第二章_隧道平纵断面设计
04 隧道平纵断面设计
而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更
符合实际情况。
山岭隧道
23
二 隧道纵断面设计
山岭隧道
24
隧道纵断面设计
隧道纵断面是中心线展直后在垂直面上的 投影。纵断面设计主要包括隧道内线路的坡道 形式、坡度大小和折减、坡段长度和坡段间的
衔接等内容。
山岭隧道
25
隧道纵断面设计
（一）铁路隧道
坡段也不宜太短，坡段长度最好不小于列车的长度， 考虑到长远的发展，最好不小于远期到发线的长度
山岭隧道
31
隧道纵断面设计
（一，两个相邻坡段坡度的代数差值
不宜太大，否则会引起车辆之间仰俯不一，车钩受 到扭力，容易发生断钩。两个相邻坡段坡度的代数 差应有一定限制。 从安全的观点出发，两坡段间的代数差值不应 大于重车方向的限坡值。
山岭隧道
40
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
1）常速铁路隧道
新建和改建的电
力牵引的单线、双 线隧道限界图
山岭隧道
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铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
2）高速铁路隧道
200 km/h 及以上客 运专线铁 路建筑接 近限界基 本尺寸及 轮廓
200 km/h客货共线电力牵引 铁路KH-200桥隧建筑限界
（一）直线隧道净空 4、直线隧道净空
山岭隧道
37
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空
隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。
隧道净空根据“隧道建筑限界”确定，“隧道建筑 限界”根据“基本建筑限界”制定，“基本建筑限 界”根据“机车车辆限界”制定。 “限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内
完整高速铁路第二章
结果分析加试验表明
缓和曲线类型 并不是制约行车运行速度的决定性因素， 缓和 曲线的长度 也就是缓和曲线的动力学参数取值，才是影响行 车速度的关键。
考虑到三次抛物线线形简单、设计方便、现场运用经验丰富等特 点，高铁仍以 三次抛物线为首选线型 。困难条件下，缓和曲线不 能保证足够长度时，可采用 三次抛物线圆改善型缓和曲线 。
? 11.8
v2 max
[h ? hq ]
最高速度
（km/h）
200 250 300 350
纯高速线最小圆曲线半径（m）
隧道工程4-1-1 隧道平纵横断面设计
2. 单、双线铁路隧道的选定
选取的原则 （1） 隧道长度小于10km，采用单洞双 线，可利用施工期间的辅助坑道作为防灾 救援的紧急通道。 （2） 隧道长度10~20km，应结合隧道 两端引线、车站布点等相关工程进行系统 的经济技术比选，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 方案进行比较。
第9页
1.隧道平面设计要求
高铁曲线半径的要求
设计速度 推荐曲线半径 最小曲线半径 最大曲线半径
200
4500～7000 3500（2800）
10000 （12000）
300
350
第10页
12000 5500～8000 4500（4000） （14000） 8000～10000 7000（5500） 12000 （14000）
第6页
1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （7）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。 从节省工程投资、减少施工难度、简化 洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取 较好的通风条件、改善维修养护人员的工 作环境以及提高行车速度等方面来看，直 线隧道都优于曲线隧道。
第7页
1.隧道平面设计要求
第4页
1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （1） 曲线上的隧道，由于列车倾斜和 平移，隧道建筑限界需要加宽，增加了工 程量； （2） 不同曲率曲线上的隧道建筑限界 加宽不同，施工较为复杂； （3）在曲线隧洞内，空气阻力大，机车 牵引力的损失大，降低了运营效率；
第5页
1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （4）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； （5）曲线隧道洞身弯曲，通风条件变坏， 有害气体不易排出； （6） 曲线隧道增加了维护作业量和难 度；
隧道工程4-2-3 隧道平纵横断面设计
6.隧道纵断面设计实例
（1） 隧道的基本情况 包括隧道的进出口位置、洞门型式、 明洞里程、线路的方向、隧道纵断面 的地面起伏情况等，这类内容是隧道 的基本情况
第4页
6.隧道纵断面设计实例
（2） 地质情况
• • • • • •
第5页
隧道的地形地貌 地质岩性、产状 节理产状 地下水情况 环境等级划分 特殊地质
第7页
6.隧道纵断面设计实例
（5） 隧道平面及辅助洞室 隧道平面的设计，可以得到隧道的 线路形式、线路间距、曲线或缓和曲 线的分布等。辅助洞室是隧道附属建 筑中很重要的一个设计内容，辅助洞 室的设置位置一般是从纵断面中得到 的。
第8页
6.隧道纵断面设计实例
（6） 线路坡度设计 在图中所要表达的主要内容就是隧 道的坡率、坡道长度、变坡点位置和 变坡点的高程。
第9页
6.隧道纵断面设计实例
（7） 地面标高及里程 隧道结构中要明确的标明隧道相应 里程的地面标高，通过计算地面和轨 面的高差，可以得知隧道的埋深情况， 以此判断隧道是按深埋还是浅埋进行 检算。
第10页
6.隧道纵断面设计实例
在隧道纵断面图中，要有相应的图 例、平面曲线参数表、隧道线间距加 宽表等。
6.隧道纵断面设计实例
（3） 围岩等级及其长度 隧道的衬砌结构设计是与围岩等级 相关的，通过围岩等级的描述，可以 选择特定的支护结构设计参数，同时 也由此可以得到隧道结构的经济指标 等。
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6.隧道纵断面设计实例
（4） 施工方法 隧道结构的施工方法与围岩的等级、 开挖断面等有关，对于已选定的线路 等级和隧道线路形式（单线双洞或双 线单洞），施工方法一般仅与围岩的 等级相关。
第11页
隧道线路及断面设计及识读—隧道纵断面设计(隧道施工课件)
2.两个关系：曲线半径与视距的关系 超高与隧道断面关系
明暗变化 3.半径不宜小于不设超高的最小曲线半径，并符合视距要求
4.根据停车视距换算不加宽的最小曲线半径。
5.洞口应采用大半径曲线的引线与隧道衔接。
进隧道由明到暗
6.设置曲线有利于司机的“亮适应”。
出隧道由暗到明
隧道平纵断面设计
主要内容
1隧道平面设计
曲线上隧道缺点
曲线隧道设计要点
公路隧道平面线形设计要点
2隧道纵断面设计
坡道形式 坡度大小 坡段长度 坡段间的衔接
设计要素
公路隧道纵断面线形
公路隧道引线的平、纵断面线形
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
一、纵断面设计要素
1.坡道形式 两种：人字坡和单面坡
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
二、公路隧道纵断面线形
坡度以不妨碍排水的缓坡为宜 变坡点设足够的竖曲线 一般纵坡：
2%以下 ，大于3%不可取，规范：一般取3%。 在施工时需要设置不小于0.3%的纵坡（排水）
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
三、公路隧道引线的平、纵断面线形
应当保证有足够的视距和行车安全，尤其在进口一侧，需要在
(3)明线曲线Βιβλιοθήκη 量坡度i允= i限- i曲
？克服曲线阻力
i允－设计中允许采用的最大坡度 i限－按照线路等级规定的限制最大坡度 i曲－曲线阻力折算的坡度折减量
(4)隧道内坡度折减(>400m)
i允=m i限- i曲
（1）湿度大，轮轨粘着系数低 （2）隧道内空气阻力增大
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
《隧道断面设计》课件
隧道排水系统设计
排水沟设计
设置排水沟，将隧道内的水引至 集水井，再通过水泵排出洞外。
排水方式
根据隧道长度、地形、地质等因 素选择合适的排水方式，如集中
排水、分散排水等。
防水层设计
在隧道衬砌内侧设置防水层，防 止渗水对隧道结构造成影响。
隧道支护结构设计
支护方式
根据围岩条件、施工方法等因素 选择合适的支护方式，如锚杆支 护、喷射混凝土支护等。
采取额外的加固措施。
椭圆形隧道
03
椭圆形隧道结合了圆形和矩形隧道的优点，具有较好的结构稳
定性和施工便利性。
隧道断面的尺寸
净空尺寸
根据设计速度和车辆限界确定，包括车道宽度、 侧向宽度和净高。
衬砌厚度
根据隧道围岩类别、荷载情况和防水要求等因素 确定。
排水设施
设计合理的排水系统，确保隧道内不积水，提高 行车安全性。
环保性原则
隧道断面设计应注重环境保护，尽可能减少对周边生态环 境的破坏和污染，采取有效的环保措施和技术手段，实现 绿色设计和可持续发展。
PART 02
隧道断面的几何设计
隧道断面的形状
圆形隧道
01
圆形隧道具有较高的结构稳定性，能够承受较大的侧压力，但
施工难度较大，成本较高。
矩形隧道
02
矩形隧道结构简单，施工方便，但结构稳定性相对较差，需要
隧道断面设计对运营费用的影响
隧道断面设计应充分考虑运营通风、照明、排水等需求，以降低运营费用。
隧道断面设计的施工性分析
施工难度与隧道断面的关系
隧道断面设计应考虑施工难度，尽量减小断面尺寸，提高施工效率。
施工方法与隧道断面的关系
隧道断面设计应结合施工方法，如盾构法、矿山法等，以提高施工安全性。
239-习题作业-隧道位置和洞口位置选择、隧道平纵断面设计参考答案
隧道位置的选择一、填空1.选择越岭隧道的位置主要以选择垭口位置和确定隧道高程两大因素为依据。
2.隧道的坡道形式一般可采用单面坡型或人字坡型。
3.隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围空间。
铁路隧道净空是根据“隧道建筑限界”、“隧道建筑限界”、“基本建筑限界”和“机车车辆限界”制定的。
4.公路隧道的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高。
公路隧道的净空除包括公路建筑限界、通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运行管理设备等所需要的空间以及富裕量和施工允许误差等。
5.拟定衬砌结构尺寸需考虑结构的内轮廓、结构轴线、截面的厚度三个方面因素。
6.从安全的观点出发，铁路隧道坡段间的代数差值不应大于重车方向的限坡值。
二、简答及论述题1.隧道具体位置选择的影响因素有哪些？答：隧道具体位置选择的影响因素有：区域工程地质条件、水文地质条件、地形地貌条件、工程难易程度、投资的数额、工期的要求，以及现有的施工技术水平和今后运营条件等。
2.越岭隧道与河谷隧道有何区别？它们在位置的选择上各采取什么原则？答：（1）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，常修建越岭隧道这段线路称之为越岭线。
为改善线形，提高车速，缩短里程，节省时间，常修建河谷隧道(或傍山隧道)。
（2）越岭隧道选址尚应考虑以下原则：宁长勿短，早进晚出--避免洞口深挖；宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬--避免不良地质。
河谷隧道选址尚应考虑以下原则：其位置宜向山侧内移，避免一侧洞壁过薄产生偏压。
3.地质条件对隧道位置选择有哪些影响？答：①单斜构造；②褶曲构造；③断层；④滑坡；⑤崩塌；⑥岩堆；⑦泥石流；⑧溶洞；⑨瓦斯地区等。
4.隧道洞口位置的选择应遵循哪些原则？确定洞口位置考虑哪些因素？答：（1）隧道洞口位置的选择应遵循原则：①洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处；②洞口应避开不良地质地段；③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，以保持山体的天然平衡；④减少洞口路堑段长度，延长隧道，提前进洞⑤洞口线路宜与等高线正交；⑥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，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道；⑦为了确保洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高；⑧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，排泄水流；⑨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，以便布置运输便道、材料堆放场、生产设施用地及生产、生活用房等。
隧道平纵断面设计
15
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度大于20 km时，从防灾救援方面考虑，一 般采用双洞单线隧道方案，如已竣工通车的兰武二线乌 鞘岭隧道(长20 050 m)和石太客运专线太行山隧道(长27 839 m)等。
山岭隧道
16
隧道平面设计
（二）公路隧道
山岭隧道
21
隧道平面设计
（二）公路隧道
因此，在受洞口地形限制，围岩条件 较好时，也可以选用大断面的连拱式单洞 隧道。目前，在公路隧道中出现了不少大 断面的连拱隧道形式。
山岭隧道
22
隧道平面设计
（二）公路隧道
在桥隧相连、隧道相连、地形条件限制等特殊 地段，也可以采取小净距隧道或连拱隧道形式。当 然，也可在洞身段采取较大间距，形成独立双洞， 而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更 符合实际情况。
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。设为曲线时，不 宜采用设超高的平曲线，并不应采用设加宽的 平曲线。
山岭隧道
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隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道不设超高的圆曲线最小半径符合以下规定：
山岭隧道
18
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道的行车视距与会车视距符合以下规定：
山岭隧道
故在确定隧道方案时，应结合线路的隧道分布和 隧道两端引线等相关工程的具体情况，综合考虑。
山岭隧道
13
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度小于10 km时，一般采用单洞双线方 案，可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，如郑西客运专线函谷关隧道 (长7 851 m)、秦东隧道(长7 684 m)等。
自考 土木工程 选线设计(二)答案
第一章铁路能力1、客货运量的意义是什么？答：（1）客货运量是设计铁路能力的依据；（2）客货运量是评价铁路经济效益的基础；（3）客货运量是影响线路方案取舍的重要因素；总之，客货运量在铁路设计中具有重要作用。
2、铁路选线设计所需要的运量参数有哪些？答：（1）有货运量（2）货物周转量（3）货运密度（4）货流比（5）货运波动系数。
(6)零担、摘挂、快运货物和旅客列车。
3、计算所得的牵引质量由哪些限制条件检算？答：（1）启动条件的限制；（2）车站到发线有效长度的限制；（3）车钩强度限制。
4、《线规》中明确规定各级铁路主要技术标准的内容有哪些？答：有：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、机车交路、闭塞类型。
第二章线路平、纵断面设计1、线路平、纵断面设计必须满足的基本要求有哪些？答：（1）必须保证行车安全和平顺。
主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等。
（2）、应力争节约资金，既要力争减少工程数量、降低工程造价，又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。
（3）既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证他们协调配合，总体布置合理。
2、曲线超高的作用及设置方法是什么？答：列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨，加大了外股钢轨的压力，也使的旅客感到不适，货物产生位移等。
因此需要将外轨抬高，使列车自身的重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心力的作用，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适度，提高线路的稳定性和安全性。
曲线超高的设置方法有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。
3、曲线半径对工程有时候会产生一些影响，在什么因素下会引起工程费用增大？答：在增加线路长度、降低粘着系数、轨道需要加强、增加接触导线的支柱数量这几个因素会引起工程费用增大4、曲线半径对运营的影响有哪些？答：影响：增加轮轨的磨耗、维修工作量加大、行车费运增高5、缓和曲线的作用是什么？答：在缓和曲线范围内，其半径由无限大渐变到圆曲线的半径，从而使车辆产生的离心力逐渐增加，有利于行车平稳；在缓和曲线范围内，外轨超高由零递增到圆曲线上的超高量，使向心力逐渐增加，与离心力的增加相配合；当曲线半径小于350m、轨距需要加宽时，在缓和曲线范围内，由标准轨距逐步加宽到圆曲线上的加宽量。
铁道概论第二章铁路线路-平纵断面
圆曲线的计算
在线路设计时，一般是先设计出 和R，再计算出T和L。
不考虑缓和曲线时，直接根据数
学公式可以得出：
切线长度：
T
Rtan
m
2
曲线长度：
LR
m
180
10的弧长:
L R m
180
无缓和曲线的 曲线地段
• 区间线路的最小曲线半径
铁道概论第二章铁路线路-平纵 断面
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第二章 铁路线路
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。 铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结 构。
2.1 铁路线路的平纵断面
铁路的勘测设计
新线和改建铁路施工前，需要进行大量的调查研究、技术 勘测及总体规划、个体工程设计等工作，即勘察设计。
3、限制坡度、加力牵引坡度
新建铁路的最大坡度，在单机牵引路段称限制坡度，在两 台及以上机车牵引路段称加力牵引坡度，其中最常见的为双 机牵引，称双机牵引坡度。
（1）限制坡度
在一个区段上，决定一台某一类型机车所能牵引的货物列 车质量（最大值）的坡度。
又陡又长 限制坡度小，列车质量可以增加，运输能力就大，运营费 用就越省。但是限制坡度过小，不容易适应地面的天然起伏， 特别是地形变化大的地段，使工程量增大，造价提高。
输送能力 工程数量 具有重要影响。 运营质量
不同限坡的起伏纵断面
3、限制坡度、加力牵引坡度
（2）加力牵引坡度
在一条铁路线的全线范围内，地形是不相同的。有一般地段， 有困难地段，还可能有特殊困难地段(如跨越山岭地段)。
隧道与地铁工程_ 隧道工程的总体设计_ 隧道平、纵面设计_
2017年8月10日，
陕西安康境内京昆高
速公路秦岭1号隧道，
发生一起大客车碰撞
隧道口的交通事故，
造成36人死亡13人
限速
路面超高
4
（3）分离式隧道最小净距问题：按两洞结构对彼此不产生有 害影响为原则
L
B
L=kB
K与围岩级别有关
5
大跨度隧道 连拱隧道
6
2. 隧道线路纵断面设计
• 概念：隧道中心线展开以后在垂直面上的投影 • 关键问题： （1）纵坡坡度设计：
考虑排水时应不小于0.3%， 考虑通风时应小于2%（汽车排放的有害物质聚集） （2）纵坡形式设计：单坡，人字坡
7
• 单 坡：单向行驶，通风有 利，汽车产生有害气体小， <=3%，有利于争取高程
• 人字坡：隧道两端上坡施 工，出渣和排水有利，施 工废弃急剧掌子面，通风 较差，<=1%，长大隧道 设置通风竖井。
8
隧道边坡点应设置竖曲线，并尽量选择大值，以利于通 视和通风。
•竖曲线：凸曲线，凹曲线（依据设计速度选取半径）
9
3. 隧道线路接线
• 接线位置：隧道洞口 • 要求：连接线平纵断面与隧道线形协调，确保足够视距与
行驶安全
接线与隧道线型协调
确保足够视距
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（1）保证有足够的视距和行驶安全：在进口一侧，需要在足 够的距离外能够识别隧道洞口。
为使汽车顺利驶入隧道，驾驶员应提前知前方有隧道。 通常当汽车驶近隧道，但尚有一定距离时，驾驶员若能自然 地集中注意力观察到洞口及其附近的情况，并保证有足够的 安全视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，才能保 证行车安全。
隧道纵断面设计原则
隧道纵断面设计原则隧道是连接两个地区的重要交通工具，其设计和建设对于交通运输的发展和经济的繁荣具有重要意义。
隧道的纵断面设计是隧道设计中的一个重要环节，它直接关系到隧道的使用效果和安全性。
本文将从隧道纵断面设计的原则、设计要求、设计方法等方面进行探讨。
一、隧道纵断面设计原则1.安全性原则隧道的安全性是设计的首要原则，隧道纵断面的设计应以安全为前提。
隧道纵断面设计应考虑隧道的使用功能、通行能力、安全性、舒适性等多方面的因素，保证隧道在使用过程中的安全性。
2.经济性原则隧道纵断面设计应以经济性为基础，根据工程的实际情况，合理选择隧道的断面形式、断面大小等参数。
设计时应尽量减少不必要的工程量，降低建设成本，提高工程效益。
3.适用性原则隧道纵断面设计应以适用性为前提，根据隧道所处的地形条件、地质条件、交通需求等因素，选择最适合的断面形式和尺寸。
设计时应考虑隧道的通行能力、交通流量、车辆类型等因素，确保隧道的适用性。
4.环保性原则隧道纵断面设计应以环保性为前提，设计时应考虑隧道的周边环境、生态保护等因素，尽量减少对周边环境的影响，保护生态环境，实现可持续发展。
5.美观性原则隧道纵断面设计应以美观性为前提，设计时应注重隧道的外观形式、色彩搭配等因素，使隧道在视觉上具有良好的效果，提高城市形象和品位。
二、隧道纵断面设计要求1.通行能力要求隧道纵断面的设计应根据隧道的通行能力要求确定隧道的断面形式和尺寸。
通行能力是隧道设计的重要指标之一，它直接关系到隧道的使用效果和安全性。
隧道的通行能力要求应根据隧道所处的地形条件、交通需求、车辆类型等因素综合确定。
2.安全性要求隧道纵断面设计应以安全性为前提，确保隧道在使用过程中的安全性。
隧道的安全性要求应考虑隧道的通行能力、交通流量、车辆类型等因素，确保隧道的通行安全。
3.舒适性要求隧道纵断面设计应以舒适性为前提，确保隧道在使用过程中的舒适性。
隧道的舒适性要求应考虑隧道的通行速度、车辆类型、交通流量等因素，确保隧道的使用舒适。
土木工程毕业设计范本
土木工程毕业设计范本1.土木工程毕业设计内容FOREXAMPLE:1.高速公路隧道全套毕业设计第1章概述1.1地理位置1.2设计原则依据准则和相关规范1.3工程地质、水文地质1.3.1地形地貌1.3.2地层岩性1.3.3地址构造1.3.5洞口稳定性1.3.6围岩特性第2章线路平、纵断面设计2.1平面设计2.1.1一般要求及曲线要素2.1.2洞口位置选择2.2纵断面设计2.2.1隧道纵断面设计详见（地质）纵断面图2.2.2隧道及其洞口两端路线平、纵、横技术指标2.3洞门形式的选择2.3.1洞门形式选择一般原则2.3.2闫家沟隧洞门设计要点2.3.3洞门图第3章结构设计3.1概述3.2Ⅴ级围岩衬砌结构计3.2.1设计基本资料。
结构断面如图3-1所示3.2.2计算作用在衬砌结构的主动荷载3.2.3绘制分块图3.2.4计算半拱轴线长度3.2.5计算各分段截面中心的结合要素3.2.6计算基本结构的单位位移δik3.2.7计算主动荷载在基本结构中产生的位移Δ1p和Δ2p3.2.8解主动荷载作用下的力法方程3.2.9求主动荷载作用下各截面的内力3.2.10求单位弹性反力在相应摩擦里作用下3.2.11解单位弹性反力及其摩擦里作用下的力法方程3.2.12最大弹性反力σh的计算3.2.13计算赘余力3.2.14计算衬砌总的内力并校核精度3.2.15计算衬砌总的内力并校核精度3.2.16衬砌截面强度检算3.3配筋计算第4章防排水系统4.1隧道防排水基本知识4.1.1水对隧道工程衬砌结构的影响4.1.2混凝土抗侵蚀措施4.1.3混公路隧道防水等级划分4.1.4隧道工程防排水原则4.1.5隧道工程防排水的基本形式4.1.6防排水设施施工范围的确定4.1.7防排水设计原则4.1.8一些特殊情况的措施4.2闫家沟3#隧道右线防排水概况和设计措施4.2.1隧道内外总的防排水设计和措施4.2.2初期支护和二次衬砌之间防排水4.2.3二次衬砌的防水第5章路基路面与人行横洞5.1隧道路基路面基本规定5.2闫家沟3#隧道右线路基路面概况5.3人行横洞第6章通风、照明系统6.1隧道通风系统6.1.1隧道通风概述6.1.2闫家沟隧道3#右线通风系统6.2隧道照明系统6.2.1概述6.2.2照明要求6.2.3闫家沟隧道各段的情况6.2.4灯具的选择6.2.5灯具的布置方式476.2.6停电时使用的照明47第7章施工组织设计487.1总体概况说明487.1.1工程简介487.1.2主要工程项目及数量487.2施工总体规划487.2.1隧道施工总体安排487.2.2施工队伍的设置及施工任务划分497.2.3施工队人员安排507.2.4隧道施工主要机械设备507.3临时工程及施工准备517.3.1施工总平面布置517.3.2临时工程和主要施工设施说明517.4主要项目或工序的施工方法537.4.1隧道进洞施工方法537.4.2隧道掘进施工方法547.4.3拱部超前支护557.4.4钻爆施工577.4.5初期支护587.4.6隧道混凝土衬砌施工637.4.7隧道仰拱铺砌与填充施工方法657.4.8隧道施工通风与防尘667.4.9隧道防、排水施工677.4.10施工测量687.4.11监控量测及信息反馈687.4.12地质雷达超前预测预报技术707.5施工进度计划的安排707.5.1施工进度计划安排的基本原则707.5.2确保总工期的目标707.5.3各队施工工期大体安排717.5.4各主要工序施工周期的确定717.5.5工程进度控制及工程管理图表737.6环境保护措施74设计总结76主要参考书目77CAD图纸（共9张）A3图纸V级围岩衬砌断面图IV级围岩衬砌断面图隧道构造设计图防排水细部构造图人行横通道断面图工程地质纵断面图隧道净空断面图A2图纸出口洞门图进口洞门图。
隧道工程课件第二章隧道平纵断面设计
排水设计
结构耐久性
隧道排水设计应合理组织排水系统，防止 积水、渗漏等问题的发生，保障隧道结构 安全和运营顺畅。
隧道结构设计应考虑长期运营的需求，采 取相应的耐久性措施，确保隧道在使用年 限内的安全性和稳定性。
02
隧道平面设计
平面设计原则
安全性原则
隧道平面设计应首先考虑安全性，确 保隧道结构稳定、行车安全和人员安 全。
案例二
某山区高速公路隧道设计，重点考虑 了隧道线形与地质条件的适应性、横 断面布置形式以及排水设计等方面， 以确保行车安全、顺畅和环保。
03
隧道纵断面设计
纵断面设计原则
安全性原则
纵断面设计应确保隧道结构安全，避免出现 安全隐患。
经济性原则
在满足安全性的前提下，应尽量降低建设成 本和运营成本。
环保性原则
经济性原则
在满足安全性和功能需求的前提下， 应尽量降低工程造价和运营成本，提 高经济效益。
环保性原则
隧道平面设计应尽量减少对周边环境 的破坏和污染，合理利用资源，保护 生态环境。
协调性原则
隧道平面设计应与周边环境相协调， 保持景观的连续性和整体性。
平面设计要素
隧道宽度
根据设计时速和交通量，合理确定隧道宽度，确 保行车安全和顺畅。
联合设计要素
01
隧道长度与坡度
根据地质勘察资料、施工难度和 线路走向等因素确定隧道长度和
坡度。
03
隧道线形设计
根据平曲线和竖曲线半径、超高 、加宽等参数进行线形设计，确
保行车安全和舒适性。
02
隧道宽度与净高
根据行车需求、交通量和设计速 度等因素确定隧道宽度和净高。
04
排水设计
第2章2隧道洞口位置的选择
洞口位置选择的一般原则和要求
总之，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， 其次：是避开不良地质区域和排水影响， 最后：才从经济方面进行比较。
二、 隧道方案与自然条件的关系
1、坡面正交型 2、坡面斜交型 3、坡面平行型 4、尾部进入型 5、深入谷地型
隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大 挖大填，确保边坡和仰坡的稳定。
洞口位置选择的一般原则和要求
⑴隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大 挖大填，确保边坡和仰坡的稳定。
(2)洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下 水不太丰富的地方；
(3）洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处， 不要与水争路；
图3.1.8 贴壁进洞时洞口纵断面示意图
图3.1.9 陡壁下接长明洞纵断面示意图
图3.1.10 缓坡洞口纵断面示意图
图3.1.11
隧道轴线与地形的关系
围岩级别 坡率高度(m)Ⅰ～Ⅱ NhomakorabeaⅢ
Ⅳ
Ⅴ～Ⅵ
贴壁 1:0.3 1:0.5 1:0.5 1:0.75 1:0.75 1:1 1:1.25 1:1.25 1:1.5
<15 <20 25左右 <20 25左右 <15
<18 25左右 <15
<18
图3.1.7 沟谷附近洞口平面位置示意图
2.2 隧道洞口位置的选择
2.3 隧道的几何设计
2.3.1 隧道的平面设计 2.3.2 隧道的纵断面设计 2.3.3 隧道的净空断面横断面设计 2.3.4 隧道接线
2.4 衬砌内轮廓线及几何尺寸的拟定
2.5 道路隧道勘察设计文件的内容和组成
2024/3/13
第2章隧道平纵断面设计隧道平面设计
9
一般将隧道纵坡保持在2以下比较好纵坡大于3是不可取在施工时需要设置不小于03的纵坡隧道平纵断面设计公路隧道的平面线形和纵断面线形引线引线的平面及纵断线形应当保证有足够的视距和行车安全尤其在进口一侧需要在足够的距离外能够识别隧道洞口隧道需要机械通风时引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧道洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多需要进行平滑过渡路肩应在适当的距离内收缩使汽车进出隧道时顺利
— 坡度折减的原因
▪ 列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
▪ 洞内空气阻力增大
5
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计 隧道工程
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值。列于下表可参 照使用。
隧道内线路最大坡度系数
隧道长度 401～1000 1001～4000
>4000
电力牵引 0.95 0.90 0.85
内燃牵引 0.90 0.80 0.75
坡度折减区段示意
6
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计 隧道工程
- 坡段长度
• 从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发，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 • 凸形纵断面分坡平段，当隧道位于两端货物列车以接近计算速度通过
隧道工程
引线
• 引线的平面及纵断线形，应当保证有足够的视距和行车安全，尤
其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口
• 隧道需要机械通风时，引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧
道，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致
• 隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑过
A2-1认识：隧道的空间形态(平面、纵断面、横断面).
A2-1 认识：隧道建筑物的空间形态（平面、纵断面、横断面）学习资料A2-1-1 隧道平面应根据地质、地形、路线走向、通风等因素确定隧道的平曲线线形。
当设为曲线时，不宜采用设超高的平曲线，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规范的规定。
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，其超高值不宜大于4.0%，技术指标应符合《公路路线设计规范》的有关规定。
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。
分离式独立双洞的最小净距，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、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定。
一座分离式双洞隧道，可按其围岩代表级别确定两洞最小净距。
学习资料A2-1-2 隧道纵断面隧道内纵面线形应考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求，隧道纵坡不应小于0.3%，一般情况不应大于3%;受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大于4%;短于100m的隧道纵坡可与该公路隧道外路线的指标相同。
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合论证。
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。
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符合规范的规定。
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。
学习资料A2-1-3 隧道横断面各级公路隧道建筑限界如图2-1-1`，在建筑限界内不得有任何部件侵人。
各级公路隧道建筑限界基:本宽度应按表2.1.1执行，并符合以下规定H-建筑限界高度;W-行车道宽度;L L一左侧向宽度;L R一右侧向宽度;C一余宽;J一检修道宽度;R一人行道宽度;h一检修道或人行道的高度;EL_建筑限界左顶角宽度，E L二L; E R一建筑限界右顶角宽度，当L R≤lm 时，E R =L R，当L R > lm时，E R=lm12表2.1.1 公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度(单位:m)②连拱隧道的左侧可不设检修道或人行道，但应设5Ocm(120 km/h与100 km/h时)或25cm(80 km/h 与60 km/h 时)的余宽。
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- 直线隧道的优点
隧道工程
线路顺直，列车可以快速通过，走行的距离也较短，有利于列车多拉快跑， 提高线路的运营效率。在隧道内，线路就更应设计成直线
- 曲线隧道的缺点
•
• • •
曲线上的隧道，由于列车倾斜和平移，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； 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，技术上较为复杂； 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； 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；
求在三倍车辆长度以上。
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡道型式
隧道工程
— 隧道处于地层之内，除了地质有变化时以外，线路的坡型本来不 受什么限制，用不着采用复杂多变的型式。一般可采用简单的单坡型或 不复杂的人字坡型 。
— 单坡多用于线路的紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取
高程，拔起或降落一定的高度。人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭 隧道 。
坡道形式
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡度大小
— 设计坡度时，注意应不超过限制坡度 i限 。
隧道工程
— 如果在平面上有曲线，还需为克服曲线的阻力，再减去一个曲线 的当量坡度。即
i允 i限 i曲
式中
(2-1)
i允 —— 设计中允许采用的最大坡度； i限 —— 按照线路等级规定的限制最大坡度； i曲 —— 曲线阻力折算的坡度折减量。
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡段长度
隧道工程
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从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发，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
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凸形纵断面分坡平段，当隧道位于两端货物列车以接近计算速度通过
时，允许分坡平道长度缩短至200m。坡段长最小为200m。
- 纵断线形
•
•
一般将隧道纵坡保持在2%以下比较好 ，纵坡大于3%是不可取的
从隧道施工排水和竣工后的排水需要上考虑，隧道内不宜设置平坡 ，源自施工时需要设置不小于0.3%的纵坡
隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
引线
隧道工程
•
• •
引线的平面及纵断线形，应当保证有足够的视距和行车安全，尤
其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口 隧道需要机械通风时，引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧
道，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致 隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑过
渡，路肩应在适当的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利
- 坡段联接
• •
两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大 两坡段间的代数差值 i不应大于重车方向的限坡值i允 。
隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形 隧道工程
- 平面线形
•
• •
若隧道的平面线形原则上采用直线，避免设置曲线。
在某些情况下必须设置曲线时，其曲线半径不宜小于不设超高的
平面曲线半径，并应符合视距要求。 在隧道洞口不应采用小半径曲线的引线与隧道衔接。
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。 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。 隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。 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。如果列车同时跨在两个曲线上，行驶很不稳当。
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
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
•
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，有害气体不 易排出；
隧道工程
•
运营中为了保证隧道建筑限界的要求 和正常的行车条件，需要经常检查线路 平面和水平，曲线隧道也较直线隧道增 加了维护作业量和难度；
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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。
— 坡度折减的原因 列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
洞内空气阻力增大
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
隧道工程
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值。列于下表可参 照使用。
隧道内线路最大坡度系数 隧道长度 401～1000 1001～4000 >4000 电力牵引 0.95 0.90 0.85 内燃牵引 0.90 0.80 0.75 坡度折减区段示意
隧道设置曲线示例
如果地势条件必须把曲线引进隧道，那么，施工时先按主体的直线隧道 开挖，两端暂开直的照准导坑，以补救曲线所形成的缺点，待全隧道的
导坑开通后，再把两端按原设计的曲线调整过来
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
- 隧道设置曲线时应注意的问题
隧道工程
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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