1隧道勘测及隧道位置的选择

（GB18306-2001）提供的参数。
• 气象资料 • 施工条件
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王丽琴主讲
长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道的调查
长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道，应进行大面 积的区域性工程地质调查、测绘、并加强地质勘探和试验工
作，查明区域地质构造及工程地质、水文地质条件；当地下
水对隧道影响较大时，应进行地下水的动态勘测。
2. 岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区 选择隧道位置时，应查明工程地质及水文地质情况，原则 上应避免从不稳定的岩堆、崩坍、错落、堆积层地区中通过， 应将洞身置于稳定的地层；
当隧道必须通过时，首先应分析并确认其具有稳定性，且 一定要采取可靠有效的工程措施，方得以在图示位置通过。
不良地质中的隧道
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软弱结构面地带隧道位置的选择
王丽琴主讲
3. 直立岩层
隧道通过直立岩层时，
中线宜垂直于岩层的走向穿
过，否则在隧道开挖过程中， 易产生坍塌，甚至会导致大
的坍力，致使地面形成“天
窗”
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王丽琴主讲
褶皱构造与隧道位置的选择
褶皱构造隧道位置的选择
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断裂构造、接触带与隧道位置的选择
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王丽琴主讲
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王丽琴主讲
三、隧道勘测的两个阶段
设计阶段地质调查
方法：测绘、弹性波探测、遥感、钻孔、试验坑道等
施工阶段地质调查
方法：工作面观察、超前钻孔、导坑、试验坑道、物探等
目的：核定地质构造、岩性、地下水等。及时预测和解决施 工中遇到的工程地质及水文地质问题，为验证、修改 设计提供依据。
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王丽琴主讲
工程评价及处理措施
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王丽琴主讲
隧道平面位置的选择
垭口的选择
一般的情况，常常有若干个垭 口可以通过。此时，就要分析比较， 选定最为理想的垭口。 要求：靠近两端航空直线方向， 垭口两侧有较好的展线条件
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王丽琴主讲
(1) 考虑重点
◆ 垭口的地形和地质条件的好坏和隧道的长短。因为二
者关系到施工的难易、工期的长短和运营的安全等问题。
不利的结构面倾向
有利的结构面倾向
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王丽琴主讲
第三节
隧道方案的比较
一、隧道方案与明堑方案
二、隧道方案与跨河架桥方案
三、双线单隧道和单线双隧道方案的比较 四、长隧道和短隧道群方案的比较 五、对相关工程的考虑
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王丽琴主讲
一、隧道方案与明堑的比较
1. 经济和技术上的比较
一般说来，隧道造价比明堑要贵一些，施工技术也复杂一些，明堑方 案常常是比较省钱、省事、又快速的。
岩级别，是对设计阶段的预判断进行修正，是客观、
可靠、可信的判断。
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王丽琴主讲
第二节 隧道位置的选择
在山区修建铁路或高等级公路时，隧道的比重往往是很大 的，因此，选择合理的隧道位置不仅是选线的重要组成部分， 同时也关系着施工难易、工期长短、造价大小、运营安全和运
输效率。

隧道具体位置的选择最为重要的是地质条件和地形条件。
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王丽琴主讲
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
进行全面的政治、经济、技术的综合比较来确定
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王丽琴主讲
第二节 隧道位置的选择
一、按地形及地质条件进行选择 二、按线路类别进行选择
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2. 安全性比较
在比较隧道方案与明堑方案时，忽略了安全条件，就会造成错误。例
如，为了避免修建工程较难的隧道，有意识地将线路向靠河一侧移动，把 本该用隧道穿过的地方，硬以明堑通过。由于明堑劈坡太深开挖后，边坡
不稳，施工时坠石掉块，运营后滑坡坍方，给长期的运营带来安全上的威
胁和防护上的困难。
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王丽琴主讲
1. 水平或缓倾角岩层
当隧道通过坚硬的厚层岩 层时，较为稳定。若通过很 薄的岩层，则施工时顶部易 产生掉块现象，此时，以不Fra Baidu bibliotek透水的坚硬岩层作顶板为最 好。
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王丽琴主讲
单斜构造与隧道位置的选择
2. 陡倾角岩层 陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在，当有软弱夹 层伴以有害节理切割时，易产生坍方和顺层滑动；在此情 况下，如以明洞通过时应慎重对待。
王丽琴主讲
一、按地形及地质条件进行选择
按地形条件进行选择
高程障碍
平面障碍
按地质条件进行选择
单斜构造 褶皱构造 断裂构造、接触带 不良地质的影响 不良水文地质的影响
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王丽琴主讲
高程障碍
1. 绕行方案
2. 深堑方案 3. 隧道方案
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王丽琴主讲
在线路翻越山岭地段，通过修建隧道可减少展线长度， 使线路平直。这是山岭交通隧道的最大功能。在设计上一 般把这种隧道称为越岭隧道。
◆ 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。 例如：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。
• 围岩自稳性
• 隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等
• 岩土膨胀压力 • 滑坡、偏压 • 围岩状态和土压特性 • 高地应力区应力场
• 瓦斯、岩溶、及人为坑洞等
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王丽琴主讲
围岩级别的确定
判断围岩级别是决策隧道设计、施工中各种问 题的基础。围岩级别的判定是按设计和施工两个阶
段进行。施工阶段可根据已暴露的围岩条件判定围
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王丽琴主讲
一、隧道勘测的一般规定
制定勘测计划
勘测计划包括对既有资料的收集和调查、地质勘察、环境调查、施工 条件调查、调查采取的方法等内容。在勘测过程中，当发现实际地质情况 和预计的情况不符时，应及时修改勘测计划。
勘测资料应完备：齐全、准确，满足设计要求 勘测分两个阶段：设计阶段勘测和施工阶段勘测 评价隧道工程对环境的影响
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王丽琴主讲
二、按线路类别进行选择
1. 越岭线上隧道位置的选择 2. 河谷线上隧道位置的选择
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王丽琴主讲
二、按线路类别进行选择
1. 越岭线上隧道位置的选择
越岭线——铁路线路从一个水系过渡到另一个水系时， 必须跨越分水岭，该段线路称之为越岭线。
垭口 —— 当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线 上的高程较低处。
展线短、线路较顺直。
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王丽琴主讲
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凉风垭越岭隧道方案示意图
王丽琴主讲
2. 河谷线上隧道位置的选择
铁路沿河傍山而行时称之为河谷线。
“宁里勿外”原则
河谷线路沿河傍山地段，当线路以隧道通过时，线路宜 靠山侧内移，避免隧道覆盖层过薄、河流冲刷和不良地质对 其稳定性的影响。
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王丽琴主讲
当地层结构面倾向山一侧时，地层比较稳定，覆盖厚度 可以酌减。当地层结构面倾向河流一侧时，覆盖厚度宜予加 大。
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王丽琴主讲
越岭隧道主要解决的问题：
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。
越岭隧道地段，一般山峦起伏，地形陡峻，
工程地质和水文地质条件均较复杂，交通运输条 件也比较困难，施工及弃碴场地狭窄，隧道施工 往往控制全线或部分地段的工期。
垭口的选择
过岭高程的确定
垭口两侧线路展线方案的布局

山体可穿而不宜大挖，大挖必塌
从长期运营条件来看，隧道方案优于明堑方案

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王丽琴主讲
二、 隧道方案与跨河建桥方案的比较
1. 跨河建桥方案的优缺点
优点：桥梁长度短 缺点：① 每延米的造价高； ② 施工有季节性; ③达不到争取高程的目的; ④中孔跨度较大，两端基础必须十分坚实; ⑤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; ⑥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。
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王丽琴主讲
平面障碍
1. 沿河傍山绕行方案
2. 隧道直穿方案
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王丽琴主讲
在线路沿河谷绕 行时，为避免不良 地质地段，如滑坡 等，用隧道来裁弯 取直时，可缩短线 路长度这种隧道一 般称为傍山隧道或 河谷隧道。
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王丽琴主讲
例1：大瑶山隧道（铁路）
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例2：关村坝隧道（铁路）
王丽琴主讲
单斜构造与隧道位置的选择
隧道立面位置的选择
选择高程
分水岭的山体，一般上陡下缓。
高：短、凑高程、远期运营不利；
低：长、技术条件较好，工程规模要大一些。
拟定合理的越岭高程是线路选择中最重要的环节
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王丽琴主讲
例：川黔线上的凉风垭隧道即为较为典型的例子。为穿越
娄山山脉分水岭的越岭隧道，根据地形特点，选择了三个主要
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、
不良地质的影响
对于容易发生塌方、掉石、泥石流、滑坡等病害地段， 修建隧道可大大改善运营条件，保证行车安全，节省养护维 修费用。
1. 滑坡地区
应尽量使隧道洞身埋藏
在滑床(可能的滑动面)以下一
定厚度的稳固地层中。
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当一条线路有可能是从滑坡地段上通过时，可把线路 往里挪动一些，用隧道通过。
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隧道勘测应详细调查隧道所在地区的自然、人文活动和社会环境状 况，评价隧道工程对环境可能造成的影响。
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二、调查测绘 主要内容：工程地质条件和施工条件
• 自然概况：地形地貌特征 • 工程地质特征：地层岩性、地质构造特征 • 水文地质特征：地下水特征、分布等 • 不良地质和特殊岩土地段： • 地震基本烈度等级：《中国地震动参数区划图》
王丽琴主讲
隧道方案和跨河建桥方案的选择： 全面考虑、综合分析、 分清主次、择优选用
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王丽琴主讲
三、双线单隧道和单线双隧道的比较
１. 双线单隧道的优缺点
优点： 缺点： 大，需更为有力的支护结构； ②隧道施工时，因压力大，临时 支护困难，发生坍方事故的威 胁较大； ③一次工程投资大于两座单线隧 道先后修建的初期投资； ④断面积大，不能充分利用列车 活塞风。
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王丽琴主讲
2. 隧道方案的优缺点
优点： ①每延米的造价低一些; ②隧道穿山而过，线路直、短、平； ③施工不受季节影响； ④隧道建成后维修养护的工作量较小； ⑤战时可作列车掩蔽所； 缺点： ① 隧道相对较长； ② 如果线路前方遇到不良地质地段，修建隧道将增加 困难。 ③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。 46
线路方案
沙木拉打 瓦 吉 木 小 相 岭 阳糯雪山
隧道长（km）
6.4 14.5 19.5 25.8
高程（m）
2188～2243 1950～2077 1782～1815 1760～1800
线路长（km）
141.5 109.3 109.3 83.5
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王丽琴主讲
越西至泸沽段越岭隧道方案示意
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王丽琴主讲
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①所需的位置宽度小于两座单线 ①断面跨度大，所受围岩压力也
隧道的位置宽度，选线时易于
安排布置； ②开挖面积小于两座单线隧道的
开挖总面积，工程量小，施工
相互干扰也少； ③净空较大，坑道宽敞，有利于
使用大型机械施工；
④通风条件好，维修养护方便。
王丽琴主讲
2.单线双隧道的优缺点
优点:
缺点:
①断面小、压力小，坑道的稳定 ①两座单线隧道须横向相隔一定 性好，易施工，支护简单、安 的安全距离，以避免施工第二 全； 线隧道时，对第一线隧道有影 ②对于近期尚不准备修第二线的 响； 新建隧道来说，可以先修第一 线的单线隧道，预留第二线， ②两座单线隧道施工时总会相互 待需要时才修。如此则初期一 干扰，尤其是在修第二线隧道 次投资较少； 时。故增加了施工的困难。 ③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。
6. 黄土地区
黄土具有干燥时坚固，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。
7. 隧道应避免通过具有放射性危害的地层。
王丽琴主讲
不良水文地质的影响
1. 地下水
选择隧道位置时，最好不从富水区中经过。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。 2. 地温 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。
落石地带的隧道
王丽琴主讲
3. 泥石流
应避免把隧道放在冲积扇范围以内，以免堵塞隧道 洞口，或建明洞，使泥石流在明洞顶通过。
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4. 溶洞地区 当不可避免时，应选择在较狭窄地段，以垂直或大角度穿
过，使通过岩溶地段为最短。
5. 瓦斯地区
隧道开挖时，有害气体逸出；轻则致人窒息，重则引起爆炸，危害甚
大。选择隧道位置时，最好能避开。不得已时，应做好通风稀释的措施。
王丽琴主讲
第一章 隧道勘测及隧道 位置的选择 王丽琴
西安理工大学土建学院
岩土工程研究所
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王丽琴主讲
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
隧道勘测及隧道位置的选择
隧道勘测 隧道位置的选择 隧道方案的比较 隧道洞口位置的选定
本章作 业
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王丽琴主讲
第一节
隧道勘测
一、隧道勘测的一般规定
二、调查测绘
三、隧道勘测的两个阶段