地下工程概論-隧道1

1、地下工程概論_隧道1第一頁，共25頁。二、鐵路設(shè)施國際的發(fā)展1829年美國，第一條鐵路隧道（利物浦曼切斯特，1190m）18571871年，仙尼斯隧道（法國意大利，12850m）1898年意大利，辛普倫隧道（19700m）1971年日本，大清水隧道（新干線，22230m）1988年日本，青函隧道（53850m）正修建及規(guī)劃的穿越阿爾卑斯的鐵路隧道國內(nèi)的發(fā)展第一座鐵路隧道，獅球嶺隧道（臺灣，基隆臺南，261m）大陸第一條鐵路隧道,八達嶺隧道（1907，京包線）建國以來的發(fā)展分為三個階段：50年代，成渝線（13座）、寶天蘭線（改建136座，建48座）、寶成線（304座）5060年代，川黔線、成昆線

2、；80年代，京九線、西安安康線第二頁，共25頁。（一）鐵路隧道的規(guī)劃設(shè)計 1、隧道位置的選擇按地形條件進行選擇 按地質(zhì)條件進行選擇 按線路類別進行選擇 隧道洞口位置的確定選擇因素第三頁，共25頁。1、隧道位置的選擇平面障礙沿河傍山方案隧道直穿方案 按地形條件進行選擇 高程障礙繞行方案深路塹方案隧道方案 第四頁，共25頁。1、隧道位置的選擇高程障礙1）繞行方案:工期短、工程容易、工程費用低，線路長、彎道多、線路條件和運營條件差；2）深路塹方案：工期短、工程較易、工程費較低，線路長、彎道多、運營條件差；3）隧道方案：工期長、工程難、工程費較高，線路短、運營條件好；第五頁，共25頁。1、隧道位置的選

3、擇平面障礙1）沿河傍山方案：工程費低，路基差，施工易塌方，線路條件差，運營條件差2）隧道直穿方案：初期工程大、費用高，線路短，運營條件改善。原方案：16.6km隧道8座，4.2Km，橋2座25個彎道，一個車站隧道方案：6.107km第六頁，共25頁。1、隧道位置的選擇按地質(zhì)條件進行選擇單斜構(gòu)造地層褶曲構(gòu)造地層不良地質(zhì)條件 滑坡地段巖堆地段泥石流地段第七頁，共25頁。單斜構(gòu)造： 盡可能避開軟弱結(jié)構(gòu)面，隧道不能與軟弱結(jié)構(gòu)面平行，應(yīng)成一定角度。正確錯誤第八頁，共25頁。錯誤較好好褶曲構(gòu)造 ： 通常，若隧道必須通過褶曲時、置于翼部較為有利，但需考慮偏側(cè)壓力；隧道不能置于向斜內(nèi)，特別是向斜的軸部，同時盡

4、量避免把隧道置于背斜的軸部。第九頁，共25頁?；碌囟五e誤正確山體在重力作用下，沿某一軟弱面發(fā)生整體下滑，形成滑坡，隧道處于滑坡地段易受到推力、擠壓或剪切斷開，造成破壞。隧道易置于滑床的以下一定厚度的穩(wěn)固地層中不良地質(zhì)條件第十頁，共25頁。 巖堆地區(qū)不良地質(zhì)條件錯誤正確巖石經(jīng)過分離剝解后沖刷堆積在山坡平緩處形成無粘結(jié)力的堆積體，隧道通過易形成塌方。隧道易置于穩(wěn)固地層中。第十一頁，共25頁。泥石流正確錯誤不良地質(zhì)條件 山頂積聚的土壤或礫石、巖塊受洪水浸融成為流體，順山溝或峽谷急劇下滑，摧毀鐵路路基或隧道。隧道宜置于牢固穩(wěn)定的地基之上（切割深度以下），洞口置于沖擊扇范圍外。第十二頁，共25頁。1、

5、隧道位置的選擇按線路類別進行選擇越嶺隧道位置的選擇：埡口、高程的選擇傍山隧道位置的選擇：最小覆蓋層厚度第十三頁，共25頁。越嶺隧道埡口：分水嶺的山脊線上高程較低處 。是選擇越嶺隧道線路位置的控制點。以線路順直，隧道長度最短的埡口作為方案比選的基礎(chǔ)。高程：高程越高，隧道越短，高程越低，隧道越長。 越嶺隧道：當(dāng)鐵路線路從一個水系過渡到另一個水系時，穿越高程 很大的分水嶺而修建的隧道稱為越嶺隧道 。第十四頁，共25頁。越嶺隧道 成昆線上沙木拉達埡口是小相嶺中埡口最低的隧道，所以最后選擇了沙木拉達隧道方案。第十五頁，共25頁。沿河傍山隧道 沿河傍山隧道特點：若稍向河流一側(cè)偏移，線路位置會落在山體的風(fēng)化

6、表層內(nèi)，易引起塌方落石；稍偏向靠山一側(cè)，形成淺埋，洞頂覆蓋層太薄，容易受到山體的偏側(cè)壓力，對施工和結(jié)構(gòu)的受力十分不利。因此，隧道位置“寧里勿外”，即隧道位置 向山體內(nèi)靠為好，注意洞身覆蓋的厚度 （最小覆蓋層厚度）。第十六頁，共25頁。1、隧道位置的選擇洞口位置選擇的原則： 考慮洞門邊坡的穩(wěn)定和仰坡的安全，其次才是經(jīng)濟的因素?；舅枷耄?早進晚出：決定隧道洞口位置時，為了施工及運營的安全，寧可早一點進洞，晚一點出洞。第十七頁，共25頁。1、隧道位置的選擇1、洞口位置應(yīng)盡量設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好、地下水不太豐富的地方；2、洞口不宜設(shè)在排水困難的溝谷低洼處；3、在巖壁陡峭，穩(wěn)定無落石或坍方時，可采用

7、貼壁進洞方式；4、應(yīng)盡量避免大挖方和大刷坡，破壞地層穩(wěn)定狀態(tài)；5、考慮洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力，洞口應(yīng)盡可能與地形等高線大體相垂直；6、 隧道洞口設(shè)計標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計洪水位（包含波浪高）以上0.5m；7、 隧道洞口應(yīng)考慮生產(chǎn)活動的場所。 總之，選定隧道洞口位置時，首先按地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡安全和穩(wěn)定，然后是盡量躲避不良地質(zhì)區(qū)域，最后才考慮經(jīng)濟方面的問題。第十八頁，共25頁。2、隧道的平縱斷面規(guī)劃設(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。隧道盡量采用順直線路。因為曲線隧道具有很多缺點：增加開挖和襯砌的工程量；空氣阻力加大，使洞內(nèi)通風(fēng)條件惡化；鋼軌磨耗嚴(yán)重，增加線路維修工作量；支護

8、和襯砌技術(shù)上較為復(fù)雜。 隧道內(nèi)必須采用曲線時，最好采用較短的曲線，或半徑較大的曲線，并在曲線兩端設(shè)緩和曲線；在一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個以上的曲線，尤其是設(shè)置反向曲線或復(fù)合曲線。第十九頁，共25頁。2、隧道的縱斷面設(shè)計規(guī)劃設(shè)計縱斷面設(shè)計坡道型式坡度大小和折減坡段長度坡段的銜接第二十頁，共25頁。2、隧道的縱斷面設(shè)計規(guī)劃設(shè)計縱斷面設(shè)計坡道型式坡度大小和折減坡段長度坡段的銜接第二十一頁，共25頁。坡道型式：單面坡：爭取高程、對運營時通風(fēng)、排水有利、但在上方洞口施工困難。人字坡：利于施工，通風(fēng)不利，適用于長隧道，尤其是越嶺隧道?？v斷面設(shè)計第二十二頁，共25頁。坡度大小： 不宜用足限制坡度，考慮排水需要，也不宜采用平坡，坡度一般不小于3。坡度大小與折減坡度折減： 原因：（1）機車動輪與鋼軌間的粘著系數(shù)減小，機車牽引力不能充分發(fā)揮；（2）列車在隧道內(nèi)運行的活塞作用，空氣阻力削弱了列車的牽引力。（3）隧道長度小于400m時，上述影響不甚顯著。折減方法：（1）直線隧道：限制坡度要在明線限制坡度上乘以一個小于單位1的折減系數(shù)m。I允=i限m（2）曲線隧道：位于曲線上的隧道應(yīng)先按上式折減后，再進行曲