3.1隧道横断面设计

王丽琴主讲
━━基本建筑限界
━━最大级超限货物装载限界
王丽琴主讲
隧限-1A和隧限-1B（新建或改建蒸汽、内燃牵引的单线及双线铁路）
王丽琴主讲
━━━━━ 隧道建筑限界 ━ ━ ━ ━基本建筑限界
隧限-2A和隧限-2B（新建或改建电力牵引的单线及双线铁路）
王丽琴主讲
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
王丽琴主讲
l — 车辆转向架中心距，取18m； R — 曲线半径（m）
d内1
式中
O
车辆通过曲线时的平面图
王丽琴主讲
⑵ 车辆两端向曲线外侧的偏移d外
d 外 R R 2 ( L / 2)2 d内1 R
2 2 2 2
R R 2 ( L / 2) 2
R ( L / 2) l
空间范围。
第一节
隧道横断面设计
王丽琴主讲
一、铁路隧道净空及要求 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。 基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线。
隧道建筑限界 — 它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线（GB146.2-83）。 直线隧道净空— 要比“隧道建筑限界”稍大一些，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。
d外
d内 1 E
车辆轴线
d外
线路中线
O
车辆通过曲线时的平面图
王丽琴主讲
d内 2
F
D
A
OC
E
车辆通过曲线时的横断面图
由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界 上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2）。
王丽琴主讲
加宽值的计算
单线曲线隧道加宽值的计算： 单位：cm
⑴ 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1
F
D
d 内2
OF H E E AC G
A
OCE
G≈150cm
d内2
H E 150
=2.4E
式中： H—— 隧道限界控制点自轨面起的高度
v2 E —— 曲线外轨超高值， E 0.76 ≤15㎝ R
v ——铁路远期行车速度，km/h。
王丽琴主讲
总结：
对于单线曲线隧道净空的加宽值为：
一级
二级
二级 一 般 公 路
三级
四级
王丽琴主讲
注： 汽车专用公路隧道只在左侧设检修道；
山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为4.5m 时， 行车道宽度可采用4.5m；
四级公路一般可不设人行道。
王丽琴主讲
隧道净空除应在符
合隧道建筑限界的规定
外，还应考虑洞内排水、 通风、照明、放火、监
控、运营管理等附属设
W2= d外=
4400 （㎝） R
王丽琴主讲
线间距加宽
1. 当外侧线路的外轨超高≤内侧线路的外轨超高时
8450 W3 R
2.当外侧线路的外轨超高＞ 内侧线路的外轨超高时
8450 H E 8450 W3 1.2 E R 150 2 R
式中 H—— 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360㎝； E—— 外侧线路的外轨超高值（㎝）； R—— 曲线半径（m）。
车辆长度(L=26m)
2
车辆前后转向架间距(l=18m) d内 1 E 车辆轴线 d外
8R
d外 线路中线
L2 l 2 8R
d外
L2 l 2 4400 (m ) (cm ) 8R R
O
式中： L— 标准车辆长度，我国为26m。
车辆通过曲线时的平面图
王丽琴主讲
d内 2
（３）外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2
内侧加宽
外侧加宽 总加宽
H 4050 W1= d内1+ d内2= + E （㎝） 150 R
4400 W2= d外= （㎝） R
W= W1+ W2= d内1+ d内2+ d外=
8450 + R
H E （㎝） 150
王丽琴主讲
曲线隧道中线与线路中线偏移距离
直线隧道 中心线 加宽后隧道 中心线 加宽后隧道 内轮廓线 直线隧道 内轮廓线
车辆长度(L=26m) 车辆前后转向架间距(l=18m)
2
d内1 R R 2 ( l / 2) 2 R
2

R ( l / 2)
2

2
d外 线路中线
dFra Baidu bibliotek 1 E
车辆轴线 d外
R»l
R R 2 ( l / 2) 2
2 2
( l / 2) l 2R 8R
l2 4050 (m ) (cm ) 8R R
单线隧道时:
单线曲线隧道中线与线 路中线偏移距离d为(cm)：
W1
d
W2
1 d (W1 W2 ) 2
单线曲线隧道中线偏移
王丽琴主讲 双线曲线隧道加宽值的计算：
单位：cm
双线曲线隧道的内侧加宽值 W1及外侧加宽值 W2与单线曲 线隧道加宽值的计算相同。即：
内侧加宽
外侧加宽
4050 H E （㎝） W1= d内1+ d内2= + 150 R
双线曲线隧道总加宽
W= W1+ W2+ W3
曲线隧道中线与线路中线偏移距离
双线隧道时:
单位：㎝
1 d 1 200 (W1 W2 W3 ) 2
1 d 2 200 (W1 W2 W3 ) 2
曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法
缓和曲线中 直线断面 点加宽断面
d/2
13m
22m
隧道构造设计
隧道横断面设计 衬砌的一般构造要求 洞身支护结构的构造 明洞的构造 隧道洞门结构的构造 隧道附属建筑物 隧道内部装饰 洞内噪声的降低措施
第一节
隧道横断面设计
王丽琴主讲
隧道净空与限界的基本概念
隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，根据“隧道 建筑限界”确定的。 隧道建筑限界：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
王丽琴主讲
练习作业：
设隧道曲线半径为 R＝1000m，单线铁路隧道外
轨超高为E＝10cm，双线铁路隧道外侧线路的外轨超 高为E＝12cm，且外侧线路的外轨超高大于内侧线路 的外轨超高，车辆长度 L=26m ，车辆前后转向架间 距l=18m，车辆外侧顶角距内轨顶面的高度 H=360cm， 试推导和计算单线和双线隧道的总加宽值。
王丽琴主讲
王丽琴主讲
机车车辆下部限界（车限-1B）（单位：mm)
王丽琴主讲
─×─×─ 信号机、水鹤之建筑限界（正线不适用） ─○─○─ 站台建筑限限界（正线不适用） ━━━━━ 各种建筑物的基本限界 ━ ━ ━ ━适用于电力机车牵引的线路的跨线桥，天桥及雨棚等建筑物 …………… 电力机车牵引的线路的跨线桥在困难条件下的最小高度 基本建筑限界
R
d－圆曲线地段隧道中线偏移距离； R－圆曲线半径。
二、公路隧道净空及要求
王丽琴主讲 公路隧道建筑限界
公路隧道建筑限界图(尺寸单位：m)
各级公路隧道建筑限界基本宽度（m）
公 路 分 类 公 路 等 级 高 速 汽 车 专 用 公 路 行车道 宽 度 （单洞） W 7.50 侧向 宽度 路 缘 带 S 0.75 余 宽 C 0.50 人 行 道 R
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
王丽琴主讲
曲线隧道净空加宽
加宽原因
车辆长度(L=26m) 车辆前后转向架间距(l=18m)
车辆通过曲线时，转向架中 心点沿线路运行，而车辆本身 却不能随线路弯曲而弯曲，仍 保持其矩形形状。故其两端向 曲线外侧偏移（ d 外 ），中间 向曲线内侧偏移（d内１）。
车辆纵轴与线路中线有偏距
王丽琴主讲
隧道建筑 限界净宽 设检修道或 不设人行道 10.75 设 人 行 道
地 形
检修道 (一侧) J
平原微丘
0.75
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 平原微丘 山岭重丘
7.50
7.50 7.00 7.50 7.00 8.00 7.50 9.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00/4.50
0.50
0.50 0.50 0.50 0.50 /
0.50
0.25 0.25 0.50 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.75 0.75
0.75
0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
10.25
9.75 9.25 10.25 9.25 9.25 8.75 9.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50/5.00 10.5 8.50 8.50 8.50
王丽琴主讲
第三章
隧道构造设计
王丽琴
西安理工大学土建学院
岩土工程研究所
第三章
本章内容提要
隧道构造设计
王丽琴主讲
洞身衬砌（4类） 主体支护结构
明洞 （2类）
洞门 （6类）
隧道建筑物
避车洞 边仰坡 附属建筑物
排水天沟
防排水设备 通风系统 照明系统
王丽琴主讲
第三章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
施所需要的空间，并考 虑围岩压力影响、施工
等必要的富裕量，使确
定的断面形式及尺寸，
公路隧道横断面示意图
达到安全、经济、合理 。
课程小结
曲线隧道净空加宽
王丽琴主讲
车辆纵轴与线路中线有偏距，故其两端向曲线外侧偏移 （d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。 外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2 解决的主要问题：加宽值的计算、曲线隧道中线与线路 中线偏移距离计算、曲线隧道与直线隧道衔接方法