隧道工程項(xiàng)目研究課件

第一章緒論一、隧道在交通事業(yè)中的地位及發(fā)展1、隧道的定義

狹義的定義：通常是指用作地下通道的工程建筑物。

廣義的定義：1970年，OECD(世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)隧道會(huì)議從技術(shù)方面給隧道定義：以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其空洞內(nèi)部?jī)艨諗嗝嬖?m2以上者均為隧道。第一章緒論一、隧道在交通事業(yè)中的地位及發(fā)展12、在交通建設(shè)中的地位重要性：隧道是交通線上的重要組成部分，是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施；必要性：快速暢通的交通網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，低等級(jí)公路已不適應(yīng)發(fā)展的需要，阻礙了國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展；緊迫性：目前高速公路較少，與我國(guó)人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相比，太少。經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，交通必先行。為了解決好路面交通的規(guī)劃和修建，隧道工程在其中顯示著重要而緊急的作用。2、在交通建設(shè)中的地位23、隧道工程的發(fā)展前景及需解決的難題※

前景：(1)、交通類隧道◆經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，交通建設(shè)必先行；◆交通標(biāo)準(zhǔn)不斷提高；◆國(guó)力增強(qiáng)，技術(shù)進(jìn)步。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技技術(shù)的進(jìn)步，需要建設(shè)更多，可以建設(shè)更多、標(biāo)準(zhǔn)更高的隧道。3、隧道工程的發(fā)展前景及需解決的難題3(2)、城市隧道◆解決城市交通擁擠問(wèn)題的唯一途徑是采用快捷、大運(yùn)量的公共交通系統(tǒng)——地鐵；◆城市的發(fā)展，要求包括地下空間的開(kāi)發(fā)；◆各類市政設(shè)施的發(fā)展趨勢(shì)——隧道管溝化。十九世紀(jì)：城市橋梁二十世紀(jì)：摩天大樓二一世紀(jì)：地下空間的開(kāi)發(fā)與利用。(2)、城市隧道4(3)、水利隧道◆南水北調(diào)（東線、中線、西線）；◆其他水利工程；◆水電工程?！?/p>

發(fā)展方向(1)非爆破的機(jī)械化施工；(2)合理的規(guī)劃與環(huán)保(3)設(shè)計(jì)可靠合理方面：結(jié)構(gòu)－荷載法、松散壓力等(4)使用安全(3)、水利隧道5※需要解決的難題

(1)圍巖力學(xué)性質(zhì)與破壞的關(guān)系；

(2)理論計(jì)算如何與實(shí)際相符；

(3)施工技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)效益(爆破開(kāi)挖、機(jī)械開(kāi)挖、人力開(kāi)挖)；

(4)設(shè)計(jì)施工管理水平與經(jīng)濟(jì)效益（如同一地方，采用不同的高程的長(zhǎng)隧道還是短隧道等）※需要解決的難題64、隧道工程的發(fā)展

隧道的產(chǎn)生與發(fā)展是和人類的文明歷史發(fā)展相呼應(yīng)的?！糯簳r(shí)間跨越較長(zhǎng)。人類出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年隧道用于抵御自然威脅用獸骨、石器等工具開(kāi)挖紀(jì)元前3000年到5世紀(jì)隧道用于生活及軍事抵御形成了現(xiàn)代隧道開(kāi)發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)(明挖法等)5世紀(jì)到14世紀(jì)隧道技術(shù)沒(méi)有顯著進(jìn)步，開(kāi)始了礦山開(kāi)采4、隧道工程的發(fā)展人類出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年隧道用于抵御自然7※近代：從16世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始，隧道技術(shù)得到了較快發(fā)展。

(1)測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如棚架支撐巖層，卷?yè)P(yáng)提升土石兩端洞口開(kāi)挖隧道等等，促進(jìn)了隧道的發(fā)展。

(2)火藥的發(fā)明，促進(jìn)了隧道開(kāi)挖掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。※現(xiàn)代：我國(guó)公路隧道發(fā)展相對(duì)較緩。隨著高速公路的發(fā)展，近幾年公路隧道有了較快的發(fā)展。

隧道施工技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。人力為主體的施工機(jī)械開(kāi)挖為主體的施工爆破施工(光面爆破)發(fā)展發(fā)展※近代：從16世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始，隧道技術(shù)得到了較快發(fā)展。人8設(shè)計(jì)理論方面：◆目前的設(shè)計(jì)理論方法：

★荷載結(jié)構(gòu)模型（結(jié)構(gòu)力學(xué)方法）★地層結(jié)構(gòu)模型（巖體力學(xué)方法）★收斂約束模型（信息反饋方法）★經(jīng)驗(yàn)類比法設(shè)計(jì)理論方面：9幾種隧道洞門圖：梅坎鐵路松南隧道幾種隧道洞門圖：梅坎鐵路松南隧道10株六復(fù)線涼風(fēng)坳隧道株六復(fù)線涼風(fēng)坳隧道11西安南京鐵路磨溝嶺隧道西安南京鐵路磨溝嶺隧道12京珠高速公路洋碰隧道京珠高速公路洋碰隧道13徽杭高速公路三陽(yáng)隧道徽杭高速公路三陽(yáng)隧道14北碚隧道北碚隧道15廈門仙岳山市政隧道廈門仙岳山市政隧道16烏鞘嶺特長(zhǎng)隧道洞門烏鞘嶺特長(zhǎng)隧道洞門17隧道工程項(xiàng)目研究課件18二、隧道的分類及其作用1、按用途分（這是隧道分類方法中最為常用的一種）

(1)交通隧道：提供運(yùn)輸?shù)目椎篮屯ǖ?，主要有：鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道、人行地道。

(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個(gè)重要組成部分。主要包括：引水隧道：把水引入水電站發(fā)電機(jī)組，產(chǎn)生動(dòng)力資源尾水隧道：把發(fā)電機(jī)組排出的廢水送出去的隧道。導(dǎo)流隧道（泄洪隧道）：疏導(dǎo)水流排沙隧道：用于沖刷水庫(kù)中淤積的泥沙而修建的隧道二、隧道的分類及其作用19

(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道。主要有：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道。

(4)礦山隧道：起作用主要是為采礦服務(wù)的。主要有：運(yùn)輸巷道、給水隧道、通風(fēng)隧道。2、按隧道長(zhǎng)度分：

(1)特長(zhǎng)隧道：L>3000m(2)長(zhǎng)隧道：3000m≥L≥1000m(3)中長(zhǎng)隧道：1000m>L>500m(4)短隧道：L≤500m(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設(shè)施的地下孔道203、按斷面面積分：

(1)特大斷面隧道：斷面積在100m2以上

(2)大斷面隧道：斷面積在50~100m2之間

(3)中等斷面隧道：斷面積在10~50m2之間

(4)小斷面隧道：斷面積在3~10m2之間

(5)極小斷面隧道：斷面積在3m2以下4、按隧道所處的地理位置劃分：山嶺隧道、水底隧道、城市隧道3、按斷面面積分：21三、本課程的學(xué)習(xí)方法1、復(fù)習(xí)工程地質(zhì)、力學(xué)、材料等已學(xué)課程；2、注重本課程的基本理論與方法。3、廣泛閱讀有關(guān)期刊、報(bào)告等文獻(xiàn)。三、本課程的學(xué)習(xí)方法22隧道勘察的目的

是在于查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件以及隧道施工和運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響。為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供所需的勘察資料，并對(duì)存在的巖土工程問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)提出合理的設(shè)計(jì)方案和施工措施，從而使隧道工程經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠。2.1隧道勘察的幾個(gè)階段:

可行性研究勘察預(yù)可行性研究工程可行性研究側(cè)重于是收集與研究已有的文獻(xiàn)資料

在分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)踏勘，實(shí)地調(diào)查，大致查明地質(zhì)情況

我國(guó)橋隧可行性研究現(xiàn)狀隧道勘察的目的可行性研究勘察預(yù)可行性研究工程可行性研究側(cè)重于23初步勘察收集資料取得隧道所在位置的初步總平面布置地形圖及有關(guān)工程性質(zhì)，規(guī)模的文件工程地質(zhì)選定隧道線位初勘工作的任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的最優(yōu)隧道位置方案

初勘資料整理工程地質(zhì)勘察的原始資料，包括調(diào)查、測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)等資料詳細(xì)勘察目的任務(wù)步驟工程地質(zhì)勘察的原始資料，包括調(diào)查、測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)等資料通過(guò)詳細(xì)工程地質(zhì)勘察，為線位布設(shè)和編制施工圖設(shè)計(jì)提供完整的工程地質(zhì)資料在初勘的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明隧道沿線地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍(1)前期的準(zhǔn)備工作；(2)沿線地質(zhì)勘察；(3)試驗(yàn)；(4)資料整理；(5)編寫詳勘報(bào)告初步勘察收集資料取得隧道所在位置的初步總平面布置地形圖及有關(guān)242.2隧道勘察的主要方法2.2.1收集研究即有資料

不僅是外業(yè)工作之前準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容，也是隧道勘察的一個(gè)主要方法。

地形地貌地質(zhì)情況區(qū)域水文氣象情況特殊地質(zhì)及不良地質(zhì)植被及環(huán)境類似工程經(jīng)驗(yàn)2.2隧道勘察的主要方法2.2.1收集研究即有資料252.2.2調(diào)查和測(cè)繪1、工程地質(zhì)調(diào)查

*直接觀察*訪問(wèn)群眾2、工程地質(zhì)測(cè)繪：范圍較大，并且要求把調(diào)查研究結(jié)果填繪在一定的比例尺的地形圖上，以編制工程地質(zhì)圖

*目測(cè)*儀器3、調(diào)查測(cè)繪內(nèi)容

地質(zhì)、地貌；地層、巖性；地質(zhì)構(gòu)造；地表水和地下水；特殊地質(zhì)、不良地層；地震；工程經(jīng)驗(yàn)等2.2.2調(diào)查和測(cè)繪264、工程評(píng)價(jià)及處理措施

(1)圍巖的自穩(wěn)性

(2)隧道涌水量、涌水壓力、突然涌水量等

(3)巖土膨脹壓力

(4)滑坡、偏壓

(5)圍巖狀態(tài)和土壓特性

(6)高地應(yīng)力區(qū)應(yīng)力場(chǎng)

(7)瓦斯、巖溶及人為坑洞等4、工程評(píng)價(jià)及處理措施272.3隧道勘察的主要手段1、挖探：2～3米優(yōu)點(diǎn)：能取得詳盡直觀資料和原狀土樣；缺點(diǎn)：勘探深度有限，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。2、簡(jiǎn)易鉆探：3～10米優(yōu)點(diǎn)：工具輕、體積小、操作方便、進(jìn)尺較快、勞動(dòng)強(qiáng)度較??；缺點(diǎn)：不能采取原狀土樣或不能取樣，在密實(shí)或堅(jiān)硬的地層中不易鉆進(jìn)或不能使用。

2.3隧道勘察的主要手段1、挖探：2～3米283、鉆探：

沖擊鉆進(jìn)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；振動(dòng)鉆進(jìn)

4、地球物理勘探（物探）：

利用巖土體材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性等，根據(jù)接收信號(hào)判斷地層缺陷及力學(xué)性質(zhì)。主要有：電法勘探(利用巖層介電常數(shù)、導(dǎo)電性差異)；地震勘探(利用巖體彈性性質(zhì)差異)；地質(zhì)雷達(dá)(電磁法勘探)3、鉆探：292.4地質(zhì)勘察2.4.1初步勘察(1)目的任務(wù)：選定隧道位置(2)基本內(nèi)容：查明控制隧道方案的工程地質(zhì)問(wèn)題，如地形、地質(zhì)、巖性、不良地質(zhì)等2.4.2詳細(xì)勘察(1)目的任務(wù)：對(duì)選定的隧道提供詳細(xì)的工程地質(zhì)水文地質(zhì)等信息。(2)基本內(nèi)容：查明為施工圖設(shè)計(jì)服務(wù)的地質(zhì)問(wèn)題2.4地質(zhì)勘察2.4.1初步勘察302.5水文勘察2.5.1地下水涌水調(diào)查(1)內(nèi)容：調(diào)查地下水的類型及其與地表水的相互補(bǔ)給關(guān)系；調(diào)查地下水的流量、流向及水質(zhì)等；

(2)預(yù)測(cè)地下水涌水量：須調(diào)查隧道中心線上的“谷”及“梁”的分布情況；(3)利用鉆探成果判斷涌水情況；(4)查明涌向隧道的地下水的范圍。2.5水文勘察2.5.1地下水涌水調(diào)查312.5.2枯水調(diào)查(1)目的：明確由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影響，造成工業(yè)用水及居民飲水困難等；(2)主要內(nèi)容：

◆地下水的利用狀況（使用時(shí)間、水量等）；

◆植被、氣象與隧道涌水有關(guān)聯(lián)的問(wèn)題；

◆以往工程的枯水資料等。2.5.2枯水調(diào)查322.6建筑環(huán)境評(píng)價(jià)目的：明確環(huán)境現(xiàn)狀，不因修建工程而使環(huán)境惡化，研究有關(guān)對(duì)環(huán)境影響的內(nèi)容及其程度，提出防止破壞環(huán)境的措施等。2.6.1對(duì)現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境保護(hù)的項(xiàng)目（1）水資源保護(hù)；（2）植被保護(hù)；（3）特殊區(qū)(名勝古跡、溫泉、風(fēng)景等)保護(hù)；（4）環(huán)境污染的保護(hù)(污水、煙塵、噪聲、有害物等)（5）棄碴處理；2.6建筑環(huán)境評(píng)價(jià)目的：明確環(huán)境現(xiàn)狀，不因修建工程而使環(huán)332.6.2隧道工程周圍環(huán)境現(xiàn)狀的調(diào)查

(1)、地物地貌的調(diào)查；

(2)、地形地質(zhì)的調(diào)查；

(3)、大氣質(zhì)量的調(diào)查；

(4)、水體質(zhì)量的調(diào)查；

(5)、噪聲振動(dòng)的調(diào)查；

(6)、生態(tài)資源的調(diào)查。

2.6.2隧道工程周圍環(huán)境現(xiàn)狀的調(diào)查342.6.3預(yù)測(cè)環(huán)境影響

(1)大氣：預(yù)測(cè)隧道運(yùn)營(yíng)后，大氣中廢氣對(duì)人的影響程度，預(yù)測(cè)方式是擴(kuò)散模式；

(2)水質(zhì)：隧道內(nèi)排出的施工及運(yùn)營(yíng)水等；

(3)振動(dòng)與噪聲

(4)地表沉陷

(5)動(dòng)物與植物

(6)自然景觀2.6.3預(yù)測(cè)環(huán)境影響352.6.4環(huán)境影響的評(píng)價(jià)

根據(jù)掌握情況，對(duì)照影響指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1、關(guān)于能掌握定量影響的大氣性質(zhì)、水質(zhì)噪聲、振動(dòng)、地表沉降。2、與自然環(huán)境有關(guān)的植物、動(dòng)物、風(fēng)景名勝區(qū)以及對(duì)已明確其價(jià)值者；3、關(guān)于不能擬出客觀的保護(hù)目標(biāo)的項(xiàng)目。2.6.4環(huán)境影響的評(píng)價(jià)362.6.5環(huán)境保護(hù)措施的探討

(1)水資源的保護(hù)措施；

(2)對(duì)污水的防治措施；

(3)對(duì)粉塵污染防治措施；

(4)對(duì)有毒有害氣體、物質(zhì)的防治措施；

(5)對(duì)噪聲控制措施；

(6)對(duì)振動(dòng)的防治；

(7)自然環(huán)境的保護(hù)；2.6.5環(huán)境保護(hù)措施的探討372.6.6環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告報(bào)告的主要內(nèi)容：(1)、改環(huán)境工程的必要性、概要及其效果；(2)、環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查；(3)、環(huán)境預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、保護(hù)措施等。2.6.6環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告38第二章思考題1、隧道勘察的目的和意義是什么？2、初步勘察和詳細(xì)勘察有何異同？3、隧道勘察方法除了收集資料、調(diào)查測(cè)繪、勘探外，據(jù)你所知還有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？4、地下涌水和枯水調(diào)查的意義是什么？5、隧道建筑環(huán)境評(píng)價(jià)的目的是什么？對(duì)生態(tài)環(huán)境有何意義？第二章思考題393.1隧道選址1、公路隧道選址的基本原則：必須與公路總體設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)適應(yīng)(交通量、公路等級(jí)等)隧道位置應(yīng)選擇在穩(wěn)定的地層中；越嶺隧道應(yīng)進(jìn)行較大范圍的方案選擇，進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇在地質(zhì)條件較好的地段穿越；沿河傍山隧道，其位置宜向山側(cè)內(nèi)移，避免一側(cè)洞壁過(guò)薄產(chǎn)生偏壓；選擇隧道位置時(shí)，應(yīng)注意洞口位置和有關(guān)工程的處理，一般宜采取“早進(jìn)洞，晚出洞”原則。3.1隧道選址402、隧道方案與自然條件的關(guān)系

當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)與水文地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣象條件，一般而言是隧道方案主要考慮的問(wèn)題。另外，還有工程的難易程度、經(jīng)濟(jì)、工期要求，甚至還有政治、經(jīng)濟(jì)、軍事與地區(qū)發(fā)展都有關(guān)。根據(jù)隧道軸線與地形的關(guān)系，主要有：

(1)坡面正交型；

(2)坡面斜交型；

(3)坡面平行型；

(4)尾部進(jìn)入型；

(5)深入谷地型。2、隧道方案與自然條件的關(guān)系413、越嶺隧道的選址

越嶺隧道的位置主要以選擇埡口和確定隧道高程為主要依據(jù)。(1)越嶺隧道平面位置的選擇

※

采用直線或大半徑曲線為好；

※

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；

※

雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件；

※

工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。3、越嶺隧道的選址42(2)越嶺隧道標(biāo)高的選擇(在山體中何位置)※

盡可能把隧道埋于較好的地層中；

※

洞口位置處于較好的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)處，便于施工場(chǎng)地的布設(shè)；

※

寒冷地區(qū)，隧道宜設(shè)在多年凍土上限和多年積雪線標(biāo)高以下，以保持施工和運(yùn)營(yíng)安全；

※

隧道條件應(yīng)考慮施工期限和施工技術(shù)條件；

※

考慮遠(yuǎn)景規(guī)劃，在不多增加工程造價(jià)的情況下，宜盡可能的把標(biāo)高降低一些。

越嶺方案的選擇以選擇越嶺埡口為重點(diǎn)，從而解決越嶺埡口、隧道高程和兩側(cè)展線這三個(gè)既相互聯(lián)系又相互制約的問(wèn)題。(2)越嶺隧道標(biāo)高的選擇(在山體中何位置)434、傍山隧道選址為改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)省時(shí)間，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(shí)應(yīng)注意：

（1）傍山隧道的洞身覆蓋厚度問(wèn)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

傍山隧道最小覆蓋層厚度

t(m)圍巖類別最小覆蓋層厚度(m)單線雙線Ⅳ4~67~9Ⅲ7~1010~15Ⅱ11~2016~304、傍山隧道選址圍巖類別最小覆蓋層厚度(m)單線雙線Ⅳ4~644

（2）要考慮河岸沖刷對(duì)山體和洞身穩(wěn)定的影響，如圖所示。

（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(duì)洞身穩(wěn)定的影響。如圖所示。

（4）線路沿山嘴繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧道方案進(jìn)行比較。河岸受沖刷對(duì)洞身位置影響示意圖

道路對(duì)洞身穩(wěn)定的影響示意圖（2）要考慮河岸沖刷對(duì)山體和洞身穩(wěn)定的影響，如圖所示。455、不良地質(zhì)地段隧道位置的選擇

●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(duì)隧道位置的選擇往往起決定性作用。好的地層，對(duì)施工和營(yíng)運(yùn)均有利，亦可節(jié)省投資；對(duì)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。若不能繞避而必須通過(guò)時(shí)，應(yīng)采取可靠的工程處理措施，以確保隧道施工及營(yíng)運(yùn)安全。

●常見(jiàn)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(cuò)落

滑坡、錯(cuò)落對(duì)隧道的危害很大，在隧道通過(guò)滑坡地區(qū)時(shí)，必須查明滑坡類型范圍、深度、滑動(dòng)方向等。一般應(yīng)避開(kāi)滑坡體或錯(cuò)動(dòng)體，或在可能滑動(dòng)面以下一定深度通過(guò)。如圖所示。

5、不良地質(zhì)地段隧道位置的選擇46(2)、松散堆積層

堆積層常處在暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)。一旦擾動(dòng)，穩(wěn)定即會(huì)喪失而造成崩坍。在這種地質(zhì)條件下隧道應(yīng)避開(kāi)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。如圖甲的位置上。

滑坡地區(qū)隧道位置選擇示意圖松散堆積層中隧道位置選擇示意圖

(2)、松散堆積層滑坡地區(qū)隧道位置選擇示意圖松散堆積層中隧47(3)、泥石流

隧道通過(guò)泥石流地段時(shí)，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(b)乙的位置，隧道洞口應(yīng)避開(kāi)泥石流溝及泥石流可能擴(kuò)展的范圍。有困難時(shí)，可修建一段明洞，使泥石流在明洞頂通過(guò)。

隧道通過(guò)泥石流時(shí)的位置選擇示意圖(3)、泥石流隧道通過(guò)泥石流時(shí)的位置選擇示意圖486、隧道洞口位置的選擇

洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價(jià)、工期和運(yùn)營(yíng)安全。選擇時(shí)要結(jié)合洞口的地形，地質(zhì)條件、施工、運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)不宜短，應(yīng)“早進(jìn)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?，如圖中的B線。（3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁（見(jiàn)圖）或采用接長(zhǎng)明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外3—5m處，見(jiàn)圖

6、隧道洞口位置的選擇49溝谷附近洞口平面位置示意圖貼壁進(jìn)洞時(shí)洞口縱斷面示意圖陡壁下接長(zhǎng)明洞縱斷面示意圖緩坡洞口縱斷面示意圖溝谷附近洞口平面位置示意圖貼壁進(jìn)洞時(shí)洞口縱斷面示意圖陡壁下接50(4)洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位置選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場(chǎng)地、工期等具體確定(見(jiàn)圖)。需要時(shí)可接長(zhǎng)明洞，以確保施工和運(yùn)營(yíng)安全。

(5)考慮洞口邊仰坡不致開(kāi)挖過(guò)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(jiàn)圖(a)。道路隧道一般不宜設(shè)計(jì)斜交洞門，見(jiàn)圖(b)。若為斜交時(shí)，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(kāi)挖高度。

正交洞門平面示意圖斜交洞門平面示意圖(4)洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位置選擇51(6)長(zhǎng)大隧道在洞門附近應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)等的位置。

(7)洞口附近有居民點(diǎn)時(shí)，考慮提前進(jìn)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，及減少對(duì)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(jì)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(duì)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(shí)不能顧此失彼，應(yīng)該同樣的重視。(6)長(zhǎng)大隧道在洞門附近應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)等的位置。52總結(jié)：隧道選址的基本原則：

1、隧道長(zhǎng)度最短；

2、隧道兩側(cè)展線良好；

3、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件良好?？偨Y(jié)：隧道選址的基本原則：533.2隧道幾何設(shè)計(jì)隧道主體建筑物附屬建筑物洞門洞身襯砌洞口地段接長(zhǎng)的明洞(據(jù)地形地質(zhì)情況需要)通風(fēng)、照明、防排水安全設(shè)備、電力、通信設(shè)備等

1、隧道的平面設(shè)計(jì)

(1)、隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的組成部分，線形也應(yīng)滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定；

(2)、任務(wù)：決定隧道的平面位置，選定洞口位置及洞內(nèi)各種地下管線埋設(shè)位置；3.2隧道幾何設(shè)計(jì)隧道主體建筑物附屬建筑物洞門洞身襯砌洞54(3)、基本要求：

①原則上采用直線，避免曲線；

②隧道平面線形以采用直線或大半徑曲線為好，并應(yīng)考慮行駛安全，隧道全長(zhǎng)較短、施工容易等，在洞口不應(yīng)使用小半徑的引線與隧道銜接；③一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個(gè)以上的曲線，尤其是避免反曲線；④當(dāng)必須設(shè)置兩條曲線時(shí)，兩曲線之間應(yīng)有足夠長(zhǎng)的夾直線。(3)、基本要求：55(4)、曲線隧道的不利因素：

①行車視距問(wèn)題；②加寬斷面問(wèn)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(duì)自然通風(fēng)不利；(4)、曲線隧道的不利因素：562、隧道縱斷面設(shè)計(jì)

隧道縱斷面是指沿隧道中心線展開(kāi)的垂直面上的投影

(1)、縱坡類型：

※

人字坡隧道

※

上行單坡隧道

※

下行單坡隧道(2)、控制隧道縱坡大小的主要因素

※

通風(fēng)問(wèn)題

※

排水問(wèn)題下行單坡隧道人字坡隧道

2、隧道縱斷面設(shè)計(jì)下行單坡隧道人字坡隧道57(3)、縱坡坡度大小及其影響

※

隧道縱坡坡度范圍：0.3%--3%；

※

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；

※

與排水的關(guān)系，縱坡越大水流越快；

※

縱坡坡度與施工運(yùn)營(yíng)的關(guān)系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長(zhǎng)度；

※

綜合通風(fēng)和排水考慮，縱坡為不防礙排水的緩坡為宜。(3)、縱坡坡度大小及其影響583、隧道凈空斷面橫斷面設(shè)計(jì)

下圖所示斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)圍巖壓力求得最經(jīng)濟(jì)值

專用公路

一般公路W一行車道寬度；S一行車道兩側(cè)路緣帶寬度；C一余寬，當(dāng)計(jì)算行車速變＞100km／h時(shí)為0.50m，計(jì)算行車速度＜100km／h時(shí)為0.25m；H—凈高，汽車專用公路、一般二級(jí)公路為5m，三、四級(jí)公路為4.5m;E—建筑限界頂角寬度，當(dāng)L≤1m時(shí)，E=L；當(dāng)L＞1m時(shí)，E=1m；L一側(cè)向?qū)挾?，高速公路、一?jí)公路短隧道，其側(cè)向?qū)挾纫巳∮猜芳鐚挾?；R一人行道寬度;J一檢修道寬度。3、隧道凈空斷面橫斷面設(shè)計(jì)專用公路一般公路W一行車道59(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(yùn)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)、墻效應(yīng)：隧道邊墻給駕駛員造成危險(xiǎn)的心理影響，行車偏左減少行車道；(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)60(5)、加寬帶：大于2公里隧道，設(shè)緊急停車帶，寬2.5m，長(zhǎng)25—40米，間隔750米；大于10公里隧道設(shè)U型回車道；

(6)、凈高：一般高速公路、一級(jí)公路5米，二級(jí)以下公路4.5米；

(7)、建筑限界頂角寬：小于等于1米；

(8)、兩相鄰隧道最小間距問(wèn)題：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(dòng)影響等因素確定。(5)、加寬帶：大于2公里隧道，設(shè)緊急停車帶，寬2.5m61

兩相鄰隧道最小間距一般情況可按下表的規(guī)定選用。從理論上說(shuō)，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(yàn)通過(guò)工程類比分析確定?！豆返缆房睖y(cè)規(guī)程》（JTJ063—85）規(guī)定：“一般為30m”。

兩相鄰隧道最小間距

兩相鄰隧道最小間距一般情況可按下表的規(guī)定選用。從理論62公路隧道橫斷面示意圖（尺寸單位：m）

公路隧道橫斷面示意圖（尺寸單位：m）634、隧道接線

(1)、隧道洞口的連接線平面及斷面線形應(yīng)與隧道線形相配合，應(yīng)保證有足夠的視距和行駛安全；

(2)、隧道兩端平面線形與路線線形相一致，必須有一定的連接線長(zhǎng)度過(guò)渡(其規(guī)定如表所示)；

(3)、隧道兩端的接線縱坡應(yīng)有一段距離與隧道縱坡保持一致，以滿足設(shè)置豎曲線和保證各級(jí)公路停車或會(huì)車視距的要求；

(4)、當(dāng)隧道凈寬大于所在公路的路基寬度時(shí)，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(jì)過(guò)渡段加以銜接。

4、隧道接線643.3襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬定

什么是隧道襯砌

(Lining)？它是一種超靜定支護(hù)結(jié)構(gòu)，是隧道的主體建筑物1、襯砌斷面設(shè)計(jì)：主要解決內(nèi)輪廓線，軸線和厚度三個(gè)問(wèn)題。(1)、內(nèi)輪廓線設(shè)計(jì)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(kāi)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(jiǎn)便。3.3襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬定65(2)、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。

①、當(dāng)襯砌受徑向分布的水壓時(shí)，軸線以圓形最好；

②、主要承受豎向壓力或同時(shí)承受不大的水平側(cè)壓力時(shí)，可采用三心圓拱和直墻式襯砌；

③、當(dāng)承受豎向壓力和較大側(cè)壓力時(shí)，宜采用五心圓曲墻式襯砌；④、當(dāng)有沉陷可能和受底壓力時(shí)，宜加設(shè)仰拱的曲墻式襯砌。(2)、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66(3)、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(yàn)，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱腳部分加厚20—50％的變截面。仰拱厚度一般略小于拱頂厚度。

截面最小厚度（cm）

(3)、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675、襯砌斷面：(1)、襯砌斷面的形狀(主要有)

①直墻式圓弧拱；②三心圓拱；③單圓拱。(2)、襯砌斷面的輪廓線①襯砌內(nèi)輪廓線：②襯砌外輪廓線：③實(shí)際開(kāi)挖線：隧道斷面輪廓線5、襯砌斷面：隧道斷面輪廓線686、公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法

(1)確定建筑限界；

(2)確定弧形；

(3)計(jì)算驗(yàn)證、調(diào)整。即：初步擬定尺寸計(jì)算內(nèi)力檢算強(qiáng)度(安全量)結(jié)束滿足否6、公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法初步擬計(jì)算內(nèi)力檢算強(qiáng)度結(jié)束滿69

初步擬定結(jié)構(gòu)形狀和尺寸可采用經(jīng)驗(yàn)類比法，考察的因素有：

(1)、內(nèi)輪廓——選定凈空形狀

原則：緊貼限界，襯砌表面平順圓滑。

(2)、結(jié)構(gòu)軸線——抽象出進(jìn)行計(jì)算的幾何形狀

隧道襯砌是一種受壓結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的軸線盡可能的符合荷載作用下的壓力線。

(3)、截面厚度——檢算強(qiáng)度

要求設(shè)計(jì)的截面厚度具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)襯砌的最小厚度應(yīng)滿足施工要求。初步擬定結(jié)構(gòu)形狀和尺寸可采用經(jīng)驗(yàn)類比法，考察的因素有703.4道路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成

道路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)的成果是相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件，應(yīng)按交通部頒發(fā)的《公路基本建設(shè)工程設(shè)計(jì)文件編制辦法》和《公路隧道勘測(cè)規(guī)程》的要求進(jìn)行。定測(cè)結(jié)束后應(yīng)提出隧道勘測(cè)說(shuō)明書(shū)，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；3.4道路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成715、隧道方案(2個(gè)或2個(gè)以上)的比選情況和在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)；

6、對(duì)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)、運(yùn)營(yíng)照明和防排水方式的選擇建議；

7、存在問(wèn)題及解決辦法的建議，有關(guān)協(xié)議、紀(jì)要等；

8、隧道線路方案平面圖；

9、隧道線路地質(zhì)平面圖，圖中應(yīng)繪出推薦方案。

10、隧道縱斷面圖；

11、隧道洞口地形平面圖；

12、洞口縱、橫斷面圖；5、隧道方案(2個(gè)或2個(gè)以上)的比選情況和在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意72

13、輔助坑道及運(yùn)營(yíng)通風(fēng)道工程所需地形，縱橫斷面圖

14、明洞縱橫斷面圖：對(duì)于長(zhǎng)大隧道(2000m以上)和地質(zhì)復(fù)雜的隧道等，還應(yīng)分工點(diǎn)編寫隧道工點(diǎn)說(shuō)明。主要內(nèi)容是：

1、隧道位置的選定情況和選定洞口的意見(jiàn)；

2、地形、地貌、植被情況以及地質(zhì)、水文地質(zhì)簡(jiǎn)況；

3、洞身、洞口的特殊問(wèn)題，以及有關(guān)工程的處理措施和意見(jiàn)；

4、場(chǎng)地布置、便道引入、棄渣處理及利用情況和意見(jiàn)

5、輔助坑道和運(yùn)營(yíng)通風(fēng)的選定和設(shè)置意見(jiàn)；13、輔助坑道及運(yùn)營(yíng)通風(fēng)道工程所需地形，縱橫斷面圖73

施工設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)；

較長(zhǎng)隧道的施工圖設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括：

1、隧道平面圖；

2、隧道縱斷面圖；

3、隧道進(jìn)口(出口)縱橫斷面圖；

4、隧道進(jìn)口(出口)平面圖；

5、隧道進(jìn)口(出口)洞門圖；

6、隧道襯砌設(shè)計(jì)圖；

施工設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)；747、輔助坑道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

8、運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

9、運(yùn)營(yíng)照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

10、監(jiān)控與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

11、附屬建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

在整個(gè)施工圖設(shè)計(jì)文件中應(yīng)有隧道設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。對(duì)隧道概況(路線、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象、環(huán)境等)、設(shè)計(jì)意圖及原則、施工方法及注意事項(xiàng)等作概括說(shuō)明。中小隧道的設(shè)計(jì)內(nèi)容酌減。7、輔助坑道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。75本章思考題

1、不良地質(zhì)地段隧道選址時(shí)，主要應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？

2、隧道平面、縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？

3、什么是隧道建筑限界？

4、什么情況下需設(shè)置仰拱？

5、隧道接線的平面及縱斷面線形有何要求？

6、什么是襯砌內(nèi)輪廓線，外輪廓線，實(shí)際開(kāi)挖線？

7、圓形襯砌、直墻式襯砌、曲墻式襯砌各適用于何種圍巖類型？本章思考題76隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造主體構(gòu)造物附屬構(gòu)造物洞身襯砌洞門構(gòu)造物洞身襯砌洞身襯砌的平、縱、橫斷面的形狀由道路隧道的幾何設(shè)計(jì)確定

襯砌斷面的軸線形狀和厚度由襯砌計(jì)算決定明洞通風(fēng)照明排水、消防、通訊等4.1洞身襯砌一、襯砌結(jié)構(gòu)的類型：1、防護(hù)襯砌（飾面襯砌）

●作用●適用范圍隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造主體構(gòu)造物附屬構(gòu)造物洞身襯砌洞門構(gòu)造物洞身襯砌洞772、直墻式襯砌※適用場(chǎng)合：

※拱部形狀：①坦三心圓拱(r1>r2)

②或尖三心圓拱(r2<r1)

③割圓拱（r1＝r2＝r）

直墻式襯砌

連拱邊墻或柱式邊墻

2、直墻式襯砌直墻式襯砌連拱邊墻或柱式邊墻78※圍巖完整性比較好的I、II級(jí)圍巖，邊墻可以采用連拱或柱，稱為連拱邊墻或柱式邊墻※大拱腳薄邊墻襯砌：大拱腳薄邊墻襯砌曲墻式襯砌※圍巖完整性比較好的I、II級(jí)圍巖，邊墻可以采用連拱或柱793、曲墻式襯砌

※

適用范圍

※

作用①地質(zhì)條件較差，為抵御底鼓壓力，配以仰拱使襯砌形成環(huán)狀封閉結(jié)構(gòu)；②基礎(chǔ)地基較好，可采用無(wú)仰拱的曲墻式襯砌。3、曲墻式襯砌804、噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌

①要求用光面爆破開(kāi)挖，使洞室周邊平順光滑，成型準(zhǔn)確，減少超欠挖。適當(dāng)?shù)臅r(shí)間噴混凝土，即為噴混凝土襯砌；

②根據(jù)實(shí)際情況，需要安裝錨桿的則先裝設(shè)錨桿，再噴混凝土，即為噴錨襯砌；③如果以噴混凝土，錨桿或鋼拱支架的一種或幾種組合作為初次支護(hù)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，維護(hù)圍巖穩(wěn)定防止有害松動(dòng)。待初次支護(hù)的變形基本穩(wěn)定后，進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土二次襯砌，即為復(fù)合式襯砌。4、噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌81

偏壓襯砌示意圖

5、偏壓襯砌

※適用情況：當(dāng)山體地面坡陡于1:2.5，線路外側(cè)山體覆蓋較薄，或由于地質(zhì)構(gòu)造造成的偏壓，襯砌為承受這種不對(duì)稱圍巖壓力而采用。

偏壓襯砌示意圖5、偏壓襯砌826、喇叭口隧道襯砌

在山區(qū)雙線隧道，可將一條雙幅公路隧道分建為二個(gè)單線隧道或二條單線并建為一條雙幅的情況，襯砌產(chǎn)生了一個(gè)過(guò)渡區(qū)段，這部分隧道襯砌的斷面及線間距均有變化，相應(yīng)成了一個(gè)喇叭型，稱為喇叭口隧道襯砌。

嗽叭口隧道襯砌示意圖6、喇叭口隧道襯砌嗽叭口隧道襯砌示意圖83二、支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)(一次支護(hù))永久支護(hù)(二次支護(hù)，二次襯砌)一次支護(hù)是為了保證施工的安全、加固巖體和阻止圍巖的變形二次支護(hù)是為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)

整體式襯砌復(fù)合式襯砌拼裝式襯砌錨噴式襯砌1、整體式襯砌※

是傳統(tǒng)的襯砌結(jié)構(gòu)形式。不考慮圍巖的承載作用，主要是通過(guò)圍巖的結(jié)構(gòu)剛度來(lái)抵御地層的變形，承受圍巖的壓力?！捎镁偷卣w模注現(xiàn)澆砼，適用較廣，截面可以是等截面或是變截面。二、支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)初期支護(hù)(一次支護(hù))永久支護(hù)(二次支護(hù)，84※IV級(jí)以上圍巖，地基松軟，往往側(cè)壓力較大，故宜采用曲墻帶仰拱的襯砌。

設(shè)置仰拱使結(jié)構(gòu)及時(shí)封閉，提高整體承載力和側(cè)墻抵抗側(cè)壓力的能力抵御結(jié)構(gòu)下沉變形，調(diào)整圍巖和襯砌的應(yīng)力狀態(tài)作用※嚴(yán)寒地區(qū)隧道，不管圍巖等級(jí)如何，只要有地下水存在，襯砌型式仍應(yīng)采用曲墻式襯砌，并在施工中根據(jù)情況設(shè)置伸縮縫※為了避免圍巖和襯砌的應(yīng)力集中，造成圍巖壓力增加和襯砌的局部破壞，應(yīng)注意襯砌內(nèi)外輪廓的圓順，避免急劇彎曲和棱角。

※IV級(jí)以上圍巖，地基松軟，往往側(cè)壓力較大，故宜采用曲墻852、復(fù)合式襯砌

復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次支護(hù)組成的，是目前隧道工程常采用的襯砌形式。初期支護(hù)：是限制圍巖在施工期間的變形，達(dá)到圍巖的暫時(shí)穩(wěn)定，初期支護(hù)應(yīng)按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；二次支護(hù)：是提供結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備或承受后期圍巖壓力，二次支護(hù)在Ⅲ級(jí)及以上圍巖時(shí)按安全儲(chǔ)備設(shè)計(jì)；在Ⅳ級(jí)及以下圍巖時(shí)按承載(后期圍壓)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并均應(yīng)滿足構(gòu)造要求。

※設(shè)計(jì)方法：目前以工程類比為主，理論驗(yàn)算為輔。結(jié)合施工，通過(guò)測(cè)量、監(jiān)控取得數(shù)據(jù)，不斷修改和完善設(shè)計(jì)；

※

Ⅳ級(jí)及以下圍巖或可能出現(xiàn)偏壓時(shí)，應(yīng)設(shè)置仰拱。2、復(fù)合式襯砌86※仰拱的重要性①解決基礎(chǔ)承載力不夠，減少下沉：防止底鼓的隆起變形，調(diào)整襯砌應(yīng)力的作用；②封閉圍巖，制止圍巖過(guò)大的松弛變形，將圍巖塑性變形和形變壓力控制在允許范圍，提高結(jié)構(gòu)的整體承載力；③增加底部和墻部的支護(hù)抵抗力，防止內(nèi)擠而產(chǎn)生剪切破壞?！鶅蓪右r砌之間宜采用緩沖、隔離的防水夾層，即隔離層。①當(dāng)初支產(chǎn)生形變及形變壓力時(shí)，隔離層允許其有少量的變形，可降低形變壓力；②當(dāng)初支支護(hù)力不夠時(shí)，可將少量形變壓力均勻的傳布到二襯上，依靠二襯制止其繼續(xù)變形，且不使初襯出現(xiàn)裂縫時(shí)，二襯也出現(xiàn)裂縫。

※仰拱的重要性87③具有防水效果，且可減少二次襯砌混凝土的收縮裂縫。

※預(yù)留初期支護(hù)變形量：在確定開(kāi)挖尺寸時(shí)，應(yīng)預(yù)留必要的初期支護(hù)變形量以保證初期支護(hù)穩(wěn)定后，二次襯砌的必要厚度3、噴錨襯砌

※錨噴支護(hù)作為隧道的永久性襯砌，一般考慮是在Ⅲ級(jí)及以上圍巖中采用；在Ⅳ級(jí)及以下圍巖中，采用錨噴支護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，可靠性差；

※在層狀圍巖中，采用噴錨支護(hù)效果較好；

※噴錨支護(hù)作為柔性支護(hù)，變形量較大，其外輪廓線宜預(yù)留稍大的空間（20cm）；

※為了使開(kāi)挖時(shí)外輪廓線圓順，盡可能減少圍巖中的應(yīng)力集中錨噴襯砌的內(nèi)輪廓線，宜采用曲墻式的斷面形式；③具有防水效果，且可減少二次襯砌混凝土的收縮裂縫。88※錨噴襯砌內(nèi)表面不太平整順直，美觀性差，影響司機(jī)在行車中視覺(jué)感觀，應(yīng)根據(jù)需要考慮內(nèi)裝。

※不宜采用錨噴支護(hù)作為永久襯砌的情況

①在某些不良地質(zhì)、大面積涌水地段和特殊地段不宜采用錨噴襯砌作為永久襯砌；

②

對(duì)襯砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求襯砌內(nèi)輪廓很整齊、平整；③有很高的防水要求的隧道；④寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)有凍害的地方(錨噴襯砌抗凍脹能力較差)⑤圍巖及覆蓋太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者⑥地下水有侵蝕性，可能造成噴射混凝土和錨桿材料的腐蝕

※錨噴襯砌內(nèi)表面不太平整順直，美觀性差，影響司機(jī)在行車中894.2洞門1、概述

洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)

※洞門的主要作用①保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定；②匯集在洞口附近的仰、邊坡上的地表水，并引離隧道，減少洞口土石方開(kāi)挖量；③作為隧道的標(biāo)志性建筑物，應(yīng)與隧道的規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調(diào)。4.2洞門902、洞門的型式及適用條件(1)端墻式洞門

適用于巖質(zhì)穩(wěn)定的Ⅲ級(jí)以上圍巖和地形開(kāi)闊的地區(qū)，是最常使用的洞門型式

(2)翼墻式洞門

適用于地質(zhì)較差的Ⅳ級(jí)以下圍巖，以及需要開(kāi)挖路塹的地方。翼墻式洞門由端墻及翼墻組成。翼墻是為了增加端墻的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)路塹邊坡也起支撐作用。其頂面一般均設(shè)置水溝，將端墻背面排水溝匯集的地表水排至路塹邊溝內(nèi)。

端墻式洞門

翼墻式洞門

2、洞門的型式及適用條件端墻式洞門翼墻式洞門91(3)環(huán)框式洞門當(dāng)洞口巖層堅(jiān)硬、整體性好、節(jié)理不發(fā)育，路塹開(kāi)挖后仰坡極為穩(wěn)定，并且沒(méi)有較大的排水要求時(shí)采用

環(huán)框式洞門

※當(dāng)洞口為松軟的堆積層時(shí)，通常應(yīng)避免大刷仰、邊坡，一般宜采用接長(zhǎng)明洞

※環(huán)框上方及兩側(cè)仍應(yīng)設(shè)置排水溝渠，以排除地表水，防止漫流

(4)遮光棚式洞門

當(dāng)洞外需要設(shè)置遮光棚時(shí)采用，遮光構(gòu)造物有開(kāi)放式和封閉式之分，前者遮光板之間是透空的，后者則用透光材料將前者透空部分封閉

(3)環(huán)框式洞門環(huán)框式洞門※當(dāng)洞口為松軟的堆積層時(shí)，通923、隧道洞門構(gòu)造

⑴洞門仰坡坡腳至洞門墻背后的水平距離不小于1.5m，水溝溝底與襯砌拱頂外緣的高度不應(yīng)小于1.0m，洞門墻頂應(yīng)高出仰坡腳0.5m以上。⑵洞門墻基基底埋入土質(zhì)地基的深度不應(yīng)小于1.0m，嵌入巖石地基的深度不應(yīng)小于0.5m，墻基底埋設(shè)的深度應(yīng)大于墻邊各種溝、槽基礎(chǔ)底埋設(shè)的深度；⑶松軟地基上的基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度不足時(shí)，可采用擴(kuò)大，加固基礎(chǔ)等措施。3、隧道洞門構(gòu)造934.3明洞

當(dāng)隧道埋深較淺，上覆巖(土)體較薄，難采用暗挖法時(shí)，則應(yīng)采用明挖法來(lái)開(kāi)挖隧道。用這種明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)，通常稱明洞。

※

明洞具有地面、地下建筑物的雙重特點(diǎn)：①作為地面建筑物用以抵御邊坡、仰坡的坍方、落石、滑坡、泥石流等病害；②作為地下建筑物用于深路塹、淺埋地段不適宜暗挖隧道時(shí)而取代隧道的作用；③用于在與公路、灌溉渠立交處，以減少建筑物之間的干擾。

※

明洞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)安全及施工難易等條件進(jìn)行選擇，采用最多的是拱形明洞和棚式明洞

4.3明洞941、拱形明洞

隧道進(jìn)出口兩端的接長(zhǎng)明洞或在路塹邊坡不穩(wěn)定地段修建的獨(dú)立明洞等，多采用拱形明洞的形式

，拱形明洞整體性好，能承受較大的垂直壓力和側(cè)壓力

※路塹對(duì)稱型

適用于洞頂?shù)孛嫫骄彛穳q兩側(cè)地質(zhì)條件基本相同，原山坡有少量坍塌、落石以及隧道洞口巖層破碎，洞頂覆蓋較薄，難以暗挖法修建隧道的地段

路塹對(duì)稱型明洞

路塹偏壓型明洞1、拱形明洞路塹對(duì)稱型明洞路塹偏壓型明洞95※路塹偏壓型適用于兩側(cè)山坡高差較大的路塹，高側(cè)邊坡有坍塌，落石或泥石流；低側(cè)邊坡明洞墻頂以下部分為挖方，且能滿足外側(cè)邊墻嵌入基巖要求的地段

※半路塹偏壓型適用于半路塹靠山側(cè)邊坡較高，有坍塌、落石或泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，而外側(cè)地面較為寬敞和穩(wěn)定，上部填土坡面線能與地面相交以平衡山側(cè)壓力的地段

半路塹偏壓型明洞

半路塹單壓型明洞※路塹偏壓型半路塹偏壓型明洞半路塹單壓型明洞96※半路塹單壓型

適用于靠山側(cè)邊坡或原山坡有坍塌、落石等情況，外側(cè)地形陡峻無(wú)法填土地段

※拱形明洞的邊墻，一般采用直墻。當(dāng)半路塹型單壓明洞外墻尺寸較厚(可達(dá)3—5m)為節(jié)省圬工量，通常在漿砌片石的外墻上每隔3—4m開(kāi)設(shè)孔洞一個(gè)

※采用偏壓拱型明洞時(shí)，要特別注意處理好外墻基礎(chǔ)，以防止因外墻下沉而引起拱圈開(kāi)裂。故外墻必須設(shè)置于穩(wěn)固地基上，如有困難，則可用樁基(或加深基礎(chǔ))及加固地基等方法進(jìn)行處理※半路塹單壓型97柱式拱形明洞門路塹式翼墻式拱形明洞門路塹式臺(tái)階式拱形明洞門（半路塹式）臺(tái)階式拱形明洞門（偏壓式）柱式拱形明洞門路塹式翼墻式拱形明洞門路塹式臺(tái)階式拱形明洞門（982、棚式明洞

當(dāng)山坡坍方，落石數(shù)量較少，山體側(cè)壓力不大，或因受地質(zhì)、地形條件的限制，難以修建拱形明洞時(shí)，可采用棚式明洞棚式明洞的類型主要取決于外側(cè)邊墻的結(jié)構(gòu)形式。通常有墻式、剛架式，柱式和懸臂式(不修建外墻時(shí))等※墻式棚洞(墻式棚式明洞)

適用于邊坡存在坍塌、落石的地段，橫向斷面類似橋跨結(jié)構(gòu)，內(nèi)墻除起擋墻作用外，還承受頂板下傳垂直荷載；外墻只承受頂板下傳垂直荷載

※剛架式柵洞適用于邊坡小量落石，或在連接兩座隧道間需建明洞時(shí)，為改善隧道通風(fēng)條件下而被采用

，外墻結(jié)構(gòu)為連續(xù)框架；因此對(duì)地基承載力要求較高。棚式明洞門2、棚式明洞※墻式棚洞(墻式棚式明洞)棚式明洞門99※柱式棚洞

適用于少量落石，地基承載力高，或基巖埋藏淺的地段。外墻采用獨(dú)立柱和縱梁方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，預(yù)制吊裝方便，但整體穩(wěn)定性較差

※懸臂式棚洞

當(dāng)山坡較陡，坡面有少量落石，且外側(cè)地基不良或不宜設(shè)基礎(chǔ)時(shí)，可采用懸臂式棚洞

柱式棚洞

懸臂式棚洞

※柱式棚洞柱式棚洞懸臂式棚洞1003、明洞基礎(chǔ)

※

明洞墻基應(yīng)有一定的嵌入深度，并應(yīng)設(shè)在凍結(jié)線以下25cm，保證一定的護(hù)基寬度；※當(dāng)兩側(cè)邊墻地基軟硬不均時(shí)，應(yīng)采取措施加以處理，以免引起過(guò)大的沉降和不均勻沉陷，使明洞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或破壞

①基巖不深時(shí)可加深基礎(chǔ)，設(shè)置于基巖上；

②采用鋼筋混凝土或混凝土仰拱；

③采用鋼筋混凝土底板，修筑整體式基礎(chǔ)；

④亦可采用樁基或加固地層等措施。

3、明洞基礎(chǔ)1014、明洞填土明洞頂設(shè)計(jì)填土厚度，應(yīng)根據(jù)山坡病害的情況，預(yù)計(jì)明洞頂可能出現(xiàn)的坍塌量及將來(lái)明洞所要起的作用來(lái)確定

※

厚度：鐵路新規(guī)范確定為l.50m。公路隧道跨度一般比鐵路單線隧道跨度大，公路系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)少，養(yǎng)護(hù)力量弱，故規(guī)定不小于2.0m；明洞頂填土橫坡以能順暢排除坡面水為原則，不小于2%※明洞拱背和墻背的回填，應(yīng)符合以下要求：⑴拱腳用貧砼或漿砌片石回填；⑵邊墻背后超挖部分，宜用片石砼或水泥砂漿砌片石密實(shí)回填⑶背回填料的內(nèi)摩擦角應(yīng)不低于圍巖的計(jì)算摩擦角或設(shè)計(jì)回填料的計(jì)算摩擦角，否則：4、明洞填土102①導(dǎo)致實(shí)際墻背的側(cè)壓力較計(jì)算的要大，影響結(jié)構(gòu)安全；②較好的圍巖與襯砌之間有低摩擦角的回填“軟弱夾層”，會(huì)增加土壓力和減小彈性抗力，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益方面都是不適宜的

4.4豎井、斜井1、豎井

豎井?dāng)嗝嬉?guī)劃示例示意圖（尺寸單位：mm）※位置選擇：必須考慮地形、地質(zhì)，與主坑道的銜接，完工后的處理等條件來(lái)決定。特別是設(shè)在山谷部分的豎井多數(shù)延長(zhǎng)短，要研究防止井口附近地表水和泥沙的流入措施①導(dǎo)致實(shí)際墻背的側(cè)壓力較計(jì)算的要大，影響結(jié)構(gòu)安全；豎井?dāng)嗝?032、斜井※位置選擇：斜井實(shí)際使用的斷面示意圖①洞口設(shè)置在地形簡(jiǎn)單，地質(zhì)良好，涌水量不大，能保證洞外碴罐、卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝等洞外設(shè)備布置的用地需要；②與主坑道連接要合適，長(zhǎng)度盡可能短，能提供適合運(yùn)輸方式的坡度;

③在規(guī)劃坡度和斷面時(shí)，重要的是要注意不給主坑道的作業(yè)造成障礙和制約。2、斜井斜井實(shí)際使用的斷面示意圖①洞口設(shè)置在地形簡(jiǎn)單，地1044.5內(nèi)裝、頂棚及路面

1、內(nèi)裝為了確保行車安全，在道路隧道中必須采取措施，使墻面亮度在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)中保持在必要的水平以上，墻面須用適當(dāng)?shù)牟牧霞右詢?nèi)裝處理，其作用如下：①改善隧道內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)作用；②提高墻面的反射率，增強(qiáng)照明效果；③吸收噪音（通風(fēng)機(jī)＆汽車行駛發(fā)出的噪音等）。(1)、常用的內(nèi)裝材料①塊狀混凝土材料；②飾面板、鑲板等質(zhì)地致密材料；4.5內(nèi)裝、頂棚及路面105③瓷磚鑲面材料；④油漆材料。(2)、內(nèi)裝材料應(yīng)具有如下性質(zhì)①耐火性，在高溫條件下仍能維持原狀，不燃燒、不分解有害成分等；②耐蝕性，長(zhǎng)期在油垢及有害氣體作用下不變質(zhì)，在洗滌劑等化學(xué)物質(zhì)作用下不被侵蝕；③不怕水，大多數(shù)隧道都存在漏水問(wèn)題，在水的浸泡下，在潮濕環(huán)境中不變質(zhì)、不霉?fàn)€；

④材料來(lái)源廣泛，價(jià)格相對(duì)便宜，隧道是大型構(gòu)造物，用材量很大，價(jià)格高昂的材料不適于作隧道內(nèi)裝

③瓷磚鑲面材料；106⑤能吸收噪音；⑥顏色淡，易清潔；⑦具有阻燃性。2、頂棚※

色彩的選擇：頂棚用漫反射材料可以避免產(chǎn)生眩光，其顏色的明亮程度直接影響到路面亮度(淺色的，避免弦光)

※美化隧道，并且起視覺(jué)誘導(dǎo)作用※頂棚可做成平頂或者拱頂：①在自然通風(fēng)或誘導(dǎo)通風(fēng)時(shí)，可以用拱頂；②在半橫向或橫向通風(fēng)時(shí)可以用平頂?！斉镆陨峡梢宰鳛橥L(fēng)道和供管理人員使用的通道，因此設(shè)計(jì)荷載可按(據(jù)國(guó)外資料)10MPa考慮⑤能吸收噪音；1073、路面⑴路面材料主要有兩種：砼和改性瀝青；⑵路面材料應(yīng)具備如下性能：①路面材料應(yīng)具有抵御水沖刷和含有化學(xué)物質(zhì)的水的浸蝕能力;②車輛在隧道內(nèi)的減速及制動(dòng)次數(shù)較高，路面材料應(yīng)具有較高的抗側(cè)滑的能力；③抗裂性、耐久性；④容易修補(bǔ)。⑶

路面與車道分隔線等交通標(biāo)志之間應(yīng)保證有明顯的亮度對(duì)比和鮮明的顏色對(duì)比

⑷路基應(yīng)具有足夠的承載力，尤其要求在有豐富地下水的條件下也能滿足要求，這就要求有良好的排水設(shè)施3、路面1084、噪聲的消減

※

隧道內(nèi)噪聲水平應(yīng)保持在60分貝以下；※

采取的措施：

①內(nèi)裝材料的制作；②墻面材料的制作；③路面材料的制作；※

利用原理：主要利用聲波的反射原理4、噪聲的消減1094.6隧道的防水與排水水對(duì)隧道的危害：※降低圍巖穩(wěn)定性：C、φ值，引起支護(hù)困難，費(fèi)用增加；※地下、地上水位下降及水環(huán)境的改變，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水；或被迫停工，影響工程進(jìn)展等；※水進(jìn)入隧道后，造成洞內(nèi)通風(fēng)、照明、供電等設(shè)備銹蝕，使路面積水或結(jié)冰，造成打滑，危及行車安全

隧道綜合治水原則：

隧道洞內(nèi)洞外原則防(隔)、排、截、堵4.6隧道的防水與排水隧道洞內(nèi)洞外原則防(隔)、排、截、1101、截水就是在隧道以外將地表水和地下水疏導(dǎo)截流，使不進(jìn)入隧道工程范圍內(nèi)。措施：上游泄水洞、井點(diǎn)降水、開(kāi)溝疏導(dǎo)等

截水措施1、截水截水措施1112、堵水措施以襯砌混凝土為基本防水層，以其它防水材料為輔助防水層，阻隔地下水，使之不能進(jìn)人隧道內(nèi)的防水措施，必要時(shí)還可以采用注漿堵水措施。堵水措施可以較好地保護(hù)地下水環(huán)境。※

基本措施：①噴射混凝土堵水，采用防水材料；②塑料板堵水：在初支后、二次支護(hù)前鋪設(shè)；③模筑混凝土襯砌堵水：模筑混凝土本身就具有一定的抗?jié)B阻水性能，對(duì)于施工縫，沉降縫，伸縮縫處，可采用止水帶；④注漿堵水：超前注漿、事后注漿?！?/p>

注漿方式：2、堵水措施112①前進(jìn)式；②后退式；③一次全孔注漿方式注漿液：①水泥漿；②水泥-水玻璃；③丙烯酰胺類漿液3、排水措施人為設(shè)置排水系統(tǒng)，將地下水排出隧道※

基本措施：

⑴設(shè)置盲溝：作用是在襯砌與圍巖之間提供過(guò)水通道，并使之匯入泄水孔，主要是用來(lái)引導(dǎo)較為集中的局部滲流水。主要有：①?gòu)椈绍浌苊?；②化學(xué)纖維滲濾布盲溝。⑵排水溝：根據(jù)線路坡度、路面形式、水量大小等因素確定的。洞內(nèi)排水溝可設(shè)置成單側(cè)、雙側(cè)、中心式三種形式。

①前進(jìn)式；②后退式；③一次全孔注漿方式113彈簧軟管盲溝引排局部滲水

滲濾布盲溝匯集引排大面積滲透

排水盲溝、泄水管、渡槽、路側(cè)排水溝

中心排水溝、防凍水溝

彈簧軟管盲溝引排局部滲水滲濾布盲溝匯集引排大面積滲透排水114⑶泄水孔：

泄水孔是設(shè)于襯砌邊墻下部的出水孔道，它將盲溝流來(lái)的水直接泄入隧道內(nèi)的縱向排水溝。泄水孔的施作，有兩種方法：①在立邊墻模板時(shí)，就安設(shè)泄水管，并特別注意使其里端與盲溝接通，外端穿過(guò)模板。泄水管可用鋼管，竹管，塑料管、蠟封紙管等。這種方法主要用于水量較大時(shí)。②當(dāng)水量較小時(shí)，則可以待模筑邊墻混凝土拆模后，再根據(jù)記錄的盲溝位置鉆泄水孔。泄水孔的位置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置。

⑶泄水孔：115本章學(xué)習(xí)思考題1、隧道洞身襯砌有哪些類型？各適用于何種場(chǎng)合圍巖？2、初期支護(hù)和二次支護(hù)的作用是什么？在其間設(shè)置隔離層有何作用？3、不宜采用錨噴襯砌的情況有哪些？4、隧道洞門有哪些類型？5、在什么情況下設(shè)置明洞？6、拱式明洞和棚式明洞各有哪些類型？7、你設(shè)計(jì)施工明洞基礎(chǔ)和填土需重視哪些問(wèn)題？8、在什么情況下需設(shè)置豎井或斜井？9、設(shè)置豎井或斜井需要考慮哪些問(wèn)題？本章學(xué)習(xí)思考題11610、隧道內(nèi)裝要努力考慮哪些問(wèn)題？11、隧道內(nèi)裝材料需具備哪些性能？12、隧道路面應(yīng)具備哪些功能？路面材料如何選擇和改進(jìn)？13、水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)有哪些危害？14、隧道綜合治水的原則是什么？15、截水、排水和堵水的措施有哪些？10、隧道內(nèi)裝要努力考慮哪些問(wèn)題？117●圍巖：隧道周圍一定范圍內(nèi)，對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體；●圍巖壓力：是指隧道開(kāi)挖后，圍巖作用在隧道支護(hù)上的壓力，是隧道支撐或襯砌結(jié)構(gòu)的主要荷載之一。其性質(zhì)、大小、方向以及發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，對(duì)正確地進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)與施工有很重要的影響?！竦刭|(zhì)環(huán)境：隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很廣，包括地層特征、地下水狀況、開(kāi)挖隧道前就存在于地層中的原始地應(yīng)力狀態(tài)、地溫梯度等?！駠鷰r：隧道周圍一定范圍內(nèi)，對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體；1185.1隧道圍巖分級(jí)及其應(yīng)用●目前，隧道圍巖分級(jí)是設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)（工程類比法就是建立在圍巖分級(jí)的基礎(chǔ)上的）?！駠鷰r分級(jí)的目的

①作為選擇施工方法的依據(jù)；②進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益；③確定結(jié)構(gòu)上的荷載（松散荷載）；④給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；⑤制定勞動(dòng)定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)等等；5.1隧道圍巖分級(jí)及其應(yīng)用119●人們對(duì)圍巖的認(rèn)識(shí)是不斷深入的：從在國(guó)外的情況看：土石方工程分類法(開(kāi)挖難易程度)巖石的堅(jiān)固性來(lái)分類:如堅(jiān)固性系數(shù)fRQD從圍巖穩(wěn)定性出發(fā)分類來(lái)代替多年沿用的堅(jiān)固性為基礎(chǔ)的分類從分級(jí)指標(biāo)方面：大多數(shù)從定性描述經(jīng)驗(yàn)判斷定量描述●以隧道圍巖的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)進(jìn)行分級(jí)是隧道圍巖分類的總趨勢(shì)?！袢藗儗?duì)圍巖的認(rèn)識(shí)是不斷深入的：土石方工程分類法(開(kāi)挖難易1201、隧道圍巖分級(jí)的因素指標(biāo)及其選擇

⑴單一的巖性指標(biāo)

●一般多采用巖石的單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度作為基本的分級(jí)指標(biāo)，具有試驗(yàn)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點(diǎn)；

●巖石的抗壓和抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等物理力學(xué)參數(shù)；●巖石的抗鉆性、抗爆性等工程指標(biāo)。1、隧道圍巖分級(jí)的因素指標(biāo)及其選擇121⑵單一的綜合巖性指標(biāo)

●巖體的彈性波傳播速度：彈性波傳播速度與巖體的強(qiáng)度和完整性成正比，其指標(biāo)反映了巖石的力學(xué)性質(zhì)和巖體的破碎程度的綜合因素，通常用Kv來(lái)評(píng)價(jià)：Kv>0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.15<0.15完整性完整較完整破碎較破碎極破碎⑵單一的綜合巖性指標(biāo)Kv>0.750.75～0.550.122●巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）：是綜合反映巖體的強(qiáng)度和巖體的破碎程度的指標(biāo)。所謂巖石質(zhì)量指標(biāo)是指鉆探時(shí)巖心復(fù)原率，或稱為巖芯采取率，即：

RQD（％）＝10cm以上巖芯累計(jì)長(zhǎng)度×100

單位鉆孔長(zhǎng)度巖石質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)認(rèn)為：

RQD>90％為優(yōu)質(zhì)；

75％<RQD<90％為良好；

50％<RQD<75％為好；

25％<RQD<50％為差；

RQD<25％為很差●巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）：是綜合反映巖體的強(qiáng)度和巖體的破碎123●圍巖的自穩(wěn)時(shí)間：隧道開(kāi)挖后，圍巖通常都有一段暫時(shí)穩(wěn)定的時(shí)間，不同的地質(zhì)環(huán)境，自穩(wěn)時(shí)間是不同的，勞費(fèi)(H.Lauffer)認(rèn)為隧道圍巖的自穩(wěn)時(shí)間ts可用下式表示：

ts=常數(shù)×L－(1＋a)

式中：

L－隧道未支護(hù)地段的長(zhǎng)度；a－視圍巖情況在0～1之間變化，好的巖體可取a=0;極差的a=1

勞費(fèi)（H.Lauffer）根據(jù)圍巖的自穩(wěn)時(shí)間和未支護(hù)地段的長(zhǎng)度，將圍巖分為：穩(wěn)定的、易掉塊的、極易掉塊的、破碎的、很破碎的、有壓力的、有很大壓力的七級(jí)

●圍巖的自穩(wěn)時(shí)間：隧道開(kāi)挖后，圍巖通常都有一段暫時(shí)穩(wěn)定的124●復(fù)合指標(biāo)是一種用兩個(gè)或兩個(gè)以上的巖性指標(biāo)或綜合巖性指標(biāo)所表示的復(fù)合性指標(biāo)。具有代表性的復(fù)合指標(biāo)分級(jí)，是巴頓N.Barton等人提出的巖體質(zhì)量－Q指標(biāo)，即：

Q＝（RQD/Jh）(Jr/Ja)(Jw/SRF)

RQD:巖石質(zhì)量指標(biāo);

Jh:節(jié)理組數(shù)目，巖體愈破碎，Jh取值愈大;

Jr:節(jié)理粗糙度，節(jié)理愈光滑，Jr取值愈小;

Ja:節(jié)理蝕變值，蝕變愈嚴(yán)重，Ja取值愈大，

Jw:節(jié)理含水折減系數(shù)，節(jié)理滲水量愈大，水壓愈高，Jw取值愈小，

SRF:應(yīng)力折減系數(shù)，圍巖初始應(yīng)力愈高，SRF取值愈大●復(fù)合指標(biāo)是一種用兩個(gè)或兩個(gè)以上的巖性指標(biāo)或綜合巖性指標(biāo)所125●

指標(biāo)的選擇

⑴首先選擇對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性有重大影響的因素指標(biāo)；⑵選擇測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單、人為因素小、科學(xué)性強(qiáng)的定量指標(biāo)；⑶選擇指標(biāo)要有一定的綜合性?！裰笜?biāo)的選擇1262、隧道圍巖分級(jí)的方法

現(xiàn)行的許多圍巖分類方法中，作為分類的基本要素大致有三大類：

第I類：與巖性有關(guān)的要素。其分類指標(biāo)是采用巖石強(qiáng)度和變形性質(zhì)等：如巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、變形模量或彈性波速等。第II類：與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的要素。其分類指標(biāo)采用諸如巖石的質(zhì)量指標(biāo)、地質(zhì)因素平分法等，這些指標(biāo)實(shí)質(zhì)上是對(duì)巖體完整性或結(jié)構(gòu)狀態(tài)的評(píng)價(jià)。這類指標(biāo)在劃分圍巖的級(jí)別中一般占有重要地位；第Ⅲ類：與地下水有關(guān)的要素。2、隧道圍巖分級(jí)的方法127

目前國(guó)內(nèi)外圍巖的分類方法，考慮上述三大基本要素，按其性質(zhì)主要分為如下幾種：⑴以巖石強(qiáng)度或巖石的物理指標(biāo)為代表的分類方法：①按巖石強(qiáng)度為單一巖性指標(biāo)的分級(jí)法:具有代表性是我國(guó)解放前或解放后初期的土石分類法，即把巖石分為堅(jiān)石、次堅(jiān)石、松石及土；

②以巖石的物性指標(biāo)為基礎(chǔ)的分級(jí)方法：具有代表意義的是我國(guó)工程界廣泛采用的巖石堅(jiān)固系數(shù)值分級(jí)法；

●優(yōu)點(diǎn)：指標(biāo)單一，使用方便；●缺點(diǎn)：不能全面反映巖體固有的性態(tài)。目前國(guó)內(nèi)外圍巖的分類方法，考慮上述三大基本要素，按其128⑵以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分級(jí)方法：

①這類分類法以泰沙基分類法為代表

這類分類法是在早期提出的，限于當(dāng)時(shí)的條件，僅把不同巖性、不同構(gòu)造條件對(duì)圍巖分類，這類分類法曾長(zhǎng)期被各國(guó)采用，至今仍有廣泛的影響。②以巖體綜合物性為指標(biāo)的分類法

60年代我國(guó)提出了以巖體綜合物性指標(biāo)為基礎(chǔ)的“巖體綜合分類法”?！駜?yōu)點(diǎn)：正確的考慮了地質(zhì)構(gòu)造特征、風(fēng)化狀況、地下水情況等多因素對(duì)圍巖的影響?！袢秉c(diǎn)：分級(jí)指標(biāo)缺乏定量描述。⑵以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分級(jí)方法：129⑶以地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分類方法：

①按彈性波（縱波）速度的分類方法

圍巖彈性波速度是判斷巖性、巖體結(jié)構(gòu)的綜合指標(biāo)，它既可反映巖石軟硬，又可表達(dá)巖體結(jié)構(gòu)的破碎程度。1970年前后，日本提出按圍巖彈性波速度進(jìn)行分類，我國(guó)從1986年起，也開(kāi)始將圍巖彈性波（縱波）速度引入我國(guó)圍巖分類法中。②以巖石質(zhì)量為指標(biāo)的分類方法——R.Q.D.方法●優(yōu)點(diǎn)：考慮了多種因素的影響，但分級(jí)指標(biāo)大體上是半定量的?！袢秉c(diǎn)：分級(jí)的判斷還帶有一定的主觀性。⑶以地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分類方法：130⑷組合多種因素的分類方法

比較完善的是1974年挪威地質(zhì)學(xué)家巴頓等人提出的“巖體質(zhì)量——Q”的分類方法。巖體質(zhì)量值Q實(shí)質(zhì)上是巖塊尺寸、抗剪強(qiáng)度和作用力復(fù)合指標(biāo)，根據(jù)不同的Q值，可將巖體進(jìn)行分類。⑸以工程對(duì)象為代表的分類法：●優(yōu)點(diǎn)：目的明確，使用方便，能夠指導(dǎo)施工；●缺點(diǎn)：分級(jí)指標(biāo)以定性描述為主，人為因素較大。

⑷組合多種因素的分類方法131縱上所述，圍巖的分類方法有以下幾方面的發(fā)展趨勢(shì)：⑴分類應(yīng)主要以巖體為對(duì)象。⑵分類宜與地質(zhì)勘探手段有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)；⑶分類要有明確的工程對(duì)象和工程目的。⑷分類宜逐漸定量化。

值得注意的是，近年國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者提出采用模糊數(shù)學(xué)分類；根據(jù)坑道周邊量測(cè)的收斂值分類；采用人工智能－專家系統(tǒng)分類等建議，這些設(shè)想都將使圍巖分類方法日趨完善?？v上所述，圍巖的分類方法有以下幾方面的發(fā)展趨勢(shì)：132圍巖分級(jí)的分階段實(shí)施，是因?yàn)閲鷰r分級(jí)除了取決于地質(zhì)條件外，還和工程規(guī)模、形狀、施工工藝等技術(shù)條件有關(guān)。不同階段的地質(zhì)勘察、試驗(yàn)研究、工作順序可用右圖所示的框圖來(lái)表示。圍巖分級(jí)的分階段實(shí)施，是因?yàn)閲鷰r分級(jí)除了取決于地質(zhì)條件外，還1333、我國(guó)公路隧道圍巖分級(jí)

⑴公路隧道圍巖分級(jí)的出發(fā)點(diǎn)

●強(qiáng)調(diào)巖體的地質(zhì)特征的完整性和穩(wěn)定性，避免單一的巖石強(qiáng)度指標(biāo)分級(jí)的方法；●分級(jí)指標(biāo)應(yīng)采用定性和定量指標(biāo)相結(jié)合的方式；●明確工程目的和內(nèi)容，并提出相應(yīng)的措施；●分級(jí)應(yīng)簡(jiǎn)明，便于使用；●考慮吸收其它圍巖分級(jí)優(yōu)點(diǎn)，并盡量和我國(guó)其它工程分級(jí)一致。3、我國(guó)公路隧道圍巖分級(jí)134⑵考慮分級(jí)的指標(biāo)和因素●巖體的結(jié)構(gòu)特征與完整狀態(tài)

巖體的結(jié)構(gòu)特征與完整狀態(tài)是評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定程度最直接、最重要的指標(biāo)●巖石強(qiáng)度

將巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖按巖性、物理力學(xué)參數(shù)、耐風(fēng)化能力和作為建筑材料的要求劃分為硬質(zhì)巖石及軟質(zhì)巖石二級(jí)，依飽和抗壓極限強(qiáng)度Rb與工程的關(guān)系分為四種，其標(biāo)準(zhǔn)及代表性巖石見(jiàn)表⑵考慮分級(jí)的指標(biāo)和因素135●地下水

在公路隧道圍巖的分級(jí)中，遇有地下水時(shí)，一般的處理采用降級(jí)的方法

①整體的硬質(zhì)巖石中，一般的地下水對(duì)其穩(wěn)定性影響不大，不考慮降級(jí)；②塊狀硬質(zhì)巖和整體軟質(zhì)巖中，地下水將影響其穩(wěn)定性，產(chǎn)生局部坍塌，或軟化軟弱結(jié)構(gòu)面，圍巖分級(jí)時(shí)一般可酌情降低1級(jí)；③碎石狀松散結(jié)構(gòu)的巖體中，裂隙中有泥質(zhì)充填物，地下水對(duì)穩(wěn)定性影響很大，可根據(jù)地下水的性質(zhì)、水量、滲流條件、動(dòng)水和靜水壓力等情況，判斷其對(duì)圍巖的危害程度，可降低1～2級(jí)；●地下水136

④強(qiáng)烈的斷裂帶，或軟塑性粘土和潮濕的粉細(xì)