第3章--隧道總體設(shè)計

1、第3章 隧道總體設(shè)計3.1 隧道選址l 根據(jù)地形圖和調(diào)查資料，通常在多個路線方案中，進行技術(shù)經(jīng)濟比較確定一條線。l 隧道方位選擇。長大隧道通風(fēng)、照明及養(yǎng)護管理費用較大。l 隧道標(biāo)高的選擇。l 安全性、用地、建設(shè)投資、施工的難易、使用費以及與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)等。l 從克服高寒地區(qū)的雪害、多霧地區(qū)和事故多發(fā)地的管理，以及環(huán)境保護等方面，也往往需要考慮設(shè)置隧道。l 洞口附近確保視距和線形。幾個名詞：埡口、分水嶺、沿河線、雞爪地形，傍山隧道3.1.1 越嶺隧道選址 我國幅員遼闊，山川交錯，通過山嶺、重丘區(qū)的長大干線公路往往要翻越分水嶺，線路為穿越分水嶺而修建的隧道稱為越嶺隧道。（一）越嶺隧道平面位

2、置的選擇越嶺隧道平面位置選擇:1、 采用直線或大半徑曲線為好；2、 優(yōu)選考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，展線好，隧道較短；3、 雖遠離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件；4、 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。（二）越嶺隧道標(biāo)高選擇在越嶺位置選定后，越嶺標(biāo)高影響展線及越嶺隧道方案：1、 隧道標(biāo)高越高，隧道越短，施工期短，兩端展線長度增加，運營條件差；2、 隧道標(biāo)高低，隧道加長，施工期長，運營條件較好。3、 選擇越嶺隧道標(biāo)高時，綜合考慮施工、運營等多因素比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。（三）越嶺隧道選址尚應(yīng)考慮以下原則：1、 逢山穿洞，寧長勿短，早進晚出-避免洞口深挖；2、 寧里勿外，寧深勿淺，避

3、軟就硬-避免不良地質(zhì)；3.1.2 傍山隧道選址為改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)省時間，常常修建傍山隧道。傍山隧道一般埋藏較淺，容易造成各種病害；山坡亦常有滑坡，松散堆積，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。選擇傍山隧道時應(yīng)注意： （1）傍山隧道的洞身覆蓋厚度問題。為保持山體穩(wěn)定和避免偏壓產(chǎn)生，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠-寧里勿外 （2）要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響，如圖3.1.1所示。 （3）應(yīng)考慮施工便道設(shè)置和既有公路的位置，應(yīng)注意既有公路邊坡的可能坍塌和施工便道對洞身穩(wěn)定的影響。如圖3.1.2所示。（4）線路沿山嘴繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧道方案進行比較。圖3.1.1河岸受沖刷對洞身位

4、置影響示意圖 圖3.1.2道路對洞身穩(wěn)定的影響示意圖3.1.3 不良地質(zhì)地段隧道位置的選擇l 研究地質(zhì)條件的重要性：不論是沿河（溪）線還是越嶺線，地質(zhì)條件對隧道位置的選擇往往起決定性作用。好的地層，對施工和營運均有利，亦可節(jié)省投資。對巖性不好的地層、斷層破碎帶、含水層等不良地段應(yīng)避免穿越，以免增大投資，造成施工與營運的困難，影響隧道安全，留下后患。若不能繞避而必須通過時，應(yīng)采取可靠的工程處理措施，以確保隧道施工及營運安全。l 常見不良地質(zhì)條件有滑坡、崩坍、松散堆積、泥石流、巖溶及含鹽、含煤、地下水發(fā)育等地質(zhì)條件。 1滑坡、錯落 滑坡、錯落對隧道的危害很大，因而在隧道通過滑坡地區(qū)時，必須查明滑坡

5、類型、范圍、深度、滑動方向及發(fā)生發(fā)展原因和規(guī)律，地下水情況等。一般應(yīng)避開滑坡體或錯動體，或在可能滑動面以下一定深度通過。如圖3.1.3所示。 2松散堆積層 堆積層常處在暫時穩(wěn)定狀態(tài)。一旦擾動，穩(wěn)定即會喪失而造成崩坍。在這種地質(zhì)條件下隧道應(yīng)避開不穩(wěn)定、松散的堆積層，使洞身處于基巖中，并具有足夠的安全厚度。如圖3.1.4甲的位置上。 圖3.1.3滑坡地區(qū)隧道位置選擇示意 圖3.1.4 松散堆積層中隧道位置選擇示意圖 但如圖3.1.5所示，在堆積體緊密穩(wěn)定，且不得已時，隧道也可以穿過堆積體，但應(yīng)避開堆積層中的軟弱層面和堆積體與基巖的接觸處（乙）通過，而應(yīng)將隧道置于基巖（甲）或穩(wěn)定的堆積體中（丙）。3

6、泥石流 隧道通過泥石流地段時，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況考慮泥石流溝的改道和最大下切深度，確保洞口和洞身的安全。隧道洞頂距基巖面或最大下切面要有一定的覆蓋厚度，如圖3.1.5(b)乙的位置，隧道洞口應(yīng)避開泥石流溝及泥石流可能擴展的范圍。有困難時，可修建一段明洞，使泥石流在明洞頂通過。圖3.1.5 隧道通過泥石流時的位置選擇示意圖3.1.4 隧道洞口位置選擇 洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價、工期和運營安全。選擇時要結(jié)合洞口的地形，地質(zhì)條件、施工、運營條件以及洞口的相關(guān)工程（橋涵、通風(fēng)設(shè)施等）綜合考慮。 （1）洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長

7、不宜短，應(yīng)“早進洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。 （2）洞口不宜設(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處，一般宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)有足夠?qū)挾鹊纳阶焯?，如圖3.1.6中的B線。圖3.1.6 溝谷附近洞口平面位置示意圖圖3.1.7 貼壁進洞時洞口縱斷面示意圖 （3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時，根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁（見圖3.1.7）或采用接長明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外35m處，見圖3.1.8。 （4）洞口地形平緩時，一般也應(yīng)早進洞晚出洞。這時洞口位置選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定，見圖3.1.9。需要時可接長明洞，以確保施工和運營安全。圖3.1.8 陡壁下

8、接長明洞縱斷面示意圖 圖3.1.9 緩坡洞口縱斷面示意圖 （5）考慮洞口邊仰坡不致開挖過高和洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交，見圖3.1.10（a）。特別是在土質(zhì)松軟、巖層破碎、構(gòu)造不利的傍山隧道，更應(yīng)注意。道路隧道一般不宜設(shè)計斜交洞門，見圖3.1.10（b）。若為斜交時，應(yīng)盡可能加大斜交角度（一般不小于450），或采取工程措施，以降低垂直等高線方向的開挖高度。正交洞門平面示意圖 斜交洞門平面示意圖圖3.1.10 （6）長大隧道在洞門附近應(yīng)考慮施工場地、棄渣場以及便道等的位置。 （7）洞口附近有居民點時，考慮提前進洞，盡可能減少附近地上構(gòu)筑物，地下埋設(shè)物與隧道的相互影響，及

9、減少對環(huán)境（農(nóng)業(yè)、交通、居民生活）的影響。 （8）洞口路肩應(yīng)高出設(shè)計洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。 （9）考慮通風(fēng)設(shè)備排出的廢氣和噪聲對周圍環(huán)境的影響程度和解決辦法。 （10）考慮設(shè)置防雪工程、防風(fēng)工程和防路面凍害工程的必要性。總之，隧道洞口和洞身是不可分的整體，在位置選擇時不能顧此失彼，應(yīng)該同樣的重視。3.2 隧道的幾何設(shè)計l 隧道由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。l 主體建筑物包括洞門和洞身襯砌，以及需要在洞口地段接長的明洞。l 附屬建筑物包括通風(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)備、電力、通信設(shè)備等。l 隧道的幾何設(shè)計主要是汽車行駛與隧道各個幾何元素的關(guān)系，常把隧道中心線解剖為

10、隧道的平面，縱斷面及凈空斷面來分別研究。3.2.1 隧道的平面設(shè)計1、隧道平面設(shè)計：隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的一個組成部分，與公路一樣，線形至少滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；2、應(yīng)適當(dāng)提高線形標(biāo)準(zhǔn)。因隧道內(nèi)運營和養(yǎng)護條件明顯比洞外差。3、具體原則：（1）原則上采用直線，避免曲線；（2）當(dāng)必須設(shè)置曲線時，半徑不宜小于不設(shè)超高的平面曲線半徑如表3.2.1。4、曲線隧道的不利因素：（1） 行車視距問題；（2） 加寬斷面問題，造成變截面隧道，施工難度大；（3） 曲線隧道內(nèi)裝修復(fù)雜；（4） 增加通風(fēng)阻抗，對自然通風(fēng)不利； 不設(shè)超高最小平曲線半徑 表3.2.1公路等級高速一二三四地

11、形平原微丘重丘山嶺平微山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘不設(shè)超高最小R（m）55004000250015004000150025006001500350600150圖3.2.1 曲線隧道示意圖 3.2.2 隧道縱斷面設(shè)計1、 什么是隧道縱斷面？ 沿隧道中心線展開的垂直面上的投影。2、 縱坡類型：（1） 人字坡隧道（2） 上行單坡隧道（3） 下行單坡隧道3、 控制隧道縱坡大小的主要因素（1） 通風(fēng)問題（2） 排水問題4、 縱坡坡度大小及其影響（1） 隧道縱坡坡度范圍：0.3%-3%（2） 縱坡坡度與通風(fēng)的關(guān)系，要求1%以下，大于2%，排量迅速增加；（3） 與排水的關(guān)系，縱坡

12、越大水流越快；（4） 縱坡坡度與施工運營的關(guān)系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長度；（5） 綜合通風(fēng)和排水考慮，縱坡為不防礙排水的緩坡為宜；（a）人字坡隧道 （b）下行單坡隧道圖3.2.2 各級公路凸形豎曲線最小半徑和最小長度 表3.2公路等級高 速一二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘凸形豎曲線半徑(m)極限最小值110006500300014006500140030004501400250450100般最小值1700010000450020001000020004500709200400700200豎曲線最小長度 (m)10085705085

13、50703550253520 3.2.3 隧道橫斷面設(shè)計 專用公路 一般公路 3.2.3所示斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)圍巖壓力求得最經(jīng)濟值。 圖3.2.3 隧道建筑限界（尺寸單位：m）圖中：W一行車道寬度，按表3.2.3的規(guī)定采用; S一行車道兩側(cè)路緣帶寬度，按表3.2.3的規(guī)定采用; C一余寬，當(dāng)計算行車速變100kmh時為0.50m，計算行車速度 100kmh時為0.25m; H凈高，汽車專用公路、一般二級公路為5m，三、四級公路為4.5m; E建筑限界頂角寬度，當(dāng)L1m時， E=L；當(dāng)L1m時， E= 1m； L一側(cè)向?qū)挾?，高速公路、一級公路短隧道，其?cè)向?qū)挾纫巳∮猜芳鐚挾?；R一人行道寬度;J

14、一檢修道寬度。1、 隧道凈空：指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括通風(fēng)、照明、消防、通訊等設(shè)備所占空間；2、 隧道建筑限界：是為保證隧道內(nèi)各種交通的正常運行與安全而規(guī)定在一定寬度 和高度范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間限界。3、 隧道行車限界：保證隧道中行車安全，在一定高度和寬度范圍內(nèi)任何物體不得 侵入的限界；4、 行車道寬度：W5、 路緣帶寬度：S6、 凈高：H，一般高速公路、一級公路5米，二級以下公路4.5米；7、 建筑限界頂角寬：E，小于等于1米；8、 側(cè)向?qū)挾龋篖9、 檢修道寬度： J10、 人行道寬度：R11、 余寬：C12、 墻效應(yīng)：隧道邊墻給駕駛員造成危險的心理影響，行車偏左減少行

15、車道。13、 加寬帶：大于2公里隧道，設(shè)緊急停車帶，寬2.5m，長2540米，間隔750米；大于10公里隧道設(shè)U型回車道；圖3.2.4 公路隧道橫斷面示意圖（尺寸單位：m） 14、兩相鄰隧道最小間距問題：由于地質(zhì)條件的關(guān)系，隧道寬度過大則不經(jīng)濟，施工上也增加難度，所以高速公路、一級公路一般應(yīng)設(shè)計為上，下行分離的兩座獨立隧道。兩相鄰隧道最小凈距視圍巖類別，斷面尺寸、施工方法、爆破震動影響等因素確定，一般情況可按表3.4的規(guī)定選用。從理論上說，兩相鄰隧道應(yīng)分別置于圍巖壓力相互影響及施工影響范圍之外。因此還需根據(jù)經(jīng)驗通過工程類比分析確定。公路道路勘測規(guī)程（JTJ06385）規(guī)定：“一般為30m”。

16、兩相鄰隧道最小間距 表3.4圍巖類別VIVIVIIIIII凈距(m)(1.52.0)B(2.02.5)B(2.53.0)B(3.05.0)B5.0B 3.2.4 隧道接線1、 保證有足夠的視距和行駛安全：隧道洞口連接線的平面及縱斷面線形應(yīng)與隧道線形相配合。尤其在進口一側(cè)，需要在足夠的距離外能夠識別隧道洞口。為了使汽車能順利駛?cè)胨淼?，駕駛員應(yīng)提前知道前方有隧道。通常當(dāng)汽車駛近隧道，但尚有一定距離時，駕駛員若能自然地集中注意力觀察到洞口及其附近的情況，并保證有足夠的安全視距，對障礙物可以及時察覺，采取適當(dāng)措施，才能保證行車安全。2、 注視點和注視時間：開始注視的點稱為注視點，從注視點到安全視距點所

17、需時間稱為注視時間。從注視點到洞口采用通視線形極為重要。在洞口及其附近放入平面曲線或是豎曲線的變更點時，應(yīng)以不妨礙觀察隧道。3、 隧道兩端平面線形與道路線形相一致的最小長度規(guī)定如表3.5。隧道兩端平面線形與路線線形相一致的最小長度（m） 表3.5公路等級高 速 公 路一二三四地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘最小長度1008060408040602040152010 當(dāng)隧道凈寬大于所在公路的路基寬度時，兩端接線應(yīng)有不短于50m的同隧道等寬的加寬段，并設(shè)計過渡段加以銜接。當(dāng)隧道凈寬小于所在公路的路基寬度時，兩端接線仍然按等級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，與隧道洞

18、門端墻銜接。隧道內(nèi)的路肩寬度與一般道路相比要縮小很多，需要進行平滑的過渡，應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)收縮，使汽車進出隧道時順利。3.3 Inner contour line of lining and drawing up 3.3 襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬定l 什么是隧道襯砌？(Lining)它是一種超靜定支護結(jié)構(gòu)。l 襯砌斷面設(shè)計：主要解決內(nèi)輪廓線，軸線和厚度三個問題。l 設(shè)計內(nèi)輪廓線的原則：襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡可能地接近建筑限界，力求開挖和襯砌的數(shù)量最小。襯砌內(nèi)表面力求平順，還應(yīng)考慮襯砌施工的簡便。l 隧道襯砌斷面的軸線：應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力曲線重合，使各截面主要承受壓應(yīng)力。為此，當(dāng)襯砌受徑向分布的水壓

19、時，軸線以圓形最好；主要承受豎向壓力或同時承受不大的水平側(cè)壓力時，可采用三心圓拱和直墻式襯砌；當(dāng)承受豎向壓力和較大側(cè)壓力時，宜采用五心圓曲墻式襯砌；當(dāng)有沉陷可能和受底壓力時，宜加設(shè)仰拱的曲墻式襯砌。l 隧道襯砌厚度：隨所處地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不同而有較大變化，并且與隧道的跨徑，荷載大小，襯砌材料以及施工條件等有關(guān)。根據(jù)以往經(jīng)驗，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱腳部分加厚2050的變截面。仰拱厚度一般略小于拱頂厚度。 從襯砌質(zhì)量要求出發(fā)，一般不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的最小厚度。其值列于表3.6截面最小厚度（cm ） 表3.6建筑材料種類隧道和明洞襯砌洞門端墻、翼墻和洞口擋土墻拱圈邊 墻仰拱混凝土202

20、02030片石混凝土505050漿砌粗料石或混凝土塊303030漿砌塊石3030漿砌片石50503.3.1襯砌斷面 Lining section圖3.3.1 隧道斷面輪廓線 (1)襯砌內(nèi)輪廓線：是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之內(nèi)的空間，即為隧道的凈空斷面。 該線應(yīng)滿足所圍成的斷面積最小，適合圍巖壓力和水壓力的特點。以既經(jīng)濟又適用為目的。 (2)襯砌外輪廓線：指為保持凈空斷面的形狀，襯砌必須有足夠的厚度(或稱最小襯砌厚度)的外緣線。為保證襯砌的厚度，侵犯該線的山體必須全部除掉，木質(zhì)臨時支撐或木模板等也不應(yīng)侵入，所以該線又稱為最小開挖線，見圖3.3.1斷面所示。 (3)實際開挖線：為保證襯砌外輪廓，開

21、挖時往往稍大，尤其用鉆爆法開挖時，實際開挖線不可避免的成為不規(guī)則形狀。因為它比襯砌外輪廓線大，所以又稱為超挖線，超挖部分的大小叫超挖量，一般不應(yīng)超過10cm。實際上凸凹不平，這樣10cm的限制線只能是平均線，它是設(shè)計時進行工程量計算的依據(jù)。施工中，尤其是用鉆爆法施工時，很難掌握剛好達到平均線，常常比它還要大，這就造成了不必要的工程量，如何控制它，至今仍為一個難題。按設(shè)計要求所有超挖部分，都要用片石回填密實。由于施工上的困難，不容易作到密實。但這是設(shè)計及施工中都應(yīng)著重強調(diào)的問題。3.3.2 公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法Determining inner boundary line of highw

22、ay tunnel lining(1)圓形斷面的作圖 確定道路隧道內(nèi)輪廓線時，以公路建筑限界為基準(zhǔn)，并附加上通風(fēng)所需要的斷面。如果有側(cè)壓力則需要設(shè)置仰拱，設(shè)仰拱時應(yīng)考慮水壓力。在膨脹性山體和受到大水壓時，通常把圓形閉合斷面作為基本形狀。圓形斷面內(nèi)輪廓線作圖見圖3.3.2(a)。 假定公路建筑限界已確定，其控制點為a,b,c,d四個點。分別作, ,的垂直平分線，在斷面對稱軸上得到三個交點O1,O2、O3，取其中最高(至路面)者作為圓心O2。由于施工精度上要求a,b,c,d各點至少需要10cm以上的富裕量，所以在連線的延長線上取，以為半徑劃圓即得內(nèi)輪廓線的基本部分。圖3.3.2 內(nèi)輪廓線作圖例路面

23、板下剩余的空間，可以用做通風(fēng)和通路，除了膨脹性巖體及水壓很大時需要設(shè)置仰拱外，一般可不設(shè)置，此時路面板下可用于埋設(shè)排水構(gòu)造物。排水構(gòu)造物的敷設(shè)深度，除高寒地區(qū)設(shè)保暖水溝外，一般0.5m是足夠的。當(dāng)側(cè)壓力大需設(shè)置仰拱時，其半徑。 建筑限界的兩側(cè)空余地方，ab之間可以作為設(shè)置事故電話和放置滅火器的地方，bc之間可以安裝照明燈具。 圓形斷面常常用于盾構(gòu)法和水下隧道、膨脹性圍巖以及接近圓形的山嶺隧道。(2)直墻式襯砌斷面 l 適合情況：圍巖較好，一般不產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，不需要設(shè)仰拱，可以采用直墻，此時隧道的凈斷面積最小，如圖3.3.2(b)。適用于無明顯斷層和圍巖結(jié)構(gòu)完整的地質(zhì)條件，如果隧道長度不很長

24、(600800m)，使用射流風(fēng)機已經(jīng)足夠。l 內(nèi)輪廓線確定方法：如果在建筑限界以上設(shè)置射流風(fēng)機，則應(yīng)使(根據(jù)選用的射流風(fēng)機的實際尺寸確定)，例如取1.2m，取施工允許誤差O.1m，則得點 e，作的垂直平分線并與斷面對稱軸相交于點Ol，以為半徑作弧DHD，即為拱部的內(nèi)輪廓線。由建筑限界向外取富余量0.1m，引，求的垂直平分線與相交于O2，以為半徑作弧并與相交于B，與DHD相交于D，則ABDH即為內(nèi)輪廓線。這是一個坦三心圓拱， (3)曲墻式襯砌斷面(頂板以上設(shè)置通風(fēng)道時)l 適合情況：長隧道，需要全橫向通風(fēng)或半橫向通風(fēng)時，或所需通風(fēng)量較大，通風(fēng)道斷面積也會較大，此時頂板要變寬，拱高需增大，如圖3.

25、3.2(d)。如果設(shè)在路面板以下，則車道板必須采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，造價很高。l 設(shè)置通風(fēng)道的原則：是既要使通風(fēng)道的斷面積小，又要使內(nèi)輪廓線與建筑限界的側(cè)墻部分的剩余空間最小，還要使拱部與側(cè)墻偽內(nèi)輪廓線過渡圓滑，適合受力特點。例如隧道長度為1km左右的隧道，由兩個洞口進行半橫向通風(fēng)時，所需通風(fēng)道面積約為810m2，屬于小斷面通風(fēng)道。l 內(nèi)輪廓線確定方法：如圖3.3.2(c)，取a、b為控制點，求平分線，在平分線上找一點ol，取o1A為半徑(R1)作弧AB。在AB弧的延長線取點P，將與對稱軸的交點o2作為圓心，劃圓時要試作，使之在H點附近通過。所得到的ABPH即為內(nèi)輪廓線。需要設(shè)置仰拱時，取(=R

26、3)近似等于2倍的。 例如需通風(fēng)道斷面積為20m2 時，用趨進法作圖。如圖3.3.2(d)，首先在Gd的延長線上取點D，使DG約等于建筑限界寬度的一半( 試取時可將ab延長與交于D)， GD不應(yīng)比其超過太多(以1m為限)。再在左右取點H，作的垂直平分線并與對稱軸相交于O1，以為半徑(R1 )劃圓弧DHD，校核該弓形面積，調(diào)整到較預(yù)定面稍大為止。再次，求的垂直平分線與的交點O2，并以半徑(R2)劃弧AD，ADH即為內(nèi)輪廓線。需要設(shè)仰拱時，取 R3 2R1。 開挖斷面積大于100m2 的長大隧道，斷層、不良地質(zhì)等影響更大?？煽紤]設(shè)置通風(fēng)豎井及平行導(dǎo)坑進行通風(fēng)，使隧道本身斷面盡量縮減到最小程度。3.

27、3.3襯砌斷面幾何尺寸的擬定Determining Size of Lining cross Section1 襯砌內(nèi)輪廊尺寸擬定 擬定襯砌內(nèi)輪廓尺寸的各參數(shù)如圖所示。已知、，求、和圖3.3.3 內(nèi)輪廓線計算圖示圖3.3.4 邊墻內(nèi)徑r3的計算圖示 (3.3.1)式中：公路建筑限界寬度，其值為行車道寬度加上兩側(cè)路緣帶與行人行道寬度的總和，兩側(cè)還應(yīng)分別加上510cm的施工誤差；拱頂至拱腳的矢高，按通風(fēng)量所需通風(fēng)道面積確定，并保證拱軸線受力合理；內(nèi)徑r，畫出的圓曲線的終點截面與豎直面的夾角；內(nèi)徑 r 1、r2的圓心o1與o2之間的水平距離。 以上4個參數(shù)必須根據(jù)限界要求預(yù)先給定，代入（3.3.1）

28、式后解出其余3個參數(shù)r 1、r2及。其中：、第一個內(nèi)徑和第二個內(nèi)徑； 拱腳截面與豎直截面的夾角。 曲墻式邊墻內(nèi)徑r3由參數(shù)H1及b 1確定，見圖3.3.4。， ， (3.3.2) 2軸線與外輪廓線 對于拱的軸線和外輪廓線的計算，不存在困難。等截面拱的計算比較簡便，變截面拱圈尺寸的計算，則比較繁瑣，參見圖3.3.5，可按以下公式計算： (3.3.3)式中：，外輪廓線半徑； 、軸線半徑；、意義同前，均為已知。為拱頂厚度，為拱腳截面厚度，二者都是預(yù)先設(shè)定的。圖3.3.5變截面拱圈尺寸的計算圖式及水平線以上部分曲邊墻尺寸計算圖式(3.3.4) 若預(yù)先設(shè)定和時，則水平線以上部分曲邊墻尺寸計算公式如下：

29、若預(yù)先設(shè)定和時，則需先計算m及值： (3.3.5) 水平線以下部分曲邊墻外緣為斜線時，其斜線與以為半徑的外輪廓線相切，見圖3.3.6，通常、和為預(yù)先設(shè)定，有關(guān)尺寸按以下公式計算： (3.3.6) 圖3.3.6 邊墻外緣斜線計算圖圖3.3.7 三心圓平拱外輪廓線計算圖三心圓平拱襯砌外輪廓線的計算，見圖3.3.7。通常、，、為預(yù)先設(shè)定，此時 (3.3.7)公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)圍巖堅固系數(shù)確定：l 拱頂厚度l 襯砌拱圈凈矢高，為拱圈凈跨徑；l 拱腳厚度；l 邊墻厚度；l 仰拱厚度3.4 道路隧道勘測設(shè)計文件的內(nèi)容和組成 道路隧道勘測設(shè)計的成果是相應(yīng)的設(shè)計文件，應(yīng)按交通部頒發(fā)的公路基本建設(shè)工程

30、設(shè)計文件編制辦法和公路隧道勘測規(guī)程的要求進行。 定測結(jié)束后應(yīng)提出隧道勘測說明書，其內(nèi)容如下： 1沿線隧道概況及自然概況； 2工程地質(zhì)(包括地震烈度資料)及水文地質(zhì)情況； 3氣象、環(huán)境和有關(guān)政策法令情況； 4施工條件(包括施工場地、工程設(shè)備、給排水、動力、施工道路、棄渣場、建筑材料來源以及與附近建筑物或環(huán)境的關(guān)系等)； 5隧道方案(2個或2個以上)的比選情況和在設(shè)計中應(yīng)注意的事項； 6對運營通風(fēng)、運營照明和防排水方式的選擇建議； 7存在問題以及解決辦法的建議，有關(guān)協(xié)議、紀要等； 8.隧道線路方案平面圖；比較方案(2條以上)應(yīng)繪入圖內(nèi)，并附有方案比較說明，采用方案的理由； 9隧道線路地質(zhì)平面圖；顯

31、示地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、不同地質(zhì)的分界線，水文地質(zhì)情況、地物、地貌等。圖中應(yīng)繪出推薦方案。 10隧道縱斷面圖；顯示隧道全貌，埋置深度，地質(zhì)(圍巖類別、巖層產(chǎn)狀、節(jié)理情況、不同地質(zhì)分界線)和水文地質(zhì)以及線路條件，圖上除注明里程、地面標(biāo)高外，尚應(yīng)注明設(shè)計坡度；設(shè)計標(biāo)高及線路曲線要素。繪制范圍應(yīng)包括兩洞口以外與線路的接線點。圖內(nèi)還應(yīng)顯示鉆孔、電探等位置。 11隧道洞口地形平面圖；顯示邊坡開挖情況，選定洞口位置，確定明洞長度，布置排水，施工場地及防護工程設(shè)施等，一般洞口地形平面圖的施測范圍為洞口前后及兩側(cè)各寬約60m左右，有不良地質(zhì)現(xiàn)象時，其施測范圍應(yīng)酌情加寬； 12洞口縱、橫斷面圖；顯示洞口地形、地質(zhì)(覆蓋層厚度、巖層產(chǎn)狀巖石節(jié)理情況、不同地質(zhì)分界線)，水文地質(zhì)，仰坡開挖坡度等。隧道洞口、洞外接線橫斷面圖按路線橫斷面要求測繪。當(dāng)隧道通過不良地質(zhì)或地形、地質(zhì)條件極為復(fù)雜地段時，需繪制洞身橫斷面圖，用以選擇襯砌類型及施工方法。 13輔助坑道及運營通風(fēng)風(fēng)道工程所需地形，縱橫斷面圖；當(dāng)預(yù)計設(shè)置輔助坑道時，應(yīng)進行測繪，以顯示輔助坑道附近的地形、地質(zhì)，與正洞的關(guān)系，具體位置，場地布置。運營通風(fēng)機房、通風(fēng)道風(fēng)向轉(zhuǎn)換