隧道工程：讲义隧道总体设计
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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
《隧道工程》精品课件第四章 隧道的总体设计
隧道工程
2. 越岭隧道标高选择
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、经济技术等多种 因素综合比较来确定最优隧道标高。
三、傍山隧道选址
1.傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度问题。为保持山体 稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠。 2.河岸存在冲刷现象或河道窄，水流急，冲刷力强的地段，要考虑河岸冲刷 对山体和洞身稳定的影响，隧道位置宜往山体内侧靠一些，有可能时最好设 在稳定的岩层中，如图4.1-2 所示。
隧道工程
公路隧道横断面示意图(单位：m)
隧道工程
由于地质条件的关系，隧道宽度过大则不经济，施工上也增加难度， 因此高速公路、一级公路一般应设计为上下行分离的两座独立隧道。两相 邻隧道最小净距视围岩类别、断面尺寸、施土方法、爆破震动影响等因素 确定，一般情况可按下表的规定选用。
围岩级别
I
最小净距 1.0× B （m）
修道宽度不宜小于1.0m。
隧道工程
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；当不设置检修道或人行道时，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， 一般可采用1.5﹪～2.0﹪。
隧道工程
隧道工程
第二篇 公路隧道的勘察设计
隧道工程
第 四章 隧道总体设计
★知识目标：
了解隧道选址时主要应考虑哪些问题；熟悉隧道平面、纵断面设计时 应注意的问题；熟悉隧道建筑限界、衬砌内轮廓线、实际开挖线的定义。
《隧道工程(第五版)》课件第3章 隧道总体设计
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隧道工程（第五版）
出版社 理工分社
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隧道工程（第五版）
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3.2.2 隧道纵断面设计隧道纵断面是隧道中心线展 直后在垂直面上的投影。隧道内线路坡度可设置为单面 坡（即向隧道一端上坡或下坡）或人字坡（即从隧道中 间向洞口两端下坡）两种，如图3.13所示。
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⑤考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构 受力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交，见图3.11 （a）。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍 山隧道，更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞门， 见图3.11（b）。若为斜交时，应尽可能加大斜交角度 （一般不小于45°），或采取工程措施，以降低垂直等 高线方向的开挖高度。
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隧道工程（第五版）
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在1∶50000耀1∶25000地形图上比选时，为了明确 路线是否经济，技术上是否可行，是否符合工程实际， 可参考已有的地质等资料，在地形图上徒手描绘大概的 平面线形图，判断隧道位置和规模，对所有可能的路线 方案进行比较，估算建设费用，去掉一些明显没有进一 步比较价值的路线方案，选出下一步所需进一步比较的 路线方案。。然后在1∶5000地形图上研究路线控制点， 拟订几条比较路线的平面线形、纵坡，使其与交通安全、 地形地物协调，并确定出线形指标好、工程造价低的线 路。一般路线比较要点是：线形适当（平面顺适、纵坡 均衡、横面合理），顺应地形，路线延长对邻近地区的 影响；安全性、用地、建设投资、养护费、行驶性能， 施工的难易，与当地环境和景观相协调等。
17-2隧道工程第2章公路隧道总体设计
第二章公路隧道的勘测与建筑设计第二节公路隧道总体设计的基本内容1、掌握隧道与洞口位置选择的原则2、熟悉隧道总体设计的内容及规定3、熟悉隧道平面线形、纵断线形的规定4、掌握隧道净空断面定义以及设计的若干要求5、了解公路隧道勘测设计文件的内容及组成公路隧道总体设计1、总体设计的一般规定2、隧道位置选择3、洞口位置选择4、施工方法与场地设备5、工期及工程概算总体设计一般规定1、内容：隧道位置选择、线形设计、横断面（几何）设计、施工计划等2、一般规定满足公路交通规划的要求,其建筑限界、净空断面、隧道主体结构以及运营通风、照明等设施，应按《公路工程技术标准》规定的预测交通量设计。
当近期交通量不大时，可采取一次设计，分期修建.总体设计一般规定远景交通规划年限：《公路工程技术标准》高速公路或一级公路为20年，二级公路为15年，三级公路为10年，四级公路一般为10年，也可根据实际情况适当调整。
对于一级公路以上的隧道，当近期交通量不大时可以分期修建，其优点是可以缓解建设资金，缺点是可能造成一定的浪费。
总体设计一般规定3、原则（1）综合比选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。
（2）地质条件差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避开不良地质地段；长隧道的位置亦应尽可能避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。
（3)根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑限界，在满足隧道功能和结构受力良好的前提下，总体设计一般规定3、原则确定经济合理的断面轮廓；（4）隧道内外平、纵线形应协调（5）通风方式的选择，通风、照明、交通监控等机电设备的设置规模的确定（6）隧道内防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设置、交通工程设施、环境保护等做综合考虑（7）当隧道与相邻建筑物有相互影响时，应在设计与施工中采取必要的措施。
隧道位置选择为减少火车震动对石窟文物的影响，1995年焦枝铁路龙门隧道废弃，东迁700米另辟新隧道二、隧道总体设计的基本内容在隧道位置选择时，首先应◆查清：工程地质及水文地质情况◆根据：不同地形特点◆结合：线路技术标准通车期限工程造价施工及运营条件节省土地等因素进行全面的政治、经济、技术的综合比较来确定（一）公路隧道位置选择1、应修建在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地质地段；当必须通过时，应有切实可靠的工程措施。
隧道工程(隧道总体设计)
境和能源的负面影响。
经济合理
在满足安全性和功能性的前提下，隧 道设计应注重经济合理性，控制工程 投资和运营成本。
可持续发展
隧道设计应符合可持续发展的要求， 具备适应未来变化和发展的能力。
隧道设计流程
方案设计
根据需求分析结果，制定多个 设计方案，并进行初步筛选和 比较。
施工图设计
根据初步设计结果，进行详细 的施工图设计，包括施工方法、 施工组织、安全措施等。
施工过程控制
加强施工现场的监督和检 测，及时发现和纠正施工 质量问题。
质量检测与验收
按照相关标准和规范进行 质量检测与验收，确保隧 道工程的安全性和可靠性。
05
隧道工程环境保护与安全防护
隧道施工对环境的影响
生态破坏
隧道施工可能破坏沿线的生态环境，如植被破坏、水土流失等。
水资源影响
隧道施工可能影响地下水流向，造成地下水位下降或地面塌陷。
未来，隧道工程将朝着智能化、绿色化、可持续化的方向发展，采用新的设计理念、施工技术和材料， 提高隧道的安全性、耐久性和环保性。
பைடு நூலகம்
02
隧道总体设计基础
隧道设计原则
安全至上
隧道设计应始终以安全为首要考虑因素， 确保隧道在使用期间的结构安全和运营
安全。
环保节能
隧道设计应充分考虑环境保护和节能 减排，采取有效的措施减少对周边环
隧道工程（隧道总体设计
• 隧道工程概述 • 隧道总体设计基础 • 隧道总体设计方案 • 隧道施工方法与工艺 • 隧道工程环境保护与安全防护 • 隧道工程案例分析
01
隧道工程概述
隧道工程定义
01
隧道工程是指在地层内部或地面 以下修建隧道或地下洞室的工程 技术。
经济合理
在满足安全性和功能性的前提下，隧 道设计应注重经济合理性，控制工程 投资和运营成本。
可持续发展
隧道设计应符合可持续发展的要求， 具备适应未来变化和发展的能力。
隧道设计流程
方案设计
根据需求分析结果，制定多个 设计方案，并进行初步筛选和 比较。
施工图设计
根据初步设计结果，进行详细 的施工图设计，包括施工方法、 施工组织、安全措施等。
施工过程控制
加强施工现场的监督和检 测，及时发现和纠正施工 质量问题。
质量检测与验收
按照相关标准和规范进行 质量检测与验收，确保隧 道工程的安全性和可靠性。
05
隧道工程环境保护与安全防护
隧道施工对环境的影响
生态破坏
隧道施工可能破坏沿线的生态环境，如植被破坏、水土流失等。
水资源影响
隧道施工可能影响地下水流向，造成地下水位下降或地面塌陷。
未来，隧道工程将朝着智能化、绿色化、可持续化的方向发展，采用新的设计理念、施工技术和材料， 提高隧道的安全性、耐久性和环保性。
பைடு நூலகம்
02
隧道总体设计基础
隧道设计原则
安全至上
隧道设计应始终以安全为首要考虑因素， 确保隧道在使用期间的结构安全和运营
安全。
环保节能
隧道设计应充分考虑环境保护和节能 减排，采取有效的措施减少对周边环
隧道工程（隧道总体设计
• 隧道工程概述 • 隧道总体设计基础 • 隧道总体设计方案 • 隧道施工方法与工艺 • 隧道工程环境保护与安全防护 • 隧道工程案例分析
01
隧道工程概述
隧道工程定义
01
隧道工程是指在地层内部或地面 以下修建隧道或地下洞室的工程 技术。
《隧道工程》讲义第2章隧道结构及设计
（5）洞口线路宜与等高线正交。使隧道正面进人山体， 洞口结构物不致受到偏侧压力。 （6）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，以防洪水灌人隧道。 （7）为了确保洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜 开挖过高。
BA
沟底附近洞口平面位置示意图
a) 正交洞门
一般把纵坡保持在2％以下比较好，超过2％时有害物 质的排出量迅速增加，因此纵坡大于3％ 是不可取的。 对于不存在通风问题的隧道，可按普通公路设置纵坡。
(a)单面坡
(b)人字坡 坡道型式示意图
对于铁路隧道，隧道内线路的最大允许坡度要在明 线最大限制坡度上乘以一个折减系数m，其原因如下： （1）列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低——机车 的牵引能力有时是由车轮与轨面之间的粘着力来控制 的。 （2）洞内空气阻力增大——列车在隧道内行驶，其作 用犹如一个活塞，洞内空气将像活塞那样给前进的列 车以空气阻力，使列车的阻力加大。
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。
2.2几何设计 2.2.1平面设计
隧道平面：是指隧道中心线在平面上的投影。 这个线状的投影是由直线段和曲线段组成的，其
中曲线段又可由缓和曲线和圆曲线组成。
１.２隧道勘测 １.２.１初步勘测
初步勘测是初步设计阶段的勘察测量。外业要完 成导线测量、水准点设立、线路地形测量和相应的钻 探、物探等工作。有以下主要任务：
（1）经济与交通的调查 （2）路线方案的选择 （3）线路局部方案的选择 （4）隧道方案的比选
（5）隧道附属建筑设计方案的选择。 （6）隧道小区域的气象条件调查。 （7）隧道供电源的选择和供电点的布设。 （8）隧道线路的给、排水方案选择。 （9）施预调查。 （10）有关协议或谈话纪要。
隧道工程课程设计PPT课件
第一章 设计资料和任务
第一节 设计资料
第二节 设计任务和要求第二章 Nhomakorabea道洞门设计
第一节 隧道建筑限界
第二节 隧道内轮廓确定
第三节 隧道进出口位置确定
第四节隧道洞门结构设计
第三章 隧道总体设计
第四章 隧道支护结构及施工方法设计
第一节 支护结构设计
第二节 施工方法
3
3 设计参考图
建筑限界
4
隧道内轮廓
隧道工程课程设计
1
1 任务、要求及应提交的文件
确定隧道进、出口洞门位置，绘制隧道进、 出口边坡及仰坡开挖线；（隧道洞口平面图）
隧道洞门设计；（洞门立面图和剖面图） 隧道总体设计；（隧道纵断面图） 隧道支护结构和施工方法设计（支护结构图，
开挖方法图） 设计说明书
2
2 设计说明书提纲（建议）
5
隧道洞口平面图
6
隧道洞门立面图
7
隧道洞门平面图
8
隧道纵断面图
9
隧道支护结构设计图
10
隧道开挖方法设计图
11
12
隧道工程第3章 隧道总体的设计-36页文档资料
图3.1.1 隧道轴线与地形的关系
• 3.1.2 越岭隧道选址 • (1)越岭隧道平面位置的选择 • (2)越岭隧道标高选择 • 3.1.3 傍山隧道选址 • 3.1.4 不良地质地段隧道位置的选择 • (1)滑坡、错落 • (2)松散堆积层 • (3)泥石流 • 3.1.5 隧道洞口位置选择
图3.1.2 河岸受冲刷对洞身 位置影响示意图
• 3.2.4 隧道接线
• 3.3 衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定 • 3.3.1 衬砌断面 • ①衬砌内轮廓线 • ②初砌外轮廓线 • ③实际开挖线 • 3.3.2 道路隧道衬砌内轮廓线的求法 • (1)圆形断面的作图 • (2)直墙式衬砌断面 • (3)曲墙式衬砌断面(顶板以上设置通风道时)
图3.3.1 隧道断面轮廓线
• ④场地布置、便道引入、弃渣处理及利用 的情况和意见；
• ⑤辅助坑道和运营通风的选定和设置意见；
• ⑥施工设计中的注意事项。
• 施工图设计是以上述资料为基础的。较长 隧道的施工图设计一般应包括：
• ①隧道平面图： • ②隧道纵断面图： • ③隧道进口(出口)纵横断面图： • ④隧道进口(出口)平面图： • ⑤隧道进口(出口)洞门图： • ⑥隧道衬砌设计图： • ⑦辅助坑道结构设计图。
图3.3.2 内轮廓线作图例
• 3.3.3 衬砌断面几何尺寸的拟定 • (1)衬砌内轮廓尺寸拟定
图3.3.3 内轮廓线计ห้องสมุดไป่ตู้图
图3.3.4 边墙内径r3的计算图
• (2)轴线与外轮廓线
图3.3.5 变截面拱圈尺寸的计算图式及水平线以上部分曲边墙尺寸计算图
图3.3.6 边墙外缘斜线计算图
• ⑧运营通风系统的结构设计图。 • ⑨运营照明系统的结构设计图。 • ⑩监控与管理系统的结构设计图。 • 附属建筑物的结构设计图。
• 3.1.2 越岭隧道选址 • (1)越岭隧道平面位置的选择 • (2)越岭隧道标高选择 • 3.1.3 傍山隧道选址 • 3.1.4 不良地质地段隧道位置的选择 • (1)滑坡、错落 • (2)松散堆积层 • (3)泥石流 • 3.1.5 隧道洞口位置选择
图3.1.2 河岸受冲刷对洞身 位置影响示意图
• 3.2.4 隧道接线
• 3.3 衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定 • 3.3.1 衬砌断面 • ①衬砌内轮廓线 • ②初砌外轮廓线 • ③实际开挖线 • 3.3.2 道路隧道衬砌内轮廓线的求法 • (1)圆形断面的作图 • (2)直墙式衬砌断面 • (3)曲墙式衬砌断面(顶板以上设置通风道时)
图3.3.1 隧道断面轮廓线
• ④场地布置、便道引入、弃渣处理及利用 的情况和意见；
• ⑤辅助坑道和运营通风的选定和设置意见；
• ⑥施工设计中的注意事项。
• 施工图设计是以上述资料为基础的。较长 隧道的施工图设计一般应包括：
• ①隧道平面图： • ②隧道纵断面图： • ③隧道进口(出口)纵横断面图： • ④隧道进口(出口)平面图： • ⑤隧道进口(出口)洞门图： • ⑥隧道衬砌设计图： • ⑦辅助坑道结构设计图。
图3.3.2 内轮廓线作图例
• 3.3.3 衬砌断面几何尺寸的拟定 • (1)衬砌内轮廓尺寸拟定
图3.3.3 内轮廓线计ห้องสมุดไป่ตู้图
图3.3.4 边墙内径r3的计算图
• (2)轴线与外轮廓线
图3.3.5 变截面拱圈尺寸的计算图式及水平线以上部分曲边墙尺寸计算图
图3.3.6 边墙外缘斜线计算图
• ⑧运营通风系统的结构设计图。 • ⑨运营照明系统的结构设计图。 • ⑩监控与管理系统的结构设计图。 • 附属建筑物的结构设计图。
隧道总体设计知识点
隧道总体设计知识点隧道总体设计是指在规划和设计隧道工程时，根据具体情况和要求，对隧道的整体设计方案进行规划和编制的过程。
它是隧道工程实施的基础，直接决定了隧道的施工质量和使用性能。
本文将从隧道总体设计的目的、内容和方法等方面进行详细阐述，以帮助读者全面了解隧道总体设计知识点。
一、隧道总体设计的目的隧道总体设计的目的在于保证隧道工程的安全、经济和科学性，并满足工程所处环境的要求。
具体而言，隧道总体设计的目的包括以下几个方面：1. 确定隧道的功能和服务要求：根据隧道的用途和所处环境的特点，确定隧道的主要功能和服务要求，如交通隧道的通行能力和安全要求、水利隧道的输水能力和抗洪能力等。
2. 确定隧道的技术参数：包括隧道的长度、断面形状、纵、横坡设计、洞口形式、盾构机参数等技术参数，这些参数直接影响到施工方案和施工工艺的选择。
3. 确定隧道的布置和线型：根据地质条件、交通流量、地形地貌等因素，确定隧道的布置和线型，包括隧道的走向、坡度、曲线半径、坡度变化等。
4. 确定隧道的安全措施：确定隧道的安全措施，包括防火、排烟、照明、通风等设施的设置，并考虑应急疏散通道、抗震、防水等安全因素。
二、隧道总体设计的内容隧道总体设计的内容较为复杂，既包括技术设计，也包括非技术设计。
下面将列举一些主要内容，以供参考：1. 地质勘察和地质资料分析：包括地质勘察和地质调查的结果分析，评估隧道施工的地质条件和风险，为设计提供可靠的地质基础。
2. 隧道的功能要求和服务要求：根据隧道的用途和所处环境的特点，确定隧道的主要功能和服务要求，如交通隧道的通行能力和安全要求、水利隧道的输水能力和抗洪能力等。
3. 隧道的技术参数：包括隧道的长度、断面形状、纵、横坡设计、洞口形式、盾构机参数等技术参数，这些参数直接影响到施工方案和施工工艺的选择。
4. 隧道的布置和线型：根据地质条件、交通流量、地形地貌等因素，确定隧道的布置和线型，包括隧道的走向、坡度、曲线半径、坡度变化等。
《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计
和通风的需求。
纵断面设计还需要考虑隧道进 出口的处理方式，以及隧道内 交通标高、排水沟等附属设施
的设置。
断面尺寸的确定
01
断面尺寸的确定需要考虑车辆的尺寸、车道数量、安全距离等 因素。
02
设计需要满足车辆行驶的安全性和舒适性要求，同时也要考虑
隧道的施工难度和工程造价。
断面尺寸的确定还需要考虑隧道进出口的处理方式，以及隧道
排水设计
排水沟设置
在隧道衬砌结构底部设置排水沟，将隧道内的积水引入排 水沟，并排出隧道外。排水沟应定期清理，保持畅通。
排水孔设置
在隧道围岩中设置排水孔，将围岩中的水分引出，降低隧 道内的湿度。排水孔应定期进行疏通，防止堵塞。
集水井设置
在隧道内设置集水井，将隧道内的积水引入集水井，再通 过水泵将积水排出隧道外。集水井应定期清理，保持水泵 正常运行。
优化控制策略
根据实际需要，采用智能控制技术，实现设备 的自动调节和控制，避免能源浪费。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加强维护管理
定期对设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态，延长使用寿命， 降低能耗。
06
隧道断面的监控与报警系统设计
监控系统设计
实时监测
通过安装摄像头和传感器，实时监测隧 道内的交通情况、车辆行驶速度、车辆
流量等数据。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析，生 成各种报表和图像，以便管理人员了
解隧道内的实时状况。
数据采集
收集隧道内的环境参数，如空气质量 、温度、湿度等，以及隧道结构的状 态信息。
数据传输
将采集到的数据通过有线或无线方式 传输到中心服务器，以便远程监控和 管理。
报警系统设计
报警阈值设定
纵断面设计还需要考虑隧道进 出口的处理方式，以及隧道内 交通标高、排水沟等附属设施
的设置。
断面尺寸的确定
01
断面尺寸的确定需要考虑车辆的尺寸、车道数量、安全距离等 因素。
02
设计需要满足车辆行驶的安全性和舒适性要求，同时也要考虑
隧道的施工难度和工程造价。
断面尺寸的确定还需要考虑隧道进出口的处理方式，以及隧道
排水设计
排水沟设置
在隧道衬砌结构底部设置排水沟，将隧道内的积水引入排 水沟，并排出隧道外。排水沟应定期清理，保持畅通。
排水孔设置
在隧道围岩中设置排水孔，将围岩中的水分引出，降低隧 道内的湿度。排水孔应定期进行疏通，防止堵塞。
集水井设置
在隧道内设置集水井，将隧道内的积水引入集水井，再通 过水泵将积水排出隧道外。集水井应定期清理，保持水泵 正常运行。
优化控制策略
根据实际需要，采用智能控制技术，实现设备 的自动调节和控制，避免能源浪费。
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加强维护管理
定期对设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态，延长使用寿命， 降低能耗。
06
隧道断面的监控与报警系统设计
监控系统设计
实时监测
通过安装摄像头和传感器，实时监测隧 道内的交通情况、车辆行驶速度、车辆
流量等数据。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析，生 成各种报表和图像，以便管理人员了
解隧道内的实时状况。
数据采集
收集隧道内的环境参数，如空气质量 、温度、湿度等，以及隧道结构的状 态信息。
数据传输
将采集到的数据通过有线或无线方式 传输到中心服务器，以便远程监控和 管理。
报警系统设计
报警阈值设定
《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计
地质构造和岩石应力状况对线路选择
纵向和横向渐变
4
有重要影响。
通过设计横向和纵向的渐变，保证隧 道的安全和舒适性。
隧道断面设计
断面形式
在考虑隧道使用功能的前提下，确定合适的 断面形式。
基础设计
考虑隧道的支护和基础，确定合理的断面尺 寸和形式。
断面尺寸
根据车辆通行、施工条件等要素，确定合理 的断面尺寸。
智能照明系统的应用
智能照明系统的应用可以最大 程度地利用隧道自然光线，提 高节能效果。
智能通风系统的应用
智能通风系统的应用可以根据 实时数据调节隧道内部环境， 保证车辆和乘客的舒适性。
隧道安全管理
安全管理制度
建立健全的安全管理制度， 规范隧道施工、运行和维 护活动。
应急预案
制定并及时更新隧道应急 预案，确保在突发事件中 快速有效地响应和处置。
平替段的设计可以减小渗漏和水压。
3 隧道进口出口的曲线设计
曲线半径的选择对于增加进口进出口的灵活性和保证通行安全有重要影响。
隧道平面布置
设计原则
充分考虑交通安全、造价、 舒适性等因素，优化平面布 置。
节点设计
合理设置节点可以优化路线， 减少盘山隧道的数量。
交叉口设计
考虑人流、车流量，设计合 理交叉口，保证交通畅通。
隧道施工困难
1
基础难度大
受到地质条件的影响，隧道基础的施工往往比其他地面施工更为困难。
2
开挖难度大
隧道的开挖不仅需要克服地质因素的阻碍，还受到隧道尺寸、施工技术等多种因 素的影响。
3
支护难度大
隧道的支护工作存在诸多技术难度，需要采用合理且有效的技术手段。
隧道自动化
《隧道总体设计》课件
适应地形地貌
隧道线路设计应结合地形地貌，合理选择线路走向和埋深，减少对 自然景观的破坏。
考虑施工方法
隧道线路设计应考虑施工方法，为施工创造有利条件，降低施工难 度和风险。
隧道线路的平面设计
线形设计
隧道平面设计应根据路线走向、 地形地貌、施工方法等因素进行 线形设计，包括直线、曲线、坡
度等要素的合理组合。
隧道位置应考虑建设成本和运营成本 ，尽量缩短隧道长度，降低工程造价 ，提高运营效益。
环境保护
隧道应尽量减少对周边环境的破坏， 避开自然保护区、水源地等敏感区域 ，确保施工过程和运营过程中的环境 保护。
隧道线路设计的基本要求
满足行车安全和舒适性
隧道线路设计应满足行车安全和舒适性的要求，保证车辆在隧道 内行驶的稳定性、视距和通风等条件。
横断面设计
横断面设计应根据隧道长度、埋深 、地质条件等因素进行合理布置， 包括车道宽度、路肩宽度、侧向净 空等要素的合理配置。
纵断面设计
纵断面设计应根据地形地貌、埋深 、排水要求等因素进行合理布置， 包括坡度、坡长、竖曲线半径等要 素的合理配置。
03 隧道结构设计
隧道结构的形式与特点
隧道结构形式
根据隧道的功能、地形、地质等 因素，隧道结构形式可分为圆形 、矩形、马蹄形、椭圆形等。
隧道结构特点
隧道结构需具备承受一定荷载、 适应地质变化、防止渗漏水等功 能，同时要满足安全、经济、环 保等要求。
隧道结构的荷载分析
01
02
03
静荷载
包括隧道顶部的土重、侧 壁土压力、地下水压力等 。
动荷载
包括列车、汽车等交通工 具行驶时产生的振动和冲 击力。
隧道通风与照明的实施要点
合理选择通风设备
隧道线路设计应结合地形地貌，合理选择线路走向和埋深，减少对 自然景观的破坏。
考虑施工方法
隧道线路设计应考虑施工方法，为施工创造有利条件，降低施工难 度和风险。
隧道线路的平面设计
线形设计
隧道平面设计应根据路线走向、 地形地貌、施工方法等因素进行 线形设计，包括直线、曲线、坡
度等要素的合理组合。
隧道位置应考虑建设成本和运营成本 ，尽量缩短隧道长度，降低工程造价 ，提高运营效益。
环境保护
隧道应尽量减少对周边环境的破坏， 避开自然保护区、水源地等敏感区域 ，确保施工过程和运营过程中的环境 保护。
隧道线路设计的基本要求
满足行车安全和舒适性
隧道线路设计应满足行车安全和舒适性的要求，保证车辆在隧道 内行驶的稳定性、视距和通风等条件。
横断面设计
横断面设计应根据隧道长度、埋深 、地质条件等因素进行合理布置， 包括车道宽度、路肩宽度、侧向净 空等要素的合理配置。
纵断面设计
纵断面设计应根据地形地貌、埋深 、排水要求等因素进行合理布置， 包括坡度、坡长、竖曲线半径等要 素的合理配置。
03 隧道结构设计
隧道结构的形式与特点
隧道结构形式
根据隧道的功能、地形、地质等 因素，隧道结构形式可分为圆形 、矩形、马蹄形、椭圆形等。
隧道结构特点
隧道结构需具备承受一定荷载、 适应地质变化、防止渗漏水等功 能，同时要满足安全、经济、环 保等要求。
隧道结构的荷载分析
01
02
03
静荷载
包括隧道顶部的土重、侧 壁土压力、地下水压力等 。
动荷载
包括列车、汽车等交通工 具行驶时产生的振动和冲 击力。
隧道通风与照明的实施要点
合理选择通风设备
隧道与地铁工程_ 隧道工程的总体设计_ 隧道平、纵面设计_
当隧道净宽小于所在公路的路基宽度时，两端接线仍然按 等级公路标准设计，与隧道洞门端墙衔接。隧道内的路肩宽度 与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑的过渡，应在适当 的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利。
2017年8月10日，
陕西安康境内京昆高
速公路秦岭1号隧道，
发生一起大客车碰撞
隧道口的交通事故，
造成36人死亡13人
限速
路面超高
4
（3）分离式隧道最小净距问题：按两洞结构对彼此不产生有 害影响为原则
L
B
L=kB
K与围岩级别有关
5
大跨度隧道 连拱隧道
6
2. 隧道线路纵断面设计
• 概念：隧道中心线展开以后在垂直面上的投影 • 关键问题： （1）纵坡坡度设计：
考虑排水时应不小于0.3%， 考虑通风时应小于2%（汽车排放的有害物质聚集） （2）纵坡形式设计：单坡，人字坡
7
• 单 坡：单向行驶，通风有 利，汽车产生有害气体小， <=3%，有利于争取高程
• 人字坡：隧道两端上坡施 工，出渣和排水有利，施 工废弃急剧掌子面，通风 较差，<=1%，长大隧道 设置通风竖井。
8
隧道边坡点应设置竖曲线，并尽量选择大值，以利于通 视和通风。
•竖曲线：凸曲线，凹曲线（依据设计速度选取半径）
9
3. 隧道线路接线
• 接线位置：隧道洞口 • 要求：连接线平纵断面与隧道线形协调，确保足够视距与
行驶安全
接线与隧道线型协调
确保足够视距
10
（1）保证有足够的视距和行驶安全：在进口一侧，需要在足 够的距离外能够识别隧道洞口。
为使汽车顺利驶入隧道，驾驶员应提前知前方有隧道。 通常当汽车驶近隧道，但尚有一定距离时，驾驶员若能自然 地集中注意力观察到洞口及其附近的情况，并保证有足够的 安全视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，才能保 证行车安全。
2017年8月10日，
陕西安康境内京昆高
速公路秦岭1号隧道，
发生一起大客车碰撞
隧道口的交通事故，
造成36人死亡13人
限速
路面超高
4
（3）分离式隧道最小净距问题：按两洞结构对彼此不产生有 害影响为原则
L
B
L=kB
K与围岩级别有关
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大跨度隧道 连拱隧道
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2. 隧道线路纵断面设计
• 概念：隧道中心线展开以后在垂直面上的投影 • 关键问题： （1）纵坡坡度设计：
考虑排水时应不小于0.3%， 考虑通风时应小于2%（汽车排放的有害物质聚集） （2）纵坡形式设计：单坡，人字坡
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• 单 坡：单向行驶，通风有 利，汽车产生有害气体小， <=3%，有利于争取高程
• 人字坡：隧道两端上坡施 工，出渣和排水有利，施 工废弃急剧掌子面，通风 较差，<=1%，长大隧道 设置通风竖井。
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隧道边坡点应设置竖曲线，并尽量选择大值，以利于通 视和通风。
•竖曲线：凸曲线，凹曲线（依据设计速度选取半径）
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3. 隧道线路接线
• 接线位置：隧道洞口 • 要求：连接线平纵断面与隧道线形协调，确保足够视距与
行驶安全
接线与隧道线型协调
确保足够视距
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（1）保证有足够的视距和行驶安全：在进口一侧，需要在足 够的距离外能够识别隧道洞口。
为使汽车顺利驶入隧道，驾驶员应提前知前方有隧道。 通常当汽车驶近隧道，但尚有一定距离时，驾驶员若能自然 地集中注意力观察到洞口及其附近的情况，并保证有足够的 安全视距，对障碍物可以及时察觉，采取适当措施，才能保 证行车安全。
《隧道总体设计》PPT课件
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（1）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。
（2）洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处，一般宜 将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的 山嘴处，如图中的B线。
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贴壁进洞时洞口纵断面示意图
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陡壁下接长明洞纵断面示意图
缓坡洞口纵断面示意图
（5）考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌 结构受力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交。 特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍山 隧道，更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞 门。若为斜交时，应尽可能加大斜交角度（一般 不小于450），或采取工程措施，以降低垂直等高
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-按地质条件进行选择
- 单斜构造与隧道位置的选择
•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
•陡倾角岩层 — 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动；在此情况下，如以 明洞通过时应慎重对待
断裂构造地带隧道位置的选择
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(4)、溶洞地区
当隧道通过岩溶地区时，应力求避免穿越岩溶严重发育 的网状洞穴区、巨大空洞区及有利于岩溶发育的构造带， 尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳酸盐岩(可溶岩与非 可溶岩)的接触带。当不可能时，应选择在较狭窄地段， 以垂直或大角度穿过，使通过岩溶地段为最短。
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（3）当洞口处为悬崖陡壁时，根据地质情况采用 贴壁或采用接长明洞的办法，将洞口堆到坍方 范围以外3—5m处.
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