公路隧道功能设计及其结构考虑(蒋树屏)
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千厮门大桥
东水门大桥
功能设计考虑
► 城市合理布局
功能设计考虑
► 节约土地、减少拆迁的需要
功能设计考虑
► 城市景观和环境保护的需要
地下快速通道能避免对城市景观的破坏，能减少汽车尾 气和噪音污染，实现宁静交通。
渝中半岛地下快速道路平面布置
结构设计考虑
双洞方案： 公交车站、换乘通道、自动扶梯
结构设计考虑
营盘路 湘江中路
东岸地下立交结构透视图
结构设计考虑
东岸地下交通流向图
❐ 平交结构——最大开挖宽度21.5m，最大开挖面积244.3m2。
❐ 交叉结构——西岸匝道下穿主隧道，东岸匝道上跨主隧道。
地下立交三维数值分析
结构设计考虑
平交段结构设计方案
长沙投标动画鸟瞰图
厦门万石山地下互通式立交
项目背景
人群、建筑物、空气、 既有地下洞室、管网、 光、声、气候、洪水、 建筑物基础、地质与 动植物等 水文、心理、视觉等
重庆渝中区地下快速道路
项目背景
重庆市主城核心区
CBD
渝中半岛的景观
功能设计考虑
► 社会经济发展的需要
功能设计考虑
► 重庆CBD核心区交通疏解的需要
功能设计考虑
► 完善路网结构，提高路网效率的需要
无中墙连拱隧道
9
11
夹心式曲中墙连拱
公路隧道建设基本情况
▇ 最复杂的地下立交结构型式隧道 厦门万石山地下立交隧道——我国第一座地下互通式立 交，既有平面分岔结构，又有上下交叉结构。
公路隧道建设基本情况
▇ 最高海拔高寒地区的典型隧道
青海大坂山隧道——世界最高海拔公路隧道，地处青藏 高原东北部，海拔3800m，长1865m。
1 秦岭终南山隧道
8
9 10
方斗山隧道
白云隧道 雪峰山隧道
7570
7100 6890
重庆 2×2
重庆 2×2 湖南 2×2
竖井送排+射流风机纵向式
斜井送排+射流风机纵向式 竖井送排+射流风机纵向式
公路隧道建设基本情况
主要水下公路隧道
No. 隧道名 长度 位置 车道 (m) 通风方式
1 厦门海底隧道(钻爆)
Ramp
Main
结构设计考虑
上下立交衬砌采用双层模筑混凝土结构。
可伸缩模板台车
结束语
面对土地资源匮乏、城市规模扩大、自然灾
害频发、环境保护严峻等，公路隧道的功能
要求越来越高，修建技术越来越复杂，隧道
结构设计应更加服从功能要求。因此搞好隧
道功能设计是我们重要的任务。
Thank You！
功能设计考虑
❐ 增加南北通道，完善交通功能
❐ 利用地下空间，减少地面拆迁
❐ 延长暗挖长度，降低施工干扰
❐ 利用地下匝道，解决施工运输
❐ 合理分段施工，控制隧道工期
形成以东西为主，南北为辅的交通干线
N
湘江水下隧道鸟瞰图
结构设计考虑
❐ 湘江江底地质以板岩为主；主隧道江中段最小埋深13m。
结构设计考虑
长江大桥
公路隧道建设基本情况
上海长江盾构隧道直径为15m，上部为公路，下部为轨道。
施工中的上海长江隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 最大规模的沉管水下公路隧道 上海外环隧道——八车道沉管隧道，工程总长2883 m。
外环沉管隧道进出口
干坞内预制管段
公路山岭隧道建设情况
主要山岭公路隧道
No.
2 3 4 5 6 7
8 外环越江隧道(沉管) 9 珠江隧道(沉管) 10 宁波常洪隧道(沉管) 11 甬江隧道(沉管)
2882 1238 1053 1019
上海 广东 浙江 浙江
4× 2 纵流式 3+3 纵流式（道路、鉄道并用） 2× 1 纵流式 2× 1 纵流式
公路隧道建设基本情况
主要宽幅公路隧道
No. 隧道名 长度(m) 位置 车道数
出口
公路隧道建设基本情况
▇ 最大跨度的连拱隧道 福州机场高速公路金鸡山隧道——我国最大断面的八车 道连拱隧道，开挖总跨度达41.5m。
公路隧道建设基本情况
▇ 桥隧混合结构型式隧道 山西晋济高速拍盘隧道——洞口与独塔 斜拉桥结构的相联处于悬崖陡壁，断面面积 346.6m2，长3479m。
公路隧道建设基本情况
公路隧道建设基本情况
▇ 最早建设的钻爆水下公路隧道
厦门翔安隧道——第一座六车道公路海底隧道， 长6km，采取竖井送排式纵向通风方式。
厦门翔安隧道地质纵剖面图
公路隧道建设基本情况
厦 门 翔 安 隧 道 主 要 构 成 示 意 图
换风竖井
排烟道
排风道
主隧道
避难通道
服务隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 最长、断面最大的盾构水下公路隧道 上海崇明长江隧道——上海长江隧桥工程全长25.5km， 为六车道高速公路，为隧桥结合工程，隧道长8955m。
南侧
公路隧道建设基本情况
▇ 最大宽度的分离式公路隧道 深圳雅宝隧道——第一座双洞八车道公路隧道。
出口
公路隧道建设基本情况
▇ 最大规模的小净距公路隧道群
福建京福高速小净距隧道群——国内首次大规模采用 小净距隧道。
东楼小净距隧道(最小净距3.2m)
跃村小净距隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 首例建成的分岔式隧道 湖北八字岭隧道——位于沪-蓉西主干线湖北宜昌-恩施 段，是一座分岔式隧道，长3550m。
公路隧道非标断面与特殊结构
分岔结构 三通结构 交叉结构
28m
公路隧道建设基本情况
▇ 最长的公路隧道
秦岭终南山隧道——世界最长的高速公路隧道，
长18.02 km，最大埋深超过1700m。
北侧
公路隧道建设基本情况
在洞内三处采用了特殊照明技术，特殊照明段的间距为4.5m。
秦岭，是黄河与长江两大水系的分水岭； 隧道，打通这一天然屏障，实现了南北交通。
隧道名
大坪里隧道 包家山隧道 龙潭隧道 泥巴山隧道 括苍山隧道 苍岭隧道
长度(m) 位置 车道 18020 陝西 2×2
12290 甘粛 2×2 11500 陝西 2×2 8700 8000 7930 7605 湖北 2×2 四川 2×2 浙江 2×2 浙江 2×2
通风方式 3竖井分段纵向式
2竖井分段纵向式 3斜井分段纵向式 立坑送排+射流风机纵向式 立坑送排+射流风机纵向式 纵向式+半横流式(排煙) 纵向式+半横流式(排煙)
近30年来，公路隧道建设大发展。截至2008年底，我 国公路及隧道建设规模如下表所示： 总里程 公路 高速公路 358.37万公里 6.03万公里 同比增长 2.79% 11.87%
隧道
3186.4 公里
5426 座
24.69%
16.11%
隧道同比≫公路同比
公路，向大山延伸
表明:
环保，正深入人心 用地，将更加节约
单洞平面交通方案： 公交车站、换乘通道
结构设计考虑
单洞双层交通方案： 公交车站、换乘通道
结构设计考虑
主隧道、匝道、停车场、 垂直电梯
结构设计考虑
车站小广场、通风
结构设计考虑
方案一：人员垂直电梯出入 方案二：人员自动扶梯出入
低碳经济－Low Carbon Economy！
地下快速道路沿线地面高楼林立， 人口密集，汽车尾气不允许从通风 井排出，拟采用轨道电车。
▇ 首例无中墙连拱隧道 厦门机场路浦南隧道——处于超浅埋回填土地层，为无 中导洞的整体式暗挖连拱隧道。
8 15 10 2 6 4 5 6 12 13 11 1 3 20 9 工字钢 1 17 19 2 6 5 6 18 16
整体式直中墙连拱
5 7 13 4 8 9 12 1 3 1 2 15 6 10 14 11
公路隧道建设基本情况
公路隧道标准断面的变化
2车道 A=65m2 高宽比=0.67
3车道 A=96m2 高宽比=0.54
4车道 A=136m2 高宽比=0.48
连拱隧道
小净距隧道
公路隧道建设基本情况
3车道隧道（深圳大梅沙）
4车道隧道（深圳雅宝）
小净距隧道（重庆）
连拱隧道(南峰)
公路隧道建设基本情况
2009.12.12 ·成都
1. 公 路 隧 道 建 设 基 本 情 况
2. 公路隧道功能设计影响要素
3. 重 庆 渝 中 区 地 下 快 速 道 路
4. 重 庆 朝 天 门 两 江 隧 道 5. 长 沙 营 盘 路 湘 江 水 下 隧 道
6. 厦门万石山地下互通式立交
公路隧道建设基本情况
公路隧道建设基本情况
厦门机场路为完善交通网络，加快交通转换，提高行车 效率，全线共设4座立交，其中一座为地下全互通式立交。
地下全互通立交平面 厦门市
结构设计考虑
为我国第一座地下全互通式立交，由7条隧道组成，
总长6078m，既有平面分岔，又有上下交叉。
结构设计考虑
大跨结构段宽25.8m 连拱段为不对称结构 小净距段中夹岩0.46m
重庆朝天门两江隧道
项目背景
在CBD内部建立快捷交通，畅达两江三地间的交通。
重庆市主城Biblioteka Baidu心区
CBD
朝天门两江汇合处
长江隧道 2240m
嘉陵江隧道 1649m
两 江 隧 道 总 平 面 图
望龙门隧道 1368m
分岔结构 三通结构 交叉结构
28m
长沙营盘路湘江水下隧道
项目背景
跨越湘江，沟通两岸，完善路网，分流交通。
6050 福建 3×2 竖井送排+射流风机纵向式 横流式 横流式 横流式（双层双向 ） 横流式（双层双向 ） 横流式
2 上海長江隧道(盾构） 8955 上海 3×2 3 武汉长江隧道(盾构) 3630 湖北 2×2 4 上中路隧道（盾构） 2800 上海 2×2 5 复兴东路隧道 盾构） 2785 上海 3×2 6 南京玄武湖隧道(盾构) 2660 南京 3×2 7 大连路隧道(盾构) 2566 上海 2×2
祝贺 中铁西南科研院成立五十周年！ Congratulation! CREC 1959-2009
2009成都国际隧道工程动态报告会
公路隧道功能设计及其结构考虑
Thought on Function Design and Structure of Highway Tunnel
策划：蒋树屏
招商局重庆交通科研设计院 院长 中国公路学会隧道工程分会 理事长
1
2 3 4
龙头山隧道
万石山隧道 金州隧道 雅宝隧道
1020
1170 521 260
广东
4×2
福建 4×1(宽25.89m的地下立交) 辽宁
广东
4×1 4×2
公路隧道功能设计影响要素
公路隧道功能设计考虑要素
缩短公路里程 加密道路网络 地下开发政策 地上空间环境 补充地面交通 城市合理布局 交通方式转换 地下空间环境
东水门大桥
功能设计考虑
► 城市合理布局
功能设计考虑
► 节约土地、减少拆迁的需要
功能设计考虑
► 城市景观和环境保护的需要
地下快速通道能避免对城市景观的破坏，能减少汽车尾 气和噪音污染，实现宁静交通。
渝中半岛地下快速道路平面布置
结构设计考虑
双洞方案： 公交车站、换乘通道、自动扶梯
结构设计考虑
营盘路 湘江中路
东岸地下立交结构透视图
结构设计考虑
东岸地下交通流向图
❐ 平交结构——最大开挖宽度21.5m，最大开挖面积244.3m2。
❐ 交叉结构——西岸匝道下穿主隧道，东岸匝道上跨主隧道。
地下立交三维数值分析
结构设计考虑
平交段结构设计方案
长沙投标动画鸟瞰图
厦门万石山地下互通式立交
项目背景
人群、建筑物、空气、 既有地下洞室、管网、 光、声、气候、洪水、 建筑物基础、地质与 动植物等 水文、心理、视觉等
重庆渝中区地下快速道路
项目背景
重庆市主城核心区
CBD
渝中半岛的景观
功能设计考虑
► 社会经济发展的需要
功能设计考虑
► 重庆CBD核心区交通疏解的需要
功能设计考虑
► 完善路网结构，提高路网效率的需要
无中墙连拱隧道
9
11
夹心式曲中墙连拱
公路隧道建设基本情况
▇ 最复杂的地下立交结构型式隧道 厦门万石山地下立交隧道——我国第一座地下互通式立 交，既有平面分岔结构，又有上下交叉结构。
公路隧道建设基本情况
▇ 最高海拔高寒地区的典型隧道
青海大坂山隧道——世界最高海拔公路隧道，地处青藏 高原东北部，海拔3800m，长1865m。
1 秦岭终南山隧道
8
9 10
方斗山隧道
白云隧道 雪峰山隧道
7570
7100 6890
重庆 2×2
重庆 2×2 湖南 2×2
竖井送排+射流风机纵向式
斜井送排+射流风机纵向式 竖井送排+射流风机纵向式
公路隧道建设基本情况
主要水下公路隧道
No. 隧道名 长度 位置 车道 (m) 通风方式
1 厦门海底隧道(钻爆)
Ramp
Main
结构设计考虑
上下立交衬砌采用双层模筑混凝土结构。
可伸缩模板台车
结束语
面对土地资源匮乏、城市规模扩大、自然灾
害频发、环境保护严峻等，公路隧道的功能
要求越来越高，修建技术越来越复杂，隧道
结构设计应更加服从功能要求。因此搞好隧
道功能设计是我们重要的任务。
Thank You！
功能设计考虑
❐ 增加南北通道，完善交通功能
❐ 利用地下空间，减少地面拆迁
❐ 延长暗挖长度，降低施工干扰
❐ 利用地下匝道，解决施工运输
❐ 合理分段施工，控制隧道工期
形成以东西为主，南北为辅的交通干线
N
湘江水下隧道鸟瞰图
结构设计考虑
❐ 湘江江底地质以板岩为主；主隧道江中段最小埋深13m。
结构设计考虑
长江大桥
公路隧道建设基本情况
上海长江盾构隧道直径为15m，上部为公路，下部为轨道。
施工中的上海长江隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 最大规模的沉管水下公路隧道 上海外环隧道——八车道沉管隧道，工程总长2883 m。
外环沉管隧道进出口
干坞内预制管段
公路山岭隧道建设情况
主要山岭公路隧道
No.
2 3 4 5 6 7
8 外环越江隧道(沉管) 9 珠江隧道(沉管) 10 宁波常洪隧道(沉管) 11 甬江隧道(沉管)
2882 1238 1053 1019
上海 广东 浙江 浙江
4× 2 纵流式 3+3 纵流式（道路、鉄道并用） 2× 1 纵流式 2× 1 纵流式
公路隧道建设基本情况
主要宽幅公路隧道
No. 隧道名 长度(m) 位置 车道数
出口
公路隧道建设基本情况
▇ 最大跨度的连拱隧道 福州机场高速公路金鸡山隧道——我国最大断面的八车 道连拱隧道，开挖总跨度达41.5m。
公路隧道建设基本情况
▇ 桥隧混合结构型式隧道 山西晋济高速拍盘隧道——洞口与独塔 斜拉桥结构的相联处于悬崖陡壁，断面面积 346.6m2，长3479m。
公路隧道建设基本情况
公路隧道建设基本情况
▇ 最早建设的钻爆水下公路隧道
厦门翔安隧道——第一座六车道公路海底隧道， 长6km，采取竖井送排式纵向通风方式。
厦门翔安隧道地质纵剖面图
公路隧道建设基本情况
厦 门 翔 安 隧 道 主 要 构 成 示 意 图
换风竖井
排烟道
排风道
主隧道
避难通道
服务隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 最长、断面最大的盾构水下公路隧道 上海崇明长江隧道——上海长江隧桥工程全长25.5km， 为六车道高速公路，为隧桥结合工程，隧道长8955m。
南侧
公路隧道建设基本情况
▇ 最大宽度的分离式公路隧道 深圳雅宝隧道——第一座双洞八车道公路隧道。
出口
公路隧道建设基本情况
▇ 最大规模的小净距公路隧道群
福建京福高速小净距隧道群——国内首次大规模采用 小净距隧道。
东楼小净距隧道(最小净距3.2m)
跃村小净距隧道
公路隧道建设基本情况
▇ 首例建成的分岔式隧道 湖北八字岭隧道——位于沪-蓉西主干线湖北宜昌-恩施 段，是一座分岔式隧道，长3550m。
公路隧道非标断面与特殊结构
分岔结构 三通结构 交叉结构
28m
公路隧道建设基本情况
▇ 最长的公路隧道
秦岭终南山隧道——世界最长的高速公路隧道，
长18.02 km，最大埋深超过1700m。
北侧
公路隧道建设基本情况
在洞内三处采用了特殊照明技术，特殊照明段的间距为4.5m。
秦岭，是黄河与长江两大水系的分水岭； 隧道，打通这一天然屏障，实现了南北交通。
隧道名
大坪里隧道 包家山隧道 龙潭隧道 泥巴山隧道 括苍山隧道 苍岭隧道
长度(m) 位置 车道 18020 陝西 2×2
12290 甘粛 2×2 11500 陝西 2×2 8700 8000 7930 7605 湖北 2×2 四川 2×2 浙江 2×2 浙江 2×2
通风方式 3竖井分段纵向式
2竖井分段纵向式 3斜井分段纵向式 立坑送排+射流风机纵向式 立坑送排+射流风机纵向式 纵向式+半横流式(排煙) 纵向式+半横流式(排煙)
近30年来，公路隧道建设大发展。截至2008年底，我 国公路及隧道建设规模如下表所示： 总里程 公路 高速公路 358.37万公里 6.03万公里 同比增长 2.79% 11.87%
隧道
3186.4 公里
5426 座
24.69%
16.11%
隧道同比≫公路同比
公路，向大山延伸
表明:
环保，正深入人心 用地，将更加节约
单洞平面交通方案： 公交车站、换乘通道
结构设计考虑
单洞双层交通方案： 公交车站、换乘通道
结构设计考虑
主隧道、匝道、停车场、 垂直电梯
结构设计考虑
车站小广场、通风
结构设计考虑
方案一：人员垂直电梯出入 方案二：人员自动扶梯出入
低碳经济－Low Carbon Economy！
地下快速道路沿线地面高楼林立， 人口密集，汽车尾气不允许从通风 井排出，拟采用轨道电车。
▇ 首例无中墙连拱隧道 厦门机场路浦南隧道——处于超浅埋回填土地层，为无 中导洞的整体式暗挖连拱隧道。
8 15 10 2 6 4 5 6 12 13 11 1 3 20 9 工字钢 1 17 19 2 6 5 6 18 16
整体式直中墙连拱
5 7 13 4 8 9 12 1 3 1 2 15 6 10 14 11
公路隧道建设基本情况
公路隧道标准断面的变化
2车道 A=65m2 高宽比=0.67
3车道 A=96m2 高宽比=0.54
4车道 A=136m2 高宽比=0.48
连拱隧道
小净距隧道
公路隧道建设基本情况
3车道隧道（深圳大梅沙）
4车道隧道（深圳雅宝）
小净距隧道（重庆）
连拱隧道(南峰)
公路隧道建设基本情况
2009.12.12 ·成都
1. 公 路 隧 道 建 设 基 本 情 况
2. 公路隧道功能设计影响要素
3. 重 庆 渝 中 区 地 下 快 速 道 路
4. 重 庆 朝 天 门 两 江 隧 道 5. 长 沙 营 盘 路 湘 江 水 下 隧 道
6. 厦门万石山地下互通式立交
公路隧道建设基本情况
公路隧道建设基本情况
厦门机场路为完善交通网络，加快交通转换，提高行车 效率，全线共设4座立交，其中一座为地下全互通式立交。
地下全互通立交平面 厦门市
结构设计考虑
为我国第一座地下全互通式立交，由7条隧道组成，
总长6078m，既有平面分岔，又有上下交叉。
结构设计考虑
大跨结构段宽25.8m 连拱段为不对称结构 小净距段中夹岩0.46m
重庆朝天门两江隧道
项目背景
在CBD内部建立快捷交通，畅达两江三地间的交通。
重庆市主城Biblioteka Baidu心区
CBD
朝天门两江汇合处
长江隧道 2240m
嘉陵江隧道 1649m
两 江 隧 道 总 平 面 图
望龙门隧道 1368m
分岔结构 三通结构 交叉结构
28m
长沙营盘路湘江水下隧道
项目背景
跨越湘江，沟通两岸，完善路网，分流交通。
6050 福建 3×2 竖井送排+射流风机纵向式 横流式 横流式 横流式（双层双向 ） 横流式（双层双向 ） 横流式
2 上海長江隧道(盾构） 8955 上海 3×2 3 武汉长江隧道(盾构) 3630 湖北 2×2 4 上中路隧道（盾构） 2800 上海 2×2 5 复兴东路隧道 盾构） 2785 上海 3×2 6 南京玄武湖隧道(盾构) 2660 南京 3×2 7 大连路隧道(盾构) 2566 上海 2×2
祝贺 中铁西南科研院成立五十周年！ Congratulation! CREC 1959-2009
2009成都国际隧道工程动态报告会
公路隧道功能设计及其结构考虑
Thought on Function Design and Structure of Highway Tunnel
策划：蒋树屏
招商局重庆交通科研设计院 院长 中国公路学会隧道工程分会 理事长
1
2 3 4
龙头山隧道
万石山隧道 金州隧道 雅宝隧道
1020
1170 521 260
广东
4×2
福建 4×1(宽25.89m的地下立交) 辽宁
广东
4×1 4×2
公路隧道功能设计影响要素
公路隧道功能设计考虑要素
缩短公路里程 加密道路网络 地下开发政策 地上空间环境 补充地面交通 城市合理布局 交通方式转换 地下空间环境