隧道主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)

『第三章▎主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)2『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

隧道襯砌的作用：1)承受圍巖壓力、地下水壓力和支護結(jié)構(gòu)自身重力;2)阻止圍巖向隧道內(nèi)變形和防止隧道圍巖的風(fēng)化;3)有時還要承受化學(xué)物質(zhì)的侵蝕;4)承受凍害的影響等(地處高寒地區(qū)的隧道)。

隧道襯砌材料要求：應(yīng)具有足夠的強度、耐久性、抗?jié)B性、耐腐蝕性和抗風(fēng)化及抗凍性等，此外還要滿足經(jīng)濟、就地取材、易于機械化施工等要求?！?.1▎隧道襯砌材料與構(gòu)造『3.1.1▎隧道襯砌材料的種類

隧道襯砌材料種類：

(1)混凝土與鋼筋混凝土混凝土的優(yōu)點是：整體性和抗?jié)B性較好，既能在現(xiàn)場澆筑，也可以在加工場預(yù)制，而且能采用機械化施工。若在水泥中摻入密實性的附加劑，可以提高混凝土的強度，此外還可根據(jù)施工上需要可加入其它外加劑。現(xiàn)澆混凝土的缺點是：混凝土澆筑后需要養(yǎng)生而不能立即承受荷載，需要達到一定強度才能拆模，占用和耗用較多的拱架及模板、化學(xué)穩(wěn)定性（耐侵蝕性能）較差。

鋼筋混凝土主要在明洞襯砌及地震區(qū)、偏壓、通過斷層破碎帶或淤泥、流砂等不良地質(zhì)地段的隧道襯砌中使用，其強度等級不低于C20。(2)噴射混凝土采用混凝土噴射機，將摻有速凝劑的混凝土干拌混合料和水高速噴射到清洗干凈的巖石表面上并充填圍巖裂隙而凝結(jié)成的混凝土保護層，能很快起到支護圍巖的作用。

噴射混凝土早期強度和密實性較高，其施工過程可以全部機械化，且不需要拱架和模板。在石質(zhì)較軟的圍巖，還可以與錨桿、鋼絲網(wǎng)等配合使用，是一種理想的襯砌材料。(3)錨桿和鋼架錨桿是用專門機械施工加固圍巖的一種材料，通?？煞譃闄C械型錨桿和粘結(jié)型錨桿，或分為非預(yù)應(yīng)力錨桿和預(yù)應(yīng)力錨桿。鋼架是為了加強支護剛度而在初期支護或二次襯砌中放置的型鋼支撐或格柵鋼支撐。噴射混凝土支護錨桿與鋼架(4)片石混凝土在巖層較好地段的邊墻襯砌，為了節(jié)省水泥，可采用片石混凝土（片石的摻量不應(yīng)超過總體積的20%）。此外，當起拱線以上1m以外部位有超挖時，其超挖部分也可用片石混凝土進行回填。選用的石料要堅硬，其抗壓強度不應(yīng)低于MU40，嚴禁使用風(fēng)化和有裂隙的片石，以保證其質(zhì)量。(5)塊石混凝土塊石強度等級不低于MU60，混凝土塊強度等級不低于MU20。

優(yōu)點：能就地取材，大量節(jié)約水泥和模板，可保證襯砌厚度并能較早地承受荷載。

缺點是：整體性和防水性差，施工進度慢，要求砌筑技術(shù)高。(6)裝配式材料對于軟土地區(qū)的地鐵隧道，常用盾構(gòu)法施工，襯砌可采用裝配式材料，如鋼筋混凝土大型預(yù)制塊、加筋肋鑄鐵預(yù)制塊等。『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除不應(yīng)低于表3-1的規(guī)定值，還應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。(2)隧道襯砌材料選用應(yīng)考慮的因素

1)

隧道襯砌部位選用的材料，應(yīng)當符合結(jié)構(gòu)強度和耐久性的要求，并考慮其抗凍、抗?jié)B性和抗侵蝕性的需要。2)當有侵蝕性的水作用時，襯砌結(jié)構(gòu)物的混凝土或砂漿均應(yīng)選用具有抗侵蝕性能的特種水泥。3)在寒冷及嚴寒地區(qū)，當隧道襯砌受凍害影響時，宜采用整體式混凝土襯砌，且混凝土標號適當提高。—C15——水溝蓋板、電纜槽蓋板—C25—C25水溝溝身、電纜槽身——C10C10仰拱填充—C25—C20底板C20C25—C20仰拱C20C25—C20邊墻C20C25—C20拱圈噴混凝土鋼筋混凝土片石混凝土混凝土材料種類工程部位表3-1隧道襯砌建筑材料C15C15C20C20C20混凝土M5水泥砂漿砌片石——側(cè)溝、截水溝M5水泥砂漿砌片石——護坡等M7.5水泥砂漿砌片石C15C25翼墻和洞口擋土墻M10水泥砂漿砌粗料石—C25頂帽M10水泥砂漿砌片石、塊石鑲面或混凝土預(yù)制塊鑲面C15C25端墻砌體片石混凝土鋼筋混凝土工程部位材料種類表3-2隧道洞門建筑材料注：1.護坡材料可采用C20噴射混凝土。2.最冷月份平均氣溫低于-15℃的地區(qū)，表中水泥砂漿強度應(yīng)提高一級?！?.2▎隧道洞身襯砌構(gòu)造噴錨襯砌整體襯砌復(fù)合襯砌洞身襯砌結(jié)構(gòu)其它段可采用噴錨襯砌。高速公路、一級公路和二及公路的隧道應(yīng)采用復(fù)合式襯砌；三級及其以下公路隧道，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下，隧道洞口段應(yīng)采用復(fù)合式襯砌或整體式襯砌。裝配式襯砌連拱式襯砌目前基本限于使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道中。適用于個別特殊情況。

噴射混凝土支護作用：1)封閉巖面、防止風(fēng)化松動、填充坑凹及裂隙、維護和提高圍巖的整體性;2)發(fā)揮圍巖自身的承載作用和調(diào)整圍巖應(yīng)力分布、防止應(yīng)力集中;3)控制圍巖變形、防止掉塊、坍塌。

錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體鋼筋，與巖體融為一體，實現(xiàn)加固圍巖、維護圍巖穩(wěn)定的目的。利用錨桿的懸吊作用、組合拱作用、減跨作用、擠壓加固作用，將圍巖中的節(jié)理、裂隙竄成一體，提高圍巖的整體性，改善圍巖的力學(xué)性能，從而發(fā)揮圍巖的自承能力。錨桿支護不僅對硬質(zhì)圍巖，而且對軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支護效果。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

是傳統(tǒng)襯砌結(jié)構(gòu)形式，它不考慮圍巖的承載作用，主要通過襯砌的結(jié)構(gòu)剛度抵御地層的變形，承受圍巖的壓力。

整體式襯砌采用就地整體模筑混凝土襯砌，可設(shè)計為等截面或變截面，其方法是在隧道內(nèi)架立模板、拱架，然后澆灌混凝土而成。它作為一種支護結(jié)構(gòu)，從外部支撐圍巖，適用于不同的地質(zhì)條件，在我國隧道工程中廣泛使用。

公路隧道為減少拱肩及墻部的拉應(yīng)力，提高圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，宜采用曲墻式襯砌。Ⅲ級及以下圍巖穩(wěn)定或基本穩(wěn)定，也可采用直墻式襯砌。

嚴寒地區(qū)與酷熱溫差變化大的地區(qū)，距洞口100～200m范圍的襯砌應(yīng)根據(jù)情況增設(shè)伸縮縫。曲墻式襯砌的抗凍脹能力較強，故嚴寒地區(qū)隧道，不管圍巖等級如何，只要有地下水存在，襯砌形式仍應(yīng)采用曲墻式襯砌。3.復(fù)合式襯砌

適合多種地質(zhì)條件，技術(shù)較為成熟，是目前公路隧道最好的襯砌結(jié)構(gòu)形式。圖3-1為目前在公路隧道Ⅳ級圍巖中比較常見的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。初期支護二次襯砌中間防水層復(fù)合襯砌1)復(fù)合式襯砌初期支護多采用噴錨支護，具有支護及時、柔性的特點，并在一定程度上能夠隨著圍巖的變形而變形，能很好地發(fā)揮圍巖的自承能力。

2)二次襯砌應(yīng)采用剛度較大、整體性好和外觀平順的模筑（鋼筋）混凝土襯砌，襯砌截面宜采用連接圓順、等厚的襯砌截面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。圖3-1復(fù)合式襯砌Φ22錨桿，長3.0m9066520405252%路線設(shè)計標高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3)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。預(yù)留變形量的大小應(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?，F(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（單位：mm）

表3-3預(yù)留變形量4.裝配式襯砌

裝配式襯砌：由工廠或現(xiàn)場預(yù)先成批生產(chǎn)好的襯砌運入坑道內(nèi)，用機械手將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌。這種預(yù)制襯砌不需養(yǎng)生時間，一經(jīng)裝配即可承受圍巖壓力，縮短工期，克服了整體式混凝土襯砌在灌注以后不能立即承受荷載，必須經(jīng)過一個養(yǎng)生的時期，施工進度受影響的缺點。

缺點：需要坑道內(nèi)有足夠的拼裝空間，制備構(gòu)件尺寸上要求一定的精度，它的接縫多，防水較困難等。目前基本限于使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道中應(yīng)用。滿足足夠強度耐久性立即承受荷載要求有防水設(shè)施5.連拱式襯砌

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，形成雙洞拱墻相連的一種結(jié)構(gòu)形式,如圖3-2所示。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

公路隧道設(shè)計規(guī)范規(guī)定，高速公路、一級公路一般應(yīng)設(shè)計為上、下行分離的兩座獨立隧道。兩相鄰隧道最小凈距視圍巖類別、斷面尺寸、施工方法、爆破震動影響等因素確定，一般在30m以上。

特定條件下，如路線分離困難或地形條件復(fù)雜、將使執(zhí)行這一凈距非常困難，尤其是橋隧相連更是如此。在這種情況下，采用連拱隧道襯砌結(jié)構(gòu)，可以很好地解決這個問題。『3.3▎隧道洞門構(gòu)造

洞門附近的巖土特點：比較破碎松散，易于失穩(wěn)，產(chǎn)生滑坡或崩塌現(xiàn)象。為了保護巖土體的穩(wěn)定性和行車安全，應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇恰當合理的洞門型式，同時還應(yīng)適當進行洞門的美化和注意環(huán)保要求。『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。洞門上方巖土體若有可能滑落或崩塌時，一般采用接長明洞，盡量減少對邊、仰坡的擾動。(1)環(huán)框式洞門當洞口巖層堅硬而穩(wěn)定(Ⅰ級)圍巖，地形陡峻而又無排水要求時，可以設(shè)置一種不承載的簡單洞口環(huán)框。它能起到加固洞口和減少雨后洞口滴水的作用。環(huán)框微向后傾，傾斜度與頂上的仰坡一致。環(huán)框的寬度與洞口外觀相匹配，一般不小于70cm，突出仰坡坡面不少于30cm，使仰坡上流下的水從洞口正面淌下，如圖3-3所示?！?.3.2▎洞門的類型圖3-3環(huán)框式洞門設(shè)計標高設(shè)計標高剖面ⅠⅠ-ⅠⅠ1:0.1~0.3(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。端墻的構(gòu)造一般是采用等厚的直墻，直墻圬工體積比其它型式都小，而且施工方便。墻身微向后傾斜，斜度約為1:10，如圖3-4所示。圖3-4端墻式洞門設(shè)計標高設(shè)計標高剖面ⅠⅠ-ⅠⅠi=3%1:0.11:0.5

江蘇寧（南京）淮（安）高速公路南京江北段老山1號隧道首次在國內(nèi)采用這種先進理念對洞口進行設(shè)計，實現(xiàn)不切坡進洞。最大限度地保護了洞口原生環(huán)境。環(huán)保型前置式洞口Environmental-protectionadvancedtunnelentrance(3)翼墻式洞門當洞口地質(zhì)較差，山體水平推力較大時，可在端墻式洞門以外，增加單側(cè)或雙側(cè)的翼墻，稱為翼墻式洞門，如圖3-5所示。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。翼墻正面端墻一般采用等厚的直墻，微向后方傾斜，斜度為1:0.1。翼墻前面與端墻垂直，頂面斜度與仰坡坡度一致。圖3-5翼墻式洞門ⅠⅠ1:0.10.040.041:0.1設(shè)計標高1:0.75I-I剖面1:0.1(4)柱式洞門當?shù)匦屋^陡，地質(zhì)條件較差，仰坡有下滑的可能性，而又受地形地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時，可以在端墻中部設(shè)置兩個斷面較大的柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性，如圖3-6所示。這種洞門墻面有凸出線條，較為美觀，適宜在城市附近或風(fēng)景區(qū)內(nèi)采用。對于較長大的隧道，采用柱式洞門比較壯觀。圖3-6柱式洞門(5)臺階式洞門當洞門處于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊坡較高時，為減小仰坡高度及外露坡長，可以將端墻一側(cè)頂部改為逐步升級的臺階形式，以適應(yīng)地形特點，減少仰坡土石方開挖量，同時也有一定的美化作用，如圖3-7所示。圖3-7臺階式洞門0.11:0.2設(shè)計標高0.21:1.51:0.21:0.75(6)削竹式洞門當隧道洞口段有一節(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，其名稱是由于結(jié)構(gòu)型式類似竹筒被斜向削砍斷的樣子，故得其名，如圖3-8所示。

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。其使用條件是：地形相對比較對稱和不太陡峻。圖3-8削竹式洞門1:0.751:0.75設(shè)計標高2.0%I-I剖面ⅠⅠ1:0.751%沙坪壩隧道洞門設(shè)計二號方案削竹式洞門效果圖

(7)遮光棚式洞門當洞外需要設(shè)置遮光棚時，其入口通常外伸很遠。遮光構(gòu)造物有開放式和封閉式之分，前者遮光板之間是透空的，后者則用透光材料將前者透空部分封閉。但由于透光材料上面容易沾染塵垢油污，養(yǎng)護困難，因此很少使用后者。形狀上又有喇叭式與棚式之分。

洞口仰坡坡腳至洞門墻背應(yīng)有不小于1.5m的水平距離，以防仰坡土石掉落到路面上，危及安全。洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底與襯砌拱頂外緣的高度不應(yīng)小于1.5m，以免落石破壞拱圈。洞門墻頂應(yīng)高出仰坡腳0.5m以上，以防水流溢出墻頂，也可防止掉落土石彈出。水溝底下填土應(yīng)夯實，否則會使水溝變形，產(chǎn)生漏水，影響襯砌強度?！?.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，為了保證建筑物穩(wěn)固，應(yīng)視地形及地質(zhì)條件，洞門墻基礎(chǔ)埋置足夠的深度?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不應(yīng)小于1m，嵌入巖石地基的深度不應(yīng)小于0.5m。

當基礎(chǔ)設(shè)置在巖石上時，應(yīng)清除表面強風(fēng)化層。當風(fēng)化層較厚，難于全部清除時，可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其相應(yīng)的容許承載力，將基底埋在風(fēng)化層中。斜坡巖基應(yīng)挖臺階，以防墻體滑動，巖基的廢渣均應(yīng)清除干凈，這樣才能確保洞門穩(wěn)定。在松軟地基上，地基強度偏小時，可根據(jù)情況采用擴大基礎(chǔ)、換土、樁基、壓漿加固地基等措施。

上海外環(huán)線沉管隧道進出口洞門

地基為凍脹土層時，凍結(jié)時土壤隆起膨脹力大，解凍時由于水融作用，土壤變軟沉陷，建筑物相應(yīng)下沉，產(chǎn)生襯砌變形。根據(jù)公路工程一般設(shè)置基礎(chǔ)的經(jīng)驗，要求基底設(shè)在凍結(jié)線以下不小于0.25m。如果凍結(jié)線較深，施工有困難，可采取非凍結(jié)性的砂石材料換填，也可設(shè)置樁基等辦法?！?.4▎隧道明洞結(jié)造『3.4.1▎明洞的類型

當隧道頂部覆蓋層較薄難以用暗挖法修建時，或隧道洞口、路塹地段受塌方、落石、泥石流、雪害等危害時，或道路之間、公路與鐵路之間形成立體交叉，但又不宜修建立交橋時，通常修建明洞。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(1)拱式明洞拱式明洞的內(nèi)外墻身用混凝土結(jié)構(gòu)、拱頂用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性較好，能承受較大的垂直壓力和單向側(cè)壓力。必要時加設(shè)仰拱。按所在位置分為：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1)路塹拱形明洞它位于兩側(cè)都有高邊坡的路塹中。在挖出路塹的基面上，先修建與隧道襯砌相似的結(jié)構(gòu)，兩側(cè)墻外填以漿砌片石，使其密實。上面填以土石，夯緊并覆蓋防水粘土層，層上留有排水的溝槽，以防止地面水的滲入。它又可分為對稱式（如圖3-9）和偏壓式（如圖3-10）兩種。圖3-9對稱式明洞

圖3-10偏式明洞

回填片石回填土ii回填土回填片石i=1:3~1:52)半路塹拱形明洞當一側(cè)邊坡陡立且有坍方、落石的可能；或隧道必須通過不良地質(zhì)地段而急需提前進洞時，都宜修建半路塹式拱形明洞。由于它受到單側(cè)的壓力，雖然它的結(jié)構(gòu)內(nèi)輪廓仍是左右對稱的，但結(jié)構(gòu)截面卻不同的，外墻需要相對加大，必須把基礎(chǔ)放在穩(wěn)固的基巖上?？煞譃槠珘盒眽κ剑ㄈ鐖D3-11）和單壓耳墻式（如圖3-12）兩種。圖3-11偏壓斜墻式明洞

圖3-12單壓耳墻式明洞

1:ni=1:1.5i=1:m回填片石回填土1:0.2漿砌片石1:0.510%1:11:51:3粘土隔水層回填土石防水層回填土石鋼筋混凝土3%1:1.5(2)棚式明洞當路線外側(cè)地形狹窄或外側(cè)基巖埋藏較深，設(shè)置穩(wěn)固的基礎(chǔ)工程大時，或者是當山坡的坍方、落石數(shù)量較少，山體側(cè)向壓力不大，或因受地質(zhì)、地形限制，難以修建拱式明洞時可采用棚式明洞。棚式明洞常見的結(jié)構(gòu)形式有墻式（如圖3-13）、剛架式（如圖3-14）、柱式（如圖3-15）和懸臂式（如圖3-16）等。圖3-13墻式明洞

圖3-14剛架式明洞

圖3-15柱式明洞圖3-16懸臂式明洞(3)箱形明洞箱形結(jié)構(gòu)建筑高度較小，對地基要求較低。所以在明洞凈高、建筑高度受到限制，地基軟弱的地方，可采用箱形明洞。圖3-17為一方形剛構(gòu)明洞，全部用鋼筋混凝土制成的方形整體明洞。若右側(cè)巖層順層滑動，利用上部回填土石的壓力及底層的彈性抗力，平衡側(cè)向巖層滑動的推力，并傳于左側(cè)巖層上。錨桿圖3-17箱形明洞『3.4.2▎明洞襯砌1)拱形明洞結(jié)構(gòu)和隧道整體式襯砌基本相似，是由拱圈、邊墻、鋪底（或仰拱）組成，當采用拱形明洞時，可按整體式襯砌設(shè)計。半路塹拱形明洞由于靠山側(cè)所受荷載較大，外邊墻及拱圈宜適當加厚，也可對稱加厚。當拱形明洞邊墻側(cè)壓較大及地層松軟時，宜設(shè)仰拱。2)棚洞結(jié)構(gòu)主要由蓋板、內(nèi)邊墻和外側(cè)支承建筑物三部分組成。采用棚洞結(jié)構(gòu)時，頂板一般可采用T形、Ⅱ形或空心板截面構(gòu)件，內(nèi)邊墻可采用擋墻結(jié)構(gòu)；當內(nèi)側(cè)巖體完整、堅固、無地下水時，可采用錨桿擋墻；外側(cè)邊墻可視地形、地基、邊坡坍方、落石等情況選用墻式、柱式、剛架等結(jié)構(gòu)類型；3)當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。4)在氣溫變化較大的地區(qū)，為了減少襯砌變形開裂，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置伸縮縫。伸縮縫的間距可視明洞長度、覆土或暴露情況、溫差大小及地質(zhì)情況酌定?！?.4.3▎明洞襯砌基礎(chǔ)1)明洞襯砌基礎(chǔ)和隧道襯砌基礎(chǔ)一樣，應(yīng)置于穩(wěn)固的地基上，為防止側(cè)溝及鋪底施工開挖時影響邊墻地基穩(wěn)定，明洞基礎(chǔ)底標高不宜高于隧道側(cè)溝溝底標高或路面基層標高。當基巖埋深較淺時，基礎(chǔ)可設(shè)置于基巖上；當基礎(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。2)外墻基礎(chǔ)趾部應(yīng)保證一定的嵌入基巖深度和護基寬度。在凍脹性土上設(shè)置明洞基礎(chǔ)時，基底埋置深度應(yīng)不小于冰凍線以下250mm。當?shù)鼗鶠樾逼碌匦螘r，地基可切割成臺階。3)山區(qū)傍山沿河公路，設(shè)計明洞時，要考慮河岸刷的可能影響基礎(chǔ)穩(wěn)定的地段，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、流速等情況，采取加固和防護措施。4)明洞外邊墻、棚洞立柱基礎(chǔ)埋置深度超過路面以下3m時，宜在路面以下設(shè)置鋼筋混凝土橫向水平拉桿，并錨固于內(nèi)邊墻基礎(chǔ)或巖體中，或用錨桿錨固于穩(wěn)定的巖體中；立柱可在路基平面處加設(shè)縱撐，應(yīng)與相鄰立柱及內(nèi)邊墻連接。

根據(jù)明洞設(shè)置的目的、作用，以及地形條件、山坡病害，明洞洞頂要進行回填，拱背要進行處理，明洞回填的具體要求參照隧道設(shè)計和規(guī)范?！?.5▎隧道附屬建筑設(shè)施『3.5.1▎緊急停車帶

緊急停車帶就是專供緊急停車使用的停車或轉(zhuǎn)向的位置。因此，長、特長隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶，雙向行車隧道的緊急停車帶應(yīng)雙側(cè)交錯設(shè)置，不設(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。

緊急停車帶的間隔、寬度和長度主要根據(jù)故障車的可能滑行距離和人力可能推動的距離而定，其間距不宜大于750m，包含右側(cè)向?qū)挾热?.5m，長度取40m，有效長度不小于30m，如圖3-18。圖3-18緊急停車帶緊急停車帶緊急停車帶緊急停車帶單向行車雙向行車行車橫洞『3.5.2▎橫洞和預(yù)留洞室

橫洞和預(yù)留洞室的位置應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)條件良好地段內(nèi)，設(shè)計規(guī)范規(guī)定，分離式獨立雙洞公路隧道之間應(yīng)設(shè)置橫向通道，以供巡查、維修、救援及車輛轉(zhuǎn)換方向用。行人橫洞間距可取250m，并不大于500m；行車橫洞間距可取750m并不大于1000m，長1000m~1500m的隧道宜設(shè)1處，中、短隧道可不設(shè)。

橫洞的襯砌類型，一般應(yīng)和隧道相應(yīng)部位襯砌類型相同，行人橫洞的底面應(yīng)與人行道或邊溝蓋板頂面平齊。行車橫洞兩端應(yīng)與路緣順坡，并設(shè)半徑不小于5m的轉(zhuǎn)彎喇叭口?！?.5.3▎運營通風(fēng)建筑物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1.通風(fēng)計標準(1)CO的設(shè)計含量采用全橫向通風(fēng)方式與半橫向通風(fēng)方式時，CO設(shè)計濃度可按表3-4取值；采用縱向通風(fēng)時，CO設(shè)計濃度可按表3-4所列各值提高50×10-6取值。交通阻滯(隧道內(nèi)各車道均以怠速行駛，平均車速為l0km/h)時，阻滯段的平均CO設(shè)計濃度可取300×10-6，經(jīng)歷時間不超過20min。阻滯段的計算長度不宜大于1km。人車混合通行的隧道長度不宜超過2000m，其CO設(shè)計濃度應(yīng)按表3-5取值。200250δ/×10-6≥3000≤1000隧道長度/m表3-4縱向通風(fēng)時，CO設(shè)計含量(體積分數(shù))δ注：隧道長度為1000～3000m之間時，可按插入法取值。表3-5人車混行隧道中CO設(shè)計含量(體積分數(shù))δ100150δ/×10-6≥2000≤1000隧道長度/m注：隧道長度為1000～2000m之間時，可按插入法取值。(2)煙霧的設(shè)計含量采用鈉燈光源時，煙霧設(shè)計濃度應(yīng)按表3-6取值；采用熒光燈光源時，煙霧設(shè)計濃度應(yīng)提高一級。當煙霧濃度達到0.012m-1時，應(yīng)按采取交通管制等措施考慮。隧道內(nèi)進行養(yǎng)護維修時，應(yīng)按現(xiàn)場實際煙霧濃度不大于0.0035m-1考慮。0.00900.00750.00700.0065K/m-1406080100計算行車速度/(km/h)表3-6煙霧設(shè)計濃度K(3)異味稀釋及其它要求隧道內(nèi)不間斷換氣頻率不宜低于每小時5次；交通量較小或特長隧道，可采用每小時3～4次。采用縱向通風(fēng)的隧道，隧道內(nèi)換氣風(fēng)速不應(yīng)低于2.5m/s。

通風(fēng)設(shè)計時還必須考慮火災(zāi)對策，長度大于1500m且交通量較大的隧道應(yīng)考慮排煙措施?；馂?zāi)時的排煙風(fēng)速可按2～3m/s取值。選用的風(fēng)機，在環(huán)境溫度為250°C情況下其可靠運轉(zhuǎn)時間應(yīng)不低于60min。2.需風(fēng)量計算(1)按稀釋CO濃度計算需風(fēng)量車輛有害氣體的排放量以及與之對應(yīng)的交通量都有明確的遠景設(shè)計年限，兩者必須相匹配。計算近期的需風(fēng)量時應(yīng)采用相應(yīng)年份的交通量。在確定新風(fēng)量時，應(yīng)對計算行車速度以下的各工況車速20km/h為一檔分別計算，并考慮交通阻滯狀態(tài)，取其較大者作為設(shè)計需風(fēng)量。計算稀釋CO到容許濃度的需風(fēng)量之前，必須先計算隧道內(nèi)汽車CO排放量，汽車CO排放量按下式計算：(3-1)式中QCO——隧道全長CO排放量(m3/s)；qCO——CO基準排放量(m3/(輛﹒km))，可取0.0lm3/(輛﹒

km)；fa——考慮CO的車況系數(shù)；高速公路、一級公路取1.0，二、三、四級公路取1.1～1.2；fd——車密度系數(shù)，按表3-7取值；fh——考慮CO的海拔高度系數(shù)，按圖3-19取值；Nm——相應(yīng)車型的設(shè)計交通量（輛/h）；fm——考慮CO的車型系數(shù)，按表3-8取值；fiv——考慮CO的縱坡車速系數(shù)，按表3-9取值；n——車型類別數(shù)；L——隧道長度(m)。6.03.02.01.51.21.00.850.750.6fd1020304050607080100v(km?h-1)表3-7車密度系數(shù)fd表3-8考慮CO的車型系數(shù)fm7.05.02.51.01.0fm大型客車、拖掛車中型貨車旅行車、輕型貨車小客車汽油車各種柴油車車型0.80.80.80.80.80.80.80.80.8101.01.01.01.00.80.80.80.80.8201.01.01.01.00.80.80.80.80.8301.01.01.01.01.01.01.01.01.0401.01.01.01.01.01.01.01.01.0501.21.01.01.01.01.01.01.01.0601.21.21.01.01.01.01.01.01.0701.21.21.21.01.01.01.01.01.0801.41.41.41.41.21.21.21.21.210043210-1-2-3-4

i(%)v(km?h-1)表3-9考慮CO的縱坡車速系數(shù)fiv圖3-19考慮CO的海拔高系數(shù)fh海拔高度/m1.02000100001.81.61.41.22.0fh

根據(jù)式(3-1)計算的CO排放量，稀釋CO到容許濃度的需風(fēng)量按下式計算：(3-2)式中Qreq(CO)—隧道全長稀釋CO的需風(fēng)量(m3/s)；

p0—標準大氣壓(kN/m2)，取101.325kN/m2；

p—隧址設(shè)計氣壓(kN/m2)；

T0—標準氣溫(K)，取273K；

T—隧道夏季的設(shè)計氣溫(K)；

δ—CO設(shè)計含量(體積分數(shù))。(2)按稀釋煙霧含量(體積分數(shù))計算需風(fēng)量煙霧排放量是以柴油車作為計算依據(jù)，當交通流組成柴油車比例大到某一限度以后，煙霧危害超過CO危害，因此，根據(jù)煙霧排放量計算所需通風(fēng)量成為重要問題。煙霧排放量按下式計算：(3-3)式中

QⅥ

—隧道全長煙霧排放量(m3/s)；qⅥ

—煙霧基準排放量(m3/(輛?km))，可取2.5m3/(輛?km)；fa(Ⅵ)

—

考慮煙霧的車況系數(shù)；高速公路、一級公路取1.0，二、

三、四級公路取1.2～1.5；

fd—車密度系數(shù)，按表3-8取值；fh(Ⅵ)

—考慮煙霧的海拔高度系數(shù)，按圖3-20取值；fm(Ⅵ)

—考慮煙霧的車型系數(shù)，按表3-10取值；

fiv(Ⅵ)

—考慮煙霧的縱坡車速系數(shù)，按表3-11取值；nD

—車型類別數(shù)；L—隧道長度(m)。3~41.51.00.4fm(Ⅵ)集裝箱車重型貨車、大型客車、拖掛車中型貨車輕型貨車柴油車車型表3-10考慮煙霧的車型系數(shù)fm(Ⅵ)1.251.030.850.720.60.50.40.360.310~202.01.451.10.90.720.60.50.40.330—2.21.451.10.850.70.550.40.340——.21.451.00.750.550.40.350——2.21.451.00.750.550.40.360——3.11.81.10.80.550.40.370———2.61.30.80.550.40.38043210-1-2-3-4i(%)v(km?h-1)表3-11考慮煙霧的縱坡車速系數(shù)fiv(Ⅵ)圖3-20考慮煙霧的海拔高系數(shù)fh(Ⅵ)2000100001.81.61.41.21.0海拔高度/mfh2.0

稀釋煙霧到設(shè)計濃度的需風(fēng)量按下式計算：(3-4)式中Qreq(Ⅵ)—隧道全長稀釋煙霧的需風(fēng)量(m3/s)；

K—煙霧設(shè)計濃度(m-1)。3.通風(fēng)方式

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)適當考慮當?shù)貧庀蟆h(huán)境、地形等條件。公路隧道的通風(fēng)方式分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種。按行車道空間的空氣流動方式，公路隧道通風(fēng)方式分類如下：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

在選擇通風(fēng)方式時，首先應(yīng)確定隧道內(nèi)所需的通風(fēng)量，然后論證自然通風(fēng)能否滿足要求，如果不能，則應(yīng)當采用機械通風(fēng)。

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)式中L—隧道長度（m）；N—設(shè)計交通流量（輛/h）。(1)自然通風(fēng)目前還沒有可靠的計算自然通風(fēng)的隧道最大容許長度的一般算式。因為，由隧道兩個洞口的大氣條件和高差引起的壓頭差值導(dǎo)致隧道內(nèi)自然風(fēng)是不穩(wěn)定的。大氣條件在隧道內(nèi)引起的總壓頭，可由下式計算：LN≥6×105LN≥2×105(3-7)式中Δpm—自然風(fēng)阻力(N/m2)；ζe—隧道入口損失系數(shù)，可取0.6；vn—自然風(fēng)作用引起的洞內(nèi)風(fēng)速(m/s)，可取2~3m/s；ρ—空氣密度(kg/m3)，可取1.2kg/m3；Dr—隧道斷面當量直徑(m)；

Ar為隧道凈空斷面積(m3)；Gr為隧道斷面周長(m)。

自然風(fēng)的變化復(fù)雜而不穩(wěn)定的，用它作為通風(fēng)計算的依據(jù)，其可靠性自然很差。但是作為機械通風(fēng)時的輔助作用，卻不應(yīng)忽視。

由于交通風(fēng)比自然風(fēng)作用大，在單向交通情況下，即使隧道相當長，也有可能進行足夠的通風(fēng)。交通通風(fēng)力可按下式計算：(3-8)式中Δpt—交通通風(fēng)力(Pa)；

Ar—隧道凈空斷面積(m3)；

Am—汽車的正投影面積(m3)；

ξc—隧道內(nèi)阻系數(shù)；

ρ—空氣密度(kg/m3)，可取1.2kg/m3；

n+—隧道內(nèi)與風(fēng)向相同的車輛數(shù)；n-—隧道內(nèi)與風(fēng)向相反的車輛數(shù)；vr—隧道設(shè)計風(fēng)速(m/s)，一般；vt+—與vr同向的各工況車速；vt-—與vr反向的各工況車速；

通風(fēng)阻抗力可按下式計算：(3-9)式中Δpr—通風(fēng)阻抗力(N/m2)；

由上所述，自然風(fēng)方向，隧道內(nèi)的風(fēng)向以及交通方向之間可以有不同的組合方式。(2)縱向式通風(fēng)縱向通風(fēng)時，可以認為隧道內(nèi)沿縱向流動的氣流從入口至出口都是勻速的。縱向式通風(fēng)的類型有：射流式通風(fēng)、風(fēng)道式通風(fēng)和集中排氣式通風(fēng)等，根據(jù)交通方式不同又可以有不同的具體設(shè)計。1)射流式通風(fēng)是在車道空間上方直接吊設(shè)射流式通風(fēng)機，如圖3-21，用以升壓，進行通風(fēng)的方式。通常根據(jù)需要，沿隧道縱向以適當?shù)拈g隔吊設(shè)數(shù)組，每組為一個至數(shù)個射流式風(fēng)機，如圖3-22。

射流式通風(fēng)機是一種新型通風(fēng)機，具有體積小，風(fēng)量大的特點，其噴射風(fēng)速能達到25～30m/s。

射流通風(fēng)機的安裝位置，應(yīng)當在限界以外，吊設(shè)于拱頂，并且噴出的氣流對交通無不良影響。圖3-21射流風(fēng)機結(jié)構(gòu)及布置示意圖圖3-22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

c

射流式通風(fēng)，對雙向交通時一般適用于1km以下的隧道，單向交通時，可達2km左右，通常要根據(jù)所需通風(fēng)量和車道風(fēng)速眼界允許的最大通風(fēng)量驗算。如果交通量小，即使隧道很長仍可運用。射流式通風(fēng)設(shè)備費少、經(jīng)濟，但噪聲較大。2)豎井、斜井式通風(fēng)長隧道縱剖面為人字坡時，污濁空氣常積聚在坡頂，通風(fēng)效果不好。若設(shè)置豎井或斜井作為輔助坑道時，把通風(fēng)機置于豎井或斜井處，借助于通風(fēng)機和豎井的換氣作用，可以把污濁空氣吸出，或把新鮮空氣引入，如圖3-23。

豎井、斜井用于排氣時，能收到很好的效果，但為了能達到穩(wěn)定的通風(fēng)效果，仍需安裝風(fēng)機，如圖3-24。圖3-23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c圖3-24豎井通風(fēng)平面示意圖(3)全橫向式通風(fēng)在通風(fēng)機的作用下，風(fēng)流的方向與隧道軸線方向成正交的稱為橫向式通風(fēng)。如圖3-25全橫向式通風(fēng)工作原理。隔出隧道部分面積作為沿洞身軸線的通風(fēng)渠（包括壓入風(fēng)渠和吸出風(fēng)渠）。圖3-25全橫向式通風(fēng)工作原理

全橫向式通風(fēng)系統(tǒng)能將新鮮空氣沿隧道全長范圍內(nèi)均勻吹入，污濁氣體無需沿隧道全長范圍流過，就地直接被進風(fēng)口吸出，通風(fēng)效果較好。

在雙向交通時，車道縱向風(fēng)速大致為零，污染濃度沿全隧道大體均勻。單向交通時，有交通風(fēng)的影響，污染濃度由入口至出口逐漸增加，一部分污染空氣會直接由出口排向洞外。圖3-26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，如圖3-26。(4)半橫向式通風(fēng)工作原理如圖3-27，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。半橫向式通風(fēng)效果比縱向好，但沒有全橫向式通風(fēng)能力強。圖3-27半橫向式通風(fēng)工作原理

縱向式通風(fēng)的污染濃度不均勻，進風(fēng)口最低，出風(fēng)口最高。半橫向式通風(fēng)，可使污染濃度大體上接近一致。送風(fēng)式半橫向通風(fēng)是半橫向通風(fēng)的標準型式，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

雙向交通時，不論是送風(fēng)方式還是吸風(fēng)方式如果雙方的交通流量相等，兩洞口的氣象條件也相同，則隧道內(nèi)的風(fēng)壓分布為中間最大，兩洞口排出或送入的空氣為等量。因此，在隧道的中點，空氣是靜止的，風(fēng)速為零，該點稱為中性點。除該點外，風(fēng)速向兩洞口呈直線增加。污染濃度在送風(fēng)方式中各處是相同的，而在吸風(fēng)方式中是中性點處最大。(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。國外采用混合式通風(fēng)的隧道不乏先例，其組合方式有多種，也必須符合一般性的設(shè)計原則，力求既經(jīng)濟，又實用。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)適當考慮當?shù)貧庀蟆h(huán)境、地形等條件。公路隧道的通風(fēng)方式也分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種。按行車道空間的空氣流動方式，將公路隧道通風(fēng)方式分類如下：(1)影響通風(fēng)方式選擇的因素1)隧道長度隧道長度是影響隧道通風(fēng)方式選擇的最主要的因素。隧道越長，隧道發(fā)生事故和災(zāi)害造成的損失一般也越大，所以隧道越長，對隧道通風(fēng)的安全性和可靠性要求越高。2)隧道交通條件。單向交通時，車速越大，活塞作用越顯著。例如車速為50～60km/h，大約可以有6m/s的交通風(fēng)（活塞風(fēng)）。不過隨著交通量的增大，往往容易發(fā)生交通阻滯，從而影響活塞作用的效果。這時交通風(fēng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以最好改用半橫向式或全橫向式通風(fēng)。雙向交通的隧道則因為風(fēng)流效果互為抵消，故沒有活塞作用。3)隧道所處地質(zhì)條件。隧道所處地層的地質(zhì)條件好，隧道施工比較容易，費用低，這時選用橫向通風(fēng)方式，隧道斷面可適當加大，送風(fēng)道和排風(fēng)道容易布置并可以布置得大一些。這樣隧道的建設(shè)和運營費用不會很高。相反，如果圍巖條件差，則可能由于隧道施工困難，以及施工費用高而影響到橫向通風(fēng)的使用。4)隧道所處地區(qū)的地形和氣象條件。地形和氣象條件與隧道自然風(fēng)流的流向和流量有關(guān)。當自然風(fēng)流比較大，流向相對穩(wěn)定時，對于較短的隧道，可直接利用它通風(fēng)。但對于縱向通風(fēng)的隧道，若自然風(fēng)流變化較大時，將會影響通風(fēng)效果，嚴重者會造成隧道無風(fēng)或風(fēng)機損壞。5)風(fēng)速要求。風(fēng)速過大，會對車輛產(chǎn)生不良影響，使人感到不舒服，此時應(yīng)考慮改變通風(fēng)方式或進行分段通風(fēng)。此外，萬一發(fā)生火災(zāi)，過大的風(fēng)速會導(dǎo)致煙火迅速蔓延，危及下風(fēng)方向的車輛和行人。所以對風(fēng)速有一定的限制。我國規(guī)定單向交通隧道設(shè)計風(fēng)速不宜大于10m/s

，特殊情況可取12m/s

；雙向交通的隧道設(shè)計風(fēng)速不應(yīng)大于8m/s；人車混合通性的隧道設(shè)計風(fēng)速不應(yīng)大于7m/s。6)隧道的類型。水底隧道通風(fēng)的要求比較高，從重要性和安全性上都宜采用可靠性高的全橫向式通風(fēng)。而圓形斷面的水底隧道比矩形斷面更適合采用這種通風(fēng)方式，因為圓形斷面除了車道空間外，還有多余的空間可以利用，可由車道板下面的空間送風(fēng)，用頂棚以上的空間排風(fēng)，其效果相當于半橫向式通風(fēng)的兩倍。城市交通隧道的交通量一般都很大，且車流不穩(wěn)定，而全橫向式通風(fēng)和半橫向式通風(fēng)不受交通狀況的影響，所以這兩種方式都可以用。如果在隧道內(nèi)設(shè)置人行道和自行車道時，從安全和舒適的角度考慮，全橫向式通風(fēng)最為理想，其送風(fēng)口通常設(shè)在兩側(cè)距車道面約1m高的位置上，能保證行人最先呼吸到新鮮空氣。山嶺隧道通風(fēng)要更多地考慮經(jīng)濟性，多半采用縱向式通風(fēng)或者半橫向式通風(fēng)，一般不采用全橫向式通風(fēng)。(2)通風(fēng)方式的選擇

選擇通風(fēng)方式時，應(yīng)該綜合考慮上述諸多因素。合理的通風(fēng)方式是安全可靠性高，建設(shè)安裝方便，投資小，隧道內(nèi)環(huán)境好，對災(zāi)害的適應(yīng)能力強，運營管理方便，運營費用低的通風(fēng)方式。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。(1)通風(fēng)機的類型。1)根據(jù)風(fēng)機的優(yōu)缺點選擇通風(fēng)機的種類。優(yōu)點缺點體積小，重量輕，動輪直徑小，轉(zhuǎn)速高，可與電動機直接連接。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障多，各部件都裝在機殼內(nèi)部檢修不方便，噪聲大。優(yōu)點缺點結(jié)構(gòu)簡單，造價低，維修方便，堅固耐用，運行可靠。動輪直徑大，機體大，轉(zhuǎn)速低，一般不能與高速電機直接相連。軸流式風(fēng)機離心式風(fēng)機

在性能上軸流式通風(fēng)機特性曲線（如圖3-29）的工作段比較陡斜，當風(fēng)量Q有較小變化時會引起風(fēng)壓h較大變動。因此，它適應(yīng)于阻力變化大而要求風(fēng)量變化小的隧道中，而離心式則與此相反，（如圖3-30），軸流式風(fēng)機的風(fēng)壓h曲線上有駝峰，若風(fēng)機在駝峰范圍內(nèi)工作，就會引起風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓和功率的波動，產(chǎn)生不正常的振動和噪聲，因此，風(fēng)機的工況點應(yīng)選在駝峰右側(cè)穩(wěn)定區(qū)中。

軸流式通風(fēng)機可通過改變?nèi)~片的安裝角和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能，調(diào)節(jié)簡單、經(jīng)濟、調(diào)節(jié)幅度大。離心式風(fēng)機也可通過改變前導(dǎo)葉的角度和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能，但調(diào)節(jié)不方便且調(diào)節(jié)幅度小。選擇通風(fēng)機時，要根據(jù)兩類風(fēng)機的優(yōu)缺點，結(jié)合隧道通風(fēng)條件和要求進行具體分析和計算。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)2)根據(jù)通風(fēng)機的類型特性曲線選擇通風(fēng)機的型號。不同類型的通風(fēng)機的類型特性曲線不同，其中區(qū)別較大的是合理的工況點的范圍(通風(fēng)量和通風(fēng)壓力的范圍)。正確選擇通風(fēng)機的型號就是尋求既能滿足隧道通風(fēng)量又能使工況點落在合理的范圍的類型特性曲線。通風(fēng)機型號選擇是通風(fēng)機選型的關(guān)鍵。3)根據(jù)通風(fēng)機的個體特性曲線選擇通風(fēng)機的機號。對于同一種類型的通風(fēng)機，按照葉輪直徑的大小又分成不同的規(guī)格(即不同的機號)。在通風(fēng)機的類型選定以后，就能夠保證風(fēng)機的工況點處于一個比較合理的(效率能夠滿足要求的)范圍內(nèi)，但要使風(fēng)機具有一個更為理想的工況點，還要選擇合適的機號。選擇機號主要依據(jù)通風(fēng)量。一般風(fēng)量要求大，葉輪直徑選擇就大些。4)當單機不能滿足風(fēng)量要求時，應(yīng)取兩機或多機并聯(lián)運轉(zhuǎn)。通風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的效果取決于單個風(fēng)機的特性以及兩臺風(fēng)機的聯(lián)合特性。兩臺通風(fēng)機并聯(lián)運轉(zhuǎn)時，通風(fēng)量增加明顯，一般可比單機通風(fēng)量增大70%左右。隨著并聯(lián)風(fēng)機的臺數(shù)增多，風(fēng)量增加的效果會減小，所以并聯(lián)風(fēng)機以2—3臺為宜。5)調(diào)整通風(fēng)機動輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角。調(diào)整動輪的轉(zhuǎn)速和葉片安裝角有兩個目的：一是調(diào)整動輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角使風(fēng)機處于效率最高且最穩(wěn)定的工作狀態(tài)；二是因隧道交通量或其他條件變化引起隧道通風(fēng)量和風(fēng)阻發(fā)生變化時，調(diào)整動輪轉(zhuǎn)速或葉片安裝角可改變風(fēng)機工況點。(2)通風(fēng)機的臺數(shù)正確選定通風(fēng)機的臺數(shù)，可以提高通風(fēng)的可靠性。如果按照計算結(jié)果，選用一臺通風(fēng)機負擔(dān)全部通風(fēng)需要，發(fā)生故障時，就失去了通風(fēng)能力。如果使用兩臺通風(fēng)機并聯(lián)時，一臺發(fā)生故障時，另一臺仍可正常工作，所以較使用一臺時可靠性增加了。但此時要求并聯(lián)中每一臺通風(fēng)能力達65%。(3)通風(fēng)機軸功率。(3-10)式中N—軸功率(kw)；Qreq—所需風(fēng)量(m3/s)；

H—全風(fēng)壓(Pa)；

η—通風(fēng)機效率（約80%）。如果溫度和氣壓改變，還可以修正其軸功率。(4)通風(fēng)機的運轉(zhuǎn)等級隧道內(nèi)的交通量是經(jīng)常改變的，一般的將通風(fēng)量區(qū)分為2～4級，根據(jù)需要調(diào)整通風(fēng)量，使之適合實際需要。所分檔次不宜太多，頻繁的調(diào)整檔次容易引起故障。(5)通風(fēng)的附屬設(shè)施通風(fēng)時，除通風(fēng)機外，還有電動機、供電、變電設(shè)備、控制轉(zhuǎn)換風(fēng)路的風(fēng)門，CO檢測計以及煙霧透過率計等。通風(fēng)系統(tǒng)不是孤立的系統(tǒng)，它與照明、安全設(shè)施等有密切聯(lián)系。例如發(fā)生火災(zāi)時，需要調(diào)整通風(fēng)狀態(tài)，但必須有火災(zāi)報警器、緊急直至閉路電視等設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)異常情況。通風(fēng)系統(tǒng)的電源應(yīng)有2套獨立的供電系統(tǒng)，并能自動轉(zhuǎn)換?！酣嗊\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。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）。由于隧道內(nèi)外的亮度差別極大，所以，從隧道外部去看照明很不充分的隧道入口，會看到黑洞（長隧道）（圖3-31）及黑框（短隧道）（圖3-32）現(xiàn)象。圖3-31黑洞效應(yīng)圖3-32黑框效應(yīng)

2)進入隧道立即出現(xiàn)的視覺問題（白天）。汽車由明亮的外部進入即使是不太暗的隧道以后，要經(jīng)過一定時間才能看清楚隧道內(nèi)部的情況，這稱為“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”，這是因為急劇的亮度變化，使人的視覺不能迅速適應(yīng)所致。

3)隧道內(nèi)部的視覺問題（白天、夜間），隧道內(nèi)部與一般道路不同，主要在于隧道內(nèi)部汽車排出的廢氣無法迅速消散，形成煙霧，它可以將汽車頭燈和道路照明器發(fā)出的光吸收和散射，降低能見度。

4)隧道出口處的視覺問題，白天汽車穿過較長的隧道接近出口時，由于通過出口看到的外部亮度極高，出口看上去是個亮洞，出現(xiàn)極強的眩光，司機在這種極強的眩光效應(yīng)下會感到十分不舒服；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。

解決上述視覺問題的方法是設(shè)置合理的燈光照明，以利行車安全。規(guī)范規(guī)定：長度大于100m的隧道應(yīng)設(shè)置照明。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。

(1)接近段長度，公路隧道各照明區(qū)段中，在洞口（設(shè)有光過渡建筑時，則為其入口）前，從注視點到適應(yīng)點之間的一段道路，在照明上稱為接近段。

(2)入口段長度，入口段指進入隧道洞口的第一段，設(shè)置此段的目的是使司機的視力開始適應(yīng)隧道內(nèi)的照明光線。入口段照明長度可按下式計算：(3-11)式中Dth—入口段照明長度(m)；

Ds—照明停車視距(m)可按表3-12取值；

h—洞口內(nèi)凈空高度(m)。表3-12

照明停車視距Ds縱坡(%)2525262626272728294052535455565758606260909395981001031061101128014214514915415816316817317910043210-1-2-3-4Vt/(km/h)

(2)過渡段長度，介于入口段和中間段之間的照明區(qū)段為過渡段，可解決從入口段的高亮度到中間段的低亮度之間的的劇烈變化（可差數(shù)十倍）給司機造成的不適應(yīng)現(xiàn)象，使之能有充分的適應(yīng)時間。

過渡段由過渡1段Dtr1、過渡2段Dtr2、過渡3段Dtr3三個照明段組成，各段照明長度可按表3-13取值。6744264010067446043389280467111106100Dtr3/mDtr2/mDtr1/m計算行車速度/(km/h)表3-13

過渡段長度Dtr

(4)中間段長度，過了過渡段，司機已基本適應(yīng)洞內(nèi)的照明光線，中間段的基本任務(wù)就是保證行車照明，使司機能保證停車視距。

(5)出口段長度，在單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，以便緩和白洞效應(yīng)帶來的不利影響。出口段長度宜取60m。在雙向交通隧道中，隧道的兩端均為入口，同時也均為出口，照明情況完全相同，可不設(shè)出口段照明，都可采用入口段的照明標準設(shè)計。3.照明區(qū)段的亮度

隧道照明的五個區(qū)段亮度，如圖3-33所示。

(1)接近段亮度，公路隧道接近段可設(shè)可不設(shè)照明設(shè)施，但它的亮度（周圍環(huán)境平均亮度）對于確定入口段、過渡段和中間段的亮度有很大影響，其取值將直接影響到照明設(shè)施造價和運營費用。圖3-33照明區(qū)段的亮度P—洞口S—接近段起點A—適應(yīng)點d—適用距離L20（S）—洞外亮度L20（A）—適應(yīng)點亮度Lth—入口段亮度Ltr1、Ltr2、Ltr3—過渡段1、2、3分段亮度Lin—中間段亮度Dtr1、Dtr2、Dtr3—過渡段1、2、3分段長度洞口Lth亮度L/(cd/m2)

d接近段SPL20(S)20(A)Ltr3Lin(m)B中間段Ltr1Ltr2適應(yīng)曲線過渡段Dtr

入口段DthLAO

(2)入口段亮度入口段亮度Lth可按下式計算(3-12)式中Lth—入口段亮度(cd/m2)；k——入口段亮度折減系數(shù)，可按表3-14取值；L20（S）——洞外亮度(cd/m2)。0.0100.0150.0250.035≤360≤8000.0120.0220.0350.045≥1300≥2400406080100雙車道雙向交通雙車道單向交通計算行車速度vt/(km/h)k設(shè)計交通量N/(輛/h)表3-14入口段亮度折減系數(shù)kLth=kL20(s)

(3)過渡段亮度過渡段由過渡1段、過渡2段、過渡3段三個照明段組成，各段照明亮度可按表3-15取值。Ltr1=0.035LthLtr1=0.3LthLtr1=0.3Lth亮度3段2段1段過渡段表3-15

過渡段亮度

(4)中間段亮度中間段亮度可按表3-16取值。1.51.5401.52.5602.04.5804.09.0100雙車道單向交通N≤700輛/h或雙車道雙向交通N≤360輛/h雙車道單向交通N>2400輛/h或雙車道雙向交通N>1300輛/h計算行車速度vt/

(km/h)(單位:cd/m2)表3-16

中間段亮度Lin

(5)出口段亮度在單向交通隧道中，亮度宜取中間段亮度的5倍。在雙向交通隧道中，可不設(shè)出口段照明。4.洞外接近段的減光建筑物與減光措施

(1)遮陽棚遮陽棚設(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。其頂棚為透光構(gòu)造，形如網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔大多為透空的，稱為開放式構(gòu)造；也有用玻璃封閉的，稱為封閉式構(gòu)造。網(wǎng)孔應(yīng)設(shè)計成不準陽光直接投射到路面上。

(2)遮光格柵遮光格柵也是一種棚狀減光建筑物，但構(gòu)造較簡單。其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)植被減光較為簡便、經(jīng)濟的降低洞外亮度的方法是種植常綠植被，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。5.亮度曲線的組成

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，稱為亮度曲線，如圖3-34所示。其中的亮度包括自然光在路面反射引起的亮度和人工照明在路面反射引起的亮度，是綜合的亮度。由于目前人們對視覺適應(yīng)能力的估算不一致，所以在入口（包括入口段和過渡段）亮度曲線的劃法上相差甚遠。我國的《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》對各區(qū)段的長度與亮度做了具體規(guī)定，如圖3-34。L3L2L1至入口端的距離/m103010050010004000800010000亮度/(cd﹒m-2)隧道入口圖3-34亮度曲線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。

墻面和路面宜用反射率高的材料。一般隧道墻面反射率應(yīng)大于0.7，明亮的混凝土路面反射率為0.24～0.3l，明亮的瀝青路面反射率為0.18～0.2l，很深的黑色路面反射率為0.11～0.14，照明設(shè)計路面亮度總均勻度U0應(yīng)不低于表3-17的要求，路面亮度縱向均勻度U1應(yīng)不低于表3-18的要求。另一方面，墻面應(yīng)當平滑，容易清洗，并且難以附著塵埃和油污。0.3≤360≤7000.4≥1300≥2400雙車道雙向交通雙車道單向交通U0設(shè)計交通量N/（輛/h）表3-17

路面亮度總均勻度U0注：當交通量在其中間值時，可按插入法取值。0.5≤360≤7000.6~0.7≥1300≥2400雙車道雙向交通雙車道單向交通U1設(shè)計交通量N/（輛/h）表3-18

路面亮度縱向均勻度(U1)注：當交通量在其中間值時，可按插入法取值。

(1)隧道照明光源的選擇

1)

一般情況下宜選擇效率高、透霧性能較好的光源。

2)

短隧道、柴油車較少的城鎮(zhèn)附近隧道、緊急停車帶、人行橫通道、車行橫通道可選用顯色指數(shù)較高的光源。

3)

配光特性要符合照明目的。

4)

光源使用壽命應(yīng)不小于10000h。

5)

應(yīng)具有適合公路隧道特點的防眩裝置。

(2)隧道照明光具的選擇

1)

防護等級應(yīng)不低于IP65。

2)形狀和尺寸小而堅固。

3)燈具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于更換燈泡和附近。

4)燈具零部件應(yīng)具有良好的防腐性能，必要時要施以表面處理。

5)燈具符合設(shè)置該照明器場所的幾何條件，燈具配件安裝、維修方便，并能調(diào)整安裝角度。

6)對隧道墻面的配光及煙塵的污染應(yīng)充分注意。

7)燈具不得侵入隧道建筑限界。8)在滿足照明質(zhì)量、環(huán)境條件及防觸電保護要求的情況下，盡量選用光輸出比高，利用系數(shù)高、壽命長、光通衰減少的照明器。

隧道照明燈具的布置方法很多，可安裝在拱頂、墻壁或吊裝頂棚上，沿隧道縱向有單排布置的，也有雙排布置的，在雙排布置的情況下，既有成對布置的，也有交錯布置的如圖3-35。圖3-35燈具的布置方式。

(3)照度計算

目的:根據(jù)所需要的照度值及其它已知條件來決定燈具的容量或燈具的數(shù)量，或在燈具形式、布置及光源的容量都已確定的情況下，計算某點的照度值。

某一點的照度，都是由直射光和反射光兩部分組成的。照度計算的基本方法有：利用系數(shù)法和逐點計算法，逐點計算法又包括平方反比法、等照度曲線法、方位系數(shù)法等，利用系數(shù)法用于計算平均照度與配燈數(shù)，逐點計算法用于計算某點的直射照度。隧道照度計算包括：路面任一點的照度，平均照度，照度均勻度；任一點的亮度，亮度均勻度；以眩光等計算。

(4)隧道照明設(shè)計程度與要求

照明設(shè)計必須符合隧道設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)照明的要求，

照明電氣設(shè)計還必須符合電氣設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

我國目前多數(shù)采用兩階段設(shè)計：初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。

1)初步設(shè)計初步設(shè)計的深度要滿足的要求；b.說明書內(nèi)容；c.圖樣應(yīng)表達的內(nèi)容他深度；d.計算書e.主要設(shè)備材料表

2)施工圖設(shè)計a.施工圖設(shè)計深度的要求據(jù)此編制施工圖預(yù)算；據(jù)此安排設(shè)備材料和非標準設(shè)備的訂貨或加工；據(jù)此進行施工和安裝。b.圖樣應(yīng)表達的內(nèi)容與深度照明平面圖；照明系統(tǒng)圖；照明控制圖；照明安裝圖。說明書、圖紙的內(nèi)容、深度等根據(jù)各工程的特點和實際情況有所增減，但上述每個階段設(shè)計深度希望能達到。電氣圖繪制要求：圖紙的繪制按國家現(xiàn)行的制圖標準執(zhí)行，現(xiàn)行標準有：《電氣圖用圖形符號》（GB4728-85）和《電氣制圖》（GB6988-85）?！峨姎庵茍D》（GB6988-85）中規(guī)定：如果采用《電氣圖用圖形符號》（GB4728-85）中未規(guī)定的圖符號時必須加以說明?！?.5.5▎洞門及洞身裝飾

未經(jīng)內(nèi)裝的混凝土襯砌表面，特別容易吸附汽車引擎排出的廢氣中的黏稠油分，并與煙霧、塵埃一起沾在表面上。使墻面的反光率降到極低的水平，影響行車安全。

經(jīng)過內(nèi)裝的墻面，污染仍然不可避免。但要求裝修材料不易污染、易清洗、耐刷、耐酸堿、耐腐蝕、耐高溫以及便于更換或修復(fù)，表面應(yīng)該光滑、平整和明亮。

內(nèi)裝的作用是美化洞室，使隧道漏水不露出墻面，隱藏各種管線，提高照明和通風(fēng)效果，吸收噪聲等。內(nèi)裝材料表面應(yīng)光潔、明亮，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。。

常用的有瓷磚鑲面，塊狀混凝土、油漆及噴涂、鑲面板等。與之相應(yīng)的有貼瓷磚或貼馬賽克法、安裝砌塊法、噴涂法及鑲板法等，應(yīng)按照現(xiàn)行《裝飾工程施工及驗收規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

頂棚的反射率對提高照明效果有利，經(jīng)過頂棚的反射光使路面產(chǎn)生二次反射，能明顯的增加路面亮度。頂棚可以美化隧道，特別是與整齊排列的燈具相互襯托，更可以起到美化的效果，并有明顯的誘導(dǎo)作用。

頂棚用漫反射材料可以避免產(chǎn)生眩光，其顏色的明亮程度直接影響到路面亮度，因此，應(yīng)該是淺色的，但是又應(yīng)有別于墻面，在色調(diào)和飽和度上可以有所不同。根據(jù)實際需要可以把頂棚做成平頂或者拱頂。在自然通風(fēng)或誘導(dǎo)通風(fēng)時，可以用拱頂。在半橫向或橫向通風(fēng)時可以用平頂?！?.6▎隧道防排水設(shè)施『3.6.1▎水對隧道的危害

水對隧道的危害是多方面的，漏水的長期作用，可能造成隧道侵蝕破壞，危害隧道結(jié)構(gòu)的耐久性；嚴寒地區(qū)，隧道襯砌滲水反復(fù)的凍融循環(huán)，在襯砌內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞；隧道漏水還將使隧道拱部和側(cè)墻產(chǎn)生冰凌侵入凈空；隧道滴水將使路面結(jié)冰，降低輪胎與路面的附著力，惡化隧道的營運條件，危及行車安全；隧道滲漏水還將極大地降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的使用功能和壽命。地表水與地下水經(jīng)常存在聯(lián)系，大量排水后將有可能引起地表水補給，