第二章_隧道工程勘測(cè)設(shè)計(jì)

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 本章的學(xué)習(xí)要求：本章的學(xué)習(xí)要求：（5 5）了解隧道設(shè)計(jì)文件的組成要求。）了解隧道設(shè)計(jì)文件的組成要求。（1 1）掌握公路隧道選址的原則和方法；）掌握公路隧道選址的原則和方法；（2 2）掌握隧道洞口位置選擇的原則和方法；）掌握隧道洞口位置選擇的原則和方法；（3 3）掌握隧道平面和縱斷面設(shè)計(jì)的要求；）掌握隧道平面和縱斷面設(shè)計(jì)的要求；（4 4）掌握隧道橫面設(shè)計(jì)的要求和方法；）掌握隧道橫面設(shè)計(jì)的要求和方法；u按地形條件和地質(zhì)條件按地形條件和地質(zhì)條件u按線路類別進(jìn)行選擇按線路類別進(jìn)行選擇通過高程障礙通過平面障礙單斜構(gòu)造與隧道位置的選擇褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇斷裂構(gòu)

2、造，接觸帶與隧道位置的選擇不良地質(zhì)的影響不良水文地質(zhì)的影響地形條件地質(zhì)條件越嶺線上隧道位置的選擇河谷線上隧道位置的選擇u正交進(jìn)山、早進(jìn)晚出、處穩(wěn)避險(xiǎn)正交進(jìn)山、早進(jìn)晚出、處穩(wěn)避險(xiǎn)u減少擾動(dòng)、讓水高水、和諧自然減少擾動(dòng)、讓水高水、和諧自然主要內(nèi)容1.1 1.1 隧道工程勘測(cè)隧道工程勘測(cè)1.2 1.2 隧道位置選擇隧道位置選擇1.3 1.3 隧道洞口位置隧道洞口位置1.4 1.4 隧道線路設(shè)計(jì)隧道線路設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 隧道工程的勘測(cè)隧道工程的勘測(cè)1.制定勘測(cè)計(jì)劃制定勘測(cè)計(jì)劃3.勘測(cè)資料應(yīng)完備勘測(cè)資料應(yīng)完備2.勘測(cè)的兩個(gè)階段勘測(cè)的兩個(gè)階段4.評(píng)價(jià)隧道工程對(duì)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)隧道工程對(duì)環(huán)境的影響既有資料的收

3、集和調(diào)查既有資料的收集和調(diào)查地質(zhì)勘察地質(zhì)勘察環(huán)境調(diào)查環(huán)境調(diào)查施工條件調(diào)查施工條件調(diào)查環(huán)評(píng)越來越重要！環(huán)評(píng)越來越重要！設(shè)計(jì)階段勘測(cè)設(shè)計(jì)階段勘測(cè)施工階段勘測(cè)施工階段勘測(cè)生態(tài)生態(tài)環(huán)境環(huán)境盡可能齊全、準(zhǔn)確盡可能齊全、準(zhǔn)確有益補(bǔ)充有益補(bǔ)充一、隧道勘測(cè)的內(nèi)容與步驟一、隧道勘測(cè)的內(nèi)容與步驟l自然概況自然概況 1.隧道工程調(diào)查的內(nèi)容隧道工程調(diào)查的內(nèi)容l工程地質(zhì)特征工程地質(zhì)特征 l水文地質(zhì)特征水文地質(zhì)特征 l不良地質(zhì)地段不良地質(zhì)地段l地震基本烈度等級(jí)地震基本烈度等級(jí) l氣象資料氣象資料 l施工條件施工條件地形地貌等自然地理特征地形地貌等自然地理特征 地層、巖性、構(gòu)造、圍巖及其與隧道的關(guān)系地層、巖性、構(gòu)造、圍巖及

4、其與隧道的關(guān)系 地下水類型、水位、分布、透水情況、補(bǔ)給情況等地下水類型、水位、分布、透水情況、補(bǔ)給情況等特殊巖土地段的類型、規(guī)模、成因及對(duì)隧道的影響特殊巖土地段的類型、規(guī)模、成因及對(duì)隧道的影響氣溫、氣壓、風(fēng)、溫、濕度、降水、凍融情況等氣溫、氣壓、風(fēng)、溫、濕度、降水、凍融情況等水電、周邊環(huán)境、交通、建筑物、地下管線、場(chǎng)地、水電、周邊環(huán)境、交通、建筑物、地下管線、場(chǎng)地、環(huán)境保護(hù)要求等環(huán)境保護(hù)要求等歷史地震對(duì)建筑物的損毀情況、自然破壞等歷史地震對(duì)建筑物的損毀情況、自然破壞等二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪2.隧道工程測(cè)繪遵守的規(guī)定隧道工程測(cè)繪遵守的規(guī)定u搜集或測(cè)繪搜集或測(cè)繪地形圖，縱

5、斷面圖、橫斷面圖地形圖，縱斷面圖、橫斷面圖u圖紙內(nèi)容需反映隧道所在地的圖紙內(nèi)容需反映隧道所在地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況情況u設(shè)置必要的設(shè)置必要的平面控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)平面控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)隧道洞口和輔助坑道隧道洞口和輔助坑道口的附近口的附近u 測(cè)繪資料符合規(guī)定的精度要求測(cè)繪資料符合規(guī)定的精度要求u隧道線路方案平面圖隧道線路方案平面圖u隧道線路平面圖隧道線路平面圖u隧道洞口平面圖隧道洞口平面圖u隧道縱斷面圖隧道縱斷面圖u合理的比例尺合理的比例尺u表達(dá)和反映的內(nèi)容表達(dá)和反映的內(nèi)容二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪u特點(diǎn)特點(diǎn): 地質(zhì)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)因素多、施工難度大地質(zhì)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)因素多、施工難度大u大面積

6、的區(qū)域性工程地質(zhì)調(diào)查、測(cè)繪大面積的區(qū)域性工程地質(zhì)調(diào)查、測(cè)繪u加強(qiáng)地質(zhì)勘探和試驗(yàn)工作加強(qiáng)地質(zhì)勘探和試驗(yàn)工作u查明區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件；查明區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件；u當(dāng)?shù)叵滤畬?duì)隧道影響較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地下水的動(dòng)態(tài)勘測(cè)當(dāng)?shù)叵滤畬?duì)隧道影響較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地下水的動(dòng)態(tài)勘測(cè) u開挖試驗(yàn)坑道開挖試驗(yàn)坑道u勘探坑道勘探坑道3.長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧道和地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道的調(diào)查長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧道和地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道的調(diào)查二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪u采用測(cè)繪、彈性波勘測(cè)、遙感、鉆孔、試驗(yàn)坑道等方法采用測(cè)繪、彈性波勘測(cè)、遙感、鉆孔、試驗(yàn)坑道等方法4.設(shè)計(jì)階段地質(zhì)調(diào)查設(shè)計(jì)階段地質(zhì)調(diào)查u地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地

7、下水等地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地下水等u預(yù)測(cè)和解決施工中遇到的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)問題預(yù)測(cè)和解決施工中遇到的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)問題u為驗(yàn)證修改設(shè)計(jì)提供依據(jù)為驗(yàn)證修改設(shè)計(jì)提供依據(jù)5.施工階段地質(zhì)調(diào)查施工階段地質(zhì)調(diào)查u施工中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)非常重要！施工中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)非常重要！u是現(xiàn)代隧道施工技術(shù)的一個(gè)重要方面！是現(xiàn)代隧道施工技術(shù)的一個(gè)重要方面！二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪u 圍巖自穩(wěn)性圍巖自穩(wěn)性u(píng) 隧道涌水量、涌水壓力、突然涌水等隧道涌水量、涌水壓力、突然涌水等u 巖土膨脹壓力巖土膨脹壓力u 滑坡、偏壓滑坡、偏壓u 圍巖狀態(tài)和土壓特性圍巖狀態(tài)和土壓特性u(píng) 高地應(yīng)力區(qū)應(yīng)力場(chǎng)高地應(yīng)力區(qū)應(yīng)力場(chǎng)u 瓦斯、巖溶、及人為

8、坑洞等瓦斯、巖溶、及人為坑洞等6.工程評(píng)價(jià)及處理措施工程評(píng)價(jià)及處理措施針對(duì)以下問題：針對(duì)以下問題：二、調(diào)查測(cè)繪二、調(diào)查測(cè)繪u圍巖級(jí)別？圍巖級(jí)別？u判斷圍巖級(jí)別是決策隧道設(shè)計(jì)、施工中各種問題的基礎(chǔ)判斷圍巖級(jí)別是決策隧道設(shè)計(jì)、施工中各種問題的基礎(chǔ)u圍巖級(jí)別的判定是按設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)階段進(jìn)行圍巖級(jí)別的判定是按設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)階段進(jìn)行u施工階段可根據(jù)已暴露的圍巖條件判定圍巖級(jí)別，是對(duì)設(shè)施工階段可根據(jù)已暴露的圍巖條件判定圍巖級(jí)別，是對(duì)設(shè)計(jì)階段的預(yù)判斷進(jìn)行修正，是客觀、可靠、可信的判斷計(jì)階段的預(yù)判斷進(jìn)行修正，是客觀、可靠、可信的判斷 7.圍巖分級(jí)圍巖分級(jí)第二節(jié)第二節(jié) 隧道位置的選擇隧道位置的選擇選擇合理的選擇

9、合理的隧道位置隧道位置u是選線是選線的重要組成部分的重要組成部分u關(guān)系施工難易、工期長(zhǎng)短、造價(jià)大小、運(yùn)營(yíng)安全和運(yùn)輸效率關(guān)系施工難易、工期長(zhǎng)短、造價(jià)大小、運(yùn)營(yíng)安全和運(yùn)輸效率u隧道位置選擇的重要性隧道位置選擇的重要性 u選擇隧道位置時(shí)考慮的主要因素選擇隧道位置時(shí)考慮的主要因素（1）社會(huì)條件：政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、對(duì)自然環(huán)境的影響。）社會(huì)條件：政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、對(duì)自然環(huán)境的影響。（2）自然條件：工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形、地貌等。）自然條件：工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形、地貌等。主導(dǎo)因素：主導(dǎo)因素：u 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，因?yàn)樗刂浦€路方案的取舍和，因?yàn)樗刂浦€路方案的取

10、舍和隧道位置的選擇隧道位置的選擇 。u 地形條件地形條件也是選定隧道位置的重要條件之一。也是選定隧道位置的重要條件之一。較高的埡口較低的埡口山嶺（褶多山）什么叫做埡口？選擇的埡口路線總方向埡口什么叫做埡口？如何選擇埡口？什么叫做埡口？路線總方向上的埡口路線總方向上的埡口地質(zhì)條件地質(zhì)條件隧道長(zhǎng)度隧道長(zhǎng)度兩側(cè)展線難易程度兩側(cè)展線難易程度工程量大小工程量大小路、橋、隧總體線形路、橋、隧總體線形優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡優(yōu)先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口口，此時(shí)埡口在兩側(cè)具備有良好展線的橫坡，此時(shí)埡口在兩側(cè)具備有良好展線的橫坡時(shí)，一般越嶺隧道較短。時(shí)，一般越嶺隧道較短。埡口位置的選擇一般

11、可利用小比例尺地形圖、航埡口位置的選擇一般可利用小比例尺地形圖、航空照片、衛(wèi)星照片等。根據(jù)線路的總方向和克服空照片、衛(wèi)星照片等。根據(jù)線路的總方向和克服越嶺高程的不同要求在較大范圍內(nèi)選線，尋求可越嶺高程的不同要求在較大范圍內(nèi)選線，尋求可供越嶺的幾個(gè)埡口位置的比選。比選時(shí)應(yīng)考慮以供越嶺的幾個(gè)埡口位置的比選。比選時(shí)應(yīng)考慮以下原則：下原則：工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。 隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標(biāo)高相隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標(biāo)高相差不多，并且兩邊河谷平面位置接近處。差不多，并且兩邊河谷平面位置接近處。雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好雖遠(yuǎn)離線路總方向，

12、但埡口兩側(cè)有良好的展線條件，又不損失越嶺高程的埡口。的展線條件，又不損失越嶺高程的埡口。 經(jīng)隧道長(zhǎng)度、施工難度、運(yùn)營(yíng)條件等綜合經(jīng)隧道長(zhǎng)度、施工難度、運(yùn)營(yíng)條件等綜合比選多個(gè)方案，最后確定最佳方案。比選多個(gè)方案，最后確定最佳方案。秦嶺隧道平面位置的方案比選20.66km17.28km19.40km19.00km18.4km15.40kmF1F3F4F5F2沙木拉打越嶺長(zhǎng)隧道的選擇沙木拉打越嶺長(zhǎng)隧道的選擇 低標(biāo)高隧道則與之相反，施工難度增加，施工期低標(biāo)高隧道則與之相反，施工難度增加，施工期較長(zhǎng)。因此，在選擇越嶺隧道標(biāo)高時(shí)，考慮運(yùn)營(yíng)條件較長(zhǎng)。因此，在選擇越嶺隧道標(biāo)高時(shí)，考慮運(yùn)營(yíng)條件的改善和通過能力的提

13、高，宜采用低標(biāo)高方案，的改善和通過能力的提高，宜采用低標(biāo)高方案，但必但必須進(jìn)行地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)等多種因素綜須進(jìn)行地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)等多種因素綜合比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。合比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。不同標(biāo)高位置選擇穿越婁山山脈分水嶺的越嶺隧道選線實(shí)例涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)4270m馬鞍山方案馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)越嶺隧道長(zhǎng)2810m雷神坡方案雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)越嶺隧道長(zhǎng)3490m涼風(fēng)埡方案涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)越嶺隧道長(zhǎng)4270m 涼風(fēng)埡埡口地形陡峻，山梁薄，分水嶺兩涼風(fēng)埡埡口地形陡峻，山梁薄，分水嶺兩例地面高差較大。選了三個(gè)主要方案：例地面高差較大。選了三個(gè)主要方案： 馬鞍山方案越

14、嶺隧道長(zhǎng)馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)2810m，洞口位置，洞口位置最高，隧道短，展線長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)條件相對(duì)較差；最高，隧道短，展線長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)條件相對(duì)較差； 雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)3490m，其高程較，其高程較馬鞍山方案為低，線路條件有所改善；馬鞍山方案為低，線路條件有所改善； 涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)4270m，越嶺高程，越嶺高程較前兩方案均低線路順直，展線最短，但越較前兩方案均低線路順直，展線最短，但越嶺隧道最長(zhǎng)嶺隧道最長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)條件好。運(yùn)營(yíng)條件好。 經(jīng)比選后采用了越嶺隧道最長(zhǎng)的經(jīng)比選后采用了越嶺隧道最長(zhǎng)的涼風(fēng)埡方案。涼風(fēng)埡方案。傍山隧道傍山隧道沿河路線道路依山傍水山體滑坡河

15、道狹窄 沖刷嚴(yán)重！已有建筑影響u 沿河線常碰到沿河線常碰到河道彎曲河道彎曲極大，山體凸出，極大，山體凸出，形成山嘴形成山嘴；u線路沿河繞行，線路線路沿河繞行，線路長(zhǎng)而彎曲長(zhǎng)而彎曲；u取直作長(zhǎng)隧道，線路順直。取直作長(zhǎng)隧道，線路順直。 關(guān)村壩隧道方案較繞行方案關(guān)村壩隧道方案較繞行方案線路縮短線路縮短10.110.1公里，減少公里，減少2525個(gè)彎道和一處車站個(gè)彎道和一處車站，僅有，僅有4343米米長(zhǎng)中橋長(zhǎng)中橋1 1座和座和6,1076,107米的隧道米的隧道1 1座。線路順直，座。線路順直，工程單一，避開了不良地質(zhì)，保證了運(yùn)營(yíng)安工程單一，避開了不良地質(zhì)，保證了運(yùn)營(yíng)安全。總體技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)。實(shí)踐證明，效

16、果良好。全?？傮w技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)。實(shí)踐證明，效果良好。關(guān)村壩隧道方案沿河線截彎取直作隧道實(shí)例一 20世紀(jì)80年代修建的衡廣復(fù)線上大瑤山隧道(全長(zhǎng)14.295km)是河谷地段采用長(zhǎng)隧道方案的一個(gè)范例。 衡廣線經(jīng)過的廣東北部，有一條武水河，發(fā)源于南嶺，注入北江再匯珠江入海，在叢山峻嶺中繞大彎，河谷彎多水急，兩岸山峰陡立，全長(zhǎng)30余公里。沿河線截彎取直作隧道實(shí)例二 解放前就建成的京廣線，是一段典型的靠河線路，標(biāo)準(zhǔn)極低，彎道很多，最小曲線半徑 只有250m，上支下?lián)?，雨季病害不斷，一直是制約廣線運(yùn)輸能力的咽喉區(qū)。大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作隧道實(shí)例二 在在 20世紀(jì)世紀(jì)70年代，國(guó)家實(shí)行改革開放，急需拓寬

17、南北要道年代，國(guó)家實(shí)行改革開放，急需拓寬南北要道，決定建衡廣復(fù)線。如何改擴(kuò)建這一段低標(biāo)準(zhǔn)線段的問題，成，決定建衡廣復(fù)線。如何改擴(kuò)建這一段低標(biāo)準(zhǔn)線段的問題，成為決策的首要關(guān)鍵。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)提出三個(gè)方案：為決策的首要關(guān)鍵。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)提出三個(gè)方案： 大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作隧道實(shí)例二大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作隧道實(shí)例二 這兩種方案的取舍在國(guó)家有關(guān)部門曾引起激烈爭(zhēng)論這兩種方案的取舍在國(guó)家有關(guān)部門曾引起激烈爭(zhēng)論，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是我國(guó)是否具備修建這樣地質(zhì)復(fù)雜特長(zhǎng)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是我國(guó)是否具備修建這樣地質(zhì)復(fù)雜特長(zhǎng)隧道的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力隧道的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力?還要長(zhǎng)期保持良好的運(yùn)營(yíng)還要長(zhǎng)期保持良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)（當(dāng)

18、時(shí)我國(guó)建成的最長(zhǎng)鐵路隧道為狀態(tài)（當(dāng)時(shí)我國(guó)建成的最長(zhǎng)鐵路隧道為7023m），最），最后國(guó)務(wù)院決定，采用裁彎取直的大瑤山方案，歷時(shí)數(shù)后國(guó)務(wù)院決定，采用裁彎取直的大瑤山方案，歷時(shí)數(shù)年，建成了我國(guó)第一條年，建成了我國(guó)第一條10公里以上的雙線鐵路隧道。公里以上的雙線鐵路隧道。修建中，全面引進(jìn)了勘察、設(shè)計(jì)新技術(shù)，使我國(guó)鐵路修建中，全面引進(jìn)了勘察、設(shè)計(jì)新技術(shù)，使我國(guó)鐵路隧道修建水平。歷史性地上了隧道修建水平。歷史性地上了個(gè)臺(tái)階。個(gè)臺(tái)階。大瑤山隧道方案采用較多、較長(zhǎng)的隧道是今后山區(qū)道路發(fā)展的趨勢(shì)日本的例子 (3)當(dāng)繞避困難時(shí)，應(yīng)盡量采取必要的工程措施。當(dāng)繞避困難時(shí)，應(yīng)盡量采取必要的工程措施。 地質(zhì)條件與隧道位

19、置的關(guān)系地質(zhì)條件與隧道位置的關(guān)系 (2)盡量避免通過斷層、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、偏壓顯著盡量避免通過斷層、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、偏壓顯著、地下水豐富等地質(zhì)不良地段；、地下水豐富等地質(zhì)不良地段； (1)無(wú)論是越嶺線路或沿河傍山線路，都力求選擇在地質(zhì)構(gòu)造無(wú)論是越嶺線路或沿河傍山線路，都力求選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖性較好的穩(wěn)固地層中通過；簡(jiǎn)單，巖性較好的穩(wěn)固地層中通過； (一一)單斜構(gòu)造與隧道位置的選擇單斜構(gòu)造與隧道位置的選擇 (二二)褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇 (三三)斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇 (四四)不良地質(zhì)段的隧道位置選擇不良地質(zhì)

20、段的隧道位置選擇主要內(nèi)容 在單斜構(gòu)造的地區(qū)，巖層面間，有的是緊在單斜構(gòu)造的地區(qū)，巖層面間，有的是緊密貼附的，有的是出現(xiàn)裂縫又為一些細(xì)碎物密貼附的，有的是出現(xiàn)裂縫又為一些細(xì)碎物質(zhì)所填充。層間接觸面比之巖層實(shí)體總是較質(zhì)所填充。層間接觸面比之巖層實(shí)體總是較為薄弱的，稱之為為薄弱的，稱之為軟弱結(jié)構(gòu)面軟弱結(jié)構(gòu)面。 單斜構(gòu)造地質(zhì)必須事先把巖層的構(gòu)造和傾單斜構(gòu)造地質(zhì)必須事先把巖層的構(gòu)造和傾角大小調(diào)查清楚，一定要盡可能角大小調(diào)查清楚，一定要盡可能避開軟弱結(jié)避開軟弱結(jié)構(gòu)面構(gòu)面。 當(dāng)隧道通過堅(jiān)硬的厚層當(dāng)隧道通過堅(jiān)硬的厚層巖層時(shí)，較為穩(wěn)定。巖層時(shí)，較為穩(wěn)定。若通若通過很薄的巖層，則施工時(shí)過很薄的巖層，則施工時(shí)頂部易

21、產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象頂部易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象，此，此時(shí)，以不透水的堅(jiān)硬巖層時(shí)，以不透水的堅(jiān)硬巖層作頂板為最好。作頂板為最好。 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造 陡傾角巖層一般有偏壓和不均勻壓力存在當(dāng)有軟弱夾層伴以有害節(jié)理切割時(shí)，易產(chǎn)生坍方和順層滑坡。 當(dāng)隧道中線可能沿兩種不同巖性的巖層走向通過時(shí)，應(yīng)避免將隧道置于兩種不同的巖層軟弱構(gòu)造(破碎)帶如圖a(B)所示；而宜將隧道置于巖性較好的單一巖層中，如圖a(A)。單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造 隧道通過直立巖層時(shí)，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，隧道通過直立巖層時(shí)，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，如左下圖所示。仍應(yīng)避開不同巖層接觸帶。當(dāng)層狀巖層較薄，如左下圖所示。仍應(yīng)避開不同巖層接觸帶。當(dāng)層狀

22、巖層較薄，并有軟弱夾層，伴有微量地下水活動(dòng)時(shí)，亦可產(chǎn)生不對(duì)稱壓力并有軟弱夾層，伴有微量地下水活動(dòng)時(shí)，亦可產(chǎn)生不對(duì)稱壓力，在隧道開挖過程中，易產(chǎn)生坍塌在隧道開挖過程中，易產(chǎn)生坍塌(如右下圖所示如右下圖所示)，甚至?xí)?dǎo)致，甚至?xí)?dǎo)致大的坍力，致使地面形成大的坍力，致使地面形成“天窗天窗” 。 單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造( (二二) )褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇褶皺構(gòu)造與隧道位置的選擇u褶皺構(gòu)造有褶皺構(gòu)造有向斜和背斜向斜和背斜兩種基本類型兩種基本類型u向斜和背斜的比較向斜和背斜的比較u軸部與翼部的比較軸部與翼部的比較u盡量避免在向斜和背斜盡量避免在向斜和背斜軸部軸部u應(yīng)置于翼部應(yīng)置于翼部u背斜軸部較向斜軸部好背

23、斜軸部較向斜軸部好看誰(shuí)受的看誰(shuí)受的擠壓力大？擠壓力大？( (三三) )斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇u在選擇隧道位置時(shí)，在選擇隧道位置時(shí)，切忌沿著切忌沿著(或靠近平行或靠近平行)斷層帶或破碎帶修建斷層帶或破碎帶修建隧道，特別是對(duì)于區(qū)域性大斷裂，尤應(yīng)隧道，特別是對(duì)于區(qū)域性大斷裂，尤應(yīng)注意繞避注意繞避。當(dāng)隧道線路必須。當(dāng)隧道線路必須通過斷層帶時(shí)，應(yīng)通過斷層帶時(shí)，應(yīng)盡量盡量使線路與斷層走向使線路與斷層走向正交正交，同時(shí)應(yīng)避開嚴(yán)重破，同時(shí)應(yīng)避開嚴(yán)重破碎帶，并應(yīng)使通過斷層的地段最短。碎帶，并應(yīng)使通過斷層的地段最短。什么是不良地質(zhì)？（四）不良地質(zhì)段的隧道位置選擇（四）不良

24、地質(zhì)段的隧道位置選擇滑坡什么是不良地質(zhì)？流沙地層什么是不良地質(zhì)？軟弱地層什么是不良地質(zhì)？溶洞 不良地質(zhì)系指不良地質(zhì)系指滑坡、錯(cuò)落、崩塌、巖堆、危巖、落石、滑坡、錯(cuò)落、崩塌、巖堆、危巖、落石、巖溶、陷穴、泥石流、流砂、斷層、涌水及第四紀(jì)堆積層巖溶、陷穴、泥石流、流砂、斷層、涌水及第四紀(jì)堆積層等等不良地段。如線路難以繞避或繞避而有損于線路的總體性時(shí)不良地段。如線路難以繞避或繞避而有損于線路的總體性時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，亦可因地制宜地采取相應(yīng)工程，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，亦可因地制宜地采取相應(yīng)工程措施通過措施通過 隧道通過上述地區(qū)時(shí)的危害情況及隧道位置選擇中應(yīng)注隧道通過上述地區(qū)時(shí)的危害情況及隧

25、道位置選擇中應(yīng)注意的事項(xiàng)分述如下意的事項(xiàng)分述如下: 不良地質(zhì)段的隧道位置選擇1.滑坡地區(qū) 沿某一軟弱面有整體下滑的趨勢(shì)。隧道通過時(shí)，將會(huì)受到土體推力，會(huì)把結(jié)構(gòu)物擠壓破壞，或是剪切斷開。如果對(duì)滑坡面的位置已經(jīng)了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下的穩(wěn)定巖體中。不良地質(zhì)段2.崩塌地區(qū)崩塌地區(qū) 山坡陡峻的地山坡陡峻的地段，山體裂隙受段，山體裂隙受風(fēng)化而崩解，成風(fēng)化而崩解，成塊地從斜坡翻滾塊地從斜坡翻滾墜落。墜落。不良地質(zhì)段3.巖堆地區(qū)巖堆地區(qū) 巖石經(jīng)過風(fēng)化作用，分解和剝離成為大小不一的塊體，從巖石經(jīng)過風(fēng)化作用，分解和剝離成為大小不一的塊體，從山坡上方滾下山坡上方滾下,宜把隧道位置放在巖堆以下的穩(wěn)定巖體之

26、中。宜把隧道位置放在巖堆以下的穩(wěn)定巖體之中。不良地質(zhì)段4. 泥石流地區(qū)泥石流地區(qū) 首先應(yīng)判明泥石流的成因、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)，以首先應(yīng)判明泥石流的成因、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)，以決定隧道方案的可行性。決定隧道方案的可行性。充分考慮如下因素對(duì)隧道產(chǎn)生的最不利影響：充分考慮如下因素對(duì)隧道產(chǎn)生的最不利影響： (1)預(yù)計(jì)河床最大下切及侵蝕基準(zhǔn)面對(duì)隧道影響；預(yù)計(jì)河床最大下切及侵蝕基準(zhǔn)面對(duì)隧道影響； (2)泥石流可能的改道和變遷對(duì)洞身的影響；泥石流可能的改道和變遷對(duì)洞身的影響； (3)充分預(yù)計(jì)隧道防排水的處理難度；充分預(yù)計(jì)隧道防排水的處理難度； (4)施工爆破可能帶來的危害。施工爆破可能帶來的危害。不良地質(zhì)段不良地質(zhì)

27、段5.溶洞地區(qū)溶洞地區(qū) 當(dāng)隧道通過當(dāng)隧道通過巖溶地區(qū)時(shí)應(yīng)巖溶地區(qū)時(shí)應(yīng)力求避免穿越巖力求避免穿越巖溶嚴(yán)重發(fā)育的網(wǎng)溶嚴(yán)重發(fā)育的網(wǎng)狀洞穴區(qū)。狀洞穴區(qū)。不良地質(zhì)段第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口位置的選定隧道洞口位置的選定一、隧道洞口的重要性一、隧道洞口的重要性u(píng)隧道長(zhǎng)度隧道長(zhǎng)度是由隧道兩端的洞口位置決定的，即隧道長(zhǎng)度為其是由隧道兩端的洞口位置決定的，即隧道長(zhǎng)度為其進(jìn)出進(jìn)出口洞門墻外表面與線路中線交點(diǎn)之間的距離口洞門墻外表面與線路中線交點(diǎn)之間的距離。u洞口是進(jìn)出隧道的咽喉，又是隧道施工的主要通道洞口是進(jìn)出隧道的咽喉，又是隧道施工的主要通道。洞口位置選。洞口位置選擇是否合理，將對(duì)隧道的施工擇是否合理，將對(duì)隧道的施

28、工工期工期、造價(jià)造價(jià)、運(yùn)營(yíng)安全運(yùn)營(yíng)安全等產(chǎn)生重大的等產(chǎn)生重大的影響，所以在隧道設(shè)計(jì)中，洞口位置的選擇是一項(xiàng)非常重要工作。影響，所以在隧道設(shè)計(jì)中，洞口位置的選擇是一項(xiàng)非常重要工作。u隧道的進(jìn)出口也是隧道唯一隧道的進(jìn)出口也是隧道唯一暴露的部分暴露的部分，也是隧道最為，也是隧道最為薄弱薄弱的環(huán)的環(huán)節(jié)、由于隧道洞口處節(jié)、由于隧道洞口處地質(zhì)條件差地質(zhì)條件差，多為嚴(yán)重風(fēng)化的堆積體；受地表，多為嚴(yán)重風(fēng)化的堆積體；受地表水沖刷，加上隧道開挖山體擾動(dòng)等容易失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動(dòng)和坍塌，如水沖刷，加上隧道開挖山體擾動(dòng)等容易失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動(dòng)和坍塌，如果隧道洞口位置選擇不對(duì)，導(dǎo)致果隧道洞口位置選擇不對(duì)，導(dǎo)致坍塌將無(wú)法進(jìn)洞坍塌將

29、無(wú)法進(jìn)洞。1.隧道洞口的作用及特點(diǎn)隧道洞口的作用及特點(diǎn)第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口位置的選定隧道洞口位置的選定2.隧道洞口位置選擇誤區(qū)隧道洞口位置選擇誤區(qū)u 要避免單純經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)要避免單純經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)(所謂所謂“等價(jià)點(diǎn)等價(jià)點(diǎn)”)來選定隧道洞口。來選定隧道洞口。u 等價(jià)點(diǎn)的概念等價(jià)點(diǎn)的概念：每米路塹的造價(jià)是隨著路塹的挖深增大而顯：每米路塹的造價(jià)是隨著路塹的挖深增大而顯著增大的，當(dāng)路塹挖深達(dá)到某一程度時(shí)，其每米造價(jià)就會(huì)與每著增大的，當(dāng)路塹挖深達(dá)到某一程度時(shí)，其每米造價(jià)就會(huì)與每米隧道的造價(jià)相等，甚至超過。因此認(rèn)為在二者造價(jià)相等的點(diǎn)米隧道的造價(jià)相等，甚至超過。因此認(rèn)為在二者造價(jià)相等的點(diǎn)就是路塹轉(zhuǎn)入隧道最經(jīng)濟(jì)合理的

30、地方。就是路塹轉(zhuǎn)入隧道最經(jīng)濟(jì)合理的地方。 u選定洞口：根據(jù)選定洞口：根據(jù)地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)及洞口地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)及洞口相關(guān)工程相關(guān)工程（如橋涵、通風(fēng)設(shè)施都能夠）綜合考慮。（如橋涵、通風(fēng)設(shè)施都能夠）綜合考慮。第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口位置的選定隧道洞口位置的選定u 隧道施工中，洞口段圍巖一般比較破碎、地質(zhì)條件較差，應(yīng)遵循盡隧道施工中，洞口段圍巖一般比較破碎、地質(zhì)條件較差，應(yīng)遵循盡量量減少對(duì)巖體擾動(dòng)減少對(duì)巖體擾動(dòng)的原則，以提高洞口段巖體和邊、仰坡的穩(wěn)定性。的原則，以提高洞口段巖體和邊、仰坡的穩(wěn)定性。3.隧道洞口應(yīng)隧道洞口應(yīng)“早進(jìn)晚出早進(jìn)晚出”u“早進(jìn)、晚出早進(jìn)、晚出”： 設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范及及

31、施工規(guī)范施工規(guī)范均作了洞口位置規(guī)均作了洞口位置規(guī)范性要求，強(qiáng)調(diào)范性要求，強(qiáng)調(diào)“早進(jìn)洞、晚出洞早進(jìn)洞、晚出洞”，即適當(dāng)延長(zhǎng)洞口和隧道的長(zhǎng)度，即適當(dāng)延長(zhǎng)洞口和隧道的長(zhǎng)度, 盡量避免對(duì)山體的大挖大刷，提倡盡量避免對(duì)山體的大挖大刷，提倡零開挖洞口零開挖洞口. 讓隧道洞口周圍的植被讓隧道洞口周圍的植被得到妥善保護(hù)得到妥善保護(hù), 維護(hù)原有的生態(tài)地貌。維護(hù)原有的生態(tài)地貌。u洞門力求與自然環(huán)境、人文景觀相協(xié)調(diào)洞門力求與自然環(huán)境、人文景觀相協(xié)調(diào)。在保持邊、仰坡穩(wěn)定的前。在保持邊、仰坡穩(wěn)定的前提下，及時(shí)施作洞口，并在進(jìn)洞之前，結(jié)合洞口的實(shí)際情況，先作好提下，及時(shí)施作洞口，并在進(jìn)洞之前，結(jié)合洞口的實(shí)際情況，先作好洞

32、口地表的防排水措施。在大斷面、淺埋和地質(zhì)條件差的情況下通常洞口地表的防排水措施。在大斷面、淺埋和地質(zhì)條件差的情況下通常采用地表預(yù)注漿、超前長(zhǎng)管棚注漿等預(yù)加固措施。采用地表預(yù)注漿、超前長(zhǎng)管棚注漿等預(yù)加固措施。 （1）處穩(wěn)定、避不良處穩(wěn)定、避不良：洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較：洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好地下水不太豐富的地方。避開不良地質(zhì)現(xiàn)象。如遇到不良地質(zhì)，好地下水不太豐富的地方。避開不良地質(zhì)現(xiàn)象。如遇到不良地質(zhì)，應(yīng)早進(jìn)洞或加接明洞，還可以設(shè)置應(yīng)早進(jìn)洞或加接明洞，還可以設(shè)置柔性鋼絲網(wǎng)柔性鋼絲網(wǎng)防護(hù)，對(duì)大型危石防護(hù)，對(duì)大型危石或集中落石區(qū)，可根據(jù)情況采用清除、支護(hù)等措施。或集中落石區(qū)

33、，可根據(jù)情況采用清除、支護(hù)等措施。（2）不與水爭(zhēng)路不與水爭(zhēng)路：洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，不要與水爭(zhēng)路。一般情況下，埡口溝谷是地質(zhì)構(gòu)造上最薄弱的一不要與水爭(zhēng)路。一般情況下，埡口溝谷是地質(zhì)構(gòu)造上最薄弱的一環(huán)，常會(huì)遇到斷層帶或者褶皺、古塌方或者沖擊土等松散地層；環(huán)，常會(huì)遇到斷層帶或者褶皺、古塌方或者沖擊土等松散地層；此外溝底也是地表水的匯集場(chǎng)所，所以，洞口最好此外溝底也是地表水的匯集場(chǎng)所，所以，洞口最好放在溝谷的一放在溝谷的一側(cè)側(cè)，讓出溝心，流出泄水的通道。，讓出溝心，流出泄水的通道。二、洞口位置選擇原則二、洞口位置選擇原則第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口

34、位置的選定隧道洞口位置的選定第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口位置的選定隧道洞口位置的選定（3）盡可能正交入山盡可能正交入山：洞口應(yīng)盡可：洞口應(yīng)盡可能設(shè)在線路與地形等高線相垂直的地能設(shè)在線路與地形等高線相垂直的地方，使隧道正面進(jìn)入方，使隧道正面進(jìn)入 山體，洞門結(jié)山體，洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。傍山隧道，構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。傍山隧道，只能斜交進(jìn)洞時(shí)，也應(yīng)使夾角不要太只能斜交進(jìn)洞時(shí)，也應(yīng)使夾角不要太小，而且要有相應(yīng)的補(bǔ)救措施，如采小，而且要有相應(yīng)的補(bǔ)救措施，如采用斜洞門或臺(tái)階式洞門，用斜洞門或臺(tái)階式洞門，切忌隧道中切忌隧道中線與地形等高線平行線與地形等高線平行。二、選擇洞口位置的原則二、選擇洞口位置的原則

35、第三節(jié)第三節(jié) 隧道洞口位置的選定隧道洞口位置的選定（4）洞口高于洪水位洞口高于洪水位：當(dāng)線路位于有可能被淹沒的河灘上或水庫(kù)回水影：當(dāng)線路位于有可能被淹沒的河灘上或水庫(kù)回水影響范圍以內(nèi)時(shí)，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防響范圍以內(nèi)時(shí)，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去。洪水倒灌到隧道中去。（5）不宜大開挖邊坡及仰坡不宜大開挖邊坡及仰坡：為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過高，不使山體擾動(dòng)太大，也不使新開出的暴露面太大。一般均不宜開挖過高，不使山體擾動(dòng)太大，也不使新開出的暴露面太大。一般情況下，設(shè)計(jì)

36、各類圍巖中隧道洞口上方的仰坡和路塹的邊坡控制高度和坡情況下，設(shè)計(jì)各類圍巖中隧道洞口上方的仰坡和路塹的邊坡控制高度和坡度可參考下表：度可參考下表：圍巖圍巖級(jí)別級(jí)別坡率坡率貼壁貼壁1:0.31:0.31:0.51:0.51:0.51:0.51:0.71:0.75 51:0.71:0.75 51:11:11:1.21:1.25 51:1.21:1.25 51:1.51:1.5高度高度(m)(m)151520202525左左右右20202525左左右右151518182020左左右右151518400m)(3)明線曲線當(dāng)量坡度明線曲線當(dāng)量坡度（1）濕度大，輪軌粘著系數(shù)低）濕度大，輪軌粘著系數(shù)低（2）隧

37、道內(nèi)空氣阻力增大）隧道內(nèi)空氣阻力增大(1)控制因素控制因素行車、通風(fēng)、排水行車、通風(fēng)、排水2.坡度大小坡度大小i允允= i限限- i曲曲i允允=m i限限- i曲曲i允允設(shè)計(jì)中允許采用的最大坡度設(shè)計(jì)中允許采用的最大坡度 i限限按照線路等級(jí)規(guī)定的限制最大坡度按照線路等級(jí)規(guī)定的限制最大坡度 i曲曲曲線阻力折算的坡度折減量曲線阻力折算的坡度折減量五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素？克服曲線阻力？克服曲線阻力第四節(jié)第四節(jié) 隧道的總體設(shè)計(jì)隧道的總體設(shè)計(jì)(1)長(zhǎng)度太短長(zhǎng)度太短(2)長(zhǎng)度太長(zhǎng)長(zhǎng)度太長(zhǎng)u行車平穩(wěn)、坡段長(zhǎng)度最好不小于列車長(zhǎng)度行車平穩(wěn)、坡段長(zhǎng)度最好不小于列車長(zhǎng)度u變坡點(diǎn)不要太密！變坡點(diǎn)不要太密！u坡段長(zhǎng)最小為坡段長(zhǎng)最小為200m。有何不利？有何不利？有何不利？有何不利？u大長(zhǎng)坡大長(zhǎng)坡-上坡超負(fù)荷、下坡溜車上坡超負(fù)荷、下坡溜車3.坡度長(zhǎng)度坡度長(zhǎng)度五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素第四節(jié)第四節(jié) 隧道的總體設(shè)計(jì)隧道的總體設(shè)計(jì)(1)兩個(gè)相鄰坡段兩個(gè)相鄰坡段坡度的代數(shù)差值坡度的代數(shù)差值不宜太大不宜太大(2)不同坡度縱斷面上形成不同坡度縱斷面上形成折線鏈折線鏈變坡點(diǎn)變坡點(diǎn)設(shè)豎曲線相連設(shè)豎曲線相連4.坡度聯(lián)接坡度聯(lián)接i i允允五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素五、鐵路隧道縱斷面設(shè)計(jì)要素第四節(jié)第四節(jié) 隧道的總體設(shè)計(jì)隧道的總體設(shè)計(jì)u設(shè)豎曲線的相鄰坡段設(shè)豎曲線的