隧道工程(第4章)..ppt

《隧道工程》 第4章 隧道平纵横断面设计 邵 鹏 spsyc@ 中国矿业大学力学与建筑工程学院 * 主要内容 隧道平面设计 隧道纵断面设计 隧道横断面设计 主要设计依据 4.1 隧道平面设计 （1）基本要求 1）隧道内的线路宜设计为直线； 2）因地形地质等条件限制必须设计为曲线时，宜用较大 曲线半径，慎用最小曲线半径，并宜将曲线设在洞口附近； 3）隧道内不设置反向曲线 1. 铁路隧道平面设计 4.1 隧道平面设计 （2）曲线隧道的缺点 曲 线 隧 道 建筑限界需加宽，增加工程量和材料消耗 断面是变化的，支护和衬砌尺寸均不一致，技术较复杂 施工测量复杂，精度降低 洞壁对气流的阻力加大，通风条件变坏 增加了维护作业量和难度 列车空气阻力大，运营效率降低 离心力使钢轨磨损加速，养护工作量增加 4.1 隧道平面设计 （3）设置曲线隧道的情况 情况3：施工中，前方有不宜穿过 的不良地质，不得不临时改线绕行 情况1：线路绕行于山嘴时，为避 免直穿隧道过长或便于开辟辅助性 施工横洞时。

情况2：越岭时，由于地形原因， 隧道两端为了转向都要落在曲线上 优选推荐推荐曲线半径， 慎用最小和最大曲线半径 4.1 隧道平面设计 （1）基本要求 1）平面线形：可采用直线和曲线，一般采用直线 2）曲线的设置：宜采用不设超高并能满足视距要求的曲线半径，不 应采用加宽的平曲线 3）超高：需设超高的曲线时，超高值不得大于4% 2. 公路隧道平面设计 4.1 隧道平面设计 （2）高等级公路隧道 高速公路、一级公路的隧 道应设计为上行、下行分 离的两个独立双洞 4.1 隧道平面设计 在地形条件相当困难 ，隧道长度比较短时 ，为保护植被免遭破 坏，可选用连拱隧道 4.2 隧道纵断面设计 坡道形式 坡度大小 坡段长度 坡段联接 1. 铁路隧道纵断面设计 4.2 隧道纵断面设计 紧坡地段的隧道 要争取高程的区段上的隧道 位于越岭隧道两端展线上的隧道 地下水不大的隧道 可以单口掘进的短隧道 长大隧道 越岭隧道 地下水丰富而抽水设备不足的隧道 出碴量很大的隧道 适用于 适用于 （1）坡道形式 单坡型 人字坡型 明线坡度 隧道内坡度 折减原因： （1）洞内车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低； （2）洞内空气阻力增大。

4.2 隧道纵断面设计 （2）坡度大小 什么是允许坡度、限制坡度？ 1）最好不小于列车的长度考虑到长远的发展，坡段长 度最好不小于到发线的长度； 2）当隧道位于两端货物列车以接近计算速度运行的凸形 纵断面分坡平段，允许坡段长度缩短至200m； 3）坡段最小长度为200m 4.2 隧道纵断面设计 （3）坡段长度 1）两个相邻坡段坡度的代数差不应大于重车方向的限坡 值，否则应插入缓和段 2）在变坡点处设置竖曲线的规定（p87） 3）隧道内线路还要检算列车在相应坡段上的行车速度 4.2 隧道纵断面设计 （4）坡段联接 一般宜采用单向坡（单坡）； 地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡（双坡） 只有在跨越江河海湾的水下隧道时才会采用中间低洞口高 度的倒坡 2. 公路隧道纵断面设计 4.2 隧道纵断面设计 （1）纵坡形式 1）不应小于0.3%，一般不应大于3%且控制在2%以下为好 ； 2）受地形等条件限制，高速、一级公路中的中、短隧道 可适当加大，但不宜大于4%；当隧道较长时应小于2.5%； 3）短于100m的隧道纵坡可与隧道外线路指标相同。

尽量 避免采用平坡 控制坡度的主要因素是通风问题 4.2 隧道纵断面设计 （2）坡度大小 隧道内的纵坡变更处均应设置竖曲线，竖曲线半径应尽量 选用大值，以利于行车平顺、通视、通风 纵坡变更的凸形竖曲线和凹曲线的最小半径和最小长度应 符合下表规定半径不宜取到极限值或一般最小值 4.2 隧道纵断面设计 （3）纵坡变更 洞口内外各3s设计速度行程范围的平面线形应一致； 洞口内外各3s设计速度行程范围的纵面线形应一致，有条 件时取5s设计速度行程； 长、特长的双洞隧道，宜在洞口外合适位置设置联络通道 ，以利车辆调头 4.2 隧道纵断面设计 （4）隧道洞外连接线与隧道线形 4.3 隧道橫断面设计 隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间 限界：一种规定的轮廓线，用以保证车辆安全运行 4.3 隧道橫断面设计 4.3 隧道橫断面设计 包围基本建筑限界外部的轮廓线 线路上各种建筑物和设备均不得侵 入的轮廓线（信号、照明、电力） 是机车车辆最外轮廓的限界尺寸 隧道净空衬砌设计 机车车辆限界 基本建筑限界 建筑限界 1. 铁路隧道建筑限界及净空 （1）隧道限界 4.3 隧道橫断面设计 4.3 隧道橫断面设计 隧道净空 除满足限界要求外 ，还要考虑避让等 安全空间、救援通 道及技术作业空间 ，以及结构受理合 理、施工方便等 （2）隧道净空 1）单线曲线隧道 （3） 铁路曲线隧道净空加宽 4.3 隧道橫断面设计 加宽原因之一 4.3 隧道橫断面设计 加宽值 加宽原因之二 内侧加宽 ： 外侧加宽 ： 总加宽量 ： 2）双线曲线隧道 双线曲线隧道加宽值W3： 外侧线路外轨超高大于 内侧线路外轨超高时为 其他情况为 4.3 隧道橫断面设计 3）隧道中心与轨道中心偏移量 单线隧道 双线隧道时， 内侧线路 外侧线路 时速200km/h以上的曲线隧道加宽量 4.3 隧道橫断面设计 4）曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法 4.3 隧道橫断面设计 （1）公路隧道建筑限界的组成和规定 4.3 隧道橫断面设计 2. 公路隧道建筑限界及净空 4.3 隧道橫断面设计 各级公路隧道建筑限界应按上表执行并符合以下规定： 1）建筑限界高度：高速、一级和二级公路取5.0m，三、四级取4.5m ； 2）余宽：当设置检修道或人行道时，不设余宽；不设检修道或人行 道时，应设不小于25cm的余宽； 3）路面横坡：当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交 通时，可取双面坡。

坡度一般可采用1.5%~2.0%； 4）当路面采用单面坡时，建筑限界底边与路面重合；采用双面坡时 ，建筑限界底边应置于路面最高处； 5）单车道四级公路的隧道应按双车道四级公路标准修建 4.3 隧道橫断面设计 （2）公路隧道的净空 是指隧道衬砌的内轮廓所包围的空间，除包括公路建筑限 界外，还包括通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运 营管理设备等附属设备所需要的空间，以及富余量和施工允许 误差 4.3 隧道橫断面设计 1）紧急停车带 超过2km的长、特长隧道应 在行车方向右侧间隔150m~750m 设置紧急停车带 超过10km的特长隧道，还应 设置可供大型车辆使用的U型回 车场交通量大的城市隧道，路 面宽度最小推荐为8~8.5m （3） 公路隧道紧急停车带和曲线加宽 4.3 隧道橫断面设计 2）曲线加宽 隧道位于平曲线半径≤250m的地段，应在曲线内侧加宽； 双车道路面的加宽值如下表所示； 单车道路面加宽按下表所列数值的二分之一采用 4.3 隧道橫断面设计 3. 隧道衬砌断面的初步拟定 4.3 隧道橫断面设计 隧道净空 内轮廓 结构轴线 截面厚度 初步拟定 4.1 隧道平面设计 。