公路隧道设计与施工
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（2）竖向曲线
通风的压差效应；通风的阻力，需风量的计算； 设计的行车速度；运行的安全。
3、公路隧道的结构设计
设计的方法
⊙ 工程类比法为主 ⊙ 辅助以结构数值分析法 ⊙ 辅助以实验方法
公路隧道新奥法设计典型支护结构图
4 几个具体问题
⊙ 断面形状：曲墙、三心、五心、拱脚 ⊙ 超前支护：导管、大管棚 ⊙ 钢性支撑：钢格栅、钢拱架 ⊙ 预留变形：规范、实际现场监控量测
图
左右洞施工的相互影响
右洞开挖对左洞沉降的影响
σ 1（MPa）
σ 3（MPa）
-3 -2 -1 0 1 2 3
-0.19
-0.23 开挖面距C点的距离（B）
-3 -2 -1 0 1 2 3 -1.48 -1.5
-1.52 -1.54
-1.56 -1.58 开挖面距B点的距离（B）
左洞开挖对A点σ 1的影响 左洞开挖对A点σ 3的影响
⑶公路隧道建设项目招投标过程中没有真正贯彻“风 险共担”的原则。
⑷大型公路隧道的没有勘察设计监理制度。
⑸业主和监理不是真正的合同关系，业主代替了监理， FDIC条款不能完贯彻。
⑹没有合理工期。
⑺勘查、设计收费计算方法不科学。
⑻竣工验收方法可操作性差，评价不科学。
2. 技术问题
⑴由于时间紧，隧道设计形式上是新奥法，但并不深 入仔细研究要设计隧道的围岩地质特点，千篇一律 凭经验套图设计，致使开挖后出现施工方法不适应 或者变更较多。
公路隧道结构数值模拟研究
※ 隧道结构特性研究 ※ 隧道结构设计验算 ※ 施工对结构的影响 ※ 结构/施工优化设计
中导正洞全断面法支护结构σ 1、σ 3变化过程
4 锚杆应力
三导洞法锚杆轴应力变化过程
中墙σ 1等值线图
中墙水平位移等值线图
双连拱隧道施工过程的空间分析
计算结果与分析
开挖面空间效应等效应力云图
⑶施工质量检测的内容不系统，方法不明确，质量评 价体系没有完整建立。
⑷施工过程中围岩变更争议较大，没有一套科学规范 的管理办法。
4. 运营问题
⑴主管部门重建设，轻管理。 ⑵没有系统的长大隧道运营管理行业标准，甚
至有的隧道没有基本的管理手册。 ⑶隧道运营管理粗放，不科学，造成很大浪费。 ⑷没有统一的长大公路隧道安全等级。 ⑸国内许多长大公路隧道没有制定防灾救灾预案。 ⑹隧道运营监控的软硬件接口存在问题，检测
5.3 通风方式的选择及通风方案的初选 5.4 防火救灾时的通风 5.5 通风方案的优化
通风方式
※ 全射流通风（Jet fans)
※ 纵向(Longitudinal type )
○ 集中排出式
○ 集中送入式
○ 多竖井送、排式
※ 纵向－半横向混合式(Mix type)
※ 纵向－横向混合式(Mix type)
自然风Vn＝0, 出、入口H=50m,L=40m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图
公路隧道的 设计与施工
长安大学隧道工程安全研究所 夏永旭
2010.04.08
第一部分 中国公路隧道建设存在的问题
1.建设管理问题
⑴大型隧道建设项目的前期论证不充分，工可研究不 深入，争建全国第一甚至亚洲第一长隧道。
⑵业主单位对工程前期的地质勘查投入不够，急促上 马，给后续的工程建设带来很大的麻烦。
元件的灵敏度、持久性不够。
第二部分 公路隧道的设计
1、现行的相关规范
（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） （2）《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-9） （3）《公路隧道养护技术规范》(JTGHl2-200 3) （4）《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94) （5）《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98) （6）《公路隧道勘测规程》》(JTJ063-85)
3. 施工问题
⑴承包商低价抢标，中标后则暗地里转包，或者在施 工过程中偷工减料，或者人为造成围岩破碎的现象 或者制造塌方事故，要求工程变更，给隧道工程建 设的管理带来极大的困难。
⑵承包商不能严格按照新奥法的要求进行施工，对隧 道施工过程中的监控量测，通常在洞口段和出现问 题时尚能认真实施，但在洞内和施工顺利时则流于 形式。设计单位由于技术和管理方面的原因，真正 做到动态反馈设计的很少。
⑵有的勘察单位技术力量或者资质不够，但由于区域 利益原因也参与隧道工程地质勘察，结果造成地质 勘察不到位，工作不深入，资料不齐全。边设计， 边勘察现象屡有发生，甚至出现无勘察资料盲目进 行初步设计的情况。
⑶对公路隧道建设中的关键技术，如深竖井施工技术、 通风细部参数、运营监控设施、防灾救灾预案等研 究系统深入程度不够，造成后期工程建设管理的困 难，甚至造成很大的浪费。
风机房的设计
※ 地上风机房 优点：空间大、环境好、结构简单 缺点：输电线长、交通远、雪线、寂寞
※ 地下风机房 优点：输电线短、交通近、无雪线 缺点：空间小、环境差、结构复杂
VDSHT简介
隧道需风量计算界面
同向 工况 速度 云图
反向 工况 速度 云图
出口 速度 云图
Fra Baidu bibliotek入口
速度 云图
同向 工况 速度 云图
中隔墙变形及稳定性分析
左侧回填时中墙变形
左侧不回填时中墙变形
斜井底部五个交叉口施工完毕后对整 个交叉段的稳定性产生较大的影响。
隧道的防排水设计--方案二
洞口范围的边、仰坡后的截水沟
5、公路隧道的通风设计
5.1 汽车排污量的计算 交通量的增长与排污水平的降低。
5.2 长大公路隧道的卫生标准及需风量 卫生标准；坡度系数；折价系数；阻塞长度。
规范的应用 原则执行，局部突破，专题研究，自主创新。
2、公路隧道线形的设计
（1）平面曲线
建设标准、建设长度、洞口两端的接线、隧道进 出口与沟谷的相对关系、单双洞方案、通风斜（竖） 井的位置、隧道的结构形式、施工方案、有无通斜 （竖）井、地面的风机房场地等。
曲线的选择，避开不良地质，增加运行的安全性， 减少“明洞”效应，降低洞口基础亮度，减少洞口的 刷坡量。
反向 工况 速度 云图
反向工 况出口 速度云 图
同向 工况 出口 速度 云图
同向 工况 入口 速度 云图
反向工 况入口 速度云 图
左线2＃ 竖井排 风道压 力云图
左线2＃ 竖井排 风道摩 阻系数 云图
自然风Vn＝3.0m/s,送、排风口H=5m,L=50m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图
通风的压差效应；通风的阻力，需风量的计算； 设计的行车速度；运行的安全。
3、公路隧道的结构设计
设计的方法
⊙ 工程类比法为主 ⊙ 辅助以结构数值分析法 ⊙ 辅助以实验方法
公路隧道新奥法设计典型支护结构图
4 几个具体问题
⊙ 断面形状：曲墙、三心、五心、拱脚 ⊙ 超前支护：导管、大管棚 ⊙ 钢性支撑：钢格栅、钢拱架 ⊙ 预留变形：规范、实际现场监控量测
图
左右洞施工的相互影响
右洞开挖对左洞沉降的影响
σ 1（MPa）
σ 3（MPa）
-3 -2 -1 0 1 2 3
-0.19
-0.23 开挖面距C点的距离（B）
-3 -2 -1 0 1 2 3 -1.48 -1.5
-1.52 -1.54
-1.56 -1.58 开挖面距B点的距离（B）
左洞开挖对A点σ 1的影响 左洞开挖对A点σ 3的影响
⑶公路隧道建设项目招投标过程中没有真正贯彻“风 险共担”的原则。
⑷大型公路隧道的没有勘察设计监理制度。
⑸业主和监理不是真正的合同关系，业主代替了监理， FDIC条款不能完贯彻。
⑹没有合理工期。
⑺勘查、设计收费计算方法不科学。
⑻竣工验收方法可操作性差，评价不科学。
2. 技术问题
⑴由于时间紧，隧道设计形式上是新奥法，但并不深 入仔细研究要设计隧道的围岩地质特点，千篇一律 凭经验套图设计，致使开挖后出现施工方法不适应 或者变更较多。
公路隧道结构数值模拟研究
※ 隧道结构特性研究 ※ 隧道结构设计验算 ※ 施工对结构的影响 ※ 结构/施工优化设计
中导正洞全断面法支护结构σ 1、σ 3变化过程
4 锚杆应力
三导洞法锚杆轴应力变化过程
中墙σ 1等值线图
中墙水平位移等值线图
双连拱隧道施工过程的空间分析
计算结果与分析
开挖面空间效应等效应力云图
⑶施工质量检测的内容不系统，方法不明确，质量评 价体系没有完整建立。
⑷施工过程中围岩变更争议较大，没有一套科学规范 的管理办法。
4. 运营问题
⑴主管部门重建设，轻管理。 ⑵没有系统的长大隧道运营管理行业标准，甚
至有的隧道没有基本的管理手册。 ⑶隧道运营管理粗放，不科学，造成很大浪费。 ⑷没有统一的长大公路隧道安全等级。 ⑸国内许多长大公路隧道没有制定防灾救灾预案。 ⑹隧道运营监控的软硬件接口存在问题，检测
5.3 通风方式的选择及通风方案的初选 5.4 防火救灾时的通风 5.5 通风方案的优化
通风方式
※ 全射流通风（Jet fans)
※ 纵向(Longitudinal type )
○ 集中排出式
○ 集中送入式
○ 多竖井送、排式
※ 纵向－半横向混合式(Mix type)
※ 纵向－横向混合式(Mix type)
自然风Vn＝0, 出、入口H=50m,L=40m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图
公路隧道的 设计与施工
长安大学隧道工程安全研究所 夏永旭
2010.04.08
第一部分 中国公路隧道建设存在的问题
1.建设管理问题
⑴大型隧道建设项目的前期论证不充分，工可研究不 深入，争建全国第一甚至亚洲第一长隧道。
⑵业主单位对工程前期的地质勘查投入不够，急促上 马，给后续的工程建设带来很大的麻烦。
元件的灵敏度、持久性不够。
第二部分 公路隧道的设计
1、现行的相关规范
（1）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004） （2）《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-9） （3）《公路隧道养护技术规范》(JTGHl2-200 3) （4）《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94) （5）《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98) （6）《公路隧道勘测规程》》(JTJ063-85)
3. 施工问题
⑴承包商低价抢标，中标后则暗地里转包，或者在施 工过程中偷工减料，或者人为造成围岩破碎的现象 或者制造塌方事故，要求工程变更，给隧道工程建 设的管理带来极大的困难。
⑵承包商不能严格按照新奥法的要求进行施工，对隧 道施工过程中的监控量测，通常在洞口段和出现问 题时尚能认真实施，但在洞内和施工顺利时则流于 形式。设计单位由于技术和管理方面的原因，真正 做到动态反馈设计的很少。
⑵有的勘察单位技术力量或者资质不够，但由于区域 利益原因也参与隧道工程地质勘察，结果造成地质 勘察不到位，工作不深入，资料不齐全。边设计， 边勘察现象屡有发生，甚至出现无勘察资料盲目进 行初步设计的情况。
⑶对公路隧道建设中的关键技术，如深竖井施工技术、 通风细部参数、运营监控设施、防灾救灾预案等研 究系统深入程度不够，造成后期工程建设管理的困 难，甚至造成很大的浪费。
风机房的设计
※ 地上风机房 优点：空间大、环境好、结构简单 缺点：输电线长、交通远、雪线、寂寞
※ 地下风机房 优点：输电线短、交通近、无雪线 缺点：空间小、环境差、结构复杂
VDSHT简介
隧道需风量计算界面
同向 工况 速度 云图
反向 工况 速度 云图
出口 速度 云图
Fra Baidu bibliotek入口
速度 云图
同向 工况 速度 云图
中隔墙变形及稳定性分析
左侧回填时中墙变形
左侧不回填时中墙变形
斜井底部五个交叉口施工完毕后对整 个交叉段的稳定性产生较大的影响。
隧道的防排水设计--方案二
洞口范围的边、仰坡后的截水沟
5、公路隧道的通风设计
5.1 汽车排污量的计算 交通量的增长与排污水平的降低。
5.2 长大公路隧道的卫生标准及需风量 卫生标准；坡度系数；折价系数；阻塞长度。
规范的应用 原则执行，局部突破，专题研究，自主创新。
2、公路隧道线形的设计
（1）平面曲线
建设标准、建设长度、洞口两端的接线、隧道进 出口与沟谷的相对关系、单双洞方案、通风斜（竖） 井的位置、隧道的结构形式、施工方案、有无通斜 （竖）井、地面的风机房场地等。
曲线的选择，避开不良地质，增加运行的安全性， 减少“明洞”效应，降低洞口基础亮度，减少洞口的 刷坡量。
反向 工况 速度 云图
反向工 况出口 速度云 图
同向 工况 出口 速度 云图
同向 工况 入口 速度 云图
反向工 况入口 速度云 图
左线2＃ 竖井排 风道压 力云图
左线2＃ 竖井排 风道摩 阻系数 云图
自然风Vn＝3.0m/s,送、排风口H=5m,L=50m；CCO=1.5e-8kg/m3的等值面云图