隧道施工技术 课件 04入门任务四 理解隧道设计

入门任务四：理解隧道设计任务分配教学内容教学情境时间安排教师引导教师向学生简单介绍隧道位置选择的基本原则、结构设计的基本原则，布置教学任务并进行引导、检查和评价。PPT课件4隧道设计图30分钟学生学习1、隧道在线路上的作用表现在哪几个方面？2、隧道总体平面、纵断面、横断面设计原则有哪些？3、曲线隧道为什么要进行净空加宽？铁路曲线隧道的净空加宽办法？4、隧道衬砌断面的拟定方法？5、隧道支护设计原则、设计程序、结构类型6、工程实际中锚喷支护的设计方法如何？国标GBJ—提供支护参数表的作用是什么？7、《隧道设计规范》提供的工程类比设计参数取值范围？及选择原则？获取信息小组讨论60分钟+8、完成书面基本练习。复习、相关概念1、隧道工程设计——工程规划活动目的——开拓并持续安全应用地下通道空间。三个阶段：建筑设计、结构设计、施工设计勘察：地形、地质、地物、水文；确定：隧道位置、平、纵、横；判定：围岩级别；选定：支护材料、结构形式；指定：质量标准；建议：施工方案。隧道在线路上的作用：穿越分水岭，缩短线路长度降低线路拔起高度，减缓线路坡度穿过稳定山体，避开不良地质条件三个阶段：隧道建筑设计：根据其在交通线上的作用，根据地形、地质条件，选择隧道位置，并进行隧道平面、纵断面和横断面设计隧道结构设计：根据隧道所穿越地层的工程地质条件即围岩的稳定能力，拟定相应的支护参数，并提出相应的施工方案隧道结构参数：衬砌的内轮廓（即净空）、结构轴线、截面厚度；结构形式、材料种类隧道平纵横设计原则：平面“宜直不宜弯”纵断面“宜坡不宜平”，尽可能采用单坡型横断面“大小够用，形状受力合理，施工方便”洞口位置选择原则：早进晚出，避开沟心避开不良地质条件学习资料4-1隧道横断面设计一、隧道建筑限界和净空机车车辆限界：

在统计了机车和车辆横断面最大轮廓尺寸的基础上，

考虑机车车辆技术改造预留空间需要，

以及考虑列车装载规章允许的扩大货物后，

都不允许超出的界限。

公路汽车限界同理。

A=机车车辆限界

=机车车辆最大轮廓尺寸

+机车车辆技术改造预留空间一、隧道建筑限界和净空建筑接近限界：

为保证行车安全，路线上所有的建筑物和设备

（包括电力、通风、照明、安全、监控及内装）

都不允许侵入的范围

B=建筑接近限界

=A

+线路铺设误差

+线路变形和位移

+列车运行振动、摇动、摆动

+允许的货物超限尺寸。一、隧道建筑限界和净空隧道建筑限界：

为保证行车安全，路线上所有的建筑物

都不得侵入的范围

C=隧道建筑限界

=B

+设备最大尺寸

+设备安装误差

+衬砌施工误差

+衬砌变形和位移一、隧道建筑限界和净空a)铁路隧限1-甲、乙b)铁路隧限2-甲、乙图4-1铁路隧道建筑限界

《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）一、隧道建筑限界和净空c)专用公路d)一般公路图4-1公路隧道建筑限界《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）

一、隧道建筑限界和净空隧道净空：轨面（路面）以上衬砌内轮廓线所包围的空间D=直线隧道净空

=C+结构受力合理

+形状便于施工

+降低空气动力效应（高速铁路）图4-2高速铁路、高速公路隧道建筑限界公路曲线隧道的净空加宽《公路工程技术标准》（JTJ002—97）第3.0.12的规定：按公路等级进行加宽，当隧道位于平面曲线半径等于或小于250m的地段时，应在曲线内侧加宽。双车道路面的加宽值如表4-1所列。曲线隧道的净空加宽

原因：

1、由于曲线外轨超高引起车体内倾所要求的加宽值

2、由于车体平移所要求的加宽值

办法：

分段加宽；不同断面的衔接处，可以用错台，也可以在短距离内渐变表4-1公路平曲线隧道加宽取值（m）

加宽类别汽车轴距加前悬m曲线半径m250～200200～150150～100100～70150.40.60.81.0280.60.70.91.235.3+8.80.81.01.52.0加宽类别汽车轴距加前悬m曲线半径m70～5050～3030～2525～2020～15151.21.41.82.22.5281.52.0———35.3+8.82.5———注：单车道路面加宽按表列数值的二分之一采用；四级公路和山岭重丘的三级公路采用第1类加宽值；其余各级公路采用第3类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第2类加宽值。铁路曲线隧道的净空加宽隧道内层衬砌或单层衬砌断面拟定原则拟定原则： 大小够用为度，形状受力合理、施工方便

结构形状： 高拱形受压结构

最小厚度： 是一个限制性要求，而不是设计值

设计厚度： 应按其承受后期围岩压力的大小来确定

一、支护的作用和结构设计的基本原则1、支护的作用：基于对围岩“三位一体特性”的认识，隧道工作者进一步认识到：围岩是工程加固的对象，支护只是加固的手段；围岩是隧道结构体系的基本承载部分，支护是隧道结构体系的辅助承载部分；围岩是不可替代的天然的结构主体，支护是可以选择的人工的结构部分；“支护”——是用来“帮助”围岩获得稳定的人工结构。这正是现代隧道围岩承载理论解决隧道工程问题的思路。学习资料4-2隧道支护结构设计2