隧道工程第三章隧道线路及断面设计
隧道工程3
1.公路隧道衬砌内轮廓线的求法：主要步骤如下：(1) 确定建筑限界(2)确定弧形(3)计算验证、调整。
以上过程是个反复循环的过程衬砌断面的形状①直墙式圆弧拱②三心圆拱③单圆拱2.隧道衬砌断面的轴线：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。
3.什么是隧道衬砌？它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物4.隧道行车限界：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5.隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间6.建筑限界：是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。
7.隧道的纵坡类型：单向坡、人字坡8.隧道内纵面线形设计应综合考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求。
综合各方面要求，隧道规范要求纵坡应不小于0.3％，并不大于3％；隧道如双向对头掘进，为施工排水，可采用“人”字坡。
单向通行时，设置向下的单坡对通风有利。
9.隧道平面线形，一般采用直线、避免曲线。
如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距要求。
10.洞口位置选择的一般原则和要求：⑪洞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；⑫洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路；⑬洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力；⑭当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应在洪水位以上。
⑮为洞口稳定和安全边坡及仰坡均不宜开挖过高不使新开出的暴露面太大。
⑯若洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，应慎重处理，设置桥涵净空不宜太小，以免后患。
⑰若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露，此时，最好不刷动原生坡面；⑱、洞口以外应当留有生产活动的场所。
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
《公路工程预算定额》隧道工程(JTGT 3832—2018)
第三章 隧道工程说 明本章定额包括按钻爆法施工的开挖、支护、防排水、衬砌、装饰、洞门、辅助坑道以及瓦斯隧道等项目。
隧道开挖定额按照一般凿岩机钻爆法施工的开挖方法进行编制。
1.本章定额按现行隧道设计、施工技术规范将围岩分为六级，即Ⅰ级～Ⅵ级。
2.本章定额混凝土工程均未考虑拌和的费用，应按桥涵工程相关定额另行计算。
3.本章开挖定额中已综合考虑超挖及预留变形因素。
4.洞内出渣运输定额已综合洞门外500m运距，当洞门外运距超过此运距时，可按照路基工程自卸汽车运输土石方的增运定额加计增运部分的费用。
5.本章定额中均未包括混凝土及预制块的运输，需要时应按有关定额另行计算。
6.本章定额未考虑地震、坍塌、溶洞及大量地下水处理，以及其他特殊情况所需的费用，需要时可根据实际另行计算。
7.隧道工程项目采用其他章节定额的规定：(1) 洞门挖基、仰坡及天沟开挖、明洞明挖土石方等，应使用其他章节有关定额计算。
(2) 洞内工程项目如需采用其他章节定额，所采用定额的人工工日、机械台班数量及小型机具使用费应乘系数1.26。
—280—第一节 洞身工程说 明1.本章定额人工开挖、机械开挖轻轨斗车运输项目系按上导洞、扩大、马口开挖编制的，也综合了下导洞扇形扩大开挖方法，并综合了木支撑和出渣、通风及临时管线的工料机消耗。
2.本章定额正洞机械开挖自卸汽车运输定额系按开挖、出渣运输分别编制，不分工程部位（即拱部、边墙、仰拱、底板、沟槽、洞室）均使用本定额。
施工通风及高压风水管和照明电线路单独编制定额项目。
3.本章定额连拱隧道中导洞、侧导洞开挖和中隔墙衬砌是按连拱隧道施工方法编制的，除此以外其他部位的开挖、衬砌、支护可套用本节其他定额。
4.格栅钢架和型钢钢架均按永久性支护编制，如作为临时支护使用，应按规定计取回收。
5.喷射混凝土定额中已综合考虑混凝土的回弹量；钢纤维混凝土中钢纤维掺入量按喷射混凝土质量的3%掺入。
当设计采用的钢纤维掺入量与本定额不同或采用其他材料时，可进行抽换。
铁路隧道课程设计的致谢
铁路隧道课程设计的致谢一、课程目标知识目标：通过本章节“铁路隧道课程设计的致谢”，使学生掌握铁路隧道的基本构造、设计原则及其在我国交通建设中的应用。
学生将了解隧道工程的关键技术，包括隧道选址、断面设计、支护结构及施工方法，同时熟悉相关工程术语和规范。
技能目标：培养学生运用所学知识分析隧道工程实际问题的能力，通过课程设计实践，提高学生解决复杂工程问题的技能。
学生将学会运用CAD软件进行隧道平面图和断面图的设计，以及利用模拟软件进行隧道施工过程的模拟。
情感态度价值观目标：激发学生对隧道工程及铁路建设的兴趣，培养学生的工程意识、创新精神和团队合作精神。
通过学习隧道工程中的典型案例，引导学生树立正确的社会主义核心价值观，强调工程质量、安全及环保意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标将分解为以下具体学习成果：1. 学生能描述铁路隧道的基本构造、设计原则及施工技术。
2. 学生能运用CAD软件完成隧道平面图和断面图的设计。
3. 学生能通过小组合作，完成隧道工程案例分析，并提出改进方案。
4. 学生能树立工程质量、安全及环保意识，增强对铁路建设的责任感和使命感。
二、教学内容依据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 铁路隧道概述：介绍铁路隧道的基本概念、分类、功能及其在我国铁路建设中的应用。
2. 隧道工程地质与选址：讲解隧道工程地质条件分析、选址原则及影响隧道位置的因素。
3. 隧道构造与设计：分析隧道主体结构、支护结构、防水系统及通风系统设计。
4. 隧道施工技术：阐述隧道施工方法、施工工艺、施工组织及施工安全。
5. 隧道工程案例：分析典型隧道工程案例，总结设计、施工经验及教训。
教学大纲安排如下：第一周：铁路隧道概述，使学生了解隧道基本概念和分类。
第二周：隧道工程地质与选址，学习选址原则及地质条件分析。
第三周：隧道构造与设计，深入研究隧道主体结构、支护结构等设计方法。
第四周：隧道施工技术，掌握隧道施工方法、工艺及安全措施。
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。
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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
隧道工程课程设计铁路单洞双线
隧道工程课程设计姓名：专业班级：学号：指导老师：目录第一章工程概况 01.1 隧道概况 01.2 工程地质及水文地质 01.2.1工程地质 01.2.2 水文地质 0第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (1)2.1 深浅埋隧道的判定原则 (1)2.2 围岩压力的计算方法 (1)2.3 Ⅳ级围岩计算 (2)2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (2)2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算 (3)2.4 Ⅴ级围岩的计算 (3)2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (3)2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算 (3)第三章衬砌内力计算与检算 (4)3.1 Ansys的加载求解过程 (4)3.2 衬砌结构强度检算原理 (4)3.3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (5)3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (9)第四章衬砌截面配筋计算 (18)4.1 截面配筋原理 (18)4.2 IV级围岩配筋计算 (18)4.3 V级围岩配筋计算 (19)4.3.1 断面1的配筋计算 (19)4.3.2 断面2的配筋计算 (20)第一章 工程概况1.1 隧道概况太中银铁路为客货共线的双线铁路。
线路上一共建有22座隧道，其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡，此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄。
出口坡度陡，为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓，沟内经过开采，原有地形已改变。
隧道进口里程DK194+082，出口里程DK194+450，全长368m 。
隧道位于半径为5000m 曲线上，隧道内坡度为7.5‰的下坡，最大埋深61.08m 。
隧道进出线间距4.49m ，DK194+340至出口线间距为4.40m 。
1.2 工程地质及水文地质1.2.1工程地质(1) 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。
地层描述如下：老黄土：稍湿、坚硬状态，具垂直节理;奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化～弱风化，节理发育，岩层产状195°∠15°。
隧道工程习题答案
【隧道按使用功能分类时有哪些交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道交通山岭隧道的主要功能及特点 功能：既可使线路顺直，避免许多无谓的展线，缩短线路，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。
特点1.克服高程障碍2.裁弯取直(缩短线路) 3.避开不良地质地段4.避开其他重要建筑或工程等第一章【克服地形条件带来的高程障碍：绕行方案 路堑 隧道【山岭隧道：越岭隧道 河谷傍山隧道【地质条件选隧道位置：1.地质构造2.岩体强度3.水文地质条件4.不良地质【隧道工程勘察的基本内容是什么？地质调查后应提供的主要资料有哪些？基本内容：（1）隧道工程调查；（2）隧道线路确定；（3）洞口位置选择 提供资料：概述；地形地质说明；应交付的图文（线路地形图、洞口附近地形图、地质平面图、地质纵断面图、洞口附近地质纵断面图及洞口附近地质横断面图若干、说明书）【越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？（1）垭口位置的选定：从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过，因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资，但地质条件对垭口位置影响也较大，应优先选择地质相对较好的垭口。
（2）隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。
【选择洞口位置时应遵循的原则是什么？其工程意义是什么？ 原则：早进晚出。
工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞，虽然使隧道长了些，但却较安全可靠。
应把握好合理的边、仰坡的坡率、和刷坡高度的衡量尺度，科学合理的选择洞口位置。
【能否解释隧道纵坡的形式、适用条件及限制坡度？纵坡的形式：单坡和人字坡。
适用条件：（1）单坡。
多用于线路的紧坡地段或是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。
（2）人字坡。
多用于越岭隧道、大长隧道，尤其是越岭隧道。
限制坡度：对于车辆的行驶，线路的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气最少，这对于封闭的隧道是最有利的，为满足排水需要，最小坡度不宜小于3‰，一般情况下，最大坡度不宜大于3﹪。
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
《公路工程预算定额》隧道工程(JTGT 3832—2018)
第三章 隧道工程说 明本章定额包括按钻爆法施工的开挖、支护、防排水、衬砌、装饰、洞门、辅助坑道以及瓦斯隧道等项目。
隧道开挖定额按照一般凿岩机钻爆法施工的开挖方法进行编制。
1.本章定额按现行隧道设计、施工技术规范将围岩分为六级，即Ⅰ级～Ⅵ级。
2.本章定额混凝土工程均未考虑拌和的费用，应按桥涵工程相关定额另行计算。
3.本章开挖定额中已综合考虑超挖及预留变形因素。
4.洞内出渣运输定额已综合洞门外500m运距，当洞门外运距超过此运距时，可按照路基工程自卸汽车运输土石方的增运定额加计增运部分的费用。
5.本章定额中均未包括混凝土及预制块的运输，需要时应按有关定额另行计算。
6.本章定额未考虑地震、坍塌、溶洞及大量地下水处理，以及其他特殊情况所需的费用，需要时可根据实际另行计算。
7.隧道工程项目采用其他章节定额的规定：(1) 洞门挖基、仰坡及天沟开挖、明洞明挖土石方等，应使用其他章节有关定额计算。
(2) 洞内工程项目如需采用其他章节定额，所采用定额的人工工日、机械台班数量及小型机具使用费应乘系数1.26。
—280—第一节 洞身工程说 明1.本章定额人工开挖、机械开挖轻轨斗车运输项目系按上导洞、扩大、马口开挖编制的，也综合了下导洞扇形扩大开挖方法，并综合了木支撑和出渣、通风及临时管线的工料机消耗。
2.本章定额正洞机械开挖自卸汽车运输定额系按开挖、出渣运输分别编制，不分工程部位（即拱部、边墙、仰拱、底板、沟槽、洞室）均使用本定额。
施工通风及高压风水管和照明电线路单独编制定额项目。
3.本章定额连拱隧道中导洞、侧导洞开挖和中隔墙衬砌是按连拱隧道施工方法编制的，除此以外其他部位的开挖、衬砌、支护可套用本节其他定额。
4.格栅钢架和型钢钢架均按永久性支护编制，如作为临时支护使用，应按规定计取回收。
5.喷射混凝土定额中已综合考虑混凝土的回弹量；钢纤维混凝土中钢纤维掺入量按喷射混凝土质量的3%掺入。
当设计采用的钢纤维掺入量与本定额不同或采用其他材料时，可进行抽换。
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。
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
隧道工程考点答案
隧道⼯程考点答案第⼀章绪论1.隧道的概念：隧道是埋置于地层中的⼯程建筑物，是⼈类利⽤地下空间的⼀种形式。
是“以某种⽤途，在地⾯下⽤任何⽅法按规定形状和尺⼨修筑的断⾯积⼤于2平⽅⽶的洞室。
”2.隧道按位置分类：⼭岭隧道、⽔底隧道和城市隧道。
3.隧道按⽤途分类：交通隧道、⽔⼯隧道和市政隧道和矿⼭隧道。
第⼆章隧道⼯程地质环境及围岩分级1.⼯程地质调查测绘主要内容：隧道通过地段的地质调查测绘是隧道⼯程地质勘测的核⼼⼯作。
①铁路⼯程地质技术规范的总要求②地形地貌调查③地层、岩性调查④地质构造调查⑤⽔⽂地质调查⑥滑坡、落⽯、岩堆、泥⽯流和岩溶地质调查⑦地温测定2.如何引起岩体的初始应⼒：由于岩体的⾃重和地质构造作⽤和地质地温作⽤引起3.RQD法的定义及公式：所谓岩⽯质量指标RQD是指钻探时岩芯复原率，或称岩芯采取率。
岩芯复原率即单位长度钻孔中10cm以上的岩芯占有的⽐例,可写为4.围岩分级的基本因素：①岩⽯坚硬程度②岩体的完整程度5.围岩的基本分级：P25表格6.隧道级别的修正：①地下⽔影响的修正②围岩初始地应⼒状态修正③风化作⽤的影响第三章隧道线路及断⾯设计1.越岭线上隧道位置选择考虑因素：主要以选择垭⼝和确定隧道⾼程两⼤因素为依据。
2.隧道洞⼝位置选择（“早进晚出”+9原则）：①“早进晚出”的原则②洞⼝不宜设在垭⼝沟⾕的中⼼或沟底低洼处③洞⼝应避开不良地质地段④当隧道线路通过岩壁陡⽴，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原⽣地表，以保持⼭体的天然平衡。
⑤减少洞⼝路埑段长度，延长隧道，提前进洞。
⑥洞⼝线路宜与等⾼线正交。
⑦当线路位于有可能被⽔淹没的河滩或⽔库回⽔影响范围以内时，隧道洞⼝标⾼应⾼出洪⽔位加波浪⾼度，以防洪⽔灌⼊隧道。
⑧为了确保洞⼝的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过⾼。
⑨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，以排泄⽔流。
⑩当洞⼝地势开阔，有利于施⼯场地地布置时，可利⽤弃渣有计划、有⽬的地改造洞⼝场地，以便布置运输便道、材料堆放场、⽣产设施⽤地及⽣产、⽣活⽤房等。
城市地铁盾构法区间隧道的设计
第一章工程概况第二章工程地质和水文地质第三章隧道设计第1节主要设计标准第2节盾构隧道线路的拟合第3节管片构造形式第4节管片结构设计第5节管片防水设计第6节联络通道和洞门设计第四章结论与建议目录2...2.3..3..3..5..7..8..1..0...1..1.第一章工程概况越—三区间属于广州地铁二号线工程的的北段,由越秀公园站—火车站、火车站—三元里站两个双孔区间隧道和两个联络通道及泵房组成。
工程起于越秀区的地铁越秀公园站,向北下穿人民北路、环市西路到达地铁广州火车站;然后,线路从地下穿过广州火车站南站房等建筑群向西北延伸,最后下穿广花路到达地铁三元里站。
区间全长3926 单线延米,曲线半径为600m 和400m 两种。
区间纵坡均为“ V”形坡，最大坡度为30 %。
，最小竖曲线半径为3000m。
线路沿线地形起伏较大隧道最小覆土厚度为9m ,最大覆土厚度为26m。
第二章工程地质和水文地质区间的地层岩性在上部为:人工填土层，流塑—软塑状淤积层，海陆交互淤积层，冲、洪积砂层，冲、洪积土层，残积土层。
下部为:全风化、强风化、中等风化和微风化带的泥质粉砂岩。
区间隧道穿越地层大部分是岩层，少部分为残积土层和断裂破碎带。
隧道所处的地层为上软下硬，软硬岩互层现象特征明显。
本段地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水两种。
第四系孔隙水主要赋存在淤泥质砂层和冲积—洪积砂层内。
基岩裂隙水多属承压水,但富水性较小,透水性多较弱。
第三章隧道设计第1节主要设计标准(1) 结构的安全等级为一级。
(2) 区间隧道的抗震按7 度设计,人防按6 级考虑。
(3) 防水标准:隧道整体为二级;隧道上半部A 级;隧道下半部、洞门及联络通道 B 级。
(4) 结构最大裂缝允许宽度: 管片内侧0. 3 mm , 外侧0. 2 mm。
(5) 地表沉隆控制标准：-30/+ 10mm;建筑物倾斜控制标准：框架结构2 %。
,砖混结构1.5 %°。
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（4）围岩分级 《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）规范将隧道围岩
分成六级，分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，
2.3.1 隧道围岩分级的因素指标及其选择
围岩分级的指标，主要考虑影响围岩稳定性的因素 或其组合的因素。 ➢单一的岩性指标 抗压强度、抗拉强度、弹性模量、抗钻性、抗爆性 一般多采用岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级 指标，具有试验简单，数据可靠的优点。 但单一岩性指标只能表达岩体特征的一个方面，用来作为 分级的唯一指标是不合适的。
2.3.2 隧道围岩分级的方法
对隧道围岩的分级时，应注意以下几点： ➢ 首先应考虑选择对围岩稳定性有重大影响的主要因素， 如岩石强度、岩体的完整性、地下水、地应力、结构面产状、 以及他们的组合关系作为分级指标； ➢ 其次选择测试设备比较简单、人为因素小、科学性较强 的定量指标； ➢ 在考虑分级指标要有一定的综合性，如复合指标等。
隧道工程
第三章 隧道线及断面设计
2017年2月28
上节课内容回顾——2.3 围岩分级
被挖除的岩体
研究其挖除的难易程 度和开挖方式
围岩 研究其稳定能力、稳 定影响因素及为保持 围岩稳定所需要的支 护、加固措施等。
原状岩体 围岩： 在岩石地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态
改变的周围岩体。
围岩分级的目的： ① 作为选择施工方法的依据； ②确定结构上的荷载（松散荷载）； ③给出衬砌结构的类型及其尺寸； ④制定劳动定额、材料消耗标准基础等； ⑤进行科学管理及正确评价经济效益；
隧道方案优缺点： ➢ 优点：能使线路平缓顺直，病害少，缩短线路， 节省运输时间，不需用较大的坡度，不需设置太多、 太急的曲线，还能最大限度地减少道路修建对自然 植被的破坏。 ➢ 缺点：造价高、施工进度慢。
一般情况下，采用隧道方案是比较有利的。当线 路遇到地形高程障碍时，应该优先考虑隧道方案。
经验指出：“山体可穿而不宜大挖，大挖必坍”。只有在保 证安全的前提下，才能谈到经济和技术的比较。
数字越小的围岩性质越 好 。
第三章 隧道线及断面设计
山区公路线形设计受地形条件影响： ➢高程障碍：公路前进方向遇到高山时，由于坡度的限制不 能在一定距离内拔起越过山峰； ➢平面障碍：山嘴伸出很急。
该采取什么办法？
克服地形障碍
高程障碍 平面障碍
绕行方案 深堑方案 隧道方案 沿河傍山绕行方案
隧道直穿方案
➢单一的综合岩性指标
2
岩体的完整性系数Kv：
Kv
v岩体 v岩石
反映了岩石的力学性质和岩体的破碎程度的综合因素。
岩石质量指标：
RQD（％）＝
10cm以上岩芯累计长度 单位钻孔长度
×100%
综合反映岩体的强度和岩体破碎程度的指标。
围岩的自稳时间 ： 从隧道开挖到顶部开始发生可察觉的移动、松弛所经历的 时间，是综合岩性指标。
（3）复合指标 复合指标是一种用两个或两个以上的岩性指标或综合岩
性指标所表示的复合性指标。具有代表性的复合指标分级， 是巴顿（N.Barton）等人提出的岩体质量Q指标，Q指标综 合表达了岩体质量的六个地质参数：
Q＝(RQD/Jh)(Jr/Ja)(Jw /SRF)
岩体质量Q指标实际上是岩块尺寸、抗剪强度、作用应力 三者的复合指标。
什么叫做垭口？
垭口在《辞源》里的解释是“两山间的狭窄地方”，即连 续山梁的一块平坦且相对较低的位置，也可以说是高大山 脊的鞍状坳口。 垭口：即相连的两山顶之间较低的部分称为垭口。
山顶1
山顶2
垭口
垭口
较高的垭口 较低的垭口
什么叫做越岭隧道？
我国幅员辽阔，山川交错，通过山岭、重丘区的 长大干线公路往往要翻越分水岭，为缩短里程，克 服高度或地形障碍，往往要设置隧道。线路为穿越 分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。
修建隧道几点思考
（1）隧道走向？——掌握公路隧道选址的原则和方法 （2）洞门位置？——隧道洞口位置选择的原则和方法 （3）线形布置？——隧道平面和纵断面设计的要求 （4）空间大小？——隧道横面设计的要求和方法
第三章 隧道线路及断面设计
几名词： ➢垭口 ➢分水岭 ➢越岭隧道 ➢傍山隧道 ➢沿河线 ➢展线
以宝成线秦岭盘山道为例。那里本应用隧道通过的，但为了 赶工期，图省钱，草率地改用明堑方案。深挖边坡为1:0.75和 1:0.5的陡边坡，边坡的高度达60 m，个别边坡达到90 m，岩 层虽为花岗岩，但属于风化破碎带。开挖后，表层岩石很快风 化，边坡站立不住。施工期间就不断坍方，其中最大一次塌方 就达10万m3。边坡顶上普遍出现纵向裂缝。以后多次刷方， 刷到坡顶达130 m仍不能稳定下来。直到铺轨时，才不得不增 添明洞，但已造成不应有的损失，并使施工程序极度混乱。
总之，应有足够的实测资料为基础，能全面反映围岩的 工程性质。
2.3.3 我国公路隧道围岩分级 围岩基本质量指标BQ 根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特 征和定量围岩基本质量指标BQ，进行初步分级。
BQ=90+3Rc+250Kv Rc：岩石单轴饱和抗压强度，Mpa； Kv：岩体完整性系数。 围岩基本质量指标 BQ 修正
[BQ]=BQ – 100（K1+K2+K3） K1——地下水影响修正系数；K2——主要软弱结构面产状影 响修正系数； K3——初始应力状态影响修正系数。
K1地下水影响的修正 地下水是造成施工塌方、使隧道围岩丧失稳定的最重要因素之
一，地下水对围岩的影响主要表现在：
➢ 软化围岩 ➢ 软化结构面 ➢ 产生流砂和潜蚀 ➢ 承压水作用
路堑指从原地面向下开挖而 成的路基形式。
绕行方案优缺点： ➢ 优点：技术要求小，投资省、工期短； ➢ 缺点：线路延长、弯道增多、形成高大边坡。
只有在确认对运营不会造成不良影响时才考虑。 路堑方案优缺点： ➢ 优点：造价低，施工进度快； ➢ 缺点：路堑病害多、破坏植被。
应以不形成高大边坡为原则。