隧道工程第3章隧道线路及断面设计2详解

d内 d外
（二）曲线隧道净空加宽
1、铁路隧道加宽原因
车辆长度（L=26m） 车辆前后转向架间距（l=18m）
D a/2
d内2
车辆中心线 线路中心线
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内2
a
a
a
单线铁路隧道加宽示意图
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2、单线铁路隧道加宽计算
（1） 车辆中间部分向曲线内侧的偏移
l
d内1
l 2
tan
2
l 4
a
l 4
2 R
l2 8R
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200km/h客货共线单线铁路隧道
‹#›
200km/h客货共线双线铁路隧道
‹#›
200km/h客货共线兼顾双箱运输
‹#›
单线铁路隧道
200km/h客货共线兼顾双箱运输
‹#›
双线铁路隧道
‹#›
250km/h客运专线单线铁路隧道
‹#›
250km/h客运专线双线铁路隧道
‹#›
350km/h客运专线双线铁路隧道
L— 标准车辆长度，我国为26m，则
d外
262 182 8R
100＝ 4400 R
(cm)
则总加宽值：
d总
d内1＋d内2＋d
外＝
4050 R
2.7E
4400 R
8450 R
2.7E
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3、单线隧道(结构)中线与线路中线偏移距离
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
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)
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(2) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移
d内2＝
H E 150
(cm)
d内2
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第三章 隧道线路及断面设计
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主要内容
3.1 隧道位置选择 3.2 隧道洞口位置的选定 3.3 隧道平纵断面设计 3.4 隧道横断面设计 3.5 高铁隧道线路方案选择(略)
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3.3 隧道平纵断面设计
◆ 概念：隧道平面是指隧道中心线在水平面的投影 隧道纵断面是中心线展直后在垂直面的投影
隧道净空
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1、机车车辆限界
停在平坡直线上车辆外轮廓尺寸
2、基本建筑限界
线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线
3、隧道建筑限界
比基本建筑限界大一些，安装通讯信号、照明、 电力等设备
1500 1000
（单线） 1400
2000 2440
1500 1000
4000
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（双线）
2440
6000
3560 3000
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
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‹#›
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
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120km/h双线铁路隧道衬砌轮廓
3560 3000
1210 1110
1875
轨面
2250
4000
2250
8500
行驶蒸汽机或内燃机车的单（双）线隧道限界
550 1250
（单线）
1700 1400
2000 2400 2440
1500
1000
4000
‹#› （双线）
2440
1500
1000
6550
4250 3000
4000
4250 3000
8450 d中 R (cm)
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5、双线隧道中线偏移
内 侧 线 路 中 线 245+d内
隧 道 中 线
400+d中
外 侧 线 路 中 线 245+d外
d偏内 d偏外 内轨顶面
890+d
曲
墙
衬
砌
内
轮 廓
直 墙
衬
砌
内
轮
廓
d
偏内＝200＋
d内
d 外－d中 2
d偏外＝200＋
d内
d外＋d中 2
‹#›
W1
d W1 W2
d
W2
2
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4、双线铁路隧道加宽计算
d内及d外计算与单线加宽值相同
当外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超高时
8450 H E
d中
R
(cm) 150 2
H — 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360cm
E — 外侧线路的外轨超高值，cm
故
d中
8450 R
1.2E
(cm)
其余情况时:
内2
H — 隧道限界控制点自轨面起的高度，cm
a
E — 外轨超高值，其最大不超过15cm，且
a
E 0.76 V 2 (cm) R
d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动角度：
arctg E 150
故可近似取 d内2＝2.7E (cm)
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(3)车辆两端向曲线外侧的偏移
d外
L2 l 2 8R
◆ 隧道长度(起迄点)的计算 铁路：洞门外表面与内轨顶面的交点 公路：洞门外表面与路线中线的交点
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3.3 隧道平纵断面设计
3.3.1 隧道线路平面设计 设计要点
1.在地形地质条件可能的情况下，应尽可能采用直线或大 半径曲线，避免小半径曲线。
2.隧道应尽量避免设反向曲线或复曲线，以利于运营施工
3.当洞外明线出现曲线时，最好要使曲线的缓直点(或直 缓点)距洞口一定距离(如公路隧道应保证停车视距)。
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3.3 隧道平纵断面设计
（3）坡度大小
(1)隧道内最大限制坡度
明线: i允 i限 i曲
公路不大于3%，不小于0.3%
铁路≥3‰
(2)铁路隧道内的坡度折减系数m 隧道: i允 mi限 i曲
湿度影响、空气阻力影响，表3-3-4
（4）坡段长度
（5）坡段连接
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3.4 隧道横断面设计
4.公路隧道不设超高的最小曲线半径：表3-3-1。
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3.3 隧道平纵断面设计
3.3.2 隧道线路纵断面设计
设计要素
➢坡道形式 ➢坡度大小 ➢坡段长度 ➢坡段间的衔接
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3.3 隧道平纵断面设计
（2）坡道形式
两种：人字坡和单面坡 人字坡常出现在越岭隧道、 长大隧道中
单面坡多用于线路的紧坡地 段或是展线地区及河谷隧道 中，以利争取高程
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。
3.4.1 铁路隧道建筑限界
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(一)直线隧道净空
机车车辆或超限货物车辆的接近限界
铁路建筑接近限界 隧道建筑限界
时速200km/h以上曲线隧道净空加宽
圆曲线半径(m)
隧道内外侧加宽总 外轨超高（mm） 和(cm)
2500
45
15
3000
35பைடு நூலகம்
12
4000
25
9
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（三）曲线与直线隧道衬砌
的衔接方法
缓和曲线中 直线断面 点加宽断面
圆曲线加宽断面
缓和曲 线起点
d/2
缓和曲 线中点 缓和曲 线终点