31隧道横断面设计
公路隧道毕业设计图纸
土木与建筑工程学院2015届毕业设计文件设计题目：天台山公路隧道设计专 业：土木工程（岩土）班 级： 11-3 班学生姓名：臧浩然学号：20117181指导教师：刘振平院长： 武鹤黑龙江工程学院土木与建筑工程学院二〇一五年六月目 录图 表 名 称 图 号 备 注设计总说明 I 共2页 上行先平纵缩图 S1-1共5页 下行线平纵缩图 S1-2隧道平面布置图（一） S1-3 隧道平面布置图（二） S1-4隧道平面布置图（三） S1-5隧道上行线纵断面缩图 S2 共1页 隧道上行线纵断面布置图（一） S3-1共3页 隧道上行线纵断面布置图（二） S3-2 隧道上行线纵断面布置图（三） S3-3隧道下行线纵断面缩图 S4 共1页 隧道下行线纵断面布置图（一） S5-1共3页 隧道下行线纵断面布置图（二） S5-2 隧道下行线纵断面布置图（三） S5-3Ⅲ级围岩隧道标准横断面图 S6 共1页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（一） S7-1共2页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（二） S7-2 Ⅲ级围岩支护与衬砌构造图 S8 共1页 Ⅳ、Ⅴ级围岩标准横断面图 S9 共1页 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（一） S10-1 共4页图 表 名 称 图 号 备 注 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（二） S10-2 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-3 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-4 共4页 Ⅳ、Ⅴ级围岩支护与衬砌构造图 S11 共1页 标准横断面图 S12 共1页 紧急停车带横断面和平面图 S13 共1页 人、车横向通道横断面图 S14 共1页 翼墙式洞门立面图 S15 共1页 翼墙式洞门侧面图 S16 共1页 翼墙式洞门平面图 S17 共1页 射流机安装位置图 S18 共1页 射流机平面布置图 S19 共1页 照明灯具安装位置图 S20 共1页 照明灯具平面布置图 S21 共1页 Ⅲ级围岩施工方案图 S22 共1页 Ⅳ级围岩施工方案图 S23 共1页 Ⅴ级围岩施工方案图 S24 共1页设计总说明一、设计依据隧道名称 始终里程桩号 隧道长度 天台山隧道上行线隧道 K95+238～k96+704 1466m下行线隧道 K95+230～k96+688 1458m1、《公路勘测规范》JTG C10-2007；2、《公路隧道施工技术规范》JTG F60-20093、《公路隧道设计规范》 JTG D70-20044、《公路工程技术规范》JTG B01-20035、《公路工程技术标准》TGB01-2014；6、《公路工程抗震设计规范》JTJ004-2008；7、《公路隧道交通与辅助设施施工技术规范》JTG/TF 72-2011；8、《公路隧道交通工程设计规范》JTG/T D71-2004；9、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；二、技术要求1、设计技术指标（1） 隧道按规定的远期交通量设计，采用直线型分离式单向行驶两车道隧道（上、下行分离）。
隧道横断面设计的主要内容
隧道横断面设计的主要内容隧道的横断面设计是隧道工程中必不可少的一环，其设计涉及到隧道的稳定性、安全性、施工难度、经济性等多方面因素。
隧道横断面的设计需要考虑到交通需求、地质情况、施工条件等多种因素，下面我们就来详细了解一下隧道横断面设计的主要内容。
1.隧道横断面形式设计隧道横断面的形式设计是隧道设计的关键环节之一。
在设计中，需要考虑到隧道的通行能力、安全性、舒适性等因素。
通常情况下，隧道横断面的形式设计有两种：单洞式和双洞式。
单洞式隧道横断面适用于交通量较小的区域，主要用于城市道路和乡村道路的建设。
双洞式隧道横断面适用于交通量较大的区域，主要用于高速公路和铁路等交通工程的建设。
2.隧道横断面的几何尺寸设计隧道横断面的几何尺寸设计是指隧道横断面的宽度、高度、半径等尺寸的设计。
隧道横断面的几何尺寸设计直接影响到隧道的通行能力和安全性。
在设计中，需要考虑到车辆的尺寸、车速等因素，同时还要考虑到隧道内部的照明、通风等设施。
在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的几何尺寸。
3.隧道横断面的纵向曲率设计隧道横断面的纵向曲率设计是指隧道内部的纵向变化。
在设计中，需要考虑到隧道内部的地质情况、交通需求等因素。
在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的纵向曲率，以保证隧道内部的安全与稳定。
4.隧道横断面的横向曲率设计隧道横断面的横向曲率设计是指隧道内部的横向变化。
在设计中，需要考虑到隧道内部的地质情况、交通需求等因素。
在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的横向曲率，以保证隧道内部的安全与稳定。
5.隧道横断面的截面形状设计隧道横断面的截面形状设计是指隧道横断面的形状设计。
在设计中，需要考虑到隧道的通行能力、安全性、舒适性等因素。
通常情况下，隧道横断面的截面形状设计有两种：圆形和方形。
圆形隧道横断面适用于地质条件较好的区域，主要用于城市道路和乡村道路的建设。
方形隧道横断面适用于地质条件较差的区域，主要用于高速公路和铁路等交通工程的建设。
横断面设计
第二章横断面设计2.1 隧道建筑限界的确定2.1.1 隧道建筑限界的定义隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的正常运行于安全，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。
在设计的时候，应充分研究各种车道与公路之间所处的空间关系，任何部件（包括隧道本身的通风、照明、安全、监控及内部装修等附属设施）均不得侵入隧道限界之内。
隧道建筑限界是决定隧道净空尺寸的依据，对设计、施工、运营来说都很重要，而且隧道是永久性的建筑，一旦建成，就很难改动。
因此，隧道建筑限界的确定，对隧道的设计来说至关重要。
2.1.2 隧道建筑限界的组成及规范规定[1]公路隧道建筑限界由行车道宽度（W），路缘带（S），侧向宽度（L），人行道（R）或检修道（J）等组成。
当设置人行道时，含余宽（C）。
其中检修道的功能如下：1.便于养护人员、司机处理紧急事故，而不影响交通；2.检修道的路缘石可以阻止车辆爬车道，是检修人员的安全界限；3.检修道路缘石可以作为驾驶员的行驶方向线，比车道边线更能吸引驾驶员的注意力，有利于行车安全；4.检修道下部空间可以用来安装管线等附属设施。
检修道或人行道的步高按表2-2-1取值：[1]在建筑限界内不得有任何部件入侵，隧道建筑限界的基本宽度按下表2-1取值，并符合以下规定[1]：1.建筑限界高度，高速公路、一级公路、二级公路取5.0m；三、四级公路取4.5m。
2.当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。
3. 隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。
坡度应根据隧道长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采取1.5%～2.0%。
4.当路面采用单面坡时，建筑限界底边线与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处。
[1]注：1）三车道隧道除增加车道数外，其它宽度同表；增加车道的宽度不得小于3.5m。
2）连拱隧道的左侧可不设检修道或人行道，但应设50cm（120km/h与100km/h时）或25cm（80km/h与60km/h时的余宽）。
隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法)
1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。
二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。
1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。
隧道中部地势较高。
隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。
由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。
隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。
主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。
1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。
由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。
东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。
全年分早季和雨季。
夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。
隧道横断面设计的主要内容
隧道横断面设计的主要内容隧道横断面设计的主要内容隧道是一种长期存在的交通设施，其安全性和舒适性直接影响着人们的生命财产安全和出行体验。
而隧道横断面设计则是隧道工程中至关重要的一环，它不仅关系到车辆行驶的安全和顺畅，还涉及到排水、通风、照明等方面。
本文将从以下几个方面介绍隧道横断面设计的主要内容。
一、基本原则在进行隧道横断面设计时，需要遵循以下基本原则：1.按照规划要求进行设计，保证符合国家标准和技术规范。
2.考虑交通流量、车速等因素，确保车辆能够顺畅通过。
3.注意排水系统的设置，避免水淹。
4.考虑通风系统和照明系统的设置，确保空气流通和照明充足。
5.根据地质条件进行合理选择隧道形式，并考虑地震力等自然因素。
6.根据实际情况进行经济评估，并选择经济合理的设计方案。
二、基本参数在进行隧道横断面设计时，需要确定以下基本参数：1.隧道宽度：隧道宽度应根据车辆流量、车速和车型等因素进行确定。
一般来说，城市内的隧道宽度要比高速公路上的隧道宽度大。
2.净高：净高是指从路面到顶部的距离，也称为洞顶高。
净高应根据车辆类型、行驶方向和地质条件等因素进行确定。
3.路面坡度：路面坡度是指路面横向倾斜的程度。
对于长隧道而言，路面坡度应尽量小，以免对车辆行驶造成影响。
4.侧石块：侧石块是指设置在路肩两侧的石头或混凝土构件。
侧石块的作用是保护路肩，并防止车辆偏离道路。
5.排水系统：排水系统包括排水沟、泵站等设施，其作用是将雨水和地下水排出隧道内部。
6.通风系统：通风系统包括进风口、出风口、风机等设施，其作用是保证空气流通和新鲜空气的供应。
7.照明系统：照明系统包括灯具、电缆等设施，其作用是提供充足的照明，确保车辆行驶的安全。
三、设计要点在进行隧道横断面设计时，需要注意以下要点：1.考虑隧道的使用功能和地理环境，选择合适的隧道形式。
2.根据车辆类型、行驶方向和地质条件等因素确定净高、宽度和路面坡度等基本参数。
3.设置合理的侧石块和路肩，保护车辆和行人。
隧道横断面设计
隧道横断面设计一、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，根据隧道建筑限界确定。
隧道建筑限界是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空间范围。
1.机车车辆限界机车车辆限界指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。
该限界要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。
“机车车辆限界”能满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上的最大需要。
2.基本建筑限界基本建筑限界指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。
3.隧道建筑限界（1）常速铁路隧道建筑限界。
它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线，即在“基本建筑限界”的基础上，留出少许空间，用于安装通信信号、照明、电力等设备。
对于速度120 km/h的新建和改建的内燃机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-1A”和“隧限-1B”，如图2-17所示。
新建和改建的电力机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-2A”和“隧限-2B”，如图2-18所示。
图2-17 蒸汽及内燃牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）图2-18 电力牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）（2）高速铁路隧道建筑限界。
我国高速铁路隧道建筑限界分为200 km/h客货共线、200 km/h及以上客运专线、200 km/h客货共线双层集装箱运输三种，如图2-19～图2-21所示。
图2-19 200 km/h客货共线电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界（单位：mm）图2-20 200 km/h及以上客运专线铁路建筑接近限界（单位：mm）图2-21 200 km/h客货共线电力牵引铁路双层集装箱运输隧道建筑限界（单位：mm）4.直线隧道净空（1）常速铁路隧道净空。
“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，它除了满足限界要求外，还考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间，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。
第2章4 隧道横断面设计
E 6940 0
E 6950 0
N 695 00
北秀山隧道
黑龙江工程学院
N 692 00 N 690 00
地面高程（m） 里程桩号 围岩级别 衬砌类型 地质概况
设计高程（m）
路面
坡度(%)坡长(m)
填挖高度（m）
黑龙江工程学院
Ⅳ 级围岩
复合式衬砌
III 级围岩 玄武岩
1.2%
Ⅳ 级围岩
路面
北秀山隧道
北秀山隧道（上行） 入口
N 694 00
N 694 00 N 693 00
E 6920 0
430
E 6930 0
420
410
E 6940 0
400
E 6950 0
N 694 00
N 693 00
E 6940 0
N 695 00
N 694 00
E 6930 0 E 6940 0
E 6950 0
N 691 00
(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
(1)圆形断面
(1)圆形断面
假定公路建筑限界已确定，其控制点为 a,b,c,d四个点。
①分别作ab,ac,ad的垂直平分线，在断面对称 轴上得到三个交点O1,O2、O3，
②取其中最高(至路面)者作为圆心O2。 ③在oa连线的延长线上取aA>0.1m，以oA为
③实际开挖线
如何控制超挖，至今仍是一个难题。 按设计要求所有超挖部分，都须用片 石回填密实。由于施工上的困难，不 容易作到密实。但这是设计及施工中 都应着重强调的问题。
(2)衬砌断面的形状 ①曲墙式衬砌
（三心圆拱、单圆拱、五心圆拱）
隧道工程4-1-1 隧道平纵横断面设计
2. 单、双线铁路隧道的选定
选取的原则 （1） 隧道长度小于10km，采用单洞双 线，可利用施工期间的辅助坑道作为防灾 救援的紧急通道。 （2） 隧道长度10~20km，应结合隧道 两端引线、车站布点等相关工程进行系统 的经济技术比选，也可结合防灾救援及养 护维修考虑，采用双线隧道加贯通平导的 方案进行比较。
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1.隧道平面设计要求
高铁曲线半径的要求
设计速度 推荐曲线半径 最小曲线半径 最大曲线半径
200
4500～7000 3500（2800）
10000 （12000）
300
350
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12000 5500～8000 4500（4000） （14000） 8000～10000 7000（5500） 12000 （14000）
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1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （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。 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、改善维修养护人员的工 作环境以及提高行车速度等方面来看，直 线隧道都优于曲线隧道。
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1.隧道平面设计要求
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1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （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，增加了工 程量； （2） 不同曲率曲线上的隧道建筑限界 加宽不同，施工较为复杂； （3）在曲线隧洞内，空气阻力大，机车 牵引力的损失大，降低了运营效率；
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1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （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； （5）曲线隧道洞身弯曲，通风条件变坏， 有害气体不易排出； （6） 曲线隧道增加了维护作业量和难 度；
隧道工程4-2-3 隧道平纵横断面设计
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
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6.隧道纵断面设计实例
（2） 地质情况
• • • • • •
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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桥梁隧道施工中的横断面设计与施工方法
桥梁隧道施工中的横断面设计与施工方法随着城市化进程的加快和交通网络的不断完善，桥梁和隧道的建设变得越来越重要。
在桥梁和隧道的施工过程中，横断面设计和施工方法是至关重要的环节。
本文将探讨桥梁隧道施工中的横断面设计与施工方法，以期为相关领域的从业人员提供一定的参考。
一、设计横断面的目的和原则在桥梁隧道的设计过程中，横断面的设计是十分重要的环节。
设计横断面的主要目的是为了满足工程的使用要求和施工的技术要求。
设计横断面的原则包括：满足使用要求、保证安全可靠、便于施工和维护，以及经济合理等。
设计横断面时还需要考虑交通组织、排水、通风、照明等因素，以保证工程的正常运行和使用。
二、桥梁横断面设计与施工方法桥梁的横断面设计和施工方法是桥梁工程中的重要内容。
在桥梁的设计过程中，需要考虑桥梁的负荷、变形和抗震等因素。
根据实际情况，选择合适的横断面形式，如矩形横断面、T形横断面、Y形横断面等。
在桥梁的施工过程中，需要采取适当的工艺和方法，如预制构件的浇筑、拼装和安装等。
三、隧道横断面设计与施工方法隧道的横断面设计和施工方法也是隧道工程中不可或缺的一环。
在隧道的设计过程中，需要考虑隧道的通行要求、地质条件和光照等因素。
根据实际情况，选择合适的横断面形式，如圆形横断面、矩形横断面、马蹄形横断面等。
在隧道的施工过程中，需要采取适当的工艺和方法，如先进的掘进技术和合理的支护措施。
四、横断面设计中的材料选择在桥梁和隧道的横断面设计中，材料的选择是至关重要的。
对于桥梁来说，需要选择合适的钢材、混凝土等材料，以满足结构的强度和稳定性要求。
对于隧道来说，需要选择合适的岩石、土壤等材料，以满足地质条件的要求。
在材料选择的过程中，还需要考虑材料的耐久性、施工性能和经济性等因素。
五、横断面设计中的施工工艺在桥梁隧道的横断面设计中，施工工艺是十分重要的一环。
不同的施工工艺可以影响工程的质量、进度和安全等方面。
在桥梁的施工过程中，需要采取适当的浇筑、拼装和安装工艺，以确保结构的完整性和稳定性。
《隧道断面设计》课件
隧道排水系统设计
排水沟设计
设置排水沟，将隧道内的水引至 集水井，再通过水泵排出洞外。
排水方式
根据隧道长度、地形、地质等因 素选择合适的排水方式，如集中
排水、分散排水等。
防水层设计
在隧道衬砌内侧设置防水层，防 止渗水对隧道结构造成影响。
隧道支护结构设计
支护方式
根据围岩条件、施工方法等因素 选择合适的支护方式，如锚杆支 护、喷射混凝土支护等。
采取额外的加固措施。
椭圆形隧道
03
椭圆形隧道结合了圆形和矩形隧道的优点，具有较好的结构稳
定性和施工便利性。
隧道断面的尺寸
净空尺寸
根据设计速度和车辆限界确定，包括车道宽度、 侧向宽度和净高。
衬砌厚度
根据隧道围岩类别、荷载情况和防水要求等因素 确定。
排水设施
设计合理的排水系统，确保隧道内不积水，提高 行车安全性。
环保性原则
隧道断面设计应注重环境保护，尽可能减少对周边生态环 境的破坏和污染，采取有效的环保措施和技术手段，实现 绿色设计和可持续发展。
PART 02
隧道断面的几何设计
隧道断面的形状
圆形隧道
01
圆形隧道具有较高的结构稳定性，能够承受较大的侧压力，但
施工难度较大，成本较高。
矩形隧道
02
矩形隧道结构简单，施工方便，但结构稳定性相对较差，需要
隧道断面设计对运营费用的影响
隧道断面设计应充分考虑运营通风、照明、排水等需求，以降低运营费用。
隧道断面设计的施工性分析
施工难度与隧道断面的关系
隧道断面设计应考虑施工难度，尽量减小断面尺寸，提高施工效率。
施工方法与隧道断面的关系
隧道断面设计应结合施工方法，如盾构法、矿山法等，以提高施工安全性。
第章隧道横断面与隧道洞门设计
1.加宽原因
1)车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车体是刚性的，其矩形形状不会改
变，这就使得车厢两端产生向曲线外侧的偏移d外，车厢中间部分则向曲线内侧偏移1
，如图3- 8所示。2)由于曲线上存在外轨超高，导致车辆向曲线内侧倾斜，使车
辆限界的各个控制点在水平方向上向内移动了一个距离2，如图3-9所示。
3.避车洞的净空尺寸及衬砌类型
图3-19 小避车洞尺寸(单位：cm)
3.5 隧道洞门形式与结构选择
3.5.1 洞门的作用
3.5.2 洞门形式
3.5.3 新型洞门形式及景观设计
3.5.1 洞门的作用
1)减少洞口土石方开挖量。
2)稳定边仰坡。
3)引离地面流水。
4)装饰洞口。
3.5.2 洞门形式
1.隧道门
2.明洞门
1.隧道门
(1)环框式洞门 环框式洞门只镶饰隧道衬砌两端部分。
(2)端墙式洞门 端墙式洞门俗称一字式洞门，适用于自然山坡陡峻，洞门地形开阔
，岩层较为坚硬完整，山体压力很小，开挖坡度1∶0.3～1∶0.5的洞口地段。
(3)翼墙式洞门 当洞口地质较差，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门以外，
1.加宽原因
图3-
8 曲线隧道净空加宽平面示意图
2.加宽值计算
(1)单线曲线隧道加宽值的计算
(2)双线曲线隧道加宽值的计算 双线曲线隧道的内侧加宽值W1及外侧加宽值W2与单
线隧道加宽值的计算相同。
2.加宽值计算
图3-10 单
图3-12 曲线隧道和直线隧道衔接平面设计
图3-34 偏压隧道
3.5.3 新型洞门形式及景观设计
图3-36 洞口深路堑
三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度
一、概述公路隧道是现代交通基础设施的重要组成部分，而隧道的建筑限界横断面是设计与建设中的重要参数。
其基本宽度的确定，关系到隧道的通行安全与流畅性。
本文将对三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度进行探讨。
二、建筑限界横断面组成1.车道部分隧道建筑限界横断面中的车道部分是隧道中最基本的部分，其设计需考虑车辆通行的安全与顺畅。
一般情况下，三车道公路隧道的建筑限界横断面中，车道部分包括三条车道，每条车道的宽度通常为3.5米，这样可以保证车辆的正常通行。
2.辅助设施部分除车道部分外，建筑限界横断面还应包括辅助设施部分，如紧急停车带、安全疏散通道等。
紧急停车带一般宽度为2.5米，用于发生紧急情况时车辆停车和临时通行；安全疏散通道的宽度一般为1.5米，用于紧急情况下人员疏散通行。
3.边幅部分隧道建筑限界横断面还需要考虑边幅部分，用于设置排水系统、照明设施等。
边幅部分的宽度一般根据实际需求进行设计，确保其功能的正常发挥。
三、基本宽度的确定1.车道部分宽度三车道公路隧道的车道部分宽度确定是关键的一步。
一般情况下，根据国家标准和相关规定，每条车道的最小宽度为3.5米，而考虑到交通安全与通行顺畅，建议将每条车道的宽度适当增加至3.75米，以保证车辆的正常通行与超车。
2.辅助设施部分宽度紧急停车带和安全疏散通道的宽度也是必须认真考虑的。
紧急停车带的宽度一般为2.5米，能够满足因突发情况而需停车的车辆；安全疏散通道的宽度适当设置为1.5米，保证人员在紧急情况下的快速疏散。
3.边幅部分宽度边幅部分的宽度应根据隧道的实际情况和需求进行设计，在符合交通建设的相关规定要求下，确定边幅部分的宽度。
四、结论三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度的确定，是保证隧道通行安全与顺畅的重要步骤。
在明确车道部分、辅助设施部分和边幅部分的宽度后，隧道的设计与建设能够更好地满足交通运输的需求，为社会发展做出更大的贡献。
五、流量预测与通行能力考虑在确定三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度时，还需考虑到隧道的流量预测和通行能力。
盾构隧道设计基本概念（1）
盾构隧道设计基本概念（1）盾构隧道设计基本概念1盾构管⽚的⼏何设计1.1隧道线形的选择—平纵断⾯的拟合隧道的中线是由直线及曲线组成。
设计常常采⽤楔形衬砌环（见图1-1），来实现盾构隧道在曲线上偏转及纠偏，楔形衬砌环最⼤宽度与最⼩宽度之差称为楔形量。
⼀般来说，楔形量的确定具有经验性，应考虑管⽚种类、环宽、直径、曲线半径、曲线区间楔形管⽚环使⽤⽐例、管⽚制作的⽅便性、盾尾操作空隙因素综合确定；管⽚楔形量还必须为施⼯留出适当的余裕。
如下图所⽰，阴影部分是管⽚的平⾯投影图，圆弧是隧道设计中⼼线，圆弧中⼼点O1是隧道的转弯半径所在的中⼼点，O2是理论上能拼出的最⼩转弯半径时的圆⼼，则O2P＜O1P。
a）普通环b）单侧楔形环c）两侧楔形环图1-1 楔形衬砌环（β-楔形⾓、△-楔形量）图1-2 楔形量与转弯半径⽰意图⽇本曾统计管⽚外径与楔形量的相关关系，如下图所⽰。
图1-3 楔形量的施⼯统计《盾构⼯程⽤标准管⽚（1990年）》规定管⽚环外径与楔形量的关系如表1-1所⽰。
表1-1 楔形量与管⽚环外径的关系⽬前，多采⽤楔形衬砌环与直线衬砌环的组合、左右楔形衬砌环以及通⽤型管⽚。
1.1.1标准环+楔形环管⽚拼装时，根据隧道线路的不同，直线段采⽤标准环管⽚，曲线段采⽤楔形管⽚（左转弯环、右转弯环）⽤于隧道的转弯和纠偏。
楔形环的楔形⾓由标准管⽚的宽度、外径和施⼯曲线的半径⽽定。
采⽤这类管⽚时，⾄少需三种管⽚模具，即标准环管模、左转弯环管模和右转弯环管模。
a）直线段b）曲线段图1-4 标准环+楔形环拟合线路通常，以短折线拟合曲线，在设计时常以2标准环+1楔形环来拟合；不得以（极端困难）时，以1标准环+1楔形环来拟合。
⼀般地，短折线偏离圆曲线或缓和曲线量不宜⼤于5mm，也有⼈提出控制在10mm。
这就意味着环宽与直径如何匹配是设计需要进⼀步考虑的问题。
①楔形量确定⽅法可采⽤下式计算：式中R——隧道中⼼曲线半径（mm）；——楔形量（mm）；m——楔形环数；n——普通环数；B T——楔形环的最⼤宽度（mm）；B——普通环的宽度（mm）；D0——管⽚外径（mm）。
第2章4隧道横断面设计
04
隧道横断面施工方法
开挖方法选择
全断面法
适用于地质条件较好、断面较小 的隧道。采用全断面一次开挖成 型，施工速度快，对围岩扰动小
。
台阶法
适用于地质条件较差、断面较大 的隧道。将断面分成上下两个或 多个台阶进行开挖，有利于控制
变形和保证安全。
分部开挖法
适用于大断面或地质条件复杂的 隧道。将断面分成若干个小断面 进行开挖，减小每次开挖的跨度
施工顺序安排
1 2 3
先墙后拱法
先开挖隧道两侧的边墙部分，再进行拱部开挖。 适用于地质条件较好、断面较小的隧道。
先拱后墙法
先开挖隧道的拱部，再进行边墙部分的开挖。适 用于地质条件较差、需要较早提供顶部支护的情 况。
交替开挖法
将隧道断面分成左右两部分交替进行开挖和支护 。适用于大断面或地质条件复杂的隧道，有利于 控制变形和保证安全。
筋连接。
二次衬砌设计
01
02
03
04
衬砌形式
根据隧道断面形状、地质条件 及施工方法等选择合适的衬砌 形式，如直墙式、曲墙式等。
衬砌厚度
根据围岩压力、结构跨度及施 工方法等因素综合确定。
钢筋配置
根据衬砌厚度及受力要求配置 钢筋，一般采用双层双向布置
。
混凝土等级
衬砌混凝土等级不应低于C30 ，抗渗等级根据防水要求确定
特殊情况处理
小净距隧道
针对小净距隧道的特殊地质条件 和施工要求，采取相应的设计和 施工措施，如加强支护、控制爆
破等。
连拱隧道
连拱隧道需考虑中隔墙的受力性能 和稳定性，采取相应的加固措施。
偏压隧道
针对偏压隧道的特殊地质条件，采 取相应的平衡措施，如设置平衡压 重、加强支护等。
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
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
公路隧道设计规范
公路隧道设计规范（JTG D70-2004）1 总则 (1)2 主要术语与符号 (2)3 隧道调查及围岩分级 (5)4 总体设计 (11)5 建筑材料 (17)6 荷载 (22)7 洞口及洞门 (25)8 衬砌结构设计 (27)9 结构计算 (33)10 防水与排水 (40)11 小净距及连拱隧道 (42)12 辅助通道 (44)13 辅助工程措施 (48)14 特殊地质地段 (51)15 隧道内路基与路面 (54)16 机电及其它设施…………………………………………………………………６８附录A围岩分级有关规定 (60)附录B隧道标准内轮廓 (63)附录C型钢特性参数表 (65)附录D释放荷载的计算方法 (69)附录E浅埋隧道荷载的计算方法 (71)附录F偏压隧道衬砌荷载的计算方法 (74)附录G明洞设计荷载的计算方法 (75)附录H洞门土压力荷载的计算方法 (77)附录I荷载结构法 (78)附录J地层结构法 (80)附录K钢筋混凝土受弯和受压构件配筋量计算方法 (88)附录L本规范用词说明 (94)在编制过程中，编制组对全国已建和在建的公路隧道进行了较广泛的调查研究，搜集并分析了大量设计文件、工程报告、营运管理报告，就有关专题进行了研究，并听取了全国有关设计院和专家的意见。
考虑到我国公路隧道技术起步较晚，其经验和基础性工作不足，因此在我国经验的基础上又采用或借鉴了国外公路隧道的成功经验和先进技术。
本次修订中，充分考虑了与其它相关标准、规范的协调性，并保持一致。
同时，在全面修订的原则下，尽量按原《规范》的风格编排撰写。
本次修订的重点为调查、围岩分类、总体设计、锚喷支护与衬砌、洞口段工程、结构计算、特殊构造设计、特殊地质地段设计等，并增加了三车道隧道、连拱隧道和小净距隧道等内容。
关于强制性条款《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）中第1.0.3、1.0.5、1.0.6、1.0.7、3.1.1、3.1.3、7.1.2、8.1.2、10.1.1、15.1.1、15.1.2、16.1.1条为强制性条款，必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。
城市快速路设计规程横断面设计教学
202X
《城市快速路设计规程》 第5章横断面设计
进入二十一世纪以来，新一轮的交通矛盾日趋严重，为适应新世纪的经济大发展，全国各大城市规划了快速路网系统，设计中结合新设计理念--城市设计、以人为本、景观等，即道路在成为城市交通载体的同时，也要成为城市一大景观。
☆平面布置 主路与辅路及两侧建筑地坪基本位于同一平面层次。辅路车辆通过主路与辅路之间分隔带的出入口驶入或驶出主路。与横向道路相交时，主路采用高架跨越或者隧道下穿的形式，辅路采用地面交叉口的形式。
1、地面整体式（城区型）-2
5.2横断面布置-3
☆ 横断布置组合 应为城市远期发展预留高架及快速轨道交通的位置，为此其中间带及两侧带应结合上述要求综合考虑，该断面一般采用四幅式，即主路双向快速机动车道之间设一定宽度的中间带进行分隔，主、辅路之间设两侧带并采取封闭设施。辅路上行驶慢速（V≤40km/h）的机动车与非机动车，并设置人行道。当辅路交通量较大并且用地有条件时，为确保行车安全，可以采取机、非分隔的物理分隔措施，当交通量较少并且用地受限时可采取划线分隔。
☆平面布置及层位布安排
5.2横断面布置-9
3、整体式高架道路断面-4
一般在大城市或特大城市，规划快速路位于建筑密集区，拆迁难度大，道路红线宽度受到限制，为充分利用道路空间而采用，与所有横向交通均构成立交形式，不影响各向车辆从桥下路口顺利通行。如上海内环线浦西段共29.2km，穿越市中心区，红线宽仅40m，并与63条道路相交，交叉口平均间距仅400m，故选用整体高架式。青岛、沈阳、广州、武汉内环局部路段，也均因上述原因采用此形式。采用时应处理好与路网的关系，及周围环境协调以及满足各类净空要求，由于此类断面主路均为高架桥结构，造价较贵，为此必须经过技术经济综合比较后方可采用。
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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
W1
d
W2
d
1 2
(W1
W2 )
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 W1= d内1+ d内2= R
+
H E （㎝）
150
W2= d外=
4400 （㎝）
R
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
王丽琴主讲
第三章 隧道构造设计
本章内容提要
主体支护结构
洞身衬砌（4类） 明洞 （2类） 洞门 （6类）
隧道建筑物
附属建筑物
避车洞 边仰坡 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 隧道构造设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
+
H E （㎝）
150
外侧加宽
W2=
d外=
4400（㎝）
R
总加宽
W= W1+ W2= d内1+ d内2+ d外=
8450+
R
H （E㎝）
150
曲线隧道中线与线路中线偏移距离
王丽琴主讲
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
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)：
线间距加宽
王丽琴主讲
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
R
150 2
R
1.2E
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）。
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：㎝
d1
200
1 2
(W1
W2
W3 )
1 d2 200 2 (W1 W2 W3 )
曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法
直线断面
缓和曲线中 点加宽断面
d/2
13m
22m R
d－圆曲线地段隧道中线偏移距离； R－圆曲线半径。
王丽琴主讲
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
曲线隧道净空加宽
王丽琴主讲
加宽原因
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）。
车辆长度(L=26m) 车辆前后转向架间距(l=18m)
d内1 E d外 线路中线
8R
车辆长度(L=26m)
车辆前后转向架间距(l=18m)
车辆轴线
d外
d内1 E
d外
线路中线
L2 l 2
4400
d外
8R
(m)
(cm) R
式中： L— 标准车辆长度，我国为26m。
O
车辆通过曲线时的平面图
王丽琴主讲
（３）外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内2
OF
H
d内2 AC E G E
d内1 R R2 (l / 2)2
2
R2 R2 (l / 2)2
R»l
R R2 (l / 2)2
(l / 2)2 l 2
2R 8R
车辆长度(L=26m)
车辆前后转向架间距(l=18m)
车辆轴线
d外
d内1 E
d外
线路中线
d内1
l2 8R
(m)
4050 (cm) R
王丽琴主讲
第一节 隧道横断面设计
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
车辆轴线 d外
车辆纵轴与线路中线有偏距
O
车辆通过曲线时的平面图
d内2 FD
王丽琴主讲
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）。
加宽值的计算
王丽琴主讲
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
式中 l — 车辆转向架中心距，取18m； R — 曲线半径（m）
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 R2 (L / 2)2 d内1
2
R2 R2 (L / 2)2 l 2
R R2 (L / 2)2 8R
L2 l 2
G≈150cm
H
d内2 150 E =2.4E
d内2 FD
A OCE
式中： H—— 隧道限界控制点自轨面起的高度
E
—— 曲线外轨超高值， E
v2 0.76
≤15㎝
R
v ——铁路远期行车速度，km/h。
总结：
王丽琴主讲
对于单线曲线隧道净空的加宽值为：
内侧加宽
W1=
d内1+
d内2=
4050 R
二、公路隧道净空及要求
公路隧道建筑限界王丽琴主讲
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。
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
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
王丽琴主讲
第一节 隧道横断面设计
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 空间范围。