隧道工程设计指导书.docx

《隧道工程》课程设计指导书1设计原则11路隧道的规划与设计过程中，应认真贯彻落实“安全、舒适、和谐、美观、耐久”的公路建 设新理念，充分发挥隧道功能.1.2隧道设计应有完整的调查及勘察资料1.3 隧道主体结构必须按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；建成的隧道应能 适应长期营运的需要，方便维修作业.1.4隧道支护衬砌设计应体现动态设计与信息化施工的思想15隧道应进行专门的防排水设计，并使洞内、洞口与洞外形成完整的防排水系统 6公路隧道营运管理设施应遵照安全、实用、高效、经济的原则进行设计当近期与远期系统配置差异较大时，可根据交通量构成及其增长情况等统筹规划、一次设计、分期实施通 风系统的土建工程一般不宜采用分期实施1.7隧道应尽可能选择抗震有利地带通过，避开地震危险地带及抗震不利地带，设计应达到“小 震不坏，中震可修，大震不垮”的目标1.8 隧道设计应贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地推广新技术、新材料、新设备、新工艺1.9 隧道设计必须符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求，应尽量保护原有植被，妥善处理隧道弃渣、废水、废气和噪声等问题1.10对大于1000米的隧道，宜采用上下行双洞布设，以利行车安全。

1.11隧道设计应满足现行《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)的要求2总体设计2 1 隧道位置的选择1 隧道位置的选择应根据路线总体规划、交通运输条件及周边环境和地形变化条件确定；2 隧道位置应选择在地质构造简单,岩性较好的稳固地层中通过尽量避免通过断层、崩塌、 滑坡、溶洞、陷穴以及偏压显著、地下水丰富、富煤区和高瓦斯地带等地质不良地段当绕避有困难 时，应采取必要的工程处治措施；图2.1-1为某隧道岩溶地段的特大涌水病害，造成工程费用增加 和工期延误；图 2.1-13隧道位置选择时，应重视洞口位置的选定，洞口的中线宜与地形等高线接近垂直.如不能满 足上述要求，要尽量以大角度斜交进洞，尽量避免与等高线平行进洞；洞口位置应避开峭壁、沟谷、 山凹的中心，尽量在凸出的山坡附近进洞图2.1-2为典型的沟谷底部进洞，造成了支护数量大、 施工困难和洞口接线边坡高度大的缺点；图 2.1-24隧道应遵循“早进洞、晚出洞”的原则，不得大挖大刷，确保边坡及仰坡的稳定，当洞口 开挖不可避免时应确保隧道洞口的边坡及仰坡的稳定，边坡及仰坡的设计开挖最大高度可按表21-1 控制1—1 洞口边、仰坡控制高度（m）围岩分级边、仰坡坡率控制高度W1:0.75151:1181： 1.2520V1:1.25151： 1。

518注：① 洞口边、仰坡高度指路面设计标高至边、仰坡顶的高度② 对于II级及其以上围岩，只要边仰坡安全能够得到保证，对其边坡高度要求可适当放宽；对于V级及 其以下的围岩，尽管边仰坡安全能够基本保证，但在设计过程中也应尽可能降低其高度③ 本表主要针对双车道隧道垭口的选定是越岭隧道方案的重要控制点.一般以路线顺直、隧道长度最短的垭口作为越岭隧 道方案比选的基础,同时应仔细分析垭口的工程地质和水文地质情况，避免隧道在严重不良地质垭口 通过沿河、傍山隧道的位置选择应拱肩覆盖层过薄，隧道位置一般宜向山侧内移一般地质情 况下隧道拱肩最小覆盖厚度（t）不得小于表2的数值如图3所示的傍山隧道，右拱肩覆盖层薄给 设计和施工带来了较大的困难，增加了工程造价和不安全因素；图 2.1-3表21-2 隧道拱肩最小覆盖厚度表围岩分级T (m)备注1： 11:1.51:2.01： 2.5III55IV （石质）866IV （土质）151299V27242118注：①t值指隧道外侧拱肩至地面的地层最小厚度；② 表列数值应扣除表面腐值覆盖层厚度；③ 表列数值适用于双车道隧道；④ W级围岩的t值应通过分析计算后确定7. 濒临水库地区的隧道，洞口路肩设计高程应高出水库计算洪水位（含浪高和壅水高）不小于0。

5m，同时应注意水的长期浸泡造成库壁坍塌对隧道稳定的不利影响，并采取相应的工程措施;表21-3 隧道设计水位的洪水频率标准隧道类别公路等级一级公路二级公路三级公路四级公路超长、特长隧道1/1001/1001/501/50长隧道1/1001/501/501/25中、短、超短隧道1/1001/501/251/258. 隧道洞口位置应根据地形、地质、水文条件，结合环境、洞外有关工程、施工条件、运营等 要求，通过经济、技术比较确定 在桥隧紧接的情况下，应综合考虑洞口与桥跨布局、结构处理的整体性，避免桥隧工程施工相 互干扰；图2.1—4为桥隧紧接的工程实例图 2.1-42.2 隧道平纵线形1隧道的平面线形布设应考虑地质、地形、路线走向等因素的影响隧道内不宜采用设超高的 平曲线；当由于特殊条件限制，隧道平曲线设计为需设超高的曲线时，其超高值不大于3%,同时满 足视距要求表2.2-1不设超高的圆曲线最小半径(m)设计速度(km/h) 路拱8060403020<2.0%25001500600350150>20%335019008004502002 隧道洞口内外各3S长度范围内平面形应保持一致,以利行车安全；3。

对洞身大部分位于直线段的长隧道，行车方向出口段需设置平曲线时，宜采用不设超高的平 曲线，且偏角应大于7°；4 隧道内应尽量设置缓坡，但隧道内最小纵坡不应小于0.5%对大于2000米的隧道最大纵 坡最好控制2%以下，中、短隧道最大纵坡一般应控制在3%以下,在特别困难的条件下可适当放宽, 但不应大于5%；短于100m的隧道，纵坡与隧道外路线的纵坡要求相同隧道纵坡纵线形设计中宜避免凹形曲线，所用凸形曲线的半径应满足停车视距的要求;表22-2 洞口视觉所需的最小竖曲线半径设计速度（km/h）8060凸形竖曲线半径（m）1200090006. 隧道内一般宜采用单向坡，地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向人字坡7. 隧道两端洞口接线纵坡不宜大于5%，过大的洞口接线纵坡会影响洞口段行车的舒适性和安 全性.2.3 隧道内轮廓设计1. 公路隧道的建筑限界不仅应满足汽车行驶的需要，还应充分考虑汽车行驶的安全、快捷舒适 和防灾等因素在建筑限界内不得有任何部件（包括通风、照明、安全、监控和内装饰等附属设施） 侵入；各级公路隧道建筑限界如图3.2-1所示，各级公路隧道建筑限界基本宽度按表3.2—1执行， 并应符合以下规定：图3.2-1公路隧道建筑限界（单位：cm）H _OSZOSZH-建筑限界高度；W-行车道宽度；Ll一左侧侧向宽度；LR-右侧侧向宽度；C-余宽；J-检修道宽度；R一人行道宽度；h-检修道或人行道高度;el—建筑限界左顶角宽度，EL=LL； er—建筑限界右顶角宽度，当LRWlm 时，ER = LR，当 LR〉1m 时，ER=1m.表3。

2—1公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度（单位:m）公路等级设计速度（km/h）车道宽度W侧向宽度l余宽C人行道R检修道J隧道建筑限界净宽左侧Ll右侧Lr左侧右侧设检修 道设人行道不设检修 道、人行道603.50X20500.750.250750.75975二级公路三级公路四级公路80375 X20.750750.251.0011.00603.50X200010.0040350X20250.250250.759.0030325 X20250.250257.25203.00X20.500257.002. 建筑限界高度：二级公路取0m；三、四级公路取43. 隧道建筑限界设计时，应依据现行《公路工程技术标准》，综合考虑技术经济因素确定余宽4. 当为单向交通时，隧道路面宜采用单面坡，建筑限界底边线与路面重合；当为双向交通时， 隧道路面宜采用双面坡，建筑限界底边线应水平置于路面最高处隧道路面横坡一般可采用10%，当隧道处于曲线路段时，路面横坡应符合超高设置有关规定5. 考虑到单车道隧道的通行能力、交通安全及改扩建等问题，单车道四级公路的隧道宜按双车 道四级公路的标准修建6. 隧道内轮廓设计除应符合隧道建筑限界的要求外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需 要，并为通风、照明、消防、监控、营运管理等设施提供安装空间，同时为衬砌变形及施工误差预 留适当的富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。

隧道内轮廓一般情况如 图 2.3—2.7. 各级公路隧道在设计内轮廓时，应考虑轮廓几何尺寸的受力合理性和工程造价的经济性，尽 量采用曲墙单心圆拱和合理组合半径的曲墙三心圆拱；8. 主洞内轮廓（指未装饰的二衬表面）与行车限界之间应留有最小不少于10cm的间隙，行车、行人横洞的内轮廓与行车（行人）限界之间应留有最小不少于5cm的间隙，以供洞内装饰和用作施工误差补偿；9. 隧道仰拱矢跨比的取值应考虑隧道洞身的围岩条件，支护结构承压情况，一般情况下可采用 1/8、1/10、1/12，建议通常采用 1/10；10. 仰拱与边墙间应采用圆弧连接以改善岩（土）层、初支、二衬的受力，圆弧半径不应小于10米，并尽量采用较大的半径，如15米、2.0米等；11. 同一项目中隧道内轮廓尺寸应能满足隧道洞内路面所有的超高值，避免因超高不同而设计 不同内轮廓尺寸的情况；3 洞口段设计3.1隧道进出洞口采用早进晚出的原则尽量采用“零仰坡"设计，若条件限制，无法采用“零仰 坡〃进洞设计时，仰坡高度不宜超过3米；图3°1（a）过度的开挖，不仅破坏了自然景观同 时也给洞口的稳定带来隐患；图3.1 （b） “零仰坡〃很好地与自然环境相结合；a b图3.13.2 成洞面及其仰坡坡率应结合洞口地质情况确定，在确保成洞面稳定情况下，成洞面坡率宜为 1:0。

25，成洞面仰坡刷坡坡率宜为0.5~0.75；3.3当地形等高线与洞轴斜交，斜交角度大于15度，应针对不同斜交角度采用斜交成洞开挖，斜 交角不宜大于45度；但洞门应采用正交若工程量较大，行车方向出洞口可设计斜交洞门；3.4 洞口围岩级别为V、W类围岩斜交进洞时，应采取斜交正做（虚拟棚洞）的方式进洞，即:套拱 做成梯形套拱，钢支撑采用正交布设当斜交角度较大时，套拱宜分成二次施工，即：先施 工一段斜套拱（一般为2米）作为管棚导向架，再施工大管棚注浆，最后施工套拱的梯形段 （作为虚拟棚洞）5当成洞面斜交角大于30°时,设计中应进行洞口套拱稳定分析；3.6 成洞面喷射混凝土的标号应不低于C20；成洞面采用喷射砼防护时，应设置2mX2m间距的祖10cm的泄水孔7洞门形式的选择条件:。