隧道工程主讲教师:曹志军l l隧道工程设计隧道工程设计隧道工程设计隧道工程设计是出于开拓并持续安全应用地下通道空间的目的，勘是出于开拓并持续安全应用地下通道空间的目的，勘察地形、地质、地物等环境条件，确定隧道位置，并根据隧道围岩自察地形、地质、地物等环境条件，确定隧道位置，并根据隧道围岩自稳能力的强弱，选择确定为保持隧道稳定所需提供帮助的多少稳能力的强弱，选择确定为保持隧道稳定所需提供帮助的多少即即需要的加固范围，以及选择确定支护的材料种类、结构形式，力学性需要的加固范围，以及选择确定支护的材料种类、结构形式，力学性能、参与时机、施作方法、监测方法、质量标准等支护技术参数，并能、参与时机、施作方法、监测方法、质量标准等支护技术参数，并评估支护的有效性和经济性的一系列工程规划活动。评估支护的有效性和经济性的一系列工程规划活动。隧道工程设计隧道工程设计隧道建筑设计隧道建筑设计隧道建筑设计隧道建筑设计隧道结构设计隧道结构设计隧道结构设计隧道结构设计隧道施工设计隧道施工设计隧道施工设计隧道施工设计隧道工程设计隧道工程设计隧道工程设计隧道工程设计包括选择隧道方案，确定隧道位置，洞口位包括选择隧道方案，确定隧道位置，洞口位置、隧道平面、纵断面及横断面设计。置、隧道平面、纵断面及横断面设计。主要是指隧道支护结构设计主要是指隧道支护结构设计l包括施工方案选择、施工方法选择、施包括施工方案选择、施工方法选择、施工技术选择、量测监控方法选择、施工工技术选择、量测监控方法选择、施工程序设计，以及施工质量控制措施、施程序设计，以及施工质量控制措施、施工安全控制措施、环境保护措施的制定工安全控制措施、环境保护措施的制定等。等。第三章 隧道线路及断面设计第一节 隧道勘测第二节隧道位置的选择第三节 隧道洞口位置的选定第四节 隧道平面设计第六节 隧道横断面设计第三章 隧道线路及断面设计第五节 隧道纵断面设计l第一次课第一次课l（1 1）了解隧道勘测内容）了解隧道勘测内容l（2 2）掌握隧道位置的选择）掌握隧道位置的选择l（3 3）了解隧道方案比选内容）了解隧道方案比选内容第三章 隧道线路及断面设计第一节 隧道勘测一、隧道勘测概述一、隧道勘测概述二、文献资料的收集二、文献资料的收集三、地形、地质的调查测绘三、地形、地质的调查测绘四、气象调查四、气象调查五、环境调查与评价五、环境调查与评价六、工程评价及处理措施六、工程评价及处理措施一、隧道勘测概述隧道勘测的目的在于查明隧道所处位置的工程地质和水文地质条隧道勘测的目的在于查明隧道所处位置的工程地质和水文地质条件，以及隧道施工和运营对环境保护的影响，为规划、设计、施件，以及隧道施工和运营对环境保护的影响，为规划、设计、施工提供所需的勘察资料，并对存在的岩土工程问题、环境问题进工提供所需的勘察资料，并对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计方案和施工措施，从而使隧道工程经行分析评价提出合理的设计方案和施工措施，从而使隧道工程经济合理和安全可靠济合理和安全可靠。l1 1、意义、意义l2 2、制定勘测计划、制定勘测计划l3 3、勘测的阶段、勘测的阶段勘测计划包括：勘测计划包括：既有资料的收集和调查既有资料的收集和调查、地质勘察、地质勘察、环境调查、施工条件调查、调查采取的方法环境调查、施工条件调查、调查采取的方法等内容。等内容。勘测计划应按不同调查阶段，针对提出的要求并考虑隧道的规模、勘测计划应按不同调查阶段，针对提出的要求并考虑隧道的规模、特点编制，编制时应对调查项目、调查方法、精度要求、范围和顺特点编制，编制时应对调查项目、调查方法、精度要求、范围和顺序、成果等做出明确规定。序、成果等做出明确规定。l3 3、勘测的阶段、勘测的阶段隧道勘测隧道勘测 定测是根据有关单位批准的初定测是根据有关单位批准的初步设计文件及审核意见，在初测基步设计文件及审核意见，在初测基础上进一步核对、落实、深化相关础上进一步核对、落实、深化相关勘测资料，对复杂地质问题给出可勘测资料，对复杂地质问题给出可靠性结论，为施工图设计提供资料。靠性结论，为施工图设计提供资料。设计阶段勘测设计阶段勘测施工阶段勘测施工阶段勘测初测阶段初测阶段定测阶段定测阶段 初测为初步设计提供资料，应完初测为初步设计提供资料，应完成的勘测工作有：隧道所在地区自然成的勘测工作有：隧道所在地区自然条件的调查、隧道工程对周围环境影条件的调查、隧道工程对周围环境影响的调查、工程地质及水文地质的勘响的调查、工程地质及水文地质的勘查、地形测量、导线测量等。查、地形测量、导线测量等。二、文献资料的收集l（一）地形地貌资料l（二）工程地质与水文地质资料l（三）工程资料l（四）气象资料l（五）用地及环境资料l（六）灾害资料l（七）概预算资料调查l（八）与隧道建设相关的资源资料l（九）相关法律、法令调查三、地形、地质的调查测绘l地形调查是为路线服务的，目的是在现有地形条件下地形调查是为路线服务的，目的是在现有地形条件下使路线满足规范要求，并尽可能的得到优化，这是设使路线满足规范要求，并尽可能的得到优化，这是设计的需要；计的需要；l地质调查是核对在实际地质条件上是否可能，是否可地质调查是核对在实际地质条件上是否可能，是否可以得到一个稳定的结构物。以得到一个稳定的结构物。（一）地形地质调查的主要内容（一）地形地质调查的主要内容（二）地形与地质初步调查（二）地形与地质初步调查（三）地质详查（三）地质详查（四）施工阶段地质调查（四）施工阶段地质调查（一）地形地质调查的主要内容（一）地形地质调查的主要内容（1 1）地形与地貌）地形与地貌（2 2）工程地质特征）工程地质特征: :地质构造地质构造 地层、岩性地层、岩性（3 3）水文地质特征）水文地质特征（4 4）不良地质和特殊地质现象）不良地质和特殊地质现象 （5 5）地震裂度）地震裂度 (6) (6) 有害气体和放射性物质有害气体和放射性物质(7) (7) 对于深埋隧道，应作隧道地温升温预测对于深埋隧道，应作隧道地温升温预测(8) (8) 分段确定隧道围岩级分段确定隧道围岩级（二）地形与地质初步调查（二）地形与地质初步调查初测阶段初测阶段1 1地形地质调查要按地形地质调查要按隧道勘测规程隧道勘测规程展开工作展开工作2.2.地质调查地质调查3.3.初测阶段完成野外地质工作后应整编的资料初测阶段完成野外地质工作后应整编的资料1 1地形地质调查要按地形地质调查要按隧道勘测规程隧道勘测规程展开工作展开工作2.2.地质调查地质调查l(1)(1)隧道工程地质说明书；隧道工程地质说明书；l (2)(2)隧道工程地质平面图，在比例尺隧道工程地质平面图，在比例尺1 1：2000-12000-1：50005000的的图上填绘物探、钻探、挖探的平面位置；图上填绘物探、钻探、挖探的平面位置；l (3(3）隧道工程地质纵断面图，在比例尺为）隧道工程地质纵断面图，在比例尺为1 1：500-1500-1：50005000（横）、（横）、1 1：200-1200-1：10001000（竖）的图上，标明勘探点（竖）的图上，标明勘探点的位置和岩层的弹性波波速（进行震探时）；的位置和岩层的弹性波波速（进行震探时）；l (4(4）洞口、洞身工程地质横断面图，在比例尺为）洞口、洞身工程地质横断面图，在比例尺为1 1：20012001：500500的图上，标明勘探点和岩层的弹性波波速的图上，标明勘探点和岩层的弹性波波速（进行震探时）；（进行震探时）；l (5)(5)钻孔地质柱状剖面图；钻孔地质柱状剖面图；l (6)(6)试验资料汇总表；试验资料汇总表；l (7)(7)航空照片地质解释资料、工程地质照片和野外素描航空照片地质解释资料、工程地质照片和野外素描图等；图等；l (8(8）严重影响隧道方案的特殊地质和不良地质地区应有）严重影响隧道方案的特殊地质和不良地质地区应有专项资料；专项资料；l (9)(9)有关地震烈度的资料。有关地震烈度的资料。3.3.初测阶段完成野外地质工作后应整编的资料初测阶段完成野外地质工作后应整编的资料（三）地质详查（三）地质详查定测阶段定测阶段l根据批准的初步设计文件及审核意见，对已选定的隧道位根据批准的初步设计文件及审核意见，对已选定的隧道位置进行详细的工程地质勘察，为编制隧道施工图提供工程置进行详细的工程地质勘察，为编制隧道施工图提供工程地质依据。地质依据。l 地质详查的工作任务如下：地质详查的工作任务如下：l(1)(1)对隧道所在地区的地形、地貌（包括引线）、工程地对隧道所在地区的地形、地貌（包括引线）、工程地质特征及水文地质条件给出正确的评价。质特征及水文地质条件给出正确的评价。l(2(2）根据控制围岩的各种因素和地层弹性纵波的波速，分）根据控制围岩的各种因素和地层弹性纵波的波速，分段确定隧道洞身的围岩类别。这里的段落划分不能简单的段确定隧道洞身的围岩类别。这里的段落划分不能简单的以岩石接触面分界划定，而是要权衡岩石稳定性科学划分，以岩石接触面分界划定，而是要权衡岩石稳定性科学划分，一般都要向较坚硬一侧跨越一个宽度。一般都要向较坚硬一侧跨越一个宽度。l(3)(3)为各类围岩衬砌设计、施工支护提出建议。根据实际为各类围岩衬砌设计、施工支护提出建议。根据实际需要，可以进一步用补充调查、补充弹性波测定、补充钻需要，可以进一步用补充调查、补充弹性波测定、补充钻探挖探等。根据隧道的规模和地质情况，在完成地形地质探挖探等。根据隧道的规模和地质情况，在完成地形地质等初步调查之后，基本上可以确定隧道路段的走向，在此等初步调查之后，基本上可以确定隧道路段的走向，在此基础上作进一步地质详查，获得最终的隧道定位、设计与基础上作进一步地质详查，获得最终的隧道定位、设计与施工等所需资料施工等所需资料 l1.1.地质详查地质详查l详查可以采用调绘、物探、坑探、槽探、触探、钻探等。根据详查可以采用调绘、物探、坑探、槽探、触探、钻探等。根据地形、地质条件，采用综合勘探，相互印证，才能取得正确结地形、地质条件，采用综合勘探，相互印证，才能取得正确结论。重要的特别复杂的地质情况，有时需要采用探测导坑或试论。重要的特别复杂的地质情况，有时需要采用探测导坑或试验洞实测，取得设计及施工所需技术资料。地质详查调绘的范验洞实测，取得设计及施工所需技术资料。地质详查调绘的范围和测点，物探时的网、线、点的布置以及方法的运用，都要围和测点，物探时的网、线、点的布置以及方法的运用，都要与地质初步调查配合，一般是针对那些有待进一步查明、补充、与地质初步调查配合，一般是针对那些有待进一步查明、补充、校核的复杂地质问题做工作。校核的复杂地质问题做工作。 l复杂而重要的隧道地质纵剖面不应该有推断部分，各个层面的复杂而重要的隧道地质纵剖面不应该有推断部分，各个层面的地质关系都能连接上，才符合要求。从钻孔、坑（槽）探、对地质关系都能连接上，才符合要求。从钻孔、坑（槽）探、对隧道有用的露头中取出的样品，应该做试验，它们分别是：隧道有用的露头中取出的样品，应该做试验，它们分别是：（1 1）岩石的物理力学性试验；）岩石的物理力学性试验；(2)(2)特殊地质的有关特性的定量特殊地质的有关特性的定量试验；试验；(3)(3)需要时，可作岩心复原率的对比；需要时，可作岩心复原率的对比；(4)(4)地下水丰富时，地下水丰富时，应做钻孔抽水或提水试验；应做钻孔抽水或提水试验；(5)(5)水质分析试验；水质分析试验；(6)(6)有害气体性有害气体性质、含量及压力测定。质、含量及压力测定。 2.2.详查阶段地质工作的方法和手段详查阶段地质工作的方法和手段l(1)(1)隧道地形地质平面图，其比例尺应与地形图一致，隧道地形地质平面图，其比例尺应与地形图一致，地质复杂时应单独绘制地质图。地质复杂时应单独绘制地质图。l (2(2）隧道纵断面图。在比例尺为）隧道纵断面图。在比例尺为1 1：1000-11000-1：50005000（横）、（横）、1 1：10011001：500500（纵）的纵断面上，逐段绘制地质及较大（纵）的纵断面上，逐段绘制地质及较大地质构造线、水文地质条件、注明围岩类别，确定洞口位地质构造线、水文地质条件、注明围岩类别，确定洞口位置，拟定洞内外纵坡，地质条件复杂时应单独绘制填绘地置，拟定洞内外纵坡，地质条件复杂时应单独绘制填绘地质的洞口放大纵断面图。质的洞口放大纵断面图。l (3)(3)绘制比例尺为绘制比例尺为1 1：50l50l：100100的洞口和其附近的以及的洞口和其附近的以及明洞的填绘地质的横断面图，比例尺为明洞的填绘地质的横断面图，比例尺为1 1：501501：500500的的洞身地质横断面图若干张。洞身地质横断面图若干张。l (4)(4)绘制比例尺为绘制比例尺为1 1：200-1200-1：10001000填绘地质的洞口平面填绘地质的洞口平面图。图。l (5(5）其它辅助工程的平面图及纵、横平面图。）其它辅助工程的平面图及纵、横平面图。3.3.定测时应完成的工程地质图纸定测时应完成的工程地质图纸4.4.环境条件资料，施工组织及预算的调查资料，环境条件资料，施工组织及预算的调查资料，与有关单位的协议与有关单位的协议。*定测阶段应该特别指出的问题l1.1.花岗岩、粉岩、斑岩、蛇纹岩、温泉变质作用的安花岗岩、粉岩、斑岩、蛇纹岩、温泉变质作用的安山岩和凝灰岩、泥岩和粉沙岩、片岩类、粘板岩和千山岩和凝灰岩、泥岩和粉沙岩、片岩类、粘板岩和千枚岩、岩堆等，都应特别给予注意。枚岩、岩堆等，都应特别给予注意。l2.2.涌水调查，设计与施工中都应充分考虑。涌水调查，设计与施工中都应充分考虑。l3.3.由于裂隙玫瑰图能形象的统计裂隙走向、倾向和条由于裂隙玫瑰图能形象的统计裂隙走向、倾向和条数，所以定测报告中，应该给出这个统计结果。数，所以定测报告中，应该给出这个统计结果。 l4.4.现代遥感技术在工程地质测绘中，可以更客观更全现代遥感技术在工程地质测绘中，可以更客观更全面地看到站在地面上观测时看不到的或看不清楚的现面地看到站在地面上观测时看不到的或看不清楚的现象。象。 l 5.5.有关地震方面的资料。有关地震方面的资料。 涌水调查，设计与施工中都应充分考虑。l隧道与地下水的影响关系，主要出现两种现象：隧道与地下水的影响关系，主要出现两种现象：一是隧道内涌水，这将恶化围岩稳定状态，导致一是隧道内涌水，这将恶化围岩稳定状态，导致施工困难，增大工程造价。二是地表枯水，造成施工困难，增大工程造价。二是地表枯水，造成工业用水及饮水困难。工业用水及饮水困难。l涌水可以使岩质软化，使软岩山体松弛、降低强涌水可以使岩质软化，使软岩山体松弛、降低强度；促使围岩中软弱夹层泥化；减少层间阻力，度；促使围岩中软弱夹层泥化；减少层间阻力，易于造成岩体滑动；使某些岩类溶解和膨胀，使易于造成岩体滑动；使某些岩类溶解和膨胀，使山体出现附加压力；厚含水层出现大量涌水时，山体出现附加压力；厚含水层出现大量涌水时，将产生动水压力，出现流沙及渗透压力；含有害将产生动水压力，出现流沙及渗透压力；含有害化合物的地下水（硫酸根、碳酸根等）对衬砌结化合物的地下水（硫酸根、碳酸根等）对衬砌结构将产生侵蚀作用。涌水是造成塌方围岩丧失稳构将产生侵蚀作用。涌水是造成塌方围岩丧失稳定的重要原因之一。枯水可能影响隧道上方和使定的重要原因之一。枯水可能影响隧道上方和使四周的井和泉干涸。因此，必须进行调查预测。四周的井和泉干涸。因此，必须进行调查预测。 l（1 1）地下水涌水调查）地下水涌水调查l涌水可分为集中涌水和稳定涌水。涌水可分为集中涌水和稳定涌水。l隧道集中涌水主要是估计对工程有影响的涌水位置、涌水压力和涌水量等。预测时可隧道集中涌水主要是估计对工程有影响的涌水位置、涌水压力和涌水量等。预测时可根据地质调查、弹性波探测及钻探等分析地质构造，通过对构造裂隙、地下水露头的根据地质调查、弹性波探测及钻探等分析地质构造，通过对构造裂隙、地下水露头的调查，判明含水层、透水层、隔水层的范围及其与隧道的关系和影响程度；地下水涌调查，判明含水层、透水层、隔水层的范围及其与隧道的关系和影响程度；地下水涌水调查的主要内容主要包括调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系，地下水水调查的主要内容主要包括调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系，地下水的动态变化规律；调查地下水的流量、流向及水质等。的动态变化规律；调查地下水的流量、流向及水质等。l稳定涌水受隧道长度、埋深、位置、含水层规模和透水性等影响，并与流域的枯水流稳定涌水受隧道长度、埋深、位置、含水层规模和透水性等影响，并与流域的枯水流量有密切关系，所以预测是可能的。调查时根据地质调查、弹性波探测、钻探等，查量有密切关系，所以预测是可能的。调查时根据地质调查、弹性波探测、钻探等，查明流域范围的地形、地质构造、地下水状况，并测定径流范围的涌泉、溪流、河川等明流域范围的地形、地质构造、地下水状况，并测定径流范围的涌泉、溪流、河川等的枯水流量。的枯水流量。l涌水调查通常由多孔抽水试验获得，用以确定涌水量与水位降低的关系，可以按照相涌水调查通常由多孔抽水试验获得，用以确定涌水量与水位降低的关系，可以按照相应地计算公式计算渗透系数。根据抽水试验测定的渗透系数及涌水量，通常比压水、应地计算公式计算渗透系数。根据抽水试验测定的渗透系数及涌水量，通常比压水、提水、注水试验等手段所取得的资料准确。而压水试验主要是了解岩层的裂隙性和渗提水、注水试验等手段所取得的资料准确。而压水试验主要是了解岩层的裂隙性和渗透性。常常是当含水层埋藏较深抽水试验有困难时才使用，但在定量计算上欠成熟，透性。常常是当含水层埋藏较深抽水试验有困难时才使用，但在定量计算上欠成熟，缺乏可靠性。初勘时可做单孔抽水试验。为进行建筑确定用水量应在地下水位最高的缺乏可靠性。初勘时可做单孔抽水试验。为进行建筑确定用水量应在地下水位最高的季节进行。季节进行。l（2 2）枯水调查）枯水调查l水均衡资料调查的目的是事先了解因隧道开挖可能引水均衡资料调查的目的是事先了解因隧道开挖可能引起的附近的水均衡问题，并制订相应的措施。在开工起的附近的水均衡问题，并制订相应的措施。在开工之前应对水源种类（井、泉、溪流、贮水池等）、用之前应对水源种类（井、泉、溪流、贮水池等）、用途与用量（饮用、农业、工业、渔业等）、降水量、途与用量（饮用、农业、工业、渔业等）、降水量、地下水位及流量等的季节变化，作出观测。地下水位及流量等的季节变化，作出观测。l在开挖过程中，如果出现涌水现象，就要把涌水的位在开挖过程中，如果出现涌水现象，就要把涌水的位置、初期水量、水量累计、核定水量等各项内容调查置、初期水量、水量累计、核定水量等各项内容调查清楚。同时，要调查分析前述各项调查的内容是否受清楚。同时，要调查分析前述各项调查的内容是否受到涌水的影响。明确判断枯水现象是由于开挖隧道引到涌水的影响。明确判断枯水现象是由于开挖隧道引起还是由于气象条件变化所引起。而且，新旧工程的起还是由于气象条件变化所引起。而且，新旧工程的影响是相互交错的，须调查清楚以往工程影响的范围影响是相互交错的，须调查清楚以往工程影响的范围及状况。及状况。 l隧道工程测绘遵守的规定隧道工程测绘遵守的规定l（1 1）按设计阶段要求搜集或测绘地形图，纵断面图、横）按设计阶段要求搜集或测绘地形图，纵断面图、横断面图；断面图；l（2 2）测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质）测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质及水文地质情况；及水文地质情况；l（3 3）在隧道洞口和辅助坑道口的附近，按规定设置必要）在隧道洞口和辅助坑道口的附近，按规定设置必要的平面控制点和水准点。的平面控制点和水准点。l（4 4）测绘资料符合规定的精度要求。）测绘资料符合规定的精度要求。l公路隧道测绘要求公路隧道测绘要求：l可行性研究阶段：可行性研究阶段：1 1：5000150001：5000050000；l初步勘察阶段：初步勘察阶段：1 1：2000120001：1000010000l详细勘察阶段：详细勘察阶段：1 1：20012001：20002000l铁路隧道要求：铁路隧道要求：l线路方案平面图：线路方案平面图：1 1：5000150001：5000050000l隧道线路平面图：隧道线路平面图：1 1：1000110001：50005000l隧道洞口平面图，比例为隧道洞口平面图，比例为1 1：10011001：500500l隧道纵断面图依据隧道长度不同，可采用横向比例隧道纵断面图依据隧道长度不同，可采用横向比例1 1：50015001：50005000，竖向比例：，竖向比例：1 1：20012001：20002000l其余如洞口纵断面图、洞口横断面图、洞身断面图其余如洞口纵断面图、洞口横断面图、洞身断面图等比例为等比例为1 1：10011001：200200l（四）施工阶段地质调查（四）施工阶段地质调查l（1 1）核定地质构造、岩性、地下水等；）核定地质构造、岩性、地下水等；l（2 2）及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题；）及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题；l（3 3）为验证修改设计提供依据。）为验证修改设计提供依据。l 目前各国对隧道及地下工程十分重视施工阶段地质调查工作，其目前各国对隧道及地下工程十分重视施工阶段地质调查工作，其中开挖工作面直接观察是极其重要的，在每次爆破后、应立即有专人中开挖工作面直接观察是极其重要的，在每次爆破后、应立即有专人进行开挖工作面观察并素描，其主要内容有：进行开挖工作面观察并素描，其主要内容有：l（1 1）地层、岩石分布、岩层走向、倾角；）地层、岩石分布、岩层走向、倾角；l（2 2）固结程度风化及变质程度、软硬程度；）固结程度风化及变质程度、软硬程度；l（3 3）裂隙方向及频率、充填物及性质；）裂隙方向及频率、充填物及性质；l（4 4）断层位置及走向、倾角、破碎程度；）断层位置及走向、倾角、破碎程度；l（5 5）涌水位置及涌水量；）涌水位置及涌水量；l（6 6）坍塌位置及形态。）坍塌位置及形态。四、气象调查l降水：降水：年降水量、月平均降水量、日最大降水量、小时最大降水量，年降水量、月平均降水量、日最大降水量、小时最大降水量，最大降雪日、最大积雪量、积雪期、最大日降雪量、雪密度、雪温。最大降雪日、最大积雪量、积雪期、最大日降雪量、雪密度、雪温。降水量调查资料主要是用来计算地表水对隧道洞口是否产生病害、是降水量调查资料主要是用来计算地表水对隧道洞口是否产生病害、是否会有排水障碍、对隧道衬砌排水的影响程度、雨水是否会发生倒灌、否会有排水障碍、对隧道衬砌排水的影响程度、雨水是否会发生倒灌、是否会发生风吹雪、是否会对施工产生严重影响等间题。是否会发生风吹雪、是否会对施工产生严重影响等间题。l洪水：洪水：洪水位、水量、时期。洪水位、水量、时期。主要解决洞口设计标高，洞口是否会被主要解决洞口设计标高，洞口是否会被水淹等问题。水淹等问题。l气温与地温气温与地温：年平均气温、绝对最高最低气温、日温差、结冰期、冻：年平均气温、绝对最高最低气温、日温差、结冰期、冻结深度、多年冻土深度、水温。结深度、多年冻土深度、水温。气温与地温调查主要是解决温度对地气温与地温调查主要是解决温度对地基、结构设计及边仰坡稳定可能产生的影响、对通风设计产生的影响、基、结构设计及边仰坡稳定可能产生的影响、对通风设计产生的影响、对施工可能产生的影响。对施工可能产生的影响。l风：风：风向、风速，频度分布（年间、月间、日间）。风向、风速，频度分布（年间、月间、日间）。风的调查项目主风的调查项目主要用来解决通风设计的可靠性、边仰坡防护的可靠性、洞口段行车的要用来解决通风设计的可靠性、边仰坡防护的可靠性、洞口段行车的安全性等。安全性等。l雾：雾：发生日数（频度）、滞留时间及其程度（能见度）。发生日数（频度）、滞留时间及其程度（能见度）。主要是用来主要是用来解决照明设计的可靠性特别是洞口外接续路段的照明设计，对交通信解决照明设计的可靠性特别是洞口外接续路段的照明设计，对交通信号、情报板、交通标志标线设计的影响。号、情报板、交通标志标线设计的影响。l雪崩与风吹雪雪崩与风吹雪：场所、规模、频度、时间、种类；：场所、规模、频度、时间、种类；主要解决在高寒地主要解决在高寒地区隧道设计中，洞口段及引线段的设计施工和营运安全问题。区隧道设计中，洞口段及引线段的设计施工和营运安全问题。l 五、环境调查与评价l（一）环境调查的基本内容l（二）隧道建筑环境保护与防治的基本内容l（三）公路隧道环境保护的基本措施l（四）环境评价报告五、环境调查与评价l（一）环境调查的基本内容l1.1.自然环境调查自然环境调查l2.2.地物调查地物调查 l3.3.生活环境调查生活环境调查 l4 4、施工条件调查、施工条件调查l（1 1）施工便道、施工场地、拆迁、弃渣场地、供水、供）施工便道、施工场地、拆迁、弃渣场地、供水、供电和通讯条件；电和通讯条件；l施工场地主要包括：房屋、设备安装、库房、材料场、加施工场地主要包括：房屋、设备安装、库房、材料场、加工场、混凝土拌和场、施工道路、弃碴场、污物处理场、工场、混凝土拌和场、施工道路、弃碴场、污物处理场、污水处理池等。污水处理池等。l（2 2）建筑材料的来源、品质、数量等；）建筑材料的来源、品质、数量等；l（3 3）其它可能影响施工的因素。）其它可能影响施工的因素。五、环境调查与评价l（二）隧道建筑环境保护与防治的基本内容（1 1）水资源的保护）水资源的保护（2 2）植被的保护）植被的保护（3 3）特殊保护区的保护）特殊保护区的保护（5 5）对环境污染的防治）对环境污染的防治（4 4）特殊地质段的保护）特殊地质段的保护污水防治；烟气污染防治；粉尘污染防治；噪声污染防治；振动的防治；有害物质的防护。（6 6）弃渣处理）弃渣处理 l 选择、规划弃渣场地，应按国家土地利用的基本政策，尽量选择、规划弃渣场地，应按国家土地利用的基本政策，尽量占用荒地，少占耕地、控制侵占良田，尽可能少的改变原有的占用荒地，少占耕地、控制侵占良田，尽可能少的改变原有的自然环境；自然环境；l 严禁向河谷倾倒弃渣，应在掌握河流特性，经弃渣设计后，严禁向河谷倾倒弃渣，应在掌握河流特性，经弃渣设计后，分层碾压弃渣，并确保能防止本岸、彼岸与下游出现各种水害；分层碾压弃渣，并确保能防止本岸、彼岸与下游出现各种水害；l 对于含有放射性物质的水、弃渣，应经严格测定后，依据含对于含有放射性物质的水、弃渣，应经严格测定后，依据含量或浓度确定处置措施；量或浓度确定处置措施；l 对于可利用的隧道挖方，应尽量就地加工成工料或骨料用于对于可利用的隧道挖方，应尽量就地加工成工料或骨料用于工程，或作为路基填料，以减少堆放数量和减少占用土地；工程，或作为路基填料，以减少堆放数量和减少占用土地；l 根据隧道弃渣地区的降水、地面径流及地形情况，对弃渣松根据隧道弃渣地区的降水、地面径流及地形情况，对弃渣松散堆体设盆排水管、盲沟、截水沟、加固弃渣堆坡脚，以确保散堆体设盆排水管、盲沟、截水沟、加固弃渣堆坡脚，以确保弃渣体的稳定，防止发生人为的灾害，有条件时应在弃渣堆上弃渣体的稳定，防止发生人为的灾害，有条件时应在弃渣堆上筱盖汉沁筱盖汉沁 m m 以上厚度的耕植土，覆土造田或种树绿化。以上厚度的耕植土，覆土造田或种树绿化。（6 6）弃渣处理）弃渣处理 五、环境调查与评价l（三）公路隧道环境保护的基本措施l（1 1）水资源的保护措施）水资源的保护措施l（2 2）对污水的防治措施）对污水的防治措施 l（3 3）对粉尘污染的防治措施）对粉尘污染的防治措施l（4 4）对有害气体的防治措施）对有害气体的防治措施l（5 5）对噪声控制的措施）对噪声控制的措施l（6 6）对振动的防治）对振动的防治l（7 7）对有毒有害物质的防护措施）对有毒有害物质的防护措施l（8 8）对自然环境的保护）对自然环境的保护l（1 1）水资源的保护措施）水资源的保护措施l 浅埋公路隧道施工。为防止开挖施工引起地表水漏失浅埋公路隧道施工。为防止开挖施工引起地表水漏失和地层下陷，可结合地下水位涨落及水力坡度的变化情况，和地层下陷，可结合地下水位涨落及水力坡度的变化情况，对地面下沉与掘进及衬砌衔接的关系进行观侧，可采取超对地面下沉与掘进及衬砌衔接的关系进行观侧，可采取超前支护方法，实施预注浆，对洞身围岩加固；前支护方法，实施预注浆，对洞身围岩加固；l 当隧道穿过与地表水连通的破碎带，为防止突发性的当隧道穿过与地表水连通的破碎带，为防止突发性的泥石漏入或漏失地表水，可根据探水孔流出的水泥石漏入或漏失地表水，可根据探水孔流出的水 t t 和水压和水压变化，采取洞内超前帷幕注桨，以加固破碎带和封堵水路；变化，采取洞内超前帷幕注桨，以加固破碎带和封堵水路； l 如预计隧道会与地下径流相遇，应及早采取拦堵截等如预计隧道会与地下径流相遇，应及早采取拦堵截等保水措施，以减少水源高程损失。如一旦形成水资源经隧保水措施，以减少水源高程损失。如一旦形成水资源经隧道漏失，可利用地形、地质等有利条件设置蓄水池，将未道漏失，可利用地形、地质等有利条件设置蓄水池，将未经污染的水流经沟、槽或专设管路提升，引入蓄水池供给经污染的水流经沟、槽或专设管路提升，引入蓄水池供给用户。用户。l（2 2）对污水的防治措施）对污水的防治措施 l 对隧道涌水量大的处所，设截水管由衬砌背后引出并对隧道涌水量大的处所，设截水管由衬砌背后引出并导人蓄水池，避免与洞内施工污水汇合外排，可减少污水导人蓄水池，避免与洞内施工污水汇合外排，可减少污水处理量，并可充分利用水资源充实施工用水处理量，并可充分利用水资源充实施工用水l 利用洞外自然沟壑地形，设置污水处理设施。对地形利用洞外自然沟壑地形，设置污水处理设施。对地形条件复杂的地区，采用平流斜板一级处理池。经处理后的条件复杂的地区，采用平流斜板一级处理池。经处理后的水质要符合接纳水体相应的排放标准，并注意排放过程不水质要符合接纳水体相应的排放标准，并注意排放过程不应选在田地、坡脚以免产生水毁现象；应选在田地、坡脚以免产生水毁现象；l 尽量选用毒性小、污染少的注浆材料，尽量减少配制尽量选用毒性小、污染少的注浆材料，尽量减少配制浆液过程的撒漏和注浆过程浆液漏失，对进入排水系统中浆液过程的撒漏和注浆过程浆液漏失，对进入排水系统中的有害物质作净化处理，避免浆液流入地面水系和人畜用的有害物质作净化处理，避免浆液流入地面水系和人畜用水水源。水水源。l（3 3）对粉尘污染的防治措施）对粉尘污染的防治措施 l 施工中改进爆破方法，采用松动爆破，无声振动施工中改进爆破方法，采用松动爆破，无声振动等技术。炮眼钻孔严禁干孔施钻；等技术。炮眼钻孔严禁干孔施钻；l 散装水泥、石灰采用密闭罐运输、存放；散装水泥、石灰采用密闭罐运输、存放；l 搅拌场、弃渣区设隔尘隔声的隔离设施；搅拌场、弃渣区设隔尘隔声的隔离设施；l 绿化洞口附近的荒山与荒地，充分利用植被的天绿化洞口附近的荒山与荒地，充分利用植被的天然吸尘作用。然吸尘作用。l（4 4）对有害气体的防治措施）对有害气体的防治措施l公路隧道内车辆运营的有害气体都是由隧道通过通风公路隧道内车辆运营的有害气体都是由隧道通过通风排放口排出，由隧道通风排放口排出的有害气体扩散排放口排出，由隧道通风排放口排出的有害气体扩散后的落地浓度应符合排放标准，否则应作处理设计。后的落地浓度应符合排放标准，否则应作处理设计。 l（5 5）对噪声控制的措施）对噪声控制的措施l 施工中选择低噪声设备型号机械进场施工。噪声施工中选择低噪声设备型号机械进场施工。噪声大的机械设备远离居民点或施工人员住地布设。合理大的机械设备远离居民点或施工人员住地布设。合理安排机械作业，减少同时作业的机械台数，对产生噪安排机械作业，减少同时作业的机械台数，对产生噪声大的作业，不安排在夜间或节假日；声大的作业，不安排在夜间或节假日；l 运营中设置隔声屏或利用绿化带减少噪声传播。运营中设置隔声屏或利用绿化带减少噪声传播。l（6 6）对振动的防治）对振动的防治l 对搅拌机、球磨机、空压机、碎石机等的基础理对搅拌机、球磨机、空压机、碎石机等的基础理人地下，并铺设砂石垫层以减轻振动影响；人地下，并铺设砂石垫层以减轻振动影响；l 通过试验，选择炸药品种，调整用药量，减少一通过试验，选择炸药品种，调整用药量，减少一次齐发的药量以期达到减小爆破振动。次齐发的药量以期达到减小爆破振动。l（7 7）对有毒有害物质的防护措施）对有毒有害物质的防护措施l 有瓦斯溢出的隧道施工，应采用防爆型机具设备，加强施有瓦斯溢出的隧道施工，应采用防爆型机具设备，加强施工通风，采用多种方法监测隧道内瓦斯含量，使其达到规定标工通风，采用多种方法监测隧道内瓦斯含量，使其达到规定标准；准；l 含有放射性物质的水与弃渣应置放于远离人群活动或居住的含有放射性物质的水与弃渣应置放于远离人群活动或居住的地方。弃渣应以高密度物质的材料封闭，或在弃渣上以粘土、地方。弃渣应以高密度物质的材料封闭，或在弃渣上以粘土、水泥等覆盖，或种植树木让其自然衰变。水泥等覆盖，或种植树木让其自然衰变。l（8 8）对自然环境的保护）对自然环境的保护l在隧道施工过程，由于受到改变土地形状，改变河道，改变植在隧道施工过程，由于受到改变土地形状，改变河道，改变植被，设置构造物以及开采材料等影响，破坏了原有自然环境，被，设置构造物以及开采材料等影响，破坏了原有自然环境，因此，要探讨自然环境的复原、修饰与绿化等措施及方案。因此，要探讨自然环境的复原、修饰与绿化等措施及方案。五、环境调查与评价l（四）环境评价报告主要内容包括：主要内容包括：l该环境工程的必要性、概要及其效果、环境现状调查、该环境工程的必要性、概要及其效果、环境现状调查、环境预测、评价、保护措施等环境预测、评价、保护措施等 六、工程评价及处理措施l（1 1）围岩自稳性；）围岩自稳性；l（2 2）隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等；）隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等；l（3 3）岩土膨胀压力；）岩土膨胀压力；l（4 4）滑坡、偏压；）滑坡、偏压；l（5 5）围岩状态和土压特性；）围岩状态和土压特性；l（6 6）高地应力区应力场；）高地应力区应力场；l（7 7）瓦斯、岩溶、及人为坑洞等。）瓦斯、岩溶、及人为坑洞等。第二节隧道位置的选择一、线路与隧道的位置的关系二、按地形条件选择隧道位置三、按地质条件选择隧道位置四、城市隧道五、水底隧道六、隧道方案比较引子引子l隧道方案和其它方案的比较1 1高程障碍高程障碍(1) (1) 绕行方案绕行方案(2) (2) 深堑方案深堑方案(3) (3) 隧道方案隧道方案2 2平面障碍平面障碍(1) (1) 沿河傍山绕行方案沿河傍山绕行方案(2) (2) 隧道直穿方案隧道直穿方案实例实例1 1中国已通车的最长双线电气化铁路隧道:大瑶山隧道,14.295km宝成线略阳站以南云竣山隧道至灵岩寺隧道间宝成线略阳站以南云竣山隧道至灵岩寺隧道间既有线路长既有线路长2.4km2.4km，原修建隧道，原修建隧道7 7座，计座，计750m,750m,通车后逐年增建至通车后逐年增建至9 9座，计座，计1012 m,1012 m,同时还增建了大量的山坡和河岸防护工程。同时还增建了大量的山坡和河岸防护工程。因因19811981年水害，出现滑坡年水害，出现滑坡2 2处，计处，计201.5 m201.5 m，河岸冲刷，河岸冲刷1 1处，约处，约58 m58 m，因危岩落石及桥涵堵孔漫道等病害，又新建明洞因危岩落石及桥涵堵孔漫道等病害，又新建明洞7 7座，座，计计599 m599 m，共计处理沿线病害全长，共计处理沿线病害全长1871 m1871 m。如当初以如当初以2000 m2000 m长隧道方案通过，既缩短线路又改善长隧道方案通过，既缩短线路又改善平面条件，总投资省，安全度高。水害整治中也曾考平面条件，总投资省，安全度高。水害整治中也曾考虑此方案，终因在既有线上投资较大，废弃工程多而虑此方案，终因在既有线上投资较大，废弃工程多而未予选用，但可供借鉴。未予选用，但可供借鉴。实例实例2 2第二节隧道位置的选择l一、线路与隧道的位置的关系l隧道的位置与线路是互为相关的。隧道的位置与线路是互为相关的。l隧道只是路线中的构造物，原则是当一段线路的方案比选一旦确定以隧道只是路线中的构造物，原则是当一段线路的方案比选一旦确定以后，区段上中小隧道的定位应服从路线的走向，隧道的位置就只能依后，区段上中小隧道的定位应服从路线的走向，隧道的位置就只能依从于线路的位置大体决定，最多是在上、下、左、右很小幅度内做些从于线路的位置大体决定，最多是在上、下、左、右很小幅度内做些小的移动。小的移动。l长大隧道，工程规模很大、技术上也有一定困难、属于本区段的重点长大隧道，工程规模很大、技术上也有一定困难、属于本区段的重点控制工程，其定位原则是在服从路线的基本走向的同时，作为路线基控制工程，其定位原则是在服从路线的基本走向的同时，作为路线基本走向的控制点，这一区段的线路就得依从于隧道所选定的最优位置，本走向的控制点，这一区段的线路就得依从于隧道所选定的最优位置，然后线路以相应的引线凑到隧道的位置上来。然后线路以相应的引线凑到隧道的位置上来。l隧道位置的选定与线路的选定是同时考虑的，不可分开。隧道位置的选定与线路的选定是同时考虑的，不可分开。l一般需要在初步设计时在地形图选择几条可能的建设方案，之后进行一般需要在初步设计时在地形图选择几条可能的建设方案，之后进行方案比选，明确路线经济、技术上是否可行、是否符合实际需要、确方案比选，明确路线经济、技术上是否可行、是否符合实际需要、确定选定方案。定选定方案。第二节隧道位置的选择l二、按地形条件选择隧道位置（一）越岭线上隧道位置的选择（二）河谷线上隧道位置的选择l1 1隧道平面位置的选择（选择垭口）隧道平面位置的选择（选择垭口） l2 2隧道立面位置的选择（选定高程）隧道立面位置的选择（选定高程）当交通路线需要从一个水系过渡到另一个水系时，必须跨越当交通路线需要从一个水系过渡到另一个水系时，必须跨越高程很大的分水岭。这段线路称之为越岭线。高程很大的分水岭。这段线路称之为越岭线。越岭线越岭线克服很大的高差，线路长度和平面位置又取决于线路纵坡。克服很大的高差，线路长度和平面位置又取决于线路纵坡。越岭线路的特点越岭线路的特点垭口两侧线路展线方案的布局垭口两侧线路展线方案的布局越岭隧道主要问题越岭隧道主要问题垭口的选择垭口的选择过岭高程的确定过岭高程的确定（一）越岭线上隧道位置的选择l当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处、称之为垭口。低处、称之为垭口。l并经隧道长度、施工难度、运营条件等综合比选几个可能的平面并经隧道长度、施工难度、运营条件等综合比选几个可能的平面方案，最后确定最佳方案。方案，最后确定最佳方案。1 1隧道平面位置的选择（选择垭口）隧道平面位置的选择（选择垭口）l垭口位置的选择可利用小比例尺地形图、航空照片、卫星照片等。垭口位置的选择可利用小比例尺地形图、航空照片、卫星照片等。优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，因为这种垭优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，因为这种垭口在两侧具备有良好展线的横坡时，一般越岭隧道较短。口在两侧具备有良好展线的横坡时，一般越岭隧道较短。虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件的河谷，虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件的河谷，又不损失越岭高程的垭口。又不损失越岭高程的垭口。隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高相差不多，并且两隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高相差不多，并且两边河谷平面位置接近处。边河谷平面位置接近处。工程地质和水文地质条件良好的垭口。工程地质和水文地质条件良好的垭口。沙木拉达隧道 2 2隧道立面位置的选择（选定高程）隧道立面位置的选择（选定高程）凉风垭隧道 越岭线上，地形起伏陡峻，在展线时还可能需要修建专门的展线隧道越岭线上，地形起伏陡峻，在展线时还可能需要修建专门的展线隧道河谷线河谷线线路沿河傍山而行时称之为河谷线。线路沿河傍山而行时称之为河谷线。这种线路左右受到山坡和河谷的制约，上下受到标高和限这种线路左右受到山坡和河谷的制约，上下受到标高和限制坡度的控制，比选方案时，可能移动的幅度不大。但是，制坡度的控制，比选方案时，可能移动的幅度不大。但是，虽然摆动的幅度很有限，可对工程的难易、大小都有关系。虽然摆动的幅度很有限，可对工程的难易、大小都有关系。当线路沿河傍山，线路坡度较为自由时，反复跨河当线路沿河傍山，线路坡度较为自由时，反复跨河“避难就易避难就易”的方案效果很好的方案效果很好l遇到高程障碍，而地形紧迫，绕行有困难，展线又没有遇到高程障碍，而地形紧迫，绕行有困难，展线又没有足够回旋的余地时，则应采用隧道穿山而过是较为合理可足够回旋的余地时，则应采用隧道穿山而过是较为合理可行的。行的。 河谷线特点河谷线特点（二）河谷线上隧道位置的选择注意：注意：l傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠。位置宜往山体内侧靠。(a)不利的结构面倾向； (b) 有利的结构面倾向图1-15 结构面倾向对隧道位置的影响l多年实践总结出一条经验多年实践总结出一条经验“宁里勿外宁里勿外”，l河岸存在冲刷现象河岸存在冲刷现象或河道窄，水流急，或河道窄，水流急，冲刷力强的地段，要冲刷力强的地段，要考虑河岸冲刷对山体考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响，和洞身稳定的影响，隧道位置宜往山体内隧道位置宜往山体内侧靠一些，有可能时侧靠一些，有可能时最好设在稳定的岩层最好设在稳定的岩层中。中。l傍山隧道位置应傍山隧道位置应考虑施工便道设置考虑施工便道设置和既有道路的位置，和既有道路的位置，应注意既有道路边应注意既有道路边坡的可能坍塌和施坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定工便道对洞身稳定的影响。的影响。线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。如山嘴地段地形陡峻，地质复杂，河岸冲刷严较。如山嘴地段地形陡峻，地质复杂，河岸冲刷严重，以路堑或短隧道通过难以长期保证运营安全时，重，以路堑或短隧道通过难以长期保证运营安全时，应应“截弯取直截弯取直”以较长隧道方案通过。以较长隧道方案通过。 注意：注意：l1 1单斜构造与隧道位置的选择单斜构造与隧道位置的选择l2 2褶皱构造与隧道位置的选择褶皱构造与隧道位置的选择l3 3断裂构造，接触带与隧道位置的选择断裂构造，接触带与隧道位置的选择l4 4不良地质的影响不良地质的影响l5 5不良水文地质的影响不良水文地质的影响l三、地质条件对隧道位置的影响图1-3 缓倾角岩层隧道 位置的选择图1-4 软弱结构面地带隧道位置的选择l1 1单斜构造与隧道位置的选择单斜构造与隧道位置的选择l(1) (1) 水平或缓倾角岩层水平或缓倾角岩层l(2) (2) 陡倾角岩层陡倾角岩层l(3) (3) 直立岩层直立岩层 图1-5 直立岩层中的隧道位置选择图1-6 褶皱构造隧道 位置的选择2 2褶皱构造与隧道位置的选择褶皱构造与隧道位置的选择 3 3断裂构造，接触带与隧道位置的选择断裂构造，接触带与隧道位置的选择4 4不良地质的影响不良地质的影响l(1) (1) 滑坡、错落地区滑坡、错落地区l(2) (2) 岩堆、崩坍、堆积层以及危岩落石地区岩堆、崩坍、堆积层以及危岩落石地区l(3) (3) 泥石流泥石流(4) (4) 溶洞地区溶洞地区(5) (5) 瓦斯地区瓦斯地区(6) (6) 黄土地区黄土地区(7) (7) 地下水地下水(8) (8) 地温地温l(1) (1) 滑坡、错落地区滑坡、错落地区l(2) (2) 岩堆、崩坍、堆积层以及危岩落石地区岩堆、崩坍、堆积层以及危岩落石地区宝成线略阳至广元段宝成线略阳至广元段132 km132 km，自，自19581958年通车至年通车至19811981年水年水害前，先后接长或增建明洞害前，先后接长或增建明洞7070座（处），计座（处），计6km,80%6km,80%以以上皆因危岩、落石所致。上皆因危岩、落石所致。19811981年水害后，因危岩、落年水害后，因危岩、落石又增加明、棚洞石又增加明、棚洞3131座（处）座（处），计，计6.49km,6.49km,尚不包括因支尚不包括因支顶危岩及坡面防护平均每顶危岩及坡面防护平均每1m1m路基所费圬工路基所费圬工16m316m3（已近于（已近于隧道每米衬砌圬工量），这隧道每米衬砌圬工量），这足以说明防治危岩、落石的足以说明防治危岩、落石的重要性。重要性。 实例实例l在在选选择择隧隧道道位位置置时时，务务必必躲躲开开泥泥石石流流泛泛滥滥区区，如如躲躲避避不不开开，首首先先应应充充分分预预计计和和判判明明泥泥石石流流的的成成因因、规规模模、发发展展趋趋势势和和冲冲、淤淤变变化化规规律律，并并判定工程安全度，以决定隧道方案的可行性。判定工程安全度，以决定隧道方案的可行性。l当当采采用用隧隧道道与与明明洞洞方方案案比比较较时时，一一般般以以隧隧道道方方案案通通过过较较为为安安全全可可靠靠，在在决决定定隧隧道道位位置置时时应应使使洞洞身身置置于于基基岩岩中中或或稳稳定定的的地地层层内内，其其顶顶板板覆覆盖盖厚厚度度应应充充分分考考虑虑如如下下因因素素对对隧隧道道产产生生的的最最不不利利影响：影响：l(3) (3) 泥石流泥石流施施工工爆爆破破可可能能带带来来的的危危害害，如如顶顶板板塌塌陷陷引引起起超超载载等等对对施施工工、衬衬砌砌结结构构安安全全等等的的影影响响。要要查查明明泥泥石石流流洪洪积积扇扇范范围围，不不可可把把洞洞口口放放在在洪洪积积扇扇范范围围以内以内。预计河床（主河谷和本沟）最大下切及侵蚀基准面预计河床（主河谷和本沟）最大下切及侵蚀基准面对隧道的影响；对隧道的影响；泥石流可能的改道和变迁对洞身的影响；泥石流可能的改道和变迁对洞身的影响；充分预计隧道防排水的处理难以达到要求或泥石流充分预计隧道防排水的处理难以达到要求或泥石流沟床顶板坍顶等危害最不利情况时的影响；沟床顶板坍顶等危害最不利情况时的影响；(4) (4) 溶洞地区溶洞地区设计时：设计时：一是选择在较狭窄地段，以垂直或大一是选择在较狭窄地段，以垂直或大角度穿过，使通过岩溶地区最短；角度穿过，使通过岩溶地区最短；二是宜使隧道与岩溶间壁（特别是顶二是宜使隧道与岩溶间壁（特别是顶板和底板）有足够的岩壁厚度，或采板和底板）有足够的岩壁厚度，或采取相应的工程措施。施工时必须特别取相应的工程措施。施工时必须特别注意采取措施，预防岩溶水的突然袭注意采取措施，预防岩溶水的突然袭击。击。 选择隧道位置时，应尽可能避开。选择隧道位置时，应尽可能避开。如无法避开时，应探明溶洞的规模、性质和与隧道如无法避开时，应探明溶洞的规模、性质和与隧道的位置关系，采取相应的设计、施工措施。的位置关系，采取相应的设计、施工措施。(5) (5) 瓦斯地区瓦斯地区(6) (6) 黄土地区黄土地区l（7 7）地下水）地下水l（8 8）地温）地温选选择择隧隧道道位位置置时时，最最好好不不从从富富水水区区中中经经过过。不不得得已已时时，也也要要尽尽可可能能地地把把隧隧道道置置于于地地下下水水位位以以上上的的地地方方，或或在在不不透水层中穿过。透水层中穿过。选选择择隧隧道道位位置置时时，应应尽尽可可能能不不把把隧隧道道放放在在山山体体太太深深处处。遇遇到部分地区埋深太大或高地温时，则应作好通风降温措施。到部分地区埋深太大或高地温时，则应作好通风降温措施。我国西北地区的一座隧道断层水曾达我国西北地区的一座隧道断层水曾达10000 10000 t/dt/d。贵昆线上一座隧道，在大雨之后，所有溶洞同时出水达贵昆线上一座隧道，在大雨之后，所有溶洞同时出水达50000 50000 t/dt/d。实例实例四、城市隧道四、城市隧道其一是由洞门直接排出。在一定的范围内不应该其一是由洞门直接排出。在一定的范围内不应该有居民点，关于距离的大小需要查找气象资料和有居民点，关于距离的大小需要查找气象资料和环保方面的法规。环保方面的法规。其二，污染空气经过竖井、斜井排出，不管洞口其二，污染空气经过竖井、斜井排出，不管洞口的标高是多少都不能紧贴地面直排，必须以烟窗的标高是多少都不能紧贴地面直排，必须以烟窗形式排放，且烟窗的高度经计算确定。形式排放，且烟窗的高度经计算确定。l用经常发生的用经常发生的83dB作为洞口的噪声源，然后按噪作为洞口的噪声源，然后按噪声在空气中传播衰减的公式计算，如果是居民点，声在空气中传播衰减的公式计算，如果是居民点，那么就按居民点的允许噪声值，计算噪声源至居民那么就按居民点的允许噪声值，计算噪声源至居民点的所需距离。经过计算如果不能满足环保要求时，点的所需距离。经过计算如果不能满足环保要求时，可以考虑采用防噪声挡墙或其它构造物遮挡，或者可以考虑采用防噪声挡墙或其它构造物遮挡，或者采取其它相应措施妥善解决。采取其它相应措施妥善解决。l排水污染，是指洞内排出的清洗水往往含有污染排水污染，是指洞内排出的清洗水往往含有污染物，以及发生火灾时的消防水和车载泄漏的有害化物，以及发生火灾时的消防水和车载泄漏的有害化学物质等，需要按市政和环保方面的相关法规正确学物质等，需要按市政和环保方面的相关法规正确处理，不能随意排放。处理，不能随意排放。空气污染空气污染噪声污染噪声污染排水污染排水污染污染问题污染问题行人和非机动车辆问题行人和非机动车辆问题五、水底隧道五、水底隧道l城市水底隧道，其设置位置及进出路，通常与城市整体规划、交城市水底隧道，其设置位置及进出路，通常与城市整体规划、交通规划、名胜古迹、工业布局、旅游设施及郊区旅游点分布等有通规划、名胜古迹、工业布局、旅游设施及郊区旅游点分布等有直接关系。直接关系。l选择位置时应注意：引道短选择位置时应注意：引道短l 用地少用地少l 洞外展线容易洞外展线容易l 视距有保障视距有保障l 远离大居民区及公共场所等远离大居民区及公共场所等l水底隧道一般由水下部分和引道部分组成，水底部分的埋设深度水底隧道一般由水下部分和引道部分组成，水底部分的埋设深度与水深、航道要求、河床的地质情况、引道长度及坡度等有关。与水深、航道要求、河床的地质情况、引道长度及坡度等有关。当引道坡度较大时，为避免降低通过能力，将减速的大型车辆从当引道坡度较大时，为避免降低通过能力，将减速的大型车辆从干道上分离出去，常在洞外敞开的引道段的右侧（即上坡侧），干道上分离出去，常在洞外敞开的引道段的右侧（即上坡侧），将车道适当加宽（一般为将车道适当加宽（一般为2. 5m)2. 5m)专作爬坡车道，以保证其它车辆专作爬坡车道，以保证其它车辆能在原车道上顺利通过。能在原车道上顺利通过。l比较的内容：比较的内容：l1.1.适当的线形，平面顺适、纵坡均衡、横断面合理。适当的线形，平面顺适、纵坡均衡、横断面合理。l2.2.经济的路线长度，舒适的运行条件，长大隧道方案经济的路线长度，舒适的运行条件，长大隧道方案的运行条件一般都应较好。的运行条件一般都应较好。l3.3.合理的用地，对环境的破坏少，并与当地环境和景合理的用地，对环境的破坏少，并与当地环境和景观相协调。观相协调。l4.4.施工难度小，便于就地取材。施工难度小，便于就地取材。l5.5.建设投资少。建设投资少。l6.6.运行费用与养护费用少。运行费用与养护费用少。l7 7安全性好。安全性好。六、隧道方案比较六、隧道方案比较（一）隧道方案与明堑的比较（二）隧道方案与跨河建桥方案的比较（四）双线单隧道和单线两隧道的比较（三）长隧道与短隧道群方案的比较（五）对相关工程的考虑六、隧道方案比较六、隧道方案比较l1 1经济和技术上的比较经济和技术上的比较l2 2 安全条件比较安全条件比较l一般说来，隧道造价比明堑要贵一些，施工技术一般说来，隧道造价比明堑要贵一些，施工技术也复杂一些，因此，除了展线和抬坡以外，单纯从经也复杂一些，因此，除了展线和抬坡以外，单纯从经济和技术上比较，明堑方案常常是比较省钱、省事、济和技术上比较，明堑方案常常是比较省钱、省事、又快速的。从长期运营条件来看，隧道方案优于明堑。又快速的。从长期运营条件来看，隧道方案优于明堑。 经验指出：经验指出：“山体可穿而不宜大挖，大挖必坍山体可穿而不宜大挖，大挖必坍”。只有在保证安全的前提下，才能谈到经济和技术的只有在保证安全的前提下，才能谈到经济和技术的比较。比较。（一）隧道方案与明堑的比较以宝成线秦岭盘山道为例。那里本应用隧道通过的，但以宝成线秦岭盘山道为例。那里本应用隧道通过的，但为了赶工期，图省钱，草率地改用明堑方案。深挖边坡为了赶工期，图省钱，草率地改用明堑方案。深挖边坡为为1:0.751:0.75和和1:0.51:0.5的陡边坡，边坡的高度达的陡边坡，边坡的高度达60 m60 m，个别，个别边坡达到边坡达到90 m90 m，岩层虽为花岗岩，但属于风化破碎带。，岩层虽为花岗岩，但属于风化破碎带。开挖后，表层岩石很快风化，边坡站立不住。施工期间开挖后，表层岩石很快风化，边坡站立不住。施工期间就不断坍方，其中最大一次塌方就达就不断坍方，其中最大一次塌方就达1010万万m m3 3。边坡顶上。边坡顶上普遍出现纵向裂缝。以后多次刷方，刷到坡顶达普遍出现纵向裂缝。以后多次刷方，刷到坡顶达130 m130 m仍不能稳定下来。直到铺轨时，才不得不增添明洞，但仍不能稳定下来。直到铺轨时，才不得不增添明洞，但已造成不应有的损失，并使施工程序极度混乱。已造成不应有的损失，并使施工程序极度混乱。实例实例l1 1跨河建桥方案的优缺点跨河建桥方案的优缺点l2 2隧道方案的优缺点隧道方案的优缺点（二）隧道方案与跨河建桥方案的比较l1 1 跨河建桥方案的优缺点跨河建桥方案的优缺点一般情况是桥梁长度短而每延米的造价高；一般情况是桥梁长度短而每延米的造价高；一般跨过河谷的桥梁，河心不宜设墩，所以中孔跨度较大，两一般跨过河谷的桥梁，河心不宜设墩，所以中孔跨度较大，两端基础必须十分坚实；端基础必须十分坚实；在洪水或严寒时期，施工就比较困难，因而施工有季节性；在洪水或严寒时期，施工就比较困难，因而施工有季节性；跨河桥的最大缺点是桥头两端必然是曲线，甚至曲线半径很小。跨河桥的最大缺点是桥头两端必然是曲线，甚至曲线半径很小。这就使得线路的行车条件变坏；这就使得线路的行车条件变坏；如果线路原本要抬坡争取高程的，转为桥梁后，桥身及两端引线如果线路原本要抬坡争取高程的，转为桥梁后，桥身及两端引线都要放在平坡上，于是就达不到争取高程的目的；都要放在平坡上，于是就达不到争取高程的目的；在国防意义上，跨河建桥往往是空袭的明显目标，一旦受到破在国防意义上，跨河建桥往往是空袭的明显目标，一旦受到破坏，全线就要中断，而且不能做临时便线。坏，全线就要中断，而且不能做临时便线。（二）隧道方案与跨河建桥方案的比较（二）隧道方案与跨河建桥方案的比较2 2隧道方案的优缺点隧道方案的优缺点隧道相对较长而每延米的造价要低一些；隧道相对较长而每延米的造价要低一些；隧道穿山而过，线路直、短、平；隧道穿山而过，线路直、短、平；施工不受季节影响；施工不受季节影响；隧道建成后维修养护的工作量较小；隧道建成后维修养护的工作量较小；战时可作列车掩蔽所；战时可作列车掩蔽所；如果线路前方遇到不良地质地段，修建隧道将增加困难。如果线路前方遇到不良地质地段，修建隧道将增加困难。如果隧道太长，工程太大，出碴太多，将会堵塞河道，如果隧道太长，工程太大，出碴太多，将会堵塞河道，施工场地不如桥梁开阔，不能容纳更多的人同时施工，那施工场地不如桥梁开阔，不能容纳更多的人同时施工，那就不如建桥了。就不如建桥了。1 1、短隧道群方案的优点短隧道群方案的优点2 2、短隧道群方案的缺点、短隧道群方案的缺点3 3、长隧道方案的优点、长隧道方案的优点4 4、长隧道方案的缺点、长隧道方案的缺点（三）长隧道与短隧道群方案的比较1 1、短隧道群方案的优点短隧道群方案的优点一般说来，短隧道是比较容易施工的。有时可以只一般说来，短隧道是比较容易施工的。有时可以只用简单的设备就可以进行施工，技术上困难也不多；用简单的设备就可以进行施工，技术上困难也不多；一群短隧道并不相连，这一座与那一座之间留有长短一群短隧道并不相连，这一座与那一座之间留有长短不等的明线部分。这样，它们各自有自己的出口和入口，不等的明线部分。这样，它们各自有自己的出口和入口，可以开辟较多的工作面，容纳较多的人同时工作，施工可以开辟较多的工作面，容纳较多的人同时工作，施工进度较快；进度较快；运营成本低，车上旅客长时间处于地下的不舒服感运营成本低，车上旅客长时间处于地下的不舒服感觉可以减轻。觉可以减轻。建成后，由于隧道短，多半可以只靠自然通风，不必建成后，由于隧道短，多半可以只靠自然通风，不必另配机械通风系统；另配机械通风系统；（三）长隧道与短隧道群方案的比较2 2、短隧道群方案的缺点短隧道群方案的缺点河谷边坡的地质多是比较复杂的，尤其是地表覆盖层更河谷边坡的地质多是比较复杂的，尤其是地表覆盖层更是风化地带，岩体松散破碎，节理切割严重。短隧道在此是风化地带，岩体松散破碎，节理切割严重。短隧道在此通过，坑道多不稳定，围岩压力很大，开挖时易致坍方；通过，坑道多不稳定，围岩压力很大，开挖时易致坍方；隧道外侧覆土太薄，形成偏侧压力，使隧道的支护结隧道外侧覆土太薄，形成偏侧压力，使隧道的支护结构处于不利的受力状态中。若是岩体的，层理是向外下构处于不利的受力状态中。若是岩体的，层理是向外下倾的，更易发生剪切破坏，对隧道的稳定形成威胁；倾的，更易发生剪切破坏，对隧道的稳定形成威胁；多个隧道相距不远，有时前一座隧道的出口，隔不了多个隧道相距不远，有时前一座隧道的出口，隔不了多远就是另一座隧道的进口，施工时互相干扰，洞口场多远就是另一座隧道的进口，施工时互相干扰，洞口场地也不好布置；地也不好布置；多条隧道要多建许多洞门建筑物，在工程造价上就不多条隧道要多建许多洞门建筑物，在工程造价上就不经济了。经济了。（三）长隧道与短隧道群方案的比较3 3、长隧道方案的优点长隧道方案的优点它将位于岩体深处坚固稳定的地层中，围岩压力小，它将位于岩体深处坚固稳定的地层中，围岩压力小，坑道稳定，无偏压受力的情况；坑道稳定，无偏压受力的情况；支护可以简单，施工比较安全；支护可以简单，施工比较安全；工程单一，施工不受干扰；工程单一，施工不受干扰；洞门建筑物只有两个，比多座短隧道为少。洞门建筑物只有两个，比多座短隧道为少。（三）长隧道与短隧道群方案的比较4 4、长隧道方案的缺点长隧道方案的缺点隧道长，技术上要复杂一些，工程造价可能要贵一些。隧道长，技术上要复杂一些，工程造价可能要贵一些。l多年实践指出，线路还是倾向于向里靠一些，宁愿多年实践指出，线路还是倾向于向里靠一些，宁愿隧道长一些，但只是一座为好。虽然各个隧道的条件隧道长一些，但只是一座为好。虽然各个隧道的条件不同，不能把它绝对化，但是这一倾向是经过许多教不同，不能把它绝对化，但是这一倾向是经过许多教训而凝成的。训而凝成的。（三）长隧道与短隧道群方案的比较成昆线大火夹至柳田坝段，沿大渡河峡谷而行，地形陡峻，成昆线大火夹至柳田坝段，沿大渡河峡谷而行，地形陡峻，并有断续的悬岩峭壁，原拟短隧道群通过，则线路挂在岩并有断续的悬岩峭壁，原拟短隧道群通过，则线路挂在岩边，上有落石，下有冲刷，上下均有病害隐息，桥隧相连，边，上有落石，下有冲刷，上下均有病害隐息，桥隧相连，在在1 km1 km多范围内有隧道多范围内有隧道7 7座，计座，计0.77 km0.77 km，大桥，大桥2 2座，小桥座，小桥8 8座，挡墙座，挡墙5 5处，洞门多，工程类别复杂，施工便道与正线处，洞门多，工程类别复杂，施工便道与正线工程干扰，危岩落石难以处理，运营安全不易保证。经慎工程干扰，危岩落石难以处理，运营安全不易保证。经慎重较后采用线路内移方案，避开了不良地质地段。内移后重较后采用线路内移方案，避开了不良地质地段。内移后的线路有隧道的线路有隧道2 2座，计座，计1.297 km1.297 km，小桥涵，小桥涵4 4座，挡墙座，挡墙1 1处，处，线路顺直，施工干扰小，运营安全。线路顺直，施工干扰小，运营安全。 实例实例1 1双线单隧道的优点双线单隧道的优点2 2双线单隧道的缺点双线单隧道的缺点3 3单线两隧道的优点单线两隧道的优点4 4单线两隧道的缺点单线两隧道的缺点（四）双线单隧道和单线两隧道的比较铁路复线铁路复线隧道隧道公路公路隧道隧道高速公路、一级公路高速公路、一级公路采用上下行分离的两个独立双洞采用上下行分离的两个独立双洞1 1双线单隧道的优点双线单隧道的优点一座双线隧道所需的地位宽度比两座单线隧道的地一座双线隧道所需的地位宽度比两座单线隧道的地位宽度要小，选线时易于安排布置；位宽度要小，选线时易于安排布置；一座双线隧道的开挖面面积比两座单线隧道的开挖一座双线隧道的开挖面面积比两座单线隧道的开挖总面积为小。也就是工程量要小，而施工的相互干扰总面积为小。也就是工程量要小，而施工的相互干扰也少些；也少些；双线隧道的净空较大，坑道宽敞，有条件使用大型双线隧道的净空较大，坑道宽敞，有条件使用大型机械施工；机械施工；双线隧道的通风条件好，维修养护都较方便。双线隧道的通风条件好，维修养护都较方便。（四）双线单隧道和单线两隧道的比较双线隧道的阻塞比小，在满足洞内会车最不利前提双线隧道的阻塞比小，在满足洞内会车最不利前提下，可有效提高乘车舒适度。下，可有效提高乘车舒适度。高速铁路空气动力学影响较小高速铁路空气动力学影响较小双线隧道断面跨度大，所受围岩压力也就大。因此需双线隧道断面跨度大，所受围岩压力也就大。因此需要更为有力的支护结构；要更为有力的支护结构；隧道施工时，因为压力大，临时支护困难，发生坍方隧道施工时，因为压力大，临时支护困难，发生坍方事故的威胁较大；事故的威胁较大；双线隧道的一次工程投资比两座单线隧道先后修建双线隧道的一次工程投资比两座单线隧道先后修建的初期投资大，如高铁等一次修建总投资小。的初期投资大，如高铁等一次修建总投资小。双线隧道断面积大，不能充分利用列车活塞风。双线隧道断面积大，不能充分利用列车活塞风。2 2双线单隧道的缺点双线单隧道的缺点（四）双线单隧道和单线两隧道的比较防灾救援难度大防灾救援难度大断面小，压力小，坑道的稳定性好，施工容易，断面小，压力小，坑道的稳定性好，施工容易，支护简单而且安全；支护简单而且安全；对于近期尚不准备修第二线的新建隧道来说，可以对于近期尚不准备修第二线的新建隧道来说，可以先修第一线的单线隧道，预留第二线，待需要时才修。先修第一线的单线隧道，预留第二线，待需要时才修。如此则初期一次投资较少；如此则初期一次投资较少；3 3单线两隧道的优点单线两隧道的优点若第一线隧道施工时采用了平行导坑，则平导即若第一线隧道施工时采用了平行导坑，则平导即可作为第二线隧道的前进导坑。可作为第二线隧道的前进导坑。（四）双线单隧道和单线两隧道的比较对于长大隧道来说，两隧道对防灾救援有利。对于长大隧道来说，两隧道对防灾救援有利。单线隧道断面积小，能充分利用列车活塞风。单线隧道断面积小，能充分利用列车活塞风。两座单线隧道必须横向相隔一定的安全距离，才能保两座单线隧道必须横向相隔一定的安全距离，才能保证两隧道间的围岩土柱有足够的支承能力，以避免在修证两隧道间的围岩土柱有足够的支承能力，以避免在修筑第二线隧道的施工中，对第一线隧道有影响；筑第二线隧道的施工中，对第一线隧道有影响；两座单线隧道无论是同时施工还是先后施工，施工两座单线隧道无论是同时施工还是先后施工，施工时总会有些相互干扰。尤其是在修第二线隧道时，多时总会有些相互干扰。尤其是在修第二线隧道时，多半是在已成第一线不间断行车的条件下进行的，这就半是在已成第一线不间断行车的条件下进行的，这就增加了施工的困难。增加了施工的困难。4 4单线两隧道的缺点单线两隧道的缺点（四）双线单隧道和单线两隧道的比较（四）双线单隧道和单线两隧道的比较l在松软地层、不良地质或黄土地区修建隧道时，跨在松软地层、不良地质或黄土地区修建隧道时，跨度大小对隧道工程的影响较其它地区更为显著，往度大小对隧道工程的影响较其它地区更为显著，往往修建两座单线隧道较修建一座双线隧道较易于保往修建两座单线隧道较修建一座双线隧道较易于保证施工质量和施工安全，且工程费用所增亦不多。证施工质量和施工安全，且工程费用所增亦不多。应当指出，近年来修建大跨度隧道已经不是什么困难应当指出，近年来修建大跨度隧道已经不是什么困难的问题了。在一次修建复线的新建铁路上，多半倾向的问题了。在一次修建复线的新建铁路上，多半倾向于修建一座双线隧道，对于长度不大，地质较好的隧于修建一座双线隧道，对于长度不大，地质较好的隧道，一次修筑双线隧道也是适当的。道，一次修筑双线隧道也是适当的。当复线本身相距一个相当的横向距离时，当然要当复线本身相距一个相当的横向距离时，当然要各自修建单线隧道。但要保证两座隧道之间有足够各自修建单线隧道。但要保证两座隧道之间有足够的安全距离。的安全距离。（四）双线单隧道和单线两隧道的比较修建两座单线隧道时，一线隧道宜选靠山里的一侧，修建两座单线隧道时，一线隧道宜选靠山里的一侧，留着外侧给二线，可以减少对一线的影响和干扰。留着外侧给二线，可以减少对一线的影响和干扰。高速铁路高速铁路隧道单洞双线和双洞单线方案选择（教材隧道单洞双线和双洞单线方案选择（教材P56P56）当隧道长度小于当隧道长度小于10km10km时，一般采用单洞双线方案并利用时，一般采用单洞双线方案并利用施工时的辅助坑道作为防灾救援和人员疏散的紧急出口。施工时的辅助坑道作为防灾救援和人员疏散的紧急出口。当隧道长度为当隧道长度为101020km20km时，应结合两端引线、车站布点时，应结合两端引线、车站布点等相关情况进行系统的经济技术必选，也可结合防灾救援等相关情况进行系统的经济技术必选，也可结合防灾救援及养护维修考虑，采用双线隧道加贯通平导的方案进行比及养护维修考虑，采用双线隧道加贯通平导的方案进行比较。较。当隧道长度大于当隧道长度大于20km20km时，从防灾救援方面考虑，一般时，从防灾救援方面考虑，一般采用双洞单线方案。采用双洞单线方案。（五）对相关工程的考虑1 1、桥隧工程毗邻的统一安排、桥隧工程毗邻的统一安排2 2、隧道位置与前后线路防护措施的关系、隧道位置与前后线路防护措施的关系成昆线的乌斯河隧道与大渡河大桥首尾相连。在确定标成昆线的乌斯河隧道与大渡河大桥首尾相连。在确定标高时，出现互相矛盾的情况。乌斯河隧道希望在地质较高时，出现互相矛盾的情况。乌斯河隧道希望在地质较好的地层中穿过，工程容易，造价低。但大渡河水深流好的地层中穿过，工程容易，造价低。但大渡河水深流急，水下施工困难，工期十分紧迫。经过认真分析权衡，急，水下施工困难，工期十分紧迫。经过认真分析权衡，认为大桥工程艰巨，是控制工期的重点，是困难的主要认为大桥工程艰巨，是控制工期的重点，是困难的主要方面，因而最后决定把高程放在对大桥有利的高程上，方面，因而最后决定把高程放在对大桥有利的高程上，而乌斯河隧道只好从一层沙卵石层中穿过。而乌斯河隧道只好从一层沙卵石层中穿过。 实例实例第三节 隧道洞口位置的选定隧道位置选定以后，隧道长度由它的两端洞口位隧道位置选定以后，隧道长度由它的两端洞口位置确定。置确定。铁路铁路隧道长度即隧道长度为其进出口隧道长度即隧道长度为其进出口洞门墙外表洞门墙外表面与线路内轨顶面标高线交点面与线路内轨顶面标高线交点之间的距离。之间的距离。公路公路隧道一般以隧道一般以洞门墙脚连线与路线测量中线的洞门墙脚连线与路线测量中线的交点交点作为隧道起止点的计算点。作为隧道起止点的计算点。隧道洞门有时不能设在地下部分的出口处，像水隧道洞门有时不能设在地下部分的出口处，像水底隧道，洞门设在引道端部，此时隧道的全长为两底隧道，洞门设在引道端部，此时隧道的全长为两侧引道端部洞门之间的距离，亦称为侧引道端部洞门之间的距离，亦称为隧道延长隧道延长。一选择洞口位置的原则二、隧道洞口位置选择图例l“早进晚出早进晚出” 第三节 隧道洞口位置的选定一、选择洞口位置的原则确定隧道洞口位置时，应当结合地形、地质和水文地确定隧道洞口位置时，应当结合地形、地质和水文地质条件、施工技术、运营条件以及附近相关工程，全质条件、施工技术、运营条件以及附近相关工程，全面考虑来决定。而其中最主要的是考虑边仰坡的稳定，面考虑来决定。而其中最主要的是考虑边仰坡的稳定，其次才是经济因素。其次才是经济因素。(1)(1)洞口不宜设在垭口沟洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，谷的中心或沟底低洼处，最好选在沟谷一侧。最好选在沟谷一侧。 (2)(2)洞口应尽可能设在山体洞口应尽可能设在山体稳定、地质较好、地下水不稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方，尽量避开不太丰富的地方，尽量避开不良地质地段，如断层、滑坡、良地质地段，如断层、滑坡、岩堆、岩溶、流砂，泥石流、岩堆、岩溶、流砂，泥石流、盐岩、多年冻土、雪崩、冰盐岩、多年冻土、雪崩、冰川等。川等。(3(3）当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，）当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天然平衡。然平衡。(4)(4)减少洞口路堑段长度，延减少洞口路堑段长度，延长隧道，提前进洞。对处于长隧道，提前进洞。对处于漫坡地形的隧道，其洞口位漫坡地形的隧道，其洞口位置变动范围较大，一般应采置变动范围较大，一般应采取延长隧道的办法，以解决取延长隧道的办法，以解决路堑弃土及排水的困难。路堑弃土及排水的困难。(5(5）为了确保洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不）为了确保洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高。宜开挖过高。洞口边坡及仰坡均控制高度洞口边坡及仰坡均控制高度（公路隧道）围岩分岩分类边仰坡坡率仰坡坡率贴壁壁1:0.31:0.51:0.51:0.751:0.751:11:1.251:1.251:1.5设计开挖高度开挖高度15202520251518201518(6)(6)洞口线路宜与等高线正交。使隧道正面进入山体洞口线路宜与等高线正交。使隧道正面进入山体洞口的边、仰坡开挖较小，洞口结构物不致受到偏侧洞口的边、仰坡开挖较小，洞口结构物不致受到偏侧压力。压力。(7)(7)当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时，铁路隧道洞口标高应高出洪水位加波浪范围以内时，铁路隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，公路隧道洞口路肩设计标高应高出水库设计水高度，公路隧道洞口路肩设计标高应高出水库设计水位（含浪高和壅水高）不小于位（含浪高和壅水高）不小于0. 5m,0. 5m,以防洪水灌入隧以防洪水灌入隧道。同时应注意由于水的长期浸泡造成库壁坍塌对隧道。同时应注意由于水的长期浸泡造成库壁坍塌对隧道稳定的不利影响，并采取相应的工程措施。道稳定的不利影响，并采取相应的工程措施。当观测洪水高于标准时，应按观测洪水设计；当观测洪当观测洪水高于标准时，应按观测洪水设计；当观测洪水的频率在高速公路、一级公路超过水的频率在高速公路、一级公路超过1/3001/300，二级公路超，二级公路超过过1/1001/100，三、四级公路超过，三、四级公路超过1/501/50时，则应分别采用时，则应分别采用1/3001/300、1/1001/100和和1/501/50的频率设计。的频率设计。(9)(9)当洞口地势开阔，有利于施工场地布置时，可利当洞口地势开阔，有利于施工场地布置时，可利用弃碴有计划、有目的地改造洞口场地，以便布置运用弃碴有计划、有目的地改造洞口场地，以便布置运输便道、材料堆放场、生产设施用地及生产、生活用输便道、材料堆放场、生产设施用地及生产、生活用房等。另外，在桥隧相连时应注意防止因弃碴乱堆造房等。另外，在桥隧相连时应注意防止因弃碴乱堆造成桥孔堵塞或推坏桥梁墩台建筑物。成桥孔堵塞或推坏桥梁墩台建筑物。施工场地布置原则上是以进出路（施工便道）顺畅为引施工场地布置原则上是以进出路（施工便道）顺畅为引导，沿线展开各种场地和设施。生产场地靠近洞口，生导，沿线展开各种场地和设施。生产场地靠近洞口，生活场地相对集中。活场地相对集中。场地既要安全，避开崩塌、滑落位置，还要注意防洪，有场地既要安全，避开崩塌、滑落位置，还要注意防洪，有序互不干扰，清洁卫生。本着合理、实用、经济的原则，序互不干扰，清洁卫生。本着合理、实用、经济的原则，进行施工场地布置。进行施工场地布置。(8)(8)当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流。开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流。*合理地规划好弃渣场地与弃渣道路；合理地规划好弃渣场地与弃渣道路；（1010）环境保护是隧道洞口选择时应着重考虑的因素，应尽量）环境保护是隧道洞口选择时应着重考虑的因素，应尽量少破坏天然植被，在村镇附近或在自然保护区及其附近，需要少破坏天然植被，在村镇附近或在自然保护区及其附近，需要研究噪声和排出污染空气的影响、平交路口的影响。研究噪声和排出污染空气的影响、平交路口的影响。（1111）在高寒地区修建隧道，还要研究雪崩、镇风、风吹雪等）在高寒地区修建隧道，还要研究雪崩、镇风、风吹雪等考虑设置防雪工程、防风工程和防路面冻害工程的必要性。考虑设置防雪工程、防风工程和防路面冻害工程的必要性。*布置好材料场、材料库、加工厂，使其便于进出和使用，炸布置好材料场、材料库、加工厂，使其便于进出和使用，炸药库要按爆炸物管理规范设置在药库要按爆炸物管理规范设置在300-400m以外的隐蔽地点；以外的隐蔽地点；*顺适地摆好生产设施、生产房屋，使其便于生产并有车辆的回旋场地顺适地摆好生产设施、生产房屋，使其便于生产并有车辆的回旋场地；*场地主要道路应该构成环形（双车道，宽场地主要道路应该构成环形（双车道，宽6m），便于运行；次要道），便于运行；次要道路可以是树枝状（单道，宽路可以是树枝状（单道，宽3. 5m)，但应有调头场地；，但应有调头场地；*行政管理房屋可位于工地出入口，便于有效管理；生活福利设施应行政管理房屋可位于工地出入口，便于有效管理；生活福利设施应方便工人生活；生活用房要与洞口保持适当距离，既要保证有一个较方便工人生活；生活用房要与洞口保持适当距离，既要保证有一个较为安静的休息环境，又不能过远，并便于上班；为安静的休息环境，又不能过远，并便于上班；二、隧道洞口位置选择图例1.坡面正交型坡面正交型 2.坡面斜交型坡面斜交型 3.坡面平行型坡面平行型 4.山脊突出部进入型山脊突出部进入型 5.沟谷部进入型沟谷部进入型选定隧道洞口位置时，首先要按照地质条选定隧道洞口位置时，首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度，其件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度，其次是避开不良地质区域和排水影响，最后次是避开不良地质区域和排水影响，最后才谈得到从经济方面进行比较。才谈得到从经济方面进行比较。 在具体设定隧道洞门时，应按前面讲述过的要求，在在具体设定隧道洞门时，应按前面讲述过的要求，在数字地形图上切取若干个横断面，切取的密度应根据数字地形图上切取若干个横断面，切取的密度应根据地形地质条件具体确定，一般可参考以下数值：地形地质条件具体确定，一般可参考以下数值：* *正交（削竹式初步设计阶段横断地面线正交（削竹式初步设计阶段横断地面线10m10m一道，施一道，施 工图设计阶段横断地面线工图设计阶段横断地面线5m5m一道）；一道）；* *正交（端墙式初步设计阶段横断地面线正交（端墙式初步设计阶段横断地面线10m10m一道，施一道，施工图设计阶段横断地面线工图设计阶段横断地面线5m5m一道）；一道）；* *斜交（台阶式初步设计阶段横断地面线斜交（台阶式初步设计阶段横断地面线5m5m一道，施工一道，施工图设计阶段横断地面线图设计阶段横断地面线2-3m2-3m一道）；一道）；* *极端斜交（单压式初步设计阶段横断地面线极端斜交（单压式初步设计阶段横断地面线5m5m一道，一道，施工图设计阶段横断地面线施工图设计阶段横断地面线1 1一一2m2m一道）。一道）。第四节 隧道平面设计二、公路隧道平面设计二、公路隧道平面设计一、铁路隧道平面设计一、铁路隧道平面设计隧道内线路设计时，首先应满足整体线路规定的各隧道内线路设计时，首先应满足整体线路规定的各种技术指标。而隧道内的环境条件比较差，无论是种技术指标。而隧道内的环境条件比较差，无论是车辆运行，还是维修养护，都处于不利的条件下。车辆运行，还是维修养护，都处于不利的条件下。所以，在设计隧道内线路时，还要附上为适应隧道所以，在设计隧道内线路时，还要附上为适应隧道特点的一些技术要求。特点的一些技术要求。 l曲线隧道的缺点曲线隧道的缺点1 1、一般情况下隧道内的线路最好采用直线。、一般情况下隧道内的线路最好采用直线。(1)(1)曲线上的隧道隧道建筑限界需要加宽，坑道的尺寸相应加曲线上的隧道隧道建筑限界需要加宽，坑道的尺寸相应加大，不但增大了开挖土石数量，而且增加了衬砌的圬工量；大，不但增大了开挖土石数量，而且增加了衬砌的圬工量；(2)(2)在不同曲率曲线上的隧道建筑限界加宽不同，隧道的断在不同曲率曲线上的隧道建筑限界加宽不同，隧道的断面是变化的，因而施工时，支护和衬砌的尺寸均不一致，技面是变化的，因而施工时，支护和衬砌的尺寸均不一致，技术上较为复杂；术上较为复杂；(3)(3)由于曲线关系，洞内进行施工测量时，操作变得复杂，由于曲线关系，洞内进行施工测量时，操作变得复杂，精度也有所降低。精度也有所降低。(4)(4)曲线隧道洞身弯曲，洞壁对气流的阻力加大，使通风曲线隧道洞身弯曲，洞壁对气流的阻力加大，使通风条件变坏。条件变坏。(5) (5) 曲线隧道较直线隧道增加了维护作业量和难度；曲线隧道较直线隧道增加了维护作业量和难度；一、铁路隧道平面设计一、铁路隧道平面设计l2 2、设置曲线隧道的情况、设置曲线隧道的情况（1 1）当线路绕行于）当线路绕行于山嘴时，为了避免直山嘴时，为了避免直穿隧道太长，或是为穿隧道太长，或是为了便于开辟辅助性的了便于开辟辅助性的施工横洞，有时也会施工横洞，有时也会有意识地设置与地形有意识地设置与地形等高线相接近的曲线等高线相接近的曲线隧道。隧道。（6 6）列车运行在曲线隧洞内，空气阻力比直线隧道大，机车）列车运行在曲线隧洞内，空气阻力比直线隧道大，机车牵引力的损失大，降低了运营效率，甚至可能造成溜车事故；牵引力的损失大，降低了运营效率，甚至可能造成溜车事故；（7 7）列车在曲线上行驶，产生了离心力，再加上洞内空气潮）列车在曲线上行驶，产生了离心力，再加上洞内空气潮湿，使得钢轨磨损加速，从而使洞内的养护工作量增大；湿，使得钢轨磨损加速，从而使洞内的养护工作量增大；图2-1 隧道设置曲线示例l（2 2）当隧道越岭线时，线路常常是沿着垭口的一侧山谷）当隧道越岭线时，线路常常是沿着垭口的一侧山谷转入山体后，又沿顺垭口的另一侧山谷转出。可以使隧道较转入山体后，又沿顺垭口的另一侧山谷转出。可以使隧道较长的中段放在直线上，但由于地形原因，隧道两端为了转向长的中段放在直线上，但由于地形原因，隧道两端为了转向都要落在曲线上，这种情况是常见的。此时，如果垭口两侧都要落在曲线上，这种情况是常见的。此时，如果垭口两侧沟谷地势开阔，则可将曲线放在洞口以外。沟谷地势开阔，则可将曲线放在洞口以外。l设置曲线隧道的情况设置曲线隧道的情况（3 3）有时，隧道已经）有时，隧道已经施工，在开挖过程中施工，在开挖过程中发现前方有不良地质，发现前方有不良地质，不宜穿过。此时，不不宜穿过。此时，不得不临时改线绕行，得不临时改线绕行，于是出现曲线，而且于是出现曲线，而且将是左转与右转两个将是左转与右转两个曲线，才能回到原线曲线，才能回到原线上来。上来。一、铁路隧道平面设计(1)(1)应尽可能采用较短的曲线，或是半径较大的曲线，且应尽可能采用较短的曲线，或是半径较大的曲线，且将曲线设置在隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。将曲线设置在隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。l3 3、设置曲线隧道时注意问题、设置曲线隧道时注意问题(2)(2)在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰恰落在缓和在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰恰落在缓和曲线上。应尽可能将缓和曲线设在洞外一个适当距离（曲线上。应尽可能将缓和曲线设在洞外一个适当距离（25m25m）以外。以外。(3)(3)隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。(4)(4)在一座隧道内最好不设一个以上的曲线，尤其是不宜设置在一座隧道内最好不设一个以上的曲线，尤其是不宜设置反向曲线或复合曲线。反向曲线或复合曲线。(5)(5)当必须设置两条曲线时，两曲线间应有足够长的夹直线，当必须设置两条曲线时，两曲线间应有足够长的夹直线，一般是要求在三倍车辆长度以上（一般是要求在三倍车辆长度以上（44m44m）。）。二、公路隧道二、公路隧道1 1、平面线形基本要求、平面线形基本要求2 2、高等级道路隧道要求、高等级道路隧道要求公路隧道的平面线形设计和普通道路一样，公路隧道的平面线形设计和普通道路一样，应按应按公路工程技术标准公路工程技术标准规定进行，同时规定进行，同时要考虑到隧道的特点。要考虑到隧道的特点。1 1、平面线形基本要求、平面线形基本要求隧道的平面线形可以采用直线或曲线。隧道的平面线形可以采用直线或曲线。隧道的平面线形一般采用直线，对通风有利，施工也容易。隧道的平面线形一般采用直线，对通风有利，施工也容易。但有时设置曲线有利于驾驶员的但有时设置曲线有利于驾驶员的“亮适应亮适应”。所以公路隧道。所以公路隧道采用曲线线形较铁路和地铁隧道为多。采用曲线线形较铁路和地铁隧道为多。（1 1）公路隧道设计规范公路隧道设计规范规定，应根据地质、地形、路规定，应根据地质、地形、路线的走向、通风等因素确定隧道的平曲线线形。线的走向、通风等因素确定隧道的平曲线线形。 1)1)当设为曲线时，宜采用不设超高并能满足视距要求的平曲当设为曲线时，宜采用不设超高并能满足视距要求的平曲线半径，并不应采用设加宽的平曲线。隧道不设超高的圆曲线半径，并不应采用设加宽的平曲线。隧道不设超高的圆曲线最小半径应符合表线最小半径应符合表2-3-12-3-1的规定。的规定。2 2）当由于特殊条件限制隧道平面线形设计为需设超高）当由于特殊条件限制隧道平面线形设计为需设超高的曲线时，其超高值不得大于的曲线时，其超高值不得大于4%4%，技术指标应符合，技术指标应符合公公路路线设计规范路路线设计规范（JTGD20JTGD2020062006）的有关规定。）的有关规定。 3 3）隧道线形应满足视距要求。隧道的行车视距与会车视）隧道线形应满足视距要求。隧道的行车视距与会车视距应符合表距应符合表2-3-22-3-2（公路工程技术标准公路工程技术标准JTGB01JTGB0120032003）的规定。）的规定。1 1、平面线形基本要求、平面线形基本要求（2 2）隧道及前后引线组成的路段应该做到线形平顺、）隧道及前后引线组成的路段应该做到线形平顺、行车安全舒适，并与环境景观协调一致。行车安全舒适，并与环境景观协调一致。（3 3）如果长大隧道需要利用竖井、斜井通风时，在设线）如果长大隧道需要利用竖井、斜井通风时，在设线时应同时考虑便于设置。时应同时考虑便于设置。1 1、平面线形基本要求、平面线形基本要求* *对高等级道路，往往是分向行驶，而单向行驶的长隧道，对高等级道路，往往是分向行驶，而单向行驶的长隧道，如果在出口一侧放入大半径曲线，面向驾驶者的出口墙如果在出口一侧放入大半径曲线，面向驾驶者的出口墙壁反光亮度是逐渐增加的。尤其是当出口处阳光可以直壁反光亮度是逐渐增加的。尤其是当出口处阳光可以直接射入，以及洞门面向大海等亮度高的场合，有利于驾接射入，以及洞门面向大海等亮度高的场合，有利于驾驶者的驶者的“亮适应亮适应” 。 l公路隧道设计规范规定，高速公路、一级公路的隧道应设公路隧道设计规范规定，高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。计为上、下行分离的独立双洞。2 2、高等级道路隧道要求、高等级道路隧道要求l分离式独立双洞的最小净距分离式独立双洞的最小净距，按对两洞结构彼此，按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定，一般情况可按表断面形状和尺寸、施工方法等因素确定，一般情况可按表2-3-32-3-3取值。取值。 按分离式双洞考虑的隧道净距，除直接与围岩级别有关外，还间接与隧按分离式双洞考虑的隧道净距，除直接与围岩级别有关外，还间接与隧道长度有关。道长度有关。l分离式双洞断面积比单洞断面积大，洞口展线长，但有利于运营分离式双洞断面积比单洞断面积大，洞口展线长，但有利于运营通风与防灾，也有利于隧道施工。通风与防灾，也有利于隧道施工。一是分离式独立双洞的距离也不是越大越好，只有在地形一是分离式独立双洞的距离也不是越大越好，只有在地形非常狭窄时不得不在大范围采用分离式路基，甚至需要选非常狭窄时不得不在大范围采用分离式路基，甚至需要选择在不同路径各行其路，一般尽量使隧道之间的间距，保择在不同路径各行其路，一般尽量使隧道之间的间距，保持在持在“标准范围标准范围”之内为好。之内为好。说明：说明：二是双线隧道的路面大体上应保持在同一标高上，横通道二是双线隧道的路面大体上应保持在同一标高上，横通道的纵坡以小于的纵坡以小于2 2为宜，否则载重车的排烟量会很多，这为宜，否则载重车的排烟量会很多，这对于发生交通事故需要疏散车辆来说不利较多。对于发生交通事故需要疏散车辆来说不利较多。当地形条件受限制时，只得选用小净距隧道；当地形条件受限制时，只得选用小净距隧道；如果地形条件相当困难，隧道长度比较短时，为了保护如果地形条件相当困难，隧道长度比较短时，为了保护植被免遭破坏，可选用连拱隧道。植被免遭破坏，可选用连拱隧道。 小净距隧道小净距隧道连拱隧道连拱隧道非独立双洞隧道非独立双洞隧道并行双洞并行双洞交叉双洞交叉双洞连拱双洞连拱双洞A A：小净距隧道或连拱隧道的设计：小净距隧道或连拱隧道的设计B B：小净距隧道或连拱隧道的施工注意：小净距隧道或连拱隧道的施工注意设计中，除工程类比法外，必要时应作数值计算和理论分析。设计中，除工程类比法外，必要时应作数值计算和理论分析。一般而言，先行洞围岩受两次扰动，因此宜加强支护，衬砌采用一般而言，先行洞围岩受两次扰动，因此宜加强支护，衬砌采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构。对于连拱双洞，较多采取侧壁导坑超前开挖的方法，当地质条件对于连拱双洞，较多采取侧壁导坑超前开挖的方法，当地质条件较好时，也可采取中导坑超前开挖的方法，支护和衬砌均应加强。较好时，也可采取中导坑超前开挖的方法，支护和衬砌均应加强。连拱双洞的中壁部容易产生应力集中，因此，宜采取地层改良加连拱双洞的中壁部容易产生应力集中，因此，宜采取地层改良加固或加强支护，以防止围岩松弛或下沉。固或加强支护，以防止围岩松弛或下沉。中壁设计时，宜采用有限元法、松弛荷载结构法或全土重荷载结中壁设计时，宜采用有限元法、松弛荷载结构法或全土重荷载结构法（埋深情况）进行衬砌结构验算。构法（埋深情况）进行衬砌结构验算。 后行洞的开挖和衬砌完成后，会引起地下水位的降低，从而在较后行洞的开挖和衬砌完成后，会引起地下水位的降低，从而在较大范围内出现地层压密沉降，由此对先行洞会产生恶劣影响。大范围内出现地层压密沉降，由此对先行洞会产生恶劣影响。对于连拱双洞，中壁是重要结构，然而应力却在此集中，中壁的下对于连拱双洞，中壁是重要结构，然而应力却在此集中，中壁的下沉或中壁上覆的围岩的塑性化均给围岩或衬砌带来不利影响。沉或中壁上覆的围岩的塑性化均给围岩或衬砌带来不利影响。后行洞爆破施工引起的振动可能会对先行洞造成破坏性影响，应加后行洞爆破施工引起的振动可能会对先行洞造成破坏性影响，应加以控制。以控制。 先行洞围岩由于后行洞施工而再次出现松弛，从而增大作先行洞围岩由于后行洞施工而再次出现松弛，从而增大作用在支护上的围岩荷载；反之，后行洞也由于先行洞造成的凌空用在支护上的围岩荷载；反之，后行洞也由于先行洞造成的凌空面而产生较大变形。面而产生较大变形。A A：小净距隧道或连拱隧道的设计：小净距隧道或连拱隧道的设计B B：小净距隧道或连拱隧道的施工注意：小净距隧道或连拱隧道的施工注意作为近距作为近距离双洞隧道施离双洞隧道施工的对策，分工的对策，分别针对先行洞、别针对先行洞、后行洞、两洞后行洞、两洞间地层的基本间地层的基本考虑见表考虑见表3-73-7 应尽量避免隧道与其他构造物的交叉，不得已时，应尽量采应尽量避免隧道与其他构造物的交叉，不得已时，应尽量采取直交，而且新建隧道宜上穿既有构造物。取直交，而且新建隧道宜上穿既有构造物。 关于连拱隧道衬砌的施作时间，当围岩变形较大时，应关于连拱隧道衬砌的施作时间，当围岩变形较大时，应尽快施作衬砌；当围岩完整性较好时，为了避免爆破振动的影尽快施作衬砌；当围岩完整性较好时，为了避免爆破振动的影响，可在开挖及支护施作完成一段时间后再做衬砌。响，可在开挖及支护施作完成一段时间后再做衬砌。 现场围岩、支护、衬砌的变形和应力监控量测极为重要，其目的现场围岩、支护、衬砌的变形和应力监控量测极为重要，其目的是检测先行洞结构的安全性，并评价后行洞施工的妥当性以及加固措施是检测先行洞结构的安全性，并评价后行洞施工的妥当性以及加固措施的有效性。量测计划要按照这一目的来制订，量测结果要及时指导设计的有效性。量测计划要按照这一目的来制订，量测结果要及时指导设计参数的修正和施工方法的变更。参数的修正和施工方法的变更。第五节 隧道纵断面设计隧道纵断面设计的主要内容包括选定隧道内线路的坡道隧道纵断面设计的主要内容包括选定隧道内线路的坡道型式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接等。型式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接等。一、铁路隧道纵断面设计二、公路隧道纵断面设计一、铁路隧道纵断面设计一、铁路隧道纵断面设计铁路隧道纵断面的设计，必须满足行车安全和平顺的铁路隧道纵断面的设计，必须满足行车安全和平顺的要求，并应考虑施工和养护的方便，设计主要考虑的要求，并应考虑施工和养护的方便，设计主要考虑的因素是排水、施工、通风、越岭高程等。因素是排水、施工、通风、越岭高程等。 （一）坡道型式（一）坡道型式（二）坡度大小（二）坡度大小（三）坡段长度（三）坡段长度（四）坡段联接（四）坡段联接一、铁路隧道纵断面设计一、铁路隧道纵断面设计（一）坡道型式（一）坡道型式 (a)单坡型 (b)人字坡型图2-2 坡道型式1 1单坡单坡优缺点，适用条件？优缺点，适用条件？2 2人字坡人字坡（一）坡道型式（一）坡道型式一、铁路隧道纵断面设计一、铁路隧道纵断面设计3 3坡道形式选择坡道形式选择l两种不同的坡型适用在不同的隧道，设计时应结合隧道所在地段两种不同的坡型适用在不同的隧道，设计时应结合隧道所在地段的地形、工程地质与水文地质、线路纵断面、牵引类型、隧道长度、的地形、工程地质与水文地质、线路纵断面、牵引类型、隧道长度、施工条件、运营要求等具体情况全面考虑。施工条件、运营要求等具体情况全面考虑。对于位于紧坡地段的隧道、要争取高程的区段上的隧道、位于越对于位于紧坡地段的隧道、要争取高程的区段上的隧道、位于越岭隧道两端展线上的隧道、地下水不大的隧道或是可以单口掘进岭隧道两端展线上的隧道、地下水不大的隧道或是可以单口掘进的短隧道，可以采用单坡型。的短隧道，可以采用单坡型。对于长大隧道、越岭隧道、地下水丰富而抽水设备不足的隧道、对于长大隧道、越岭隧道、地下水丰富而抽水设备不足的隧道、出碴量很大的隧道，设计为人字坡型往往比较有利。出碴量很大的隧道，设计为人字坡型往往比较有利。（二）坡度大小（二）坡度大小l考虑到运营效率、行车条件，线路的坡度以平坡为最好。考虑到运营效率、行车条件，线路的坡度以平坡为最好。为了能适应天然地形的形状以减少工程数量，需要随着地形的变化设为了能适应天然地形的形状以减少工程数量，需要随着地形的变化设置与之相适应的线路坡度。但设计坡度时，注意应不超过限制坡度。置与之相适应的线路坡度。但设计坡度时，注意应不超过限制坡度。式中式中 设计中允许采用的最大坡度设计中允许采用的最大坡度； 按照线路等级规定的限制最大坡度；按照线路等级规定的限制最大坡度； 曲线阻力折算的坡度折减量。曲线阻力折算的坡度折减量。隧道内线路的最大允许坡度要在明线最大限制坡度上进行折减，隧道内线路的最大允许坡度要在明线最大限制坡度上进行折减，乘以一个折减系数。乘以一个折减系数。1 1坡度折减原因坡度折减原因(1)(1)列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低 (2)(2)洞内空气阻力增大洞内空气阻力增大2 2坡度折减方法坡度折减方法铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范规定，长度大于规定，长度大于400m400m的隧道，都要考虑坡的隧道，都要考虑坡度的折减，其坡度不得大于最大坡度按规定折减后的数值，度的折减，其坡度不得大于最大坡度按规定折减后的数值，m m为隧道内线路的坡度折减系数，为隧道内线路的坡度折减系数，与隧道的长度有关。与隧道的长度有关。隧道长度电力牵引内燃牵引40110000.950.90100140000.900.8040000.850.75表2-1隧道内线路最大坡度系数不但隧道内的线路应按上述方式予以折减，洞口外一段距离不但隧道内的线路应按上述方式予以折减，洞口外一段距离( (上坡上坡进洞前半个远期货物列车长度范围进洞前半个远期货物列车长度范围) )内，也要考虑相应的折减。内，也要考虑相应的折减。3 3最小坡度最小坡度铁路隧道设计规范规定，隧道内线路不得设置为平坡，最小的允铁路隧道设计规范规定，隧道内线路不得设置为平坡，最小的允许坡度应不小于许坡度应不小于3 3，在最冷月平均气温低于，在最冷月平均气温低于-5-5的地区、地下的地区、地下水发育的隧道宜适当加大坡度。水发育的隧道宜适当加大坡度。（三）坡段长度（三）坡段长度 l1 1最大长度最大长度隧道内线路的坡型单一，但不宜把坡段定得太长。隧道内线路的坡型单一，但不宜把坡段定得太长。l2 2最小长度最小长度隧道内的线路坡段也不宜太短。隧道内的线路坡段也不宜太短。（2 2）当隧道位于两端货物列车以接近计算速度运行的凸形纵）当隧道位于两端货物列车以接近计算速度运行的凸形纵断面分坡平段，允许坡段长缩短至断面分坡平段，允许坡段长缩短至200m200m。（3 3）坡段长最小为）坡段长最小为200m200m。（1 1）隧道内坡段长度最好不小于列车的长度，考虑到长远的发）隧道内坡段长度最好不小于列车的长度，考虑到长远的发展，坡段长度最好不小于远期到发线的长度。展，坡段长度最好不小于远期到发线的长度。原因？原因？原因？原因？（四）坡段联接（四）坡段联接从安全的观点出发，两坡段间的代数差值从安全的观点出发，两坡段间的代数差值 不应大于不应大于重车方向的限坡值重车方向的限坡值否则应插入否则应插入缓和坡段。缓和坡段。1 1）旅客列车设计行车速度小于）旅客列车设计行车速度小于160km/h160km/h的铁路段，相邻坡段的坡的铁路段，相邻坡段的坡度差大于度差大于3 3时，应以圆曲线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采时，应以圆曲线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采用用10000m10000m；2 2）旅客列车设计行车速度为）旅客列车设计行车速度为160km/h160km/h的铁路段，相邻坡段的坡度的铁路段，相邻坡段的坡度差大于差大于1 1时，应以圆曲线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采用时，应以圆曲线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采用15000m15000m；3 3）竖曲线不宜与平面圆曲线重叠设置，困难条件下，竖曲线可）竖曲线不宜与平面圆曲线重叠设置，困难条件下，竖曲线可与半径不小于与半径不小于2500m2500m的圆曲线重叠设置；特殊困难条件下，经技的圆曲线重叠设置；特殊困难条件下，经技术经济比较，竖曲线可与半径小于术经济比较，竖曲线可与半径小于1600m1600m的圆曲线重叠设置。的圆曲线重叠设置。4 4）还要注意，如果隧道内有缓和曲线，务必不要使缓和曲线与）还要注意，如果隧道内有缓和曲线，务必不要使缓和曲线与竖向曲线相重叠。竖向曲线相重叠。2 2、在变坡点处设置竖曲线的规定、在变坡点处设置竖曲线的规定1 1、两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大。、两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大。3 3、隧道内线路还要检算列车在相应坡段上的行车速度。、隧道内线路还要检算列车在相应坡段上的行车速度。铁路隧道设计规范规定，内燃机车牵引的铁路隧道，铁路隧道设计规范规定，内燃机车牵引的铁路隧道，长度在长度在1000m1000m及以下的隧道检算车速不应小于计算速度，及以下的隧道检算车速不应小于计算速度，长度在长度在1000m1000m以上的隧道检算车速不应小于以上的隧道检算车速不应小于25km/h25km/h。当检算车速小于上述值时，应在洞外设置加速缓坡。当检算车速小于上述值时，应在洞外设置加速缓坡。 二、公路隧道纵断面设计（一）纵坡形式（一）纵坡形式（二）坡度大小（二）坡度大小（三）纵坡变更（三）纵坡变更（四）公路隧道洞外连接线与隧道线形要求（四）公路隧道洞外连接线与隧道线形要求（五）其它说明（五）其它说明（一）纵坡形式（一）纵坡形式隧道内的纵坡形式，一般宜采用单向坡；隧道内的纵坡形式，一般宜采用单向坡；地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡。地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡。单坡是指洞内只有一个朝向的坡度；单坡是指洞内只有一个朝向的坡度；双坡是指洞内有两个坡度，山岭隧道一般是指中间高双坡是指洞内有两个坡度，山岭隧道一般是指中间高两端洞口低，呈两端洞口低，呈“人人”字型，所以也称之为字型，所以也称之为“人字坡人字坡”。只有在跨越江河海湾的水下隧道时才会采用倒坡，。只有在跨越江河海湾的水下隧道时才会采用倒坡，即中间低两端洞口高的形式。即中间低两端洞口高的形式。“单坡单坡”和和“双坡双坡”隧道内纵面线形设置应考虑行车安全性、营运通风规模、隧道内纵面线形设置应考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求，以不妨碍排水的缓坡为宜。施工作业效率和排水要求，以不妨碍排水的缓坡为宜。隧道纵坡不应小于隧道纵坡不应小于0 03 3，一般情况不应大于，一般情况不应大于3 3，且，且以控制在以控制在2 2以下为好；受地形等条件限制限时，高速以下为好；受地形等条件限制限时，高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大于于4 4；当隧道较长时，应小于；当隧道较长时，应小于2.5%2.5%。短于。短于l00ml00m的隧道的隧道纵坡可以与该公路隧道外的路线指标相同。原则上，纵坡可以与该公路隧道外的路线指标相同。原则上，应尽量避免采用平坡。应尽量避免采用平坡。控制坡度的主要因素是通风问题。控制坡度的主要因素是通风问题。（二）坡度大小（二）坡度大小对于单向通行的隧道，设计成单坡（下坡）对通风是有利的，但坡度不对于单向通行的隧道，设计成单坡（下坡）对通风是有利的，但坡度不要大于要大于3 3，否则高位洞口的施工会有困难。对采取自然通风方式的隧道，否则高位洞口的施工会有困难。对采取自然通风方式的隧道，坡度可尽量采用上限值，但也不能大于坡度可尽量采用上限值，但也不能大于3 3。 采用人字坡的隧道，施工时隧道两端的出渣与排水都有利，但通风较差，采用人字坡的隧道，施工时隧道两端的出渣与排水都有利，但通风较差，要特别注意坡度不要太大，一般将坡度控制在要特别注意坡度不要太大，一般将坡度控制在1 1以下为宜。以下为宜。 当采用较大纵坡时，必须对行车安全性、通风设备当采用较大纵坡时，必须对行车安全性、通风设备和营运费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综和营运费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证，具体内容如下：合论证，具体内容如下：(1)(1)施工运输是否困难，装渣车、翻斗车等施工车施工运输是否困难，装渣车、翻斗车等施工车辆的排污对洞内施工环境的影响程度。辆的排污对洞内施工环境的影响程度。(2)(2)较大纵坡对车辆行驶安全性的影响。当长下坡较大纵坡对车辆行驶安全性的影响。当长下坡且坡度较大时，容易发生交通事故，尤以寒冷地区路且坡度较大时，容易发生交通事故，尤以寒冷地区路面结冰后为甚。面结冰后为甚。(3)(3)是否需要增加过多的通风设备和营运费用。据是否需要增加过多的通风设备和营运费用。据国外试验和实测，纵坡超过国外试验和实测，纵坡超过3 3时柴油车的烟尘排放时柴油车的烟尘排放将急剧上升，会导致通风设备的增加。因此，除短隧将急剧上升，会导致通风设备的增加。因此，除短隧道外，均应作出评价。道外，均应作出评价。（三）纵坡变更（三）纵坡变更隧道内的纵坡变更处均应设置竖曲线，隧道内的纵坡变更处均应设置竖曲线，竖曲线半径应竖曲线半径应尽量选用大值，以利于行车平顺、通视和通风。尽量选用大值，以利于行车平顺、通视和通风。纵坡变更的纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应符合表符合表3-43-4规定。规定。半径不宜取到极限值或一般最小值。半径不宜取到极限值或一般最小值。隧道内纵坡的变换不宜过大、过频，以保证行车安全隧道内纵坡的变换不宜过大、过频，以保证行车安全视距和舒适性。视距和舒适性。l（四）公路隧道洞外连接线与隧道线形要求（四）公路隧道洞外连接线与隧道线形要求隧道洞内外连接线的平面、纵断面线形，应与隧道线形相隧道洞内外连接线的平面、纵断面线形，应与隧道线形相协调，应当保证进洞时的设计车速，有足够的视距，保证协调，应当保证进洞时的设计车速，有足够的视距，保证行驶安全。行驶安全。(1)(1)隧道洞口内外各隧道洞口内外各3s3s设计速度行程长度范围的平面线形应一致。设计速度行程长度范围的平面线形应一致。(2)(2)隧道洞口内外各隧道洞口内外各3s3s设计速度行程长度范围的纵面线形应一致，设计速度行程长度范围的纵面线形应一致，有条件时宜取有条件时宜取5s5s设计速度行程。设计速度行程。(3)(3)当隧道建筑限界宽度大于所在公路的建筑限界宽度时，两端连当隧道建筑限界宽度大于所在公路的建筑限界宽度时，两端连接线应有不短于接线应有不短于50m50m的、同隧道等宽的路基加宽段，并设计过渡段的、同隧道等宽的路基加宽段，并设计过渡段加以衔接；当隧道限界宽度小于所在公路建筑限界宽度时，两端加以衔接；当隧道限界宽度小于所在公路建筑限界宽度时，两端连接线的路基宽度仍按公路等级标准设计，与隧道洞门端墙衔接，连接线的路基宽度仍按公路等级标准设计，与隧道洞门端墙衔接，其建筑限界宽度应设有其建筑限界宽度应设有4s4s设计速度行程的过渡段与隧道洞口衔接，设计速度行程的过渡段与隧道洞口衔接，以保持隧道洞口内外横断面顺适过渡。以保持隧道洞口内外横断面顺适过渡。通常根据行车速度设计成通常根据行车速度设计成1/251/251/501/50的楔形过渡段，在这个收缩的楔形过渡段，在这个收缩过度段中，一般应有路缘石、护栏、路面标志线以及其它洞口附过度段中，一般应有路缘石、护栏、路面标志线以及其它洞口附近的构造物等。近的构造物等。l（五）其它说明（五）其它说明(4)(4)长、特长的双洞隧道，宜在洞口外合适位置设置联络通道，以利长、特长的双洞隧道，宜在洞口外合适位置设置联络通道，以利车辆调头。车辆调头。1 1、间隔、间隔l00ml00m以内的短隧道群的平、纵线形以内的短隧道群的平、纵线形宜整体考虑其平、纵线形技术指标，其平、纵线形技术指标按宜整体考虑其平、纵线形技术指标，其平、纵线形技术指标按长隧道考虑。长隧道考虑。2 2、与平行隧道或其它结构物的间距、与平行隧道或其它结构物的间距设计速度行程的长度如表设计速度行程的长度如表3-83-8所示。所示。l重点：l（1）掌握隧道平面线形及设计原则l（2）掌握纵断面的坡道形式、坡度折减、坡段连接l难点：l纵断面的坡度折减方法第六节 隧道横断面设计三、隧道衬砌断面的拟订一、隧道净空与限界二、曲线隧道的净空加宽隧道横断面形式隧道横断面形式一、隧道净空与限界隧道净空隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。（一）铁路隧道建筑限界、净空（一）铁路隧道建筑限界、净空（二）公路隧道净空和建筑限界（二）公路隧道净空和建筑限界限界限界是指一种规定的轮廓线。是指一种规定的轮廓线。（一）铁路隧道建筑限界、净空（一）铁路隧道建筑限界、净空1 1机车车辆限界机车车辆限界2 2基本建筑限界基本建筑限界3 3隧道建筑限界隧道建筑限界4 4直线隧道净空直线隧道净空5. 5. 高速铁路隧道的建筑限界、净空高速铁路隧道的建筑限界、净空“隧道建筑限界隧道建筑限界”是为了保证隧道内各种交通是为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全而规定的在一定宽度和高度范的正常运行与安全而规定的在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。围内不得有任何障碍物的空间范围。 1 1铁路机车车辆限界铁路机车车辆限界它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。要求所有在线路上它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。要求所有在线路上行驶的机车车辆停在行驶的机车车辆停在平坡直线平坡直线上时，沿着车体所有部分都上时，沿着车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。必须容纳在此限界范围内而不得超越。l（一）铁路隧道建筑限界、净空（一）铁路隧道建筑限界、净空A=机车车辆限界机车车辆最大轮廓尺寸机车车辆技术改造预留空间l（一）铁路隧道建筑限界、净空（一）铁路隧道建筑限界、净空2 2铁路基本建筑限界（铁路建筑接近限界）铁路基本建筑限界（铁路建筑接近限界）它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，它的它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，它的用途是保证机车车辆的安全运行及建筑物和设备不受损害。用途是保证机车车辆的安全运行及建筑物和设备不受损害。B=建筑接近限界A线路铺设误差线路变形和位移列车运行振动、摇动、摆动允许的货物超限尺寸隧道支护结构依据隧道建筑限界设计。隧道支护结构依据隧道建筑限界设计。3 3隧道建筑限界隧道建筑限界它是指包围它是指包围“基本建筑限界基本建筑限界”外部的轮廓线。即要比外部的轮廓线。即要比“基基本建筑限界本建筑限界”大一些，留出少许空间，用于安装通讯信号、大一些，留出少许空间，用于安装通讯信号、照明、通风、电力等设备。照明、通风、电力等设备。C=隧道建筑限界B设备最大尺寸设备安装误差衬砌施工误差衬砌变形和位移对于时速对于时速120km120km/h/h新建和改建的新建和改建的蒸汽及内燃牵引蒸汽及内燃牵引的单线和双线的单线和双线铁路隧道，采用铁路隧道，采用“隧限隧限-1A-1A”和和“隧限隧限-1B-1B” 。对于新建和改建的对于新建和改建的电力牵引电力牵引的单线和双线铁路隧的单线和双线铁路隧道，采用道，采用“隧限隧限-2A-2A”和和“隧限隧限-2B-2B” 。我国高速铁路隧道建筑限界我国高速铁路隧道建筑限界200km/h200km/h客货共线客货共线200km/h200km/h及以上客运专线及以上客运专线200km/h200km/h客货共线双层集装箱运输客货共线双层集装箱运输4 4直线隧道净空直线隧道净空“直线隧道净空直线隧道净空” 是指轨面（路面）以上衬砌内轮廓线是指轨面（路面）以上衬砌内轮廓线所包围的空间。所包围的空间。铁路隧道净空的大小应以不侵入铁路隧道建筑限界为准。铁路隧道净空的大小应以不侵入铁路隧道建筑限界为准。D=直线隧道净空=C十结构受力合理形状便于施工图图2-4-4、2-4-5为为时速时速120km单线级单线级双线电力牵引铁路双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓。隧道衬砌内轮廓。5.5.高速铁路隧道的建筑限界、净空高速铁路隧道的建筑限界、净空一般应符合动态的标准建筑限界和扩大标准建筑限界。一般应符合动态的标准建筑限界和扩大标准建筑限界。D=直线隧道净空=C+结构受力合理形状便于施工降低空气动力效应根据上述准则，我国初步确定的时速根据上述准则，我国初步确定的时速200km200km的新建铁路单、双线隧的新建铁路单、双线隧道内净空面积采用道内净空面积采用52m52m2 2和和80m80m2 2；350 km/h350 km/h客运专线双线隧道横断面客运专线双线隧道横断面（净空）面积不宜小于（净空）面积不宜小于100 m100 m2 2，单线隧道净空面积不宜小于，单线隧道净空面积不宜小于70 m70 m2 2。200 km/h200 km/h铁路隧道衬砌内轮廓铁路隧道衬砌内轮廓250 km/h250 km/h隧道衬砌内轮廓隧道衬砌内轮廓350 km/h350 km/h隧道衬砌内轮廓隧道衬砌内轮廓200 km/h200 km/h铁路隧道衬砌内轮廓铁路隧道衬砌内轮廓客货共线铁路单、双线隧道衬砌内轮廓客货共线铁路单、双线隧道衬砌内轮廓200 km/h200 km/h铁路隧道衬砌内轮廓铁路隧道衬砌内轮廓客货共线铁路兼顾双层集装箱运输的客货共线铁路兼顾双层集装箱运输的单、双线隧道衬砌内轮廓单、双线隧道衬砌内轮廓250 km/h250 km/h隧道衬砌内轮廓隧道衬砌内轮廓350 km/h350 km/h隧道衬砌内轮廓隧道衬砌内轮廓（二）公路隧道净空断面和建筑限界公路隧道净空包括公路建筑限界、通风及其他所需的公路隧道净空包括公路建筑限界、通风及其他所需的断面积。断面形状和尺寸应根据围岩压力求得最经济断面积。断面形状和尺寸应根据围岩压力求得最经济值。值。1 1、公路隧道的建筑限界、公路隧道的建筑限界2 2、公路隧道的净空、公路隧道的净空3 3、其它、其它1 1、公路隧道的建筑限界、公路隧道的建筑限界公路隧道的建筑限界是指为保证隧道内各种交通的正常运公路隧道的建筑限界是指为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界，如图碍物的空间限界，如图2-4-13，包括车道、路肩、路缘带、，包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高。人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高。(1)高速公路、一级公路、二级公路的建筑界限高度取高速公路、一级公路、二级公路的建筑界限高度取5. 0m；三、四级公路取三、四级公路取4. 5m。(2)当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于行道时，应设不小于25cm的余宽。的余宽。(3)隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。坡度应根据隧道长度，平、纵线形为双向交通时，可取双面坡。坡度应根据隧道长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采用等因素综合分析确定，一般可采用1.5%2.0%。(4)当路面采用单面坡时，建筑界限底边与路面重合；当采用双当路面采用单面坡时，建筑界限底边与路面重合；当采用双面坡时，建筑界限底边应水平置于路面最高处。面坡时，建筑界限底边应水平置于路面最高处。(5)单车道四级公路的隧道应按双车道四级公路标准修建。单车道四级公路的隧道应按双车道四级公路标准修建。各级公路隧道建筑限界基本宽度应按表各级公路隧道建筑限界基本宽度应按表2-4-22-4-2执行执行并符合以下规定：并符合以下规定：公路隧道的净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，公路隧道的净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，除包括公路建筑限界以外，还包括通风管道、照明设备、除包括公路建筑限界以外，还包括通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运行管理设备等附属设备所需要的防灾设备、监控设备、运行管理设备等附属设备所需要的空间以及富余量和施工允许误差等，见图空间以及富余量和施工允许误差等，见图2-4-14。2 2、公路隧道的净空、公路隧道的净空各级公路行车道的宽度，均按各级公路行车道的宽度，均按“限界限界”的规定设置，隧道内的车道的规定设置，隧道内的车道宽度原则上应与前后道路一致，一般应避免产生宽度原则上应与前后道路一致，一般应避免产生“瓶颈瓶颈”，并在车道，并在车道两侧设置足够富余量。两侧设置足够富余量。（1）车行隧道在每个车行隧管中，原则上规定采用对向交通的最小单位为在每个车行隧管中，原则上规定采用对向交通的最小单位为2车道。车道。 如果交通量超过对向如果交通量超过对向2车道的容量，则应设置两条各为单向交通的车道的容量，则应设置两条各为单向交通的2车道，车道，即合计即合计4车道的隧道。从交通安全上考虑，不应设置对向交通的车道的隧道。从交通安全上考虑，不应设置对向交通的3车道隧车道隧道。道。 大于大于4车道时，原则上仍应建成车道时，原则上仍应建成2车道隧道，隧道个数可以增加为车道隧道，隧道个数可以增加为3条或条或4条。条。一般单车道隧道是很少见的。在不得已非修建单车道不可时，单车道一般单车道隧道是很少见的。在不得已非修建单车道不可时，单车道隧道，为保证错车和安全运输，长隧道时，应设置错车道、回车道，隧道，为保证错车和安全运输，长隧道时，应设置错车道、回车道，以供错车和调头；短隧道在进口能观察到出口引线时，洞内可不设错以供错车和调头；短隧道在进口能观察到出口引线时，洞内可不设错车道，但应在洞口外两端设错车道。最好能在两端设置自动交通信号车道，但应在洞口外两端设错车道。最好能在两端设置自动交通信号灯。灯。超过超过2 km的长、特长隧道应在行车方向的右侧间隔的长、特长隧道应在行车方向的右侧间隔150750m设置设置紧急停车带。紧急停车带。超过超过10 km的特长隧道，还应设置可供大型车辆使用的的特长隧道，还应设置可供大型车辆使用的U形回车场。交通量形回车场。交通量大的城市隧道，考虑到故障车的停车，路面宽度最小推荐为大的城市隧道，考虑到故障车的停车，路面宽度最小推荐为88.5m。（2）路缘带、余宽或人行道(检修道)宽度墙效应墙效应设置路缘带的目的：设置路缘带的目的：设置余宽的目的：设置余宽的目的：诱导驾驶员视线，增加行车安全；诱导驾驶员视线，增加行车安全；为行车道提供一部分必需的侧向为行车道提供一部分必需的侧向净宽，保证行车道的充分使用净宽，保证行车道的充分使用,其其下部空间还常用来安装管道、缆线下部空间还常用来安装管道、缆线等等 。作为防止汽车驶出车道外的防冲设施；作为防止汽车驶出车道外的防冲设施； 养护工维修时的通道养护工维修时的通道。设置人行步道：设置人行步道：（3）车行道的净高 车行道的净高，通常由汽车载货限制高度和富余量决定。车行道的净高，通常由汽车载货限制高度和富余量决定。 另外，由于隧道内的路面全部更换很难，一般应估计另外，由于隧道内的路面全部更换很难，一般应估计到将来可能进行罩面，其厚度通常按到将来可能进行罩面，其厚度通常按20 cm预留。预留。 还应估计冬季积雪等可能减少净高。还应估计冬季积雪等可能减少净高。 对不能满足净高要求的路段，应设标志牌，标明该处净对不能满足净高要求的路段，应设标志牌，标明该处净高，并指明迂回道路。高，并指明迂回道路。 人行道、自行车道及自行车人行道的净高为人行道、自行车道及自行车人行道的净高为2.5 m。 隧道的内轮廓线在施工中不可避免的要产生凸凹不平，隧道的内轮廓线在施工中不可避免的要产生凸凹不平，一般还应考虑一般还应考虑5cm的误差。的误差。 重要的长大隧道和高速公路隧道内的许多设施都是悬吊重要的长大隧道和高速公路隧道内的许多设施都是悬吊在路面上方的，像信号灯、标志牌、通风机、照明器材、防在路面上方的，像信号灯、标志牌、通风机、照明器材、防灾设备（如火灾传感器、烟雾透过滤计）、闭路电视监视器灾设备（如火灾传感器、烟雾透过滤计）、闭路电视监视器等，也要占有空间。作为设计者，要考虑各种设施的悬挂高等，也要占有空间。作为设计者，要考虑各种设施的悬挂高度的富裕量。度的富裕量。 隧道的净空断面受通风方式影响很大。隧道的净空断面受通风方式影响很大。 自然通风的隧道，断面应适当大些。自然通风的隧道，断面应适当大些。 假如采用射流通风机进行纵向通风时，应考虑射流通风机假如采用射流通风机进行纵向通风时，应考虑射流通风机本身的直径、悬吊架的高度和富余量，总计约为本身的直径、悬吊架的高度和富余量，总计约为1.5m的高度。的高度。 长大隧道的通风管道断面积、通风区段的长度、通风竖井长大隧道的通风管道断面积、通风区段的长度、通风竖井或斜井的长度和数量、设备费和长期运营费等应综合通盘考虑。或斜井的长度和数量、设备费和长期运营费等应综合通盘考虑。 在平顶以上设置通风管道时，应保证顶板的厚度，还应考在平顶以上设置通风管道时，应保证顶板的厚度，还应考虑到顶板的挠度以及富裕量。虑到顶板的挠度以及富裕量。 现在使用的轻质混凝土顶板的厚度为现在使用的轻质混凝土顶板的厚度为7.510cm，现浇混，现浇混凝土板约凝土板约15cm。如果考虑美观用石棉或瓷砖进行内装时，还。如果考虑美观用石棉或瓷砖进行内装时，还应另外留出应另外留出10cm的空间。吊设吸音板时也应预留相应位置。的空间。吊设吸音板时也应预留相应位置。 重要的长大隧道，防灾设备（如火灾传感器、监视电视摄重要的长大隧道，防灾设备（如火灾传感器、监视电视摄像机等）也要占有空间。维修时往往是在不进行交通管制的条像机等）也要占有空间。维修时往往是在不进行交通管制的条件下工作，还有管理人员的通道，根据实际需要可能设置在隧件下工作，还有管理人员的通道，根据实际需要可能设置在隧道的一侧或两侧等，都要根据实际隧道具体确定。道的一侧或两侧等，都要根据实际隧道具体确定。1 1）悬挂射流通风机时拱部尺寸的确定）悬挂射流通风机时拱部尺寸的确定采用射流通风机进行诱导通风时，要根据射流通风机的外径、悬吊架的高度采用射流通风机进行诱导通风时，要根据射流通风机的外径、悬吊架的高度按规范上的方法具体计算，一般为按规范上的方法具体计算，一般为30 - 40cm。如果在同一断面上悬挂两合。如果在同一断面上悬挂两合射流通风机时，间隔距离的大小以安装操作方便确定尺寸，其净距应大于射流通风机时，间隔距离的大小以安装操作方便确定尺寸，其净距应大于1. 0-1. 5m。通风机下沿还要留出富裕量（指距限界顶部。通风机下沿还要留出富裕量（指距限界顶部15-25cm），这样就可），这样就可以确定拱顶高度。以确定拱顶高度。 2 2）拱部设置通风管道）拱部设置通风管道有通风管道的隧道要根据所需通风量和通风区段的合理划分，计算确定通有通风管道的隧道要根据所需通风量和通风区段的合理划分，计算确定通风道的大小，从而确定拱顶高度。为了划分通风区段，需要根据地形地质风道的大小，从而确定拱顶高度。为了划分通风区段，需要根据地形地质条件实地确定竖井、斜井的数量和位置，以及它们的长度和直径，通风设条件实地确定竖井、斜井的数量和位置，以及它们的长度和直径，通风设备费和营运费等。所以确定拱顶高度是需要进行综合通盘考虑的。备费和营运费等。所以确定拱顶高度是需要进行综合通盘考虑的。 在平顶以上设置通风管道时应保证顶板的厚度，还应考虑它的挠度以及富裕量。在平顶以上设置通风管道时应保证顶板的厚度，还应考虑它的挠度以及富裕量。现在使用的轻质混凝土板的厚度约为现在使用的轻质混凝土板的厚度约为7. 5-l0cm，现浇混凝土板约为，现浇混凝土板约为15 cm。如果考虑美观用石棉板或涂料进行装饰时，还应另外留出如果考虑美观用石棉板或涂料进行装饰时，还应另外留出l 0cm的空间。加设的空间。加设防火涂层时，要留出涂层厚度，一般防火涂层时，要留出涂层厚度，一般5一一10 cm。 3 3、其它、其它3 3）吊设吸音板）吊设吸音板吊设吸音板时，要根据不同材料留出不同位置。吸音板的材料原则上是采吊设吸音板时，要根据不同材料留出不同位置。吸音板的材料原则上是采用那些减少声波反射的松软、多孔的材质，单纯设置在顶板上是不够的，用那些减少声波反射的松软、多孔的材质，单纯设置在顶板上是不够的，不能取得明显效果。要想有效果，还必须有一道墙面也要敷设吸音材料。不能取得明显效果。要想有效果，还必须有一道墙面也要敷设吸音材料。4 4）管路）管路在山岭隧道、城市隧道或水底隧道中，往往需要设置敷设电缆（如通风、照明、在山岭隧道、城市隧道或水底隧道中，往往需要设置敷设电缆（如通风、照明、等强电电缆和各种弱电电缆）的电缆支架、电缆沟、给水管、排水沟等。等强电电缆和各种弱电电缆）的电缆支架、电缆沟、给水管、排水沟等。供公用事业使用的电缆和其它管线等使用的管线沟，称为共用沟（或共用隧管）。供公用事业使用的电缆和其它管线等使用的管线沟，称为共用沟（或共用隧管）。但在共用沟中原则上应禁止通过超高压电缆、可燃气体管道、可燃液体管道等通但在共用沟中原则上应禁止通过超高压电缆、可燃气体管道、可燃液体管道等通过。过。确定共用沟尺寸时，应考虑检修时工作人员操作和通行方便的空间。确定共用沟尺寸时，应考虑检修时工作人员操作和通行方便的空间。装修部分分为墙部和拱部（或顶部）。墙部面层多用瓷砖等耐火材料类，或装修部分分为墙部和拱部（或顶部）。墙部面层多用瓷砖等耐火材料类，或其它耐火贴面材料，底层前者为砂浆，后者可能是骨架。拱部应为耐火涂料其它耐火贴面材料，底层前者为砂浆，后者可能是骨架。拱部应为耐火涂料等，以考虑耐火为主，并考虑美观协调的色调。等，以考虑耐火为主，并考虑美观协调的色调。 装修部分的总厚度约为装修部分的总厚度约为35cm，具体尺寸要视材料而定。，具体尺寸要视材料而定。5 5）装修）装修二、曲线隧道净空加宽二、曲线隧道净空加宽（一）铁路曲线隧道净空加宽（一）铁路曲线隧道净空加宽（二）公路隧道曲线加宽（二）公路隧道曲线加宽二、曲线隧道净空加宽二、曲线隧道净空加宽（一）铁路曲线隧道净空加宽（一）铁路曲线隧道净空加宽1 1加宽原因加宽原因2 2加宽值的计算加宽值的计算3 3、曲线隧道中线与线路中线偏移距离、曲线隧道中线与线路中线偏移距离4 4、时速、时速200km200km以上曲线隧道净空加宽以上曲线隧道净空加宽E=曲线隧道净空D曲线隧道净空加宽5 5、曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法、曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法l车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲仍保持其矩形形状。故其两端向曲线身却不能随线路弯曲仍保持其矩形形状。故其两端向曲线外侧偏移（外侧偏移（d d外），中间向曲线内侧偏移（外），中间向曲线内侧偏移（d d内内1 1）。如图。）。如图。l由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d d内内2 2）。1 1加宽原因加宽原因l据此，曲线隧道净空的加宽值为：据此，曲线隧道净空的加宽值为： l内侧加宽内侧加宽 W1= dW1= d内内1 1+ d+ d内内2 2 l外侧加宽外侧加宽 W2= dW2= d外外l总加宽总加宽 W= W1+ W2= dW= W1+ W2= d内内1 1+ d+ d内内2 2+ d+ d外外l（1 1）单线曲线隧道加宽值的计算）单线曲线隧道加宽值的计算 l车辆中间部分向曲线内侧的偏移车辆中间部分向曲线内侧的偏移 ld d内内1 1= l= l2 2/8R=4050/R/8R=4050/Rl式中式中ll车辆转向架中心距，可取车辆转向架中心距，可取18m18m；l RR曲线半径（曲线半径（m m）；）；l车辆两端向曲线外侧的偏移车辆两端向曲线外侧的偏移 ld d外外=(L=(L2 2- l- l2 2) /8R=4400/R) /8R=4400/Rl式中式中 LL标准车辆长度，我国为标准车辆长度，我国为26m26m；l外轨超高使车体向曲线内侧倾移外轨超高使车体向曲线内侧倾移ld d内内2 2= HE/150=2.7E= HE/150=2.7E l式中式中HH隧道限界控制点自轨面起的高度；隧道限界控制点自轨面起的高度；l EE曲线外轨超高值，其最大值不超过曲线外轨超高值，其最大值不超过1515，且，且E E=0.75v=0.75v2 2/R/R（cmcm）,v,v铁路远期行车速度（铁路远期行车速度（km/hkm/h）。）。l在我国铁路隧道标准设计中，在我国铁路隧道标准设计中，d d内内2 2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动顶中心转动arctanarctan（E/150E/150）角求得，可近似取角求得，可近似取d d内内2=2.7E2=2.7E，则隧道内则隧道内侧加宽值为：侧加宽值为：l内侧加宽内侧加宽 W1= dW1= d内内1 1+ d+ d内内2=4050/R+2.7E 2=4050/R+2.7E （）（） l外侧加宽外侧加宽 W2= dW2= d外外= 4400/ R = 4400/ R （）（）l总加宽总加宽 W= W1+ W2= dW= W1+ W2= d内内1 1+ d+ d内内2 2+ d+ d外外l =8450/ R + 2.7E =8450/ R + 2.7E （）（） 2 2加宽值的计算加宽值的计算l（2 2）双线曲线隧道加宽值的计算）双线曲线隧道加宽值的计算2 2加宽值的计算加宽值的计算l内侧加宽内侧加宽 W1= d内内1+ d内内2= 4050/R+2.7E（）（）l外侧加宽外侧加宽 W2= d外外= 4400/ R （）（）l内外侧线路中线间的加宽值内外侧线路中线间的加宽值W3按以下两种情况计算：（图按以下两种情况计算：（图2-4-10）当当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时时W3=8450/ R+ HE/150/2 （）。（）。H车辆外侧顶角距内轨面顶面的高度，取车辆外侧顶角距内轨面顶面的高度，取360cm； E外侧线路的外轨超高值（）。外侧线路的外轨超高值（）。R曲线半径（曲线半径（m）；）；W3=8450/ R+ 360E/150/2 （）（）=8450/ R+1.2E （cm）其它情况其它情况时时W3= 8450/R （）（）总加宽总加宽W= W1+ W2+ W33 3、曲线隧道中线与线路中线偏移距离、曲线隧道中线与线路中线偏移距离断面加宽后，隧道中线应向曲线内侧偏移一个断面加宽后，隧道中线应向曲线内侧偏移一个d值。值。单线单线曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道中线与线路中线偏移距离d=（W1 W2）/2（）；（）；双线双线曲线隧道内侧线路中线至隧道中线的距离曲线隧道内侧线路中线至隧道中线的距离d1=200（W1 W2 W3）/2（）（）双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离d2=200+（W1 W2+ W3）/2（）（）l最高时速最高时速200km200km以上的新建铁路单、双线隧道内净空面积断面形式以上的新建铁路单、双线隧道内净空面积断面形式是经过优化比选的，既充分满足了空气动力学效应标准的要求，是经过优化比选的，既充分满足了空气动力学效应标准的要求，又完全满足建筑物接近限界及其他工程使用空间的需要，且留有又完全满足建筑物接近限界及其他工程使用空间的需要，且留有富余量。考虑到最高时速富余量。考虑到最高时速200km200km新建铁路隧道线路采用最小圆曲线新建铁路隧道线路采用最小圆曲线半径半径2200m2200m，推荐圆曲线半径为推荐圆曲线半径为35006000m,35006000m,按按铁路隧道设计铁路隧道设计规范规范曲线隧道的加宽也是较小的，完全在富余量以内，可以不曲线隧道的加宽也是较小的，完全在富余量以内，可以不考虑内轮廓加宽，见表考虑内轮廓加宽，见表2-4-12-4-1。 4 4、时速、时速200km200km以上曲线隧道净空加宽以上曲线隧道净空加宽5 5、曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法、曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法一、铁路隧道横断面设计一、铁路隧道横断面设计（二）公路隧道曲线加宽（二）公路隧道曲线加宽当隧道位于平面曲线半径当隧道位于平面曲线半径250m250m的地段时，应在曲线内侧加宽。的地段时，应在曲线内侧加宽。 双车道路面的加宽值如表双车道路面的加宽值如表2-22-2所示；所示；单车道路面加宽按表列数值的二分之一采用。单车道路面加宽按表列数值的二分之一采用。三、隧道衬砌断面的初步拟定三、隧道衬砌断面的初步拟定（一）横断面设计的基本内容和方法（一）横断面设计的基本内容和方法（二）铁路隧道衬砌断面基本尺寸（二）铁路隧道衬砌断面基本尺寸（三）公路隧道衬砌断面设计（三）公路隧道衬砌断面设计（一）横断面设计的基本内容和方法（一）横断面设计的基本内容和方法1.1.内轮廓线（横断面净空）内轮廓线（横断面净空）2.2.结构轴线（横断面形状）结构轴线（横断面形状）3.3.截面厚度（截面强度能力）截面厚度（截面强度能力）检算强度检算强度根据隧道类型选定建筑限界根据围岩类别等初步拟定尺寸（优化尺寸）计算内力检算强度（安全量）调整尺寸重复上述计算，直到合适为止。初步拟定结构形状和尺寸可采取工程类比的方法初步拟定结构形状和尺寸可采取工程类比的方法“大小够用为度、形状受力合理，施工简单方便”原则：原则：工程类比方法拟订隧道衬砌结构断面形状和尺寸内容：工程类比方法拟订隧道衬砌结构断面形状和尺寸内容： 主要步骤：主要步骤：原则：原则：1.1.内轮廓线（横断面净空）内轮廓线（横断面净空）衬砌内轮廓线衬砌内轮廓线紧贴限界，衬砌表面平顺圆滑。衬砌外轮廓线（最小开挖线）衬砌外轮廓线（最小开挖线）实际开挖线实际开挖线指为保持净空断面的形状，指为保持净空断面的形状，衬砌必须具有的足够厚度衬砌必须具有的足够厚度（或称最小衬砌厚度）的（或称最小衬砌厚度）的外缘线。外缘线。是开挖后形成的实际轮廓线的平均线是开挖后形成的实际轮廓线的平均线是衬砌的完成线，在内轮廓线是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间，即为隧道的净空之内的空间，即为隧道的净空断面。该线应满足所围成的断断面。该线应满足所围成的断面积最小，适合围岩压力的特面积最小，适合围岩压力的特点，以既经济又适用为目的。点，以既经济又适用为目的。2.2.结构轴线（横断面形状）结构轴线（横断面形状）隧道衬砌是一种受压结构，结构的轴线应尽可能地隧道衬砌是一种受压结构，结构的轴线应尽可能地符合荷载作用下的压力线。符合荷载作用下的压力线。 若是两线重合，结构若是两线重合，结构的各个截面都只承受的各个截面都只承受的压力而无拉力，当的压力而无拉力，当然最有利于拱形结构然最有利于拱形结构的稳定和混凝土材料的稳定和混凝土材料高抗压性能的发挥。高抗压性能的发挥。 3.3.截面厚度（截面强度能力）截面厚度（截面强度能力）检算强度检算强度衬砌的最小厚度规定满足施工要求。铁路隧道衬砌的最小厚度铁路隧道衬砌的最小厚度可参照上表执行。可参照上表执行。要求设计的截面厚度具有足够的强度。单线铁路隧道衬砌拱顶截面的厚度一般为单线铁路隧道衬砌拱顶截面的厚度一般为3030一一60cm60cm，双线铁路隧道衬砌拱顶截面厚度为双线铁路隧道衬砌拱顶截面厚度为4040一一80cm80cm。衬砌可以是等厚的，也可以将拱脚和边墙较拱顶加厚衬砌可以是等厚的，也可以将拱脚和边墙较拱顶加厚2020- -50%50%。仰拱可以改善衬砌整体受力条件，尤其是隧道底部地质不良仰拱可以改善衬砌整体受力条件，尤其是隧道底部地质不良时更是如此，其厚度一般稍小于拱顶的厚度。时更是如此，其厚度一般稍小于拱顶的厚度。所确定的各截面厚度尺寸最后应通过内力分析检算决定。所确定的各截面厚度尺寸最后应通过内力分析检算决定。复合衬砌的内层衬砌厚度一般比单层衬砌的厚度要小一些。复合衬砌的内层衬砌厚度一般比单层衬砌的厚度要小一些。铁路隧道衬砌实际厚度：铁路隧道衬砌实际厚度：公路隧道衬砌结构尺寸：公路隧道衬砌结构尺寸：（1）隧道拱顶衬砌厚度）隧道拱顶衬砌厚度d0（2）衬砌拱圈的净矢高）衬砌拱圈的净矢高（L0为拱圈的净跨径）（3）拱脚的厚度）拱脚的厚度（4）边墙的厚度）边墙的厚度（5）仰拱的厚度）仰拱的厚度 （二）铁路隧道衬砌断面基本尺寸（二）铁路隧道衬砌断面基本尺寸1 1、衬砌内轮廓线、衬砌内轮廓线2 2、衬砌外轮廊线和轴线、衬砌外轮廊线和轴线 1 1、衬砌内轮廓线、衬砌内轮廓线我国铁路隧道的建筑限界是统一固定的，衬砌结构均有通我国铁路隧道的建筑限界是统一固定的，衬砌结构均有通用的设计标准图，不需做专门的设计，但当有较大偏压、用的设计标准图，不需做专门的设计，但当有较大偏压、冻胀力、倾斜的滑动推力或施工中出现大量坍方以及七度冻胀力、倾斜的滑动推力或施工中出现大量坍方以及七度以上地震区等情况时，则应根据荷载特点进行个别设计。以上地震区等情况时，则应根据荷载特点进行个别设计。 拟定标准图尺寸时，拟定标准图尺寸时，是先给定是先给定b b，f f，1 1及及a a值后，再解出值后，再解出r r1 1、r r2 2, ,及及2 2。曲墙式衬砌曲墙式衬砌H1=385c，b1=245-b2b2220cmc值取定数为25cm2 2、衬砌外轮廊线和轴线、衬砌外轮廊线和轴线 等截面等截面 变截面变截面 若预先设定若预先设定do和和db时，则水平线以上部分曲边墙尺寸计算公式如下：时，则水平线以上部分曲边墙尺寸计算公式如下：若预先设定若预先设定do和和dw时，则需先计算时，则需先计算m及及db值：值：水平线以下部分曲边墙外缘为斜线时，水平线以下部分曲边墙外缘为斜线时， 通常通常R3 ,H3和和B3为预先设定，为预先设定，有关尺寸按以下公式计算：有关尺寸按以下公式计算：三心圆平拱衬砌外轮廓线的计算三心圆平拱衬砌外轮廓线的计算 通常通常,d0,dw,rl ,r2为预先设定为预先设定（三）公路隧道衬砌断面设计（三）公路隧道衬砌断面设计公路隧道与铁路隧道的主要区别公路隧道与铁路隧道的主要区别铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建筑限界则取决于公路等级、地形、车道数等条件；筑限界则取决于公路等级、地形、车道数等条件； 公路隧道的附属设施如通风、照明、消防、报警等也公路隧道的附属设施如通风、照明、消防、报警等也均比铁路隧道多且要求高，且每一座隧道均会因交通流均比铁路隧道多且要求高，且每一座隧道均会因交通流量和长度不同而要求不同。量和长度不同而要求不同。* *公路隧道的衬砌断面不能像铁路隧道那样编出标准设计公路隧道的衬砌断面不能像铁路隧道那样编出标准设计图，需根据其具体的要求对每一座隧道进行单独设计。图，需根据其具体的要求对每一座隧道进行单独设计。* *以前，公路隧道大多采用单心圆或三心圆的拱形断面以前，公路隧道大多采用单心圆或三心圆的拱形断面，进一步分析，又可将其分为：单心圆、坦三心圆、尖三心进一步分析，又可将其分为：单心圆、坦三心圆、尖三心圆三种拱形断面形状。其中以单心圆、坦三心圆两种断面圆三种拱形断面形状。其中以单心圆、坦三心圆两种断面应用最为普遍。应用最为普遍。主要设计步骤主要设计步骤（1 1）确定隧道类型，选定相应建筑限界；）确定隧道类型，选定相应建筑限界；（2 2）根据围岩类别初步拟定截面形状和厚度；）根据围岩类别初步拟定截面形状和厚度；（3 3）编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方案分别进行优化计算比较，得出它们最优解时所对案分别进行优化计算比较，得出它们最优解时所对应的断面几何参数；应的断面几何参数；（4 4）应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优）应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学检算（内层衬砌按承受后期围岩压力来设解进行力学检算（内层衬砌按承受后期围岩压力来设计；单层衬砌按承受全部围岩压力来设计），并对有计；单层衬砌按承受全部围岩压力来设计），并对有关结果作出评价。关结果作出评价。1 1、单心圆断面、单心圆断面2 2、坦三心圆、坦三心圆 （三）公路隧道衬砌断面设计（三）公路隧道衬砌断面设计3 3、衬砌外轮廓线和轴线、衬砌外轮廓线和轴线 1 1、单心圆断面、单心圆断面1 1）基本几何方程）基本几何方程2 2）挑选出独立变量）挑选出独立变量1 1、单心圆断面、单心圆断面3 3）约束条件）约束条件 自变量的范围建筑限界约束条件4 4）求解各参数）求解各参数迭代法：假定A和d7初始值求出其余各参数并使它们满足约束条件求出内轮廓所包含的面积SAi=AiASiSmin即为所求最佳解2 2、坦三心圆、坦三心圆1 1）基本几何方程）基本几何方程2 2）独立变量）独立变量3 3）约束条件）约束条件变量的范围建筑限界约束条件4 4）求解各参数）求解各参数预先假定的循环量有两个A1和A23 3、衬砌外轮廓线和轴线、衬砌外轮廓线和轴线除偏压比较明显的地段外，公路隧道的衬砌结构大多除偏压比较明显的地段外，公路隧道的衬砌结构大多采用等截面的形状，因此在确定了衬砌断面的内轮廓采用等截面的形状，因此在确定了衬砌断面的内轮廓线后，只要选定好截面的厚度，计算外轮廓线和结构线后，只要选定好截面的厚度，计算外轮廓线和结构轴线同样不困难。轴线同样不困难。* *隧道断面宜采用统一标准，公路等级和设计速度相隧道断面宜采用统一标准，公路等级和设计速度相同的一条公路上的隧道断面宜采用相同的内轮廓。同的一条公路上的隧道断面宜采用相同的内轮廓。* *拱部为单心半圆，拱部为单心半圆，侧墙为大半径圆弧，侧墙为大半径圆弧，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。l思考题思考题l1 1简述隧道平面位置和洞口位置选择的影响因素简述隧道平面位置和洞口位置选择的影响因素和选择原则。和选择原则。l2. 2. 简述隧道平纵断面设计原则。简述隧道平纵断面设计原则。l3 3简述曲线隧道加宽的原因及方法。简述曲线隧道加宽的原因及方法。l4. 4. 简述隧道衬砌断面设计的原则。简述隧道衬砌断面设计的原则。