隧道工程讲义 Geometrical Configuration
隧道工程

第一章绪论一、隧道在交通事业中的地位及发展1、隧道的定义狭义的定义:狭义的定义:通常是指用作地下通道的工程建筑物。
广义的定义广义的定义::1970年,OECD(世界经济合作与发展组织)隧道会议从技术方面给隧道定义:以任何方式修建,最终使用于地表以下的条形建筑物,其空洞内部净空断面在2m 2以上者均为隧道。
2、在交通建设中的地位:隧道是交通线上的重要组成部分,是国重要性:※重要性家重要的基础设施;必要性::快速畅通的交通网是经济发展的前提,※必要性随着我国国民经济的发展,低等级公路已不适应发展的需要,阻碍了国家和地区的发展;:目前高速公路较少,与我国人口、经济紧迫性:※紧迫性发展相比,太少。
经济要发展,交通必先行。
为了解决好路面交通的规划和修建,隧道工程在其中显示着重要而紧急的作用。
3、隧道工程的发展前景及需解决的难题※前景前景::(1)、交通类隧道◆经济要发展,交通建设必先行;◆交通标准不断提高;◆国力增强,技术进步。
随着国民经济的发展,科技技术的进步,需要建设更多,可以建设更多、标准更高的隧道。
(2)、城市隧道◆解决城市交通拥挤问题的唯一途径是采用快捷、大运量的公共交通系统——地铁;◆城市的发展,要求包括地下空间的开发;——◆各类市政设施的发展趋势隧道管沟化。
十九世纪:城市桥梁二十世纪:摩天大楼二一世纪:地下空间的开发与利用。
(3)、水利隧道◆南水北调(东线、中线、西线);◆其他水利工程;◆水电工程。
※发展方向(1) 非爆破的机械化施工;(2) 合理的规划与环保(3) 设计可靠合理方面:结构-荷载法、松散压力等(4) 使用安全※ 需要解决的难题(1) 围岩力学性质与破坏的关系;(2) 理论计算如何与实际相符;(3) 施工技术水平与经济效益(爆破开挖、机械开挖、人力开挖);(4) 设计施工管理水平与经济效益(如同一地方,采用不同的高程的长隧道还是短隧道等)4、隧道工程的发展隧道的产生与发展是和人类的文明历史发展相呼应的。
隧道工程讲述课件-PPT

7.2隧道类型与隧道结构
基坑开挖法施工工序:
打桩(护坡桩) 路面开挖 地下结构施工 撤撑回填
埋设支撑防护与开挖 恢复路面
其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
7.2隧道类型与隧道结构
(1)放坡开挖技术 适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基
坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡, 必要时采用水泥粘土护坡。
7.3 隧道施工
采用沉管法施工的水下段隧道,比用盾构法施工具有较多优点。主要有: ①容易保证隧道施工质量。因管段为预制,混凝土施工质量高,易于做好防水措施
;管段较长,接缝很少,漏水机会大为减少,而且采用水力压接法可以实现接 缝不漏水。 ②工程造价较低。因水下挖土单价比河底下挖土低;管段的整体制作,浮运费用比 制造、运送大量的管片低得多;又因接缝少而使隧道每米单价降低;再因隧道 顶部覆盖层厚度可以很小,隧道长度可缩短很多,工程总价大为降低。 ③在隧道现场的施工期短。因预制管段(包括修筑临时干坞)等大量工作均不在现 场进行。 ④操作条件好、施工安全。因除极少量水下作业外,基本上无地下作业,更不用气 压作业。 ⑤适用水深范围较大。因大多作业在水上操作,水下作业极少,故几乎不受水深限 制,如以潜水作业实用深度范围,则可达70米。 ⑥断面形状、大小可自由选择,断面空间可充分利用。大型的矩形断面的管段可容 纳4~8车道,而盾构法施工的圆形断面利用率不高,且只能设双车道。
断面。 我国若干大城市的停车问题已日益尖锐,对有组织的公共停车的需求已十分迫切。
缺点:是对周围环境的影响较大。
4多、重硬功盾岩能隧、构道空间法重叠和、设沉施综管合 法施工的隧道。
穿越波士顿港通向机场的连通道,或独立单建,形成总体形态狭长的旁边设店铺、事务所、停车等设施的地下道路。
隧道工程课件第一章

落石地带的隧道
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道位置的选择
• 泥石流
当线路通过泥石流地区时,首先应充分预计和判明泥石流的成因、规模、发 展趋势和冲、淤变化规律,论证以路基、桥梁通过或者以隧道等方式绕道的 合理性,并判定工程安全度,以决定隧道方案的可行性。当隧道(明洞)洞口 位置毗邻泥石流沟时,应注意适当延长以避免泥石流可能扩散范围的影响。
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道位置的选择
- 断裂构造,接触带与隧道位置的选择
在选择隧道位置时,切忌沿着(或靠近平行)断层带或破碎带修建隧道, 特别是对于区域性大断裂,尤应注意绕避。当隧道线路必须通过断层 带时,应尽量使线路与断层走向正交,同时应避开严重破碎带,并应 使通过断层的地段最短。
断裂构造地带隧道位置的选择
隧道工程
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道位置的选择
- 不良地质的影响
• 滑坡地区
在山区修建铁路隧道时,经常遇到滑坡,它给施工,运营可能造成极大危 害,因此,当隧道线路必须通过滑坡地段时,应慎重对待。采用隧道避开 滑坡时,应使隧道洞身埋藏在滑床(可能的滑动面)以下一定厚度的稳固地 层中,以确保施工及运营过程中滑坡滑动时不致影响隧道安全。
• 隧道直穿方案 — 如果在平面障碍的前方,开凿隧道,穿山而过,
虽然初期工程略大一些,但线路顺直平缓,工程单一,可不设急弯,没 有陡坡,路线行程缩短,运营条件改善,而且不受山坡坍方落石的威胁 如下图所示。从长远的利益来看,隧道方案往往是比较合理的。
隧道工程
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道位置的选择
隧道工程 滑坡地带的隧道位置选择
隧道勘测及隧道位置的选择
隧道工程详细讲解

1B414012 隧道的构造
明洞
1B414012 隧道的构造
隧道围岩分级与隧道构造 隧道地质超前预报和监控量测技术 公路隧道施工技术 特殊地段施工 隧道工程质量通病及防治措施
1B414021 隧道地质超前预报
一、公路隧道地质超前预报的目的 1.在施工前期地质勘察成果的基础上,进一步查明掌子面前方一 定范围内围岩的地质条件,进而预测前方的不良地质以及隐伏的重大 地质问题。 2.为信息化设计和施工提供可靠依据。 3.降低地质灾害发生的风险。 4.为编制竣工文件提供可靠的地质资料。
<250
Ⅵ 软塑状黏性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等
1B414011 隧道围岩分级
二、围岩分级的判定方法 1.根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征 和定量的岩体基本质量指标BQ,综合进行初步分级。
1B414011 隧道围岩分级
3.围岩详细定级时,如遇下列情况之一,应对岩体基本质量指标 BQ进行修正:
1B414012 隧道的构造
环框式洞门
1B414012 隧道的构造
端墙式洞门
1B414012 隧道的构造
翼墙式洞门
1B414012 隧道的构造
柱式门洞
1B414012 隧道的构造
台阶式门洞
1B414012 隧道的构造
消竹式(削竹式、清竹式)门洞
1B414012 隧道的构造
喇叭口式门洞
1B414012 隧道的构造
隧道工程课件

线隧道跨度大,公路系统设计施工经验少,养护力量弱,故规 定不小于2. 0m;
明洞顶填土横坡以能顺畅排除坡面水为原则,不小于2%
※ 明洞拱背和墙背的回填,应符合以下要求:
⑴ 拱脚用贫砼或浆砌片石回填; ⑵ 边墙背后超挖部分,宜用片石砼或水泥砂浆砌片石密实回填 ⑶ 背回填料的内摩擦角应不低于围岩的计算摩擦角或设计回填 料的计算摩擦角,否则:
环框式洞门
3、隧道洞门构造
⑴ 洞门仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离不小于1.5m,水 沟沟底与衬砌拱顶外缘的高度不应小于1.0 m,洞门墙顶应高 出仰坡脚0.5m以上。 ⑵ 洞门墙基基底埋入土质地基的深度不应小于1.0m,嵌入 岩石地基的深度不应小于0.5m ,墙基底埋设的深度应大于墙 边各种沟、槽基础底埋设的深度;
※ 大拱脚薄边墙衬砌:
大拱脚薄边墙衬砌
曲墙式衬砌
3、曲墙式衬砌
※ 适用范围
※ 作用
① 地质条件较差,为抵御底鼓压力,配以仰拱使衬 砌形成环状封闭结构; ② 基础地基较好,可采用无仰拱的曲墙式衬砌。
4、喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
① 要求用光面爆破开挖,使洞室周边平顺光滑,成 型准确,减少超欠挖。适当的时间喷混凝土,即为喷
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够,减少下沉:防止底鼓的隆起变形,调 整衬砌应力的作用; ② 封闭围岩,制止围岩过大的松弛变形,将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围,提高结构的整体承载力; ③ 增加底部和墙部的支护抵抗力,防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层,即隔离层。
竖井断面规划示例示意图(尺寸单位:mm)
2、斜井
隧道工程1PPT课件

隧道工程施工安全的重要性
隧道工程施工环境复杂,作业风险高,一旦发生 安全事故,后果严重。因此,保障施工安全是隧 道工程建设中的首要任务。
隧道工程施工安全的基本原则
预防为主,安全第一,综合治理。
现代隧道工程
现代隧道工程规模更大、 技术更先进,如中国高速 铁路网中的隧道群、城市 地铁等。
02
隧道工程设计与施工
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
隧道工程设计原则
安全至上
隧道工程设计应始终以安全为 核心,确保隧道在使用期间的
结构安全和运营安全。
经济合理
隧道工程设计应充分考虑经济效 益,在满足功能需求的前提下, 尽量降低工程造价和运营成本。
总结词:生态保护要求
详细描述:施工过程中,需采取有效措施保护 隧道穿越区域的生态环境,减少对植被和动物 的影响。
THANKS
感谢观看
暗挖法
适用于不能采用明挖法的地段,包括盾构法、顶管法等, 优点是对周边环境影响较小、开挖量小,缺点是施工难度 大、技术要求高、成本较高。
顶管法
一种非开挖的暗挖法,适用于管道穿越河流、道路等障碍 物的情况,优点是施工速度快、对周边环境影响小、成本 较低,缺点是施工组织难度较大。
隧道工程的结构设计
隧道断面设计
05
隧道工程案例分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
某城市地铁隧道工程案例分析
总结词
复杂地质条件
详细描述
该地铁隧道穿越的地质条件复杂, 包括软土、砂层、断层破碎带等多 种地层,施工难度较大。
隧道工程图文讲解共43页文档

31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
隧道工程图文讲解
26、机遇对于有准备的头脑有特别的Hale Waihona Puke 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一, 也是成 功的利 器之一 。没有 它,天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ,徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿.丘吉 尔。 30、我奋斗,所以我快乐。--格林斯 潘。
第三章隧道工程PPT课件

⒉半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞
28
明洞顶上回填石≥1.5m,且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。 二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版,内墙为重力式墩台结构,外
墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。
29
第五节 隧道通风建筑物的构造
二、装配式衬砌:
11
优点
缺点
1、不需养生;
1、有足够的拼装空间;
2、改善了劳动条件;
2、构件尺寸要求精度高;
3、节省大量的支撑材料及劳力; 3、接缝多,防水困难。
4、缩短工期,降低造价。
构造应满足条件:1、强度足够且耐久;
2、能立即承受荷载;
3、装配简便,构件类型少,形式单一,尺寸统
一,便于工业化制作和机械化拼装;
第三章 隧道结构构造
学习要点:
●掌握曲线隧道的净空加宽 ●了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造 ●掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用) ●了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造
1
第一节 隧道横断面设计
一、隧道净空限界: 1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最
水坡;
c.采用单向顺坡排水或双向排水。
23
⒋其它型式:⑴柱式洞门:增加端墙稳定性
24
⑵台阶式洞门:适应地形特点
25
⑶斜洞门
(洞口5m范围内衬砌加强,且与洞身整体砌筑)
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第四节 明洞的构造
明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。 一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大) ⒈路堑式拱形明洞
《隧道工程》课件

《隧道工程》PPT课件
隧道工程是指在地下或水中按计划布置、采用炸破、钻掘、掘进等方法,构 筑通行地下和水下的通道,为基础设施建设提供重要支撑。
概述
什么是隧道工程?
隧道工程是通过地下或水中构筑的通道,用于交通运输和基础设施建设。
隧道工程的分类及特点
隧道工程可以分为公路隧道、铁路隧道、水利隧道等,具备承载能力、密闭性、地质适应 性等特点。
制定应急预案、配备应急设备、训练
应急人员等。
3
隧道定期检查及维修工作
定期检查隧道结构、设备设施,并进 行必要的维修和保养。
隧道建设的意义
城市交通发展
隧道工程改善道路网络, 提高交通效率,促进城市 发展。
国家基础设施建设
隧道工程是国家基础设施 建设的重要组成部分,有 利于提高国家综合竞争力。
经济社会发展
1
隧道建设前期准备工作
确定施工方案、准备施工材料、组织人力资源等。
2
隧道施工具体流程
钻孔、爆破、开挖、支护、拱顶浇筑等各个环节的施工流程。
3
隧道施工常见问题及解决途径
应对地质问题隧道开通后常规运营管理
建立运营管理机构、制定运营规程、
隧道应急处理
2
定期检查设备等。
隧道工程在基础设施建设中的作用
隧道工程为城市交通发展、国家基础设施建设和经济社会发展提供重要支撑。
设计阶段
1
隧道设计前期工作
确定隧道位置、地质条件评估、结构设计方案等。
2
隧道设计中期工作
进行隧道结构设计、支护设计、防水设计等具体工作。
3
隧道设计后期工作
编制施工图纸、审查设计方案、制定施工标准等。
隧道工程课件PPT课件

精选PPT课件
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⑷ 隧道施工围岩分级 ● 施工阶段围岩判定具有直接性、可靠性、重要性的特征。
● 评定因素采用围岩坚硬程度、围岩完整性程度、和地下水状态 三项因素,细分为十三个子因素, 即3-13评定:
精选PPT课件
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在三个因素中,最困难的是围岩完整性程度的评定, 研究的重点是如何根据掌子面的地质数据评价围岩的完 整程度。根据对国内外施工阶段围岩分级的调查,应采 用多种方法对围岩完整程度进行分级,采用定性和定量 相结合的方法,如可采用下图的指标 :
精选PPT课件
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自然拱的范围的大小除受上述的围岩地质条件、支护结 构架设时间、刚度以及它与围岩的接触状态外,还取决于 以下诸因素:
● 缺点:不能全面反映岩体固有的性态。
精选PPT课件
13
⑵ 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法:
① 这类分类法以泰沙基分类法为代表
这类分类法是在早期提出的,限于当时的条件,仅把 不同岩性、不同构造条件对围岩分类,这类分类法曾长 期被各国采用,至今仍有广泛的影响。
② 以岩体综合物性为指标的分类法
60年代我国提出了以岩体综合物性指标为基础的“岩 体综合分类法”。
精选PPT课件
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5.2 围岩压力的确定
1、围岩压力的概念 ● 围岩压力:是指引起地下开挖空间周围岩体和支
护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引起的围岩 应力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。 从狭义上来理解,围岩压力是指围岩作用在支护结构 上的压力。在工程中一般研究狭义的围岩压力。
● 围岩压力按作用力发生的形态,一般可分为如下 几种类型:
精选PPT课件
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成拱过程: ⑴ 隧道开挖后,在围岩应力重分布过程中,顶板开始
隧道施工技术教学讲义-隧道构造123页

2.2 洞 身 衬 砌
2. 喷射混凝土
利用混凝土喷射机将掺有速凝剂的混凝土干拌或湿拌混合 料高速喷射到清洗干净的围岩表面并充填围岩裂隙形成混凝土保 护层。喷射混凝土早期强度和密实性较高,施工过程可全部采用 机械化,不需拱架和模板。在较软围岩地区还可以与锚杆、钢丝 网等配合使用,是一种理想的衬砌材料。混凝土用的水泥可优先 选用普通硅酸盐水泥。采用连续级配集料,细集料采用坚硬耐久 的中、粗砂,细度模数大于25,砂的含水率控制在5%~7%。粗 集料采用坚硬耐久的卵石或砾石,不得使用碱活性集料。石子粒 径应小于15 mm,若采用喷射钢纤维混凝土,则石子粒径不宜 大于10 mm。混凝土的强度等级不得低于C20。
(3)按施工方式不同分类。根据施工方式不同可将锚杆分为自钻 式锚杆和开缝式锚杆。
(4)按基本锚固类型分类。按照基本锚固类型,锚杆可分为端头 锚固锚杆和全长浇筑锚杆。
2)刚架
2.2 洞 身 衬 砌
刚架是为加强支护刚度而在初 期支护或二次衬砌中放置的型钢( 如形、I形、U形型钢等)、钢管、 钢轨支承或格栅钢支承。
2.2 洞 身 衬 砌
(1)按使用材料不同分类。锚杆按使用材料不同可分为以下几 种类型:
① 钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。② 倒楔式金属锚杆。③ 管缝式锚杆。 ④ 树脂锚杆。⑤ 快硬膨胀水泥锚杆。⑥ 双快水泥锚杆。
(2)安装时是否给锚杆施加预应力分类。根据安装时是否给锚杆 施加预应力可将锚杆分为非预应力锚杆和预应力锚杆。
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2. GEOMETRICAL CONFIGURATION 2.1 NOTATIONS IN TUNNELINGParts of a tunnel cross sectionLongitudinal sections of heading2.2 TUNNEL SHAPESi) Circular* ideal for resisting internal or external pressures* easy to excavate by TBMii) Horseshoe* flat floor permits a variety of trucks and tracked vehicles for muckingiii) Vertical sidewall* traditional shape for transportation tunnels in rock where pressures from the rock donot exert substantial lateral forcesiv) Basket handle* good for wide sections like double tracks but only in competent rock2.3 HORIZONTAL AND VERTICAL ALIGNMENTSPlanning and design of road tunnel alignments must consider the geological, geotechnical andgroundwater conditions at the site as well as environmental constraints as discussed in Part1 -Planning.A. MAXIMUM GRADESMaximum effective grades in main roadway tunnels preferably should not exceed 4% (3% in China); although grades up to 6% (4% in China) have been used where necessary. Long or steep uphill grades may result in a need for climbing lanes for heavy vehicles. However, for economic and ventilation reasons, climbing lanes should be avoided within tunnels; the addition of a climbing lane part-way through a tunnel may also complicate construction considerably, particularly in a bored tunnel.B. HORIZONTAL AND VERTICAL CURVESThe horizontal alignment for a road tunnel should be as short as practical and maintain as much of the tunnel length on tangent as possible, which will limit the numbers of curves, minimize the length and improve operating efficiency. However, slight curves may be required to accommodate ventilation/access shafts location, portal locations, construction staging areas, and other ancillary facilities as discussed in Part 1 – Planning. A slight horizontal curve at the exit of the tunnel may be required to allow drivers to adjust gradually to the brightness outside the tunnel.When horizontal curves are needed, the minimum acceptable horizontal radii should consider traffic speed, sight distances, and the super-elevation provided. In general, for planning purpose, the curve radii should be as large as possible and no less than 850 to 1000-ft radius (150 m in China). A tighter curve may be considered at the detailed design stage based on the selected tunneling method.Super elevation rate, which is the rise in the roadway surface elevation from the inside to the outside edge of the road, should preferably lie in the range 1% to 6%.When chorded construction is used for walls where alignments are curved, chord lengths should not exceed 25 feet (7.6 m) for radii below 2,500 feet (762 m), and 50 feet (15 m) elsewhere.C. SIGHT AND BRAKING DISTANCE REQUIREMENTSSight and braking distance requirements cannot be relaxed in tunnels. On horizontal and vertical curves, it may be necessary to widen the tunnel locally to meet these requirements by providinga “sight shelf”.When designing a tunnel with extreme curvature, sight distance should becarefully examined, otherwise it may result in limited stopping sight distance.D. OTHER CONSIDERATIONSRoad tunnels with more than one traffic tube should be designed so that in the event that one tube is shut down, traffic can be carried in the other. For reasons of safety, it is not recommended that tunnels be constructed for bi-directional traffic; however, they should be designed to be capable of handling bidirectional traffic during maintenance work, which should be carried out at times of low traffic volume such as at night or weekends.For bored and mined tunnels, it is probable that separate tunnels are constructed for traffic in each direction. For cut-and-cover, jacked and immersed tunnels, it is preferable for the traffic tubes for the two directions to be constructed within a single structure so that emergency egress into a neighboring traffic tube can be provided easily. Note that NFPA 502-2008 requires that the two tubes be divided by a minimum of 2-hour fire rated construction in order to consider cross-passageways between the tunnels to be utilized instead of emergency egress.Inundation of the tunnel by floods, surges, tides and waves, or combinations thereof resulting from storms must be prevented. The height and shape of walls surrounding tunnel entrances, the elevation of access road surfaces and any entrances, accesses and holes must be designed such that entry of water is prevented. It is recommended that water level with the probability ofbeing exceeded no more than 0.005 times in any one year (the 200-year flood level) be used as the design water level (maximum 100-year flood level in China).2.4 TRAVEL CLEARANCETypical Two-Lane Tunnel Clearance Requirements - Minimum and Desirable(Vertical clearance is 5.0 m and travel lane clearance is 7.5 m for two-lane highway tunnels in China)2.5 CROSS SECTION ELEMENTSA. TYPICAL CROSS SECTION ELEMENTSA road tunnel cross section must be able to accommodate the horizontal and vertical trafficclearances, as well as the other required elements. The typical cross section elements include:• Travel lanes• Shoulders• Sidewalks/Curbs• Tunnel drainage• Tunnel ventilation• Tunnel lighting• Tunnel utilities and power• Water supply pipes for firefighting• Cabinets for hose reels and fire extinguishers• Signals and signs above roadway lanes• CCTV surveillance cameras• Emergency telephones• Communication antennae/equipment• Monitoring equipment of noxious emissions and visibility • Emergency egressB.TRAVEL LANE AND SHOULDERTypical Tunnel Roadway with Reduced Shoulder WidthsC. SIDEWALKS/EMERGENCY EGRESS WALKSAYSidewalks are required in road tunnels to provide emergency egress and access by maintenance personnel. The 5th Edition of Green Book recommends that raised sidewalks or curbs with a width of 2.5 ft (0.7 m) or wider beyond the shoulder area are desirable to be used as an emergency egress (0.75 m in China), and that a raised barrier to prevent the overhang of vehicles from damaging the wall finish or the tunnel lighting fixtures be provided.In addition, NFPA 502 requires an emergency egress walkway within the cross-passageways be of a minimum clear width of 3.6 ft (1.12 m).D. TUNNEL DRAINAGE REQUIREMENTSRoad tunnels must be equipped with a drainage system consisting of pipes, channels, sump/pump, oil/water separators and control systems for the safe and reliable collection, storage, separation and disposal of liquid/ effluent from the tunnels that might otherwise collect. Drainage must be provided in tunnels to deal with surface water as well as water leakage. However, drainage lines and sump-pumps should be sized to accommodate water intrusion and/or fire fighting requirements. They should be designed so that fire would not spread through the drainage system into adjacent tubes by isolating them. For the safety reason, PVC, fiberglass pipe, or other combustible materials should not be used.Sumps should be provided with traps to collect and remove solids. Sand traps should be provided, as well as oil and fuel separators. It may be assumed in sizing sumps that fires and storms do not happen simultaneously. Sumps and pumps should be located at low points of a tunnel and at portals to handle water that might otherwise flow into the tunnel. Sumps should be sized to match the duty cycle of the discharge pumps such that inflow does not cause sump capacity to be exceeded. Sumps should be designed to be capable of being cleaned regularly.Example for drainage into the side pipeE. VENTILATION REQUIREMENTSVentilation System with Jet Fans at Cumberland Gap TunnelThe ventilation system of a tunnel operates to maintain acceptable air quality levels for short-term exposure within the tunnel. The design may be driven either by fire/safety considerations or by air quality; which one governs depends upon many factors including traffic, size and length of the tunnel, and any special features such as underground interchanges.Ventilation requirements in a highway tunnel are determined using two primary criteria, the handling of noxious emissions from vehicles using the tunnel and the handling of smoke during a fire. Computational fluid dynamics (CFD) analyses are often used to establish an appropriate design for the ventilation under fire conditions. An air quality analysis should also be conducted to determine whether air quality might govern the design. Air quality monitoring points in the tunnel should be provided and the ventilation should be adjusted based on the traffic volume to accommodate the required air quality.F. LIGHTING REQUIREMENTSLighting in tunnels assists the driver in identifying hazards or disabled vehicles within the tunnel while at a sufficient distance to safely react or stop. High light levels (Portal light zone) are usually required at the beginning of the tunnel during the daytime to compensate for the “Black Hole Effect” that occurs by the tunnel structure shadowing the roadway. These high light levels will be used only during daytime. Tunnel light fixtures are usually located in the ceiling, or mounted on the walls near the ceiling.Black Hole EffectFor improved safety during a fire, it is suggested that strobe lights be placed to identify exit routes. If used they should be placed around exit doors, especially at lower levels which might then be under the smoke level. The strobe lights would be activated only during tunnel fires.G. TRAFFIC CONTROL REQUIREMENTSThe latest NFPA 502 Standard mandates that tunnels 300 ft (90 m) in length should be provided with a means to stop traffic approaching portals (external). In addition, the NFPA 502 also specifies that traffic control means within the tunnel 800 feet (240 m) in length are required.These should include lane control signals, over-height warning signals, changeable message signs (CMS), etc. Traffic control may be required to close and open lanes for maintenance and handling accidents, and for monitoring of vehicles carrying prohibited materials. Incident control systems linked to CCTV cameras should be installed. It is recommended that 100% coverage of the tunnel with CCTV be provided. Traffic control requirements should be taken into consideration when developing the cross sectional geometry.H. PORTALS AND APPROACHTunnel portals may require special design considerations. Portal sites need to be located in stable ground with sufficient space.Orientation of the portals should avoid if possible direct East and West to avoid blinding sunlight.Ameliorating measures should be taken where drivers might otherwise be blinded by the rising or setting sun. Intermittent cross members are sometimes provided across the approach structure above the traffic lanes as an amelioration measure.A central dividing wall sometime is extended some distance out from the portal to preventrecirculation of polluted air, i.e. vented polluted air from one traffic duct is prevented from entering an adjace nt duct as “clean” air.If the tunnel is in a remote rural area where responses of nearby fire companies and emergency squads are not available in a timely matter, a larger portal structure may be required to host the operation control center, as well as the fire-fighting and emergency-responding personnel, equipment and vehicles.In determining portal locations and where to end the approach structure and retaining walls, protection should be provided against flooding resulting from high water levels near bodies of water and tributary watercourses, or from storm runoff. The height of the portal end wall and the approach retaining walls should be set to a level at least 2 ft (0.6m) higher than the design flood level. Alternatively a flood gate can be provided. Adequate provision should be made for immediate and effective removal of water from rainfall, drainage, groundwater seepage, or any other source. Portal cross drain and sump-pump should be provided.Glossary。