公路隧道選址及設(shè)計的要求和方法

2023/5/251第3公路隧道選址及設(shè)計的要求和方法

本章的學(xué)習(xí)要求：（5）了解隧道設(shè)計文件的組成要求；（1）掌握公路隧道選址的原則和方法；（2）掌握隧道洞口位置選擇的原則和方法；（3）掌握隧道平面和縱斷面設(shè)計的要求；（4）掌握隧道橫面設(shè)計的要求和方法；2023/5/2533.1隧道選址3.1.1越嶺隧道的選址3.1.2傍山隧道選址3.1.3地質(zhì)條件與隧道位置選擇3.1.4隧道洞口位置的選擇3.2隧道的幾何設(shè)計3.2.1隧道的平面設(shè)計3.2.2隧道的縱斷面設(shè)計3.2.3隧道的凈空斷面橫斷面設(shè)計3.2.4隧道接線3.3襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸的擬定3.4道路隧道勘察設(shè)計文件的內(nèi)容和組成本章主要內(nèi)容3.1.1

越嶺隧道的選址3.1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)計相協(xié)調(diào)適應(yīng)(交通量、公路等級等)隧道位置應(yīng)選擇在穩(wěn)定的地層中；越嶺隧道應(yīng)進行較大范圍的方案選擇，進行全面的技術(shù)、經(jīng)濟比較，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)洞壁過薄產(chǎn)生偏壓；選擇隧道位置時，應(yīng)注意洞口位置和有關(guān)工程的處理，一般宜采取“早進洞，晚出洞”原則。2、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題。另外，還有工程的難易程度、經(jīng)濟、工期要求，甚至還有政治、經(jīng)濟、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)尾部進入型；

(5)深入谷地型。較高的埡口較低的埡口山嶺（褶多山）什么叫做埡口？選擇的埡口路線總方向埡口什么叫做埡口？如何選擇埡口？

當(dāng)線路必須跨越分水嶺時，分水嶺的山脊線上總會有高程較低處，稱之為埡口。

常常有若干個埡口可以通過。通過上述因素的分析比較，選定最為理想的埡口。埡口是選定越嶺隧道線路方案的控制點。什么叫做埡口？(1)越嶺隧道平面位置的選擇

平面位置選擇是指隧道穿越分水嶺的不同高程及不同方向的埡口選擇，著重考慮以下因素：路線總方向上的埡口地質(zhì)條件隧道長度兩側(cè)展線難易程度工程量大小路、橋、隧總體線形①優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，此時埡口在兩側(cè)具備有良好展線的橫坡時，一般越嶺隧道較短。埡口位置的選擇一般可利用小比例尺地形圖、航空照片、衛(wèi)星照片等。根據(jù)線路的總方向和克服越嶺高程的不同要求在較大范圍內(nèi)選線，尋求可供越嶺的幾個埡口位置的比選。比選時應(yīng)考慮以下原則：④工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。③隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標(biāo)高相差不多，并且兩邊河谷平面位置接近處。②雖遠離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件，又不損失越嶺高程的埡口。

經(jīng)隧道長度、施工難度、運營條件等綜合比選多個方案，最后確定最佳方案。秦嶺隧道平面位置的方案比選20.66km17.28km19.40km19.00km18.4km15.40kmF1F3F4F5F2秦嶺衛(wèi)星遙感照片1沙木拉打越嶺長隧道的選擇沙木拉打越嶺長隧道的選擇(2)越嶺隧道標(biāo)高選擇

一般隧道標(biāo)高越高，隧道長度越短，相應(yīng)施工工期也短，但兩端展線長度增加，且線路拔起高度大，運營條件差，線路通過能力降低；

低標(biāo)高隧道則與之相反，施工難度增加，施工期較長。因此，在選擇越嶺隧道標(biāo)高時，考慮運營條件的改善和通過能力的提高，宜采用低標(biāo)高方案，但必須進行地形、地質(zhì)、施工、運營、經(jīng)濟等多種因素綜合比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。不同標(biāo)閑高位置井選擇穿越婁群山山脈單分水嶺長的越嶺先隧道選夕線實例涼風(fēng)敵埡方屠案越嶺勒隧道笨長427池0m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涼風(fēng)恢埡埡接口地財形陡絲式峻，留山梁且薄，排分水你嶺兩堤例地毯面高耽差較吐大。域選了以三個橫主要鋼方案瞇：馬鞍山千方案越鉆嶺隧道勺長281倦0m，洞口勸位置最檢高，隧邊道短，接展線長妖，運營紐奉條件相胞對較差遲；雷神譯坡方獄案越除嶺隧肅道長349際0m，其高登程較馬罩鞍山方曠案為低良，線路剛條件有倡所改善華；涼風(fēng)貸埡方東案越究嶺隧違道長427坐0m，越嶺葉高程較霉前兩方洪案均低企．線路放順直，補展線最新短，但嗎越嶺隧懶道最長,運營條梯件好。經(jīng)比選憲后采用冠了越嶺掃隧道最短長的涼風(fēng)瘡埡方仆案。3.1茶.2傍山隧弄道的選陪址傍山隧叉道沿河路手線傍山失隧道該選址趙需要薪考慮奮哪些川問題裁？應(yīng)根買據(jù)地奇形地晴質(zhì)，沖河流足沖刷消情況混以及樸洞外咐的相尋關(guān)工奔程和烤運營闖條件達等綜豬合考竄慮。道路依焰山傍水①傍山隧拌道在埋駱深較淺泰的地段經(jīng)，一定礙要注意洞身覆雨蓋厚度問題睬。傍山妥隧道種選址葬需要抱考慮捆哪些扔問題容？山體滑漸坡②考慮認(rèn)河岸綁沖刷認(rèn)對山否體和洞身穩(wěn)帖定的影響蝦。傍山每隧道嶺選址貝需要蹄考慮雄哪些孟問題烘？河道狹益窄均沖刷嚴(yán)背重！③考慮既有廣建筑者物對洞身銅穩(wěn)定的敗影響。傍山糕隧道近選址辦需要甜考慮紫哪些傲問題描？PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad已有建璃筑影響④線路壤沿山浪嘴繞乳行應(yīng)亭與直穿山陸嘴的隧元道方案進行典比較福。傍山侄隧道啊選址施需要襯考慮永哪些目問題伸？沿河懂線截襖彎取漁直作派隧道昏：運營條乏件差，橋華、隧接、擋頑相連甜，工倡程復(fù)鞋雜，糕施工擦干擾逼大；沿河線跟常碰到河道貪彎曲極大碑，山蕉體凸語出，弟形成君山嘴竿；線路筆沿河富繞行濁，線匯路長而彎查曲；取直教作長破隧道次，線訓(xùn)路順穿直。沿河線寨截彎取風(fēng)直作隧封道實例謠一關(guān)村子壩隧脊道是裁彎權(quán)取直的揀典型例饅子之一效：關(guān)村賄壩隧腔道方多案較努繞行皆方案線路縮濾短10.替1公里痰，減販少25個彎斜道和肉一處伴車站，僅血有43米長陪中橋1座和6,1序07米的越隧道1座。線告路順直甲，工程糧單一，馳避開了仔不良地巖質(zhì)，保扶證了運脖營安全雪?？傮w刃技術(shù)經(jīng)判濟優(yōu)。精實踐證拼明，效津果良好得。關(guān)村壩價隧道方貪案沿河線動截彎取蘿直作隧粒道實例一20世紀(jì)80年代修甲建的衡英－廣復(fù)夏線上大揪瑤山隧啄道(全長14切.2電95浴km切)是河谷忙地段采際用長隧鳥道方案友的一個餅范例。衡廣線嘩經(jīng)過的虹廣東北呢部，有臨一條武搶水河，屆發(fā)源于娘南嶺，杠注入北蜜江再匯累珠江入拳海，在裙叢山峻東嶺中繞穴大彎，陸河谷彎診多水急赤，兩岸燒山峰陡頭立，全觀長30余公飄里。大瑤山乒隧道方愁案沿河線縫截彎取秒直作隧拌道實例酒二解放窮前就洗建成司的京旱廣線現(xiàn)，是一段昌典型的陽靠河線送路，標(biāo)此準(zhǔn)極低塔，彎道蛇很多，拴最小曲暴線半徑損只有250轎m，上支躍下?lián)酰P雨季病機害不斷市，一直畜是制約至廣線運息輸能力解的咽喉證區(qū)。大瑤山弱隧道方梢案沿河航線截餅彎取捧直作皮隧道息實例暮二在20世紀(jì)70年代，穩(wěn)國家實艱行改革關(guān)開放，乘急需拓偏寬南北驗要道，肉決定建得衡廣復(fù)爛線。如聲何改擴水建這一刻段低標(biāo)賴準(zhǔn)線段迎的問題局，成為例決策的妨首要關(guān)錄鍵。當(dāng)炊時設(shè)計坦提出三崗個方案妄：大瑤山按隧道方切案沿河咽線截故彎取痕直作胞隧道犁實例詢二大瑤山卻隧道方愧案沿河旦線截聞彎取擴直作尿隧道開實例胃二這兩看種方敵案的狼取舍深在國駕家有殿關(guān)部例門曾嘩引起融激烈作爭論蠶，爭論的損焦點是慨我國是販否具備紛修建這挑樣地質(zhì)強復(fù)雜特前長隧道栗的技術(shù)碧水平和選經(jīng)濟實除力?還要長獎期保持糟良好的喊運營狀唐態(tài)（當(dāng)鉛時我國增建成的圾最長鐵倘路隧道愛為702希3m），最固后國務(wù)杏院決定撇，采用竟裁彎取舊直的大莫瑤山方暢案，歷懶時數(shù)年輛，建成納了我國扛第一條10公里仗以上猴的雙京線鐵餐路隧廉道。腹修建皇中，妹全面刮引進堂了勘男察、牧設(shè)計菜新技賊術(shù)，劫使我敘國鐵似路隧爭道修丙建水歪平。丟歷史熔性地緒上了—個臺階打；大瑤山鬧隧道方慨案采用較甜多、較孤長的隧化道是今顧后山區(qū)扒道路發(fā)戀展的趨辜勢日本的茶例子3.嫁1.義3地質(zhì)效條件狀與隧回道掠位置歇選擇(3)當(dāng)繞中避困謠難時敢，應(yīng)和盡量兔采取悉必要越的工檢程措芝施。地質(zhì)條賠件與隧著道位置尸的關(guān)系(2)盡量倉避免錦通過禮斷層誕、崩嬸塌、閱滑坡坡、流猛砂、政溶洞漆、偏榆壓顯缸著、倆地下僅水豐席富等珠地質(zhì)薦不良貸地段烏；(1訓(xùn))無論岡是越角嶺線驗路或植沿河德傍山墨線路望，都截力求鄰選擇鋤在地遍質(zhì)構(gòu)膽造簡槽單，大巖性油較好肥的穩(wěn)宣固地軍層中腰通過愈；(一)單斜構(gòu)神造與隧爪道位置牌的選擇(二)褶皺構(gòu)臨造與隧蕉道位置怨的選擇(三)斷裂壘構(gòu)造繁、接祖觸帶抵與隧軍道位膚置的乞選擇(四)不良鉛地質(zhì)敵段的樣隧道勾位置喇選擇地質(zhì)離條件觸與隧息道位非置的沉選擇在單斜修構(gòu)造的腦地區(qū)，撒巖層面要間，有夾的是緊旱密貼附埋的，有御的是出舊現(xiàn)裂縫笛又為一增些細碎理物質(zhì)所遺填充。賤層間接遣觸面比毯之巖層芝實體總耀是較為逼薄弱的慘，稱之敞為軟弱城結(jié)構(gòu)蔑面。單斜構(gòu)隆造地質(zhì)沃必須事柄先把巖鞋層的構(gòu)多造和傾母角大小萍調(diào)查清獨楚，一繡定要盡內(nèi)可能避開扁軟弱嘩結(jié)構(gòu)膝面。(一)單斜端構(gòu)造貧與隧疊道位脂置的高選擇1．水平織或緩傾犯角巖層當(dāng)隧粗道通襲過堅喪硬的到厚層池巖層蟻時，斥較為俱穩(wěn)定贏。若膚通過殊很薄盜的巖催層，陰則施惱工時俱頂部桑易產(chǎn)得生掉娛塊現(xiàn)械象，卵此時仁，以析不透呢水的姿堅硬僻巖層幼作頂鄉(xiāng)豐板為恐最好注。單斜構(gòu)然造陡傾塵角巖晨層一才般有鈔偏壓爆和不贏均勻切壓力輩存在針．當(dāng)級有軟鋼弱夾死層伴旗以有維害節(jié)欺理切妙割時緩，易能產(chǎn)生注坍方婚和順臥層滑展坡．2．陡傾氏角巖層當(dāng)隧道擇中線可問能沿兩閑種不同攔巖性的證巖層走勿向通過奧時，應(yīng)浮避免將腰隧道置燭于兩種間不同的取巖層軟匯弱構(gòu)造(破碎)帶．如法圖a(B纖)所示憂；而尤宜將氏隧道易置于耽巖性渡較好絞的單皂一巖竹層中餡，如嗎圖a(絞A)．單斜構(gòu)貌造隧道貸通過桶直立滋巖層炸時，情其中蓬線宜恐垂直逢于巖麻層的帆走向紐奉穿過露，如擁左下頭圖所剛示。情仍應(yīng)扯避開邊不同仔巖層型接觸施帶。酸當(dāng)層隨狀巖靜層較員薄，姓并有帳軟弱裕夾層偵，伴齊有微稠量地粥下水嗚活動柏時，姻亦可鋸產(chǎn)生絡(luò)不對盤稱壓求力，啟在隧跳道開伯挖過鵝程中糖，易借產(chǎn)生恭坍塌(如右下養(yǎng)圖所示)，甚至甜會導(dǎo)致線大的坍?dāng)亓?，致決使地面氧形成“銳天窗”纖。3．直立醒巖層單斜構(gòu)障造在褶曲封構(gòu)造的秧地區(qū)，立在施工種時，極堤易發(fā)生書掉塊或握坍方，先對工程形產(chǎn)生不沾利影響福。此外豬，地下?lián)e聚損凹底，以也將增惱加施工姥的困