新奧法隧道結構設計隧道工程總體設計

1、3.23.33.43隧道總體設計隧道的幾何設計襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬走 道路隧道勘測設計文件的內(nèi)容和組成3.1隧道選址1、公路隧道選址的基本原則:(1) 必須與公路總體設計相協(xié)調(diào)適應(交通量、公路等級等)(2) 隧道位置應選擇在穩(wěn)定的地層中；G)越嶺隧道應進行較大范圍的方案選擇,進行全面的技術、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，其位置宜向山側內(nèi)移，避免一側洞壁 過薄產(chǎn)生偏壓；(5)選擇隧道位置時z應注意洞口位置和有關工程的處理z 般宜采取早進洞,晚出洞原則(多暗挖,少明挖, 曲匙宙施工原則)。八八2、隧道方案與自然條件的關系當?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)與水文地質(zhì)條件、地形地貌條件、氣象

2、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。根據(jù)隧道軸線與地形的關系，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。3、越嶺隧道的選址越嶺隧道的位置主要以選擇圾口和確定隧道高程為主 要依據(jù)。(1) 越嶺隧道平面位置的選擇采用直線或大半徑曲線為好；優(yōu)選考慮在路線總方向上或其附近的低t亞口展線好, 隧道較短；雖遠離線路總方向，但t亞口兩側有良好的展線條件； 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的t亞口。盡可能把隧道埋于較好的地層中;洞口位置處于較好的水文地質(zhì)、工

3、程地質(zhì)處，便于施工場地的布 設；寒冷地區(qū),隧道宜設在多年凍土上限和多年積雪線標高以下,以 保持施工和運營安全;隧道條件應考慮施工期限和施工技術條件;考慮遠景規(guī)劃,在不多增加工程造價的情況下，宜盡可能的把標 高降低一些。趣嶺方案的選擇以選擇越嶺城口為重點,從而解決越嶺SL口、隧道高程和函側展線這三個既相互聯(lián)系又相互制約的問題。4、傍山隧道選址為改善線形、提高車速.縮短里程、節(jié)省時間,常修建傍山隧道。傍山隧道一般埋藏較淺,容易造成各種病害;山坡亦常有滑坡， 松散堆積，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復雜。選擇傍山隧道時應注意:(1)傍山隧道的洞身覆蓋厚度問題。為保持山體穩(wěn)定和避免偏壓 產(chǎn)生，隧道

4、位置宜往山體內(nèi)側靠一寧里勿外傍山隧道最小覆蓋層厚度t(m)圍巖類別最小覆蓋層厚度(m)單線雙線IV4679ffl7-1010-15n11-2016-30(2 )要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響,如圖所示。(3) 應考慮施工便道設置和既有公路的位置,應注意既有公 路邊坡的可能坍塌和施工便道對洞身穩(wěn)定的影響。如圖所示。(4) 線路沿山繞行應與直穿山體的隧道方案進行比較。河岸受沖刷對洞身位置影響示意圖道路對洞身穩(wěn)定的影響示意圖5、不良地質(zhì)地段隧道位置的選擇研究地質(zhì)條件的重要性:不論是沿河(溪)線還是越嶺線,地 質(zhì)條件對隧道位置的選擇往往起決定性作用。好的地層,對施工和 營運均有利，亦可節(jié)省投資;

5、對巖性不好的地層、斷層破碎帶、含 水層等不良地段應避免穿越。若不能繞避而必須通過時,應采取可 靠的工程處理措施，以確保隧道施工及營運安全。常見不良地質(zhì)條件有滑坡、崩坍、松散堆積、泥石流、巖溶及含 鹽、含煤、地下水發(fā)育等地質(zhì)條件。(1).滑坡、錯落13111311滑坡、錯落對隧道的危害很大,在隧道通過滑坡地區(qū)時,必須查 明滑坡類型范圍、深度、滑動方向等。一般應避開滑坡體或錯動體, 或在可能滑動面以下一定深度通過。如圖所示。.松散堆積層堆積層常處在暫時穩(wěn)定狀態(tài)。一旦擾動,穩(wěn)定即會喪失而造成 崩坍。在這種地質(zhì)條件下隧道應避開不穩(wěn)定、松散的堆積層，使 洞身處于基巖中,并具有足夠的安全厚度。如圖甲的位置

6、上。(3)、泥石流隧道通過泥石流地段時,應結合地質(zhì)情況考慮泥石流溝的改 道和最大下切深度,確保洞口和洞身的安全。隧道洞頂距基巖面 或最大下切面要有一定的覆蓋厚度,如圖(b)乙的位置隧道洞口應避開泥石流溝及泥石流可能擴展的范圍。有困難時，可修建 一段明洞，使泥石流在明洞頂通過。(a)W隧道通過泥石流時的位置選擇示意圖6、隧道洞口位置的選擇洞口位置選擇好壞,將直接影響隧道施工、造價、工期和運營 安全。選擇時要結合洞口的地形，地質(zhì)條件、施工、運營條件以及 洞口的相關工程(橋涵、通風設施等)綜合考慮。(1)洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應設在山體穩(wěn)定, 地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長不宜短

7、，應早進洞，晚 出洞，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。(2)洞口不宜設在溝谷低洼處和匯水溝處,般宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側有足夠?qū)挾鹊纳阶焯?如圖中的B線。(3)當洞口處為懸崖陡壁時,根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁(見圖)或 采用接長明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外35m處，見圖貼壁迸洞時洞口縱斷面示意圖緩坡洞口縱斷面示意圖(4) 洞口地形平緩時,一般也應早進洞晚出洞。這時洞口位置選擇余 地較大,應結合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定(見 圖)。需要時可接長明洞,以確保施工和運營安全。(5) 考慮洞口邊仰坡不致開挖過高和洞口段襯砌結構受力,洞口位 置宜與地形等高線大體上正交見圖G)。道

8、路隧道一般不宜設計斜交 洞門，見圖(b)。若為斜交時,應盡可能加大斜交角度(一般不小于450 ),或采取工程措施,以降低垂直等高線方向的開挖高度。5. OB公路隧道橫斷面示意圖（尺寸單位:m）4. 隧道接線(1)、隧道洞口的連接線平面及斷面線形應與隧道線形 相配合Z應保證有足夠的視距和行駛安全；、隧道兩端平面線形與路線線形相一致必須有一 定的連接線長度過渡(其規(guī)定如表所示);G)、隧道兩端的接線縱坡應有一段距離與隧道縱坡保持一致,以滿足設置豎曲線和保證各級公路停車或會 車視距的要求;(4)、當隧道凈寬大于所在公路的路基寬度時z兩端接線應有不短于50m的同隧道等寬的加寬段,并設計過 渡段加以銜接

9、。3.3襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬定什么是隧道襯砌(Lining) ?它是一種超靜定支護結構,是隧道的主體建筑物1.襯砌斷面設計:主要解決內(nèi)輪廓線,軸線和厚度三個問題。.內(nèi)輪廓線設計原則:襯砌的內(nèi)輪廓線應盡可能地接近建筑限界, 力求開挖和襯砌的數(shù)量最小。襯砌內(nèi)表面力求平順Z還 應考慮襯砌施工的簡便。(2).隧道襯砌斷面的軸線：應當盡量與斷面壓力曲線重合，使各截面主要承受壓應力。、當襯砌受徑向分布的水壓時,軸線以形最好；、主要承受豎向壓力或同時承受不大的水平側壓力時,可采用三心圓拱和直墻式襯砌； 墻式襯砌;、當承受豎向壓力和較大側壓力時,宜采用五心 III、當有沉陷可能和受底壓力時，宜加設仰拱的曲

10、墻式 襯砌。(3).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。根據(jù)以往經(jīng)驗,拱圈可以采取等 截面z也可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。截面最小厚度(cm )建筑材料種類隧道和明洞襯砌洞門端墻、翼墻 和洞口擋土墻拱圈邊墻仰拱混凝土20202030片石混凝土505050漿砌粗料石或混凝土塊303030漿砌塊石3030漿砌片石50505.襯砌斷面:(1).襯砌斷面的形狀(主要有)直墻式圓弧拱;三心拱；單圓拱。(2).襯砌斷面的輪廓線襯砌內(nèi)輪廓線:襯砌外輪廓線:實際開挖線:隧道斷面輪廓線

11、6.公踣隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法確定建筑限界;(2)確定弧形;G)計算驗證.調(diào)整。即：計算內(nèi)力臉算強度(安全量滿足初步擬定結構形狀和尺寸可采用經(jīng)驗類比法,考察的因 素有：(1).內(nèi)輪廓選定凈空形狀原則：緊貼限界,襯砌表面平順圓滑。(2).結構軸線一由象出進行計算的幾何形狀隧道襯砌是一種受壓結構,結構的軸線盡可能的符合荷 載作用下的壓力線。.截面厚度一檢算強度要求設計的截面厚度具有足夠的強度,同時襯砌的最小 厚度應滿足施工要求。3.4道路隧道勘測設計文件的內(nèi)容和組成道路隧道勘測設計的成果是相應的設計文件,應按交通部頒發(fā)的公路基本建設工程設計文件編制辦法和公路隧道勘測規(guī)程的要求進行。定測結束后應提岀

12、隧道勘測說明書，其內(nèi)容如下:1、沿線隧道概況及自然概況;2、工程地質(zhì)（包括地震烈度資料）及水文地質(zhì)情況；3、氣象、環(huán)境和有關政策法令情況；4、施工條件；5、隧道方案（2個或2個以上）的比選情況和在設計中應注 意的事項；6、對運營通風、運營照明和防排水方式的選擇建議；7、存在問題及解決辦法的建議,有關協(xié)議、紀要等；&隧道線路方案平面圖；9、隧道線路地質(zhì)平面圖，圖中應繪出推薦方案。10、隧道縱斷面圖;11、隧道洞口地形平面圖；12、洞口縱、橫斷面圖；13、輔助坑道及運營通風道工程所需地形z縱橫斷面圖14、明洞縱橫斷面圖：對于長大隧道（2000m以上）和地質(zhì)復雜的隧道等,還應 分工點編寫隧道工點說明。主要內(nèi)容是:1、隧道位置的選定情況和選定洞口的意見；2、地形、地貌、植被情況以及地質(zhì)、水文地質(zhì)簡況；3、洞身、洞口的特殊問題，以及有關工程的處理措施和 意見；4、場地布置、便道引入、棄渣處理及利用情況和意見5、輔助坑道和運營通風的選定和設置意見；施工設計中的注意事項；較長隧道的施工圖設計一般應包括:1、隧道平面圖；2、隧道縱斷面圖；3、隧道進口（出口）縱橫斷面圖；