中南大學(xué)隧道工程第3章隧道附屬建筑

1、隧道工程隧道工程第第3 3章章 隧道附屬建筑隧道附屬建筑第第3 3章章 隧道附屬建筑隧道附屬建筑本章主要內(nèi)容： 鐵路隧道附屬建筑 公路隧道附屬建筑 隧道防排水設(shè)施第1節(jié) 鐵路隧道附屬結(jié)構(gòu)本節(jié)主要內(nèi)容： 避車洞 電力及通訊設(shè)施 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施1.1 避車洞第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞1.1.1 概念 列車通過隧道時(shí)，為保證洞內(nèi)人員及維修設(shè)備安全，在隧道兩側(cè)邊墻上交錯(cuò)均勻地修建了洞室，用于躲避列車，故稱之為避車洞。 根據(jù)避車洞室的大小，其分為大避車洞和小避車洞。大避車洞：存放維修設(shè)備與材料小避車洞：方便人員躲避列車第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞 大避車洞布置 碎石道床每側(cè)每隔300m布置一個(gè) 整體

2、道床每側(cè)每隔420m布置一個(gè) 隧道長(zhǎng)度在300m以下可不布置大避車洞 隧道長(zhǎng)度在300400m時(shí)，在隧道中間布置一個(gè)1.1.2 避車洞布置注：注：隧道長(zhǎng)度300m以下時(shí)，如果兩端洞口接橋或路塹，當(dāng)橋上無避車臺(tái)或路塹兩邊側(cè)溝外無平臺(tái)時(shí)，應(yīng)與隧道一并考慮布置大避車洞。 第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞 單線隧道每側(cè)每隔60m布置一個(gè)小避車洞 雙線隧道每側(cè)每隔30m布置一個(gè)小避車洞 小避車洞布置 隧道內(nèi)大、小避車洞應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置于兩側(cè)邊墻內(nèi)，大避車洞之間設(shè)小避車洞 不得將避車洞設(shè)于襯砌斷面變化處、不同襯砌類型銜接處或變形縫處 隧道行人較多，或曲線半徑小，視距較短時(shí)，小避車洞還可適當(dāng)加密 整體布置原則碎石道

3、床整體道床第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞避車洞布置圖 直線段且有人行道時(shí)避車洞底面與人行道頂面齊平第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞 采用碎石道床的曲線段隧道上，在各種不同的超高值E時(shí)，線路內(nèi)側(cè)和外側(cè)的避車洞底面低于內(nèi)軌頂面的高度分別為h1及h2 直線段無人行道時(shí)避車洞底面與道碴頂面 (或側(cè)溝蓋板頂面)齊平，采用整體道床時(shí)，與道床面齊平1.1.3 避車洞底部標(biāo)高設(shè)置原則：便于維修小車和人員避入50超高后內(nèi)外側(cè)軌枕端頭道碴面聯(lián)線內(nèi)側(cè)0.33E25h1避車洞未超高時(shí)內(nèi)外側(cè)軌枕端頭道碴面聯(lián)線50150內(nèi)軌頂面h1內(nèi)軌頂面EEh2(單位：cm)h2251.33E外側(cè)避車洞避車洞底部標(biāo)高示意圖第1節(jié) 鐵路隧

4、道附屬建筑避車洞括號(hào)中數(shù)字為小避車洞尺寸(單位：cm）400(200)250(100)280(220)2%275(218)180(170)280(220)R=250301.1.4 避車洞凈空大小第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑避車洞避車洞基本尺寸 避車洞襯砌類型與隧道襯砌類型相適應(yīng)1.2 電力及通訊設(shè)施第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑電力及通訊設(shè)施 電纜槽用混凝土澆筑，槽內(nèi)鋪以細(xì)砂做墊層，保護(hù)穿越隧道的照明、通訊、信號(hào)及電力等電纜。 電纜槽在轉(zhuǎn)折處，應(yīng)以半徑不小于1.2m的曲線聯(lián)接，以免電纜彎曲而折斷 隧道長(zhǎng)度大于500m時(shí)，需在設(shè)有電纜槽的同側(cè)大避車洞內(nèi)設(shè)置余長(zhǎng)電纜槽1.2.1 電纜槽1.2.2 信號(hào)繼電器

5、和無人增音站洞 根據(jù)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定設(shè)置即可。1.3.1 自然通風(fēng) 利用洞內(nèi)的自然風(fēng)（由洞口間的溫度差、大氣壓力差引起）和列車運(yùn)行所引起的活塞風(fēng)以達(dá)到通風(fēng)的目的。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，節(jié)能缺點(diǎn)： 隧道兩洞口的高差較小，總的熱壓差不足，不能 形成有效風(fēng)速、風(fēng)壓 雙向行車時(shí)活塞風(fēng)效應(yīng)受到影響第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施1.3 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施1.3.2 機(jī)械通風(fēng)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定： 內(nèi)燃機(jī)車牽引的單線隧道，長(zhǎng)度2km以上宜設(shè)置第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 電力機(jī)車牽引的單線隧道，長(zhǎng)度8km以上宜設(shè)置 (若行車密度較低、自然風(fēng)條件較好可適當(dāng)加長(zhǎng)) 雙線隧道應(yīng)根據(jù)行車密度、自然條件等具體

6、情況，選定設(shè)置機(jī)械通風(fēng)的隧道長(zhǎng)度和通風(fēng)方式 對(duì)內(nèi)燃機(jī)牽引的雙線隧道，當(dāng)隧道長(zhǎng)度L(km)行車密度N(對(duì)/d)100時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)鐵路隧道機(jī)械通風(fēng)一般采用縱向式通風(fēng)。概念：在通風(fēng)機(jī)的作用下使風(fēng)流沿著隧道全長(zhǎng)方向流動(dòng)的通風(fēng)方式 。 縱向式通風(fēng)具體方式 洞口風(fēng)道式通風(fēng) 噴嘴式通風(fēng) 射流式通風(fēng) 豎井、斜井式通風(fēng)第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施洞口風(fēng)道式通風(fēng)第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑 洞口風(fēng)道式通風(fēng) 把通風(fēng)機(jī)設(shè)置在隧道高洞口端處，通風(fēng)道與隧道聯(lián)通，當(dāng)列車車尾一出洞口，立即開動(dòng)通風(fēng)機(jī)(抽風(fēng))。運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施噴咀軌面空氣室適于列車運(yùn)行密度大且不太長(zhǎng)的隧道缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工藝高，維修不便，設(shè)備效率不高

7、 噴嘴式通風(fēng)第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑噴嘴式通風(fēng) 它在隧道洞門襯砌上方設(shè)計(jì)一匯集新鮮空氣的氣室，開動(dòng)通風(fēng)機(jī)則洞外新鮮空氣被壓送到氣室，積聚到一定壓力時(shí)由噴咀以高速和極小的交角噴進(jìn)隧道內(nèi)，形成穩(wěn)定風(fēng)流。 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施射流式風(fēng)機(jī)風(fēng)流射流式風(fēng)機(jī)布置方式：沿縱向每100150等距布置 集中布置在洞口射流風(fēng)機(jī)特點(diǎn)： 射流式風(fēng)機(jī)通風(fēng)第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑射流式風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng) 體積?。伙L(fēng)力大；可逆向；費(fèi)用低；噪聲大。運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑 豎井、斜井式通風(fēng) 機(jī)械通風(fēng)所需動(dòng)力與隧道長(zhǎng)度的立方成正比，因此在長(zhǎng)隧道中，常常設(shè)置豎井進(jìn)行分段通風(fēng)。豎井用于排氣，有煙囪作用，效果良好。 雙向交通的隧道，因新

8、風(fēng)是從兩側(cè)洞口進(jìn)入，豎井宜設(shè)于中間。 單向交通時(shí)，由于新風(fēng)主要自入口一側(cè)進(jìn)入，豎井應(yīng)靠近出口側(cè)設(shè)置。 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑小結(jié)小結(jié)小結(jié)第1節(jié) 鐵路隧道附屬建筑思考題思考題：思考題：1、避車洞應(yīng)如何設(shè)置，需注意避開哪些位置？2、鐵路隧道主要采用哪些通風(fēng)方式，為什么？第2節(jié) 公路隧道附屬結(jié)構(gòu)本節(jié)主要內(nèi)容： 緊急停車帶 橫洞和預(yù)留洞室 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施2.1 緊急停車帶 目前，我國(guó)參照PIARC推薦值，規(guī)定2km以上隧道必須設(shè)置寬2.5m，長(zhǎng)2540的緊急停車帶，間隔750m 。第2節(jié) 公路隧道附屬建筑緊急停車帶緊急停車帶和方向轉(zhuǎn)換場(chǎng)布置( 單 位 ： m )約 7 5 0

9、緊 急 停 車 帶31 0 k m 以 上 隧 道 需 設(shè)置 方 向 轉(zhuǎn) 換 場(chǎng)約 4 0橫洞間距尺寸名 稱間距(m)尺寸(m)寬高行人橫洞200300 2.02.2行車橫洞400500 4.04.5 行車方向分離的雙洞公路隧道，當(dāng)長(zhǎng)度超過400m時(shí)宜設(shè)置行人橫洞，長(zhǎng)度超過800m時(shí)宜設(shè)置行車橫洞。第2節(jié) 公路隧道附屬建筑橫洞和預(yù)留洞室2.2 橫洞和預(yù)留洞室公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定： 500m以上的高速公路隧道和一級(jí)公路隧道宜設(shè)置專用消防器材洞室。通風(fēng)分類自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)縱向式半橫向式全橫向式混合式射流式風(fēng)道式和噴嘴式豎井排風(fēng)送風(fēng)式吸風(fēng)式2.3.1 通風(fēng)方式分類2.3 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施第2節(jié) 公路隧道

10、附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 公路隧道通風(fēng)與照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定宜設(shè)置機(jī)械通風(fēng)的條件： 雙向交通隧道：LN6105 單向交通隧道：LN2105 L 隧道長(zhǎng)度，單位m； N 設(shè)計(jì)交通流量，輛/h。第2節(jié) 公路隧道附屬建筑2.3.2 機(jī)械通風(fēng)的設(shè)置規(guī)定運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 縱向射流式通風(fēng)雙向交通時(shí)可用于長(zhǎng)度1km以下的隧道 單向交通時(shí)可用于2km左右的隧道第2節(jié) 公路隧道附屬建筑2.3.3 通風(fēng)方式 基本原理同鐵路隧道縱向射流通風(fēng) 風(fēng)機(jī)設(shè)置 在同一個(gè)斷面上設(shè)置一至兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的縱向間距為70m左右，風(fēng)機(jī)距洞口的距離可長(zhǎng)些，可取100m。 適用條件運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施射流風(fēng)機(jī)射流風(fēng)機(jī)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 帶豎

11、井的縱向式通風(fēng)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施豎井縱向通風(fēng)示意圖豎井集中送排煙示意圖 在長(zhǎng)大隧道中，豎井用于排氣時(shí)，起到了煙囪的作用，效果很好。 半橫向式通風(fēng)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施半橫向通風(fēng)示意圖1324 它將新鮮空氣經(jīng)送風(fēng)道直接吹向汽車的排氣孔高度附近，直接稀釋排氣，污染空氣在隧道上部擴(kuò)散，經(jīng)過兩端洞門排出洞外。中性點(diǎn)對(duì)向交通污染濃度風(fēng)速風(fēng)壓?jiǎn)蜗蚪煌ㄖ行渣c(diǎn)半橫向式通風(fēng)及其特點(diǎn)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 全橫向式通風(fēng)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施全橫向通風(fēng)示意圖 它的特點(diǎn)是風(fēng)在隧道的橫斷面方向流動(dòng)，一般不發(fā)生縱向流動(dòng)，因此有害氣體的濃度在隧道軸線方向的分布均勻

12、。該通風(fēng)方式有利于防止火災(zāi)蔓延和處理煙霧。123456全橫向式通風(fēng)及其特點(diǎn)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施污染濃度對(duì)向交通風(fēng)速=0風(fēng)壓=0污染濃度單向交通風(fēng)壓風(fēng)速 一般僅限公路隧道，根據(jù)隧道的具體條件和需要，由豎井與各種通風(fēng)方式組合成為最合理的通風(fēng)系統(tǒng)。水底隧道 全橫向式通風(fēng)城市隧道 全橫向式和半橫向式山嶺隧道 縱向式通風(fēng)和半橫向式第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施 混合式通風(fēng)2.3.4 隧道類型與通風(fēng)方式選擇 單向交通隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速不宜大于10m/s ，特殊情況可取12m/s ； 第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施2.3.5 通風(fēng)風(fēng)速與交通條件 通風(fēng)風(fēng)速的要求 雙向交通的隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速不

13、應(yīng)大于8m/s；人車混合通行的隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速不應(yīng)大于7m/s。 交通條件的影響 單向交通時(shí)，車速越大，大型車比例越高，車道的平均截面積與隧道的過風(fēng)面積的比值越小，活塞作用越顯著 雙向交通時(shí)風(fēng)流效果互為抵消，幾乎無活塞作用 第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施2.3.6 通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) CO設(shè)計(jì)濃度 煙霧設(shè)計(jì)濃度隧道長(zhǎng)度/m全（半）橫向式通風(fēng)人車混合通行1000300010002000/ppm250200150100CO設(shè)計(jì)濃度計(jì)算行車速度(km/h)100806040K/m10.00650.00700.00750.0090煙霧設(shè)計(jì)濃度K 黑（白）洞效應(yīng) 適應(yīng)滯后現(xiàn)象 隧道煙霧能見度低 出洞口眩光

14、公路隧道中長(zhǎng)度超過100m的高速公路、一、二級(jí)公路隧道設(shè)置晝夜不斷的照明，對(duì)于能通視、交通量較小、行人密度不大的短隧道可不設(shè)白天的照明。2.3.1 隧道運(yùn)營(yíng)的視覺問題2.3 運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施2.3.2 隧道照明規(guī)定P 洞口（或棚口） S 接近段起點(diǎn) A 適應(yīng)點(diǎn) d 適用距離 L20(S) 洞外亮度L20(A) 適應(yīng)點(diǎn)亮度 Lth 入口段亮度 Ltr1、Ltr2、Ltr3 過渡段亮度；Lin 中間段亮度 Dtr1、Dtr2、Dtr3 過渡段1、2、3分段長(zhǎng)度洞口Lth亮度L(cd/m )d接近段SP2L20(S)L20(A)Ltr3Lin(m) 入口段 Dth過渡

15、段DtrB中間段Ltr1Ltr2適應(yīng)曲線第2節(jié) 公路隧道附屬建筑各照明段亮度與長(zhǎng)度運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施2.3.3 照明設(shè)置區(qū)段劃分第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施 洞口接近段 在洞口前，從注視點(diǎn)到適應(yīng)點(diǎn)之間的一段道路，在照明上稱為接近段。 入口段 指進(jìn)入隧道洞口的第一段，如設(shè)置了遮陽(yáng)棚等光過渡建筑，則其入口為該段的開始點(diǎn)。 司機(jī)開始注視之點(diǎn)稱為注視點(diǎn)。繼續(xù)接近洞口時(shí)，司機(jī)視野中外界景物會(huì)逐漸減少，當(dāng)行駛至某位置時(shí)，外界景物會(huì)全部消失，在司機(jī)眼前看到的僅洞口，這時(shí)距洞口的距離約為10m，這點(diǎn)稱為適應(yīng)點(diǎn)。 第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施 過渡段 介于入口段和中間段之間的區(qū)段。 中間段 也稱基本短

16、，此時(shí)司機(jī)已適應(yīng)洞內(nèi)光線。 其任務(wù)是解決從入口段的高亮度到中間段的低亮度之間的的劇烈變化(可差數(shù)十倍)給司機(jī)造成的不適應(yīng)現(xiàn)象，使之能有充分的適應(yīng)時(shí)間。 出口段 單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，以便緩和白洞效應(yīng)帶來的不利影響 雙向交通隧道中，無出口段照明 遮陽(yáng)棚 在路基兩側(cè)種植常青樹； 采用削竹式洞門形式； 大幅坡面綠化； 采用冷色調(diào)，反射率應(yīng)小于0.17。2.3.4 接近段的減光建筑與減光措施第2節(jié) 公路隧道附屬建筑運(yùn)營(yíng)照明設(shè)施 減光建筑 遮光格柵 減光措施第2節(jié) 公路隧道附屬建筑小結(jié)小結(jié)小結(jié)第2節(jié) 公路隧道附屬建筑思考題思考題：思考題：1、公路隧道通風(fēng)方式主要有哪些類型，其一般適用條件是什

17、么？2、公路隧道照明設(shè)計(jì)中照明段如何劃分，其各自的基本作用是什么？第3節(jié) 隧道防排水設(shè)施本節(jié)主要內(nèi)容： 隧道治水原則與措施 隧道內(nèi)的排水建筑物3.1.1 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范一般規(guī)定 隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和運(yùn)營(yíng)設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個(gè)完整通暢的防排水系統(tǒng)。3.1 隧道治水原則與措施第3節(jié) 隧道防排水設(shè)施隧道治水原則與措施3.1.2 治水原則與措施 防：防水混凝土；防水層（內(nèi)貼、外貼） 排：暗管；忙溝 截：截水天溝；裂縫堵塞 堵：注漿防水層防水層第3節(jié) 隧道防排水設(shè)施隧道治水原則與措施第3節(jié) 隧道防排水設(shè)施隧道內(nèi)排水建筑物3.2.1 排水溝3.2 隧道內(nèi)排水建筑物排水溝與電纜溝橫斷面圖 鐵路隧道溝底縱坡與線路縱坡一致，一般不得小于3，橫向排水坡不應(yīng)小于2%。 公路隧道溝底縱坡與線路縱坡一致，一般不得小于0.5%，橫向排水坡不應(yīng)小于1%。隧道排水隧道排