隧道工程(第4章)

1、隧道工程 第4章 隧道平纵横断面设计邵 鹏 中国矿业大学力学与建筑工程学院2022年3月5日星期六主要内容主要内容 隧道平面设计 隧道纵断面设计 隧道横断面设计 主要设计依据4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计（1）基本要求 1）隧道内的线路宜设计为直线； 2）因地形地质等条件限制必须设计为曲线时，宜用较大曲线半径，慎用最小曲线半径，并宜将曲线设在洞口附近； 3）隧隧道内不设置反向曲线。道内不设置反向曲线。 1. 铁路隧道平面设计4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计（2）曲线隧道的缺点 曲线隧道建筑限界需加宽，增加工程量和材料消耗断面是变化的，支护和衬砌尺寸均不一致，技术较复杂施工测量复杂

2、，精度降低洞壁对气流的阻力加大，通风条件变坏增加了维护作业量和难度列车空气阻力大，运营效率降低离心力使钢轨磨损加速，养护工作量增加4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计（3）设置曲线隧道的情况 情况3：施工中，前方有不宜穿过的不良地质，不得不临时改线绕行。情况1：线路绕行于山嘴时，为避免直穿隧道过长或便于开辟辅助性施工横洞时。情况2：越岭时，由于地形原因，隧道两端为了转向都要落在曲线上。优选推荐推荐曲线半径，慎用最小和最大曲线半径。4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计（1）基本要求 1）平面线形：可采用直线和曲线，一般采用直线。 2）曲线的设置：宜采用不设超高并能满足视距要求的曲线半径，不应

3、采用加宽的平曲线。 3）超高超高：需设超高的曲线时，超高值不得大于4%。 2. 公路隧道平面设计4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计（2）高等级公路隧道 高速公路、一级公路的隧道应设计为上行、下行分离的两个独立双洞。4.14.1 隧道平面设计隧道平面设计 在地形条件相当困难，隧道长度比较短时，为保护植被免遭破坏，可选用连拱隧道。4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计坡坡道形道形式式坡坡度大度大小小坡坡段长段长度度坡坡段联接段联接 1. 铁路隧道纵断面设计4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计 紧坡地段紧坡地段的隧道的隧道要争取高程的区段上的隧道要争取高程的区段上的隧道位于越岭隧道两端

4、展线上的隧位于越岭隧道两端展线上的隧道道地下水不大的隧道地下水不大的隧道可以单口掘进的短隧道可以单口掘进的短隧道长大隧道长大隧道越岭隧道越岭隧道地下水丰富而抽水设备不足的隧道地下水丰富而抽水设备不足的隧道出碴量很大的隧道出碴量很大的隧道适用于适用于（1）坡道形式单坡型人字坡型 明线坡度 隧隧道道内坡度内坡度折折减原因减原因：（1 1）洞内车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低；）洞内车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低；（2 2）洞内空气阻力增大。）洞内空气阻力增大。 4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（2）坡度大小什么是允许坡度、限制坡度？ 1）最好不小于列车的长度。考虑到长远的发展，坡段长度最好

5、不小于到发线的长度； 2）当隧道位于两端货物列车以接近计算速度运行的凸形纵断面分坡平段，允许坡段长度缩短至200m； 3）坡段最小长度为200m。 4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（3）坡段长度 1）两个相邻坡段坡度的代数差不应大于重车方向的限坡值，否则应插入缓和段。 2）在变坡点处设置竖曲线的规定（p87）。 3）隧道内线路还要检算列车在相应坡段上的行车速度。 4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（4）坡段联接 一般宜采用单向坡（单坡）； 地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡（双坡）。 只有在跨越江河海湾的水下隧道时才会采用中间低洞口高度的倒坡。 2. 公路隧道纵断面设计

6、4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（1）纵坡形式 1）不应小于0.3%，一般不应大于3%且控制在2%以下为好； 2）受地形等条件限制，高速、一级公路中的中、短隧道可适当加大，但不宜大于4%；当隧道较长时应小于2.5%； 3）短于100m的隧道纵坡可与隧道外线路指标相同。尽量避免采用平坡。 控制坡度的主要因素是通风问题。 4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（2）坡度大小 隧道内的纵坡变更处均应设置竖曲线，竖曲线半径应尽量选用大值，以利于行车平顺、通视、通风。 纵坡变更的凸形竖曲线和凹曲线的最小半径和最小长度应符合下表规定。半径不宜取到极限值或一般最小值。 4.24.2 隧道纵断面

7、设计隧道纵断面设计（3）纵坡变更 洞口内外各3s设计速度行程范围的平面线形应一致； 洞口内外各3s设计速度行程范围的纵面线形应一致，有条件时取5s设计速度行程； 长、特长的双洞隧道，宜在洞口外合适位置设置联络通道，以利车辆调头。 4.24.2 隧道纵断面设计隧道纵断面设计（4）隧道洞外连接线与隧道线形 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。限界：一种规定的轮廓线，用以保证车辆安全运行。 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计包围基本建筑限界外部的轮廓线线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线（信号、照

8、明、电力）是机车车辆最外轮廓的限界尺寸隧道净空衬砌设计机车车辆限界基本建筑限界建筑限界1. 铁路隧道建筑限界及净空（1）隧道限界 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计隧道净空除满足限界要求外，还要考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间，以及结构受理合理、施工方便等（2）隧道净空1 1）单线曲）单线曲线隧线隧道道 （3） 铁路曲线隧道净空加宽4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计加宽原因之一加宽原因之一 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计加宽值加宽原因之二加宽原因之二内侧加宽：外侧加宽：总加宽量：2 2）双线曲线隧道）双线曲线隧道

9、 双线曲线隧道加宽值W3： 外侧线路外轨超高大于 内侧线路外轨超高时为 其他情况为 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计3 3）隧道中心与轨道中心偏移量）隧道中心与轨道中心偏移量 单线隧道 双线隧道时， 内侧线路 外侧线路时速时速200km/h200km/h以上的曲线隧道加宽量以上的曲线隧道加宽量 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计 4 4）曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法）曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计（1）公路隧道建筑限界的组成和规定 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计2. 公路隧道建筑限界及净空4.34.3 隧道橫断面设计

10、隧道橫断面设计 各级公路隧道建筑限界应按上表执行并符合以下规定：各级公路隧道建筑限界应按上表执行并符合以下规定： 1）建筑限界高建筑限界高度：度：高速、一级和二级公路取5.0m，三、四级取4.5m； 2）余余宽：宽：当设置检修道或人行道时，不设余宽；不设检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽； 3）路面横坡：路面横坡：当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。坡度一般可采用1.5%2.0%； 4）当路面采用单面坡时，建筑限界底边与路面重合建筑限界底边与路面重合；采用双面坡时，建筑限界底边应置于路面最高处建筑限界底边应置于路面最高处； 5）单车道四级公路的隧道应按双车道

11、四级公路标准修建。 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计（2）公路隧道的净空 是指隧道衬砌的内轮廓所包围的空间，除包括公路建筑限界外，还包括通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运营管理设备等附属设备所需要的空间，以及富余量和施工允许误差。 4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计1 1）紧急停车）紧急停车带带 超过2km的长、特长隧道应在行车方向右侧间隔150m750m设置紧急停车带。 超过10km的特长隧道，还应设置可供大型车辆使用的U型回车场。交通量大的城市隧道，路面宽度最小推荐为88.5m88.5m。 （3） 公路隧道紧急停车带和曲线加宽4.34.3 隧道橫断面设计隧道橫断面设计2 2）曲线加