求小，投資省、工期短；u 缺點(diǎn)：線路延長(zhǎng)(ynchng)、彎道增多、形成

7、高大邊坡。u 只有在確認(rèn)對(duì)運(yùn)營(yíng)不會(huì)造成不良影響時(shí)才考慮。u 路塹方案優(yōu)缺點(diǎn)：u 優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，施工進(jìn)度快；u 缺點(diǎn)：路塹病害多、破壞植被。u 應(yīng)以不形成高大邊坡為原則。第11頁/共158頁第十一頁，共158頁。u 隧道方案優(yōu)缺點(diǎn)：u 優(yōu)點(diǎn)：能使線路平緩順直(shn zh)，病害少，縮短線路，節(jié)省運(yùn)輸時(shí)間，不需用較大的坡度，不需設(shè)置太多、太急的曲線，還能最大限度地減少道路修建對(duì)自然植被的破壞。u 缺點(diǎn)：造價(jià)高、施工進(jìn)度慢。u 一般情況下，采用隧道方案是比較有利的。當(dāng)線路遇到地形高程障礙時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先考慮隧道方案。第12頁/共158頁第十二頁，共158頁。經(jīng)驗(yàn)指出：“山體可穿而不宜大挖，大挖必坍”。

8、只有在保證安全的前提(qint)下，才能談到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的比較。 以寶成線秦嶺盤山道為例。那里本應(yīng)用隧道通過的，但為了趕工期，圖省錢，草率地改用明塹方案。深挖邊坡為1:0.75和1:0.5的陡邊坡，邊坡的高度達(dá)60 m，個(gè)別邊坡達(dá)到90 m，巖層雖為花崗巖，但屬于風(fēng)化破碎帶。開挖后，表層巖石很快風(fēng)化，邊坡站立不住。施工期間就不斷坍方(tn fng)，其中最大一次塌方就達(dá)10萬m3。邊坡頂上普遍出現(xiàn)縱向裂縫。以后多次刷方，刷到坡頂達(dá)130 m仍不能穩(wěn)定下來。直到鋪軌時(shí)，才不得不增添明洞，但已造成不應(yīng)有的損失，并使施工程序極度混亂。第13頁/共158頁第十三頁，共158頁。（1）隧道(sudo)走向

9、？（2）洞門位置？（3）線形布置？（4）空間大??？掌握(zhngw)公路隧道選址的原則和方法隧道洞口位置選擇(xunz)的原則和方法隧道平面和縱斷面設(shè)計(jì)的要求隧道橫面設(shè)計(jì)的要求和方法u 修建隧道幾點(diǎn)思考第三章 隧道線路及斷面設(shè)計(jì)第14頁/共158頁第十四頁，共158頁。幾個(gè)名詞：埡口分水嶺越嶺隧道(sudo)傍山隧道(sudo)沿河線展線15第15頁/共158頁第十五頁，共158頁。山頂(shn dn)1山頂(shn dn)2埡口(yku)埡口埡口在辭源里的解釋是“兩山間的狹窄地方”，即連續(xù)山梁的一塊平坦且相對(duì)較低的位置，也可以說是高大山脊的鞍狀坳口。埡口：即相連的兩山頂之間較低的部分稱為埡口

10、。u什么叫做埡口？第16頁/共158頁第十六頁，共158頁。較高的埡口(yku)較低的埡口(yku)第17頁/共158頁第十七頁，共158頁。u什么(shn me)叫做越嶺隧道？我國幅員遼闊，山川交錯(cuò)，通過山嶺(shnlng)、重丘區(qū)的長(zhǎng)大干線公路往往要翻越分水嶺，為縮短里程，克服高度或地形障礙，往往要設(shè)置隧道。線路為穿越分水嶺而修建的隧道稱為越嶺隧道。代表性：秦嶺隧道第18頁/共158頁第十八頁，共158頁。u什么(shn me)叫做分水嶺？秦嶺是長(zhǎng)江(chn jin)和黃河的分水嶺分水嶺是指分隔(fng)相鄰兩個(gè)流域的山嶺或高地，河水從這里流向兩個(gè)相反的方向。在自然界中，分水嶺較多的是山嶺

11、、高原。第19頁/共158頁第十九頁，共158頁。長(zhǎng)江流域圖第20頁/共158頁第二十頁，共158頁。山區(qū)道路通常傍山沿河而行，山區(qū)河流的特點(diǎn)是河床狹窄、彎曲，經(jīng)過常年的河水侵蝕和風(fēng)化作用，地勢(shì)往往變得陡峻。為改善線形、提高車速、縮短里程(lchng)、節(jié)省時(shí)間，常需修建隧道，這種隧道叫做傍山隧道，或稱河谷線隧道。u什么叫做(jiozu)傍山隧道？第21頁/共158頁第二十一頁，共158頁。沿河(yn h)線是沿著河岸布設(shè)的路線。優(yōu)點(diǎn)： 路線走向明確。只能順山沿水布線； 線形好。縱坡一般5，線形平緩(pnghun)、順直，可達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)； 材料來源方便； 聯(lián)系居民點(diǎn)多，服務(wù)性好；第22頁/共

12、158頁第二十二頁，共158頁。缺點(diǎn)： 洪水威脅大。暴雨時(shí)水位猛漲猛落，沖刷力大。若線位高度設(shè)計(jì)的不合理時(shí)，公路常常受到水毀，使交通中斷。 艱巨工程多。河谷一般含石頭較多，懸崖陡壁多，而且間斷出現(xiàn)，導(dǎo)致石方工程集中(jzhng)，開挖困難。 橋涵防護(hù)工程多。由于沿岸兩側(cè)地質(zhì)、地形復(fù)雜，常常需要跨河換岸以避讓艱巨工程。另外支溝多，使得橋涵多。路基支擋防護(hù)工程多。 占地多。主要指占用農(nóng)田較多。山區(qū)良田大多是沿河兩岸階地分布，而線形也要利用階地布線，所以占用良田較多。 由于沿河線突出的優(yōu)點(diǎn)，在山區(qū)各種路線中，一般應(yīng)優(yōu)先采用沿河線。第23頁/共158頁第二十三頁，共158頁。區(qū)分越嶺隧道與傍山隧道方法

13、：越嶺隧道是穿越山嶺的隧道，一般應(yīng)該穿越山體，與山脊線近似正交。傍山隧道是沿著山體前進(jìn)的隧道，一般與山脊線近似平行或大角度(jiod)相交。傍山隧道不穿越山體的核心位置。第24頁/共158頁第二十四頁，共158頁。展線：所謂展線是“展長(zhǎng)線路”的縮略說法。指的是在山嶺地帶，由于地面自然縱坡常大于道路設(shè)計(jì)容許最大縱坡，加上工程地質(zhì)限制，就需要順應(yīng)地形，適當(dāng)延伸線路長(zhǎng)度沿山坡逐漸盤繞而上，以致達(dá)路線終點(diǎn)。這種減緩縱坡，延長(zhǎng)起、終點(diǎn)間路線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)定線，稱為(chn wi)展線。一般來講，展線只出現(xiàn)在因坡度限制或遇特殊地形條件的情況下，犧牲線路順直程度來換取盡可能低的限制坡度。平坦地區(qū)基本不存在展線的

14、問題，鐵路的主要基本展線形式有：燈泡線、套線、螺旋線等。u什么(shn me)叫做展線？第25頁/共158頁第二十五頁，共158頁。越嶺線上，地形起伏陡峻，在展線時(shí)還可能需要(xyo)修建專門的展線隧道。第26頁/共158頁第二十六頁，共158頁。u關(guān)角隧道(sudo)第27頁/共158頁第二十七頁，共158頁。二郎(r ln)北展線，三列東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車牽引著貨車第28頁/共158頁第二十八頁，共158頁。關(guān)角隧道(sudo)洛北二郎區(qū)間的螺旋形展線夜景第29頁/共158頁第二十九頁，共158頁。窮人(qingrn)的鐵路展線興安嶺展線中國第一個(gè)螺旋形展線第30頁/共158頁第三十頁，共15

15、8頁。貴州水柏鐵路(til)北盤江大橋u貴州水柏鐵路(til)第31頁/共158頁第三十一頁，共158頁。貴州水柏鐵路(til)北盤江大橋第32頁/共158頁第三十二頁，共158頁。貴州水柏鐵路(til)（北盤江大橋）第33頁/共158頁第三十三頁，共158頁。秦嶺鐵路(til)進(jìn)入秦嶺山區(qū)后沿清姜河盤旋迂回，從楊家灣站到秦嶺大隧道直線距離只有6千米，但升高卻達(dá)680米，即每千米上升110米。為了把坡 度改為每千米只升高40米，能夠通行火車，只能把鐵路(til)線反復(fù)迂回盤旋，在6千米的直線距離內(nèi)盤繞了27千米；在觀音山站和青石崖站之間的線路以33的大 坡度急速爬升。u秦嶺(qn ln)鐵路第

16、34頁/共158頁第三十四頁，共158頁。為了克服地勢(shì)高差，過楊家灣站后就以3個(gè)馬蹄形和1個(gè)螺旋形（“8”字形）的迂回展線上升，線路層疊3層，高度相差達(dá)817米，即為著名的觀音山展線，所以在觀音山站就可以看到多層鐵路重疊的場(chǎng)面。再經(jīng)2364多米長(zhǎng)的秦嶺大隧道穿過秦嶺埡口(yku)，即進(jìn)入嘉陵江流域并到達(dá)秦嶺站；越過秦嶺后線路即用12的下坡道沿嘉陵江而下至四川省廣元，秦嶺至略陽間先后十四次跨過嘉陵江。第35頁/共158頁第三十五頁，共158頁。3.1 隧道隧道(sudo)的選址的選址36第36頁/共158頁第三十六頁，共158頁。3.1 隧道選址根據(jù)地形圖和調(diào)查資料，通常在多個(gè)路線方案中，進(jìn)行技

17、術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定一條線。隧道平面位置選擇。隧道標(biāo)高的選擇。安全性、用地、建設(shè)投資(tu z)、施工的難易、使用費(fèi)以及與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)等。從克服高寒地區(qū)的雪害、多霧地區(qū)和事故多發(fā)地的管理，以及環(huán)境保護(hù)等方面，也往往需要考慮設(shè)置隧道。洞口附近確保視距和線形。37第37頁/共158頁第三十七頁，共158頁。3.1.1 越嶺隧道(sudo)選址（1）越嶺隧道平面位置的選擇平面位置選擇是指隧道穿越分水嶺的不同(b tn)高程及不同(b tn)方向的埡口選擇，埡口是選定越嶺隧道線路方案的控制點(diǎn)。埡口位置的選擇一般可利用小比例尺地形圖、航空照片、衛(wèi)星照片等。根據(jù)線路的總方向和克服越嶺高程的不同(b tn

18、)要求在較大范圍內(nèi)選線，尋求可供越嶺的幾個(gè)埡口位置的比選。38第38頁/共158頁第三十八頁，共158頁。埡口選擇著重考慮以下因素：優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，此時(shí)埡口在兩側(cè)具備有良好展線的橫坡時(shí)，一般越嶺隧道較短。雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件；隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標(biāo)高相差不多，并且兩邊河谷平面(pngmin)位置接近處。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。 經(jīng)隧道長(zhǎng)度、施工難度(nd)、運(yùn)營(yíng)條件等綜合比選多個(gè)方案，最后確定最佳方案。39第39頁/共158頁第三十九頁，共158頁。選擇(xunz)的埡口路線(lxin)總方向埡口(yku)如何選擇埡口？40第

19、40頁/共158頁第四十頁，共158頁。41u成昆線沙木拉打隧道(sudo)的比選第41頁/共158頁第四十一頁，共158頁。沙馬拉達(dá)隧道位于成昆鐵路線上，1966年修成，全長(zhǎng)6.387km，在這段越嶺線路的設(shè)計(jì)中曾考慮過采用長(zhǎng)為14.5k m，19.5k m和25.75km的瓦吉木、小相嶺和陽糯雪山(xushn)三個(gè)長(zhǎng)大越嶺隧道方案，雖然這能大大改善線路，但就當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和成昆線的工期要求而言，要做出修建這類長(zhǎng)大隧道的決策是不現(xiàn)實(shí)的。因此，最后采用了相對(duì)較短、埡口最低，兩側(cè)有良好展線條件的沙馬拉達(dá)隧道方案。42第42頁/共158頁第四十二頁，共158頁。u秦嶺隧道平面(pngmin)位置的

20、方案比選20.66km17.28km19.40km19.00km18.4km15.40kmF1F3F4F5F2西安安康線初測(cè)階段(jidun)秦嶺地段43第43頁/共158頁第四十三頁，共158頁。u雅西高速(o s)雙螺旋隧道44第44頁/共158頁第四十四頁，共158頁。45第45頁/共158頁第四十五頁，共158頁。起初的幾條線路，雖然充分地利用了地形，卻始終無法避開安寧河大斷裂，工程地質(zhì)(dzh)條件并不好。為了減少連續(xù)縱坡，也為了規(guī)避不良地質(zhì)(dzh)和自然保護(hù)區(qū)，公路史上首座雙螺旋隧道誕生了。雙螺旋隧道最大的妙處就在于，以長(zhǎng)度換取高度。46第46頁/共158頁第四十六頁，共158頁

21、。“兩個(gè)螺旋”分別是干海子隧道和鐵寨子1號(hào)隧道。干海 子隧道是爬坡時(shí)經(jīng)過的第一個(gè)螺旋，進(jìn)口海拔1889米；第二個(gè)螺旋鐵寨子1號(hào)隧道，出口海拔2220米。兩座隧道相距3735米，總長(zhǎng)度約11423米。 兩個(gè)隧道都各有兩個(gè)洞，限速80km/h，開車在拖烏山肚子里繞兩圈，不過花了10分鐘，就已上升了331米。這條線路雖然從利用地形(dxng)條件上來說并不算最優(yōu)，卻遠(yuǎn)離了地質(zhì)災(zāi)害區(qū)，從安全性上考慮，是最好的選擇。雙螺旋(luxun)隧道采用半徑 600米的圓曲線，以螺旋(luxun)展線的方式優(yōu)化線形指標(biāo)，完美地解決了線路爬升及避開地質(zhì)不良地段的難題。47第47頁/共158頁第四十七頁，共158頁。

22、2017年3月2日第三章第三章 隧道線及斷面隧道線及斷面(dun (dun min)min)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)隧道隧道(sudo)(sudo)工工程程第48頁/共158頁第四十八頁，共158頁。（2）越嶺隧道標(biāo)高）越嶺隧道標(biāo)高(biogo)選擇選擇在越嶺位置(wi zhi)選定后，越嶺標(biāo)高影響展線及越嶺隧道方案：一般隧道標(biāo)高越高，隧道長(zhǎng)度越短，相應(yīng)施工工期也短，但兩端展線長(zhǎng)度增加，且線路拔起高度大，運(yùn)營(yíng)條件差，線路通過能力降低； 低標(biāo)高隧道則與之相反，施工難度增加，施工期較長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)條件好；在選擇越嶺隧道標(biāo)高時(shí)，考慮運(yùn)營(yíng)條件的改善和通過能力的提高，宜采用低標(biāo)高方案，但必須進(jìn)行地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)等

23、多種因素綜合比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。49第49頁/共158頁第四十九頁，共158頁。不同標(biāo)高(biogo)位置選擇50第50頁/共158頁第五十頁，共158頁。馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)2810m埡口地形陡峻，山梁(shnling)薄，分水嶺兩例地面高差較大。選了三個(gè)方案： 雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)3490m涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)4270m穿越(chun yu)婁山山脈分水嶺的越嶺隧道選線實(shí)例51第51頁/共158頁第五十一頁，共158頁。馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)2810m 馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)2810m，隧道短。但洞口位置最高，線路需克服較大高差。因而線路迂回曲折、展線長(zhǎng)、隧道群多、大中橋長(zhǎng)而高。且離公路遠(yuǎn)、

24、施工(sh gng)運(yùn)輸困難，運(yùn)營(yíng)條件相對(duì)較差； 52第52頁/共158頁第五十二頁，共158頁。雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)3490m雷神坡方案(fng n)越嶺隧道長(zhǎng)3490m，其高程較馬鞍山方案(fng n)為低，線路條件有所改善，但該處為一大斷層，地質(zhì)條件不利； 53第53頁/共158頁第五十三頁，共158頁。涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)4270m涼風(fēng)埡方案越嶺隧道是在雷神破方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步壓低越嶺隧道位置而得到的較好方案，越嶺隧道長(zhǎng)4270m，拔起(b q)高度小、展線短、線路較順直。該段線路內(nèi)隧道總長(zhǎng)度短，大中橋不多、與公路干擾小，造價(jià)最低，且避開不良地質(zhì)地段，運(yùn)營(yíng)條件好。 54第54頁/共15

25、8頁第五十四頁，共158頁。3.1.2 傍山隧道傍山隧道(sudo)的選址的選址552017年3月2日第55頁/共158頁第五十五頁，共158頁。傍山隧道(sudo)沿河(yn h)路線56第56頁/共158頁第五十六頁，共158頁。u傍山隧道問題：u傍山隧道一般埋藏較淺，地層受風(fēng)化影響較大，施工中容易破壞山體平衡，造成各種工程病害；u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。u另外，線路受河谷地形限制，隧道經(jīng)常是沿河的淺埋隧道和隧道群，洞身覆蓋里側(cè)厚外側(cè)薄，易產(chǎn)生(chnshng)不對(duì)稱的偏壓狀態(tài)。u當(dāng)河流湍急，沖刷嚴(yán)重時(shí)，對(duì)山坡穩(wěn)定和隧道安全威脅較大等等。57第57

26、頁/共158頁第五十七頁，共158頁。u傍山隧道傍山隧道(sudo)選址需要考慮哪些問題？選址需要考慮哪些問題？應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)，河流沖刷情況以及(yj)洞外的相關(guān)工程和運(yùn)營(yíng)條件等綜合考慮。道路(dol)依山傍水58第58頁/共158頁第五十八頁，共158頁。 1、傍山隧道在埋深較淺的地段，一定要注意洞身覆蓋厚度(hud)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。59第59頁/共158頁第五十九頁，共158頁。2、考慮河岸(h n)沖刷對(duì)山體和洞身穩(wěn)定的影響。 河道狹窄 沖刷(chngshu)嚴(yán)重！60第60頁/共158頁第六十頁，共158頁。河岸受沖刷對(duì)洞身位置(wi

27、 zhi)影響示意圖61第61頁/共158頁第六十一頁，共158頁。3、應(yīng)考慮施工便道設(shè)置和既有公路的位置，應(yīng)注意(zh y)既有公路邊坡的可能坍塌和施工便道對(duì)洞身穩(wěn)定的影響。道路(dol)對(duì)洞身穩(wěn)定的影響示意圖62第62頁/共158頁第六十二頁，共158頁。 4、線路沿山嘴繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧道方案進(jìn)行(jnxng)比較?！安脧澣≈薄?3第63頁/共158頁第六十三頁，共158頁。沿河沿河(yn h)(yn h)線截彎取直作隧道：線截彎取直作隧道：運(yùn)營(yíng)條件差，橋、隧、擋相連，工程復(fù)雜(fz)，施工干擾大； 沿河線常碰到河道彎曲(wnq)極大，山體凸出，形成山嘴；線路沿河繞行，線路長(zhǎng)而彎曲；取

28、直作長(zhǎng)隧道，線路順直。64第64頁/共158頁第六十四頁，共158頁。u關(guān)村壩隧道關(guān)村壩隧道(sudo)截彎取直實(shí)例截彎取直實(shí)例65關(guān)村壩隧道(sudo)方案較繞行方案線路縮短10.1公里，減少25個(gè)彎道和一處車站，僅有43米長(zhǎng)中橋1座和6107米的隧道(sudo)1座。第65頁/共158頁第六十五頁，共158頁。采用較多、較長(zhǎng)的隧道是今后山區(qū)(shnq)道路發(fā)展的趨勢(shì)66第66頁/共158頁第六十六頁，共158頁。u 隧道選址尚應(yīng)考慮以下原則：u 逢山穿洞，寧長(zhǎng)勿短，早進(jìn)晚出避免洞口深挖(shn w)；u 寧里勿外，寧深勿淺，避軟就硬避免不良地質(zhì)；“早進(jìn)洞、晚出洞”隧道施工中，洞口段圍巖一般

29、比較破碎、地質(zhì)條件較差，應(yīng)遵循盡量減少對(duì)巖體擾動(dòng)的原則，以提高洞口段巖體和邊、仰坡的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)規(guī)范及施工規(guī)范均作了洞口位置規(guī)范性要求，強(qiáng)調(diào)“早進(jìn)洞、晚出洞”，即適當(dāng)(shdng)延長(zhǎng)洞口和隧道的長(zhǎng)度，盡量避免對(duì)山體的大挖大刷，提倡零開挖洞口。讓隧道洞口周圍的植被得到妥善保護(hù)，維護(hù)原有的生態(tài)地貌。67第67頁/共158頁第六十七頁，共158頁。3.1.3 地質(zhì)地質(zhì)(dzh)條件與隧道位條件與隧道位置選擇置選擇68第68頁/共158頁第六十八頁，共158頁。u地質(zhì)條件(tiojin)與隧道位置的關(guān)系無論是越嶺線路或沿河傍山線路，都力求選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖性較好的穩(wěn)固地層中通過； 盡量避免通過斷

30、層、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、偏壓顯著、地下水豐富等地質(zhì)不良地段(ddun)； 當(dāng)繞避困難時(shí)，應(yīng)盡量采取必要的工程措施。 單斜構(gòu)造與隧道位置的選擇(xunz)褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇(xunz)斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇(xunz)其他不良地質(zhì)段的隧道位置選擇(xunz)u地質(zhì)條件與隧道位置的選擇69第69頁/共158頁第六十九頁，共158頁。在單斜構(gòu)造的地區(qū)，巖層面間，有的是緊密貼附的，有的是出現(xiàn)裂縫(li fng)又為一些細(xì)碎物質(zhì)所填充（泥化、軟化、破碎薄夾層）。層間接觸面比之巖層實(shí)體總是較為薄弱的，稱之為軟弱結(jié)構(gòu)面。單斜構(gòu)造地質(zhì)必須事先把巖層的構(gòu)造和傾角大小調(diào)查清楚，一定要盡可能避開

31、軟弱結(jié)構(gòu)面。(一一)單斜構(gòu)造與隧道位置單斜構(gòu)造與隧道位置(wi zhi)的的選擇選擇70第70頁/共158頁第七十頁，共158頁。 1水平水平(shupng)或緩或緩傾角巖層傾角巖層 當(dāng)隧道(sudo)通過堅(jiān)硬的厚層巖層時(shí)，較為穩(wěn)定。若通過很薄的巖層，則施工時(shí)頂部易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象。 經(jīng)常(jngchng)會(huì)軟硬不一71此時(shí)，以不透水的堅(jiān)硬巖層作頂板為最好。 第71頁/共158頁第七十一頁，共158頁。 陡傾角巖層一般有偏壓和不均勻壓力存在，當(dāng)有軟弱(runru)夾層伴以有害節(jié)理切割時(shí)，易產(chǎn)生坍方和順層滑坡。 2陡傾角陡傾角(qngjio)巖層巖層 當(dāng)隧道中線可能沿兩種不同巖性的巖層走向通過時(shí)，應(yīng)

32、避免將隧道置于兩種不同的巖層軟弱構(gòu)造(破碎(p su)帶，如圖a(B)所示；而宜將隧道置于巖性較好的單一巖層中，如圖a(A)72第72頁/共158頁第七十二頁，共158頁。 隧道通過直立巖層時(shí)，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，仍應(yīng)避開(b ki)不同巖層接觸帶。當(dāng)層狀巖層較薄，并有軟弱夾層，伴有微量地下水活動(dòng)時(shí)，亦可產(chǎn)生不對(duì)稱壓力，在隧道開挖過程中，易產(chǎn)生坍塌，甚至?xí)?dǎo)致大的坍力，致使地面形成“天窗” 。 3直立直立(zh l)巖層巖層 73第73頁/共158頁第七十三頁，共158頁。 在褶曲構(gòu)造的地區(qū)，在施工時(shí)，極易發(fā)生掉塊或坍方，對(duì)工程產(chǎn)生不利(bl)影響。當(dāng)隧道通過褶皺構(gòu)造時(shí)，應(yīng)盡量避免將

33、隧道置于背斜或向斜的軸部。如圖(a)、(c)，而應(yīng)將隧道置于翼部，如圖(b)，則隧道所處的地質(zhì)條件類似單斜構(gòu)造。此外，地下水積聚凹底，也將增加施工的困難。隧道穿過褶曲構(gòu)造時(shí)，選在背斜中要比在向斜中有利。(二)褶皺構(gòu)造與隧道(sudo)位置的選擇74第74頁/共158頁第七十四頁，共158頁。選擇隧道位置切忌沿著斷層(duncng)帶或破碎帶修建隧道。斷裂構(gòu)造及不同巖層的接觸帶，其裂隙發(fā)育，地下水量也較大，斷裂構(gòu)造地層壓力變化較大，襯砌結(jié)構(gòu)亦難處置；開挖隧道易坍塌，給施工帶來困難。應(yīng)避開嚴(yán)重破碎帶，并使斷層(duncng)地段最短。 (三)斷裂構(gòu)造、接觸(jich)帶與隧道位置的選擇75第75頁

34、/共158頁第七十五頁，共158頁。其他(qt)不良地質(zhì)還有哪些？滑坡(hup)（四）其他不良(bling)地質(zhì)段的隧道位置選擇76第76頁/共158頁第七十六頁，共158頁。流沙(lish)地層77第77頁/共158頁第七十七頁，共158頁。軟弱(runru)地層78第78頁/共158頁第七十八頁，共158頁。溶洞(rngdng)79第79頁/共158頁第七十九頁，共158頁。 不良地質(zhì)系指滑坡、錯(cuò)落、崩塌、巖堆、危巖、落石、巖溶、陷穴、泥石流、流砂、斷層、涌水及第四紀(jì)堆積層等不良地段。如線路難以繞避或繞避而有損于線路的總體性時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，亦可因地制宜地采取相應(yīng)工程措施通過(t

35、nggu)。 隧道通過(tnggu)上述地區(qū)時(shí)的危害情況及隧道位置選擇中應(yīng)注意的事項(xiàng)分述如下: 不良地質(zhì)段的隧道位置(wi zhi)選擇80第80頁/共158頁第八十頁，共158頁。1、滑坡地區(qū)沿某一軟弱面有整體下滑的趨勢(shì)。隧道通過(tnggu)時(shí)，將會(huì)受到土體推力，會(huì)把結(jié)構(gòu)物擠壓破壞，或是剪切斷開。如果對(duì)滑坡面的位置已經(jīng)了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下的穩(wěn)定巖體中。81第81頁/共158頁第八十一頁，共158頁。2、崩塌地區(qū) 山坡陡峻的地段，山體裂隙受風(fēng)化(fnghu)而崩解，成塊地從斜坡翻滾墜落。寶成線略陽至廣元段132 km，自1958年通車至1981年水害(shu hi)前，先后接長(zhǎng)

36、或增建明洞70座（處），計(jì)6km，80%以上皆因危巖、落石所致。1981年水害(shu hi)后，因危巖、落石又增加明、棚洞31座（處），計(jì)6.49km，尚不包括因支頂危巖及坡面防護(hù)平均每1m路基所費(fèi)圬工16m3（已近于隧道每米襯砌圬工量），這足以說明防治危巖、落石的重要性。 82第82頁/共158頁第八十二頁，共158頁。3、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，宜把隧道位置(wi zhi)放在巖堆以下的穩(wěn)定巖體之中。83第83頁/共158頁第八十三頁，共158頁。4、泥石流地區(qū) 首先應(yīng)判明泥石流的成因、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)，以決定隧道方案的可行性。充分考慮如下

37、因素對(duì)隧道產(chǎn)生的最不利影響：預(yù)計(jì)河床最大下切及侵蝕基準(zhǔn)(jzhn)面對(duì)隧道影響；泥石流可能的改道和變遷對(duì)洞身的影響；充分預(yù)計(jì)隧道防排水的處理難度；施工爆破可能帶來的危害。84第84頁/共158頁第八十四頁，共158頁。85第85頁/共158頁第八十五頁，共158頁。5、溶洞地區(qū) 當(dāng)隧道通過巖溶(ynrng)地區(qū)時(shí)，應(yīng)力 求 避 免 穿 越 巖 溶(ynrng)嚴(yán)重發(fā)育的網(wǎng)狀洞穴區(qū)。6、瓦斯地區(qū)(dq)7、黃土地區(qū)(dq)8、地下水9、地溫86第86頁/共158頁第八十六頁，共158頁。3.2 隧道隧道(sudo)洞口位置的洞口位置的選擇選擇隧道的進(jìn)出口是隧道建筑物唯一的暴露部分，也是整個(gè)隧道的

38、薄弱環(huán)節(jié)。由于洞口處地質(zhì)條件差，多為嚴(yán)重風(fēng)化的堆積體；覆蓋層厚度較薄，若地形傾斜又易造成(zo chn)淺埋側(cè)壓；還受地表水的沖刷，加上隧道一旦開挖，山體受擾動(dòng)等因素，容易造成(zo chn)山體失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動(dòng)和坍塌。洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價(jià)、工期和運(yùn)營(yíng)安全。87第87頁/共158頁第八十七頁，共158頁。u洞口位置(wi zhi)選擇的一般原則和要求十點(diǎn)：（1）洞口部分(b fen)在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長(zhǎng)不宜短，應(yīng)“早進(jìn)洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。（2）洞口不宜設(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處，宜將洞口移到

39、溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)（圖3-2-1中的B線）不要與水爭(zhēng)路。88選擇時(shí)要結(jié)合洞口的地形，地質(zhì)條件、施工、運(yùn)營(yíng)條件以及洞口的相關(guān)工程（橋涵、通風(fēng)設(shè)施等）綜合考慮，避免采用(ciyng)單純的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來選定隧道洞口。第88頁/共158頁第八十八頁，共158頁。（3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)(dzh)情況采用貼壁或采用接長(zhǎng)明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外35m處。 89第89頁/共158頁第八十九頁，共158頁。（4）洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位置選擇余地較大(jio d)，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場(chǎng)地、工期等具體確定。需要時(shí)可接長(zhǎng)明洞，以確保施工和運(yùn)營(yíng)安全。 90（5

40、）考慮洞口邊仰坡不致開挖過高和洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交，使隧道(sudo)正面進(jìn)入山體（圖3-2-4），洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力；特別是在土質(zhì)松軟、巖層破碎、構(gòu)造不利的傍山隧道(sudo)，更應(yīng)注意。第90頁/共158頁第九十頁，共158頁。（6）長(zhǎng)大隧道在洞門附近應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)以及便道等的位置。 （7）洞口附近有居民點(diǎn)時(shí)，考慮提前(tqin)進(jìn)洞，盡可能減少附近地上構(gòu)筑物，地下埋設(shè)物與隧道的相互影響，及減少對(duì)環(huán)境（農(nóng)業(yè)、交通、居民生活）的影響。（8）洞口路肩應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。91第91頁/共158頁第九十一頁，共

41、158頁。（9）考慮通風(fēng)設(shè)備(tn fn sh bi)排出的廢氣和噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響程度和解決辦法。（10）考慮設(shè)置防雪工程、防風(fēng)工程和防路面凍害工程的必要性。 總之，選定隧道洞口位置時(shí)，首先要按照地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡的高度和坡面長(zhǎng)度，其次是避開不良地質(zhì)區(qū)域和排水影響，最后才從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較。92第92頁/共158頁第九十二頁，共158頁。 隧道具體位置選擇的影響因素有哪些？越嶺隧道與河谷隧道有何區(qū)別(qbi)？它們?cè)谖恢玫倪x擇上各采取什么原則？地質(zhì)條件對(duì)隧道位置選擇有哪些影響？隧道洞口位置的選擇應(yīng)遵循哪些原則？確定洞口位置考慮哪些因素？隧道長(zhǎng)度的定義。重點(diǎn)、難點(diǎn)(ndin)內(nèi)容第93頁

42、/共158頁第九十三頁，共158頁。2017年3月7日第三章第三章 隧道隧道(sudo)(sudo)線及斷線及斷面設(shè)計(jì)面設(shè)計(jì)隧道隧道(sudo)(sudo)工工程程第94頁/共158頁第九十四頁，共158頁。3.3 隧道隧道(sudo)的幾的幾何設(shè)計(jì)何設(shè)計(jì)953.3.1 隧道(sudo)的平面設(shè)計(jì)3.3.2 隧道(sudo)縱斷面設(shè)計(jì)3.3.3 隧道橫斷面設(shè)計(jì)第95頁/共158頁第九十五頁，共158頁。u隧道(sudo)由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。u主體建筑物包括洞門和洞身襯砌，以及需要在洞口地段接長(zhǎng)的明洞。u附屬建筑物包括通風(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)備、電力、通信設(shè)備等。96第96頁/

43、共158頁第九十六頁，共158頁。u主體建筑物是從幾何和結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行研究的。u隧道的結(jié)構(gòu)方面：用最小的投資，盡可能少的外來材料以及合理的養(yǎng)護(hù)力量，使它們能在圍巖壓力和汽車行駛所產(chǎn)生的各種力的作用(zuyng)下，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)保持使用質(zhì)量。u隧道的幾何設(shè)計(jì)：主要是汽車行駛與隧道各個(gè)幾何元素的關(guān)系，常把隧道中心線解剖為隧道的平面，縱斷面及凈空斷面來分別研究。97第97頁/共158頁第九十七頁，共158頁。3.3.1 隧道(sudo)的平面設(shè)計(jì) 隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。平面設(shè)計(jì)的任務(wù)：決定隧道的平面位置，選定洞口位置。隧道是線路的一個(gè)組成部分，與公路一樣，線形至少滿足(mnz)公路

44、工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高線形標(biāo)準(zhǔn)，因隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)條件明顯比洞外差。98第98頁/共158頁第九十八頁，共158頁。1.鐵路(til)隧道隧道內(nèi)的線路最好采用(ciyng)直線。應(yīng)盡可能采用(ciyng)短曲線，或是半徑較大的曲線。在曲線兩端應(yīng)設(shè)緩和曲線時(shí)，最好不使洞口恰恰落在緩和曲線上，應(yīng)盡可能將緩和曲線設(shè)在洞外一個(gè)適當(dāng)距離以外。圓曲線的長(zhǎng)度也不應(yīng)短于一節(jié)車廂的長(zhǎng)度。在一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個(gè)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(shí)跨在兩個(gè)曲線上兩曲線間應(yīng)有足夠長(zhǎng)的夾直線，一般是要求在三倍車輛長(zhǎng)度以上。99第99頁/共158頁第九十九頁，共158頁。2.公路(gng

45、l)隧道 原則上采用直線，避免曲線，若必須設(shè)置時(shí)，宜大于不設(shè)超高的平曲線半徑，并應(yīng)滿足停車視距的要求。 隧道平面(pngmin)線形應(yīng)考慮行駛安全，在洞口不應(yīng)使用小半徑的引線與隧道銜接。 隧道內(nèi)盡量避免設(shè)反曲線。100第100頁/共158頁第一百頁，共158頁。101公路停車(tng ch)視距與會(huì)車視距公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二、三、四級(jí)公路設(shè)計(jì)速度（km/h)12010080608060403020停車視距（m)2101601107511075403020會(huì)車視距（m) 220150806040會(huì)車視距通常(tngchng)取停車視距的兩倍隧道線形應(yīng)滿足(mnz)視距要求。隧道的行車視距

46、與會(huì)車視距應(yīng)符合公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B01-2014 。第101頁/共158頁第一百零一頁，共158頁。隧道(sudo)內(nèi)不設(shè)超高的圓曲線最小半徑(m) 設(shè)計(jì)速度(km/h)路拱12010080604030202.0%55004000250015006003501502.0%7500525033501900800450200102 當(dāng)由于特殊條件限制隧道平面線形設(shè)計(jì)為需設(shè)超高的曲線時(shí)，其超高值不得大于4%，技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD202006）的有關(guān)(yugun)規(guī)定。 第102頁/共158頁第一百零二頁，共158頁。隧道及前后引線組成的路段應(yīng)該做到線形平順、行車安全(n

47、qun)舒適，并與環(huán)境景觀協(xié)調(diào)一致。 如果長(zhǎng)大隧道需要利用豎井、斜井通風(fēng)時(shí)，在設(shè)線時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮(kol)便于設(shè)置。 *對(duì)高等級(jí)道路，往往是分向行駛，而單向行駛的長(zhǎng)隧道，如果在出口一側(cè)放入大半徑曲線(qxin)，面向駕駛者的出口墻壁反光亮度是逐漸增加的。尤其是當(dāng)出口處陽光可以直接射入，以及洞門面向大海等亮度高的場(chǎng)合，有利于駕駛者的“亮適應(yīng)” 。 103第103頁/共158頁第一百零三頁，共158頁。3.3.2 隧道(sudo)縱斷面設(shè)計(jì)u什么是隧道縱斷面?u沿隧道中心線展開的垂直面上的投影。u隧道縱斷面設(shè)計(jì)(shj)的主要內(nèi)容:u包括選定隧道內(nèi)線路的坡道型式、坡度大小、坡段長(zhǎng)度和坡段間的銜接等。

48、104第104頁/共158頁第一百零四頁，共158頁。（一）隧道(sudo)的坡道形式：?jiǎn)蜗蚱拢憾磧?nèi)只有一個(gè)朝向的坡度雙向坡：洞內(nèi)有兩個(gè)朝向的坡度一般宜采用(ciyng)單向坡；地下水發(fā)育的長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧道可采用(ciyng)雙向坡。山嶺隧道一般是指中間高兩端洞口低，呈“人”字型，所以也稱之為“人字坡”。只有在跨越江河海灣的水下隧道時(shí)才會(huì)采用(ciyng)倒坡，即中間低兩端洞口高的形式。1051、鐵路(til)隧道第105頁/共158頁第一百零五頁，共158頁。u控制隧道縱坡大小(dxio)的主要因素u通風(fēng)u排水u出渣u越嶺高程106抬高(ti o)高程與翻越分水嶺利用自然氣壓(qy)通風(fēng)利用

49、水的重度自由排水輕車上坡，重車下坡第106頁/共158頁第一百零六頁，共158頁。u單面坡與人字坡的優(yōu)缺點(diǎn)：u單面坡：u優(yōu)點(diǎn)：可以爭(zhēng)取高程、有利于自然通風(fēng)、低位洞口出渣、排水有利；u缺點(diǎn)：高位洞口段的施工困難，特別是地下水豐富地區(qū)；運(yùn)渣時(shí)，空車上坡重車下坡，運(yùn)輸效率低。u適用于：緊坡地段，即需要在較短的距離內(nèi)拔高較大的高程。u人字坡u優(yōu)點(diǎn)：與山坡的自然坡型一致，隧道(sudo)兩端都是往上坡施工，因而對(duì)掘進(jìn)、排水都有利；空車上坡，重車下坡，運(yùn)輸率高。u缺點(diǎn)：施工廢棄自然聚集于工作面上，不利用通風(fēng)，運(yùn)營(yíng)時(shí)，廢棄也會(huì)聚集在坡頂；u適用于：不需要爭(zhēng)取高程的越嶺隧道(sudo)。第107頁/共158頁

50、第一百零七頁，共158頁。（二）坡度(pd)大?。?、排水問題隧道內(nèi)縱斷面線形設(shè)置應(yīng)考慮行車安全性、營(yíng)運(yùn)通風(fēng)規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求，以不妨礙排水的緩坡為宜。隧道縱坡不應(yīng)小于0.3，一般情況不應(yīng)大于3，且以控制在2以下為好；受地形等條件限制限時(shí)，高速公路、一級(jí)公路的中、短隧道可適當(dāng)加大，但不宜(by)大于4；當(dāng)隧道較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)小于2.5%。短于l00m的隧道縱坡可以與該公路隧道外的路線指標(biāo)相同。108第108頁/共158頁第一百零八頁，共158頁。（二）坡度(pd)大?。?、通風(fēng)(tng fng)問題對(duì)于單向通行的隧道，設(shè)計(jì)成單坡（下坡）對(duì)通風(fēng)是有利的，但坡度不要(byo)大于3，否則高位洞

51、口的施工會(huì)有困難。對(duì)采取自然通風(fēng)方式的隧道，坡度可盡量采用上限值，但也不能大于3。 采用人字坡的隧道，施工時(shí)隧道兩端的出渣與排水都有利，但通風(fēng)較差，要特別注意坡度不要太大，一般將坡度控制在1以下為宜。 第109頁/共158頁第一百零九頁，共158頁。（四）坡段聯(lián)接(lin ji)：隧道不宜(by)把坡段定得太長(zhǎng)；隧道內(nèi)的線路坡段也不宜(by)太短；坡段長(zhǎng)度最好不小于列車的長(zhǎng)度。考慮到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，坡段長(zhǎng)度最好不小于遠(yuǎn)期到發(fā)線的長(zhǎng)度。兩個(gè)相鄰坡段坡度的代數(shù)(dish)差值不宜太大；在設(shè)計(jì)坡度時(shí)，坡間的代數(shù)(dish)差要有一定的限制。從安全的觀點(diǎn)出發(fā)，兩坡段間的代數(shù)(dish)差不應(yīng)大于重車方向的

52、限坡值。否則，就需要在兩個(gè)坡段之間插入一段緩和坡段。（三）坡段長(zhǎng)度：第110頁/共158頁第一百一十頁，共158頁。（一）坡道(p do)形式： 人字坡、單面坡（二）控制隧道縱坡大小的主要因素(yn s)通風(fēng)問題排水問題1112、公路(gngl)隧道第111頁/共158頁第一百一十一頁，共158頁。（三）縱坡坡度大小及其影響(yngxing)：隧道縱坡坡段范圍：0.3%3%；縱坡坡度與通風(fēng)的關(guān)系，要求1%以下，若大于2%，排量迅速增加；與排水的關(guān)系，縱坡越大，水流越快；縱坡坡度與施工運(yùn)營(yíng)的關(guān)系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長(zhǎng)度；綜合通風(fēng)和排水考慮，縱坡為不妨礙排水的緩坡為宜。112第112頁/共1

53、58頁第一百一十二頁，共158頁。隧道(sudo)橫斷面形式113馬蹄形3.3.3 隧道(sudo)橫斷面設(shè)計(jì)第113頁/共158頁第一百一十三頁，共158頁。114圓形拱形(n xn)雙連拱第114頁/共158頁第一百一十四頁，共158頁。115矩形(jxng)單跨雙層單層多跨第115頁/共158頁第一百一十五頁，共158頁。（一）直線隧道凈空： 隧道凈空的概念(ginin)：指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間隧道凈空 隧道建筑界限 基本建筑限界 機(jī)車車輛限界116一、鐵路(til)隧道3.3.3 隧道(sudo)橫斷面設(shè)計(jì)第116頁/共158頁第一百一十六頁，共158頁。1.機(jī)車車輛限界機(jī)車

54、車輛最外輪廓(lnku)的限界尺寸。117第117頁/共158頁第一百一十七頁，共158頁。2.基本(jbn)建筑限界指線路上各種建筑物和設(shè)備均不得侵入的輪廓線。3.隧道建筑限界是指包圍“基本(jbn)建筑限界”外部的輪廓線。4.直線隧道凈空“直線隧道凈空”要比“隧道建筑界限”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，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。118第118頁/共158頁第一百一十八頁，共158頁。(二) 曲線隧道凈空加寬1.加寬原因（1）車輛通過曲線時(shí)，轉(zhuǎn)向架中心點(diǎn)沿線路運(yùn)行（圖3-4-15），而車輛本身卻不能隨線路彎曲(wnq)

55、仍保持其矩形形狀。故其兩端向曲線外側(cè)偏移（d外），中間向曲線內(nèi)側(cè)偏移（d內(nèi)1）。（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(diǎn)在水平方向上向內(nèi)側(cè)移動(dòng)了一個(gè)距離d內(nèi)2。如（圖3-4-16）119第119頁/共158頁第一百一十九頁，共158頁。 據(jù)此，曲線(qxin)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120第120頁/共158頁第一百二十頁，共158頁。二、公路(gngl)隧道第121頁/共158頁第一百二十一頁，共158頁。122第122頁/共158頁第一百二十二頁，共158頁。什么是隧道

56、(sudo)建筑限界？是為保證隧道內(nèi)各種交通的正常運(yùn)行與安全而規(guī)定在一定寬度和高度(god)范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間限界。123在設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分研究各種車道與公路設(shè)施之間所處(su ch)的空間關(guān)系，任何部件（包括隧道本身的通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控及內(nèi)裝附屬設(shè)施）均不得侵入隧道建筑限界之內(nèi)。第123頁/共158頁第一百二十三頁，共158頁。隧道建筑(jinzh)限界由行車寬度W、側(cè)向?qū)挾萀、人行道R或檢修道J等組成，當(dāng)設(shè)計(jì)人行道時(shí)，含余寬C，H為建筑(jinzh)限界高度；h為檢修道或人行道的高度。124第124頁/共158頁第一百二十四頁，共158頁。什么(shn me)是隧道凈空？公路(

57、gngl)隧道的凈空是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。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(yùn)行管理設(shè)備等附屬(fsh)設(shè)備所需要的空間以及富余量和施工允許誤差等。125第125頁/共158頁第一百二十五頁，共158頁。126第126頁/共158頁第一百二十六頁，共158頁。公路隧道建筑限界(xinji)橫斷面組成最小寬度要求127第127頁/共158頁第一百二十七頁，共158頁。u高速公路、一級(jí)公路隧道(sudo)左右側(cè)側(cè)向?qū)挾葹楹尾灰恢?？隧道?nèi)一般有2的橫坡，右側(cè)向?qū)挾容^左側(cè)向?qū)挾却笠稽c(diǎn)，兩個(gè)車道實(shí)際行車(hngch)的空間感更接近。第128頁/共158頁

58、第一百二十八頁，共158頁。同時(shí)符合以下規(guī)定：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路的建筑界限高度取5. 0m；三、四級(jí)公路取4. 5m。當(dāng)設(shè)置(shzh)檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置(shzh)檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬。隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度，平、縱線形等因素綜合分析確定，一般可采用1.5%2.0%。當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑界限底邊與路面重合；當(dāng)采用雙面坡時(shí)，建筑界限底邊應(yīng)水平置于路面最高處。129第129頁/共158頁第一百二十九頁，共158頁。各級(jí)公路行車道的寬度，均按“限界”的規(guī)定設(shè)置，隧道(su

59、do)內(nèi)的車道寬度原則上應(yīng)與前后道路一致，一般應(yīng)避免產(chǎn)生“瓶頸”，并在車道兩側(cè)設(shè)置足夠富余量。在每個(gè)車行隧管中，原則上規(guī)定采用對(duì)向交通的最小單位為2車道。 如果交通量超過對(duì)向2車道的容量，則應(yīng)設(shè)置兩條各為單向交通的2車道，即合計(jì)4車道的隧道(sudo)。從交通安全上考慮，不應(yīng)設(shè)置對(duì)向交通的3車道隧道(sudo)。（1）車行(ch xn)隧道130第130頁/共158頁第一百三十頁，共158頁。大于4車道時(shí)，原則上仍應(yīng)建成2車道隧道，隧道個(gè)數(shù)可以增加為3條或4條。 一般單車道隧道是很少見的。在不得已非修建單車道不可(bk)時(shí)，單車道隧道，為保證錯(cuò)車和安全運(yùn)輸，長(zhǎng)隧道時(shí)，應(yīng)設(shè)置錯(cuò)車道、回車道，以供

60、錯(cuò)車和調(diào)頭；短隧道在進(jìn)口能觀察到出口引線時(shí)，洞內(nèi)可不設(shè)錯(cuò)車道，但應(yīng)在洞口外兩端設(shè)錯(cuò)車道。最好能在兩端設(shè)置自動(dòng)交通信號(hào)燈。 131第131頁/共158頁第一百三十一頁，共158頁。超過2 km的長(zhǎng)、特長(zhǎng)(tchng)隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)間隔150750m設(shè)置緊急停車帶。超過(chogu)10 km的特長(zhǎng)隧道，還應(yīng)設(shè)置可供大型車輛使用的U形回車場(chǎng)。交通量大的城市隧道，考慮到故障車的停車，路面寬度最小推薦為88.5m。132第132頁/共158頁第一百三十二頁，共158頁。設(shè)置(shzh)路緣帶的目的： 設(shè)置(shzh)余寬的目的： 誘導(dǎo)駕駛員視線，增加(zngji)行車安全； 為行車道提供一部分