隧道工程第03章-隧道的总体设计2

隧道工程,主讲：乔雄,第3章隧道工程的勘测设计,主讲：乔雄,3.1隧道选址,越岭隧道的选址傍山隧道选址地质条件与隧道位置选择隧道洞口位置的选择,3.2隧道的几何设计,隧道的平面设计隧道的纵断面设计隧道的净空断面横断面设计隧道接线,3.3衬砌内轮廓线及几何尺寸的拟定,3.4道路隧道勘察设计文件的内容和组成,本章主要内容,3.0隧道的工程调查,3.0隧道工程调查,第3章隧道工程的勘测设计,通过多种方案的比选，确定隧道的平面、纵断面线形；,3.0.1隧道勘测的基本内容,1.隧道工程调查,调查隧道穿越地段的地质、地貌、环境生态等自然条件，它们与隧道工程有着密切的关系；,2.隧道线路确定,3.隧道洞口位置选择,3.0隧道工程勘测,3.0.2自然地理概况调查,1.地形资料,2.地质资料,地形图1/500001/25000主要用于线路规划1/50001/1000主要用于隧道方案的比选重要的长大隧道也可以考虑采用航空照片或卫星照片,地质图和说明书。1/2000001/50000比例尺的地质图长大隧道还应参考航空照片以及遥感资料,3.0隧道工程勘测,3.工程资料,4.气象资料,以往的施工记录和工程报告总结,气温、气压、降水、水温、地温等从气象台站和各种资料期刊、汇编、年鉴等处获得,3.0.2自然地理概况调查,3.0隧道工程勘测,5.用地及环境资料,6.灾害资料,用地：工程用地和施工用地调查既有建筑：居民住宅、通讯设施、排水设施、交通设施等环境资料：自然环境，文物古迹、自然保护区、居民环境等，,隧道所在地区历史上的暴雨、台风、地震、滑坡等发生的规模、频度,3.0.2自然地理概况调查,3.0隧道工程勘测,3.0.3地质调查,(1)工程地质特征,(2)水文地质特征,(3)不良地质和特殊地质现象,(4)地震烈度,(5)有害气体和放射性物质,1.调查内容,3.0隧道工程勘测,2.调查步骤,(1)地形地质的初步调查,(2)地质详查,3.调查手段,(1)传统手段：钻探法,(2)物探：电阻与弹性波法,(3)其他技术：遥感,3.0.3地质调查,3.0隧道工程勘测,(3)设计及施工时应注意的问题及对进一步调查的建议,4.地下水调查,5.应提供的资料,(1)概述,地下水对隧道施工与运营都会产生较大的影响和危害,(2)地形地质说明,(4)相关图纸,3.0.3地质调查,3.0隧道工程勘测,6.应交付的相关图纸,线路地形图(比例1/20001/5000)；洞口附近地形图(比例1/500)，沿线路中线每侧各100米的范围进行；地质平面图；地质纵断面图(比例1/5001/2000)；洞口附近地质纵断面图(比例1/200)以及洞口附近地质横断面图若干。,3.0.3地质调查,3.0隧道工程勘测,3.0.4环境调查,1.自然环境调查,2.地物调查,3.生活环境调查,动、植物的生态状况：种类、密度、分布、季节性变化地表水、地下水状况,土地利用状况：用途、面积范围等文物古迹、风景区等已有构建物：通讯设施、民房、地下管网等,废气、噪声、振动、地面下沉等，对居住环境、自然资源和已有地物的影响,3.0隧道工程勘测,3.0.5气象调查,降雨:年、月平均、日最大、小时最大降雨量降雪:最大降雪日、最大积雪量、积雪期、最大日降雪量、雪密度、雪温气温、地温：年平均气温、绝对最高最低气温、日温差；冻结期、冻结深度、多年冻土深度、水温风向、风速：频率分布(年间、月间、日间)雾：发生日数(频度、滞留时间及其能见度)洪水：洪水量、水位、时期,3.0隧道工程勘测,3.1隧道选址,第3章隧道工程的勘测设计,在山区修建高等级公路或铁路时，隧道的比重往往是很大的，因此，选择合理的隧道位置不仅是选线的重要组成部分，同时也关系着施工难易、工期长短、造价大小、运营安全和运输效率。,3.1隧道选址,3.1.1概述,1）隧道位置选择的重要性,西汉高速公路,西汉高速公路是国家高速公路网G5京昆高速，在陕西境内的一段，是陕西省“米”字型公路主骨架的重要组成部分。工程总投资约134.5亿元，于2002年开工建设，于2007年9月30日建成通车，路线主线全长258.65km，全线设计桥梁147264.785延米/723座，隧道单洞总长97413.5延米/151座，全线桥隧比例高达67%。,西康高速全长约195公里，其中西安至柞水高速公路全长65公里；柞水至小河高速公路全长71.67公里；小河至安康高速公路全长58.261公里。桥隧占路线总长的72%。,武都至罐子沟高速公路路线全长130.415公里。总投资117.13亿元，桥梁122座，隧道46座，桥隧比例69%，洛塘至罐子沟段路线全长46.373797Km，共设桥梁42629.14m/84座，特大桥22481.15m/12座，大桥18878.84m/54座，中桥1234.09m/16座，小桥35.06m/2座，涵洞12道，隧道44120.67m/51座，特长隧道6345m/2座，长隧道16375.4/8座，中短隧道21040.28m/41座，桥隧长度占路线长度达93.5%。,主导因素：工程地质和水文地质条件，因为它往往控制着线路方案的取舍和隧道位置的选择,2）选择隧道位置时考虑的主要因素,（1）社会条件：政治、经济、国防、对自然环境的影响,例如:新龙门隧道（位于国家级文物龙门石窟保护区内）,（2）自然条件：工程地质、水文地质、地形、地貌等,地形条件也是选定隧道位置的重要条件之一。,3.1隧道选址,3.1.1概述,洛阳新龙门隧道,龙门石窟,进行全面的政治、经济、技术的综合比较来确定,在隧道位置选择时，首先应,查清：工程地质及水文地质情况,根据：不同地形特点,结合：线路技术标准通车期限工程造价施工及运营条件节省土地等因素,3.1隧道选址,3.1.1概述,越岭隧道地段，一般山峦起伏，地形陡峻，工程地质和水文地质条件均较复杂，交通运输条件也比较困难，施工及弃碴场地狭窄，隧道施工往往控制全线或部分地段的工期。,3.1.2越岭隧道位置的选择,1）越岭隧道的概念,通过山区的交通干线往往要翻越分水岭，从一个水系进入另一个水系，这段线路称之为越岭线，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。用于缩短线路，克服高程障碍。,3.1隧道选址,高程障碍,八达岭隧道中国自行修建的第一座单线越岭铁路隧道,垭口的概念：当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上高程较低处，即称垭口。,2）选择越岭隧道的两大要素,平面位置与立面位置的选择,（1)平面位置的选择选择垭口,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,垭口：指的是山脊上呈马鞍状的明显下凹处。是连续山梁的一块平坦上相对较低的位置。,较高的垭口,较低的垭口,山岭（褶多山）,垭口两侧沟谷引线工程大小、展线难易情况、线路顺直与否，也是方案综合比选的一个重要方面。,考虑重点,垭口的地形和地质条件的好坏和隧道的长短。因为二者关系到施工的难易、工期的长短和运营的安全等问题。,2）选择越岭隧道的两大要素,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,然后进行可能通过的垭口、沟谷的比选。,选择垭口的方法,利用小比例尺地形图(如军用地图)、航空照片、卫星照片等；,根据线路的航空线方向和克服越岭高程的不同要求进行大面积选线，录求可供越岭的几个垭口位置；,2）选择越岭隧道的两大要素,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,成昆线从大渡河水系的牛日河进入安宁河水系的孙水河，需穿越小凉山分水岭，该岭与两侧高差约900余米，线路需克服越岭的巨大高差，越岭地段计有沙木拉打、瓦吉木、小相岭、阳糯雪山四个垭口。,例如：成昆线沙木拉打隧道的比选,2）选择越岭隧道的两大要素,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,隧道位置高，隧道长度短，施工工期短，但两端展线长，线路拔起高度大，通过能力小，运营条件差；隧道位置低，则与前者相反，但施工难度增加。宜采用低位置方案，但必须进行多种因素综合比选。,(2)立面位置的选择选择高程,越岭隧道立面位置的选择是指隧道越岭标高的选择。垭口不同，越岭标高，就会出现不同长度的隧道方案。,2）选择越岭隧道的两大要素,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,凉风垭方案(采用方案)：在雷神坡方案的基础上，进一步压低越岭位置的较好方案。越岭隧道长4270米，拔起高度小、展线短、线路较顺直。,例如：川黔线上的凉风垭隧道即为较为典型的例子。为穿越娄山山脉分水岭的越岭隧道，根据地形特点，选择了三个主要方案进行比较：,马鞍山方案：越岭隧道长2810米，位置较高，线路需克服较大高差。,雷神坡方案：越岭隧道长3490米，位置较马鞍山方案较低，线路状况大为改善，但该处为一大断层，地质条件不利；,(2)立面位置的选择选择高程,2）选择越岭隧道的两大要素,3.1.2越岭隧道位置的选择,3.1隧道选址,山区铁路（或公路）除越岭地段以外，线路大多是沿河傍山而行，在地势陡峻的峡谷地段，常需修建的隧道即为傍山隧道，也有称之为河谷线隧道。,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,1)傍山隧道的概念,3.1隧道选址,平面障碍,线路进入山区，山峦起伏，河谷蜿蜒，不得不依山傍河迂回前进。这就出现了平面障碍。,沿河傍山绕行方案,(4)河道狭窄，水流湍急冲刷力强，对山坡稳定和隧道安全威胁较大。,2)傍山隧道的特点,(1)依山傍水修建时，施工中容易破坏山体平衡，造成各种病害；,(2)因是在山体表层范围内修建隧道，常常遇到崩塌、滑坡、错落、松散堆积及泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂；,(3)一般埋深较浅，属浅埋隧道和短隧道群，洞身覆盖薄、易产生不对称的偏压情况；,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,3.1隧道选址,傍山隧道在浅埋地段，要注意洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免冲刷偏压、隧道位置宜往山体内侧靠，一般要求隧道外侧最小覆盖厚度应不小于表中的数值。,3)傍山隧道的位置选择要点,(1)保证最小覆盖层厚度,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,3.1隧道选址,傍山浅埋隧道保证最小覆盖层厚度,河岸存在中冲刷现象或河道窄、水流急，冲刷力强的地段，要考虑河岸受冲刷对山体和洞身稳定的影响，隧道位置宜往山体内侧靠一些，有可能时，最好设在稳定的岩层中。,(2)尽量内靠,3)傍山隧道的位置选择要点,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,3.1隧道选址,河谷线上隧道位置选择时遵守“宁里勿外”的原则,河道狭窄冲刷严重！,傍山隧道位置应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡的可能坍塌和便道施工对洞身稳定的影响。,(3)注意周围既有建筑对隧道稳定的影响,3)傍山隧道的位置选择要点,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,3.1隧道选址,已有建筑影响,线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。如山嘴地段地形陡峻、地质复杂，河岸冲刷严重，以路堑或短隧道通过难以长期保证运营安全时，应尽可能用“裁弯取直”，以较长隧道方案通过。,(4)尽可能“裁弯取直”,3)傍山隧道的位置选择要点,3.1.3傍山(河谷)隧道位置的选择,3.1隧道选址,线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。,常见的不良地质条件主要是指：滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤地层、地下水发育等地质现象。,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,大量工程实践表明：不论是河谷线还是越岭线。在具体选定隧道位置时都必须详细研究地质条件的影响，力求使隧道在较好的地质条件下通过，尽量减少不良地质条件的影响是极力重要的。,3.1隧道选址,滑坡,山坡土体在重力作用下，沿某一软弱面有整体下滑的趋势，形成滑坡。,山体滑坡,（2）层状倾斜岩层沿某个软弱面滑动,1）滑坡地区,（1）山体可能沿某软弱面滑动,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,3.1隧道选址,悬崖陡壁地区，日久风化、产生张开节理和裂隙，不要把隧道置于地表不厚的傍山位置。,2）崩塌地区,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,3.1隧道选址,山体崩塌,明洞,崩塌地区，隧道位置不宜设置在地表位置不厚的傍山位置，尽可能穿过稳定的岩层。洞口可以采用设置明洞来解决。,洞口山体崩塌,岩石经风化作用，分解和剥离成为大小不一的块体，从山坡上方滚下，或冲刷夹持而堆积在山坡坡脚处，形成松散堆积体。隧道通过这类地区，开挖时极易发生坍方，给施工带来困难。这时宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体之中。,3）岩堆地区,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,3.1隧道选址,岩堆则是指陡峻山坡上，岩体崩坍物质经重力搬运，在山坡坡脚或平缓山坡上堆积的松散堆积体。,应避免把隧道放在冲积扇范围以内，以免堵塞隧道洞口，或建明洞，使泥石流在明洞顶通过。,4）泥石流,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,3.1隧道选址,2009年8月陕西西汉高速因泥石流中断交通,（1）地下水不宜从多水地区通过（隧道内建桥）；（2）高地温,5）溶洞地区,尽量避免或要有足够的安全距离。,6）瓦斯地区,隧道在通过煤层时会遇到甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)等有害气体，容易引起火灾、爆炸、最好避开，不得已时作好通风。,7）其他,3.1.4不良地质地段隧道位置的选择,3.1隧道选址,当隧道通过岩溶地区时，应力求避免穿越岩溶严重发育的网状洞穴区、巨大空洞区及有利于岩溶发育的构造带，尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳酸盐岩(可溶岩与非可溶岩)的接触带。当不可能时，应选择在较狭窄地段，以垂直或大角度穿过，使通过岩溶地段为最短。,隧底空溶洞,大型溶洞,瓦斯地区隧道开挖时，有害气体如甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)逸出；轻则致人窒息，重则引起爆炸，危害甚大。选择隧道位置时，最好能避开。不得已时，应做好通风稀释的措施。黄土地区黄土具有干燥时甚坚固，遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征。选择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷穴密集的地区。,瓦斯爆炸,隧道通风,董家山隧道,地下水地下水多是由地表水的渗透或地下水源补给的它们的存在，使岩石软化、强度降低，层间夹层软化或稀释，促成了层间的滑动。选择隧道位置时，最好不从富水区中经过。不得已时，也要尽可能地把隧道置于地下水位以上的地方，或在不透水层中穿过。地温地球核心有巨大的热量隧道如果埋置很深，地温太高，将会降低施工效率。隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难选择隧道位置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处。遇到部分地区埋深太大或高地温时，则应作好通风降温措施。,洞口泄水,涌水,突泥,隧道内涌水、突泥比泥石流的危害更大，应尽量使隧道置于地下水位以上的地方，或在不透水的岩层中穿过。,埋深越深的隧道地温也越高，有时可达到4050度，应做好通风降温的措施.,3.1.5隧道洞口位置的选定,1）洞口位置选定的重要性,是隧道勘测设计的重要环节之一。洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工、造价工期和运营安全。,选择时要结合洞口的地形、地质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程(桥涵、通风设施)综合考虑。,3.1隧道选址,（1）洞口应尽可能设在山体稳定、地质较好处，不应设在排水困难的沟谷低洼中心。,2）洞口位置选定的原则和要求,总的原则：早进洞，晚出洞最新理念：零埋深，零开挖目的：确保施工、运营的安全,理由：(1)沟谷地势狭窄，不利施工；(2)不利防洪、排水；(3)洼地一般地质条件较差。,3.1.5隧道洞口位置的选定,早进晚出,隧道进洞坚持“零开挖”原则，杜绝对山体的大挖大刷，在确保隧道洞口安全前提下尽早进洞，使隧道洞口与周围环境自然、协调。,线路与等高线斜交无法避免时：可采用斜交洞门，但围岩类别应不小于级。且斜交角度一般不小于45接长明洞采用台阶式洞门,（2）洞口应尽可能设在线路与地形等高线正交处,2）洞口位置选定的原则和要求,3.1.5隧道洞口位置的选定,理由：不使山体受扰动太甚，不使新开出的暴露面太大,（3）隧道洞口的路肩设计标高，应高于洪水设计标高,、级铁路、高速公路为100年一遇级与其他公路为50年一遇设计标高=水位+0.5(壅水+波浪),（4）边坡、仰坡不宜开挖过高，以保证洞口安全,2）洞口位置选定的原则和要求,3.1.5隧道洞口位置的选定,（5）当隧道穿过悬崖陡壁时，可贴壁进洞,当隧道穿过悬崖陡壁时，岩壁稳定且落石或坍塌不可能时，一般不宜刷动原坡面，破坏地表植被，暴露风化破碎岩层，使洞口处于不利地位。,2）洞口位置选定的原则和要求,3.1.5隧道洞口位置的选定,若洞顶危岩活石难以清除，或支护上有落石掉块危机行车安全时，应延伸洞口接长明洞至能坍落影响范围以外35m。,（5）当隧道穿过悬崖陡壁时，可贴壁进洞,2）洞口位置选定的原则和要求,3.1.5隧道洞口位置的选定,6.当洞口地形平缓时,由于选定洞口位置有较大的伸缩范围此时，此时应结合洞外填方路堑施工难易、路堑排水支农要求、弃碴场地、施工力量及机械设备等情况全面考虑。,7.注重环境保护,2）洞口位置选定的原则和要求,3.1.5隧道洞口位置的选定,1,尽可能设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方,2,不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处,3,尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方,4,隧道洞口标高应高于洪水位线,实践总结,6,洞口附近有水沟或水渠横跨时可设置挖槽开沟的桥梁或涵洞,7,洞口前方的岩壁和裸露的基岩可保持原生破面，贴壁进洞,8,洞口以外必须留有生产活动的场所,5,隧道洞口边坡和仰坡均不宜开挖过高,3.2隧道的几何设计,第3章隧道工程的勘测设计,隧道长度(起迄点)的计算公路：洞门外表面与路线中线的交点铁路：洞门外表面与内轨顶面的交点,概念：隧道平面是指隧道中心线在水平面的投影,隧道纵断面是中心线展直后在垂直面的投影,3.2隧道的几何设计,3.2.1隧道的平面设计,公路隧道的平面线形和普通道路一样，根据公路规范要求进行设计。隧道平面线形，一般采用直线、避免曲线。如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距要求。,3.2隧道的几何设计,不设超高的圆曲线最小半径(m),3.2.1隧道的平面设计,3.2隧道的几何设计,公路停车视距与会车视距,3.2.1隧道的平面设计,3.2隧道的几何设计,双洞间距问题,对于高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行分离的独立双洞;最小净距按对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工方法等因素确定;一般情况可按表1.23取值。,3.2.1隧道的平面设计,3.2隧道的几何设计,分离式独立隧道的最小间距,隧道纵断面设计,隧道纵断面设计,隧道纵断面设计,隧道内纵面线形设计应综合考虑行车安全性、营运通风规模、施工作业效率和排水要求。,综合各方面要求，隧道规范要求纵坡应不小于0.3，并不大于3,隧道如双向对头掘进，为施工排水，可采用“人”字坡。单向通行时，设置向下的单坡对通风有利。,3.2.2隧道纵断面设计,3.2隧道的几何设计,隧道的纵坡类型：单向坡人字坡,隧道的纵坡：不小于0.3，也不大于3。,3.2.2隧道纵断面设计,3.2隧道的几何设计,控制隧道纵坡大小的主要因素通风问题排水问题,3.2.2隧道纵断面设计,3.2隧道的几何设计,隧道内竖曲线最小半径和最小长度,隧道内纵坡坡率超标后，必须对行车安全性，通风设备和运营费用、施工效率的影响等作充分的技术经济综合论证。,3.2.2隧道纵断面设计,3.2隧道的几何设计,隧道断面设计需要解决什么问题？,根据围岩压力和支护结构等因素求取最经济值,3.2.3隧道净空断面与横断面设计,3.2隧道的几何设计,隧道横断面设计,隧道洞口段,隧道横断面设计,二次衬砌钢模,隧道横断面设计,什么是隧道净空？什么是隧道建筑限界？,隧道横断面设计,什么是隧道净空？什么是隧道建筑限界？,（1）隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间（2）建筑限界：是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。,（3）隧道行车限界：保证隧道中行车安全，在一定高度和宽度范围内任何物体不得侵入的限界,（4）边墙效应：隧道边墙给驾驶员造成危险的心理影响，行车偏左减少行车道,3.2.3隧道净空断面与横断面设计,3.2隧道的几何设计,(5)、加宽带：大于2公里隧道，设紧急停车带，宽2.5m，长2540米，间隔750米；大于10公里隧道设U型回车道；(6)、净高：高速公路、一级公路5米，二级以下公路4.5米；(7)、建筑限界顶角宽：小于等于1米；(8)、两相邻隧道最小间距问题：由于地质条件的关系，隧道宽度过大则不经济，施工上也增加难度，所以高速公路、一级公路一般应设计为上，下行分离的两座独立隧道。两相邻隧道最小净距视围岩类别，断面尺寸、施工方法、爆破震动影响等因素确定。,隧道建筑限界设计规范规定：,当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。,限界高度，二级公路以上等级取5.0m;三、四级公路取4.5m.,隧道路面横坡，一般可采用1.5%2.0。,3.2.3隧道净空断面与横断面设计,3.2隧道的几何设计,隧道建筑限界详图,检修道或人行道宜双侧设置；检修道或人行道的宽度按规定选取。检修道或人行道的高度可按2080cm取值，并综合考虑以下因素：紧急情况时，驾乘人员拿取消防设备方便；满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。检修人员步行时的安全。,3.2.3隧道净空断面与横断面设计,3.2隧道的几何设计,对于长、特长隧道应在行车方向的右侧设置紧急停车带。紧急停车带的设置间距不宜大于750m。,3.2.3隧道净空断面与横断面设计,3.2隧道的几何设计,紧急停车带,净空断面大小、隧道内轮廓形状和几何尺寸设计,3.2.4隧道接线,3.2隧道的几何设计,3.2.4隧道接线,3.2隧道的几何设计,3.3衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定,第3章隧道工程的勘测设计,3.3衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定,什么是隧道衬砌？(Lining)它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物,1）衬砌断面设计主要解决内轮廓线、轴线和厚度三个问题。,2）设计内轮廓线的原则衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界，力求开挖和衬砌的数量最小。衬砌内表面力求平顺，考虑衬砌施工的简便。3）隧道衬砌断面的轴线：应当尽量与断面压力线重合，使各截面主要承受压应力。(1)、当衬砌受径向分布的水压时，轴线以圆形最好；(2)、主要承受竖向压力或同时承受不大的水平侧压力时，可采用三心圆拱和直墙式衬砌；(3)、当承受竖向压力和较大侧压力时，宜采用五心圆曲墙式衬砌；(4)、有沉陷可能受底压力时，宜加设仰拱的曲墙式衬砌。,4）隧道衬砌厚度随所处地质条件和水文地质条件不同而有较大变化，并且与隧道的跨径，荷载大小，衬砌材料以及施工条件等有关。根据以往经验，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱脚部分加厚2050的变截面。仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。,隧道衬砌截面最小厚度（cm）,5）衬砌断面(1)、衬砌断面的形状直墙式圆弧拱三心圆拱单圆拱,(2)、衬砌断面的轮廓线,衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间，即为隧道的净空断面。衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。为保证衬砌的厚度，侵犯该线的山体必须全部除掉，木质临时支撑或木模板等也不应侵入，所以该线又称为最小开挖线。实际开挖线为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避免的成为不规则形状。,隧道超挖严重,隧道超挖严重,超挖线，超挖部分的大小叫超挖量，一般不应超过10cm。实际上凸凹不平，这样10cm的限制线只能是平均线，它是设计时进行工程量计算的依据。施工中，尤其是用钻爆法施工时，很难掌握刚好达到平均线，常常比它还要大，造成了不必要的工程量.如何控制超挖，至今仍为一个难题。按设计要求所有超挖部分，都要用片石回填密实。由于施工上的困难，不容易作到密实。但这是设计及施工中都应着重强调的问题。,6）公路隧道衬砌内轮廓线的求法主要步骤如下：(1)确定建筑限界；(2)确定弧形；(3)计算验证、调整。以上过程是个反复循环的过程,(1)圆形断面,隧道衬砌内轮廓线的求法,(2)直墙式衬砌断面,隧道衬砌内轮廓线的求法,(3)曲墙式衬砌断面,隧道衬砌内轮廓线的求法,隧道衬砌内轮廓线,3.4隧道勘测设计文件的内容,第3章隧道工程的勘测设计,3.4隧道勘测设计文件的内容公路隧道勘测设计的成果是设计文件，应按交通部颁发的公路基本建设工程设计文件编制办法和公路隧道勘测规程的要求进行编制。,提出隧道勘测说明书其内容如下：1沿线隧道概况及自然概况；2工程地质及水文地质情况；3气象、环境和有关政策法令情况；4施工条件(包括施工场地、工程设备、给排水、动力、施工道路、弃渣场、建筑材料来源以及与附近建筑物或环境的关系等)；5隧道方案(2个或2个以上)的比选情况和在设计注意事项；6对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议；7存在问题以及解决办法的建议，有关协议、纪要等；,8.隧道线路方案平面图；比较方案(2条以上)应绘入图内，并附有方案比较说明，采用方案的理由；9隧道线路地质平面图；显示地质构造、岩层产状、不同地质的分界线，水文地质情况、地物、地貌等。10隧道纵断面图；显示隧道全貌，埋置深度，地质和水文地质以及线路条件，图上除注明里程、地面标高外，尚应注明设计坡度；设计标高及线路曲线要素。11隧道洞口地形平面图；显示边坡开挖情况，选定洞口位置，确定明洞长度，布置排水，施工场地及防护工程设施等，一般洞口地形平面图的施测范围为洞口前后及两侧各宽约60m左右