第2章4 隧道横断面设计

3.4 隧道勘测设计文件的内容
公路隧道勘测设计的成果是设计文件， 应按交通部颁发的《公路基本建设工程设计 文件编制办法》和《公路隧道勘测规程》的 要求进行编制。
提出隧道勘测说明书
1．沿线隧道概况及自然概况； 2．工程地质及水文地质情况； 3．气象、环境和有关政策法令情况； 4．施工条件(包括施工场地、工程设备、给排水、动 力、施工道路、弃渣场、建筑材料来源等)； 5．隧道方案(2个或2个以上)的比选情况和在设计注意 事项； 6．对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议； 7．存在问题以及解决办法的建议，有关协议、纪要；
5、衬砌断面设计 (1)概念 （2)衬砌断面的形状 （3）内轮廓线的确定方法
(1)概念
① 衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内 轮廓线之内的空间为隧道的净空断面。
② 衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形 状，衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌 厚度)的外缘线。该线又称为最小开挖线。
隧道衬砌内轮廓线
80cm取值，并综合考虑以下因素： ⑴ 紧急情况时，驾乘人员拿取消防设备方便；
⑵ 满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。 ⑶ 检修人员步行时的安全；
紧急停车带
对于长、特长隧道应在行车方向
的右侧设置紧急停车带。紧急停车带
的设置间距不宜大于750m。
ห้องสมุดไป่ตู้急停车带
横向通道横断面
二、 衬砌断面设计
0
设计 姚庆龙 复核 戴艳辉 审核
图号
460
00
S3
00 N 4 69 00
46
00 00
0
6
日期
紧急停车带
上行线里程桩号
人行通道
北秀山隧道（下行）
出口
下行线里程桩号
紧急停车带
N 00
0
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0
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44 0
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N 2 69 00 00
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——应当尽量与断面压力线重合，使各 截面主要承受压应力。 (1)、当衬砌受径向分布的水压时，轴线 以圆形最好； (2)、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；
(3)、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； (4)、当有沉陷可能受底压力时，宜加 设仰拱的曲墙式衬砌。
68 69 10 0
69
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45
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E
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440
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N 69
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E
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N
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0
什么是隧道衬砌？(Lining)
它是一种超静定支护结构,是隧 道的主体建筑物
1、衬砌断面设计内容 确定 （1）内轮廓线 （2）衬砌轴线
（3) 衬砌厚度
2、设计内轮廓线的原则 衬砌的内轮廓线应尽可能地接 近建筑限界，力求开挖和衬砌的数 量最小。衬砌内表面力求平顺，考 虑衬砌施工的简便。
3、隧道衬砌断面的轴线：
在整个施工图设计文件中应有隧道设计说明书。对隧道概况、设计意图及 原则、施工方法及注意事项等做概括说明。中小隧道的设计内容酌减。
E E
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47
48
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0
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N 69 5
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00
0
E E
N 69 6
11．隧道洞口地形平面图
显示边坡开挖情况，选定洞口位置，确定明
洞长度，布置排水，施工场地及防护工程设施
等，一般洞口地形平面图的施测范围为洞口前
后及两侧各宽约60m左右，有不良地质现象时，
其施测范围应酌情加宽；
施工图设计文件
1．隧道平面图：显示地质平面、隧道平面位 置及路线里程和进出口位置等。设U形回车场、 错车道、爬坡车道时，应显示其位置和长度。 2．隧道纵断面图：显示隧道地质概况、衬砌 类型（有加宽或设U形回车场时，应显示加宽值 及加宽段长度)、埋深、路面中心设计标高、有高 路肩时显示路肩标高、设计坡度、地面标高、里 程桩等。
(2) 曲墙式衬砌断面
(3) 直墙式衬砌断面
（3）《公路隧道设计规范》
关于衬砌标准断面
(4)仰拱的设置条件
1、在Ⅳ—Ⅵ级围岩条件下，围岩自稳能力差， 侧压力较大，地基承载力弱，为保证结构整体 安全，控制沉降，采用有仰拱的封闭式衬砌断 面。 2、隧道断面越大，围岩自稳能力越差，围岩变 形也越大。所以，Ⅳ-Ⅵ级围岩两车道隧道、 Ⅲ级围岩三车道以上隧道宜采用有仰拱的衬砌 断面形式。 3、在隧道边墙底以下围岩为坚硬整体岩石(Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ级围岩)时，可不设仰拱。
示设置洞门处的地形、地质情况、边仰坡 开挖坡度及高度等。 4．隧道进口(出口)平面图：显示洞 门附近的地形、洞顶排水系统(有平导时， 与平导的相互关系等)、洞门广场的减光设 计等。
3．隧道进口(出口)纵横断面图：显
5．隧道进口(出口)洞门图：显示洞门的构 造、类型及具体尺寸，采用建筑材料、施工 注意事项，工程数量等。有遮光棚等构造物 时，应显示其与洞身连结关系及完整的遮光 棚构造设计图。 6．隧道衬砌设计图：显示衬砌类型、构 造和具体尺寸、采用的建筑材料；施工注意 事项、工程数量等。设回车场、错车道、爬 坡车道时应单独设计。
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N
0
E
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N
0
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路线起点 路线起点
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N 2 69
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E
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40
0
黑龙江工程学院
00 1 00 00 69 0 00
北秀山隧道
00 3 00 69 4 00
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路线平面布置图（一）
69 5 00 00 69 5 00 69 4 00
7．辅助坑道结构设计图。 8．运营通风系统的结构设计图。
9．运营照明系统的结构设计图。
10．监控与管理系统结构设计图。
11．附属建筑物的结构设计图。
较长隧道的施工图设计一般应包括如下内容：
(1) 隧道平面图； (2) 隧道纵断面图； (3) 隧道进出口平面图； (4) 隧道进出口洞门设计图； (6) 隧道衬砌结构设计图。 (7) 隧道防排水设计图 (8) 辅助坑道结构设计图； (9) 运营通风系统的结构设计图； (10) 运营照明系统的设计图； (11) 监控与管理系统的结构设计图； (12) 附属建筑物的结构设计图。
③实际开挖线 如何控制超挖，至今仍是一个难题。 按设计要求所有超挖部分，都须用片 石回填密实。由于施工上的困难，不 容易作到密实。但这是设计及施工中 都应着重强调的问题。
(2)衬砌断面的形状 ①曲墙式衬砌
（三心圆拱、单圆拱、五心圆拱）
②直墙式拱形衬砌
（3）公路隧道衬砌内轮廓线的求法 主要步骤如下：
净空断面大小、隧道内轮廓形状和几何 尺寸设计
4、隧道衬砌厚度
随所处地质条件和水文地质条件不 同而有较大变化，并且与隧道的跨径， 荷载大小，衬砌材料以及施工条件等 有关。
根据以往经验， 1、拱圈可以采取等截面，
2、采取在拱脚部分加厚20—50％ 的
变截面。
仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。
隧道衬砌截面最小厚度（cm ）
E
N 3 69
69
20
0
43 0
北秀山隧道（上行） 入口
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N 4 69
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N
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40 69
N 69
0
E
N 69 1
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30
8.隧道线路方案平面图；比较方案(2条以上)应 绘入图内，并附有方案比较说明，采用方案的理 由； 9．隧道线路地质平面图；显示地质构造、岩层 产状、不同地质的分界线，水文地质情况、地物、 地貌等。 10．隧道纵断面图；显示隧道全貌，埋置深度， 地质和水文地质以及线路条件，图上除注明里程、 地面标高外，尚应注明设计坡度；设计标高及线 路曲线要素。
69 3
地面高程（m） 里程桩号 围岩级别 衬砌类型 地质概况 设计高程（m） 路 面 Ⅳ 级围岩 复合式衬砌 玄武岩 III 级围岩 Ⅳ 级围岩 路 面
坡度(%)坡长(m)
1.2%
填挖高度（m）