第四章-隧道总体设计

4 隧道总体设计4.1 隧道选址大青山公路隧道一号线位置的选择满足公路隧道设计规范的要求。隧道里程为K16+215K18+030段，全长1815m,地貌属中低山区。该隧道为一级公路标准的长隧道。在确定线路时，要在多个路线方案中，根据地形图和各种资料进行技术、经济的比较之后，最后确定一条路线，线形对隧道很重要，一般隧道的平面线形以采用直线或大半径曲线为好。隧道位置选择在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地段，当必须通过时，要有切实可靠的工程措施。该隧道范围内主要发育坝底山间沟谷。拟建隧道横穿坝顶山。4.2 隧道纵断面设计隧道内的纵坡形式，根据公路隧道设计规范（JTG D70-2004），可设置单面坡和人字坡两种。两种坡型适用于不同的隧道。对位于紧坡地段，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，可以采用单面坡型。对于长达隧道、越岭隧道、地下水丰富而抽水设备不足的隧道，宜采用人字坡型。纵坡坡度以不妨碍排水的缓坡为宜。在变坡点应放入足够的竖曲线。隧道纵坡过大，不论是在汽车的行驶还是在施工及养护管理上都不利，公路隧道控制坡度的主要因素是通风问题，汽车排出的有害物质随着坡度的增大而急剧增多，一般把纵坡保持在2%以下比较好，超过2%时有害物质的排出量迅速增加；纵坡大于3%是不可取的。从施工中和竣工后的排水需要考虑，在隧道内不应采用平坡。在施工时，为了使隧道涌水和施工用水能在坑道内的施工排水侧沟中流出，需要0.3%的坡度。如果预计涌水量相当大，则需采用0.5%的坡度。竣工后的排水，包括涌水、漏水、清洗隧道用水、消防用水等，如果能满足施工排水的需要，其最小坡度不应小于0.2%。陡坡隧道且涌水量又大时，应考虑减缓坡度。综合以上所述，该段地形起伏大，山势险峻，海拔高程在13391790m，相对高差大于450m，需要争取高程，并且该区域地下水水量小，水质优良，所以选择单面坡型。但在丰水季节施工时，大的降水有可能引起局部的坍塌及小量的涌水，为了使隧道涌水和施工用水能在坑道内的施工排水侧沟中流出，采用0.3%的坡度。4.3 隧道横断面设计隧道设计应满足公路交通规划的要求，其建筑界限、断面净空、隧道主体结构以及通风、照明等设施，应按公路工程技术标准进行设计。隧道横断面设计主要是对隧道净空的设计。隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道净空是根据“建筑限界”确定的。“限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证车辆安全运行所必需的。是建筑物不得侵入的一种限界。公路隧道建筑限界包括车道、路肩、路缘带、检修道等的宽度及车道、检修道的净高。如图3.1所示。 图4.1公路隧道建筑限界标准图图中：H建筑限界高度；W行车道宽度；LL-左侧向宽度；LR右侧向宽度；J检修道；R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=ER；ER建筑限界右顶角宽度，当LR1m时，EL=ER，当LR1m时，ER=1m。各参数的取值规范如表4.1和表4.2：表4.1 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）侧向宽度余宽C人行道R检修道J隧道建筑净宽左侧LL右侧LR左侧右侧设检修道设人行 道不设人行道、检修道高速公路一级公路1203.7520.751.250.750.7511高速公路一级公路1003.7520.510.750.7510.5803.7520.50.750.750.7510.25603.5020.50.750.750.759.75二级公路三级公路四级公路803.7520.750.75111603.5020.50.5110403.5020.250.250.759303.2520.250.250.257.5203.0020.250.250.257表4.2 步道、检修道高度h设计速度（km/h）12010080604020h（cm）806060404030302525或20根据表4.1和表4.2，结合实际情况，对各参数进行取值：设计时速：80km/h；车道宽度：W=23.75m；侧向宽度：LL0.5m，LR0.75m；检修道宽：J0.75m；检修道高度：0.4m；顶角宽度：LLLR0.50m，ERLR0.75m；隧道建筑界限高度：H=5.0m；隧道建筑界限净宽：10.25m；隧道内横向采用单面坡，坡度1.5。如图4.2所示：图4.2 大青山公路隧道建筑限界（单位:cm）4.4 隧道衬砌标准内轮廓设计根据公路隧道设计规范（JTG D70-2004）规定，隧道的内轮廓标准拱部为单心半圆R1=543cm，侧墙大圆弧半径R2=1052cm，仰拱圆弧半径R4=1500cm，仰拱与侧墙间用一个小半径圆弧连接R3=104cm。如图3.3所示。图4.3 两车道80km/h标准内轮廓图（单位:cm） 图中：R1：拱部圆弧半径，R1=551.75cm； R2：侧墙圆弧半径，R2=684.50cm； R3：侧墙与仰拱连接段圆弧半径，R3=100cm； R4：仰拱圆弧半径，R4=1496.78cm； H1：路面至起拱线的高度，H1=165cm； H2：侧墙结构高度，H2=200cm； H2：侧墙与仰拱连接点至