隧道工程(第4章)

1、隧道工程 第4章 隧道平縱橫斷面設(shè)計邵 鵬 中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院2022年3月5日星期六主要內(nèi)容主要內(nèi)容 隧道平面設(shè)計 隧道縱斷面設(shè)計 隧道橫斷面設(shè)計 主要設(shè)計依據(jù)4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計（1）基本要求 1）隧道內(nèi)的線路宜設(shè)計為直線； 2）因地形地質(zhì)等條件限制必須設(shè)計為曲線時，宜用較大曲線半徑，慎用最小曲線半徑，并宜將曲線設(shè)在洞口附近； 3）隧隧道內(nèi)不設(shè)置反向曲線。道內(nèi)不設(shè)置反向曲線。 1. 鐵路隧道平面設(shè)計4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計（2）曲線隧道的缺點 曲線隧道建筑限界需加寬，增加工程量和材料消耗斷面是變化的，支護和襯砌尺寸均不一致，技術(shù)較復(fù)雜施工測量復(fù)雜

2、，精度降低洞壁對氣流的阻力加大，通風(fēng)條件變壞增加了維護作業(yè)量和難度列車空氣阻力大，運營效率降低離心力使鋼軌磨損加速，養(yǎng)護工作量增加4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計（3）設(shè)置曲線隧道的情況 情況3：施工中，前方有不宜穿過的不良地質(zhì)，不得不臨時改線繞行。情況1：線路繞行于山嘴時，為避免直穿隧道過長或便于開辟輔助性施工橫洞時。情況2：越嶺時，由于地形原因，隧道兩端為了轉(zhuǎn)向都要落在曲線上。優(yōu)選推薦推薦曲線半徑，慎用最小和最大曲線半徑。4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計（1）基本要求 1）平面線形：可采用直線和曲線，一般采用直線。 2）曲線的設(shè)置：宜采用不設(shè)超高并能滿足視距要求的曲線半徑，不應(yīng)

3、采用加寬的平曲線。 3）超高超高：需設(shè)超高的曲線時，超高值不得大于4%。 2. 公路隧道平面設(shè)計4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計（2）高等級公路隧道 高速公路、一級公路的隧道應(yīng)設(shè)計為上行、下行分離的兩個獨立雙洞。4.14.1 隧道平面設(shè)計隧道平面設(shè)計 在地形條件相當困難，隧道長度比較短時，為保護植被免遭破壞，可選用連拱隧道。4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計坡坡道形道形式式坡坡度大度大小小坡坡段長段長度度坡坡段聯(lián)接段聯(lián)接 1. 鐵路隧道縱斷面設(shè)計4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計 緊坡地段緊坡地段的隧道的隧道要爭取高程的區(qū)段上的隧道要爭取高程的區(qū)段上的隧道位于越嶺隧道兩端

4、展線上的隧位于越嶺隧道兩端展線上的隧道道地下水不大的隧道地下水不大的隧道可以單口掘進的短隧道可以單口掘進的短隧道長大隧道長大隧道越嶺隧道越嶺隧道地下水豐富而抽水設(shè)備不足的隧道地下水豐富而抽水設(shè)備不足的隧道出碴量很大的隧道出碴量很大的隧道適用于適用于（1）坡道形式單坡型人字坡型 明線坡度 隧隧道道內(nèi)坡度內(nèi)坡度折折減原因減原因：（1 1）洞內(nèi)車輪與鋼軌踏面間的黏著系數(shù)降低；）洞內(nèi)車輪與鋼軌踏面間的黏著系數(shù)降低；（2 2）洞內(nèi)空氣阻力增大。）洞內(nèi)空氣阻力增大。 4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（2）坡度大小什么是允許坡度、限制坡度？ 1）最好不小于列車的長度。考慮到長遠的發(fā)展，坡段長度最好

5、不小于到發(fā)線的長度； 2）當隧道位于兩端貨物列車以接近計算速度運行的凸形縱斷面分坡平段，允許坡段長度縮短至200m； 3）坡段最小長度為200m。 4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（3）坡段長度 1）兩個相鄰坡段坡度的代數(shù)差不應(yīng)大于重車方向的限坡值，否則應(yīng)插入緩和段。 2）在變坡點處設(shè)置豎曲線的規(guī)定（p87）。 3）隧道內(nèi)線路還要檢算列車在相應(yīng)坡段上的行車速度。 4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（4）坡段聯(lián)接 一般宜采用單向坡（單坡）； 地下水發(fā)育的長隧道、特長隧道可采用雙向坡（雙坡）。 只有在跨越江河海灣的水下隧道時才會采用中間低洞口高度的倒坡。 2. 公路隧道縱斷面設(shè)計

6、4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（1）縱坡形式 1）不應(yīng)小于0.3%，一般不應(yīng)大于3%且控制在2%以下為好； 2）受地形等條件限制，高速、一級公路中的中、短隧道可適當加大，但不宜大于4%；當隧道較長時應(yīng)小于2.5%； 3）短于100m的隧道縱坡可與隧道外線路指標相同。盡量避免采用平坡。 控制坡度的主要因素是通風(fēng)問題。 4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（2）坡度大小 隧道內(nèi)的縱坡變更處均應(yīng)設(shè)置豎曲線，豎曲線半徑應(yīng)盡量選用大值，以利于行車平順、通視、通風(fēng)。 縱坡變更的凸形豎曲線和凹曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)符合下表規(guī)定。半徑不宜取到極限值或一般最小值。 4.24.2 隧道縱斷面

7、設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（3）縱坡變更 洞口內(nèi)外各3s設(shè)計速度行程范圍的平面線形應(yīng)一致； 洞口內(nèi)外各3s設(shè)計速度行程范圍的縱面線形應(yīng)一致，有條件時取5s設(shè)計速度行程； 長、特長的雙洞隧道，宜在洞口外合適位置設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，以利車輛調(diào)頭。 4.24.2 隧道縱斷面設(shè)計隧道縱斷面設(shè)計（4）隧道洞外連接線與隧道線形 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計隧道凈空：隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。限界：一種規(guī)定的輪廓線，用以保證車輛安全運行。 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計包圍基本建筑限界外部的輪廓線線路上各種建筑物和設(shè)備均不得侵入的輪廓線（信號、照

8、明、電力）是機車車輛最外輪廓的限界尺寸隧道凈空襯砌設(shè)計機車車輛限界基本建筑限界建筑限界1. 鐵路隧道建筑限界及凈空（1）隧道限界 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計隧道凈空除滿足限界要求外，還要考慮避讓等安全空間、救援通道及技術(shù)作業(yè)空間，以及結(jié)構(gòu)受理合理、施工方便等（2）隧道凈空1 1）單線曲）單線曲線隧線隧道道 （3） 鐵路曲線隧道凈空加寬4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計加寬原因之一加寬原因之一 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計加寬值加寬原因之二加寬原因之二內(nèi)側(cè)加寬：外側(cè)加寬：總加寬量：2 2）雙線曲線隧道）雙線曲線隧道

9、 雙線曲線隧道加寬值W3： 外側(cè)線路外軌超高大于 內(nèi)側(cè)線路外軌超高時為 其他情況為 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計3 3）隧道中心與軌道中心偏移量）隧道中心與軌道中心偏移量 單線隧道 雙線隧道時， 內(nèi)側(cè)線路 外側(cè)線路時速時速200km/h200km/h以上的曲線隧道加寬量以上的曲線隧道加寬量 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計 4 4）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法）曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計（1）公路隧道建筑限界的組成和規(guī)定 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計2. 公路隧道建筑限界及凈空4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計

10、隧道橫斷面設(shè)計 各級公路隧道建筑限界應(yīng)按上表執(zhí)行并符合以下規(guī)定：各級公路隧道建筑限界應(yīng)按上表執(zhí)行并符合以下規(guī)定： 1）建筑限界高建筑限界高度：度：高速、一級和二級公路取5.0m，三、四級取4.5m； 2）余余寬：寬：當設(shè)置檢修道或人行道時，不設(shè)余寬；不設(shè)檢修道或人行道時，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬； 3）路面橫坡：路面橫坡：當隧道為單向交通時，應(yīng)取單面坡；當隧道為雙向交通時，可取雙面坡。坡度一般可采用1.5%2.0%； 4）當路面采用單面坡時，建筑限界底邊與路面重合建筑限界底邊與路面重合；采用雙面坡時，建筑限界底邊應(yīng)置于路面最高處建筑限界底邊應(yīng)置于路面最高處； 5）單車道四級公路的隧道應(yīng)按雙車道

11、四級公路標準修建。 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計（2）公路隧道的凈空 是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓所包圍的空間，除包括公路建筑限界外，還包括通風(fēng)管道、照明設(shè)備、防災(zāi)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、運營管理設(shè)備等附屬設(shè)備所需要的空間，以及富余量和施工允許誤差。 4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計1 1）緊急停車）緊急停車帶帶 超過2km的長、特長隧道應(yīng)在行車方向右側(cè)間隔150m750m設(shè)置緊急停車帶。 超過10km的特長隧道，還應(yīng)設(shè)置可供大型車輛使用的U型回車場。交通量大的城市隧道，路面寬度最小推薦為88.5m88.5m。 （3） 公路隧道緊急停車帶和曲線加寬4.34.3 隧道橫斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計2 2）曲線加