公路隧道选址及设计的要求和方法

2022/10/261第3公路路隧隧道道选选址址及及设设计计的的要要求求和和方方法法本章章的的学学习习要要求求：（5）了了解解隧隧道道设设计计文文件件的的组组成成要要求求；；（1）掌掌握握公公路路隧隧道道选选址址的的原原则则和和方方法法；；（2）掌掌握握隧隧道道洞洞口口位位置置选选择择的的原原则则和和方方法法；；（3）掌掌握握隧隧道道平平面面和和纵纵断断面面设设计计的的要要求求；；（4）掌掌握握隧隧道道横横面面设设计计的的要要求求和和方方法法；；2022/10/2633.1隧道选址3.1.1越岭隧道的选选址3.1.2傍山隧道选址址3.1.3地质条件与隧隧道位置选择择3.1.4隧道洞口位置置的选择3.2隧道的几何设设计3.2.1隧道的平面设设计3.2.2隧道的纵断面面设计3.2.3隧道的净空断断面横断面设设计3.2.4隧道接线3.3衬砌内轮廓线线及几何尺寸寸的拟定3.4道路隧道勘察察设计文件的的内容和组成成本章主要内容容3.1.1越岭隧道的选选址3.1隧道选址1、公路隧道选选址的基本原原则：必须与公路总总体设计相协协调适应(交通量、公路路等级等)隧道位置应选选择在稳定的的地层中；越岭隧道应进进行较大范围围的方案选择择，进行全面面的技术、经经济比较，选选择在地质条条件较好的地地段穿越；沿河傍山隧道道，其位置宜宜向山侧内移移，避免一侧侧洞壁过薄产产生偏压；选择隧道位置置时，应注意意洞口位置和和有关工程的的处理，一般般宜采取“早进洞，晚出出洞”原则。2、隧道方案与与自然条件的的关系当地的工程地地质与水文地地质条件、地地形地貌条件件、气象条件件，一般而言言是隧道方案案主要考虑的的问题。另外外，还有工程程的难易程度度、经济、工工期要求，甚甚至还有政治治、经济、军军事与地区发发展都有关。。根据隧道轴轴线与地形的的关系，主要要有：(1)坡面正交型；(2)坡面斜交型；；(3)坡面平行型；；(4)尾部进入型；；(5)深入谷地型。。较高的垭口较低的垭口山岭（褶多山山）什么叫做垭口口？选择的垭口路线总方向垭口什么叫做垭口口？如何选择垭口口？当线路必须跨跨越分水岭时时，分水岭的的山脊线上总总会有高程较低处，称之为垭口。常常有若干个个垭口可以通通过。通过上上述因素的分分析比较，选选定最为理想想的垭口。垭口是选定定越岭隧道线线路方案的控制点。什么叫做垭口口？(1)越岭隧道平面面位置的选择择平面位置选择择是指隧道穿穿越分水岭的的不同高程及及不同方向的的垭口选择，着重考虑以以下因素：路线总方向上的垭口地质条件隧道长度两侧展线难易程度工程量大小路、桥、隧总体线形①优先考虑在路路线总方向上上或其附近的的低垭口，此时垭口在在两侧具备有有良好展线的的横坡时，一一般越岭隧道道较短。垭口位置的选选择一般可利利用小比例尺尺地形图、航航空照片、卫星星照片等。根根据线路的总总方向和克服服越岭高程的不不同要求在较较大范围内选选线，寻求可可供越岭的几个个垭口位置的的比选。比选选时应考虑以以下原则：④工程地质和水水文地质条件件良好的垭口口。③隧道一般选在在分水岭垭口口两边河谷标标高相差不多多，并且两边边河谷平面位位置接近处。。②虽远离线路总总方向，但垭垭口两侧有良良好的展线条条件，又不损损失越岭高程程的垭口。经隧道长度、、施工难度、、运营条件等等综合比选多多个方案，最最后确定最佳佳方案。秦岭隧道平面面位置的方案案比选20.66km17.28km19.40km19.00km18.4km15.40kmF1F3F4F5F2秦岭卫星遥感感照片1沙木拉打越岭岭长隧道的选择沙木拉打越岭岭长隧道的选选择(2)越岭隧道标高高选择一般隧道标高高越高，隧道道长度越短，，相应施工工工期也短，但但两端展线长长度增加，且且线路拔起高高度大，运营营条件差，线线路通过能力力降低；低标高隧道则则与之相反，，施工难度增增加，施工期期较长。因此此，在选择越越岭隧道标高高时，考虑运运营条件的改改善和通过能能力的提高，，宜采用低标标高方案，但必须进行地地形、地质、、施工、运营营、经济等多多种因素综合合比较确定最最优隧道标高高。不同标高位置置选择穿越娄山山脉脉分水岭的越越岭隧道选线线实例凉风垭方案越岭隧道长4270m马鞍山方案越岭隧道长2810m雷神坡方案越岭隧道长3490m凉风垭方案越岭隧道长4270m凉风垭垭口地地形陡峻，山山梁薄，分水水岭两例地面面高差较大。。选了三个主主要方案：马鞍山方案越越岭隧道长2810m，洞口位置最最高，隧道短短，展线长，，运营条件相相对较差；雷神坡方案越越岭隧道长3490m，其高程较马马鞍山方案为为低，线路条条件有所改善善；凉风垭方案越越岭隧道长4270m，越岭高程较较前两方案均均低．线路顺顺直，展线最最短，但越岭岭隧道最长,运营条件好。。经比选后采用用了越岭隧道道最长的凉风垭方案。3.1.2傍山隧道的选选址傍山隧道沿河路线傍山隧道选址址需要考虑哪哪些问题？应根据地形地地质，河流冲冲刷情况以及及洞外的相关关工程和运营营条件等综合合考虑。道路依山傍水水①傍山隧道在埋埋深较浅的地地段，一定要要注意洞身覆盖厚度度问题。傍山隧道选址址需要考虑哪哪些问题？山体滑坡②考虑河岸冲刷刷对山体和洞身稳定的影响。傍山隧道选址址需要考虑哪哪些问题？河道狭窄冲冲刷严重！！③考虑既有建筑物对洞身稳定的的影响。傍山隧道选址址需要考虑哪哪些问题？PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad已有建筑影响响④线路沿山嘴绕绕行应与直穿山嘴的隧隧道方案进行比较。傍山隧道选址址需要考虑哪哪些问题？沿河线截弯取取直作隧道：：运营条件差，桥、隧、挡挡相连，工程程复杂，施工工干扰大；沿河线常碰到到河道弯曲极大，山体凸凸出，形成山山嘴；线路沿河绕行行，线路长而弯曲；取直作长隧道道，线路顺直直。沿河线截弯取取直作隧道实实例一关村坝隧道是裁弯取直的的典型例子之之一：关村坝隧道方方案较绕行方方案线路缩短10.1公里，减少25个弯道和一处处车站，仅有43米长中桥1座和6,107米的隧道1座。线路顺直直，工程单一一，避开了不不良地质，保保证了运营安安全。总体技技术经济优。。实践证明，，效果良好。。关村坝隧道方方案沿河线截弯取取直作隧道实例一20世纪80年代修建的衡衡－广复线上上大瑶山隧道道(全长14.295km)是河谷地段采采用长隧道方方案的一个范范例。衡广线经过的的广东北部，，有一条武水水河，发源于于南岭，注入入北江再汇珠珠江入海，在在丛山峻岭中中绕大弯，河河谷弯多水急急，两岸山峰峰陡立，全长长30余公里。大瑶山隧道方方案沿河线截弯取取直作隧道实实例二解放前就建成成的京广线，，是一段典型的的靠河线路，，标准极低，，弯道很多，，最小曲线半半径只有250m，上支下挡，，雨季病害不不断，一直是是制约广线运运输能力的咽咽喉区。大瑶山隧道方方案沿河线截弯取取直作隧道实实例二在20世纪70年代，国家实实行改革开放放，急需拓宽宽南北要道，，决定建衡广广复线。如何何改扩建这一一段低标准线线段的问题，，成为决策的的首要关键。。当时设计提提出三个方案案：大瑶山隧道方方案沿河线截弯取取直作隧道实实例二大瑶山隧道方方案沿河线截弯取取直作隧道实实例二这两种方案的的取舍在国家家有关部门曾曾引起激烈争争论，争论的焦点是是我国是否具具备修建这样样地质复杂特特长隧道的技技术水平和经经济实力?还要长期保持持良好的运营营状态（当时时我国建成的的最长铁路隧隧道为7023m），最后国务务院决定，采采用裁弯取直直的大瑶山方方案，历时数数年，建成了了我国第一条条10公里以上的双双线铁路隧道道。修建中，，全面引进了了勘察、设计计新技术，使使我国铁路隧隧道修建水平平。历史性地地上了—个台阶；大瑶山隧道方方案采用较多、较较长的隧道是是今后山区道道路发展的趋趋势日本的例子3.1.3地质条件与隧隧道

位置选选择(3)当绕避困难时时，应尽量采采取必要的工工程措施。地质条件与隧隧道位置的关关系(2)尽量避免通过过断层、崩塌塌、滑坡、流流砂、溶洞、、偏压显著、、地下水丰富富等地质不良良地段；(1)无论是越岭线线路或沿河傍傍山线路，都都力求选择在在地质构造简简单，岩性较较好的稳固地地层中通过；；(一)单斜构造与隧隧道位置的选选择(二)褶皱构造与隧隧道位置的选选择(三)断裂构造、接接触带与隧道道位置的选择择(四)不良地地质段段的隧隧道位位置选选择3.1.3地质条条件与与隧道道位置置的选选择在单斜斜构造造的地地区，，岩层层面间间，有有的是是紧密密贴附附的，，有的的是出出现裂裂缝又又为一一些细细碎物物质所所填充充。层层间接接触面面比之之岩层层实体体总是是较为为薄弱弱的，，称之之为软弱结结构面面。单斜构构造地地质必必须事事先把把岩层层的构构造和和倾角角大小小调查查清楚楚，一一定要要尽可可能避开软软弱结结构面面。(一)单斜构构造与与隧道道位置置的选选择1．水平平或缓缓倾角角岩层层当隧道道通过过坚硬硬的厚厚层岩岩层时时，较较为稳稳定。。若通通过很很薄的的岩层层，则则施工工时顶顶部易易产生生掉块块现象象，此此时，，以不不透水水的坚坚硬岩岩层作作顶板板为最最好。。单斜构构造陡倾角角岩层层一般般有偏偏压和和不均均匀压压力存存在．．当有有软弱弱夹层层伴以以有害害节理理切割割时，，易产产生坍坍方和和顺层层滑坡坡．2．陡倾倾角岩岩层当隧道道中线线可能能沿两两种不不同岩岩性的的岩层层走向向通过过时，，应避避免将将隧道道置于于两种种不同同的岩岩层软软弱构构造(破碎)带．如如图a(B)所示；；而宜宜将隧隧道置置于岩岩性较较好的的单一一岩层层中，，如图图a(A)．单斜构构造隧道通通过直直立岩岩层时时，其其中线线宜垂垂直于于岩层层的走走向穿穿过，，如左左下图图所示示。仍仍应避避开不不同岩岩层接接触带带。当当层状状岩层层较薄薄，并并有软软弱夹夹层，，伴有有微量量地下下水活活动时时，亦亦可产产生不不对称称压力力，在在隧道道开挖挖过程程中，，易产产生坍坍塌(如右下下图所所示)，甚至至会导导致大大的坍坍力，，致使使地面面形成成“天天窗””。。3．直立立岩层层单斜构构造在褶曲曲构造造的地地区，，在施施工时时，极极易发发生掉掉块或或坍方方，对对工程程产生生不利利影响响。此此外，，地下下水积积聚凹凹底，，也将将增加加施工工的困困难。。隧道道穿过过褶曲曲构造造时，，选在在背斜斜中要要比在在向斜斜中有有