隧道线路及断面设计
隧道断面设计
秦岭终南山公路隧道
高速铁路隧道的特点： 需考虑列车在隧道内高速运行时的空气动力学效应； 一般采用扁平大断面隧道。
ITA隧道断面划分标准
划分 净空断面积（m2）
超小断面
<3
小断面
3-10
中等断面
10-50
大断面
50-100
超大断面
>100
日本隧道断面划分标准 划分 开挖断面积（m2）
大断面隧道设计－防排水设计
防排水措施 • 以施工缝、变形缝防水为重点，施工缝防水同时采用背贴
式止水带与中埋式止水带或遇水膨胀止水条的防水措施； 变形缝防水同时采用中埋式止水带及其他两种可靠的防水 措施； • 应重视初期支护的防水，并辅以注浆防水、防水层、膨胀 止水胶加强防水，满足结构设计和使用要求； • 隧道内均应设置双侧排水沟。单洞双线隧道，根据地下水 量，可增设中心水沟； • 富水地层隧道应采用深排水沟（水沟水位在铺底面20cm以 下）；
大断面隧道设计－衬砌结构设计
现代隧道衬砌结构设计的特点：
采用岩石力学模型，而不采用传统的荷载－结构模型； 围岩既是荷载的来源，又是承载结构； 围岩是主要的承载结构； 锚喷支护只是用来加固围岩，提高围岩的承载能力； 二次衬砌作为安全储备，视具体情况决定是否施设； 强调信息化施工。
reinforced ribs of shotcrete and bolting, Sfr, RRS+B 9) Cast concrete lining, CCA
锚 杆 长 度
大断面隧道设计－衬砌结构设计
离散单元法的应用
大断面隧道设计－衬砌结构设计
有限单元法模拟
离散单元法模拟
大断面隧道设计－衬砌结构设计
公路隧道毕业设计图纸
土木与建筑工程学院2015届毕业设计文件设计题目：天台山公路隧道设计专 业：土木工程（岩土）班 级： 11-3 班学生姓名：臧浩然学号：20117181指导教师：刘振平院长： 武鹤黑龙江工程学院土木与建筑工程学院二〇一五年六月目 录图 表 名 称 图 号 备 注设计总说明 I 共2页 上行先平纵缩图 S1-1共5页 下行线平纵缩图 S1-2隧道平面布置图（一） S1-3 隧道平面布置图（二） S1-4隧道平面布置图（三） S1-5隧道上行线纵断面缩图 S2 共1页 隧道上行线纵断面布置图（一） S3-1共3页 隧道上行线纵断面布置图（二） S3-2 隧道上行线纵断面布置图（三） S3-3隧道下行线纵断面缩图 S4 共1页 隧道下行线纵断面布置图（一） S5-1共3页 隧道下行线纵断面布置图（二） S5-2 隧道下行线纵断面布置图（三） S5-3Ⅲ级围岩隧道标准横断面图 S6 共1页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（一） S7-1共2页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（二） S7-2 Ⅲ级围岩支护与衬砌构造图 S8 共1页 Ⅳ、Ⅴ级围岩标准横断面图 S9 共1页 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（一） S10-1 共4页图 表 名 称 图 号 备 注 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（二） S10-2 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-3 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-4 共4页 Ⅳ、Ⅴ级围岩支护与衬砌构造图 S11 共1页 标准横断面图 S12 共1页 紧急停车带横断面和平面图 S13 共1页 人、车横向通道横断面图 S14 共1页 翼墙式洞门立面图 S15 共1页 翼墙式洞门侧面图 S16 共1页 翼墙式洞门平面图 S17 共1页 射流机安装位置图 S18 共1页 射流机平面布置图 S19 共1页 照明灯具安装位置图 S20 共1页 照明灯具平面布置图 S21 共1页 Ⅲ级围岩施工方案图 S22 共1页 Ⅳ级围岩施工方案图 S23 共1页 Ⅴ级围岩施工方案图 S24 共1页设计总说明一、设计依据隧道名称 始终里程桩号 隧道长度 天台山隧道上行线隧道 K95+238～k96+704 1466m下行线隧道 K95+230～k96+688 1458m1、《公路勘测规范》JTG C10-2007；2、《公路隧道施工技术规范》JTG F60-20093、《公路隧道设计规范》 JTG D70-20044、《公路工程技术规范》JTG B01-20035、《公路工程技术标准》TGB01-2014；6、《公路工程抗震设计规范》JTJ004-2008；7、《公路隧道交通与辅助设施施工技术规范》JTG/TF 72-2011；8、《公路隧道交通工程设计规范》JTG/T D71-2004；9、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；二、技术要求1、设计技术指标（1） 隧道按规定的远期交通量设计，采用直线型分离式单向行驶两车道隧道（上、下行分离）。
隧道工程第3章
隧道工程
建筑限界与横断面设计
隧道衬砌断面的轴线的设计原则
应当尽量与断面压力曲线重合，使各截面主要承受压应力。
为此，当衬砌受径向分布的水压时，轴线以圆形最好；主要承受 竖向压力或同时承受不大的水平侧压力时，可采用三心圆拱和直 墙式衬砌；当承受竖向压力和较大侧压力时，宜采用五心圆曲墙 式衬砌；当有沉陷可能和受底压力时，宜加设仰拱的曲墙式衬砌。
公路等级 高速公路 一 二 三 四
地形
平原 微丘
重丘
山岭
平原微 丘
山岭重 丘
平原微 丘
山岭重 丘
平原微 丘
山岭重 丘
平原微 丘
山岭重 丘
最小长度
100
80
60
40
80
40
60
20
40
15
20
10
隧道两端平面线形与路线线形相一致的最小长度（m）
隧道工程
建筑限界与横断面设计
隧道洞外连接线与隧道协调关系
隧道工程
3、建筑限界与横断面设计
隧道工程
建筑限界与横断面设计
隧道建筑限界：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碍物的空间限界。
隧道工程
紧急停车带
建筑限界与横断面设计
紧急停车带的建筑限界、宽度和长度（单位：cm）
隧道工程
隧道接线
建筑限界与横断面设计
保证有足够的视距和行驶安全 注视点和注视时间 高速公路和一级公路隧道应双侧设置检修道 隧道横断面宽度设计与路基同宽，可提高行车舒适性和减 少交通事故
隧道工程
隧道路线和位置的选择
垭口的选定是越岭隧道方案的重要控制点
垭口
路线总方向 选择的垭 口
隧道工程要哪些方案
隧道工程要哪些方案一、地质勘察方案地质勘察是隧道工程设计的基础，其主要任务是揭示隧道工程所贯穿的地层性质、构造特征、岩土工程性质等，以确定隧道工程的设计参数和施工方法。
地质勘察方案应包括调查范围、调查内容、调查方法、调查手段、资料分析等。
二、隧道线路方案隧道线路是指隧道在地下的走向和位置分布。
隧道线路方案应包括线路选择、线路优化、线路布置、线路长度等。
在确定隧道线路时，需要考虑地质条件、水文地质条件、地形地貌、交通条件、环保条件等多方面因素。
三、隧道断面方案隧道的断面形状和尺寸对隧道的承载能力、排水能力、通风能力等有着重要影响。
隧道断面方案应包括断面形状、断面尺寸、断面间距、洞井布置等。
在确定隧道断面时，需要综合考虑地质条件、隧道用途、交通能力等因素。
四、隧道支护方案由于地质条件的不同，隧道的支护方式也会有所不同。
隧道支护方案应包括支护结构、支护材料、支护方法、预应力锚杆等。
在确定隧道支护方案时，需要考虑地质条件、隧道用途、支护成本等因素。
五、隧道施工方案隧道施工方案应包括施工工艺、施工方法、施工工序、施工设备等。
在确定隧道施工方案时，需要充分考虑地质条件、施工条件、安全生产等多方面因素。
六、隧道通风方案隧道通风是保障隧道内空气清新，有效排除废气和废热，保障交通安全和施工环境的一项重要技术。
隧道通风方案应包括通风系统、排风系统、供风系统、通风机组等。
在确定隧道通风方案时，需要考虑隧道长度、交通量、环保要求等多方面因素。
七、隧道环保方案隧道工程会对周围环境造成一定的影响，为了最大程度地减少对环境的影响，需要制定有效的隧道环保方案。
隧道环保方案应包括环保结构、环保措施、环保设备等。
在确定隧道环保方案时，需要考虑周围环境、地质条件、用地要求等多方面因素。
8.隧道管理方案隧道工程一旦建成通车后，需要有完善的管理方案来保障其安全运营。
隧道管理方案应包括运营管理、安全管理、维护管理等。
在确定隧道管理方案时，需要考虑交通量、安全要求、运营成本等多方面因素。
浅谈山岭公路隧道设计
浅谈山岭公路隧道设计山岭公路隧道设计是公路工程中的重要环节，对于保障交通安全、提高公路运输能力起着重要作用。
下面将从隧道设计的选线、断面设计、结构设计以及安全设计几个方面进行浅谈。
首先，选线是隧道设计中的基础工作。
在选线过程中，需要综合考虑地质条件、环境因素、交通需求和经济效益等因素。
地质条件是选线中最关键的因素之一，地层的稳定性和隧道的穿越方向直接影响着隧道的施工难度和工期。
同时，隧道的直线段要尽量减少，以减少隧道的长度和施工难度，提高通行效率。
接下来，断面设计是隧道工程中的重要环节。
隧道断面的设计要满足通行安全、通行能力和经济性的要求。
在通行安全方面，隧道断面要满足车辆行驶的舒适性和安全性，需要考虑车辆的超高和超宽、两车道的交会以及紧急救援通道的设置。
在通行能力方面，隧道断面要满足设计标准的车流量要求，并考虑未来交通的发展需求。
在经济性方面，隧道断面要尽量减少隧道的建设投资和维护成本。
结构设计是隧道设计中的重点工作。
隧道结构设计要满足承载力、稳定性和耐久性的要求。
在承载力方面，隧道结构要能够承受地表和山体的荷载，并能够应对地震和风险。
在稳定性方面，隧道结构要能够经受地质灾害和山体滑坡的影响，保障隧道的安全性。
在耐久性方面，隧道结构要能够承受潮湿、温度和化学物质等环境因素的影响，延长隧道的使用寿命。
最后，安全设计是隧道设计中的重要内容。
隧道安全设计要满足火灾防范、疏散通道、照明和通风等要求。
在火灾防范方面，隧道内部的装修材料和设备要选择阻燃材料，并设置自动消防系统和火灾探测设备。
在疏散通道方面，隧道内部要设置足够宽度的疏散通道，并配备紧急疏散指示标识。
在照明和通风方面，隧道内部要有足够的照明设备，并设置通风系统，保障隧道内的空气质量。
总之，山岭公路隧道设计是一项复杂而又关键的工作，需要综合考虑地质条件、交通需求和安全等因素。
合理的选线、合适的断面设计、稳定的结构设计和完善的安全设计是保障山岭公路隧道工程质量和安全的重要保证。
隧道横断面设计
隧道横断面设计一、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，根据隧道建筑限界确定。
隧道建筑限界是为了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碍物的空间范围。
1.机车车辆限界机车车辆限界指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。
该限界要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。
“机车车辆限界”能满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上的最大需要。
2.基本建筑限界基本建筑限界指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。
3.隧道建筑限界（1）常速铁路隧道建筑限界。
它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线，即在“基本建筑限界”的基础上，留出少许空间，用于安装通信信号、照明、电力等设备。
对于速度120 km/h的新建和改建的内燃机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-1A”和“隧限-1B”，如图2-17所示。
新建和改建的电力机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-2A”和“隧限-2B”，如图2-18所示。
图2-17 蒸汽及内燃牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）图2-18 电力牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）（2）高速铁路隧道建筑限界。
我国高速铁路隧道建筑限界分为200 km/h客货共线、200 km/h及以上客运专线、200 km/h客货共线双层集装箱运输三种，如图2-19～图2-21所示。
图2-19 200 km/h客货共线电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界（单位：mm）图2-20 200 km/h及以上客运专线铁路建筑接近限界（单位：mm）图2-21 200 km/h客货共线电力牵引铁路双层集装箱运输隧道建筑限界（单位：mm）4.直线隧道净空（1）常速铁路隧道净空。
“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，它除了满足限界要求外，还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（拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。
城市地铁建设中的隧道断面设计要点
城市地铁建设中的隧道断面设计要点随着城市发展的不断壮大，地铁成为现代城市交通的重要组成部分。
地铁隧道作为地铁线路的重要组成部分，其断面设计对于地铁的安全、舒适性以及运行效率具有重要影响。
本文将从隧道断面设计的几个要点进行探讨。
一、通行能力地铁隧道的通行能力是隧道断面设计的首要考虑因素之一。
通行能力主要取决于隧道断面的宽度和高度。
对于城市地铁来说，通行能力的设计应该以满足高峰期的运输需求为目标。
因此，在设计隧道断面时，应充分考虑乘客的流量，确保隧道宽度和高度能够容纳足够的乘客流量，避免拥堵和安全隐患。
二、安全性隧道断面的设计要考虑地铁的安全性。
首先，隧道断面应具备足够的强度和稳定性，能够承受地铁列车的运行压力和地下水压力。
其次，隧道断面应考虑到应急疏散通道的设置，确保乘客在紧急情况下能够迅速撤离。
此外，隧道断面还应考虑到防火、防烟等安全设施的设置，以保障乘客的安全。
三、舒适性地铁隧道断面的舒适性对于乘客的体验至关重要。
隧道断面的设计应考虑到乘客的站立空间和座椅设置，以及通风、噪音和振动等因素对乘客的影响。
合理的隧道断面设计能够提供乘客舒适的乘坐环境，减少噪音和振动对乘客的干扰，提高乘坐体验。
四、可持续性地铁隧道断面的设计应具备可持续性。
随着城市地铁的不断扩张，隧道断面的设计应考虑到未来的发展需求。
隧道断面的设计应具备可扩展性，方便未来的线路延伸和改造。
此外，隧道断面的设计还应考虑到环保因素，减少对环境的影响，例如采用可再生能源供电、节能减排等措施。
五、美观性地铁隧道断面的美观性对于城市形象和乘客体验也具有重要意义。
隧道断面的设计应考虑到城市的整体风貌和地铁线路的特点，采用合适的材料和色彩，打造出美观、富有特色的隧道断面。
美观的隧道断面设计不仅能够提升城市形象，也能够给乘客带来愉悦的乘坐体验。
综上所述，城市地铁建设中的隧道断面设计要点包括通行能力、安全性、舒适性、可持续性和美观性。
这些要点相互关联，相互影响，需要在设计过程中综合考虑。
隧道线路及断面设计
• 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。
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。
第三章隧道线路及断面设计
隧道结构型式比较表
结构型式 双洞最小净距 占地宽度 接线难度 施工难度 工期要求 工程造价 质量控制难易 爆破振动 环境保护 适用条件 独立双洞隧道 (1.0~1.5)B (2.5~7.0)B 较大 较小 t M 较易 基本不控制 山区狭窄地带可 能出现高边坡 各种隧道 2B+3m 较小 较大 2~3t 1.3~1.5M 较难 ＜10cm/s 山区狭窄地带 可降低边坡 短隧道 连拱隧道 小净距隧道 3m~1.5B 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、 中长隧道、或者长大隧 道的局部地段
一、按地形条件选择隧道位置
• 1、隧道方案与其它方案的比较 • 要克服地形条件带来的高程障碍， 要克服地形条件带来的高程障碍，有 三种方案： 三种方案： • 绕行方案 • 路堑方案 • 隧道方案
三种方案做法
• 绕行方案 — 当附近地形开阔，山坡地带宽敞 当附近地形开阔， 时，克服高程障碍比较简易的办法是避开前方 山峰，迂回绕行而过。 山峰，迂回绕行而过。 • 深堑方案 — 当地形比较开阔，有山谷台地可 当地形比较开阔， 资展线时，就可以尽量地把线路展长， 资展线时，就可以尽量地把线路展长，坡度用 足以争取把线路标高抬起到可能的高度。 足以争取把线路标高抬起到可能的高度。然后 把高程尚有不足之处， 把高程尚有不足之处，在山顶部位开凿深路堑 通过。 通过。 • 隧道方案 — 当地形紧迫，山坡陡峭，不具备 当地形紧迫，山坡陡峭， 上述条件时，开凿隧道，穿山而过， 上述条件时，开凿隧道，穿山而过，就成为唯 一可行，而且是比较有利的方案。 一可行，而且是比较有利的方案。
表1 分离式独立双洞间的最小净距
隧道平纵断面设计
所以设计坡度时，注意应不超过限制坡度
i限
如线果的在当平量面坡上度有。曲即线，还需为克服曲线的阻力，隧再减道去工一个程曲
(2-1)
i允 i限 i曲
明线坡度要求!!!
式中 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。
坡度折减的原因
隧道工程
隧道设置曲线示例
隧道工程
隧道内的线路宜设置为直线，当因地 形、地质等条件限制必须设计为曲线时， 宜采用较大的曲线半径，慎用最小曲线 半径，并宜将曲线设在洞口附近。隧道 内不宜设置反向曲线。
- 隧道设置曲线时应注意的问题
隧道工程
• 应尽可能采用较短的曲线或半径较大的曲线，且将曲线设置在
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
公路隧道的平面线形和纵断面线形 隧道工程
平面线形
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。
隧道工程
这里有两个问题应当引起注意：一是小半径 曲线，二是超高。如果设置小半径曲线，会 产生视距问题，为确保视距，势必要加宽隧 道断面。设置超高时，车辆倾斜，也会导致 隧道断面的加宽。隧道断面加宽，一方面要 增加工程费用，另一方面使施工变得困难。 加宽后的断面宽度不统一，以及不同断面之 间的相互过渡都给隧道施工带来困难。由于 隧道内一般是禁止超车的，只能采用停车视 距，设计时根据停车视距可以换算出设置曲 线时的不加宽最小平曲线半径。
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；
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。
108-演示文稿-隧道位置和洞口位置设计以及隧道平纵断面设计
重点、难点内容
1. 隧道具体位置选择的影响因素有哪些？ 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？ 3. 地质条件对隧道位置选择有哪些影响？ 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？ 5. 隧道长度的定义。
重点、难点内容
6. 道路隧道平面设计时应考虑哪些问题？ 7. 隧道的纵断面的坡度类型有哪几种？各有什么优
第三章 隧道线路及断面设计
(2) 要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响。
t a
b 侧蚀
第三章 隧道线路及断面设计
(3) 应考虑施工和既有便道设置的位置，应注意边 坡的可能坍塌对洞身稳定的影响。
便道
第三章 隧道线路及断面设计
乐 昌
坪石 南岭煤矿
九峰
坪石
预留水库西岸双绕岐门 跨武水越岭方案
预留 水库 大瑶 山 14.3 公里 长隧 道方 案
第二节 隧道洞口位置的选择
隧道长度为其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶 面标高线交点之间的距离
洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工、造价 、工期和运营安全。选择时要结合洞口的地形，地 质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程（桥 涵、通风设施等）综合考虑。
第三章 隧道线路及断面设计
洞口部分在地质上通常是不稳定的。一般应设在 山体稳定，地质条件好，排水有利的地方。隧道宜 长不宜短，应“早进洞，晚出洞”，尽量避免大挖大 刷，破坏山体稳定。
(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
第三章 隧道线路及断面设计
(9) 长大隧道在洞门附近应考虑施工场地、弃渣场 以及便道等的位置。
总之，隧道洞口位置的选择，应根据地形、地质条 件，考虑边坡、仰坡的稳定，结合洞外有关工程及 施工难易程度，本着“早进晚出”的指导思想，全面 综合地分析确定。
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
隧道工程第3章 隧道线路及断面设计-2
1210 1110
1875
轨面
2250
4000
2250
8500
新建或改建行驶电力机车的单（双）线隧道限界
‹#›
‹#›
4.直线隧道净空
考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间 不同围岩压力下，衬砌结构的合理受力形状 施工方便
120km/h单线铁路隧道衬砌轮廓
‹#›
120km/h双线铁路隧道衬砌轮廓
2 R
l2 8R
l — 车辆转向架中心距，取18m R— 曲线半径，单位m
车辆长度（L=26m） 车辆前后转向架间距（l=18m）
D a/2
车辆中心线 线路中心线
d内 d外
a
曲线半径（R）
则：
d内1
182 8R
100
4050 R
(cm)
‹#›
(2) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移
d内2＝
0.75
8.00
/ 0.25
0.75
7.50
0.25
0.75
9.00
0.25
0.75
7.00
0.25
7.00
0.25
0.75
7.00
0.25
7.00
0.25
7.00/4.50
0.25
9.75
9.25
10.25
9.25
9.25
8.75
9.50
10.5
7.50
8.50
7.50
8.50
7.50
8.50
7.50
H E 150
(cm)
d内2
内2
H — 隧道限界控制点自轨面起的高度，cm
隧道建设中的隧道断面设计有哪些要求
隧道建设中的隧道断面设计有哪些要求在隧道建设中，隧道断面设计是至关重要的一环。
它不仅关系到隧道的安全性、功能性，还对工程的造价和施工难度有着显著的影响。
那么，隧道断面设计究竟有哪些要求呢？首先，隧道断面的形状选择是设计的基础。
常见的隧道断面形状有圆形、椭圆形、马蹄形、矩形等。
不同的形状在受力特性、施工难度和空间利用等方面各有优劣。
例如，圆形断面在承受周围岩土压力时，受力较为均匀，结构稳定性好，但施工难度相对较大；马蹄形断面则在适应不同地质条件和满足功能需求方面具有一定的灵活性。
在确定隧道断面形状时，需要充分考虑地质条件。
如果地质条件复杂，存在较大的围岩压力或地下水问题，那么选择受力性能好的断面形状就显得尤为重要。
比如在软弱围岩中，圆形或椭圆形断面可能更能保证隧道的稳定性，减少围岩变形和坍塌的风险。
隧道的使用功能也是决定断面设计的关键因素之一。
如果是公路隧道，需要考虑车辆的通行宽度、高度以及车与车之间的安全间距。
一般来说，高速公路隧道的净宽和净高都有明确的标准，以确保车辆能够安全、顺畅地行驶。
此外，还需要设置紧急停车带、人行横道和车行横道等附属设施，这些都会影响隧道断面的尺寸和形状。
对于铁路隧道，除了要满足列车的通行要求外，还需要考虑轨道的布置、接触网的安装以及信号设备的设置等。
不同类型的铁路，如高速铁路、普通铁路，其隧道断面的设计标准也会有所差异。
通风要求在隧道断面设计中不容忽视。
良好的通风系统能够有效地排除隧道内的有害气体、烟雾和粉尘，保证洞内空气质量和能见度，为行车安全和人员健康提供保障。
通风方式的选择，如自然通风、机械通风或混合通风，会直接影响隧道断面的大小和形状。
例如，采用机械通风时，需要预留通风设备的安装空间，这可能会导致隧道断面的增大。
照明需求也是设计时要考虑的重要方面。
充足的照明能够提高隧道内的视觉舒适度和安全性，减少驾驶员的视觉疲劳。
照明灯具的布置和安装方式会影响隧道顶部和侧壁的空间预留，从而对断面设计产生影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
隧道直穿方案示意图
13
※地质条件的影响
1）单斜构造
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，以不透 水的坚硬岩层作顶板为最好
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
（a）不利的结构面倾向 （b）有利的结构面倾向 结构面倾向对隧道位置的影响 8
（2）要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响，如图所示。 （3）应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公 路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。如图所示。
河岸受冲刷对洞身位置影响示意图
道路对洞身稳定的影响示意图
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。
为改善线形，提高车速，缩短里程，节省时 间，常修建傍山隧道。
傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害； 山坡亦常有滑坡，松散堆积，泥石流等不良地 质现象，地质情况较为复杂。
软弱结构面地带隧道位置的选择
15
•直立岩层 — 隧道通过直立岩层时，其中线宜垂直
于岩层的走向穿过，在隧道开挖过程中，易产生坍 塌，甚至会导致大的坍方，致使地面形成“天窗”
直立岩层中隧道位置的选择
16
2）褶皱构造
褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型，当隧道通过褶
皱构造时，应尽量避免将隧道置于向斜或背斜的轴部，
而应将隧道置于翼部，则隧道所处的地质条件类似单
斜构造
当对隧道通过向斜和背
斜轴部作比较时，则背斜较
向斜略好，若向斜轴部处于
含水层中，地下水积聚凹底，
洞身开挖所出现的涌水及坍
塌将比背斜严重，也将增加
褶皱构造隧道位置的选择
施工的困难。
17
3）断裂构造，接触带 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
18
4）不良地质 常见不良地质条件：滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、 溶洞、含瓦斯和地下水发育等地质条件。
19
• 滑坡地区
早进晚，宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬。
2
1、越岭隧道的选址
选择垭口 、确定隧道高程
(1)越岭隧道平面位置的选择
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。
※采用直线或大半径曲线为好；
※优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口， 展线好，隧道较短；
※虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线
隧道方案 — 当地形着山体自然弯曲傍山绕行， 如果地形条件尚能允许，则可采用。在不得已时， 只得大劈坡，或高层填土，上设御土墙，下设护坡 护岸，有时还须跨谷建桥，有时为防滚石坠落，还 需设置防护明洞
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。
6
选择傍山隧道时应注意：
（1）傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。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
--宁里勿外
最小覆盖层厚度(m)
傍山隧围道岩类最别小覆盖层单厚线度 d(m) 双线
Ⅳ
4~6
7~9
Ⅲ
7~10
10~15
Ⅱ
11~20
16~30
7
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 。
缓倾角岩层隧道位置的选择
14
当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过 时，地层滑动将使隧道结构受到很大的剪力，以致把 结构物损坏。应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱 构造(破碎)带，而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层 中；如果隧道恰在层间软弱面的上方，地层滑动会使 隧道的某一段发生横向推移，而与邻段断开。因此一 定要尽可能避开软弱结构面，特别是不要把隧道中线 设成与软弱结构面的走向一致或平行，至少要成一定 的交角。
10
※地形的影响
1）高程障碍
绕行方案 — 当附近地形开阔，山坡地带宽 敞时，克服高程障碍的一个比较简易的办法是 避开前方的山峰，迂回绕行而过；
深堑方案 — 当地形比较开阔，有山谷台地 可支展线时，就可以尽量地把线路展长，坡度 用足以争取把线路标高抬起到可能的高度。然 后把高程尚有不足之处，在山顶部位开凿深路 堑通过；
条件；
3
4
(2)越岭隧道标高的选择
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。
5
2、河谷线上隧道（傍山隧道）位置的选择
9
3、地形地质条件对隧道位置的影响
研究地质条件的重要性：不论是沿河（溪） 线还是越岭线，地质条件对隧道位置的选择往 往起决定性作用。好的地层，对施工和营运均 有利，亦可节省投资。对岩性不好的地层、断 层破碎带、含水层等不良地段应避免穿越，以 免增大投资，造成施工与营运的困难，影响隧 道安全，留下后患。若不能绕避而必须通过时， 应采取可靠的工程处理措施，以确保隧道施工 及营运安全。
隧道线路及断面设计
• 第一节 隧道位置的选择 • 第二节 隧道洞口位置的选择 • 第三节 隧道平、纵断面设计 • 第四节 隧道横断面设计 • 第五节 高速铁路隧道单洞双线和双洞单线
方案选择
1
第一节 隧道位置的选择
隧道是山区线路穿越山岭时用来克服高程障碍的一 种建筑物。 影响因素：
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， 现有的施工技术水平，今后运营条件。 基本原则：