《隧道工程 第3版》 課件全套 第1-10章 緒論、勘測設(shè)計 - 典型隧道工程簡介

SUIDAOGONGCHENG隧道工程『第一章▎

緒論『第十章▎

典型隧道工程簡介『第二章▎

隧道工程的勘測設(shè)計『第三章▎

隧道主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)『第四章▎

隧道圍巖分級及圍巖壓力『第五章

▎

隧道支護結(jié)構(gòu)計算『第六章

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隧道施工方法『第七章

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隧道工程設(shè)計中的有限元方法『第八章▎

隧道施工組織設(shè)計『第九章▎

隧道運營管理與養(yǎng)護相關(guān)專業(yè)的翻譯土木工程—civilengineering橋梁工程—bridgeengineering巖土工程—geotechnicalengineering隧道工程—tunnelengineering隧道與地下工程—tunnelandundergroundengineering地下空間—undergroundspaceengineering地鐵(地下鐵道)—Subway/Metro鐵路—上行線/下行線公路/鐵路—左線/右線隧道—左洞/右洞、進口/出口里程—ZK18+560、YK17+450、K12+345

CK19+470、DK20+480一些有用的知識

考試課

平時30%

平時成績：筆記+學(xué)習(xí)通/課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)

筆記認真+100(書本記錄+學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)記錄成績）

考試，教材+筆記

1次不到，+5分，65及格；2次，70；….

6次不到，一律不及格。

課堂玩手機,屢教不改,+1;再次上課,我心依舊,+2…

課堂睡覺,屢教不改,+1;再次上課……

素質(zhì)：專業(yè)知識+術(shù)語

能力：應(yīng)用所學(xué),解決問題

涵養(yǎng)：專業(yè)+文化/文學(xué)

深度

溫度

專業(yè)→力學(xué)→數(shù)學(xué)

圖紙：讀圖、制圖

測量：測量、測設(shè)/放線土木交際/管理關(guān)系『第一章▎緒論1『1.1▎隧道工程的基本概念『1.2▎隧道的分類及其作用『1.3▎隧道工程的發(fā)展趨勢隧道工程SUIDAOGONGCHENG

隧道(tunnel)一種修建在地下，兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通行的工程建筑物?！?.1▎隧道工程的基本概念

從技術(shù)方面定義隧道：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)部凈空斷面在2m2以上者均為隧道。一方面是指從事研究和建造各種隧道及地下工程的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工和養(yǎng)護的一門應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)，是土木工程的一個分支；另一方面是指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建筑物。隧道工程『1.2▎隧道的分類及其作用按所處地層分土質(zhì)隧道、石質(zhì)隧道按埋置深度分淺埋隧道、深埋隧道按斷面形式分圓形、馬蹄形、矩形按所在位置分山嶺、水底、城市隧道按斷面數(shù)值分特大斷面(100m2以上)大斷面(50~100m2)中等斷面(10~50m2)小斷面(3~10m2)極小斷面(3m2以下)隧道分類云桂高鐵東風(fēng)隧道全長11500m。雙線，設(shè)計速度250km/h虎門某隧道，八車道，370m，跨度21m，247m26500m，跨度16m，客運專線，洞內(nèi)溫度42度懷化發(fā)現(xiàn)20余個罕見天然溶洞群洞內(nèi)遍布鐘乳石2014年6月11日1.交通隧道是隧道中為數(shù)最多的一種。作用是提供運輸。(1)鐵路隧道

1888年我國臺灣省修建第一條獅球嶺鐵路隧道。我國修建10km以上長度的隧道是從14.295km長的雙線隧道——大瑤山隧道開始。

20世紀90年代末，在西（安）（安）康鐵路上采用全斷面掘進機等現(xiàn)代隧道施工機械修建18.456km長的秦嶺隧道。該隧道的建成標(biāo)志我國已經(jīng)掌握現(xiàn)代隧道修建技術(shù)。

秦嶺鐵路隧道,18.456公里,榮獲魯班獎、詹天佑大獎、國家科技進步一等獎

秦嶺終南山公路隧道，長度居世界第二、亞洲第一，建設(shè)規(guī)模世界第一，被譽為“天下第一隧”......(3)地下鐵道

1863年倫敦建成世界上第一條地下鐵道。地下鐵道是大量快速輸送乘客的一種城市軌道交通運輸設(shè)施，能緩解和解決大城市中交通擁擠、車輛堵塞問題。地下鐵道是現(xiàn)代化的交通工具，具有運送能力大，運行速度快、準(zhǔn)點、安全、成本低和環(huán)境污染小等優(yōu)點，節(jié)省了乘車時間，便利了乘客的活動。迄今為止，我國內(nèi)地已有北京、上海、廣州、天津、深圳、長沙等多座城市有地下鐵道在營運。

北京地鐵已成為北京交通重要的組成部分。(4)水底隧道交通線路橫跨江、河道時，可以采用架橋、輪渡或修建海底隧道通過。但架橋受凈空、戰(zhàn)爭的限制和約束，輪渡又受天氣影響和通行量限制，采用水底隧道可以較好地解決上述問題。我國自上世紀60年代開始研究用盾構(gòu)法修建黃浦江水底隧道，并于80年代建成通車。1993年建成的廣州珠江水底隧道，是我國第一條采用沉埋法修建的隧道(地鐵與公交、市政管道共用，長1.23km)，1995年又在寧波甬江建成了第二條沉管水底隧道(高速公路，長1.019km)，擬動工修建的京滬高速鐵路在跨越長江時，亦準(zhǔn)備采用長16.674km的沉管隧道方案。中國第一座海底隧道—廈門翔安隧道，全長約9公里，其中海底隧道5.95公里，海域段4.2公里。隧道最深在海平面下約70米。長沙營盤路湘江隧道位于銀盆嶺大橋與橘子洲大橋間，東起營盤路，西接咸嘉湖路，下穿瀟湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大道。隧道道路等級為城市主干道I級，雙向四車道，隧道主線設(shè)計速度每小時50千米，匝道行車速度每小時40千米。其中主線分南北兩線，北線長約3公里，南線長約2.7公里，另設(shè)四個匝道，東岸設(shè)一進一出兩匝道，進口接主線南側(cè)的湘江中路，出口接北側(cè)的湘江中路，西岸設(shè)一進一出兩匝道，接主線北側(cè)的瀟湘北路。(5)航運隧道當(dāng)運河需要越過分水嶺時，克服高程障礙成為十分困難的問題。修建航運隧道，可以把分水嶺兩邊的河道溝通起來，減少繞行距離，既可以縮短航程，又可以省掉修建多級船閘的費用，河道順直，大大改善航運條件。(6)人行地道在城市鬧市區(qū)中，需要穿越車輛密集的街道、高速公路、高速鐵路以及交通事故易發(fā)路段，通常采用修建人行地道的辦法緩解地面交通壓力，盡量避免或減少交通事故。2.市政隧道在城市中為規(guī)劃安置的各種不同市政設(shè)施而在地面以下修建的各種地下孔道稱為市政隧道。

(1)給水隧道

滿足城市自來水管網(wǎng)系統(tǒng)需要而修建的隧道。(2)污水隧道生活污水和工業(yè)廢水，排污隧道。(3)管路、線路隧道城市中的煤氣、暖氣、熱水等地下管路隧道；輸送電力的電纜以及通訊的電纜，都安置在地下孔道中，稱為線路隧道。城市綜合管廊/共同溝

(4)人防隧道為了戰(zhàn)時的防空目的，城市中需要建造人防隧道。在受到空襲威脅時，市民可以進入安全的庇護所。3.水工隧道

(1)給水隧道

是將河流或水庫中的水引入帶動水電站的發(fā)電機組運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力資源的孔道。

(2)尾水隧道水電站把發(fā)電機組排出的廢水送出去的孔道。

(3)排沙隧道用來沖刷水庫中淤積的泥沙，把泥沙裹帶送出水庫大壩的孔道。

(4)導(dǎo)流隧道或泄洪隧道是水利工程中的一個重要組成部分。由它疏導(dǎo)水流并補充溢洪道流量超限后的泄洪作用，如舉世矚目的三峽工程即建有導(dǎo)流隧道。4.礦山隧道

(1)運輸巷道向山體開鑿隧道通到礦床，并逐步開辟巷道，通往各個開采面。

(2)給水隧道送入清潔水為采掘機械使用，并通過泵及時將廢水及積水排出洞外的通道。

(3)通風(fēng)隧道采用通風(fēng)機把礦山巷道中污濁空氣抽出去，并把新鮮空氣補進來的通道稱通風(fēng)隧道。通風(fēng)隧道既可以利用原有巷道也可以單獨修建。在礦山開采中，從山體以外修建一些隧道（巷道）通向礦床而進行開采活動，達到采礦作業(yè)的目的?！?.3▎隧道工程的發(fā)展趨勢隧道工程是一門古老的學(xué)科：隧道工程又是一門快速發(fā)展中年輕的科學(xué):

第一座隧道是用蒸汽機車牽引的鐵路隧道是1826~1830年在英國利物浦至曼徹斯特的鐵路線上，全長1190m。1898年建成了穿越阿爾卑斯山的辛普郎隧道。在該座隧道中，第一次應(yīng)用了炸藥(硝化甘油)和鑿巖機。1971年日本新干線上修建了大清水隧道，全長22,230m，是目前世界上最長的鐵路山嶺隧道?，F(xiàn)代隧道設(shè)計、施工理念和方法發(fā)生了重大變化和改觀。如新奧法施工理念的提出和應(yīng)用，以可靠度理論為基礎(chǔ)的概率極限狀態(tài)設(shè)計法引入隧道結(jié)構(gòu)計算，使得隧道設(shè)計施工理論不斷得到補充和完善。在克服不良地質(zhì)的困難條件方面，已經(jīng)取得了豐富經(jīng)驗。如海拔4600～4900m的高原多年凍土地帶的青藏線上修建昆侖山、風(fēng)火山隧道；在零下40℃的嚴寒地區(qū)修建了楓葉嶺隧道；在渝懷線上，克服了2000m3/h大量涌水的困難，修建了園梁山隧道(11068m)；在南昆線上，防止了瓦斯量達60m/h3的威脅，修成了家竹箐隧道。

進一步提高隧道施工機械化施工水平。20世紀80年代在大瑤山隧道中開始應(yīng)用大型全液壓的鉆孔臺車。襯砌已由磚石壘砌過渡到混凝土就地模筑，再到目前普遍推廣使用雙層復(fù)合式襯砌。施工方法上，從礦山法逐步過渡到新奧法。20世紀90年代中期，又引進全斷面掘進機用于西康線的秦嶺隧道(長18.5km)施工中。而在廣州、上海、南京、深圳等城市的地下鐵道建造中，已普遍開始使用機械化盾構(gòu)。青藏鐵路風(fēng)火山隧道，是目前世界上海拔最高的鐵路隧道。平均海拔4900米左右，年均氣溫零下7℃，最低氣溫零下41℃，隧道洞身全部位于凍土、凍巖中，地質(zhì)巖層復(fù)雜，集飽冰凍土、富冰凍土、裂隙冰、泥砂巖等惡劣地質(zhì)于一體。楓葉嶺隧道位于吉林省白山市灣溝鎮(zhèn)境內(nèi)，全長2188米，設(shè)計凈高7.4米，凈寬10.5米，隧道地處長白山高寒山區(qū)，最低氣溫達43.8℃；隧道穿越多處斷層，地質(zhì)復(fù)雜，施工難度大。家竹箐隧道是中國鐵路瓦斯含量最高的長大隧道,據(jù)測算，隧道施工通過煤層時，瓦斯涌出量最多達到每小時349立方米。因此，家竹箐隧道屬高瓦斯有突出危險的隧道，其施工難度和危險性，在我國鐵路隧道建設(shè)史中還沒有先例。

完善和提高隧道工程的理論分析和計算水平。從結(jié)構(gòu)力學(xué)計算轉(zhuǎn)到以矩陣分析的方式用電子計算機計算，并進一步應(yīng)用有限元、數(shù)值流形等方法進行分析；從把地層壓力視為外力荷載，到把圍巖和支護結(jié)構(gòu)組成受力統(tǒng)一體系的共同作用理論；從過去認為地層巖體為松散介質(zhì)，進而考慮巖體的彈性、塑性和粘性，以及各種性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，擬出各種能進一步體現(xiàn)巖性的模型，進行受力的分析。

隧道工程還要進一步做好地質(zhì)勘測和發(fā)展完善地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)。由于隧道工程地質(zhì)條件復(fù)雜有許多不可預(yù)見的因素，其風(fēng)險比地面工程大，使得地質(zhì)勘測對隧道預(yù)算、選線極為重要?？傊?/p>

隧道工程的發(fā)展-隧道長度越長、隧道埋深越深、隧道斷面越大、地質(zhì)條件越復(fù)雜1.隧道可以按哪幾種進行分類？2.隧道工程的定義及其特點？思考題：『第二章▎隧道工程的勘測設(shè)計『2.1▎隧道的工程調(diào)查『2.2▎隧道的位置選擇『2.3▎隧道線路設(shè)計隧道工程SUIDAOGONGCHENG『2.4▎隧道橫斷面設(shè)計『2.5▎隧道勘測設(shè)計文件的內(nèi)容和組成2文獻資料收集主要指地形地貌、鄰近工程、氣象、水文及區(qū)域性地質(zhì)、用地及環(huán)境、災(zāi)害等資料，目的是規(guī)劃線路和編制以后的調(diào)查計劃。收集資料應(yīng)以擬建隧道為中軸,取較大范圍調(diào)查?！?.1▎隧道的工程調(diào)查工程實踐中必須重視地質(zhì)條件對隧道工程的影響，避免盲目設(shè)計，使設(shè)計與修建的隧道與環(huán)境能夠和諧共處。『2.1.1▎既有文獻資料收集

地形地貌資料地質(zhì)資料工程資料氣象資料用地及環(huán)境資料災(zāi)害資料文獻資料收集指地形圖、航空照片和遙感與遙測資料。地質(zhì)圖、說明書。鄰近隧道及其他土建工程所記錄的工程地質(zhì)水文地質(zhì)資料。氣溫、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降水、……等。工程、施工及臨時用地。自然環(huán)境文物古跡、自然保護區(qū)、居民環(huán)境等。暴雨雪、臺風(fēng)、地震、滑坡等發(fā)生的規(guī)模、頻度。隧道調(diào)查分施工前和施工中兩階段。『2.1.2▎地形、地質(zhì)調(diào)查1.施工前各階段的地形與地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容分可行性研究勘察、初步勘察和詳細勘察三個階段，主要調(diào)查內(nèi)容：1)工程地質(zhì)特征

2)水文地質(zhì)特征

3)不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象

4）地震烈度5)

有害氣體或有害礦體的2.施工中工程地質(zhì)調(diào)查應(yīng)完成的任務(wù)

1)

根據(jù)監(jiān)測資料，分析判定揭露的圍巖級別；

2)

采用超前地震波反射、聲波反射、地質(zhì)雷達等物理手段，或采用超前鉆孔、平行導(dǎo)坑、試驗坑道等進行超前探測，及時預(yù)報解決施工中遇到的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題；

3)

為驗證和修改（變更）設(shè)計及調(diào)整施工方案提供依據(jù)。3.施工前三階段勘察的目標(biāo)內(nèi)容

(1)可行性研究勘察

分為預(yù)可行性研究和工程可行性研究。預(yù)可行性研究勘察－－收集和研究既有的文獻資料工程可行性研究中－－分析資料，并做地面踏勘。

(2)初步勘察內(nèi)容為選擇隧道位置，初步確定圍巖級別?？墒褂?/25000～1/10000的地形圖在隧道中線兩側(cè)500～2000m的范圍進行調(diào)查的情況隨時標(biāo)記在地形圖上，并記入野外記錄本

(3)詳細勘察

內(nèi)容：巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水及地下水、地下資源等。方法：地球物理勘探（簡稱物探）和化學(xué)勘探（簡稱化探）、鉆探、遙感探測。

(4)水文勘察

涌水，將惡化隧道圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致施工困難，增大工程造價。枯水，造成隧道周邊工業(yè)、農(nóng)業(yè)和飲水困難。4.詳細勘察應(yīng)提供的資料

1)概況2)地形地質(zhì)概況及巖石種類

3)各種相關(guān)的圖紙4)設(shè)計施工注意的問題及下步調(diào)查的建議。

降雨降雪氣溫、地溫風(fēng)向、風(fēng)速霧雪崩、風(fēng)吹雪洪水年降雨量、月平均降雨量、日最大降雨量、小時最大降雨量。最大降雪日、最大積雪量、積雪期、最大日降雪量、雪密度、雪溫。年平均氣溫、絕對最高最低氣溫、日溫差；凍結(jié)期、凍結(jié)深度、多年凍土深度，水溫。頻率分布(年間、月間、日間)。降霧天數(shù)和程度（能見度)。場所、規(guī)模、頻度、時期、種類。洪水量、水位、時期。氣象調(diào)查內(nèi)容『2.1.3▎氣象調(diào)查

(1)自然環(huán)境調(diào)查地表水、地下水，植被、礦產(chǎn)資源以及動植物生態(tài)等自然環(huán)境狀況。

(2)社會環(huán)境調(diào)查使用情況、農(nóng)田、水利設(shè)施、建筑物、地下管線情況等。

(3)生活環(huán)境調(diào)查噪聲、振動、污水及廢氣排放、地面下沉等對生態(tài)環(huán)境、地面建筑物的影響?！?.1.4▎工程環(huán)境調(diào)查

廣州地鐵隧道遭鉆機刺穿行使列車被砸2012年10月13日，地鐵三號線北延段區(qū)間隧道地鐵隧道被鉆機刺穿，鉆管砸爛剛好駛過的列車玻璃，泥漿水如注流向鐵軌。

(4)施工條件調(diào)查施工便道、施工場地、棄渣場地、供水、供電、通訊條件和建筑材料的來源、品質(zhì)、數(shù)量等以及其他可能影響施工的因素。

(5)工程環(huán)境評價報告應(yīng)按照國家有關(guān)規(guī)定，在工程設(shè)計或施工中，要采取相應(yīng)的措施，力求滿足環(huán)境保護的要求，防止環(huán)境破壞。『2.2▎隧道位置選擇山區(qū)公路線形設(shè)計根據(jù)地形條件有：繞行方案、路塹方案和隧道方案等。

1)

綜合比選，提出推薦方案。地質(zhì)條件很差時，特長隧道的位置應(yīng)控制路線走向；中、短隧道可服從路線走向。

2)根據(jù)公路等級和設(shè)計速度確定車道數(shù)和建筑限界。

3)

確定附屬設(shè)施。通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控等4)

采取必要措施，避免相互影響。當(dāng)隧道與相鄰建筑物互有影響時，應(yīng)在設(shè)計與施工中采取必要的措施。隧道位置選擇包括洞身位置和洞口位置的選擇。

1．按地形條件選擇隧道位置『2.2.1▎隧道洞身位置選擇

公路隧道是克服地形障礙的有效手段，(1)高程障礙(2)平面障礙.克服地形障礙主要有繞行方案、深塹方案及隧道方案。

2．按線路條件選擇隧道位置

(1)越嶺隧道位置選擇的兩大要素

1）埡口的地形和地質(zhì)條件的好壞和隧道的長短。因為二者關(guān)系到施工的難易、工期的長短和運營的安全等問題。2）埡口兩側(cè)溝谷引線工程大小、展線難易情況、線路順直與否，也是方案綜合比選的一個重要方面。

(2)沿河傍山隧道

傍山隧道的特點1)依山傍水修建時，施工中容易破壞山體平衡，造成各種病害。2）因是在山體表層范圍內(nèi)修建隧道，常常遇到崩塌、滑坡、錯落、松散堆積及泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。

3）埋深較淺，洞身覆蓋薄、易產(chǎn)生不對稱的偏壓情況。4）水流湍急沖刷力強，對山坡穩(wěn)定和隧道安全威脅較大。

(2)沿河傍山隧道

傍山隧道的位置選擇要點（1）保證最小覆蓋層厚（2）盡量內(nèi)靠，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠一些，有可能時，最好設(shè)在穩(wěn)定的巖層中。（3）注意周圍既有建筑對隧道穩(wěn)定的影響。（4）盡可能“裁彎取直”

(3)不良地質(zhì)地段隧道

應(yīng)盡量使洞身位于地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一完整的地層中。

1)崩塌懸崖陡壁地區(qū)，日久風(fēng)化、產(chǎn)生張開節(jié)理和裂隙而致，不要把隧道置于地表不厚的傍山位置。崩塌發(fā)展過程a)崩塌初期

b)形成崩坍c)崩坍繼續(xù)發(fā)展

2)滑坡、錯落斜坡巖土體沿著連續(xù)貫通的破壞面向下滑動的過程與現(xiàn)象稱為滑坡。選擇隧道位置時，應(yīng)盡可能避開滑坡地段。3)泥石流泥石流是發(fā)生在山區(qū)的一種含有大量泥砂、石塊的特殊洪流，順山溝或狹谷流淌而下、來勢兇猛，破壞力極大。泥石流的形成條件地形條件：陡峭的山區(qū)，溝床縱坡大，典型的泥石流溝上游多為三面環(huán)山,一面出口的漏斗狀地形。地質(zhì)條件：地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石風(fēng)化破碎、新構(gòu)造運動活躍、崩塌滑坡多發(fā)的地段。氣象水文條件：水既是泥石流的重要組成部分，也是泥石流活動的基本動力和觸發(fā)條件。我國泥石流的水源主要是暴雨、長時間的連續(xù)降雨等。應(yīng)避免把隧道洞口放在沖積扇范圍以內(nèi)，以免堵塞隧道洞口，或建明洞，使泥石流在明洞頂通過。

4)流砂流砂是一種土的活動和作用，又稱流土，或稱土的液化。土發(fā)生流砂時呈懸浮狀態(tài)，失去承載力。修建在該土體上的隧道，地基可能發(fā)生沉陷、失穩(wěn)而破壞。隧道一般應(yīng)避開流砂地段，無法避開時，應(yīng)選擇其范圍最小且相對穩(wěn)定地段，并以短距離通過，還應(yīng)提出合理可行的工程處理措施，以保證施工和洞身安全。

5)溶洞、土洞選擇隧道位置時，應(yīng)力求避免或要有足夠的安全距離。

6)瓦斯選擇隧道位置時，最好能避開。不得已時，應(yīng)切實加強通風(fēng)系統(tǒng)。(中梁山隧道瓦斯解決方案)

7)危巖、落石采用接長明洞的方法。成渝高速公路中梁山隧道,通過二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，瓦斯平均含量30m3/t，最大相對涌出量達181.09m3/t，最大絕對涌出量50m3/min,瓦斯壓力4MPa。采取的主要措施是：設(shè)置瓦斯自動報警裝置、采用安全防爆器材爆破，超前鉆孔、導(dǎo)坑掘進釋放瓦斯，嚴格監(jiān)測，強化巷道式通風(fēng)以降低瓦斯?jié)舛?，使得瓦斯含量降到允許值以下，防止瓦斯爆炸?！?.2.2▎隧道洞口位置選定洞口是隧道勘測設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價工期和運營安全。選擇時要結(jié)合洞口的地形、地質(zhì)條件、施工、運營條件以及洞口的相關(guān)工程(橋涵、通風(fēng)設(shè)施)綜合考慮。1．洞口位置選擇的原則總的原則：“早進晚出”的原則。

2．洞口位置選擇的具體要求

(1)

隧道洞口的邊坡及仰坡穩(wěn)定。

(2)

地質(zhì)條件較好、地下水不太豐富及排水有利。(3)不宜切削原山坡。(4)不宜設(shè)在溝谷低洼匯水處。

圖2-3貼壁進洞時洞口縱斷面示意圖圖2-4懸崖陡壁下接長明洞示意圖接長明洞圖2-5溝谷低洼附近洞口平面位置示意圖(5)隧道軸線與地形等高線正交。（圖2-6所示）

圖2-6隧道洞口軸線與地形關(guān)系1-坡面正交型2-坡面斜交型3-坡面平行型4-山脊突出部進入型5-溝谷部進入型

BA(6)早進洞晚出洞。

(7)合理布置施工場地。(8)避免相互影響，保護環(huán)境。(9)避免洪水侵入隧道。

『2.3▎隧道線路設(shè)計『2.3.1▎隧道線路平面設(shè)計

隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影,隧道的平面線形設(shè)計要按《公路路線設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進行。線路越直越好，原則上采用直線避免曲線。必須設(shè)置曲線時，不宜采用設(shè)超高的平曲線，且不應(yīng)采用設(shè)加寬的平曲線。設(shè)置平曲線時會遇到小半徑曲線和超高，采用小半徑曲線將會出現(xiàn)以下三個問題：

一是產(chǎn)生視距問題；

二是增加隧道內(nèi)噪聲和振動；

三為了確保行車安全，必須限制行車速度。超高：為了防止車輛外傾覆或被拋出，需要使曲線外側(cè)路面提高。不能滿足要求時，可采用小凈距隧道或連拱隧道形式。4.0×B3.5×B2.5×B2.0×B1.5×B1.0×B最小凈距（m）ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ圍巖級別

表2-5

分離式獨立雙洞的最小凈距注：B為隧道開挖斷面的寬度分離式獨立雙洞的最小凈距。

圖2-7坡道形式a)單坡b)人字坡a)b)『2.3.2▎隧道線路縱斷面設(shè)計

公路隧道的基本坡道形式有單坡和人字坡兩種(見圖2-7)。

隧道縱斷面是隧道中心線展開后在垂直面上的投影。采用單坡對通風(fēng)有利，但坡度不要大于3％。采用人字坡的隧道，施工時隧道兩端的出碴與排水都有利，但通風(fēng)較差，設(shè)置豎井。

(1)注視點:開始注視的點.(2)注視時間:從注視點到安全視距點所需的時間?！兑?guī)范》規(guī)定洞外連接線的平曲線可根據(jù)設(shè)計速度來確定，規(guī)定3s設(shè)計速度行駛長度范圍的平曲線應(yīng)與洞內(nèi)一致。『2.3.3▎隧道線路接線

隧道洞口連接線的平面及縱斷面線形應(yīng)與隧道線形相協(xié)調(diào)，確保有足夠的視距和行駛安全。隧道兩端洞口連接線的縱坡應(yīng)有一段距離與隧道縱坡保持一致。1.對于短隧道群，可視為長隧道，其平、縱線形指標(biāo)按長隧道考慮。

2.隧道內(nèi)的路肩寬度與一般道路相比要縮小很多，需要進行平滑過渡，應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)收縮，使汽車進出隧道時順利。3.通常根據(jù)設(shè)計車速設(shè)計成1/25～1/50的楔形過渡段，在這個收縮過渡段中，由路緣石、護欄、路面標(biāo)志線等。『2.4▎隧道橫斷面設(shè)計『2.4.1▎隧道凈空與限界

隧道凈空：隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，根據(jù)“隧道建筑限界”確定的?！八淼澜ㄖ藿纭笔菫榱吮ＷC隧道內(nèi)各種交通的正常運行與安全，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范圍。為了消除或減少隧道邊墻給駕駛員帶來恐之沖撞的心理效應(yīng)（“側(cè)墻效應(yīng)”），應(yīng)在行車道兩側(cè)設(shè)置一定的寬度的側(cè)向?qū)挾然蛴鄬?。圖2-8公路隧道建筑限界(單位：cm)H-建筑限界高度W-行車道寬度；LL-左側(cè)向?qū)挾萀R-右側(cè)向?qū)挾菴-余寬J-檢修道寬度R-人行道寬度h-檢修道或人行道的高度EL-建筑限界左頂角寬度，EL=LL

ER-建筑限界右頂角寬度，當(dāng)LR=<1m時，ER=EL；當(dāng)LR>1m時，ER=1mREELLLLRJ或R250W250400H400ChCi

%J或R建筑限界置于隧道內(nèi)輪廓內(nèi)的情況見圖2-9。圖2-9隧道建筑限界的基本情況（單位：cm）起拱線hhLL水平鉛垂鉛垂E隧道中線（路面中線）鉛垂平行于路面垂直于路面水平水平垂直于路面垂直于路面垂直于路面LR25075E建筑限界50075250RLW/2（水平）（水平）i%W/2緊急停車帶

長、特長隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶

雙向行車隧道，其緊急停車帶應(yīng)雙側(cè)交錯設(shè)置。緊急停車帶的寬度，包含右側(cè)向?qū)挾葢?yīng)取3.5m，長度應(yīng)取40m，其中有效長度不得小于30m。緊急停車帶的設(shè)置間距不宜大于750m。停車帶的路面橫坡，長隧道可取水平，特長隧道可取0.5%～1.0%或水平。緊急停車帶建筑限界的構(gòu)成如圖2-10所示。布設(shè)檢修道、人行道的隧道，可不設(shè)緊急停車帶，但應(yīng)按500m間距交錯設(shè)置行人避車洞。圖2-10緊急停車帶的建筑限界、寬度和長度(單位：cm)a）寬度構(gòu)成及建筑限界b）長度a）135°緊急停車帶RRLLLJ或RJ或R400250CEELC350i%h400HW2503000500500350過度段有效長度過度段側(cè)向?qū)挾萣）緊急停車帶緊急停車帶圖2-11橫通道的斷面建筑限界（單位：cm）a）人行橫通道b）車行橫通道b)752540025254002525500a）250200橫通道分離式隧道之間應(yīng)設(shè)置橫向通道，橫通道分為人行橫通道和車行橫通道，并符合下列規(guī)定：『2.4.2▎曲線隧道凈空加寬當(dāng)隧道位于平面曲線半徑等于或小于250m地段時，應(yīng)在曲線內(nèi)側(cè)加寬。雙車道路面的加寬值規(guī)定參照規(guī)范；單車道路面加寬按表列數(shù)值的二分之一采用。

人行橫通道的設(shè)置間距可取250m，并≯500m。

車行橫通道的設(shè)置間距可取750m，并≯1000m;

長1000~1500m的隧道宜設(shè)1處，中短隧道可不設(shè)?！?.4.3▎隧道襯砌輪廓線的擬定主要解決內(nèi)輪廓線、軸線和截面厚度三個問題。設(shè)計步驟1.確定隧道類型及相應(yīng)建筑限界2.根據(jù)圍巖情況初步擬定截面厚度3.斷面優(yōu)化、強度檢算設(shè)計目的1.滿足限界要求2.滿足受力要求3.材料最省設(shè)計注意事項隧道內(nèi)輪廓必須符合隧道建筑凈空限界1.內(nèi)輪廓線應(yīng)盡量減小洞室的體積2.采用的施工方法有利于隧道的穩(wěn)定3.結(jié)構(gòu)軸線應(yīng)與地層應(yīng)力相適應(yīng)

經(jīng)驗表明：承受徑向分布的靜水壓力時，圓形承受豎向荷載為主，圓弧形或尖拱形承受較大側(cè)壓力，曲墻式襯砌底鼓壓力，應(yīng)施筑仰拱圖2-12隧道斷面輪廓線

隧道中心線隧道內(nèi)輪線軸線實際開挖線外輪廓線超挖-欠挖超挖寧波角洞岙隧道外輪廓線軸線內(nèi)輪廓線圖2-13兩車道隧道標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓斷面a)標(biāo)準(zhǔn)斷面b)緊急停車帶斷面圖2-14三車道隧道標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓斷面a)標(biāo)準(zhǔn)斷面b)緊急停車帶斷面『2.5▎隧道勘測設(shè)計文件的內(nèi)容和組成

根據(jù)交通部頒發(fā)的《公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法》和《公路隧道勘測規(guī)程》的要求，將公路隧道勘測設(shè)計的成果編制成相應(yīng)的文件?！?.5.1▎定測階段有關(guān)資料

1.定測說明書

2.分類說明書按測量、地質(zhì)勘察和其他各種調(diào)查三項分別說明。

3.隧道洞外控制測量、地質(zhì)勘察成果說明書

4．需要完成和提交的圖紙

1)隧道地形地質(zhì)平面圖；

2)隧道縱斷面圖；

3)隧道洞口放大縱斷面圖；

4)隧道洞口及附近橫斷面圖；

5)隧道洞身橫斷面圖；

6)隧道明洞橫斷面圖；7)隧道洞口地形圖；

8)其他輔助工程（如導(dǎo)坑等）的平面及縱、橫斷面圖。5．其他隧道周邊環(huán)境條件、各種相關(guān)調(diào)查情況、施工組織及預(yù)算資料等?！?.5.2▎隧道勘測說明書主要內(nèi)容1)沿線隧道概況及自然概況；2)地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況；3)氣象、環(huán)境和有關(guān)政策法令；4)隧道線路方案比較說明、采用方案的理由，隧道方案的比選情況和在設(shè)計中應(yīng)注意的事項；

5)詳細介紹現(xiàn)有的施工條件，包括施工場地情況、施工便道、棄渣場、水源、建筑材料來源及對附近建筑物或環(huán)境的影響關(guān)系等；

6)對隧道營運階段通風(fēng)、照明和防排水方式的選擇建議；

7)存在的問題及解決問題辦法的建議，有關(guān)協(xié)議和會議紀要等。『2.5.3▎隧道施工圖設(shè)計文件內(nèi)容

1)隧道設(shè)計說明書

2)隧道表及其工程數(shù)量表

5)公路隧道凈空橫斷面（橫洞）圖

6)隧道上下行線洞口、洞門出口一般構(gòu)造圖

7)隧道支護結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖

8)隧道防排水構(gòu)造圖

9)隧道風(fēng)機平面布置與進出口轉(zhuǎn)向車道平面布置圖

3）隧道平面圖

4）隧道縱平面圖

10)隧道洞口、橫洞及洞身照明平面布置圖。

11)隧道電器負荷及材料表；洞內(nèi)消防設(shè)施平面布置圖以及消防給水系統(tǒng)設(shè)計圖。

12)明洞縱、橫斷面設(shè)計圖和輔助坑道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。

13)隧道附屬建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。

14)交通監(jiān)控與交通管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。15)隧道工程設(shè)計概預(yù)算圖表資料。

16)有關(guān)協(xié)議和會議紀要等。思考題：1.隧道工程勘察的基本內(nèi)容有哪些？2.越嶺隧道選擇時要考慮的主要因素是什么？3.隧道洞口位置選擇的總原則與目的？4.隧道縱坡的型式、適用條件、限制坡度？『第三章▎主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)3『3.1▎隧道襯砌材料與構(gòu)造『3.2▎隧道洞身襯砌結(jié)構(gòu)『3.3▎隧道洞門結(jié)構(gòu)隧道工程SUIDAOGONGCHENG『3.4▎隧道明洞結(jié)構(gòu)『3.5▎隧道附屬建筑設(shè)施『3.6▎隧道防排水設(shè)施『3.7▎鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)施『3.1▎隧道襯砌材料與構(gòu)造『3.1.1▎隧道襯砌材料的種類

(1)混凝土與鋼筋混凝土(2)噴射混凝土(3)錨桿和鋼架

隧道襯砌材料種類：

錨桿與鋼架錨桿工字鋼鋼筋網(wǎng)噴射混凝土(4)片石混凝土(5)塊石混凝土(6)裝配式材料

隧道襯砌材料種類：

(6)裝配式材料『3.1.2▎隧道襯砌材料的選用

(1)隧道襯砌材料的選用

隧道襯砌材料的強度等級滿足規(guī)范。(2)隧道襯砌材料選用應(yīng)考慮的因素

1)

強度、耐久性、抗凍、抗?jié)B性和抗侵蝕性。

2)當(dāng)有侵蝕性的水作用時，用具有抗侵蝕性能的特種水泥。

3)在寒冷及嚴寒地區(qū)，采用整體式混凝土襯砌，提高混凝土標(biāo)號?！?.2▎隧道洞身襯砌構(gòu)造洞身襯砌結(jié)構(gòu)噴錨襯砌、整體式襯砌、復(fù)合式襯砌、裝配式襯砌、連拱式襯砌襯砌作用

1.保證隧道斷面的使用凈空

2.防止巖體質(zhì)量惡化

3.承受荷載，有足夠的安全度.

噴錨襯砌作用原理：噴射混凝土充填裂隙、封閉圍巖壁面，靠噴層與圍巖的粘結(jié)力及自身的抗剪能力組成一個新的承載結(jié)構(gòu)體系通過錨桿的懸吊效應(yīng)、組合梁效應(yīng)、加固效應(yīng)以發(fā)揮圍巖自承能力

形成一種柔性襯砌結(jié)構(gòu)，與圍巖合成一體，共同作用，充分調(diào)動或發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力1.噴錨襯砌

噴射混凝土:是利用空壓機的高壓空氣作動力，把混凝土混合料直接噴射到隧道圍巖表面上的支護方法。錨桿支護施工與加固作用2.整體式襯砌

工藝流程：立模－灌筑－養(yǎng)生－拆模優(yōu)點：◆

對地質(zhì)條件和施工條件的適應(yīng)性較強◆易于按需要成型◆整體性好◆抗?jié)B性強缺點：◆

需要養(yǎng)生時間◆受力較慢2.整體式襯砌

直墻式襯砌拱部圍巖荷載較小，側(cè)壓力較小時，采用直墻式襯砌。曲墻式襯砌

嚴寒地區(qū)與溫差變化大的地區(qū)，增設(shè)伸縮縫。3.復(fù)合式襯砌

初期支護(外襯)中間防水層二次襯砌（內(nèi)襯）復(fù)合襯砌

在不同的時間分層先后施作，它可以是兩層、三層或更多的層

，目前實踐的都只外襯和內(nèi)襯兩層，因此又稱之“雙層襯砌”圖3-1復(fù)合式襯砌Φ22錨桿，長3.0m9066520405252%路線設(shè)計標(biāo)高20154520C25號素混凝土隧底填充C10號素混凝土307021085154R=465328140隧道中線線路中線R=1270200R=50581C25素混凝土初期支護噴射C20號混凝土，厚20cm防水層預(yù)留沉降量5cmC25號素混凝土，模注二次襯砌預(yù)留變形量為了使襯砌所承受的變形壓力最小，允許圍巖產(chǎn)生一定的變形，釋放一定的能量。其大小應(yīng)根據(jù)圍巖地質(zhì)條件，采用工程類比法確定。無類比資料時預(yù)留變形量可參照表3-3，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)進行調(diào)整。現(xiàn)場量測確定Ⅵ50~8020~50Ⅲ100~12080~120Ⅴ10~50—Ⅱ80~12050~80Ⅳ——Ⅰ三車道隧道兩車道隧道圍巖級別三車道隧道兩車道隧道圍巖級別

表3-3

預(yù)留變形量保護圍巖和加固圍巖，促進圍巖的應(yīng)力調(diào)整，充分發(fā)揮圍巖的自承作用襯砌結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)：

外襯-初期支護受力狀態(tài)在較堅硬的圍巖地段，由于圍巖具有自承能力，二次襯砌只是用來提高安全度的；在圍巖比較軟弱地段，則內(nèi)、外襯砌是共同承載；而在一些特殊地質(zhì)地段中(坍方、大變形)，二次襯砌的承載作用是主要的。內(nèi)襯-二次襯砌受力狀態(tài)4.裝配式襯砌

目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地鐵中應(yīng)用。

優(yōu)點：◆可立即承受圍巖壓力◆工廠化、機械化，改善勞動條件◆不需臨時支撐可節(jié)省大量材料及勞力◆速度快，工期短，造價低

缺點：◆接縫多，整體性差◆抗?jié)B性差，防水困難◆需要足夠的拼裝空間◆制備構(gòu)件尺寸上要求精度高5.連拱式襯砌——實屬復(fù)合式襯砌

圖3-2連拱隧道襯砌結(jié)構(gòu)830440183507045107310202201655505204564640535501303345401362%左洞中線左線中線L=3.5mΦ25錨桿459958553502005050C25素混凝土201655初期支護噴射C20混凝土，厚20cm防水層，預(yù)留沉落量5cm模注二次襯砌，C25鋼筋混凝土45163路線設(shè)計標(biāo)高縱向塑料盲溝φ825535C252755025隧底填充C15混凝土40502%1545右線中線右洞中線580

將兩隧道之間的巖體用混凝土取代，或者說是將兩隧道相鄰的邊墻連接成一個整體。思考題：1、隧道襯砌有哪幾種類型？2、復(fù)合襯砌的組成有哪些？『3.3▎隧道洞門構(gòu)造『3.3.1▎概述

洞門可以攔截、匯集地表水并沿排水渠道排離洞門進入道路兩側(cè)的排水溝，防止地表水沿洞門漫流。洞門上方女兒墻應(yīng)有一定高度。

洞門的作用如下:◆減少洞口土石方開挖量◆穩(wěn)定邊坡◆引離地表流水◆裝飾洞口(1)環(huán)框式洞門當(dāng)洞口巖層堅硬而穩(wěn)定(Ⅰ級)圍巖，地形陡峻而又無排水要求時，它能起到加固洞口和減少雨后洞口滴水的作用。『3.3.2▎洞門的類型(2)端墻式洞門適用于地形開闊、巖層穩(wěn)定的Ⅰ～Ⅲ級圍巖地區(qū)，其作用在于支護洞口仰坡，保持其穩(wěn)定，并將仰坡水流匯集排出。(3)翼墻式洞門山體水平推力較大時，翼墻與端墻共同作用，以抵抗山體水平向推力，增加抗滑動抗傾覆的能力，適用于Ⅳ級及以下的圍巖。翼墻式洞門檢查梯(4)柱式洞門適用于地形較陡，地質(zhì)條件較差，仰坡可能下滑的，而又受地形地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時。柱墩，增加端墻的穩(wěn)定性。(5)臺階式洞門

適用于洞門處于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊坡較高。作用：減小仰坡高度及外露坡長，減少仰坡土石方開挖量。(6)削竹式洞門適用于隧道洞口段有一節(jié)較長的明洞襯砌時，由于洞門背后一定范圍內(nèi)是以回填土為主，山體的推滑力不大時，可采用削竹式洞門。

特點是，洞口邊仰坡開挖量少，有利于山體的穩(wěn)定，減少對植被的破壞和有利于保護環(huán)境，各種圍巖類別均能適用。1:0.751:0.75設(shè)計標(biāo)高2.0%I-I剖面ⅠⅠ1:0.751%(7)遮光棚式洞門有開放式和封閉式之分。形狀上又有喇叭式與棚式之分。

洞口仰坡坡腳至洞門墻背距離應(yīng)≥1.5m，防仰坡落石掉落到路面上；

洞門后水溝溝底到拱頂襯砌外緣≥1.5m，以免落石破壞拱圈；

洞門墻頂應(yīng)高出仰坡坡腳≥0.5m，防水流溢出墻頂，防落石彈出；水溝底夯實，防水溝變形，產(chǎn)生漏水-影響襯砌強度；

基礎(chǔ)深度土質(zhì)≥1m，石質(zhì)≥0.2m。『3.3.3▎洞門構(gòu)造

洞門墻應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔，以防止洞門變形。洞門墻的厚度可按計算或結(jié)合其他工程類比確定，但墻身厚度最小不得小于0.5m。

洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，土質(zhì)不應(yīng)小于1m，巖石不應(yīng)小于0.5m。

松軟地基上，可采用擴大基礎(chǔ)、換土、樁基、壓漿加固地基等措施。思考題：1、隧道洞門結(jié)構(gòu)類型，適用范圍及特點？2、分析以下各種情況下宜采用哪種隧道洞門？『3.4▎隧道明洞結(jié)構(gòu)

明洞---明挖法修建的隧道。

明洞位置示意圖適用條件：◆隧道的進出口處；◆地質(zhì)條件差且覆蓋層薄，暗挖法難進洞；◆洞口路塹邊坡有落石而危及行車安全時；◆鐵路、公路、河渠必須在鐵路上方通過且不宜做立交橋或涵渠。開挖方式：◆放坡開挖/基坑圍護開挖◆明拱暗墻明洞的結(jié)構(gòu)類型拱式明洞箱式明洞棚式明洞路塹式拱形明洞半路塹式拱形明洞對稱式偏壓式偏壓斜墻式單壓耳墻式墻式剛架式柱式懸臂式『3.4.1▎明洞的類型1)路塹拱形明洞分為對稱式和偏壓式頂部設(shè)粘土隔水層，留有排水的溝槽，以防止地面水的滲入。圖3-9對稱式明洞

圖3-10偏式明洞

(1)拱式明洞分為路塹和半路塹式2)半路塹拱形明洞偏壓斜墻式和單壓耳墻式。由于受到單側(cè)的壓力，外墻需要相對加大，必須把基礎(chǔ)放在穩(wěn)固的基巖上。

(2)棚式明洞墻式、剛架式、柱式和懸臂式（如圖等。(3)箱形明洞『3.4.2▎明洞襯砌

當(dāng)明洞作為整治滑坡的措施時，應(yīng)按支擋工程設(shè)計，充分考慮明洞上方滑坡體的推力，采取綜合治理措施，如地表排水、減載、反壓、支撐墻、抗滑樁、地下排水盲溝等，確保明洞與滑坡的穩(wěn)定。

在氣溫變化較大的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置伸縮縫?！?.4.3▎明洞襯砌基礎(chǔ)

基巖埋深較淺時，基礎(chǔ)可設(shè)置于基巖上；

基礎(chǔ)位于軟弱地基上時，可采用仰拱、整體式鋼筋混凝土底板，也可采用樁基、擴大基礎(chǔ)、基礎(chǔ)加深和地基加固處理等措施。思考題：1、比較明洞與暗洞的施工方式及結(jié)構(gòu)型式。2、在明洞結(jié)構(gòu)中，哪些情況下對地質(zhì)條件有一定的要求？

『3.5▎隧道附屬建筑設(shè)施『3.5▎隧道附屬建筑設(shè)施『3.5.1▎緊急停車帶『3.5.2▎橫洞和預(yù)留洞室緊急停車帶隧道空氣污染來源影響能見度，妨礙行車安全汽車排出的廢氣汽車攜帶的塵土和卷起塵埃有害成分一氧化碳、煤煙、鋁、磷化物、硫等，是氣態(tài)和浮游固態(tài)微?；旌衔镂：κ谷梭w中毒，直至危及生命『3.5.3▎運營通風(fēng)建筑物1.通風(fēng)計標(biāo)準(zhǔn)(1)CO的設(shè)計含量(2)煙霧的設(shè)計含量(3)換氣要求隧道隧道空間最小換氣頻率不應(yīng)低于每小時３次。采用縱向通風(fēng)的隧道，隧道換氣風(fēng)速不應(yīng)低于1.5ｍ/s。2.需風(fēng)量計算(1)按稀釋CO濃度計算需風(fēng)量(2)按稀釋煙霧含量(體積分數(shù))計算需風(fēng)量隧道通風(fēng)自然通風(fēng)機械通風(fēng)縱向式射流式風(fēng)道式或噴嘴式豎井排風(fēng)式半橫向式送風(fēng)式吸風(fēng)式全橫向式混合式3.通風(fēng)方式

我國《公路隧道通風(fēng)與照明設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，宜設(shè)置機械通風(fēng)的條件為：雙向交通隧道(3-5)單向交通隧道(3-6)LN≥6×105LN≥2×106L

—

隧道長度，單位m；

N

—

設(shè)計交通流量，輛/h。（2）自然通風(fēng)

利用洞內(nèi)的自然風(fēng)（由洞口間的溫度差、大氣壓力差引起）和列車運行引起的活塞風(fēng)以達到通風(fēng)的目的。優(yōu)點：簡單，節(jié)能缺點：◆隧道兩洞口的高差較小，總的熱壓差不足，不能形成有效風(fēng)速、風(fēng)壓◆雙向行車時活塞風(fēng)效應(yīng)受到影響(2)縱向式通風(fēng)：在通風(fēng)機的作用下使風(fēng)流沿著隧道全長方向流動的通風(fēng)方式?！锟v向式通風(fēng)具體方式◆

洞口風(fēng)道式通風(fēng)◆噴嘴式通風(fēng)◆射流式通風(fēng)◆豎井、斜井式通風(fēng)1)射流式通風(fēng)射流式通風(fēng)a)對向交通b)單向交通a)b)行車方向風(fēng)向風(fēng)壓p風(fēng)速v污染物含量

c2)噴嘴式通風(fēng)

它在隧道洞門襯砌上方設(shè)計一匯集新鮮空氣的氣室，開動通風(fēng)機則洞外新鮮空氣被壓送到氣室，積聚到一定壓力時由噴咀以高速和極小的交角噴進隧道內(nèi)，形成穩(wěn)定風(fēng)流。豎井、斜井式通風(fēng)a)對向交通b)單向交通a)b)行車方向風(fēng)向風(fēng)壓p風(fēng)速v污染物含量c3)豎井、斜井式通風(fēng)豎井通風(fēng)平面示意圖(3)半橫向式通風(fēng)這種通風(fēng)系統(tǒng)是在隧道的頂部設(shè)置進風(fēng)管，并在進風(fēng)管的下部，沿隧道的長度方向每隔一定距離開一通風(fēng)口，氣流則沿通風(fēng)口流向隧道內(nèi)，然后隧道內(nèi)的空氣在新鮮氣流的推動下，沿隧道的縱向排出洞外。圖3-27半橫向式通風(fēng)工作原理送風(fēng)式半橫向通風(fēng)是半橫向通風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)型式，新鮮空氣經(jīng)送風(fēng)管吹向汽車的排氣孔高度附近，直接稀釋汽車排放的廢氣。污染空氣在隧道上部擴散，經(jīng)過兩端洞口排出洞外，如圖3-28。中性點a)b)中性點行車方向風(fēng)向風(fēng)壓p風(fēng)速v污染物含量c圖3-28半橫向式通風(fēng)a)對向交通b)單向交通全橫向式通風(fēng)工作原理(4)全橫向式通風(fēng)

風(fēng)在隧道的橫斷面方向流動，一般不發(fā)生縱向流動，有利于防止火災(zāi)蔓延和處理煙霧。全橫向式通風(fēng)a)對向交通b)單向交通a)b)行車方向風(fēng)壓

p風(fēng)速v污染物含量c

通常情況下，可以認為送風(fēng)量與吸風(fēng)量是相等，設(shè)計時也把送風(fēng)管道和吸風(fēng)管道的斷面積設(shè)計成一樣。4.通風(fēng)方式的選擇

公路隧道對運營通風(fēng)的要求較高，可供選擇的通風(fēng)方式也較多，選擇時主要考慮因素是隧道的長度和交通流量，還應(yīng)適當(dāng)考慮當(dāng)?shù)貧庀?、環(huán)境、地形等條件。(5)混合式通風(fēng)混合式通風(fēng)沒有固定的格局，可以由上述幾種基本通風(fēng)型式組合而成，一般都是用于公路隧道。5.通風(fēng)機的選擇

通風(fēng)機類型：離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機。

通風(fēng)機的選擇：通風(fēng)棚的類型、通風(fēng)機的型號、通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)方式以及通風(fēng)機的機號、轉(zhuǎn)速和葉片安裝角。

通風(fēng)機選擇的依據(jù)：隧道的通風(fēng)阻力和要求的通風(fēng)量Q(m3/s)以及其他的一些隧道條件。圖3-29軸流式風(fēng)機個體特性曲線圖3-30離心式風(fēng)機個體特性曲線R604043002001000N/kWη

/(%)020ηη靜全全靜hh321501001502000h/kPa020015010050501001502000580Q/(m3.s-1)Q/(m3.s-1)Q/(m3.s-1)h/kPa080604020123Q/(m3.s-1)hh靜全全靜ηη6040204060800η/(%)N/kW0806040200100200300480100NQ/(m3.s-1)Q/(m3.s-1)a)b)c)a)b)c)『3.5.4▎運營照明設(shè)施

公路隧道的照明，是為了把必要的視覺信息傳遞給司機，防止因視覺信息不足而出現(xiàn)交通事故，提高駕駛上的安全性和增加舒適感。隧道照明與道路照明的顯著不同是白天也需要照明，而且白天照明問題比夜間更加復(fù)雜。規(guī)范規(guī)定：長度大于100m的隧道應(yīng)設(shè)置照明。1.隧道照明的必要性『3.5.4▎運營照明設(shè)施1.隧道照明的必要性

汽車司機在白天從明亮的環(huán)境接近、進入和通過隧道過程中，將產(chǎn)生種種視覺問題：

1)進入隧道前的視覺問題（白天）。

黑洞（長隧道）黑框（短隧道現(xiàn)象）2)進入隧道立即出現(xiàn)的視覺問題（白天）。適應(yīng)的滯后現(xiàn)象。3)隧道內(nèi)部的視覺問題（白天、夜間）：汽車排出的廢氣無法迅速消散，形成煙霧，降低能見度。4)隧道出口處的視覺問題，眩光。

夜間與白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，這樣就看不出外部道路的線型及路上的障礙物。

特長隧道還要設(shè)置特殊照明？防止疲勞2.照明區(qū)段的劃分

長隧道的照明可以分為洞口接近段、入口段、過渡段、中間段、出口段以及五個區(qū)段。各照明段亮度與長度4.洞外接近段的減光建筑物與減光措施(1)遮陽棚棚——設(shè)置在洞口外，是為減弱自然光亮度而建筑的拱棚狀構(gòu)造物。分開放式構(gòu)造和封閉式構(gòu)造。不允許陽光直接投射到路面上。(2)遮光格柵——主要特點是允許陽光直接投射到路面上，這是與遮陽棚的根本區(qū)別。(3)植被減光——人類對植被的反射光有舒適感。植被大致可以分為草地、農(nóng)作物類和樹木類。較經(jīng)濟、簡便。5.亮度曲線的組成亮度曲線

沿道路軸線，由入口洞外的接近段經(jīng)入口段、過渡段、中間段直至出口段，司機在白天所需要的路面亮度變化曲線。6.照明設(shè)計

道路隧道的內(nèi)部照明，不僅要有足夠的亮度，而且要有符合要求的質(zhì)量?！?.5.5▎洞門及洞身裝飾

內(nèi)裝材料，應(yīng)盡量采用淡黃和淺綠色，要具有良好的反射率，減少眩光，并使這種反射呈漫反射，還應(yīng)具有吸收噪聲的作用。思考題：1、公路隧道通風(fēng)方式主要有哪些類型，其一般適用條件是什么？2、公路隧道照明設(shè)計中照明段如何劃分，其各自的基本作用是什么？『3.6▎隧道防排水設(shè)施『3.6.1▎水對隧道的危害水對地下水的危害是多方面的：施工階段——影響施工，如劣化圍巖，涌水等運營階段——危害襯砌的耐久性，惡化運營條件嚴寒地區(qū)——襯砌會凍脹開裂,形成冰楞清入限界城市——影響周邊地表沉陷等『3.6.2▎隧道防排水的要求

隧道防排水設(shè)計應(yīng)對地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)。

1.一般規(guī)定高速/一級/二級公路隧道防排水應(yīng)滿足要求：

1)拱部、邊墻、路面、設(shè)備箱洞不滲水。

2)凍害地段隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)。

3)車行橫通道、人行橫通道等服務(wù)通道拱部不滴水，邊墻不淌水。1)拱部、邊墻不滴水,路面不積水,設(shè)備箱洞不滲水2)凍害地段隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)。三級公路、四級公路隧道應(yīng)做到：

2.防水要求

隧道采用復(fù)合式襯砌時，在初期支護與二次襯砌之間應(yīng)設(shè)置防水板及無紡布。

要求：①無紡布密度不小于300g/m2；②防水板應(yīng)采用易于焊接的防水卷材，厚度不小于1.0mm，接縫搭接長度不小于100mm。二次襯砌應(yīng)滿足抗?jié)B要求?；炷恋目?jié)B等級，不宜小于P8。無紡布

防水層鋪設(shè)分為有釘冷氈和無定熱鋪。有釘接縫要做成圓形的。防水板

施工縫、沉降縫、伸縮縫應(yīng)采取可靠的防水措施。一般，施工縫為遇水膨脹橡膠止水條；

沉降縫和伸縮縫為(鋼邊緣)橡膠止水帶。a)施工縫處止水條b)變形縫處止水帶構(gòu)造

施工縫與變形縫處防水構(gòu)造

3.排水要求

按地下水和營運清洗污水、消防污水分離排放的原則設(shè)置縱向排水系統(tǒng)，應(yīng)能保證排水暢通，避免洞內(nèi)積水。

1)

路面兩側(cè)應(yīng)設(shè)縱向排水溝，引排營運清洗水、消防水和其它廢水。

2)

隧道縱向排水坡宜與隧道縱坡一致。

3)

路側(cè)邊溝可設(shè)置為開口式明溝或暗溝。當(dāng)邊溝為暗溝時，應(yīng)設(shè)沉沙池、濾水篦，其間距宜為25～30m。

4)

檢修道或人行道的道面應(yīng)考慮排水，可酌情設(shè)0.5%～1.5%的橫坡，亦可在墻腳與檢修道交角處設(shè)寬50mm、深30mm的縱向凹槽，以利道面清潔排水。路面排水溝a）矩形開口式；b）圓形開口式；c）固定蓋板；d）活動蓋板隧道路基排水a(chǎn)）無仰拱；b）有仰拱隧道路基排水a(chǎn)）中央溝；b）中央溝+路基邊緣溝隧道襯砌外排水設(shè)施應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)在襯砌兩側(cè)邊墻背后底部應(yīng)設(shè)沿隧道的縱向排水盲管（溝），其孔徑不應(yīng)小于80mm。

2)沿襯砌背后環(huán)向應(yīng)設(shè)置導(dǎo)水盲管，其縱向間距不應(yīng)大于20m，遇水量較大時，環(huán)向盲管應(yīng)加密。

3)環(huán)向盲管、豎向盲管應(yīng)與邊墻底部的縱向排水盲管（溝）連通；縱向排水盲管（溝）應(yīng)與橫向?qū)苓B通，以形成完整的縱橫向排水系統(tǒng)。并用無紡布包裹。

4)當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育，含水層明顯，又有長期充分補給來源時，可利用輔助坑道排水或設(shè)置泄水洞等截、排水設(shè)施。

5)當(dāng)洞內(nèi)水質(zhì)有侵蝕時，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止排水造成環(huán)境污染。

4.洞口與明洞防排水要求

洞口及明洞應(yīng)設(shè)置截水溝和排水溝，洞口邊坡、仰坡應(yīng)采取防護措施，防止地表水的下滲和沖刷。為防止洞外水流人隧道內(nèi)，可在洞口外設(shè)置反向排水邊溝或采取截流措施。

1)明洞頂部應(yīng)設(shè)置必要的截、排水系統(tǒng)。

2)回填土表面宜鋪設(shè)隔水層，并與邊坡搭接良好。

3)靠山側(cè)邊墻底或邊墻后宜設(shè)置縱向和豎向盲溝，將水引至邊墻泄水孔排出。

4)襯砌外緣應(yīng)敷設(shè)外貼式防水層。

5)明洞與隧道接頭處應(yīng)做好防水處理?！?.6.3▎隧道防排水的原則防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理防：防水層、二次襯砌-多道防線排：環(huán)/縱盲管、排水管、排水溝截：截（排）水溝堵：注漿防水型、排水型、限量排放型『3.6.4▎隧道防排水措施

1.防水措施

1)噴射混凝土防水。

2)塑料防水板防水。

3)模筑混凝土襯砌防水。

4)涂料防水。

5)防水砂漿抹面

6)注漿堵水。

7)防止地表水的下滲。

8)有侵蝕性時，采用抗侵蝕性措施。

9)寒冷高海拔地區(qū)，對地下水的處理應(yīng)以堵為主。

2.排水措施1）隧道內(nèi)縱向應(yīng)設(shè)排水溝。2）遇圍巖地下水出露處所，設(shè)豎向盲溝或排水管（槽）、集水鉆孔等予以引排，對于顆粒易流失的圍巖，不宜采用集中疏導(dǎo)排水。3）根在襯砌外設(shè)環(huán)向盲溝、縱向盲溝和隧底排水盲溝、組成完整的排水系統(tǒng)，保證路基不積水。4）當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育，有長期補給來源，洞內(nèi)水量較大時，利用輔助坑道或設(shè)置泄水洞等作為截、排水設(shè)施。5）盲溝—泄水孔—排水溝，其排水過程是：水從圍巖裂隙進入襯砌背后的盲溝，盲溝下接泄水孔水從泄水孔泄出后，進入隧道內(nèi)的縱向排水溝，并經(jīng)縱向排水溝排出洞外。6）在洞口仰坡外緣5m以外，設(shè)置截水天溝。仰坡上可種植草皮、噴抹灰漿或加以鋪砌。7）對洞頂天然溝槽加以整治。8）對洞頂?shù)乇淼南菅?、深坑加以回填，對裂縫進行堵塞。處理隧道地表水時，要有全局觀點，不應(yīng)妨害當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利規(guī)劃，做到因地制宜，一改多利，各方滿意。9）在地表水上游設(shè)截水導(dǎo)流溝，地下水上游設(shè)泄水洞，洞外井點降水或洞內(nèi)井點降水。（山嶺隧道不常用）

1.排水溝『3.6.5▎隧道內(nèi)防排水建筑物單側(cè)、雙側(cè)、中心式三種形式。排水溝的施作，與仰拱混凝土或底板混凝土同時模筑。

2.盲溝

在襯砌與圍巖之間提供過水通道，并使之匯入泄水孔，用于引導(dǎo)較為集中的局部滲流水。(1)彈簧軟管盲溝(2)化學(xué)纖維滲濾布盲溝

1）安裝時，應(yīng)將盲溝與巖壁盡量密貼固定。

2）噴射混凝土?xí)r要注意掌握噴射角度和距離，不要把盲溝沖擊損傷或沖掉，并盡可能將其壓牢或覆蓋。

3）對于未及覆蓋或噴后安設(shè)的盲溝，在模筑襯砌混凝土?xí)r，應(yīng)注意不得使水泥砂漿進入盲溝內(nèi)，以免阻塞通道。

4）注意一定要將盲溝接入泄水孔。若采用模筑后鉆孔泄水，則應(yīng)詳細準(zhǔn)確記錄盲溝位置。

施作盲溝時，應(yīng)注意以下幾點：

3.泄水孔

是設(shè)于襯砌邊墻下部的出水孔道，它將盲溝流出的水直接泄入隧洞內(nèi)的縱向排水溝。

1)

在立邊墻模板時，就安設(shè)泄水管，并特別注意使其里端與盲溝接通，外端穿過模板。泄水管可用鋼管、竹管、塑料管等。這種方法主要用于水量較大時。

2)當(dāng)水量較小時，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。

施作泄水孔時，應(yīng)注意以下幾點：思考題：1、我國隧道工程的治水原則是什么？各有哪些措施？

有砟軌道和無砟軌道2種型式。『3.7.1▎高速鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)『3.7▎鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施

（1）避車洞，分大避車洞和小避車洞兩種。（2）電力及通訊設(shè)施電纜槽、信號繼電器箱和無人增音站洞『3.7.2▎隧道附屬設(shè)施第四章隧道圍巖分級及圍巖壓力『4.1▎巖石的地質(zhì)特征『4.2▎巖體的物理、力學(xué)性質(zhì)『4.3▎隧道圍巖分級隧道工程SUIDAOGONGCHENG『4.4▎圍巖壓力計算4『4.1▎巖石的地質(zhì)特征隧道圍巖:隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖(土)體，叫圍巖。圍巖既指巖體也指土體。隧道圍巖分級作用

①判斷圍巖穩(wěn)定性②判斷施工難易程度，投資依據(jù)③結(jié)構(gòu)分析計算的依據(jù)?！?.1.1▎巖石的物質(zhì)組成

巖石是由具有一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物（含結(jié)晶和非結(jié)晶的）集合體組成的。巖石的力學(xué)性質(zhì)取決于組成巖石的礦物成分及其相對含量。含硬度大的粒柱狀礦物越多時，則巖石強度越高（如石英、長石、角閃石、輝石等）含硬度小的片狀礦物越多時，則巖石強度越低（如云母、綠泥石、蒙脫石和高嶺石等）。常見的硅酸鹽類礦物:長石、輝石、角閃石、橄欖石及云母和粘土礦物等。這類礦物除云母和粘土礦物外，硬度大，呈粒、柱狀晶形。因此，含這類礦物多的巖石如花崗巖、閃長巖及玄武巖等，強度高，抗變形性能好。但在各種風(fēng)化用力下，易風(fēng)化成高嶺石、水云母等。長石輝石角閃石橄欖石云母云母

粘土礦物屬層狀硅酸鹽礦物，有高嶺石、水云母及蒙脫石三類，具薄片狀或鱗片狀構(gòu)造，硬度??；含這類礦物多的巖石如粘土巖、粘土質(zhì)巖，物理力學(xué)性質(zhì)差，并具有不同程度的脹縮性。蒙脫石高嶺石碳酸鹽類礦物是石灰?guī)r和白云巖類的主要造巖礦物。物理力學(xué)性質(zhì)取決于巖石中CaCO3及酸不溶物的含量。CaCO3含量越高，如純灰?guī)r、白云巖等強度高、抗變形和抗風(fēng)化性能都比較好。泥質(zhì)含量高的，力學(xué)性質(zhì)較差，如泥質(zhì)炭巖等。石灰?guī)r白云巖氧化物類礦物以石英最常見，是地殼巖石的主要造巖礦物，呈等軸晶系，硬度大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。石英含量增加，巖石的強度和抗變形性能都明顯增強。石英巖石英巖

巖石的礦物組成與其成因類型密切相關(guān)。

巖漿巖物理力學(xué)性質(zhì)一般都很好。

沉積巖

粗碎屑巖除與碎屑成分有關(guān)外，還取決于膠結(jié)物成分及其類型。細碎屑巖力學(xué)性質(zhì)一般很差。

變質(zhì)巖

淺變質(zhì)力學(xué)性質(zhì)較差。深變質(zhì)力學(xué)性質(zhì)較好?！?.1.2▎巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

巖石結(jié)構(gòu)：巖石內(nèi)礦物顆粒大小、形狀、粒間連接方式等巖石構(gòu)造:礦物集合體之間排列方式，

如沉積巖的微層狀、變質(zhì)巖的片狀。巖石的粒間連結(jié)結(jié)晶連結(jié)膠結(jié)連結(jié)結(jié)晶通過共用原子