《隧道平纵断面设计》PPT课件

人字坡特点
• 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。
缺点5：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；
缺点6：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；
缺点7：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。
• 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。
第二章 隧道平纵断面设计
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铁路隧道平面设计：隧道曲线设计
• 1.附加技术要求
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坡道形式
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铁路隧道纵断面设计 坡度大小
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坡段长度
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坡段联结
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平面线形
• 2.公路隧道的平面和纵断面线形 纵断面线形
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引线
• 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。
• 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。
• 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。
第一节 隧道平面设计
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
缺点1：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
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
• 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
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
是要求在三倍车辆长度以上。
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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
坡道形式
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人字坡型 。
坡道形式
单坡特点
• 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。
i限
坡度大小
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
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（2） 洞内空气阻力增大。
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此为明线坡度要求!!!
隧道内线路的最大允许坡度
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。
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
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(2-1)
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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；
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i限—— 按照线路等级规定的限制最大坡度；
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i曲—— 曲线阻力折算的坡度折减量。
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• 坡度折减的原因
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（1）列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低；
• 在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰落在缓和曲线上。
• 隧道内若设圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度（26m）。 • 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(S)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
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；
• 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。
• 对于越岭线上的隧道，线路常常是沿着垭口的 一侧山谷转入山体后，又沿顺垭口的另一侧山 谷转出。可以使隧道较长的中段放在直线上， 但由于地形原因，隧道两端为了转向都要落在 曲线上，这种情况是常见的。此时，如果垭口 两侧沟谷地势开阔，则可将曲线放在洞口以外。 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，如图所示。