第2章 隧道平纵断面设计-隧道平面设计

— 坡度折减的原因
▪ 列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
▪ 洞内空气阻力增大
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计 隧道工程
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值。列于下表可参 照使用。
隧道内线路最大坡度系数
隧道长度 401～1000 1001～4000
>4000
电力牵引 0.95 0.90 0.85
• 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百度文库因
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；
• 列车在曲线上行驶，产生了离心力，再加上洞内空气潮湿，使得钢轨磨
损加速，从而使洞内的养护工作量增大；
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
• 在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰恰落在缓和曲线上。 • 隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。 • 在一座隧道内最好不设一个以上的曲线，尤其是不宜设置反向曲线
或复合曲线。如果列车同时跨在两个曲线上，行驶很不稳当。
• 当必须设置两条曲线时，两曲线间应有足够长的夹直线，一般是要
求在三倍车辆长度以上。
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- 坡道型式
— 隧道处于地层之内，除了地质有变化时以外，线路的坡型本来不 受什么限制，用不着采用复杂多变的型式。一般可采用简单的单坡型或 不复杂的人字坡型 。
— 单坡多用于线路的紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取 高程，拔起或降落一定的高度。人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭 隧道 。
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• 曲线隧道洞身弯曲，洞壁对气流的阻
力加大，使通风条件变坏，有害气体不 易排出；
• 运营中为了保证隧道建筑限界的要求
和正常的行车条件，需要经常检查线路 平面和水平，曲线隧道也较直线隧道增 加了维护作业量和难度；
• 由于曲线关系，洞内进行施工测量时，
操作变得复杂，精度也有所降低。
时，允许分坡平道长度缩短至200m。坡段长最小为200m。
- 坡段联接
• 两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大 • 两坡段间的代数差值 i不应大于重车方向的限坡值i允 。
隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
隧道工程
- 平面线形
• 若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。
- 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
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---公路隧道的平面线形和纵断面线形
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- 直线隧道的优点
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；
隧道设置曲线示例
如果地势条件必须把曲线引进隧道，那么，施工时先按主体的直线隧道 开挖，两端暂开直的照准导坑，以补救曲线所形成的缺点，待全隧道的 导坑开通后，再把两端按原设计的曲线调整过来
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- 隧道设置曲线时应注意的问题
• 应尽可能采用较短的曲线，或是半径较大的曲线，且将曲线设置在
坡道形式
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- 坡度大小
— 设计坡度时，注意应不超过限制坡度 i限 。
— 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
式中
i允 i限 i曲
(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。
内燃牵引 0.90 0.80 0.75
坡度折减区段示意
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- 坡段长度
• 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
隧道工程
引线
• 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
其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口
• 隧道需要机械通风时，引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧
道，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致
• 隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑过
渡，路肩应在适当的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利