2第二章 隧道平纵断面设计
合集下载
隧道工程4-2-1 隧道平纵横断面设计
第4页
2.隧道坡道形式
一般可采用单面坡或人字坡。
第5页
2.隧道坡道形式
两种不同的坡型适用于不同的隧道。
对位于紧坡地段，要争取高程的区段上 的隧道、位于越岭隧道两端展线上的隧道、 地下水不大的隧道，或是可以单口掘进的 短隧道，可以采用单面坡型；
第6页
2.隧道坡道形式
两种不同的坡型适用于不同的隧道。
第12页
3.隧道坡度大小
高速铁路中，由于行车速度快，对 于坡道的最大坡率做出了要求，正线 的最大坡度，一般条件下不应大于 20‰，困难条件下，经技术经济比较， 不应大于30‰。动车组走行线的最大 坡度不应大于35‰。
第13页
谢 谢！
第14页
第9页
3.隧道坡度大小
m的取值
第10页
3.隧道坡度大小
洞口外一段距离内，也要考虑相应的折 减。 当列车的机车一旦进入隧道，空气阻力 就增加，黏着系数也开始减少。所以在上 坡进洞前半个远期货物列车长度范围内， 也要按洞内一样予以折减。
第11页
3.隧道坡度大小
除了最大坡度的限制以外，还要限制最 小坡度。因为隧道内的水全靠排水沟向外 流出。《铁路隧道设计规范》规定，隧道 内线路不得设置平坡，最小的允许坡度不 宜小于3‰。
《铁路隧道》
第4章 隧道平纵横断面设计
• 第一节 隧道平面设计 • 第二节 隧道纵断面设计
• 第三节 隧道横断面设计
第2页
学习重点
• 隧道坡道形式及坡度大页
1.隧道纵断面概述
隧道纵断面是中心线展直后在垂直面上 的投影。纵断面设计主要包括隧道内线路 的坡道形式、坡度大小和折减、坡段长度 和坡段间的衔接等内容。
对于长大隧道、越岭隧道、地下水丰富 而抽水设备不足的隧道，宜采用人字坡型。
隧道平纵断面设计
19
隧道平面设计
（二）公路隧道
高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行 分离的独立双洞。分离式独立双洞的最小净距，按 对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道 平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工 方法等因素确定 。
山岭隧道
20
隧道平面设计
（二）公路隧道
分离式双洞有利于运营通风与防灾，有利于隧道 施工。但双洞断面积比单洞断面积大，洞口展线长， 则洞外地形狭窄地段将会产生大量人工边坡、桥隧相 连的情况，会导致工程费和养护费增加，而且线形很 差，对连续中、短隧道（亦称隧道群）的情况，这样 做就非常困难。
山岭隧道
8
隧道平面设计
（一）铁路隧道
常速铁路单、双线隧道的选定：
新建双线或增建第二线时： 其他有条件的长隧道，考虑到运营期间一旦发生 事故，能有效防灾、救援且尽量控制损失，则选 用两座单线隧道，相互间设置联络通道的方案应 是最佳决策。
山岭隧道
9
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
高速铁路一般设计为双线： 从地质条件看，在软弱破碎围岩地段，考虑施工 难度和风险，宜选用跨度较小的双洞单线隧道方 案，当地质条件好时，可选用单洞双线隧道方案。
山岭隧道
10
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
高速铁路一般设计为双线： 从施工方法看，当采用TBM或盾构施工时，考 虑施工风险，采用直径较小的双洞单线隧道方案 较为稳妥，施工风险相对较小。
山岭隧道
40
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
1）常速铁路隧道
新建和改建的电 力牵引的单线、双 线隧道限界图
A2-1认识：隧道的空间形态(平面、纵断面、横断面).
A2-1 认识：隧道建筑物的空间形态（平面、纵断面、横断面）学习资料A2-1-1 隧道平面应根据地质、地形、路线走向、通风等因素确定隧道的平曲线线形。
当设为曲线时，不宜采用设超高的平曲线，并不应采用设加宽的平曲线。
隧道不设超高的圆曲线最小半径应符合规范的规定。
当由于特殊条件限制隧道平面线形设计为需设超高的曲线时，其超高值不宜大于4.0%，技术指标应符合《公路路线设计规范》的有关规定。
高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞。
分离式独立双洞的最小净距，按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定。
一座分离式双洞隧道，可按其围岩代表级别确定两洞最小净距。
学习资料A2-1-2 隧道纵断面隧道内纵面线形应考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求，隧道纵坡不应小于0.3%，一般情况不应大于3%;受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大于4%;短于100m的隧道纵坡可与该公路隧道外路线的指标相同。
当采用较大纵坡时，必须对行车安全性、通风设备和营运费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证。
隧道内的纵坡形式，一般宜采用单向坡;地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡。
纵坡变更的凸形竖曲线和凹形竖曲线的最小半径和最小长度应符合规范的规定。
隧道内纵坡的变换不宜过大、过频，以保证行车安全视距和舒适性。
学习资料A2-1-3 隧道横断面各级公路隧道建筑限界如图2-1-1`，在建筑限界内不得有任何部件侵人。
各级公路隧道建筑限界基:本宽度应按表2.1.1执行，并符合以下规定H-建筑限界高度;W-行车道宽度;L L一左侧向宽度;L R一右侧向宽度;C一余宽;J一检修道宽度;R一人行道宽度;h一检修道或人行道的高度;EL_建筑限界左顶角宽度，E L二L; E R一建筑限界右顶角宽度，当L R≤lm 时，E R =L R，当L R > lm时，E R=lm12表2.1.1 公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度(单位:m)②连拱隧道的左侧可不设检修道或人行道，但应设5Ocm(120 km/h与100 km/h时)或25cm(80 km/h 与60 km/h 时)的余宽。
隧道工程第二章隧道平纵断面设计课件
一个曲线的当量坡度。即 i允 i限 i曲
i允
(2-1)
式中 i限 —— 设计中允许采用的最大坡度；
i曲 —— 按照线路等级规定的限制最大坡度；
—— 曲线阻力折算的坡度折减量。
— 坡度折减的原因
列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
5
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。
1
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计 隧道工程
• 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,
— 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 。
坡道形式
4
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计 隧道工程
- 坡度大小
— 设计坡度时, 注意应不超过限制i限坡度 。
— 如果在平面上有曲线, 还需为克服曲线的阻力, 再减去
速度通过时, 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i 代数差值不宜太大 i允 两坡段间的代数差值 不应大于重车方向的限坡值 。
7
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
04 隧道平纵断面设计
而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更
符合实际情况。
山岭隧道
23
二 隧道纵断面设计
山岭隧道
24
隧道纵断面设计
隧道纵断面是中心线展直后在垂直面上的 投影。纵断面设计主要包括隧道内线路的坡道 形式、坡度大小和折减、坡段长度和坡段间的
衔接等内容。
山岭隧道
25
隧道纵断面设计
（一）铁路隧道
坡段也不宜太短，坡段长度最好不小于列车的长度， 考虑到长远的发展，最好不小于远期到发线的长度
山岭隧道
31
隧道纵断面设计
（一，两个相邻坡段坡度的代数差值
不宜太大，否则会引起车辆之间仰俯不一，车钩受 到扭力，容易发生断钩。两个相邻坡段坡度的代数 差应有一定限制。 从安全的观点出发，两坡段间的代数差值不应 大于重车方向的限坡值。
山岭隧道
40
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
1）常速铁路隧道
新建和改建的电
力牵引的单线、双 线隧道限界图
山岭隧道
41
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
2）高速铁路隧道
200 km/h 及以上客 运专线铁 路建筑接 近限界基 本尺寸及 轮廓
200 km/h客货共线电力牵引 铁路KH-200桥隧建筑限界
（一）直线隧道净空 4、直线隧道净空
山岭隧道
37
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。
隧道净空根据“隧道建筑限界”确定，“隧道建筑 限界”根据“基本建筑限界”制定，“基本建筑限 界”根据“机车车辆限界”制定。 “限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内
A2-1认识：隧道的空间形态(平面、纵断面、横断面).
A2-1认识：隧道的空间形态 （平面、纵断面、横断面）
知识目标
认识：隧道建筑物的空间形态、结构类型、结构组成和构造特征（包括隧道 平面、纵断面、横断面，初期支护、内层衬砌）
认读：头回答50%，书面回答）：
1、单层衬砌——，2、复合衬砌——，3、拼装衬砌——； 4、初期支护（内层衬砌）——，5、后期支护（内层衬砌）——； 6、锚喷支护——，7、超前支护——，8、地层改良——； 9、锚杆——，10、喷射混凝土——，11、钢拱架——。 12、隧道支护结构有哪几种类型？其力学意义有何区别？ 13、隧道洞门有哪几种结构类型？ 14、隧道附属设施有哪几种？隧道附属设施的标高设计要求？
2、穿过稳定山体 ——避开不良地质条件
隧道的空间形态（平纵横） ：
平面——曲、直？ 纵断面——坡、平？ 横断面——大、小、形状？
隧道的空间位置（洞身洞口） ：
与地形、地质的关系？ 洞身——鞍部、山峰？ 洞口——沟心、山脊？
请观看施工录像 请完成基本练习
PPT课件002，本学习资料
教学资源 隧道设计图：01马尾井隧道、03谭家坝隧道、07梅子潭隧道
09土地坡隧道、13斑竹林隧道、15双连拱隧道
处理本学习资料，或阅读、听取PPT讲解
方法建议
旋转木马、搭档拼图、扩展小组、关键词标注、
传话筒、引导文、三明治、交换答案等
学时建议
4
隧道在线路上的作用：
1、穿越分水岭 ——截弯取直线路，缩短线路长度 ——降低线路拔起高度，减缓线路坡度
知识目标
认识：隧道建筑物的空间形态、结构类型、结构组成和构造特征（包括隧道 平面、纵断面、横断面，初期支护、内层衬砌）
认读：头回答50%，书面回答）：
1、单层衬砌——，2、复合衬砌——，3、拼装衬砌——； 4、初期支护（内层衬砌）——，5、后期支护（内层衬砌）——； 6、锚喷支护——，7、超前支护——，8、地层改良——； 9、锚杆——，10、喷射混凝土——，11、钢拱架——。 12、隧道支护结构有哪几种类型？其力学意义有何区别？ 13、隧道洞门有哪几种结构类型？ 14、隧道附属设施有哪几种？隧道附属设施的标高设计要求？
2、穿过稳定山体 ——避开不良地质条件
隧道的空间形态（平纵横） ：
平面——曲、直？ 纵断面——坡、平？ 横断面——大、小、形状？
隧道的空间位置（洞身洞口） ：
与地形、地质的关系？ 洞身——鞍部、山峰？ 洞口——沟心、山脊？
请观看施工录像 请完成基本练习
PPT课件002，本学习资料
教学资源 隧道设计图：01马尾井隧道、03谭家坝隧道、07梅子潭隧道
09土地坡隧道、13斑竹林隧道、15双连拱隧道
处理本学习资料，或阅读、听取PPT讲解
方法建议
旋转木马、搭档拼图、扩展小组、关键词标注、
传话筒、引导文、三明治、交换答案等
学时建议
4
隧道在线路上的作用：
1、穿越分水岭 ——截弯取直线路，缩短线路长度 ——降低线路拔起高度，减缓线路坡度
第2章铁路隧道规划与位置选择
第2章铁路隧道规划与位置选择 (1)2.1 铁路隧道线路位置选择 (1)2.2铁路隧道规划——洞口位置的选择 (3)2.3 铁路隧道平面与纵断面设计 (4)2.3.1隧道平面设计 (5)2.3.2隧道纵断面设计 (5)2.4隧道横断面设计 (7)2.4.1.直线隧道净空 (7)2.4.2曲线隧道净空加宽 (9)2.4.3.曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法 (12)2.5铁路隧道构造设计 (12)2.5.1衬砌构造 (12)2.5.2洞门与明洞 (14)2.5.3明洞 (15)2.5.4附属建筑物 (16)第2章铁路隧道规划与位置选择2.1 铁路隧道线路位置选择铁路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，是整条线路的组成部分，同迂回绕线的方法相比，往往可以缩短线路长度、改善线路的平纵断面以及日后的运营条件，但它相对路基建筑物而言，造价比较高，施工难度大，施工进度也比较慢。
铁路隧道是铁路线上的一种建筑物，其位置选择与线路走向有着密切关系。
一般而言，中、短隧道的位置服从于线路走向的大体位置，可作小幅度的调整。
对于长大隧道，如遇到复杂地质情况，修建技术上有一定困难时，隧道成为线路修建的控制工程，其位置往往影响线路走向的位置，这时线路就得服从隧道所选择的最优位置。
所以，隧道位置的选择与线路的选线是相互关联的，应该综合考虑两者的利弊来决定。
隧道具体位置的选择与区域工程地质条件、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，以及现有的施工技术水平和今后运营条件等因素有关。
1．越岭线上隧道平面和立面位置的选择当铁路线路从一个水系过渡到另一个水系时，穿越高程很大的分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。
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来决定。
⑴选择垭口分水岭的山脊线上高程较低处称为垭口。
平面位置选择主要是对隧道穿越分水岭的不同高程的多个垭口的选择，选择时主要考虑垭口地质条件、隧道长度、两侧展线的难易程度、线形和工程量的大小。
隧道工程4-2-3 隧道平纵横断面设计
第3页
6.隧道纵断面设计实例
（1） 隧道的基本情况 包括隧道的进出口位置、洞门型式、 明洞里程、线路的方向、隧道纵断面 的地面起伏情况等，这类内容是隧道 的基本情况
第4页
6.隧道纵断面设计实例
（2） 地质情况
• • • • • •
第5页
隧道的地形地貌 地质岩性、产状 节理产状 地下水情况 环境等级划分 特殊地质
第7页
6.隧道纵断面设计实例
（5） 隧道平面及辅助洞室 隧道平面的设计，可以得到隧道的 线路形式、线路间距、曲线或缓和曲 线的分布等。辅助洞室是隧道附属建 筑中很重要的一个设计内容，辅助洞 室的设置位置一般是从纵断面中得到 的。
第8页
6.隧道纵断面设计实例
（6） 线路坡度设计 在图中所要表达的主要内容就是隧 道的坡率、坡道长度、变坡点位置和 变坡点的高程。
第9页
6.隧道纵断面设计实例
（7） 地面标高及里程 隧道结构中要明确的标明隧道相应 里程的地面标高，通过计算地面和轨 面的高差，可以得知隧道的埋深情况， 以此判断隧道是按深埋还是浅埋进行 检算。
第10页
6.隧道纵断面设计实例
在隧道纵断面图中，要有相应的图 例、平面曲线参数表、隧道线间距加 宽表等。
6.隧道纵断面设计实例
（3） 围岩等级及其长度 隧道的衬砌结构设计是与围岩等级 相关的，通过围岩等级的描述，可以 选择特定的支护结构设计参数，同时 也由此可以得到隧道结构的经济指标 等。
第6页
6.隧道纵断面设计实例
（4） 施工方法 隧道结构的施工方法与围岩的等级、 开挖断面等有关，对于已选定的线路 等级和隧道线路形式（单线双洞或双 线单洞），施工方法一般仅与围岩的 等级相关。
第11页
6.隧道纵断面设计实例
（1） 隧道的基本情况 包括隧道的进出口位置、洞门型式、 明洞里程、线路的方向、隧道纵断面 的地面起伏情况等，这类内容是隧道 的基本情况
第4页
6.隧道纵断面设计实例
（2） 地质情况
• • • • • •
第5页
隧道的地形地貌 地质岩性、产状 节理产状 地下水情况 环境等级划分 特殊地质
第7页
6.隧道纵断面设计实例
（5） 隧道平面及辅助洞室 隧道平面的设计，可以得到隧道的 线路形式、线路间距、曲线或缓和曲 线的分布等。辅助洞室是隧道附属建 筑中很重要的一个设计内容，辅助洞 室的设置位置一般是从纵断面中得到 的。
第8页
6.隧道纵断面设计实例
（6） 线路坡度设计 在图中所要表达的主要内容就是隧 道的坡率、坡道长度、变坡点位置和 变坡点的高程。
第9页
6.隧道纵断面设计实例
（7） 地面标高及里程 隧道结构中要明确的标明隧道相应 里程的地面标高，通过计算地面和轨 面的高差，可以得知隧道的埋深情况， 以此判断隧道是按深埋还是浅埋进行 检算。
第10页
6.隧道纵断面设计实例
在隧道纵断面图中，要有相应的图 例、平面曲线参数表、隧道线间距加 宽表等。
6.隧道纵断面设计实例
（3） 围岩等级及其长度 隧道的衬砌结构设计是与围岩等级 相关的，通过围岩等级的描述，可以 选择特定的支护结构设计参数，同时 也由此可以得到隧道结构的经济指标 等。
第6页
6.隧道纵断面设计实例
（4） 施工方法 隧道结构的施工方法与围岩的等级、 开挖断面等有关，对于已选定的线路 等级和隧道线路形式（单线双洞或双 线单洞），施工方法一般仅与围岩的 等级相关。
第11页
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。
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)
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
《隧道平纵断面设计》课件
对于较长或较为复杂的隧道，通风问题需要考虑。在纵断面设计中 ，应合理布置送风口和排风口的位置。
04
隧道平纵断面设计的优化
隧道平纵断面设计的优化目标
提高行车安全
通过优化平纵断面设计，降低交通事故风险 ，提高行车安全性。
降低建设成本
通过合理的平纵断面设计，减少工程量，降 低建设成本和运营维护成本。
提高通行效率
01
02
03
隧道进出口位置
选择合理的进出口位置， 确保隧道与周围环境的协 调性。
隧道轴线走向
根据地质勘察资料和线路 走向，确定合理的隧道轴 线走向。
隧道洞门设计
洞门设计需考虑洞口景观 、地形地貌以及洞口位置 等因素。
隧道平面设计的方法和步骤
初步设计
根据地质勘察资料和线路 要求，初步确定隧道进出 口位置和轴线走向。
根据优化算法的反馈，不断调整平纵 断面的参数，以达到最优设计。
实例验证
通过实际工程案例，验证优化方法的 可行性和有效性。
隧道平纵断面设计的优化实例
某高速公路隧道
通过优化平纵断面设计，提高了行车 安全和通行效率，减少了交通事故和 交通拥堵。
某城市地铁隧道
在满足功能需求的前提下，优化平纵 断面设计，保护了环境和景观，降低 了建设成本。
用。
隧道平纵断面设计的原则和标准
隧道平纵断面设计应遵循安全 、经济、环保和可持续发展的 原则。
在设计过程中，需要综合考虑 地质条件、环境因素、交通需 求以及建设成本等因素。
此外，还需要遵循国家和行业 的相关标准，如公路工程技术 标准、铁路隧道设计规范等。
02
隧道平面的设计
隧道平面设计的基本要素
竖曲线半径是影响隧道纵断面设计的 重要参数，它决定了隧道内部的视觉 效果和行车舒适度。
04
隧道平纵断面设计的优化
隧道平纵断面设计的优化目标
提高行车安全
通过优化平纵断面设计，降低交通事故风险 ，提高行车安全性。
降低建设成本
通过合理的平纵断面设计，减少工程量，降 低建设成本和运营维护成本。
提高通行效率
01
02
03
隧道进出口位置
选择合理的进出口位置， 确保隧道与周围环境的协 调性。
隧道轴线走向
根据地质勘察资料和线路 走向，确定合理的隧道轴 线走向。
隧道洞门设计
洞门设计需考虑洞口景观 、地形地貌以及洞口位置 等因素。
隧道平面设计的方法和步骤
初步设计
根据地质勘察资料和线路 要求，初步确定隧道进出 口位置和轴线走向。
根据优化算法的反馈，不断调整平纵 断面的参数，以达到最优设计。
实例验证
通过实际工程案例，验证优化方法的 可行性和有效性。
隧道平纵断面设计的优化实例
某高速公路隧道
通过优化平纵断面设计，提高了行车 安全和通行效率，减少了交通事故和 交通拥堵。
某城市地铁隧道
在满足功能需求的前提下，优化平纵 断面设计，保护了环境和景观，降低 了建设成本。
用。
隧道平纵断面设计的原则和标准
隧道平纵断面设计应遵循安全 、经济、环保和可持续发展的 原则。
在设计过程中，需要综合考虑 地质条件、环境因素、交通需 求以及建设成本等因素。
此外，还需要遵循国家和行业 的相关标准，如公路工程技术 标准、铁路隧道设计规范等。
02
隧道平面的设计
隧道平面设计的基本要素
竖曲线半径是影响隧道纵断面设计的 重要参数，它决定了隧道内部的视觉 效果和行车舒适度。
《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。
隧道平纵断面设计
山岭隧道
15
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度大于20 km时，从防灾救援方面考虑，一 般采用双洞单线隧道方案，如已竣工通车的兰武二线乌 鞘岭隧道(长20 050 m)和石太客运专线太行山隧道(长27 839 m)等。
山岭隧道
16
隧道平面设计
（二）公路隧道
山岭隧道
21
隧道平面设计
（二）公路隧道
因此，在受洞口地形限制，围岩条件 较好时，也可以选用大断面的连拱式单洞 隧道。目前，在公路隧道中出现了不少大 断面的连拱隧道形式。
山岭隧道
22
隧道平面设计
（二）公路隧道
在桥隧相连、隧道相连、地形条件限制等特殊 地段，也可以采取小净距隧道或连拱隧道形式。当 然，也可在洞身段采取较大间距，形成独立双洞， 而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更 符合实际情况。
根据地质、地形、路线的走向、通风等因 素确定隧道的平、曲线线形。设为曲线时，不 宜采用设超高的平曲线，并不应采用设加宽的 平曲线。
山岭隧道
17
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道不设超高的圆曲线最小半径符合以下规定：
山岭隧道
18
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道的行车视距与会车视距符合以下规定：
山岭隧道
故在确定隧道方案时，应结合线路的隧道分布和 隧道两端引线等相关工程的具体情况，综合考虑。
山岭隧道
13
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度小于10 km时，一般采用单洞双线方 案，可利用施工时的辅助坑道作为防灾救援和人 员疏散的紧急出口，如郑西客运专线函谷关隧道 (长7 851 m)、秦东隧道(长7 684 m)等。
15
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度大于20 km时，从防灾救援方面考虑，一 般采用双洞单线隧道方案，如已竣工通车的兰武二线乌 鞘岭隧道(长20 050 m)和石太客运专线太行山隧道(长27 839 m)等。
山岭隧道
16
隧道平面设计
（二）公路隧道
山岭隧道
21
隧道平面设计
（二）公路隧道
因此，在受洞口地形限制，围岩条件 较好时，也可以选用大断面的连拱式单洞 隧道。目前，在公路隧道中出现了不少大 断面的连拱隧道形式。
山岭隧道
22
隧道平面设计
（二）公路隧道
在桥隧相连、隧道相连、地形条件限制等特殊 地段，也可以采取小净距隧道或连拱隧道形式。当 然，也可在洞身段采取较大间距，形成独立双洞， 而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更 符合实际情况。
根据地质、地形、路线的走向、通风等因 素确定隧道的平、曲线线形。设为曲线时，不 宜采用设超高的平曲线，并不应采用设加宽的 平曲线。
山岭隧道
17
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道不设超高的圆曲线最小半径符合以下规定：
山岭隧道
18
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道的行车视距与会车视距符合以下规定：
山岭隧道
故在确定隧道方案时，应结合线路的隧道分布和 隧道两端引线等相关工程的具体情况，综合考虑。
山岭隧道
13
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度小于10 km时，一般采用单洞双线方 案，可利用施工时的辅助坑道作为防灾救援和人 员疏散的紧急出口，如郑西客运专线函谷关隧道 (长7 851 m)、秦东隧道(长7 684 m)等。
自考 土木工程 选线设计(二)答案
第一章铁路能力1、客货运量的意义是什么？答：（1）客货运量是设计铁路能力的依据；（2）客货运量是评价铁路经济效益的基础；（3）客货运量是影响线路方案取舍的重要因素；总之，客货运量在铁路设计中具有重要作用。
2、铁路选线设计所需要的运量参数有哪些？答：（1）有货运量（2）货物周转量（3）货运密度（4）货流比（5）货运波动系数。
(6)零担、摘挂、快运货物和旅客列车。
3、计算所得的牵引质量由哪些限制条件检算？答：（1）启动条件的限制；（2）车站到发线有效长度的限制；（3）车钩强度限制。
4、《线规》中明确规定各级铁路主要技术标准的内容有哪些？答：有：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、车站分布、到发线有效长度、牵引种类、机车类型、机车交路、闭塞类型。
第二章线路平、纵断面设计1、线路平、纵断面设计必须满足的基本要求有哪些？答：（1）必须保证行车安全和平顺。
主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等。
（2）、应力争节约资金，既要力争减少工程数量、降低工程造价，又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。
（3）既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证他们协调配合，总体布置合理。
2、曲线超高的作用及设置方法是什么？答：列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨，加大了外股钢轨的压力，也使的旅客感到不适，货物产生位移等。
因此需要将外轨抬高，使列车自身的重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心力的作用，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适度，提高线路的稳定性和安全性。
曲线超高的设置方法有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。
3、曲线半径对工程有时候会产生一些影响，在什么因素下会引起工程费用增大？答：在增加线路长度、降低粘着系数、轨道需要加强、增加接触导线的支柱数量这几个因素会引起工程费用增大4、曲线半径对运营的影响有哪些？答：影响：增加轮轨的磨耗、维修工作量加大、行车费运增高5、缓和曲线的作用是什么？答：在缓和曲线范围内，其半径由无限大渐变到圆曲线的半径，从而使车辆产生的离心力逐渐增加，有利于行车平稳；在缓和曲线范围内，外轨超高由零递增到圆曲线上的超高量，使向心力逐渐增加，与离心力的增加相配合；当曲线半径小于350m、轨距需要加宽时，在缓和曲线范围内，由标准轨距逐步加宽到圆曲线上的加宽量。
隧道与地铁工程_ 隧道工程的总体设计_ 隧道平、纵面设计_
当隧道净宽小于所在公路的路基宽度时，两端接线仍然按 等级公路标准设计，与隧道洞门端墙衔接。隧道内的路肩宽度 与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑的过渡，应在适当 的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利。
2017年8月10日，
陕西安康境内京昆高
速公路秦岭1号隧道，
发生一起大客车碰撞
隧道口的交通事故，
造成36人死亡13人
限速
路面超高
4
（3）分离式隧道最小净距问题：按两洞结构对彼此不产生有 害影响为原则
L
B
L=kB
K与围岩级别有关
5
大跨度隧道 连拱隧道
6
2. 隧道线路纵断面设计
• 概念：隧道中心线展开以后在垂直面上的投影 • 关键问题： （1）纵坡坡度设计：
考虑排水时应不小于0.3%， 考虑通风时应小于2%（汽车排放的有害物质聚集） （2）纵坡形式设计：单坡，人字坡
7
• 单 坡：单向行驶，通风有 利，汽车产生有害气体小， <=3%，有利于争取高程
• 人字坡：隧道两端上坡施 工，出渣和排水有利，施 工废弃急剧掌子面，通风 较差，<=1%，长大隧道 设置通风竖井。
8
隧道边坡点应设置竖曲线，并尽量选择大值，以利于通 视和通风。
•竖曲线：凸曲线，凹曲线（依据设计速度选取半径）
9
3. 隧道线路接线
• 接线位置：隧道洞口 • 要求：连接线平纵断面与隧道线形协调，确保足够视距与
行驶安全
接线与隧道线型协调
确保足够视距
10
（1）保证有足够的视距和行驶安全：在进口一侧，需要在足 够的距离外能够识别隧道洞口。
为使汽车顺利驶入隧道，驾驶员应提前知前方有隧道。 通常当汽车驶近隧道，但尚有一定距离时，驾驶员若能自然 地集中注意力观察到洞口及其附近的情况，并保证有足够的 安全视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，才能保 证行车安全。
2017年8月10日，
陕西安康境内京昆高
速公路秦岭1号隧道，
发生一起大客车碰撞
隧道口的交通事故，
造成36人死亡13人
限速
路面超高
4
（3）分离式隧道最小净距问题：按两洞结构对彼此不产生有 害影响为原则
L
B
L=kB
K与围岩级别有关
5
大跨度隧道 连拱隧道
6
2. 隧道线路纵断面设计
• 概念：隧道中心线展开以后在垂直面上的投影 • 关键问题： （1）纵坡坡度设计：
考虑排水时应不小于0.3%， 考虑通风时应小于2%（汽车排放的有害物质聚集） （2）纵坡形式设计：单坡，人字坡
7
• 单 坡：单向行驶，通风有 利，汽车产生有害气体小， <=3%，有利于争取高程
• 人字坡：隧道两端上坡施 工，出渣和排水有利，施 工废弃急剧掌子面，通风 较差，<=1%，长大隧道 设置通风竖井。
8
隧道边坡点应设置竖曲线，并尽量选择大值，以利于通 视和通风。
•竖曲线：凸曲线，凹曲线（依据设计速度选取半径）
9
3. 隧道线路接线
• 接线位置：隧道洞口 • 要求：连接线平纵断面与隧道线形协调，确保足够视距与
行驶安全
接线与隧道线型协调
确保足够视距
10
（1）保证有足够的视距和行驶安全：在进口一侧，需要在足 够的距离外能够识别隧道洞口。
为使汽车顺利驶入隧道，驾驶员应提前知前方有隧道。 通常当汽车驶近隧道，但尚有一定距离时，驾驶员若能自然 地集中注意力观察到洞口及其附近的情况，并保证有足够的 安全视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，才能保 证行车安全。
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。
第2章4隧道横断面设计
(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。
净空断面大小、隧道内轮廓形状和几何 尺寸设计
半径划圆即得内轮廓线的基本部分。
(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。
求取最经济值
什么是隧道净空？ 什么是隧道建筑限界？
隧道横断面设计
什么是隧道净空？ 什么？
隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 隧道建筑限界：保证隧道中行车安全，在一定
高度和宽度范围内任何物体不 得侵入的限界
隧道建筑限界详图
隧道建筑限界设计规范规定：
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。
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
路线纵面缩图
(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。
净空断面大小、隧道内轮廓形状和几何 尺寸设计
半径划圆即得内轮廓线的基本部分。
(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。
求取最经济值
什么是隧道净空？ 什么是隧道建筑限界？
隧道横断面设计
什么是隧道净空？ 什么？
隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 隧道建筑限界：保证隧道中行车安全，在一定
高度和宽度范围内任何物体不 得侵入的限界
隧道建筑限界详图
隧道建筑限界设计规范规定：
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。
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
路线纵面缩图
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
第2章2隧道洞口位置的选择
洞口位置选择的一般原则和要求
总之，选定隧道洞口位置时， 首先：要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度
和坡面长度， 其次：是避开不良地质区域和排水影响， 最后：才从经济方面进行比较。
二、 隧道方案与自然条件的关系
1、坡面正交型 2、坡面斜交型 3、坡面平行型 4、尾部进入型 5、深入谷地型
隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大 挖大填，确保边坡和仰坡的稳定。
洞口位置选择的一般原则和要求
⑴隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大 挖大填，确保边坡和仰坡的稳定。
(2)洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下 水不太丰富的地方；
(3）洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处， 不要与水争路；
图3.1.8 贴壁进洞时洞口纵断面示意图
图3.1.9 陡壁下接长明洞纵断面示意图
图3.1.10 缓坡洞口纵断面示意图
图3.1.11
隧道轴线与地形的关系
围岩级别 坡率高度(m)Ⅰ～Ⅱ NhomakorabeaⅢ
Ⅳ
Ⅴ～Ⅵ
贴壁 1:0.3 1:0.5 1:0.5 1:0.75 1:0.75 1:1 1:1.25 1:1.25 1:1.5
<15 <20 25左右 <20 25左右 <15
<18 25左右 <15
<18
图3.1.7 沟谷附近洞口平面位置示意图
2.2 隧道洞口位置的选择
2.3 隧道的几何设计
2.3.1 隧道的平面设计 2.3.2 隧道的纵断面设计 2.3.3 隧道的净空断面横断面设计 2.3.4 隧道接线
2.4 衬砌内轮廓线及几何尺寸的拟定
2.5 道路隧道勘察设计文件的内容和组成
2024/3/13
相关主题
- 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)。
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 。 竣工后的排水，包括涌水、漏水、清洗隧道用 水、消防用水等，如果能满足施工排水的需要， 那么在用混凝土修建的排水沟中排水是没有问 题的，其最小坡度不宜小于0.2%；在高寒地区， 为了减少冬季排水沟产生冻害，适当加大纵坡 坡度，使水的流动能增大，对排水是有利的； 从两个洞口开挖隧道时，采用“人”字坡，施 工涌水容易排出，采用单坡，处于高位的洞口， 涌水不能自然向外排出，这是设计时应当考虑 的问题；陡坡隧道且涌水量大时，应考虑减缓 坡度。
i限
坡度大小
隧道工程
对于线路来说，考虑到运营效率，应具有良好 的行车条件，线路的坡度以平坡为最好。但是，天 然地形是起伏不定的，为了能适应天然地形的形状 以减少工程数量，需要随着地形的变化设置与之相 适应的线路坡度。但坡度不能太大，若坡度超过了 线路最大允许的限制坡度，机车的牵引能力达不到， 不是列车爬不上去，就是必须减轻列车的牵引重量。 所以设计坡度时，注意应不超过限制坡度 i
第二章 隧道平纵断面设计 隧道工程
铁路隧道平面设计：隧道曲线设计 1.附加技术要求
坡道形式 铁路隧道纵断面设计 坡度大小 坡段长度 坡段联结 平面线形 纵断面线形 引线
2.公路隧道的平面和纵断面线形
隧道工程
隧道内的线路是整条线路中的一个区段。隧道 设计时，首先要满足线路明线所规定的各种技 术指标。由于隧道的施工、运营养护及改建等 工作条件均比明线差，所以，在设计隧道内的 线路时，除了遵照线路明线所规定的技术指标 以外，还要附加上为适应隧道内工作条件的一 些技术要求。 附加的技术要求可以从平面设计和纵断面设 计两个方面来阐述。
由此可见，从节省工程投资、减少施工难度、简 化洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取较好 的通风条件、改善维修养护人员和乘务员的工作 环境及看视条件以及提高行车速度等方面来看， 直线隧道都优于曲线隧道，因此隧道内的线路应 该设计为直线，这在一般情况下是容易做到的。 但是，由于受到某些地形的限制或是地质的原因， 有时也不得不采用曲线。 例如，当线路绕行于山嘴时，为了避免直穿隧道 太长，或是为了便于开辟辅助性的施工横洞，有 时也会有意识地设置与地形等高线相接近的曲线 隧道。
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 隧道工程 线的当量坡度。即 (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 （1）列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低； （2） 洞内空气阻力增大。 此为明线坡度要求!!!
隧道工程 的铁路，相临坡
旅客列车设计行车速度为160km/h 的铁路段，应以圆曲 线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采用15 000m，竖曲 线不应与平面圆曲线重叠设置，困难条件下，竖曲线可 与半径不小于2 500m的圆曲线重叠设置；特殊困难条件 下，经技术经济比选，竖曲线可与半径不小于1 600m的 圆曲线重叠设置。
隧道内线路的最大允许坡度
隧道工程
i允 mi限 i曲
—
规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值,如下表。 隧道长度 401～1000 1001～4000 >4000 电力牵引 0.95 0.90 0.85 内燃牵引 0.90 0.80 0.75 隧道内线路最大坡度系数
坡度折减区段示意
隧道工程
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
隧道坡度不宜小于3‰，在最冷月平均气 温低于 -5℃的地区，地下水发育的地区宜适 当加大坡度。
位于长大坡道上长度大于400m的隧道， 其坡度不得大于最大坡度按规定折减后的数 值；位于长大坡道且曲线地段的隧道，应先 进行隧道内线路最大坡度折减，再进行曲线 坡度减缓。
坡段长度
隧道工程
隧道内的线路坡段也不宜太短，因为坡段太短就意味 着变坡点多而密集，列车行驶就不平稳，司机操纵要 随时调整。当列车经过变坡点时，受力情况也跟着变 化，车辆间会发生相互的冲撞，产生附加力和附加加 速度。如果坡度太短，一列车在行驶中，同时跨越两 个变坡点，车体、车钩都在同时受到不利的影响，有 时会因此发生事故。另外，如果隧道内坡度变化甚多， 也将给施工和运营养护维修养护增加困难。
人字坡特点
隧道工程
人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧道。 地下水发育的长隧道宜采用人字坡。 因为越岭无需争取高程，而垭口两端都是沟 谷地带，同是向下的人字型披道，正好符合 地形条件。人字坡的优点是施工时，水自然 流向洞外，排水措施相应地简化；而且重车 下坡，空车上坡，运输效率高。它的缺点是 列车通过时排出的有害气体聚集在两坡间的 顶峰处，尽管用机械通风，有时也排除不干 净．长时积累，浓度渐渐增大，使列车司乘 人员以及洞内维修人员的健康受到影响。
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。
隧道工程
位于车站上的隧道，应采取必要的工程措施确保 排水畅通。 当隧道洞口位于滨河可能被洪水淹没地带、水库 回水影响范围或受山洪威胁地段，其路肩高程应高 出设计水位加波浪侵袭高度和壅水高度至少0.5m。
Ⅰ、Ⅱ级铁路设计水位的洪水频率标准为1/100； 当观测洪水(包括调查可靠的有重现可能的历史洪 水)高于上述设计洪水频率标准时，则应按观测洪 水设计；当观测洪水的频率超过1/300时，Ⅰ、Ⅱ 级铁路应按1/300洪水频率设计。
隧道工程
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， 尤其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口 。
•通常，汽车驶近隧道但尚有一定距离时，驾驶员若能自然地集
中注意力观察到隧道洞口及其附近的情况，并保证有足够的安全 视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，从而保证行车安 全。将开始注视的点称为注视点，从注视点到安全视距点所需时 间称为注视时间。从注视点到洞口采用通视好的线形极为重要。
是要求在三倍车辆长度以上。
第二节 隧道纵断面设计
坡道形式 坡度大小 坡段长度 坡段联结
隧道工程
坡道形式
隧道工程
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人字坡型 。
坡道形式
单坡特点
隧道工程
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。 此外，单坡隧道两洞口的高程差较大，由此 而产生的气压差和热位差也大，能促进洞内的自 然通风。单坡道的优点还有施工及测量上都比较 方便。它的缺点是在施工阶段，下坡进洞的一端， 出于上部的水自然地流向下部开挖工作面，使开 挖工作受到干扰，不但需要随时抽水外排，而且 影响到电爆破的绝缘质量；此外，运碴时，空车 下坡重车上坡，运输效率低。
第一节 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 。
隧道工程
隧道工程
隧道工程 缺点1：曲线上的隧道，由于列车倾斜和平移，隧道建筑
曲线隧道的缺点
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； 缺点2：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； 缺点3： 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； 缺点4： 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时，允许分坡平 道长度缩短至200m。坡段长最小为200m。
隧道内线路的坡型单一，但不宜把坡段定得太长，尤 隧道工程 其是单坡隧道，坡度已用到了最大限度，如果是一气 上大坡，列车就必须用尽机车的全部潜在能力，持续 奋进。这样，会使机车疲劳或超负荷。虽然坡度未超 限制，但坡段长了，也会越爬越慢，以至有停车的可 能或出现车轮打滑的情况，容易发生事故。在下坡时， 由于坡段太长，制动时间过久，机车闸瓦摩擦发热， 将使燃油失效，以致刹不住车，发生溜车事故。所以 在限坡地段，坡段不宜太长。如果隧道很长，坡度又 不想变动，为了不使机车爬长坡，可以设缓坡段，使 机车有一个喘息或缓和的时间。 此外，顺坡设排水沟时，如果坡段太长，水沟就难 于布置，不是流量太大，就是沟槽太深。有时为此需 要设置许多抽水、扬水设施，分级分段排水。这就给 今后的运营和维修增加了工作量。所以，隧道内线路 的坡段不宜太长。