第3章-地下工程主體規(guī)劃與結(jié)構(gòu)設(shè)計丨121

北京交通通大學(xué)地下工程程主講：駱駱建軍本課程主主要內(nèi)容容：第一章：：緒論（（1講）第二章：：地下工工程環(huán)境境及圍巖巖分級（（2講）第三章：：地下工工程主體體規(guī)劃與與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計（3講）第四章：：地下結(jié)結(jié)構(gòu)計算算理論（（2講）第五章：：地下工工程支護護參數(shù)設(shè)設(shè)計（2講）第六章：：地下工工程防排排水設(shè)計計（1講）第七章：：地下工工程降水水（1講）第八章：：地下工工程施工工方法（（3講）第九章：：地下工工程施工工監(jiān)控量量測(1講）第三章交交通地地下工程程規(guī)劃與與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計第一節(jié)地地下下工程的的投資分分析投資分析析需要這這樣一些些參數(shù)：：（1）項目的的目的；；（2）可以接接受的（（貸款、、投資））利息；；（3）項目的的約束條條件；（（4）項目的的經(jīng)濟壽壽命；（（5）業(yè)主可可以承受受的風(fēng)險險；（6）項目在在施工過過程中可可能遇到到的地下下環(huán)境的的不確定定性。顯顯然，其其中一些些參數(shù)是是很難實實際評價價的。投投資資敏感性性分析中中常用的的一些利利息計算算公式：：式中：P和S分別貨幣幣的當(dāng)前前價值和和將來價價值，n為時期的的個數(shù)，，i為一個時時期內(nèi)的的利息，，R為資本回回收因子子。一個地下工第二節(jié)交交通地下工程程規(guī)劃主體規(guī)劃設(shè)計計主要考慮4方面問題：（（1）隧道線形選選擇，需考慮慮地形、地質(zhì)質(zhì)及環(huán)境條件件等；（2）隧道施工對對地層的影響響；（3）隧道斷面、、主體及附屬屬結(jié)構(gòu)形式的的選擇，需考考慮地層的變變形和剛度、、襯砌的變形形和剛度，以以及兩者之間間的相互作用用；（4）隧道防水方方案。隧隧道施施工規(guī)劃主要要涉及3方面問題：（1）地層開挖與與出碴；（2）地層穩(wěn)定性性；（3）地下水。隧隧道施工對環(huán)環(huán)境影響主要要考慮3個問題：（1）災(zāi)害；（2）對鄰近結(jié)構(gòu)構(gòu)和設(shè)施的影影響；（3）地下水系統(tǒng)統(tǒng)的變化。一、山嶺隧道道的規(guī)劃1.地形條件與隧隧道位置的選選擇地形條件高程障礙平面障礙

繞行

深塹隧道為減少火車震震動對石窟文文物的影響，，1995年焦枝鐵路龍門門隧道廢棄，，東遷700米另辟新隧道道原龍門隧道1970年修建，與龍龍門石窟隔河河相望（1）越嶺隧道位位置選擇越嶺線：當(dāng)鐵鐵路線需要從從一個水系過過渡到另一個個水系時，必必須跨越高程程很大的分水水嶺，這段線線稱為越嶺線線?？丝朔吒叱陶系K方法法：繞行、深深路塹、隧隧道方案。越越嶺隧道：跨跨越分水嶺的的隧道。越越嶺隧道位置置主要考慮：：埡口的選擇擇、高程的確確定。1）埡口的選擇擇埡口：分水嶺嶺的山脊上總總會有高程較較低處，稱為為埡口，一個個分水嶺會有有多個埡口。。平平面考慮：：盡量靠近航航空方向，使使線路最短。選擇工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口選擇的埡埡口路線總方方向什么叫做做埡口？？如何選擇擇埡口？？[例]：成昆線線上的沙沙木拉達達隧道1#埡口口方案：：線路最最長，但但隧道最最短，6.379km，就技技術(shù)條件件與工期期等因素素，經(jīng)綜綜合比選選后為最最優(yōu)方案案。2#埡口口方案：：偏離航航空方向向稍遠，，隧道長長14.5km，兩端端引線工工程較大大。3#埡口口方案：：最靠近近航空方方向，線線路最短短，隧道道長度為為19.5km。4#埡口方方案：稍稍偏離航航空方向向，隧道道最長，，25.8km。成昆線從從大渡河河水系的的牛日河河進入安安寧河水水系的孫孫水河，，需穿越越小涼山山分水嶺嶺，該嶺嶺與兩側(cè)側(cè)高差約約900余米，線線路需克克服越嶺嶺的巨大大高差，，越嶺地地段計有有沙木拉打打、瓦吉吉木、小小相嶺、、陽糯雪雪山四個埡口口。成昆線沙沙木拉打打隧道的的比選線路方案隧道長（km）高程（m）線路長（km）沙木拉打6.42188～2243141.5瓦吉木14.51950～2077109.3小相嶺19.51782～1815109.3陽糯雪山25.81760～180083.5圖成昆線乃托－瀘沽段隧道方案成都牛日河乃托雄河普雄竹沱沙木拉達兩河口昆明瀘沽越西河冕寧安寧河瀘沽登相營高躍河河孫水喜德冕山越西陽糯雷山小相嶺l=6379l=14500l=19500l=25750普瓦吉木梁子2）高程的的選擇高程高時時：隧道道長度短短，施工工期短，，但拔高高大，展展線長，，隧道兩兩端引線線工程增增大，運運營養(yǎng)護護條件差差。高高程低低時：減減少展線線，縮短短線路長長度，減減少拔高高，改善善運營條條件，但但隧道長長度增加加，施工工期長。。選選擇依依據(jù)：技技術(shù)可行行、經(jīng)濟濟合理。。涼風(fēng)埡方案(采用方案)：在雷神坡方案案的基礎(chǔ)上，，進一步壓低低越嶺位置的的較好方案。。越嶺隧道長長4270米，拔起高度度小、展線短短、線路較順順直。例如：川黔線線上的涼風(fēng)埡隧道即為較為典型型的例子。為為穿越婁山山山脈分水嶺的的越嶺隧道，，根據(jù)地形特特點，選擇了了三個主要方方案進行比較較：馬鞍山方案：：越嶺隧道長2810米，位置較高高，線路需克克服較大高差差。雷神坡方案：：越嶺隧道長3490米，位置較馬馬鞍山方案較較低，線路狀狀況大為改善善，但該處為為一大斷層，，地質(zhì)條件不不利；馬鞍山方案越嶺隧道長2810m雷神坡方案越嶺隧道長3490m涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長4270m（2）沿河、傍山山隧道位置選選擇在沿河傍山選選線，由于受受地形條件的的限制，線路路平面位置可可移動的范圍圍不大?？朔矫嬲系K礙的方法：(a)沿河傍山繞行行方案：沿山山體自然彎曲曲傍山繞行。。缺點：線路路差、易坍方方、行車?yán)щy難。(b)隧道直行方案案：初期工程程量較大，但但長遠利益較較好。河谷隧道一般般埋深較淺，，容易造成各各種病害；山山坡亦常有滑滑坡、松散堆堆積、泥石流流等不良地質(zhì)質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)質(zhì)情況較為復(fù)復(fù)雜。河道狹窄沖沖刷嚴(yán)重?。?yīng)盡可能“裁彎取直”。線路沿山嘴繞繞行應(yīng)與直穿穿山嘴的隧道道方案進行比比較。如山嘴嘴地段地形陡陡峻、地質(zhì)復(fù)復(fù)雜，河岸沖沖刷嚴(yán)重，以以路塹或短隧隧道通過難以以長期保證運運營安全時，，應(yīng)盡可能用用“裁彎取直”，以較長隧道道方案通過。。關(guān)村壩隧道方方案沿河方案：線路迂回長達達16.6km，其中隧道8座，總長4.2km，大中橋2座，總長124m，土石方2150000m3，還通過8km長的不良地質(zhì)質(zhì)地段。關(guān)村壩隧道方方案：長6107m，線路比沿河河方案縮短10.1km，減少了25個彎道，避開開了不良地質(zhì)質(zhì)地段，為行行車創(chuàng)造有利利條件。[例]：大瑤山隧道道隧道修建前沿沿河既有線：：長53.2km，沖溝發(fā)育，，共有130個曲線段，有有不良地質(zhì)地地段，小隧道道群。大瑤山隧道：：長14.3km，線路長較沿沿河方案縮短短11km，減少車站4個，避免了不不良地質(zhì)地段段，運營條件件好。[例]：北口隧道由于選線不好好，隧道還沒沒建成就廢棄棄了，而在旁旁邊重新建了了一座隧道，，造成很大浪浪費。線路沿山嘴繞繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧隧道方案進行比較。◆常見的不良地地質(zhì)條件主要要是指：滑坡、崩坍、、松散堆積、、泥石流、巖巖溶及含鹽、、含煤地層、、地下水發(fā)育育等地質(zhì)現(xiàn)象◆大量工程實實踐表明：：不論是河河谷線還是是越嶺線。。在具體選選定隧道位位置時都必必須詳細研研究地質(zhì)條條件的影響響，力求使使隧道在較較好的地質(zhì)質(zhì)條件下通通過，盡量量減少不良良地質(zhì)條件件的影響是是極力重要要的。第三章隧隧道線路路及斷面設(shè)設(shè)計三、地質(zhì)條條件對隧道道位置的影影響2.地質(zhì)條件與與隧道位置置的選擇原則：選擇構(gòu)造簡簡單、巖性性好的穩(wěn)固固地層，避避開斷層、、崩塌、滑滑坡、流砂砂、溶洞、、偏壓、地地下水豐富富等不良地地段。（1）單斜構(gòu)造造區(qū)隧道位位置選擇單斜構(gòu)造區(qū)區(qū)：成層的的巖層向一一個方向傾傾斜的地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造。工工程地質(zhì)質(zhì)問題：不不均勻地層層壓力、偏偏壓、順層層滑動等。。隧隧道位位置：隧道道中線以垂垂直走向穿穿過最為有有利。（b）陡傾角巖巖層：一般存在偏偏壓和不均均勻壓力，，若有兩種種不同巖性性的層面存存在，隧道道應(yīng)放在巖巖性較好的的單一巖層層中。（a）水平或緩傾傾角巖層：：若巖層為厚厚層巖時，，則比較穩(wěn)穩(wěn)定；若巖巖層很薄，，則以不透透水的堅硬硬巖層作頂頂板最好（c）直立巖層層：隧道軸線垂直直巖層走向，，若必須與巖巖層走向一致致時，應(yīng)避開開巖層接觸帶帶。當(dāng)巖層較較薄并有軟弱弱夾層和微量量地下水時，，施工中易產(chǎn)產(chǎn)生坍塌，甚甚至?xí)纬商焯齑啊＃?）褶皺構(gòu)造區(qū)區(qū)隧道位置選選擇褶皺構(gòu)造：有有向斜和背斜斜兩種，如圖圖。工程地質(zhì)問題題：由于節(jié)理理裂隙發(fā)育，，施工時容易易坍塌。（2）褶皺構(gòu)造區(qū)區(qū)隧道位置選選擇褶皺構(gòu)造：有有向斜和背斜斜兩種，如圖圖。工程地質(zhì)問思考：根據(jù)下圖指出隧道的最優(yōu)選址位置。

在背斜中，由由于地層向下下彎曲而可能能于地層上部部開裂、形成成上大下小的的巖塊，開挖挖時，巖塊易易于保持穩(wěn)定定；在向斜中，由由于地層向上上彎曲而可能能于地層下部部開裂、形成成上小下大的的巖塊，開挖挖容易引起掉掉塊或坍方；；如果地下水匯匯聚在向斜的的凹底，也對對施工不利；；在摺曲的兩翼翼，隧道容易易受到偏壓力力作用。（3）斷裂構(gòu)造、、接觸帶隧道道位置選擇工程地質(zhì)問題題：由于裂隙隙發(fā)育、地下下水量大，因因此隧道施工工時易坍塌、、涌水、地層層壓力變化大大。隧道位置：對對區(qū)域性大斷斷裂，應(yīng)避開開。在必須通通過時，應(yīng)與與斷裂帶正交交通過。沿斷層破碎帶帶垂垂直斷層破碎碎帶（4）不良地質(zhì)區(qū)區(qū)隧道位置選選擇不良地質(zhì)：滑滑坡、錯落、、崩塌、巖堆堆、危巖、落落石、巖溶、、陷穴、泥石石流等。（a）滑坡地區(qū)：：如果可能，隧隧道最好放置置于滑動面以以下的穩(wěn)固地地層中；如果果隧道必須通通過滑坡體，，則必須進行行處理，采取取上部減載、、下部支擋、、抗滑樁、地地表地下排水水、加強襯砌砌結(jié)構(gòu)等。（b）巖堆、崩塌塌、錯落、堆堆積層及危石石區(qū)：原則上隧道應(yīng)應(yīng)避開，若必必須通過，則則應(yīng)采取相應(yīng)應(yīng)的工程措施施。（c）泥石流流區(qū)：應(yīng)使隧道洞洞身置于基基巖中或穩(wěn)穩(wěn)定地層。。當(dāng)對岸山山嘴或洪積積扇影響而而壓縮河床床時，應(yīng)考考慮側(cè)蝕對對隧道的影影響。（d）巖溶區(qū)：：當(dāng)隧道必須須通過巖溶溶發(fā)育區(qū)時時，應(yīng)選在在較狹窄地地段垂直通通過，并保保證隧道與與巖溶壁間間有足夠厚厚度，必要要時采取相相應(yīng)的工程程措施。總之，隧道道通過不良良地質(zhì)地區(qū)區(qū)時，應(yīng)盡盡量避開，，瑞士的隧隧道大多為為曲線隧道道，其目的的是盡量避避開不良地地質(zhì)體。（5）特殊地質(zhì)質(zhì)區(qū)隧道位位置選擇特殊地地質(zhì)：：膨脹脹巖、、含鹽鹽地層層、煤煤系地地層、、黃土土、多多年凍凍土、、多年年凍土土、地地震及及水庫庫地區(qū)區(qū)。(a)膨脹巖巖地區(qū)區(qū)膨脹原原因：：吸水水膨脹脹；風(fēng)風(fēng)化膨膨脹；；應(yīng)力力釋放放膨脹脹。隧道選選擇：：應(yīng)在在最短短地段段通過過，并并且含含水量量最小小。(b)含鹽地地層害處有有：膨膨脹作作用；；濕陷陷作用用；侵侵蝕作作用。。隧道選選擇：：應(yīng)在在干燥燥無水水或地地下水水位低低、含含鹽量量小的的地段段通過過，并并應(yīng)對對結(jié)構(gòu)構(gòu)進行行加強強處理理。(c)煤系地地層害處：：主要要有有有害氣氣體和和膨脹脹性。。隧道選選擇：：影響響最小小的方方案通通過。。(c)煤系地地層害處：：主要要有有有害氣氣體和和膨脹脹性。。隧道選選擇：：影響響最小小的方方案通通過。。(d)黃土地地區(qū)黃土特特點：：黃土土干燥燥時較較堅硬硬，逾逾水容容易剝剝落和和遭受受侵蝕蝕，常常有沖沖溝、、滑坡坡等。。隧道選選擇：：通過過時應(yīng)應(yīng)避開開沖溝溝及有有地下下水活活動和和地面面陷穴穴密集集的地地區(qū)。。(e)多年凍凍土地地區(qū)保持三三年及及以上上的凍凍土稱稱為多多年凍凍土，，主要要分布布于大大興安安嶺及及青藏藏高原原。害處：：洞口口淺埋埋段及及襯砌砌周圍圍將產(chǎn)產(chǎn)生凍凍融圈圈，在在凍融融循環(huán)環(huán)作用用下，，隧道道結(jié)構(gòu)構(gòu)容易易破壞壞。隧道選選擇：：在地地層穩(wěn)穩(wěn)定、、含冰冰量小小的地地段，，特別別是洞洞口的的選擇擇更應(yīng)應(yīng)注意意。(f)地震地地區(qū)地震影影響：：隨埋埋深的的增加加而減減弱；；不良良地質(zhì)質(zhì)地段段對抗抗震不不利。。隧道選選擇：：應(yīng)注注意地地形、、地質(zhì)質(zhì)及埋埋深的的問題題。(g)水庫地地區(qū)水庫積積水后后改變變了岸岸邊的的工程程地質(zhì)質(zhì)和水水文地地質(zhì)條條件，，容易易引起起水庫庫塌岸岸。隧道位位置選選擇：：在牢牢固的的基巖巖中，，遠離離塌岸岸范圍圍，并并置于于穩(wěn)定定水位位以上上一定定高度度，如如必須須在水水位以以下時時，則則應(yīng)采采取有有效的的防護護措施施。[例如]：浙江某公路路隧道，從水水庫底通過，，在過庫底時時采取了超前前帷幕注漿等等防水措施，，以及加強襯襯砌，工程順順利通過了庫庫區(qū)，但在庫庫區(qū)外由于地地質(zhì)較好且水水量不大，因因此施工中不不作特殊處理理，采用了正正常支護。該該隧道運營不不到3個月就出問題題，在庫區(qū)外外有一段隧道道襯砌坍塌，，大量涌水，，結(jié)果造成整整個水庫的水水全部排干的的慘重損失。。查原因：有有一條斷層將將庫區(qū)與庫區(qū)區(qū)外連在一起起，斷層處水水壓力很大，，最終將不經(jīng)經(jīng)過加強的襯襯砌壓壞，出出現(xiàn)事故。3.隧道方案與其其它方案的比比較（1）隧道與路塹塹方案比較線路克服高程程障礙時可采采用隧道，也也可采用路塹塹方法。路塹方案優(yōu)缺缺點：簡單、、施工快速、、省錢，但路路塹太深后，，邊坡不穩(wěn)，，且易于掉石石、塌方。如如：寶成線秦秦嶺的盤山道道，圖省錢，，采用路塹，，出現(xiàn)大量塌塌方。隧道方案優(yōu)缺缺點：穩(wěn)定、、安全，但投投資大些，技技術(shù)復(fù)雜些。。實踐證明：：山體可穿不不宜大挖，大大挖必塌。（2）隧道與橋梁梁方案比較兩種情況會出出現(xiàn)橋梁與隧隧道方案的比比選問題：當(dāng)線路沿河谷谷一側(cè)行走遇遇到障礙無法法展線時，可可采用傍山隧隧道，也可采采用橋梁方案案將線路引到到對岸開闊地地區(qū)行走。當(dāng)線路要過大大的江河時，，以前大多采采用橋梁方案案，現(xiàn)在遇水水只能架橋的的思想已經(jīng)被被打破，修建建了很多水底底隧道，這對對環(huán)境保護、、國防都有利利。橋梁與隧道的的比選要考慮慮：技術(shù)、經(jīng)經(jīng)濟、航運、、國防等的可可行性及安全全問題。（3）雙線隧道與與單線隧道方方案比較新建的雙線鐵鐵路或既有單單線鐵路增建建第二線時，，如果有隧道道，都會出現(xiàn)現(xiàn)雙線隧道方方案或單線隧隧道方案的比比較問題。雙線隧道的優(yōu)優(yōu)點：(a)比兩條單線隧隧道占地少，，選線相對容容易；(b)比兩條單線隧隧道開挖總面面積小，施工工干擾??；(c)凈空大，施工工方便，易于于機械化作業(yè)業(yè)；(d)通風(fēng)條件好，，維修養(yǎng)護方方便。雙線隧道的缺缺點：(a)跨度大，圍巖巖壓力大；(b)容易塌方；(c)初期投資大；；(d)不能利用列車車活塞風(fēng)。單線隧道的優(yōu)優(yōu)點：(a)斷面小，壓力力小，穩(wěn)定性性好，易于施施工，支護簡簡單、安全；；(b)近期不準(zhǔn)備修修建第二線的的新建隧道，，初期投資少少；(c)若第一線有平平導(dǎo)，則平導(dǎo)導(dǎo)可作第二線線隧道超前導(dǎo)導(dǎo)坑。單線隧道的缺缺點：(a)兩座單線隧道道要保持一定定的距離；(b)兩座單線隧道道無論同時或或前后施工，，都干擾大。。（4）長隧道與短短隧道方案比比較在河谷線上，，往往會遇到到山坡一側(cè)狹狹谷排列成七七溝八梁的情情況。線路位位置稍偏外，，則出現(xiàn)短隧隧道群，如果果線路往里靠靠，則形成一一座較長的隧隧道。短隧道的優(yōu)缺缺點：優(yōu)點：技術(shù)簡簡單、施工簡簡單、工作面面多、施工速速度快、通風(fēng)風(fēng)條件好；缺點：圍巖破破碎、壓力大大且偏壓、施施工容易塌方方。長隧道的優(yōu)缺缺點：優(yōu)點：地層穩(wěn)穩(wěn)定、圍巖壓壓力小、無偏偏壓、支護簡簡單、安全、、洞門少；缺點：技術(shù)復(fù)復(fù)雜些、造價價高些。4.山嶺隧道位置置選擇發(fā)展趨趨勢隧道位置選擇擇服從路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃隧道越修越長長地質(zhì)復(fù)雜性提提高隧道修建難度度增大圓梁山隧道概概況新關(guān)腳隧道隧道長32.605km，地處青藏高高原，高寒缺缺氧，生態(tài)環(huán)環(huán)境脆弱，工工程地質(zhì)、水水文地質(zhì)條件件復(fù)雜，隧道道特長，工程程規(guī)模大，施施工難度很大大。隧道長11.068km，最大涌水量量為14.5萬m3/d，最大靜水壓壓4.6MPa揭露5個深埋充填型型溶洞，多次次發(fā)生突水和和傷亡事故，，施工難度極極大。5.隧道洞口位置置的選擇（1）確定洞口位位置時應(yīng)考慮慮的因素已往的的思路路：經(jīng)經(jīng)濟上上最主要要的因因素：：邊坡坡的穩(wěn)穩(wěn)定及及仰坡坡的安安全其次的的因素素：經(jīng)經(jīng)濟上上節(jié)省省、造造價最最低值得提提倡的的思路路：生生態(tài)、、環(huán)境境、可可持續(xù)續(xù)發(fā)展展（2）選定定方法法早期的的方法法：隧隧道與與明塹塹的等等價點點現(xiàn)行的的所謂謂合理理的方方法：：“早進晚晚出”值得提提倡的的方法法：接接長明明洞，，綠色色洞門門（3）根據(jù)據(jù)地形形條件件選定定洞口口位置置（a）隧道道進出出口線線路中中線應(yīng)應(yīng)力求求與地地形等等高線線相垂垂直或或接近近垂直直；（b）傍山山隧道道靠山山一側(cè)側(cè)邊坡坡較高高時，，常有有塌方方、落落石，，宜早早進洞洞或接接明洞洞；（c）位于于懸崖崖陡壁壁下的的洞口口，不不宜切切削原原坡面面；（d）在漫漫坡地地形選選擇洞洞口位位置，，考慮慮洞外外路基基填挖挖方情情況、、排水水條件件等；；（e）洞口口應(yīng)避避開溝溝谷和和山凹凹中心心；（f）應(yīng)充充分保保護自自然環(huán)環(huán)境，，特別別是靠靠近城城市或或高原原不可可再生生資源源應(yīng)重重點保保護；；（g）與橋橋梁相相接時時，洞洞口位位置應(yīng)應(yīng)綜合合考慮慮總體體布局局。（4）根據(jù)據(jù)地質(zhì)質(zhì)條件件選定定洞口口位置置（a）選在在坡面面穩(wěn)定定、地地質(zhì)較較好、、無不不良地地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象處處。（b）當(dāng)存存在軟軟弱結(jié)結(jié)構(gòu)面面時不不宜大大挖；；（c）隧道穿穿堆積層層進洞時時，不宜宜采取清清方的方方法縮短短洞口必必要時加加明洞；；（d）黃土隧隧道洞口口，不宜宜大挖；；（e）軟巖或或軟弱夾夾層處隧隧道洞口口，應(yīng)降降低邊仰仰坡高度度。圍巖級別邊仰坡高度(m)邊仰坡坡度說明I25>1:0.3II硬巖20~251:0.3~1:0.5軟巖<201:0.3~1:0.5坡面需加防護III硬巖18~201:0.5~1:0.75軟巖18~201:0.5~1:0.75坡面需加防護IV硬巖15~181:0.75~1:1.0軟巖15~181:0.75~1:1.0坡面需加防護土<151:1~1:1.25不包括黃土及特種土V10~151:1.25~1:1.5VI<101:1.5隧道邊仰仰坡高度度及坡度度控制如如下表6.隧道平面面設(shè)計設(shè)計原則則：隧道越直直越好。。曲線隧道道的缺點點：(a)隧道需加加寬，工工程量大大；(b)斷面變化化多，施施工技術(shù)術(shù)復(fù)雜，，測量精精度低；；(c)不利于通通風(fēng)，列列車運營營空氣阻阻力大，，消耗動動能大；；(d)產(chǎn)生離心心力，軌軌道磨損損大。但由于地地形、地地質(zhì)的限限制，特特別是不不良地質(zhì)質(zhì)的限制制，隧道道往往是是曲線。。6.隧道縱斷面設(shè)設(shè)計隧道縱斷面設(shè)設(shè)計包括：坡道形式、坡坡度大小、坡坡段長度、坡坡段聯(lián)系的設(shè)設(shè)計。（1）坡道形式坡道形式主要要有兩種：單單坡和人字型型坡。單坡人人字型單坡：多用于線路的的緊坡地段或或展線地區(qū)。。優(yōu)點：可爭取取高程，施工工方便，測量量容易，由于于進出口高差差大，由此產(chǎn)產(chǎn)生氣壓和熱熱位差，利于于自然通風(fēng)。。缺點：上端工工作面施工困困難，排水、、出碴都困難難。人字型坡：多用于長大大隧道、越嶺嶺隧道、地下下水豐富隧道道。優(yōu)點：施工排排水容易，水水自然排出洞洞口，施工時時重車下坡、、空車上坡，，效率高。缺點：運營通通風(fēng)不好。（2）坡度大小隧道要有最大大、最小坡度度限制，坡度度太大，機車車牽引力達不不到，若沒有有坡度，則隧隧道內(nèi)水流不不出去，最小小坡度為3‰。最大允許坡坡度為：i允=mi限-i曲其中：m為隧道內(nèi)線路路坡度折減系系數(shù)，m<1；i限為按照線路等等級規(guī)定的限限制最大坡度度%；i曲為曲線阻力折折算的坡度當(dāng)當(dāng)量%。對于大于400m的隧道及隧道道外一段距離離要考慮折減減系數(shù)m?？紤]隧道內(nèi)內(nèi)折減系數(shù)主主要原因是由由于：隧道內(nèi)內(nèi)軌面有一層層水膜，車輪輪與軌道的粘粘著系數(shù)降低低，牽引力降降低；隧道內(nèi)內(nèi)空氣阻力增增大，牽引力力削減。（3）坡段長度隧道坡度太長長：上坡時，機車車耗盡全部潛潛能，會超負負荷，易于出出事故。下坡時，制動動時間太長，，閘瓦易失靈靈。隧道坡度太短短：邊坡點密集，，列車行駛不不穩(wěn)。坡度長度最好好不小于列車車長度。（4）坡段聯(lián)系兩個相鄰坡段段坡度的代數(shù)數(shù)差值不宜太太大，因為坡坡差太大會引引起列車車輛輛之間仰俯不不一，車鉤受受到扭力，容容易發(fā)生斷鉤鉤。因此，兩兩坡段間代數(shù)數(shù)差要小于限限制值。[例]：一坡段5‰的上坡，相鄰鄰坡段為3‰的下坡。則坡度的代數(shù)數(shù)差為：△P=+5‰-(-3‰)=8‰>6‰(限坡)處理方法：中中間插入一段段緩和坡段，，坡度為3‰，則：△△P1=+5‰‰-(+3‰‰)=2‰<6‰△P2=+3‰-(-3‰)=6‰‰P1P23‰二、水下隧道道的規(guī)劃水下隧道主要要有：沉管隧隧道、暗挖隧隧道（盾構(gòu)法法、掘進機法法、鉆爆法））、圍堰明挖挖隧道。主主體體規(guī)劃設(shè)計主主要考慮：隧隧道平面線形形、隧道縱斷斷面、隧道橫橫斷面、隧道道最小覆蓋厚厚度等。[例1]日本青函隧隧道為單洞洞雙線鐵路路隧道，長長53.85km，海底段長長23.3km，最大水深深140m，隧道最小小覆蓋厚度度100m。[例2]英法海峽隧道道為平行的兩兩條單線鐵路路隧道，長49.6km，海底部分分為37.3km。最大大水深位于海海峽中部，約約60m，最最小覆蓋層21m。覆蓋厚度與滲滲水率關(guān)系[例3]隧道長度9.1km；隧隧道間距海底底段1D；海海底段平均水水深27.5m，水壓6kg/cm2，平均覆覆蓋層16.0m；一次次襯砌外徑13.9m，，內(nèi)徑12.6m，二次次襯砌厚0.35m。[例4]廈門海底隧道道長5.9km。[例5]獅子洋隧道位位于廣深港客客運專線東涌涌站——虎門站區(qū)間，，全長10.8Km。三、城市地鐵鐵的規(guī)劃1.路網(wǎng)規(guī)劃一般原則：（1）線路走向應(yīng)應(yīng)該與城市交交通主客流方方向一致；（（2）與城市的街街道布局和發(fā)發(fā)展規(guī)劃密切切結(jié)合，并為為長遠發(fā)展留留有余地；（（3）在長途汽車車站、火車站站、飛機場、、商業(yè)中心、、大型居民區(qū)區(qū)等客流集散散量大的地區(qū)區(qū)設(shè)置車站；；（（4）適當(dāng)選擇路路網(wǎng)密度和分分布，以減小小路網(wǎng)中各車車站之間的‘時距’（即任任意兩兩個車車站之之間的的行走走總時時間））；（（5）與其其他城城市公公共交交通系系統(tǒng)相相協(xié)調(diào)調(diào)；（（6）路網(wǎng)網(wǎng)中各各規(guī)劃劃線上上的運運量負負荷應(yīng)應(yīng)該盡盡量均均勻；；（7）線路路走向向選擇擇，除除了考考慮地地形、、地貌貌、地地質(zhì)、、水文文等自自然條條件以以外，，還應(yīng)應(yīng)該充充分了了解沿沿線既既有的的地面面和地地下建建筑情情況，，并與與地面面建筑筑和市市政設(shè)設(shè)施的的未來來發(fā)展展相結(jié)結(jié)合，，從而而合理理有效效地綜綜合利利用地地面和和地下下的空空間資資源。。路網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)形形式：：路網(wǎng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式（即即路網(wǎng)網(wǎng)中各各條線線路組組成的的幾何何形狀狀）一一般應(yīng)應(yīng)該與與城市市路網(wǎng)網(wǎng)的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式相相適應(yīng)應(yīng)。幾幾種典典型的的形式式是：：放射射形，，放射射加環(huán)環(huán)線形形，棋棋盤形形，棋棋盤加加環(huán)線線形。。北京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃近期實施方案(2008年)2008年要實實現(xiàn)8條市區(qū)區(qū)線路路、，，建設(shè)設(shè)里程程169.7公里，，3條通往往郊區(qū)區(qū)的市市郊鐵鐵路線線路，，建設(shè)設(shè)里程程109.4公里，，建設(shè)設(shè)總里里程為為279.1公里。。兩個層層次：：市區(qū)區(qū)網(wǎng)、、市域域網(wǎng)市區(qū)網(wǎng)網(wǎng)由15條地鐵鐵M線和7條輕軌軌L線組成成，總總長693km。市域網(wǎng)網(wǎng)利用用既有有鐵路路資源源，規(guī)規(guī)劃5條正線線一條條支線線，長長360km。軌道交交通線線網(wǎng)總總長度度1053km。車站分分布：：（1）影響響車站站分布布的因因素大型客客流集集散點點、城城市規(guī)規(guī)模大大小城市人人口密密度、、線線路長長度城市地地貌及及建筑筑物布布局、、地鐵鐵路網(wǎng)網(wǎng)及城城市道道路網(wǎng)網(wǎng)狀況況、人人們對對站間間距離離的要要求（2）車站站數(shù)目目的多多少對對市民民出行行時間間有影影響（3）車站站分布布應(yīng)經(jīng)經(jīng)綜合合比選選后確確定2.線路平平縱剖剖面設(shè)設(shè)計（1）線路路平面面設(shè)計計指導(dǎo)思思想及及一般般原則則：（a）地鐵線路路與城市發(fā)發(fā)展規(guī)劃結(jié)結(jié)合（盡量量與道路紅紅線及城市市主要建筑筑物平行，，地鐵隧道道、車站、、出入口等等，有條件件與城市建建筑物結(jié)合合的，應(yīng)盡盡量結(jié)合））；（b）雙線右側(cè)側(cè)行車制；；（c）線路最高高行車速度度有要求。。主要技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：（a）曲線半徑徑：宜大不不宜小，最最大一般不不超過3000m，400m以下會產(chǎn)生生較大的輪輪軌磨耗和和噪聲，應(yīng)應(yīng)盡量少用用。（b）曲線連接接：一般采采用三次拋拋物線。地鐵線路的的三種不同同選擇方式式：位于道路規(guī)規(guī)劃紅線范范圍內(nèi)、有有時可位于于道路范圍圍以外、地地下線與建建筑物之間間的安全距距離。地鐵線路與與周邊環(huán)境境的相對平平面位置地鐵車站的的四種不同同選擇方式式：跨路口站位位、偏路口口站位、兩兩路口之間間站位、道道路紅線外外側(cè)站位。。地鐵車站站站位與道路路的相對平平面位置選選擇地鐵車站的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)：機場線東直直門車站站站位機場線T3車站機場線高架架橋（2）線路縱剖剖面設(shè)計（a）原則：安安全；結(jié)合合地形、地地質(zhì)、地下下地面建筑筑物、施工工方法等；；節(jié)能型坡坡道。（b）最大允許許坡度與行行車系統(tǒng)有有關(guān)?！兜叵妈F道設(shè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，區(qū)間間線路一般般采用30‰，車站線路路最好用平平坡，如兼兼顧縱向排排水需要，，則不宜過過小，一般般為3‰。（c）坡段長度度：不宜小小于遠期列列車長度。。（d）坡段連接接及豎曲線線：兩相鄰鄰坡段的坡坡度代數(shù)差差等于或大大于2‰時，應(yīng)設(shè)豎豎曲線。第三節(jié)交交通隧道道的限界與與構(gòu)造形式式1、隧道凈空空限界基本建筑限限界：也稱稱建筑接近近限界，指指所有構(gòu)筑筑物都不允允許超過的的范圍。隧道建筑限限界：結(jié)構(gòu)構(gòu)的任何部部位都不得得侵入的凈凈空范圍。?；窘ㄖ尴藿缗c隧道道建筑限界界之間可供供安設(shè)照明明、通信等等設(shè)施。在施工設(shè)計計時，實際際凈空又比比規(guī)定的隧隧道建筑限限界稍稍放放寬一些。。有關(guān)限界具具體內(nèi)容參參考相應(yīng)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，，如：地鐵直線車車站隧道的的建筑限界界平原微丘地地區(qū)一級汽汽車專用公公路的直線隧道建建筑限界電力機車牽牽引的直線線單雙線鐵鐵路隧道建建筑限界2.曲線段隧道道加寬以鐵路隧道道凈空加寬寬為例：曲線隧道的的凈空加寬寬有以下原原因：曲線外軌超超高值：式中：E為超高值(cm)，不能大于于15cm；R為曲線半徑徑(m)；為為遠期期運行速度度(km/h)。隧道凈空加加寬值：式中：d超內(nèi)為由于外軌軌超高曲線線隧道內(nèi)側(cè)側(cè)應(yīng)予加寬寬的值(cm)，可近似取取d超內(nèi)=2.7E；E為曲線外軌軌超高(cm)；H為控制點J到軌面的高高度；G為兩軌中心心之間的距距離(可近似取為為150cm)。（1）由于曲線線外軌超高高引起車體體內(nèi)傾要求求加寬(2)由于車體平平移要求加加寬式中：d曲內(nèi)為由于曲線線而要求的的內(nèi)側(cè)加寬寬值(cm)；d曲內(nèi)為由于曲線線而要求的的外側(cè)加寬寬值(cm)；L為車輛長度度(m)，我國車輛輛取L=26m；l為車輛前后后轉(zhuǎn)向架中中心間距(m)，我國車輛輛取l=18m。曲線隧道的的總加寬值值應(yīng)為：曲線隧道結(jié)結(jié)構(gòu)中