隧道工程第3章隧道线路及断面设计

1、1 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 第三章第三章 隧道线路及断面设计隧道线路及断面设计 2 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 主要内容主要内容 3 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 隧道长度隧道长度( (起迄点起迄点) )的计算的计算 铁路：洞门外表面与内轨顶面的交点铁路：洞门外表面与内轨顶面的交点 公路：洞门外表面与路线中线的交点公路：洞门外表面与路线中线的交点 3.3 3.3 隧道平纵断面设计隧道平纵断面设计 概念：概念：隧道平面平面是指隧道中心线在水平面的投影 隧道纵断面纵断面是中心线展直后在垂直面的投影 4 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 3. 3.当洞外明线出现曲线时，最

2、好要使曲线的缓直点当洞外明线出现曲线时，最好要使曲线的缓直点( (或直缓或直缓 点点) )距洞口一定距离距洞口一定距离( (如公路隧道应保证停车视距如公路隧道应保证停车视距) )。 3.3.1 3.3.1 隧道线路平面设计隧道线路平面设计 设计要点 1. 1.在地形地质条件可能的情况下，应尽可能采用直线或大半在地形地质条件可能的情况下，应尽可能采用直线或大半 径曲线，避免小半径曲线。径曲线，避免小半径曲线。 2. 2.隧道应尽量避免设反向曲线或复曲线，以利于运营施工隧道应尽量避免设反向曲线或复曲线，以利于运营施工 4. 4.公路隧道不设超高的最小曲线半径：表公路隧道不设超高的最小曲线半径：表3

3、-3-13-3-1。 3.3 3.3 隧道平纵断面设计隧道平纵断面设计 5 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 3.3.2 3.3.2 隧道线路纵断面设计隧道线路纵断面设计 设计要素 坡道形式坡道形式 坡度大小坡度大小 坡段长度坡段长度 坡段间的衔接坡段间的衔接 3.3 3.3 隧道平纵断面设计隧道平纵断面设计 6 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 单面坡多用于线路的紧坡地单面坡多用于线路的紧坡地 段或是展线地区及河谷隧道段或是展线地区及河谷隧道 中，以利争取高程中，以利争取高程 （2）坡道形式 两种：人字坡和单面坡人字坡和单面坡 人字坡常出现在越岭隧道、人字坡常出现在越岭隧道、 长大隧道中

4、长大隧道中 3.3 3.3 隧道平纵断面设计隧道平纵断面设计 7 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 铁路铁路3 3 （3）坡度大小 (1)隧道内最大限制坡度 公路不大于公路不大于3%3%，不小于，不小于0.3%0.3% (2)铁路隧道内的坡度折减系数m 湿度影响、空气阻力影响，表3-3-4 （4）坡段长度 （5）坡段连接 3.3 3.3 隧道平纵断面设计隧道平纵断面设计 8 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 9 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间， 根据根据“隧道建筑限界隧道建筑限界”确定的。确定的。 隧道建筑

5、限界：为了保证隧道内各种交通的正常隧道建筑限界：为了保证隧道内各种交通的正常 运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得 有任何障碍物的空间范围。有任何障碍物的空间范围。 基本概念基本概念 3.4 3.4 隧道横断面设计隧道横断面设计 10 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 3.4.1 3.4.1 铁路隧道建筑限界铁路隧道建筑限界 机车车辆或超限货物车辆的接近限界机车车辆或超限货物车辆的接近限界 隧道建筑限界隧道建筑限界 隧道净空隧道净空 铁路建筑接近限界铁路建筑接近限界 ( (一一) )直线隧道净空直线隧道净空 11 隧道工程第3章隧道线路及断

6、面设 计 1 1、机车车辆限界、机车车辆限界 停在平坡直线上车辆外轮廓尺寸停在平坡直线上车辆外轮廓尺寸 2 2、基本建筑限界、基本建筑限界 线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线 3 3、隧道建筑限界、隧道建筑限界 比基本建筑限界大一些，安装通讯信号、照明、比基本建筑限界大一些，安装通讯信号、照明、 电力等设备电力等设备 12 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 （单线）（单线） （双线）（双线） 行驶蒸汽机或内燃机车的单（双）线隧道限界行驶蒸汽机或内燃机车的单（双）线隧道限界 3560 3000 3560 6000 3000 8500 4000 11

7、10 1210 2250 1875 轨面 2250 2440 4000 1400 2440 2000 1000 10001500 1500 2440 2440 13 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 65506550 40004000 24402440 30003000 42504250 24402440 30003000 42504250 40004000 40004000 85008500 22502250 18751875 11101110 12101210 22502250 轨面轨面 12501250 24002400 20002000 550550 1000100015001500

8、 23002300 14001400 （单线）（单线） 17001700 1000100015001500 23002300 （双线）（双线） 新建或改建行驶电力机车的单（双）线隧道限界新建或改建行驶电力机车的单（双）线隧道限界 14 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 15 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 4. 4.直线隧道净空直线隧道净空 考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间 不同围岩压力下，衬砌结构的合理受力形状不同围岩压力下，衬砌结构的合理受力形状 施工方便施工方便 16 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 120km/h120km/

9、h单线铁路隧道衬砌轮廓单线铁路隧道衬砌轮廓 17 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 120km/h120km/h双线铁路隧道衬砌轮廓双线铁路隧道衬砌轮廓 18 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 200km/h200km/h客货共线单线铁路隧道客货共线单线铁路隧道 19 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 200km/h200km/h客货共线双线铁路隧道客货共线双线铁路隧道 20 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 200km/h200km/h客货共线兼顾双箱运输单客货共线兼顾双箱运输单 线铁路隧道线铁路隧道 21 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 200km/h200km/h客货共线兼顾

10、双箱运输双客货共线兼顾双箱运输双 线铁路隧道线铁路隧道 22 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 250km/h250km/h客运专线单线铁路隧道客运专线单线铁路隧道 23 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 250km/h250km/h客运专线双线铁路隧道客运专线双线铁路隧道 24 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 350km/h350km/h客运专线双线铁路隧道客运专线双线铁路隧道 25 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 （二）曲线隧道净空加宽（二）曲线隧道净空加宽 单线铁路隧道加宽示意图单线铁路隧道加宽示意图 1 1、铁路隧道加宽原因、铁路隧道加宽原因 内内2 2 车辆长度（车辆长度

11、（L=26mL=26m） 车辆前后转向架间距（车辆前后转向架间距（l=18ml=18m） 曲线半径（曲线半径（R R） D d内 线路中心线线路中心线 车辆中心线车辆中心线 d外 d d内内2 2 a a/2 a a 26 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 2 2、单线铁路隧道加宽计算、单线铁路隧道加宽计算 （1） 车辆中间部分向曲线内侧的偏移 l l 车辆转向架中心距，取车辆转向架中心距，取18m18m R R 曲线半径，单位曲线半径，单位m m )( 4050 100 8 18 2 1 cm RR d 内 则： 27 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 H 隧道限界控制点自轨面起的高度，

12、cm E 外轨超高值，其最大不超过15cm，且 )( 150 2 cm EH d 内 (2) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移 )(76.0 2 cm R V E 150 E arctg d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动角度： )(7 . 2 2 cmEd 内 故可近似取 28 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 R lL d 8 22 外 )( 4400 100 8 1826 22 cm RR d 外 (3)车辆两端向曲线外侧的偏移 L L 标准车辆长度，我国为标准车辆长度，我国为26m26m，则，则 E RR E R dddd7 . 2 84504400 7 . 2 4050

13、 21 外内内总 则总加宽值：则总加宽值： 29 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 隧道中心线隧道中心线 3 3、单线隧道、单线隧道( (结构结构) )中线与线路中线偏移距离中线与线路中线偏移距离 直线隧道中心线直线隧道中心线 d d WW1 1 加宽后加宽后 加宽后加宽后 内轮廓线内轮廓线 直线隧道直线隧道 隧道内轮廓线隧道内轮廓线 WW2 2 30 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 )( 2150 8450 cm EH R d 中 )( 8450 cm R d 中 4 4、双线铁路隧道加宽计算、双线铁路隧道加宽计算 d d内 内及 及d d外 外计算与单线加宽值相同 计算与单线加宽值相

14、同 当外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超高时当外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超高时 H H 车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360cm360cm E E 外侧线路的外轨超高值，外侧线路的外轨超高值，cm cm )(2 . 1 8450 cmE R d 中 故故 其余情况时其余情况时: : 31 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 内轨顶面 245+d内 曲 墙 衬 砌 内 轮 廓 直 墙 衬 砌 内 轮 廓 内 侧 线 路 中 线 外 侧 线 路 中 线 245+d 890+d 400+d 偏内d偏外d 中 外 隧 道 中 线 2 200 中外内 偏内 ddd

15、 d 2 200 中外内 偏外 ddd d 5 5、双线隧道中线偏移、双线隧道中线偏移 32 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 时速时速200km/h200km/h以上曲线隧道净空加宽以上曲线隧道净空加宽 圆曲线半径圆曲线半径(m)(m)外轨超高（外轨超高（mmmm） 隧道内外侧加宽总隧道内外侧加宽总 和和(cm)(cm) 2500250045451515 3000300035351212 4000400025259 9 33 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 d圆曲线地段隧道中线偏移距离； R圆曲线半径。 缓和曲线中 点加宽断面 缓和曲 线起点 直线断面 缓和曲 线中点 缓和曲 线终点

16、隧道中线 线路中线 R 圆曲线加宽断面 22m 13m d d/2 （三）曲线与直线隧道衬砌（三）曲线与直线隧道衬砌 的衔接方法的衔接方法 34 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 二、公路隧道建筑限界二、公路隧道建筑限界 建筑限界组成部分：建筑限界组成部分： 行车道宽度行车道宽度(W)(W) 路缘带路缘带(S)(S) 侧向宽度侧向宽度(L)(L) 人行道人行道(R)(R)或检修道或检修道(J) (J) 当设置人行道时，含余宽当设置人行道时，含余宽(C)(C) 车道数车道数 35 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 公路隧道建筑限界图(尺寸单位：m) 36 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计

17、表表3-4-3 3-4-3 各级公路隧道建筑限界基本宽度（各级公路隧道建筑限界基本宽度（m m） 公公 路路 分分 类类 公公 路路 等等 级级 地地 形形 行车道行车道 宽宽 度度 （单洞）（单洞） WW 侧侧 向向 宽宽 度度人人 行行 道道 R R 检修道检修道 ( (一侧一侧) ) J J 隧道建筑隧道建筑 限界净宽限界净宽 路路 缘缘 带带 S S 余余 宽宽 C C 设检修道或设检修道或 不设人行道不设人行道 设设 人人 行行 道道 汽汽 车车 专专 用用 公公 路路 高高 速速 平原微丘平原微丘7.507.500.750.750.500.500.750.7510.7510.75

18、重重 丘丘7.507.500.500.500.500.500.750.7510.2510.25 山岭山岭 7.507.500.500.500.250.250.750.759.759.75 7.007.000.500.500.250.250.750.759.259.25 一级一级 平原微丘平原微丘7.507.500.500.500.500.500.750.7510.2510.25 山岭重丘山岭重丘7.007.000.500.500.250.250.750.759.259.25 二级二级 平原微丘平原微丘8.008.00/ /0.250.250.750.759.259.25 山岭重丘山岭重丘7.5

19、07.500.250.250.750.758.758.75 一一 般般 公公 路路 二级二级 平原微丘平原微丘9.009.000.250.25 0.750.75 9.509.5010.510.5 山岭重丘山岭重丘7.007.000.250.257.507.508.508.50 三级三级 平原微丘平原微丘7.007.000.250.25 0.750.75 7.507.508.508.50 山岭重丘山岭重丘7.007.000.250.257.507.508.508.50 四级四级 平原微丘平原微丘7.007.000.250.257.507.50 山岭重丘山岭重丘7.00/4.507.00/4.50

20、0.250.257.50/5.007.50/5.00 37 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 注：注： 汽车专用公路隧道只在左侧设检修道；汽车专用公路隧道只在左侧设检修道； 山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为 4.5m 4.5m 时，行车道宽度可采用时，行车道宽度可采用4.5m4.5m； 四级公路一般可不设人行道。四级公路一般可不设人行道。 38 隧道工程第3章隧道线路及断面设 计 隧道行车限界隧道行车限界 定义：有一定宽度、高度的空间范围内任何物件定义：有一定宽度、高度的空间范围内任何物件 不得侵入的限界。不得侵入的限界。 要求：照明灯具、通风设备