隧道总体设计 重点

绪论

隧道的类型划分

1)按用途分（常用分类方法）

交通隧道：提供运输的孔道和通道，主要有：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、人行地道、航运隧道。

水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。主要包括：

✦引水隧道：把水引入水电站发电机组产生动力资源。

✦尾水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。

✦导流隧道：（泄洪隧道）：疏导水流

✦排沙隧道：用于冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道

市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。

(例如：综合管网、海底设施隧道等)

矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。

2)按隧道长度分

公路

✦特长隧道： L>3000 m

✦长隧道：3000 m ≥L>1000 m

✦中长隧道：1000 m ≥L>500 m

✦短隧道：L≤500 m

铁路

✦特长隧道L＞10000 m

✦长隧道10000＞L＞3000 m

✦中长隧道3000＞L＞500m

✦短隧道L<500m

3)按断面面积分

特大断面隧道：断面积在100m2 以上

大断面隧道：断面积在50~100m2 之间

中等断面隧道：断面积在10~50m2 之间

小断面隧道：断面积3~10 m2 以下

极小断面隧道：断面积3m2 以下

按隧道所处的地理位置划分

山岭隧道、水底隧道、城市隧道

按隧道的施工方法划分

钻爆法隧道、明挖法隧道、

机械法隧道、沉埋法隧道

按地层分(经过的地层)

岩石(软、硬)隧道、土质隧道

第二章隧道总体设计

1、隧道方案选择

1）按地形条件选择：

绕行方案

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使用。

路堑方案

优点：造价低，施工速度快；

缺点：路堑病害多，破坏植被；

应以不形成高大边坡为原则

隧道方案

优点：线路平缓顺直、缩短线路、节省运输时间、最大限度的保护了自然贮备、维修养

护简单

缺点：造价高、施工进度慢

当线路遇到地形高程障碍时，应该优先考虑隧道方案。

长短隧道：

短隧道群

优点：工作面多、技术难度较低、施工进度快

缺点：线路延长、洞口易形成高大边坡、隧道结构偏压留下病害隐患

长隧道

优点：线路短、安全

缺点：同上

单线双线隧道：

双线隧道

优点

隧道对周边环境的影响宽度小，选线时易于安排布置

总的洞室段面开挖面积较小

开挖跨度较大，工作面较宽敞，利于作业

施工通风环境较好

维修养护较方便

缺点

断面跨度大，所受围岩压力也就大，不利于围岩的稳定，对支护的要求较高

列车活塞风效应差，因而运营通风效果受到影响

单线隧道

优缺点正好相反

越岭隧道选择垭口的方法

利用小比例尺地形图(如军用地图)、航空照片、卫星照片等；

根据线路的航空线方向和克服越岭高程的不同要求进行大面积选线，录求可供越岭的几个垭口位置； 然后进行可能通过的垭口、沟谷的比选。

垭口比选的原则

优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，此时垭口在两侧具备有良好展线的横坡时，一般越岭隧道较短。

虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件，又不损失越岭高程的垭口。

隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高相差不多，并且两边河谷平面位置接近处。

工程地质和水文地质条件良好的垭口。

越岭隧道标高选择

一般隧道标高越高，隧道长度越短，相应施工工期也短，但两端展线长度增加，且线路拔起高度大，运营条件差，线路通过能力降低；

低标高隧道则与之相反，施工难度增加，施工期较长。因此，在选择越岭隧道标高时，考虑运营条件的改善和通过能力的提高，宜采用低标高方案，但必须进行地形、地质、施工、运营、经济等多种因素综合比较确定最优隧道标高。

傍山隧道的位置选择要点

保证最小覆盖层厚

尽量内靠

注意周围既有建筑对隧道稳定的影响

尽可能“裁弯取直”

应根据地形地质，河流冲刷情况以及洞外的相关工程和运营条件等综合考虑。

2）按地质条件选择：

单斜构造

1水平或缓倾角岩层

当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定。若通过很薄的岩层，则施工时顶部易产生掉块现象，此时，以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。

2陡倾角岩层单斜构造

陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在。当有软弱夹层伴以有害节理切割时，易产生坍方和顺层滑坡。当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造(破碎)带。而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中

3直立岩层

隧道通过直立岩层时，其中线宜垂直于岩层的走向穿过，切忌与岩层面平行，否则层间的垂直错动可能使隧道产生沿线路纵向的裂缝，这对结构的危害是很大的。应将隧道纵轴线设计

成与层理面垂直，或争取最大的交角

尽量避开层间软弱结构面

当层状岩层较薄，并有软弱夹层，伴有微量地下水活动时，亦可产生不对称压力，在隧道开挖过程中，易产生坍塌，甚至会导致大的坍力，致使地面形成“天窗”。

褶皱构造与隧道位置的选择

在褶曲构造的地区在施工时极易发生掉块或坍方，对工程产生不利影响。此外，地下水积聚凹底，也将增加施工的困难。隧道穿过褶曲构造时，选在背斜中要比在向斜中有利。如果恰在褶曲的两翼，将受到偏侧压力。

当隧道通过褶皱构造时应尽量避免将隧道置于背斜，或向斜的轴部。而应将隧道置于翼部，则隧道所处的地质条件类似单斜构造。

不良地质：滑坡

山体可能沿某软弱面滑动or层状倾斜岩层沿某个软弱面滑动

处理措施

尽量避开滑坡地段。

多年静止的死滑坡或者古滑坡，不得已时，可以把隧道置于滑坡体之内，但要进行上部剪裁，下部支档 如果对滑坡面的位置已经了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下的稳定岩体中。

崩塌

山坡陡峻的地段，山体裂隙受风化而崩解，成块地从斜坡翻滚坠落。