第2章4-隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件

隧道工程第2章隧道總體設(shè)計(jì)隧道工程第2章隧道總體設(shè)計(jì)1本章的學(xué)習(xí)要求：（5）了解隧道設(shè)計(jì)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(jì)的要求；（4）掌握隧道橫面設(shè)計(jì)的要求和方法；本章的學(xué)習(xí)要求：（5）了解隧道設(shè)計(jì)文件的組成要求；（1）2第三節(jié)

隧道橫斷面設(shè)計(jì)

第三節(jié)

隧道橫斷面設(shè)計(jì)

32.3隧道凈空斷面與橫斷面設(shè)計(jì)隧道斷面設(shè)計(jì)需要解決什么問(wèn)題？

根據(jù)圍巖壓力和支護(hù)結(jié)構(gòu)等因素求取最經(jīng)濟(jì)值2.3隧道凈空斷面與橫斷面設(shè)計(jì)隧道斷面設(shè)計(jì)需要解決什么問(wèn)4什么是隧道凈空？什么是隧道建筑限界？什么是隧道凈空？什么是隧道建筑限界？5隧道橫斷面設(shè)計(jì)隧道橫斷面設(shè)計(jì)6什么是隧道凈空？什么是隧道建筑限界？什么是隧道凈空？什么是隧道建筑限界？7一、什么是隧道凈空和隧道建筑限界？隧道凈空：隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。隧道建筑限界：保證隧道中行車(chē)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一、什么是隧道凈空和隧道建筑限界？隧道凈空：隧道襯砌的內(nèi)輪廓8隧道建筑限界詳圖隧道建筑限界詳圖9隧道建筑限界設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：②當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬。①限界高度，二級(jí)公路以上等級(jí)取5.0m;三、四級(jí)公路取4.5m.③隧道路面橫坡，一般可采用1.5%～2.0％。隧道建筑限界設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：②當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)10檢修道或人行道宜雙側(cè)設(shè)置；檢修道或人行道的寬度按規(guī)定選取。檢修道或人行道的高度可按20～80cm取值，并綜合考慮以下因素：⑴緊急情況時(shí)，駕乘人員拿取消防設(shè)備方便；⑵滿足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求。⑶檢修人員步行時(shí)的安全；檢修道或人行道宜雙側(cè)設(shè)置；檢修道或人行道的寬度按規(guī)定11第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件12

對(duì)于長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道應(yīng)在行車(chē)方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車(chē)帶。緊急停車(chē)帶的設(shè)置間距不宜大于750m。緊急停車(chē)帶對(duì)于長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道應(yīng)在行車(chē)方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車(chē)帶。13緊急停車(chē)帶緊急停車(chē)帶14橫向通道橫斷面橫向通道橫斷面15二、襯砌斷面設(shè)計(jì)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二、襯砌斷面設(shè)計(jì)什么是隧道襯砌？(Lining)161、襯砌斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容確定（1）內(nèi)輪廓線

（2）襯砌軸線

（3)襯砌厚度1、襯砌斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容確定（1）內(nèi)輪廓線17第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件182、設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓線的原則

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，考慮襯砌施工的簡(jiǎn)便。2、設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓線的原則襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡193、隧道襯砌斷面的軸線：——應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力線重合，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、隧道襯砌斷面的軸線：20(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)有沉陷可能受底壓力時(shí)，宜加設(shè)仰拱的曲墻式襯砌。(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21凈空斷面大小、隧道內(nèi)輪廓形狀和幾何尺寸設(shè)計(jì)凈空斷面大小、隧道內(nèi)輪廓形狀和幾何尺寸設(shè)計(jì)224、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)。4、隧道襯砌厚度23根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，1、拱圈可以采取等截面，2、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。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，24隧道襯砌截面最小厚度（cm）

隧道襯砌截面最小厚度（cm）255、襯砌斷面設(shè)計(jì)(1)概念（2)襯砌斷面的形狀（3）內(nèi)輪廓線的確定方法

5、襯砌斷面設(shè)計(jì)(1)概念26第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件27(1)概念

①襯砌內(nèi)輪廓線：是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之內(nèi)的空間為隧道的凈空斷面。

②襯砌外輪廓線：指為保持凈空斷面的形狀，襯砌必須有足夠的厚度(或稱最小襯砌厚度)的外緣線。該線又稱為最小開(kāi)挖線。

(1)概念①襯砌內(nèi)輪廓線：是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之28隧道襯砌內(nèi)輪廓線隧道襯砌內(nèi)輪廓線29③實(shí)際開(kāi)挖線

為保證襯砌外輪廓，開(kāi)挖時(shí)往往稍大，尤其用鉆爆法開(kāi)挖時(shí)，實(shí)際開(kāi)挖線不可避免的成為不規(guī)則形狀。③實(shí)際開(kāi)挖線30隧道內(nèi)輪廓線控制隧道超挖嚴(yán)重隧道內(nèi)輪廓線控制隧道超挖嚴(yán)重31隧道內(nèi)輪廓線控制隧道超挖嚴(yán)重隧道內(nèi)輪廓線控制隧道超挖嚴(yán)重32③實(shí)際開(kāi)挖線

超挖線，超挖部分的大小叫超挖量，一般不應(yīng)超過(guò)10cm。實(shí)際上凸凹不平，這樣10cm的限制線只能是平均線，它是設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行工程量計(jì)算的依據(jù)。用鉆爆法施工時(shí)，很難掌握剛好達(dá)到平均線，常常比它大，造成了不必要的工程量，如何控制它？③實(shí)際開(kāi)挖線33③實(shí)際開(kāi)挖線

如何控制超挖，至今仍是一個(gè)難題。按設(shè)計(jì)要求所有超挖部分，都須用片石回填密實(shí)。由于施工上的困難，不容易作到密實(shí)。但這是設(shè)計(jì)及施工中都應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)的問(wèn)題。③實(shí)際開(kāi)挖線34(2)襯砌斷面的形狀①曲墻式襯砌（三心圓拱、單圓拱、五心圓拱）②直墻式拱形襯砌(2)襯砌斷面的形狀35（3）公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法

主要步驟如下：(1)確定建筑限界；(2)確定弧形；(3)計(jì)算驗(yàn)證、調(diào)整。以上過(guò)程是個(gè)反復(fù)循環(huán)的過(guò)程（3）公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法主要步驟如下：36(1)圓形斷面(1)圓形斷面37(1)圓形斷面假定公路建筑限界已確定，其控制點(diǎn)為a,b,c,d四個(gè)點(diǎn)。①分別作ab,ac,ad的垂直平分線，在斷面對(duì)稱軸上得到三個(gè)交點(diǎn)O1,O2、O3，②取其中最高(至路面)者作為圓心O2。③在oa連線的延長(zhǎng)線上取aA>0.1m，以oA為半徑劃圓即得內(nèi)輪廓線的基本部分。(1)圓形斷面假定公路建筑限界已確定，其控制點(diǎn)為a,b,c38(2)曲墻式襯砌斷面(2)曲墻式襯砌斷面39(3)直墻式襯砌斷面(3)直墻式襯砌斷面40（3）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于襯砌標(biāo)準(zhǔn)斷面

（3）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》41第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件42第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件43第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件44(4)仰拱的設(shè)置條件1、在Ⅳ—Ⅵ級(jí)圍巖條件下，圍巖自穩(wěn)能力差，側(cè)壓力較大，地基承載力弱，為保證結(jié)構(gòu)整體安全，控制沉降，采用有仰拱的封閉式襯砌斷面。2、隧道斷面越大，圍巖自穩(wěn)能力越差，圍巖變形也越大。所以，Ⅳ-Ⅵ級(jí)圍巖兩車(chē)道隧道、Ⅲ級(jí)圍巖三車(chē)道以上隧道宜采用有仰拱的襯砌斷面形式。3、在隧道邊墻底以下圍巖為堅(jiān)硬整體巖石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖)時(shí)，可不設(shè)仰拱。(4)仰拱的設(shè)置條件1、在Ⅳ—Ⅵ級(jí)圍巖條件下，圍巖自穩(wěn)能力差453.4隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容

公路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)的成果是設(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)行編制。

3.4隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容公路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)的成46提出隧道勘測(cè)說(shuō)明書(shū)

1．沿線隧道概況及自然概況；2．工程地質(zhì)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(包括施工場(chǎng)地、工程設(shè)備、給排水、動(dòng)力、施工道路、棄渣場(chǎng)、建筑材料來(lái)源等)；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)注意事項(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)題以及解決辦法的建議，有關(guān)協(xié)議、紀(jì)要；

提出隧道勘測(cè)說(shuō)明書(shū)47

8.隧道線路方案平面圖；比較方案(2條以上)應(yīng)繪入圖內(nèi)，并附有方案比較說(shuō)明，采用方案的理由；

9．隧道線路地質(zhì)平面圖；顯示地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、不同地質(zhì)的分界線，水文地質(zhì)情況、地物、地貌等。

10．隧道縱斷面圖；顯示隧道全貌，埋置深度，地質(zhì)和水文地質(zhì)以及線路條件，圖上除注明里程、地面標(biāo)高外，尚應(yīng)注明設(shè)計(jì)坡度；設(shè)計(jì)標(biāo)高及線路曲線要素。8.隧道線路方案平面圖；比較方案(2條以上)應(yīng)繪入圖內(nèi)，48

11．隧道洞口地形平面圖

顯示邊坡開(kāi)挖情況，選定洞口位置，確定明洞長(zhǎng)度，布置排水，施工場(chǎng)地及防護(hù)工程設(shè)施等，一般洞口地形平面圖的施測(cè)范圍為洞口前后及兩側(cè)各寬約60m左右，有不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)，其施測(cè)范圍應(yīng)酌情加寬；11．隧道洞口地形平面圖49施工圖設(shè)計(jì)文件

1．隧道平面圖：顯示地質(zhì)平面、隧道平面位置及路線里程和進(jìn)出口位置等。設(shè)U形回車(chē)場(chǎng)、錯(cuò)車(chē)道、爬坡車(chē)道時(shí)，應(yīng)顯示其位置和長(zhǎng)度。

2．隧道縱斷面圖：顯示隧道地質(zhì)概況、襯砌類型（有加寬或設(shè)U形回車(chē)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)顯示加寬值及加寬段長(zhǎng)度)、埋深、路面中心設(shè)計(jì)標(biāo)高、有高路肩時(shí)顯示路肩標(biāo)高、設(shè)計(jì)坡度、地面標(biāo)高、里程樁等。施工圖設(shè)計(jì)文件503．隧道進(jìn)口(出口)縱橫斷面圖：顯示設(shè)置洞門(mén)處的地形、地質(zhì)情況、邊仰坡開(kāi)挖坡度及高度等。

4．隧道進(jìn)口(出口)平面圖：顯示洞門(mén)附近的地形、洞頂排水系統(tǒng)(有平導(dǎo)時(shí)，與平導(dǎo)的相互關(guān)系等)、洞門(mén)廣場(chǎng)的減光設(shè)計(jì)等。3．隧道進(jìn)口(出口)縱橫斷面圖：顯示設(shè)置洞門(mén)處的地形51

5．隧道進(jìn)口(出口)洞門(mén)圖：顯示洞門(mén)的構(gòu)造、類型及具體尺寸，采用建筑材料、施工注意事項(xiàng)，工程數(shù)量等。有遮光棚等構(gòu)造物時(shí)，應(yīng)顯示其與洞身連結(jié)關(guān)系及完整的遮光棚構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。

6．隧道襯砌設(shè)計(jì)圖：顯示襯砌類型、構(gòu)造和具體尺寸、采用的建筑材料；施工注意事項(xiàng)、工程數(shù)量等。設(shè)回車(chē)場(chǎng)、錯(cuò)車(chē)道、爬坡車(chē)道時(shí)應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)。5．隧道進(jìn)口(出口)洞門(mén)圖：顯示洞門(mén)的構(gòu)造、類型及具體尺52

7．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)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。7．輔助坑道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。53較長(zhǎng)隧道的施工圖設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：(1)隧道平面圖；(2)隧道縱斷面圖；(3)隧道進(jìn)出口平面圖；(4)隧道進(jìn)出口洞門(mén)設(shè)計(jì)圖；(6)隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。(7)隧道防排水設(shè)計(jì)圖(8)輔助坑道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；(9)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；(10)運(yùn)營(yíng)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖；(11)監(jiān)控與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；(12)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、設(shè)計(jì)意圖及原則、施工方法及注意事項(xiàng)等做概括說(shuō)明。中小隧道的設(shè)計(jì)內(nèi)容酌減。較長(zhǎng)隧道的施工圖設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括如下內(nèi)容：54第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件55第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件56第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件57第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件58第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件59第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件60第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件61第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件62第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件63第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件64第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件65第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件66第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件67第2章4--隧道橫斷面設(shè)計(jì)課件68第2章4