隧道线路及断面设计共74页文档
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《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计_OK
35°
40°
● ZK1 ● 40°
ZK2
1060 1055 1050
隧道轴线 40°
ZK3
●44°
沟
●
1070 1055
● 1050
●
1060 1065
● ●
湾 桥
●●
1095 1085 1090
●
420° 021/8/30
2'
1'
1080 1070
1085 1080 1070
26
第三章 隧道线路及断面设计
A
B
2021/8/30
27
第三章 隧道线路及断面设计
(5)溶洞地区 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、性质和与隧道的位置关系， 采取相应的设计，施工措施。
(6)瓦斯地区 选择隧道位置时，最好能避开。
(7)地下水 选择隧道位置时，最好不从富水区中经过。
(5)选择隧道位置时，应注意洞口位置和有关工程的 处理，一般宜采取“早进洞，晚出洞”原则。
一、越岭线上隧道位置的选择
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。
越岭隧道的位置:选择垭口
确定隧道高程
2021/8/30
9
第三章 隧道线路及断面设计
1.选择垭口
●
●
1105 1100
1095
1070 1055 1050
1065
● ● ●
1
豆
45°
1050
S1l
渣
1045
30°
●
1040
湾
● ● ● ●
● ● ●
隧道线路及断面设计
24
• 黄土地区
黄土具有干燥时甚坚固，遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选 择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。
• 高地温地区
地球核心有巨大的热量隧道如果埋置很深，地温太高，将会降 低施工效率。隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难。 选择隧道位置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处。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。
在越岭位置选定后，越岭标高影响展线及越岭隧道方案： ※ 隧道标高越高，隧道越短，施工期短，两端展线长度 增加，运营条件差； ※ 隧道标高低，隧道加长，施工期长，运营条件较好; ※ 选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素 比较确定最优隧道标高。
4
2、河谷线上隧道（傍山隧道）位置的选择
铁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。
22
23
• 瓦斯地区
在煤系地层中，蕴藏着甲烷(CH4)和CO2等有害气体。隧道开挖 时，有害气体逸出，轻则致入窒息，重则引起爆炸，危害甚大。 选择隧道位置时，应尽量避开。不得已时，应做好通风稀释的 措施。
• 地下水地区
地下水多是由地表水的渗透或地下水源补给的。例如岩层裂隙 中的裂隙水，或溶洞中储藏的岩溶水，它们有时是流动的，有 时是静止的，有时还有压力水头。它们的存在，使岩石软化、 强度降低，层问夹层软化或稀释，促成了层间的滑动。裂隙中 的水在开挖时涌入坑道，使施工发生困难，给以后养护也带来 无休止的灾害。选择隧道位置时．最好不从富水区经过。不得 已时，也要尽可能地把隧道置于地下水位以上的地方，或在不 透水层中穿过。
• 黄土地区
黄土具有干燥时甚坚固，遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选 择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。
• 高地温地区
地球核心有巨大的热量隧道如果埋置很深，地温太高，将会降 低施工效率。隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难。 选择隧道位置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处。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。
在越岭位置选定后，越岭标高影响展线及越岭隧道方案： ※ 隧道标高越高，隧道越短，施工期短，两端展线长度 增加，运营条件差； ※ 隧道标高低，隧道加长，施工期长，运营条件较好; ※ 选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素 比较确定最优隧道标高。
4
2、河谷线上隧道（傍山隧道）位置的选择
铁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。
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23
• 瓦斯地区
在煤系地层中，蕴藏着甲烷(CH4)和CO2等有害气体。隧道开挖 时，有害气体逸出，轻则致入窒息，重则引起爆炸，危害甚大。 选择隧道位置时，应尽量避开。不得已时，应做好通风稀释的 措施。
• 地下水地区
地下水多是由地表水的渗透或地下水源补给的。例如岩层裂隙 中的裂隙水，或溶洞中储藏的岩溶水，它们有时是流动的，有 时是静止的，有时还有压力水头。它们的存在，使岩石软化、 强度降低，层问夹层软化或稀释，促成了层间的滑动。裂隙中 的水在开挖时涌入坑道，使施工发生困难，给以后养护也带来 无休止的灾害。选择隧道位置时．最好不从富水区经过。不得 已时，也要尽可能地把隧道置于地下水位以上的地方，或在不 透水层中穿过。
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)
1.要求与铁路隧道大同小异 执行《公路工程技术标准》，并考虑隧道特点
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
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。
《隧道断面设计》课件
《隧道断面设计》PPT课 件
本PPT课件《隧道断面设计》旨在介绍隧道断面设计的基本原理和方法，帮 助大家理解隧道的结构和特点，以及设计过程中需要考虑的参数和原则。
1. 简介
1 定义隧道断面设计
隧道断面设计是指根据隧道工程的需求和地质条件，确定隧道的横截面形状、尺寸和布 置的过程。
2 隧道断面设计的作用
通过实际隧道工程的断面设计案例，展示设计方法和原则的应用。
7. 结论与展望
1 隧道断面设计的发展趋势
随着科技进步和工程经验的积累，隧道断面设计将越来越趋于精细化和智能化。
2 未来研究方向
隧道断面设计的未来研究方向包括优化设计方法、降低施工成本、提高隧道使用效果等。
8. 参考文献
1. "隧道工程设计手册"， 中国建筑出版社
隧道断面设计对于保证隧道安全、合理利用土地资源、提高交通运输效率等方面起着重 要作用。
2. 参数分析
1 隧道断面设计中的参数
隧道断面设计中需要考虑的参数包括隧道高 度、宽度、净宽、地下水位等。
2 不同类型隧道所需参数区别
不同类型隧道的断面设计需要考虑的参数有 所区别，例如公路隧道和铁路隧道对于净宽 度和高度的要求有差异。
3. 基本原则
1 隧道断面设计的基本原则
隧道断面设计应遵循通行能力、安全性、经 济性、施工可行性等基本原则。
2 实例分析
通过实际案例分析，展示隧道断面设计的基 本原则在实际工程中的应用。
4. 断面类型
不同类型隧道断面
常见的隧道断面类型包括圆形、矩形、马蹄形、三拱形等。
各类型断面的特点和适用场景
不同类型断面具有不同的结构特点和适用场景，需根据具体情况选择合适的断面类型。
本PPT课件《隧道断面设计》旨在介绍隧道断面设计的基本原理和方法，帮 助大家理解隧道的结构和特点，以及设计过程中需要考虑的参数和原则。
1. 简介
1 定义隧道断面设计
隧道断面设计是指根据隧道工程的需求和地质条件，确定隧道的横截面形状、尺寸和布 置的过程。
2 隧道断面设计的作用
通过实际隧道工程的断面设计案例，展示设计方法和原则的应用。
7. 结论与展望
1 隧道断面设计的发展趋势
随着科技进步和工程经验的积累，隧道断面设计将越来越趋于精细化和智能化。
2 未来研究方向
隧道断面设计的未来研究方向包括优化设计方法、降低施工成本、提高隧道使用效果等。
8. 参考文献
1. "隧道工程设计手册"， 中国建筑出版社
隧道断面设计对于保证隧道安全、合理利用土地资源、提高交通运输效率等方面起着重 要作用。
2. 参数分析
1 隧道断面设计中的参数
隧道断面设计中需要考虑的参数包括隧道高 度、宽度、净宽、地下水位等。
2 不同类型隧道所需参数区别
不同类型隧道的断面设计需要考虑的参数有 所区别，例如公路隧道和铁路隧道对于净宽 度和高度的要求有差异。
3. 基本原则
1 隧道断面设计的基本原则
隧道断面设计应遵循通行能力、安全性、经 济性、施工可行性等基本原则。
2 实例分析
通过实际案例分析，展示隧道断面设计的基 本原则在实际工程中的应用。
4. 断面类型
不同类型隧道断面
常见的隧道断面类型包括圆形、矩形、马蹄形、三拱形等。
各类型断面的特点和适用场景
不同类型断面具有不同的结构特点和适用场景，需根据具体情况选择合适的断面类型。
隧道工程 隧道线路及断面设计1
◆ 进行可能通过的垭口、沟谷的比选。
‹#›
3.1 隧道位置选择
例：成昆线沙木拉打隧道的比选
成昆线从大渡河水系的牛日河进入安宁河水系的 孙水河，需穿越小凉山分水岭，该岭与两侧高差约 900余米，线路需克服越岭的巨大高差，越岭地段计 有沙木拉打、瓦吉木、小相岭、阳糯雪山四个垭口。
线路方案 沙木拉打 瓦吉木 小相岭 阳糯雪山
‹#›
3.1 隧道位置选择
例：川黔线凉风垭隧道立面位置的选择
三个主要方案进行比较：
马鞍山方案：越岭隧道长2810米，位置较高，线路需克服 较大高差。
雷神坡方案：越岭隧道长3490米，位置较马鞍山方案较低， 线路状况大为改善，但该处为一大断层，地质条件不利；
凉风垭方案(采用方案)：在雷神坡方案的基础上，进一步 压低越岭位置的较好方案。越岭隧道长4270米，拔起高度小、 展线短、线路较顺直。
‹#›
主要内容
3.1 隧道位置选择 3.1 隧道洞口位置的选定 3.3 隧道平纵断面设计 3.4 隧道横断面设计 3.5 高铁隧道线路方案选择
‹#›
3.1 隧道位置选择
在隧道位置选择时，首先应 ◆查清：工程地质及水文地质情况
◆根据：不同地形特点 ◆结合：线路技术标准
通车期限 工程造价 施工及运营条件 节省土地等因素
◆ 垭口两侧沟谷引线工程大小、展线难易 情况、线路顺直与否，也是方案综合比选的 一个重要方面。
‹#›
3.1 隧道位置选择
(2) 选择垭口的方法
◆ 利用小比例尺地形图(如军用地图)、航空照片、 卫星照片等；
◆ 根据线路的航空线方向和克服越岭高程的不同要 求进行大面积选线，录求可供越岭的几个垭口位 置；
概念：通过山区的交通干线往往要翻越分水岭，从一个 水系进入另一个水系，这段线路称之为越岭线，线路为 穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。用于缩短线路， 克服高程障碍。
‹#›
3.1 隧道位置选择
例：成昆线沙木拉打隧道的比选
成昆线从大渡河水系的牛日河进入安宁河水系的 孙水河，需穿越小凉山分水岭，该岭与两侧高差约 900余米，线路需克服越岭的巨大高差，越岭地段计 有沙木拉打、瓦吉木、小相岭、阳糯雪山四个垭口。
线路方案 沙木拉打 瓦吉木 小相岭 阳糯雪山
‹#›
3.1 隧道位置选择
例：川黔线凉风垭隧道立面位置的选择
三个主要方案进行比较：
马鞍山方案：越岭隧道长2810米，位置较高，线路需克服 较大高差。
雷神坡方案：越岭隧道长3490米，位置较马鞍山方案较低， 线路状况大为改善，但该处为一大断层，地质条件不利；
凉风垭方案(采用方案)：在雷神坡方案的基础上，进一步 压低越岭位置的较好方案。越岭隧道长4270米，拔起高度小、 展线短、线路较顺直。
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主要内容
3.1 隧道位置选择 3.1 隧道洞口位置的选定 3.3 隧道平纵断面设计 3.4 隧道横断面设计 3.5 高铁隧道线路方案选择
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3.1 隧道位置选择
在隧道位置选择时，首先应 ◆查清：工程地质及水文地质情况
◆根据：不同地形特点 ◆结合：线路技术标准
通车期限 工程造价 施工及运营条件 节省土地等因素
◆ 垭口两侧沟谷引线工程大小、展线难易 情况、线路顺直与否，也是方案综合比选的 一个重要方面。
‹#›
3.1 隧道位置选择
(2) 选择垭口的方法
◆ 利用小比例尺地形图(如军用地图)、航空照片、 卫星照片等；
◆ 根据线路的航空线方向和克服越岭高程的不同要 求进行大面积选线，录求可供越岭的几个垭口位 置；
概念：通过山区的交通干线往往要翻越分水岭，从一个 水系进入另一个水系，这段线路称之为越岭线，线路为 穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。用于缩短线路， 克服高程障碍。
《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计
和通风的需求。
纵断面设计还需要考虑隧道进 出口的处理方式，以及隧道内 交通标高、排水沟等附属设施
的设置。
断面尺寸的确定
01
断面尺寸的确定需要考虑车辆的尺寸、车道数量、安全距离等 因素。
02
设计需要满足车辆行驶的安全性和舒适性要求，同时也要考虑
隧道的施工难度和工程造价。
断面尺寸的确定还需要考虑隧道进出口的处理方式，以及隧道
排水设计
排水沟设置
在隧道衬砌结构底部设置排水沟，将隧道内的积水引入排 水沟，并排出隧道外。排水沟应定期清理，保持畅通。
排水孔设置
在隧道围岩中设置排水孔，将围岩中的水分引出，降低隧 道内的湿度。排水孔应定期进行疏通，防止堵塞。
集水井设置
在隧道内设置集水井，将隧道内的积水引入集水井，再通 过水泵将积水排出隧道外。集水井应定期清理，保持水泵 正常运行。
优化控制策略
根据实际需要，采用智能控制技术，实现设备 的自动调节和控制，避免能源浪费。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加强维护管理
定期对设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态，延长使用寿命， 降低能耗。
06
隧道断面的监控与报警系统设计
监控系统设计
实时监测
通过安装摄像头和传感器，实时监测隧 道内的交通情况、车辆行驶速度、车辆
流量等数据。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析，生 成各种报表和图像，以便管理人员了
解隧道内的实时状况。
数据采集
收集隧道内的环境参数，如空气质量 、温度、湿度等，以及隧道结构的状 态信息。
数据传输
将采集到的数据通过有线或无线方式 传输到中心服务器，以便远程监控和 管理。
报警系统设计
报警阈值设定
纵断面设计还需要考虑隧道进 出口的处理方式，以及隧道内 交通标高、排水沟等附属设施
的设置。
断面尺寸的确定
01
断面尺寸的确定需要考虑车辆的尺寸、车道数量、安全距离等 因素。
02
设计需要满足车辆行驶的安全性和舒适性要求，同时也要考虑
隧道的施工难度和工程造价。
断面尺寸的确定还需要考虑隧道进出口的处理方式，以及隧道
排水设计
排水沟设置
在隧道衬砌结构底部设置排水沟，将隧道内的积水引入排 水沟，并排出隧道外。排水沟应定期清理，保持畅通。
排水孔设置
在隧道围岩中设置排水孔，将围岩中的水分引出，降低隧 道内的湿度。排水孔应定期进行疏通，防止堵塞。
集水井设置
在隧道内设置集水井，将隧道内的积水引入集水井，再通 过水泵将积水排出隧道外。集水井应定期清理，保持水泵 正常运行。
优化控制策略
根据实际需要，采用智能控制技术，实现设备 的自动调节和控制，避免能源浪费。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加强维护管理
定期对设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态，延长使用寿命， 降低能耗。
06
隧道断面的监控与报警系统设计
监控系统设计
实时监测
通过安装摄像头和传感器，实时监测隧 道内的交通情况、车辆行驶速度、车辆
流量等数据。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析，生 成各种报表和图像，以便管理人员了
解隧道内的实时状况。
数据采集
收集隧道内的环境参数，如空气质量 、温度、湿度等，以及隧道结构的状 态信息。
数据传输
将采集到的数据通过有线或无线方式 传输到中心服务器，以便远程监控和 管理。
报警系统设计
报警阈值设定
《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计
地质构造和岩石应力状况对线路选择
纵向和横向渐变
4
有重要影响。
通过设计横向和纵向的渐变，保证隧 道的安全和舒适性。
隧道断面设计
断面形式
在考虑隧道使用功能的前提下，确定合适的 断面形式。
基础设计
考虑隧道的支护和基础，确定合理的断面尺 寸和形式。
断面尺寸
根据车辆通行、施工条件等要素，确定合理 的断面尺寸。
智能照明系统的应用
智能照明系统的应用可以最大 程度地利用隧道自然光线，提 高节能效果。
智能通风系统的应用
智能通风系统的应用可以根据 实时数据调节隧道内部环境， 保证车辆和乘客的舒适性。
隧道安全管理
安全管理制度
建立健全的安全管理制度， 规范隧道施工、运行和维 护活动。
应急预案
制定并及时更新隧道应急 预案，确保在突发事件中 快速有效地响应和处置。
平替段的设计可以减小渗漏和水压。
3 隧道进口出口的曲线设计
曲线半径的选择对于增加进口进出口的灵活性和保证通行安全有重要影响。
隧道平面布置
设计原则
充分考虑交通安全、造价、 舒适性等因素，优化平面布 置。
节点设计
合理设置节点可以优化路线， 减少盘山隧道的数量。
交叉口设计
考虑人流、车流量，设计合 理交叉口，保证交通畅通。
隧道施工困难
1
基础难度大
受到地质条件的影响，隧道基础的施工往往比其他地面施工更为困难。
2
开挖难度大
隧道的开挖不仅需要克服地质因素的阻碍，还受到隧道尺寸、施工技术等多种因 素的影响。
3
支护难度大
隧道的支护工作存在诸多技术难度，需要采用合理且有效的技术手段。
隧道自动化
隧道工程隧道线路及断面设计2
式中 H——车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取
360cm；
E——外侧线路的外轨超高值(cm)；
R——同前。
W3
8450 R
360 150
E 2
(cm)
或
W3
8450 R
1.2E
(cm)
第23页/共62页
第三章 隧道线路及断面设计 ➢ 其它情况时
W3
8450 R
(cm)
式中 H——车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取 360cm；
第三章 隧道线路及断面设计
➢ 隧道总加宽值为
W
W1 W2
4050 2.7E 4400
R
R
(cm)
或
W 8450 2.7E (cm)
R
第19页/共62页
第三章
隧道线路及断面设计
直线隧道中心线 曲线隧道中心线
加宽后隧道内轮廓线 直线隧道内轮廓线
W内
d W外
第20页/共62页
第三章 隧道线路及断面设计
425 0 4000
1500 2440
400
0
4250 3000
3000
1210 1100 1875 2250
轨面
4000 8500
2250
隧道建筑限界
基本建筑限界
第7页/共62页
第三章 隧道线路及断面设计 4.直线隧道净空
“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大 一些，除了满足限界要求外，考虑避让等安全 空间、救援通道及技术作业空间，还考虑了在 不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力 形状 。
d内1 l 2 8R
式中 l——车辆转向架中心距，取18m； R——曲线半径（m）。
第2章4隧道横断面设计
04
隧道横断面施工方法
开挖方法选择
全断面法
适用于地质条件较好、断面较小 的隧道。采用全断面一次开挖成 型，施工速度快，对围岩扰动小
。
台阶法
适用于地质条件较差、断面较大 的隧道。将断面分成上下两个或 多个台阶进行开挖，有利于控制
变形和保证安全。
分部开挖法
适用于大断面或地质条件复杂的 隧道。将断面分成若干个小断面 进行开挖，减小每次开挖的跨度
施工顺序安排
1 2 3
先墙后拱法
先开挖隧道两侧的边墙部分，再进行拱部开挖。 适用于地质条件较好、断面较小的隧道。
先拱后墙法
先开挖隧道的拱部，再进行边墙部分的开挖。适 用于地质条件较差、需要较早提供顶部支护的情 况。
交替开挖法
将隧道断面分成左右两部分交替进行开挖和支护 。适用于大断面或地质条件复杂的隧道，有利于 控制变形和保证安全。
筋连接。
二次衬砌设计
01
02
03
04
衬砌形式
根据隧道断面形状、地质条件 及施工方法等选择合适的衬砌 形式，如直墙式、曲墙式等。
衬砌厚度
根据围岩压力、结构跨度及施 工方法等因素综合确定。
钢筋配置
根据衬砌厚度及受力要求配置 钢筋，一般采用双层双向布置
。
混凝土等级
衬砌混凝土等级不应低于C30 ，抗渗等级根据防水要求确定
特殊情况处理
小净距隧道
针对小净距隧道的特殊地质条件 和施工要求，采取相应的设计和 施工措施，如加强支护、控制爆
破等。
连拱隧道
连拱隧道需考虑中隔墙的受力性能 和稳定性，采取相应的加固措施。
偏压隧道
针对偏压隧道的特殊地质条件，采 取相应的平衡措施，如设置平衡压 重、加强支护等。
隧道工程隧道线路及断面设计
绕行方案 深堑方案 隧道方案 沿河傍山绕行方案
隧道直穿方案
路堑指从原地面向下开挖而成的路基 形式。
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绕行方案优缺点： ➢ 优点：技术要求小，投资省、工期短； ➢ 缺点：线路延长、弯道增多、形成高大边坡。
只有在确认对运营不会造成不良影响时才考虑。 路堑方案优缺点： ➢ 优点：造价低，施工进度快； ➢ 缺点：路堑病害多、破坏植被。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ， 数字越小的围岩性质越 。 好
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第三章 隧道线及断面设计
山区公路线形设计受地形条件影响： ➢高程障碍：公路前进方向遇到高山时，由于坡度的限制不能在一定距离内拔起 越过山峰； ➢平面障碍：山嘴伸出很急。
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该采取什么办法？
克服地形障碍
高程障碍 平面障碍
总之，应有足够的实测资料为基础，能全面反映围岩的工程性质。
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2.3.3 我国公路隧道围岩分级 围岩基本质量指标BQ 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围岩基本质 量指标BQ，进行初步分级。
BQ=90+3Rc+250Kv Rc：岩石单轴饱和抗压强度，Mpa； Kv：岩体完整性系数。
为了把坡 度改为每千米只升高40米，能够通行火车，只能把铁路线反复迂回 盘旋，在6千米的直线距离内盘绕了27千米；在观音山站和青石崖站之间的线路 以33‰的大 坡度急速爬升。
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为了克服地势高差，过杨家湾站后就以3个马蹄形 和1个螺旋形（“8”字形）的迂回展线上升，线路层叠 3层，高度相差达817米，即为著名的观音山展线，所以 在观音山站就可以看到多层铁路重叠的场面。再经2364 多米长的秦岭大隧道穿过秦岭垭口，即进入嘉陵江流域 并到达秦岭站；越过秦岭后线路即用12‰的下坡道沿嘉 陵江而下至四川省广元，秦岭至略件等综合比选多个方案，最后确定最佳方案。
隧道断面设计
- 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 ,在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
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 ---隧道平面设计
- 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;
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡段长度
隧道工程
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
第三章隧道线路及断面设计
隧道位置与结构面的关系
垂直岩层： 应选择隧道的走向与岩面正交的方式穿过，切 忌与岩层面平行，同时也一定要避开软弱结构面。 • 总之，在单斜构造中，应注意两点： • 一是尽量避开层间软弱结构面； • 二是不要把隧道纵轴线设计成与层理面平行， 特别是不要与软弱结构面的走向一致，至少要形 成一定的交角。
2．选定高程
• 分水岭的山体，一般是上 陡下平。隧道位置定得越高， 隧道越短，但是会形成较大的 纵坡和较长的展线，运营条件 较差；隧道位置定得越低，隧 道越长，但是引线短，线路顺 直平缓，运营条件较好。 • 在选定隧道高程时，通过 综合比较，确定临界标高（隧 道造价、接线造价及营运费用 总和为最小的越岭标高）。
三种方案比较
• 绕行方案：可避开山岭地形，不修隧道或将长 大隧道改为傍山短隧道，因而技术要求低、投 资省、工期短，但是线路延长，弯道增多，运 营条件差。（过去的指导思想→现在少用，确 认对运营无不良影响时可采用） • 路堑方案：初期投资比隧道低，但边坡整治费 用高；开挖范围大，不利于环保。边坡高差不 大时，可考虑采用；但对于高边坡，宜考虑隧 道。
2B+(3m~1.5B) 较小 中等 1~1.5t 1.1M 中等 ＜10~20cm/s 山区狭窄地带可降低边坡 短隧道或围岩条件较好的 中长隧道、或者长大隧 道的局部地段
山区狭窄地带可 能出现高边坡
各种隧道
山区狭窄地带 可降低边坡
短隧道
2、地形条件对隧道位置的影响
• 就地形条件而言，山岭隧道可分为越岭隧道 和河谷傍山隧道两大类。 • 1）、越岭隧道 • 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。选择越岭隧道的位置主要 以选择垭口和确定隧道高程两大因素为依据。
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END
Байду номын сангаас
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
隧道线路及断面设计
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。