《隧道施工与管理》全套教学课件

隧道概念、分类与作用陆春昌全套可编辑PPT课件1.1隧道概念与分类2.1隧道勘察2.2隧道选址2.3隧道线型设计2.4隧道净空与建筑界限2.4隧道衬砌断面设计2.5隧道勘察设计文件3.1洞门与明洞3.3隧道衬砌结构3.4隧道附属建筑与附属设施4.2隧道围岩分级4.3隧道围岩压力5.1新奥法5.1隧道施工准备5.2隧道开挖方法选择5.2隧道爆破设计5.4隧道初期支护结构施工5.4隧道进洞施工5.5隧道防排水与2衬施工5.8隧道辅助工程措施6.1不良地质地段隧道施工6.1辅助坑道施工6.2浅埋暗挖隧道施工6.2盾构隧道竖井施工6.3小净距隧道和联拱隧道7.1不同地层条件下的盾构选型7.1盾构始发与接收7.1盾构掘进技术7.1盾构衬砌、注浆与防水7.3顶管施工01隧道的概念02隧道的分类03隧道的作用PART-01隧道的概念什么是隧道？山岭隧道城市地铁水底隧道国际经济合作与发展组织隧道定义：以某种用途，在地面以下采用任何方法，按规定的形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。隧道基本构造隧道洞门锚杆围岩喷射混凝土现浇混凝土附属设施隧道基本构造PART-02隧道的分类按用途分军工隧道交通隧道水工隧洞市政隧道矿山巷道交通隧道市政隧道水工隧道矿山巷道军工隧道按施工方法分沉埋法隧道明挖法隧道TBM和盾构法隧道钻爆法隧道按隧道所处地址分山岭隧道城市隧道水底隧道山岭隧道水底隧道城市隧道按隧道长度分《公路工程技术标准》（JTGB01—2014）：隧道分类特长隧道长隧道中隧道短隧道长度L（m）L＞30003000≥L＞10001000≥L＞500L≤500《铁路隧道设计规范》（TB10003—2016）：隧道分类特长隧道长隧道中隧道短隧道长度L（m）L＞1000010000≥L＞30003000≥L＞500L≤500按断面大小分

国际隧道协会（ITA）根据隧道横断面积的大小，将隧道分为5种。

我国相关规范没有按横断面积的大小分类。隧道分类极小断面小断面中等断面大断面特大断面断面面积（m2）2~33~1010~5050~100＞100其它分类方法按埋置深度浅埋隧道深埋隧道按洞身结构形式单拱隧道联拱隧道小净距隧道其它分类方法按地质条件土质隧道石质隧道按断面形状圆形矩形马蹄形PART-02隧道的功能隧道的功能克服高程障碍：公路、铁路翻越山岭时，通过修建隧道，可以减少展线长度，缩短线路里程、提高路线技术等级和通行效率。这种隧道称为越岭隧道。修建隧道代替盘山公路隧道的功能裁弯取直：线路沿河谷绕行时，采用隧道方案，可以缩短线路里程、提高线路技术等级和通行效率，称为傍山隧道。修建隧道使线路顺直隧道的功能避开不良地质地段：对于容易发生滑坡、崩塌、泥石流等不良地质地段，采用隧道方案可大大改善运营条件，保证行车安全，节省养护费用。开挖垭口修路形成高边坡，发生崩塌灾害隧道的功能减少对地面建构筑物、设施和环境的影响。修建地下城市道路，改善地面环境陆春昌隧道勘察皮映星01隧道勘察的目的02隧道勘察的三个阶段03隧道勘察的主要方法PART-01隧道勘察的目的隧道勘察的目的1235查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件；隧道施工和运营对环境保护的影响；为规划、设计、施工提供所需的勘察资料提出合理的设计方案和施工措施，使隧道工程经济合理、安全可靠。对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价；4PART-02隧道勘察的三个阶段隧道勘察的三个阶段第一阶段：可行性研究勘察可行性研究勘察预可行性研究工程可行性研究桥隧可行性研究现状侧重于是收集与研究已有的文献资料在分析已有资料的基础上，通过踏勘，实地调查，大致查明地质情况人民盼望已久，居于形式偏多第二阶段：初步勘察初步勘察收集资料工程地质选定隧道线位初步勘察、资料整理取得隧道所在位置的初步总平面布置地形图及有关工程性质，规模的文件选择经济合理、技术可行的最优隧道位置方案工程地质勘察的原始资料，包括调查、测绘、勘探、试验等资料第三阶段：详细勘察详细勘察目的任务步骤为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围(1)前期的准备工作；(2)沿线地质勘察；(3)试验；(4)资料整理；(5)编写详勘报告PART-03隧道勘察的主要方法隧道勘察的主要方法(一）收集研究既有资料地形地貌:区域地貌类型及主要特征；地质情况:地层、地质构造、岩性、土质等；区域水文情况：地下水的类型、分布、埋深等；特殊地质：膨胀岩土、黄土等；不良地质：分布，发育与活动特点等植被及环境:如气候、水文、植被、土壤等；地震资料:历史情况，地震烈度、地震破坏情况等；气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪等。其他资料：相关的法令、法规、方针和政策等内容(二）调查与测绘调查与测绘要弄清楚什么问题？充分说明隧道通过地段的地形状况充分说明隧道通过地段地质条件充分说明隧道通过地段自然条件充分说明隧道通过地段施工条件(二）调查与测绘1）自然概况：以地形地貌特征为主的概况。2）工程地质调查：地层、岩性、地质构造、地表水和地下水、特殊地质、不良地层、地震等。(二）调查与测绘3）工程地质测绘野外测绘方法:有航摄资料的方法：（a）标测方法（b）工程地质测绘的基本方法（c）隧道工程地质测绘的路线法，反应调查结果遥感技术是根据电磁波辐射（发射、吸收、反射）的理论，应用各种光学、电子探测器，对远距离目标进行探测和识别综合技术，可用于工程地质调查测绘。皮映星隧道选址皮映星01隧道选址的原则02隧道位置的选址03隧道洞口位置的选择PART-01隧道选址的原则隧道选址的原则隧道选址必须与总体设计协调，进行全面的技术经济比较，一般来说要遵循以下原则：1地质构造简单、地层稳定，隧道轴线与岩层走向大角度相交。2尽量避开断层破碎带、岩溶强烈发育区、地下水富集区、有害气体及放射性地层、地层松软地带、高地应力区等不良地质地段。3傍山隧道宜向山脊线内移，减小偏压影响。4注意洞口位置和有关工程的处理，早进洞，晚出洞。PART-02隧道位置的选址隧道位置的选址鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。(一)不同地形条件下隧道位置的选择1)垭口选择2）高程选择a.能使线路成为直线或大半径曲线的垭口；b.路线总方向附近的低垭口，但展线条件好，隧道较短；c.地质条件良好的垭口；d.拟订多个展线方案，进行全面技术经济比较。a.以临界高程（总造价最低）作为比选基础，尽可能的把标高降低；b.重点考虑以下因素：隧道埋于较好地层，施工场地布设，施工和运营安全，施工期限和施工技术条件，工程造价，运营费用等。1.越岭隧道鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。(一)不同地形条件下隧道位置的选择2.榜山隧道01021）宁里勿外为保持山体稳定和减小偏压，隧道位置宜往山体内侧靠，最好设在稳定的岩层中。2）裁弯取直相比线路沿山嘴绕行，直穿山嘴的隧道方案能改善线形，保证长期运营安全，减少通行时间。(二)不同地质构造下隧道位置的选择（1）单斜构造隧道与单斜构造岩层走向一致，软弱层面处易受剪。（2）褶曲构造褶曲构造中隧道位置选择，向斜易掉块，翼部易偏压。ABCD（3）断层构造(二)不同地质构造下隧道位置的选择(三)不良地质地段隧道位置选择不良地质地段是指存在滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、危岩、落石、瓦斯等危害的地段。不论是沿河线还是越岭线，地质条件对隧道位置的选择往往起决定性作用。好的地层，对施工和营运均有利，亦可节省投资，不良地质地段应避免穿越。若不能绕避而必须通过时，应采取可靠的工程处理措施，以确保隧道施工及营运安全。(三)不良地质地段隧道位置选择（1）滑坡地区鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。(三)不良地质地段隧道位置选择（2）崩塌地区（3）岩堆地区（4）泥石流地区(三)不良地质地段隧道位置选择(三)不良地质地段隧道位置选择（5）溶洞地区（6）瓦斯地区（7）地下水存在突水突泥风险，尽可能避开，不能避开时，隧道与溶洞保持足够岩壁厚度或采取合理有效的措施。施工风险高，应尽量避开，无法避开时，施工中应高度重视瓦斯的排放与检验，可参考矿井巷道的安全措施。地下水给施工带来困难，也给以后养护也带来无休止的危害。选择隧道位置时，最好绕避富水地段。PART-03隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择洞口位置选择是否合理，直接隧道的施工、造价、工期和运营安全。隧道洞口位置选择时，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、通风设施等），综合分析确定。总体上，洞口一般应设在山体稳定，地质条件好，排水有利的地方。隧道宜长不宜短，应“早进洞，晚出洞”，尽量避免大挖大刷，破坏山体稳定。隧道洞口位置的选择（1）洞口线路宜与等高线正交。使洞口边仰坡不致开挖过高，减小洞口段衬砌结构偏压受力。(一)不同地形条件下隧道洞口位置选择正交洞门斜交洞门(一)不同地形条件下隧道洞口位置选择沟底附近洞口位置示意图傍山隧道洞口（2）洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。（3）傍山隧道洞口，应采取适措施防止塌方、落石风险。陡壁进洞纵断面示意图（4）陡壁进洞，不宜切削原坡面。(一)不同地形条件下隧道洞口位置选择（5）缓坡地形进洞，尽量少做长挖堑进洞，可适当延长明洞。缓坡洞口纵断面示意图(二)隧道洞口位置选择考虑的其他因素1.地质条件洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方，尽量避开不良地质地段。2.便于施工洞门附近应考虑施工场地布置、弃渣场等的位置。3.保护环境尽可能减少附近地上构筑物，地下埋设物与隧道的相互影响，及减少对环境（农业、交通、居民生活）的影响，避免引起地质灾害。皮映星隧道线型设计皮映星01铁路隧道线型设计02公路隧道线型设计PART-01铁路隧道线型设计铁路隧道线形设计(一)平面线形1原则上应为直线，若为曲线，应尽可能采用较大的曲线半径和较短的曲线长度。2缓和曲线应尽可能设在洞外适当距离以外。3洞内圆曲线长度不应短于一节车厢的长度。4一座隧道内不设多条曲线，尤其避免反向曲线或复合曲线，必须设置时，两曲线间应有足够长的夹直线，一般要求超过3倍车辆长度。铁路隧道线形设计隧道纵断面是指沿隧道中心线展开的垂直面上的投影。(二)纵断面设计单坡人字坡纵坡形式纵坡坡度根据铁路线路的不同等级，规定了限制坡度（可查阅《铁路线路设计规范》TB10098-2017），为了便于隧道内的水向外流出，规定最小的允许坡度应不小于3‰。高铁、城际铁路最大坡度不宜大于20‰（困难条件下30‰），其他根据需求进行比选。由于隧道内的行车条件比明线差（更潮湿、空气阻力更大，因此还对限坡进行折减，曲线隧道还要进一步折减。坡段长度坡段长度不宜定得太长，长上坡路段易使机车疲劳或超负荷，长下坡路段，易致刹不住车。线路坡段也不宜太短，易致列车行驶不平稳。实践证明，坡段长度最好不小于列车的长度。坡段连接为了行车平顺，两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大，否则会引起车辆之间仰俯不一，车钩受到扭力，容易发生断钩，人字坡顶一般设置一段分坡平道。坡段之间用竖曲线连接，半径不大于30000m。缓和曲线不应与竖向曲线相重叠。否则，该范围内的轨顶高程变化难以协调，对养护工作要求较高。PART-02公路隧道线形设计公路隧道线形设计(一)平面线形公路平面线形应根据地质、地形、路线走向、通风等因素设计，不宜采用设超高和加宽的圆曲线。在公路隧道中，设置小半径曲线会使司机的通视不好，容易出交通事故。隧道内如必须设置曲线时，则最好采用不设超高且能满足视距要求的平曲线半径。当受条件限制，不得不采用小半径曲线时，需考虑加宽和超高（超高值不宜大于4.0%），但这样会增加施工难度，洞内装修更复杂，增加通风阻抗，对自然通风不利。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。路拱设计速度/(km/h)1201008060403020≤2.0%5500400025001500600350250>2.0%7500525033501900800450250公路隧道不设超高最小平曲线半径（单位：m）(二)纵断面设计考虑行车安全、营运通风、施工作业效率和排水要求，最小纵坡不应＜0.3%，最大纵坡不应＞3%；短于100m的隧道可不受此限制。地形等条件受限制时，高速公路、一级公路的中、短隧道，经技术经济论证、交通安全评价后纵坡坡度可适当加大，但不宜大于4%。隧道变坡处应设置竖曲线，竖曲线应保证行车安全视距和舒适性，所以，竖曲线最好采用大竖曲线半径和竖曲线长度。公路短隧道纵坡宜采用单向坡，地下水发育的长隧道、特长隧道可采用双向坡。竖曲线最小半径和最小长度（单位：m）设计速度/(km·h-1)1201008060403020凸竖曲线一般值170001000045002000700400200

极限值11000650030001400450250100凹竖曲线一般值6000450030001500700400200

极限值4000300020001000450250100竖曲线长度100857050352520鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。隧道洞外连接线线形应与隧道线形相协调，隧道洞口内外侧各3s设计速度行程长度范围的平、纵线形应一致。特殊困难地段，经技术经济比较论证后，洞口内外平曲线可以采用缓和曲线，但应加强线形诱导设施。间隔100m以内的连续隧道，宜整体考虑其平、纵线形技术指标。皮映星隧道衬砌断面设计皮映星01隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤02铁路隧道衬砌断面设计03公路隧道衬砌断面设计PART-01隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤隧道衬砌断面设计的主要内容和步骤(一)设计基本内容02轴线01内轮廓线03厚度衬砌断面设计衬砌断面设计：主要解决内轮廓线，轴线和厚度三个问题。(一)设计基本内容设计原则: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，还应考虑衬砌施工的简便。1.内轮廓线2.隧道衬砌断面的轴线(一)设计基本内容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当有沉陷可能和受底压力时，宜加设仰拱的曲墙式衬砌。应当尽量与断面压力曲线重合，使各截面主要承受压应力。3.隧道衬砌厚度(一)设计基本内容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20—50％的变截面。仰拱厚度一般略小于拱顶厚度。截面最小厚度（cm）

隧道断面轮廓线(二)衬砌断面直墙式圆弧拱01单圆拱02三心圆拱03衬砌断面的形状(主要有)衬砌内轮廓线01衬砌外轮廓线02实际开挖线03衬砌断面的轮廓线(三)公路隧道衬砌内轮廓线的求法1确定建筑限界2确定弧形3计算验证、调整初步拟定尺寸计算内力检算强度(安全量)结束满足否初步拟定结构形状和尺寸可采用经验类比法，考察的因素有：

(1)内轮廓——选定净空形状原则：紧贴限界，衬砌表面平顺圆滑。

(2)结构轴线——抽象出进行计算的几何形状隧道衬砌是一种受压结构，结构的轴线尽可能的符合荷载作用下的压力线。

(3)截面厚度——检算强度要求设计的截面厚度具有足够的强度，同时衬砌的最小厚度应满足施工要求。(四)设计注意事项1隧道内轮廓必须符合隧道建筑净空限界。2内轮廓线应尽量减小洞室的体积。3结构轴线应尽可能地符合压力线。4采用的施工方法能确保断面形状及尺寸有利于隧道的稳定。(五)设计注意事项1满足限界要求2满足受力要求3圬工最省PART-02铁路隧道衬砌断面设计铁路隧道衬砌断面设计轨顶面至拱顶高度h拱顶至拱脚矢高f衬砌拱部净宽之半b内径r2的圆心o2至o1的水平和垂直距离a拱圈第一个内径r1和第二个内径r2第一段圆曲线的终点截面与竖直面的夹角φ1拱脚截面与竖直面的夹角φ2衬砌断面几何关系有：

（1）上式含b、f、φ1、a、r1、r2、φ2共7个参数；（2）先给定b、f、φ1及a值后，再解出r1、r2及φ2；（3）曲线地段需要加宽时，保持r2及φ2不变，φ1仍取45º，b值根据加宽要求也是已知，故未知参数f、a、r1仍可求解。

PART-03公路隧道衬砌断面设计公路隧道衬砌断面设计目前公路隧道以单心圆、坦三心圆两种断面应用最为普遍。公路隧道与铁路隧道的主要区别铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建筑限界则不定。公路隧道的附属设施比铁路隧道多且要求高，且每一座隧道均会因交通流量和长度不同而要求不同。与铁路隧道的异同点1内轮廓非标准化通风、照明等附属设施多。212设计特点1断面设计优化的必要性规范推荐断面形式(有标准化的趋势)2坦三心圆内轮廓线单心圆衬砌内轮廓线公路隧道衬砌断面设计皮映星隧道净空与建筑界限皮映星01铁路隧道的净空与建筑界限02公路隧道的净空与建筑界限PART-01铁路隧道的净空与建筑界限铁路隧道的净空与建筑界限(一)直线隧道净空与建筑界限指机车车辆最外轮廓横断面所需空间。我国各种型号的铁路机车和车辆无论空重都必须容纳在此限界范围内。包含机车车辆及相应设备（脱轨器，接触电线等）的要求，货物装载要求，竖向跳动、横向振幅。指线路上一切建筑物、设备在任何情况下均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。与机车、车辆有直接互相作用的设备，在使用中不得超过规定的侵入范围。在铁路建筑接近限界的基础上，留出少许空间，用于安装设备，如通信信号、照明、电力等。牵引方式和设计速度不同，隧道建筑限界也不同，相关数据可查看《铁路隧道设计规范》等资料。机车车辆限界1铁路建筑接近限界2隧道建筑限界34隧道净空满足限界要求；考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间；在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的受力合理形状（如拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）；施工误差，衬砌变形，测量误差，线路铺设误差等。单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓（单位cm）转弯导致车辆轮廓偏移(二)曲线隧道净空加宽

车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路中线运行，而车辆本身却不能随线路弯曲，仍保持矩形形状，故其两端向曲线外侧偏移（d外），中间向曲线内侧偏移（d内1）。外轨超高引起车辆倾斜(二)曲线隧道净空加宽由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（d内2）。曲线隧道净空加宽包括内侧加宽和外侧加宽两部分之和。加宽范围不只是在曲线部分才加宽，包括全部圆曲线，缓和曲线和部分直线段，曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接，可采用阶梯式，也可以采用曲线圆顺方式。(二)曲线隧道净空加宽

高速铁路的曲线半径均较大，原则上不考虑曲线加宽。当需要进行加宽时，只考虑外轨超高引起车体内倾的加宽。曲线隧道与直线隧道阶梯式衔接（单侧）(二)曲线隧道净空加宽PART-02公路隧道净空与建筑界限公路隧道净空与建筑界限建筑限界净空墙效应包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高等。建筑限界高度：高速公路、一级公路、二级公路5.0m，三、四级公路4.5m。除包括公路建筑限界以外，还包括通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运行管理设备等附属设备所需要的空间以及富余量、施工允许误差等。隧道边墙会给驾驶员造成危险的心理影响，行车偏左减少行车道有效宽度，降低交通容量。H—建筑限界高度；W—行车道宽度；LL—左侧向宽度；LR—右侧向宽度；C—余宽；J—检修道宽度；R—人行道宽度；h—检修道或人行道的高度；EL—建筑限界左顶角宽度，EL=LL；ER—建筑限界右顶角宽度，当LR≤1m时，ER=LR，当LR>1m时，ER=1m公路隧道建筑限界（cm）公路等级设计速度（km/h）

车道宽度（m）侧向宽度（m）余宽C（m）检修道J或人行道R宽度（m）建筑限界基本宽度（m）左侧LL右侧LR

左侧右侧高速公路一级公路1203.75×20.751.250.50

1.001.0011.501003.75×20.751.000.250.750.7510.75803.75×20.500.750.250.750.7510.25603.50×20.500.750.25

0.750.759.75二级公路803.75×20.750.75

0.251.001.0011.00603.50×20.500.50

0.251.001.0010.00三级公路

403.50×20.250.250.25

0.750.759.00303.25×20.250.250.250.750.758.50四级公路203.00×20.500.500.25

7.50两车道公路隧道建筑界限横断面组成及基本宽度（单位：m）皮映星隧道勘察设计文件皮映星01定测阶段有关资料02隧道勘测说明书03隧道施工图设计文件PART-01定测阶段有关资料定测阶段有关资料鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。51234定测说明书分类说明书隧道洞外控制测量、地质勘察成果说明书需要完成和提交的图样其他资料按测量、地质勘察和其他各种调查3项分别说明。定测说明书说明书中要概述执行初步设计审批意见的情况，若初步设计有明显、重大的变更时，必须说明变更的理由、原因以及解决的措施。根据地质勘察、测量和现场各种调查资料，对隧道工程设计、施工方案提出建议。分类说明书定测阶段有关资料1)隧道平面控制网及路线示意图。2)平差及坐标计算。3)有关洞内控制测量的建议以及隧道测量说明书。4)地质平面及地质剖面图；重大地质问题的评价；钻探、坑探、电磁法探测和试验资料整编以及地质勘察说明书。隧道洞外控制测量、地质勘察成果说明书定测阶段有关资料需要完成和提交的图样1）隧道地形地质平面图。2）隧道纵断面图。3）隧道洞口放大纵断面图。4）隧道洞口及附近横断面图。5）隧道洞身横断面图。6）隧道明洞横断面图。7）隧道洞口地形图。8）其他辅助工程（如导坑等）的平面及纵、横断面图。PART-02隧道勘测说明书隧道勘测说明书01沿线隧道概况及自然概况。02地形、地貌、工程地质、水文地质情况03气象、环境和有关政策法令。04隧道线路方案比较说明、采用方案的理由，隧道方案的比选情况和在设计中应注意的事项。05详细介绍现有的施工条件。06对隧道营运阶段通风、照明和防排水方式的选择建议。07存在的问题及解决问题的办法的建议，有关协议和会议纪要等。PART-03隧道施工图设计文件隧道施工图设计文件鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。（1）隧道设计说明书。（2）隧道表及其工程数量表。（3）隧道平面、纵断面图和隧道地质平面布置图。（4）隧道纵断面图。（5）隧道净空横断面（明洞）图。（6）隧道洞口、洞门出口一般构造图。（7）隧道支护结构构造图。（8）隧道防排水构造图。（9）隧道风机平面布置与进出口转向车道平面布置图。隧道施工图设计文件鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。鼠标点击这里，输入您的文本文字，更改文字的颜色或者大小属性。（10）隧道洞口、横洞及洞身照明平面布置图。（11）隧道电气负荷及材料表、洞内消防设施平面布置图以及消防给水系统设计图。（12）明洞纵、横断面设计图和辅助坑道结构设计图。（13）隧道附属建筑物的结构设计图。（14）交通监控与交通管理系统结构设计图。（15）隧道工程设计概预算图表资料。（16）有关协议和会议纪要等。皮映星洞门与明洞王贵珍01洞门的作用02洞门的类型及适用条件03洞门设计原则及要求04明洞的结构类型及适用条件PART-01洞门的作用一、洞门的作用1减少洞口土石方开挖量设置隧道洞门，既可以起到挡土墙的作用，又可以减少路堑土石开挖量。2稳定边坡、仰坡边坡上的岩体不断风化，坡面松石极易脱落滚下，仰坡上的石块也会沿着坡面向下滚落，有时会堵塞洞口，甚至砸坏路面，对行车造成威胁。修建洞门可减小引线路堑的边坡高度，缩小正面仰坡的坡面长度，从而使边坡和仰坡稳定。在隧道洞口用圬工砌筑并加以一定建筑装饰的支挡结构物。一、洞门的作用3引离地表流水地表流水往往汇集在洞口，如排除不及时，将会侵害线路，妨碍行车安全。修建洞门，可以把流水有组织地引入侧沟，保证洞口处于干燥状态。4装饰洞口洞口是隧道唯一外露的部分，是隧道正面的外观，修建洞门也可以算是一种装饰。在城市附近的隧道，尤其应当配合城市景观要求，予以美化处理。在隧道洞口用圬工砌筑并加以一定建筑装饰的支挡结构物。PART-02洞门设计原则及要求由于洞口段地质条件是千差万别的，又由于洞口段结构的复杂，使得洞门结构的受力状态尤其复杂。洞口段衬砌和洞门结构，除了受竖向和侧向压力以外，还受仰坡纵向推力作用。所以，隧道施工规范规定：洞口段5m范围内应比中段衬砌有所加强，并宜与洞身衬砌整体浇筑。原则：实际应用中，应遵循“早进晚出”的设计原则，根据洞口范围地表原始形态和环境保护要求等具体情况，选择适当的洞门形式。二、洞门设计原则及要求PART-03洞门的形式三、洞门的形式环框式01端墙式02翼墙式03柱式04台阶式05喇叭口式06斜交式07景观08弧形09适用于Ⅰ级或Ⅱ级围岩，地形陡峻而又无排水要求；不承载，加固洞口作用：减少雨后洞口滴水简单装饰1.环框式洞身衬砌的类型及特点端墙结构特点：端墙--作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。一种常见的洞门形式：适用于地形开阔、石质较稳定(Ⅱ~Ⅲ级围岩)的地区，由端墙和洞门顶排水沟组成。2.端墙式(一字式)洞门洞门顶水沟--用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。端墙翼墙翼墙正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡起挡土墙作用。当洞口地质较差(Ⅳ级及以上围岩)，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。3.翼墙式(八字式)洞门当地形较陡(Ⅳ级围岩)，仰坡有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时，可在端墙中部设置2个(或4个)断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。柱式洞门比较美观，适用于城市附近、风景区或长大隧道的洞口。4.柱式洞门5.台阶式洞当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到一定的美化作用。一般而言，斜交式洞门与衬砌斜口段应整体灌注，由于斜交式洞门及衬砌斜口段的受力复杂，施工不便，故很少采用。6.斜交式洞门高速铁路隧道，为减缓高速列车的空气动力学效应，在单线隧道一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼作隧道洞门。7.喇叭口式洞门作用：装饰洞口，美化环境，多在城市近郊或重大工程中采用。8.景观洞门作用：端墙、翼墙合二为一，稳定山体、阻挡落石、防止流水。9.弧形洞门PART-04明洞四、明洞明洞是隧道的一种变化型式，用明挖法修筑。

明洞一般修筑在隧道的进出口处，或铁路、公路、河渠必须在铁路上方通过，不宜做立交桥或涵渠。

明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度的不同，有多种形式，采用最多的为拱式明洞和棚式明洞两种。

拱式明洞由拱圈、边墙和仰拱(或铺底)组成。路堑式对称型拱形明洞它适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防止边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时。1.路堑式对称型路堑式偏压型拱形明洞2.路堑式偏压型适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。(一)拱式明洞4.半路堑式单压型适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段。半路堑式单压型拱形明洞3.半路堑式偏压型适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压力的能力。半路堑式偏压型拱形明洞(一)拱式明洞有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这时可考虑采用另一种建筑物——棚式明洞。

(二)棚式明洞(简称棚洞)盖板式明洞钢筋混凝土盖板棚洞中线夯填土水泥砂浆垫层防水层粘土隔水层线路中线侧洞外墙盖板Ⅰ-Ⅰ断面ⅠⅠ钢筋混凝土梁由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构。其上回土石，以保护盖板不受山体落石的冲击。1.盖板式明洞当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，为了使基础置于基岩上且减小基础工程，可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞。主要由外侧刚架，内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑及钢筋混凝土盖板组成。2.刚架式明洞稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可修建悬臂式棚洞。由重力式内墙、悬臂横梁、盖板及内端平衡重组成。3.悬臂式棚洞王贵珍洞身衬砌王贵珍01洞身衬砌的概念02洞身衬砌的类型及特点PART-01洞身衬砌的概念一、衬砌的概念广义地说，可以把人工修筑的支护结构统称为衬砌。人工修筑的支护结构在实际中，衬砌主要指能作为永久支护的结构广义的衬砌一次支护（初期支护）二次支护（二次衬砌/永久支护）为了保证施工的安全、加固岩体和阻止围岩的变形、坍塌而设置的临时支护措施。为了保证隧道使用的净空和结构的安全而设置的永久性衬砌结构。PART-01洞身衬砌的类型及特点二、衬砌类型1单层砌（整体式模筑混凝土衬砌）2装配式衬砌3锚喷式衬砌4复合衬砌按传统松弛荷载理论设计和施作。采用混凝士或钢筋混凝土就地灌筑而成。其工艺流程为：立模—灌筑—养生—拆模特点对地质条件的适用性较强，易于按需要成型，整体性好，抗渗性强，并适用于多种施工条件，如可用木、钢模板或衬砌模板台车等。适用技术成熟，适应多种围岩条件。在隧道洞口段、浅埋段及围岩条件很差的软弱围岩中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。(一)单层衬砌（整体式模筑混凝土衬砌）整体式模筑混凝土衬砌主要是通过调整断面形状和衬砌厚度来适应不同的地质条件，因此，单层衬砌的形状和厚度变化较多，可分为直墙式和曲墙式。适用于地质条件比较好，以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况，主要适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩，有时也可用于Ⅳ级围岩。1）适用条件1.直墙式衬砌2）结构组成上部拱圈竖直边墙下部铺底曲墙式衬砌适用于地质条件比较差，岩体松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水平压力也相当大的情况。主要适用于Ⅳ级及以上的围岩或Ⅲ级围岩双线。1）适用条件2.曲墙式衬砌2）结构组成顶部拱圈侧面曲边墙底部仰拱或铺底抵御底部围岩压力防止衬砌沉降使衬砌形成一个环状的封闭整体结构以提高衬砌的承载能力。仰拱的作用？装配式衬砌是将衬砌分解为若干块构件（也称管片），这些构件在现场或工厂预制，然后运到现场安装。（1）概念（2）装配式衬砌的适用条件(二)装配式衬砌2）采用盾构施工，又考虑二次衬砌时，也宜采用拼装式衬砌，快速形成一次衬砌的强度。1）地质条件较好，围岩稳定，地下水很少，有场地，施工单位又有制造、运输和拼装衬砌的设备，并控制开挖和拼装工艺有一定的经验时，可采用拼装衬砌。（3）装配式衬砌的优缺点1）一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力；2）预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改善了劳动条件；

3）拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材料和劳力；

4）拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价；

5）拼装衬砌既可以按传统隧道工程理论作为单层衬砌设计和使用，也可以按现代隧道工程理论作为内层衬砌设计和使用；

6）拼装衬砌的整体性较差，受力状态不太好，尤其是接缝缝多，防水性能较差，必须单独加设有效的防水层，在富水地层中应用时需要有较多的支持措施。

7）要求一定的机械化设备，施工工艺复杂。1与围岩密贴、支护及时、柔性好；2封闭围岩壁面防止风化；3充填裂隙加固围岩；4它能充分调动围岩本身的自稳能力，与围岩组成共同承载体系；5施工方便和经济特点

(三)锚喷式衬砌锚喷式衬砌是指锚喷结构既作为隧道临时支护，又作为隧道永久结构的形式。当岩壁不够稳定时，可加设锚杆、金属网和钢架，构成“锚喷式衬砌”，也称为“喷锚衬砌”。喷射混凝土是以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土拌和料与水汇合成为浆状，喷射到坑道的岩壁上凝结而成的。适用条件①在围岩整体性较好的军事工程、各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛使用。②一般在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、完整、稳定的地段中可以采用；③在IV-VI级围岩中不宜单独采用喷锚支护作永久衬砌④隧道洞口段不宜采用。（1）概念按现代围岩承载理论设计和施作，它把衬砌分成两层或两层以上，可以是同一种型式、方法和材料施作的，也可以是不同型式、方法、时间和材料施作的。外衬主要是以喷射混凝土和锚杆为基本组合形式的一系列现代隧道支护；内层衬砌则有多种材料和构造形式，但以就地模筑混凝土为主。我国铁路隧道、高等级公路隧道已普遍采用复合式衬砌。(四)复合衬砌（2）复合式衬砌的支护机理外衬（初期支护）：允许大的约束变形，允许出现少量裂缝，吸收变形压力，稳定洞壁，与围岩共同形成支护体系。内衬（二次衬砌）：与外衬围岩共同承受围岩残余变形产生的压力，共同承受外部条件恶化产生的压力（作为整个结构的安全储备）。（3）复合衬砌的优缺点①复合衬砌是将整个人工支护结构分解为“初期支护”和“内层衬砌’两大部分，各部分分别起到不同的作用，两部分分别参与并与围岩共同工作，各有侧重。②复合衬砌结构形式既能充分调动并利用围岩自我承载自我稳定的能力，又可以充分发挥支护结构的承载能力和支护材料的力学性能，结构稳定。③复合衬砌比较符合隧道——地下工程结构体系的力学变化过程，尤其是能按受力和变形的规律，调整各项参数，适合多种地质条件。④复合衬砌的极限承载能力比同等厚度的单层衬砌的极限承载能力可以提高20%-30%。而且，如果调整好内层衬砌的施作时间，还可以改善结构的受力条件。⑤与传统的模筑混凝土单层衬砌相比，能节约工程投资约5％—10%。⑥但是，复合衬砌尤其是初期支护的施工工艺特别复杂，要从概念上理解其作用比较困难，从技术上掌握其设置准则也比较困难，不像单层衬砌那样简单直观，容易理解。王贵珍隧道附属建筑与附属设施王贵珍01公路紧急停车带和铁路避车洞02人行横通道和车行横通道03防排水设施04电力及通信信号设施05消防设施06内装、顶棚、路基路面07其他附属设施PART-01公路紧急停车带和铁路避车洞为了使隧道正常使用，保证列车安全运营，除主体建筑物外，还必须修筑一些附属建筑物。其中包括：紧急停车带（公路）01避车洞（铁路）人行横通道和车行横通道02防排水设施03电力及通信信号设施04消防设施05通风照明设施06……07PART-01公路紧急停车带和铁路避车洞（一）公路隧道紧急停车带一、紧急停车带和避车洞紧急停车带就是专供紧急停车使用的停车位置。在隧道中，尤其是在长大隧道中，当行驶车辆发生故障时，故障车必须尽快驶离行车道，避让至紧急停车带，以减少交通阻塞，避免发生交通事故。我国目前确定的紧急停车带有关参数为：超过2km以上的隧道必须考虑设置宽2.5m、长25~40m的紧急停车带，间隔约为750m。（二）铁路隧道避车洞一、紧急停车带和避车洞当列车通过隧道时，为了保证洞内行人、维修人员及维修设备(小车、料具)的安全，在隧道两侧边墙上交错均匀修建的人员躲避及放置小型维修机具、料具的洞室叫避车洞。避车洞根据其断面尺寸的大小分为大避车洞及小避车洞两种。（二）铁路隧道避车洞一、紧急停车带和避车洞

1.大避车洞在碎石道床的隧道内，每侧相隔300m布置一个大避车洞，在整体道床的隧道内，因人员行车待避较方便，且线路维修工作量较小，可相隔420m布置。

2.小避车洞无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间间隔60m(双线隧道按30m)布置一个小避车洞。PART-02人行横通道和车行横通道二、人行横通道和车行横通道相邻双孔隧道之间，宜按规定设置供巡查、维修、救援及车辆转换方向用的行人横洞及行车横洞。①隧道长度为400-600m时，可在隧道中间设一行人横洞，长度小于400m时，可不设行人横洞。注：②隧道长度为800-1000m时，可在隧道中间设一行车横洞，长度小于800m时，可不设行车横洞。PART-03防排水设施三、防排水设施隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施实现的。经过理论和实践经验的总结，提出了“截、防、堵、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。截防堵排因地制宜，综合治理三、防排水设施截防堵排截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治；防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设置的防水层；向支护背后压注水泥砂浆，用以充填支护与围岩间的空隙，以堵住地下水的通道，并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件；将地下水排入隧道内，再经由洞内排水沟（排水沟及盲沟等）排走。PART-04电力及通信设施四、电力及通信设施电缆槽电缆槽用混凝土浇筑，可与水沟同侧并与水沟并行，或设置在水沟的异侧。槽内铺以细砂做垫层，低压电缆可直接放在垫层面上，高压电缆则吊在槽边预埋的托架上。槽顶设有盖板防护。四、电力及通信设施信号继电器箱和无人增音站洞隧道内如需设置信号继电器箱时，则应在电缆槽同侧设置信号继电器箱洞；根据电讯传输衰耗和通讯设计要求，在隧道内设置无人增音站时，其位置可根据通讯要求确定。可与大避车洞结合使用，如不能结合时，则另行修建。PART-05消防设施五、消防设施采用按钮式通报，也可采用自动通报装置，沿隧道边墙每隔15m一个。这些装置均应与隧道管理处及洞口音响报警器相联动。采用机械间歇通风的隧道，宜在洞口进深100m处及隧道中间处，各设置一氧化碳浓度检测器和烟雾浓度探测器；01通报设施五、消防设施可采用警报指示板、警报灯或音响警报器，安装在两端洞口和隧道内，每隔500m设一处。02紧急报警装置五、消防设施可采用自动灭火器或自动喷淋设施，每隔5m一个；消防水栓每50m一个。隧道内应设消防水管及消防用水源，消防水管应与电缆槽分开埋设。500m以上的高速公路、一级公路隧道，宜单独设置存放专用消防器材等的洞室，并作出明显标志。03紧急灭火器五、消防设施有排烟设备、避难设备、紧急电源、紧急闸门。04其他紧急设施PART-06内装、顶棚、路基路面六、内装、顶棚、路基路面(一)内装公路隧道内装的作用增强照明效果美观作用便于清洗吸收噪声隧道的内装材料块状混凝土材料饰面板、镶板等质地致密材料瓷砖镶面材料油漆材料防火涂料公路隧道内壁装饰应结合隧道位置、使用要求进行，力求安全、经济耐用、易于保养，并适当考虑美观。(二)顶棚公路隧道内壁装饰应结合隧道位置、使用要求进行，力求安全、经济耐用、易于保养，并适当考虑美观。顶棚是背景的一部分，特别是在有坡度处和变坡点附近对识别障碍物和察觉隧道内异常现象颇有帮助。顶棚可以美化隧道，特别是与整齐排列的灯具相互衬托，更可以起到美化的效果，并有明显的诱导作用。根据实际需要可以把顶棚做成平顶或拱顶。六、内装、顶棚、路基路面(三)路基路面六、内装、顶棚、路基路面公路隧道内路基路面设计基本要求各级公路隧道可采用水泥混凝土路面。有条件时，可采用沥青混合料上面层与水泥混凝土下面层组成的复合式路面。不设仰拱的隧道路面结构宜设整平层、基层和面层；设仰拱的隧道路面可只设基层和面层。隧道内路基宜设完整的中央管（沟）排水系统。PART-07其他附属设施(一)公用隧管七、其他附属设施公用隧管（亦称公用沟、管线沟）是在城市道路隧道和水底隧道中为敷设各种管线而设置的专用隧管。其中有隧道本身所需要的各种设备，也有公用事业要求通过的各种管线。但不应通过易燃、易爆和有毒物质管道。沿纵向在适当间隔处应设置检修口，供检修人员进出、搬运材料、通风等使用。(二)噪声消减装置七、其他附属设施公路隧道设计对噪声的基本要求:在隧道内的混响时间较长，在交通量大、噪声级较高的隧道内，噪声应控制在80dB(分贝）以下，最好保持在60dB以下。用多孔吸声材料如玻璃棉、矿棉、无机纤维材料及其成型板材等或吸声结构吸声。

机械通风

隧道通风方式(三)通风设施七、其他附属设施自然通风机械通风纵向式如射流式洞口风道式喷咀式竖井斜井式横向式(四)交通标志线七、其他附属设施隧道内路面应划线，并与洞外路面划线保持连续性。曲线隧道应设置行车诱导标志，并宜采用反光标志或标线。隧道两端洞口附近应设置限制时速、禁止超车、停车等标志；500m以上的高速公路、一级公路隧道，宜单独设置存放专用消防器材等的洞室，并作出明显标志。(五)营运管理设施七、其他附属设施包括值班电话、隧道管理机构、收费站、养护人员的办公和生活设施、服务设施。王贵珍隧道围岩及围岩分级王贵珍01隧道围岩的概念及其性质02影响隧道围岩稳定性的主要原因03隧道围岩分级PART-01隧道围岩的概念及其性质一、隧道围岩的概念及其性质围岩（6-10倍洞径）(一)隧道围岩的概念隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩（土）体；隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体，范围大致是6-10倍的洞径。岩体≠岩石：岩体=岩石+结构面1围岩≠岩体：围岩不是整个岩土体，是受隧道建设影响（工程意义上的影响）的那部分岩土体。2(二)隧道围岩的工程性质物理性质

1质量指标（密度、容重等）2孔隙指标（孔隙率等）3水理指标（吸水率、含水率、饱水率等）4其它指标（膨胀性、软化性、抗冻性等）力学性质1强度指标（抗拉、抗剪、抗压等）：岩石在荷载作用下破坏时承受的最大荷载应力称为强度。包括抗压、抗拉、抗剪强度等，其中以抗压和抗剪为最为重要，很少考虑抗拉强度。2变形特性（压缩变形、剪切变形、流变等）：影响因素十分复杂。包括作用力的大小和方式；岩石物理性质，如矿物组成和结构构造；变形条件，如围压、温度、孔隙压力、时间、含水量等(三)围岩与隧道工程的相互关系隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体，范围大致是6-10倍的洞径。①围岩是修建隧道的介质，是构成隧道的基本材料和环境;②围岩是产生围岩压力的原因，是隧道结构的荷载来源；③围岩同时可以分担一部分围岩压力，还是承载结构。围岩对隧道设计施工的影响隧道开挖难易程度隧道开挖后的稳定程度隧道支护结构承受荷载的大小PART-01影响隧道围岩稳定性的因素二、影响隧道围岩稳定性的因素自然因素（地质条件）岩体结构特征结构面性质和空间组合特征岩石的力学性质初始地应力场：初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。地下水人为因素（设计施工因素）隧道形状和尺寸隧道埋深支护类型和时间施工方法PART-03隧道围岩分级三、隧道围岩分级围岩分级(一)围岩分级的概念和目的根据岩体的若干指标，按照稳定性将围岩分成不同的级别。围岩分级的目的①作为选择施工方法的依据；②进行科学管理及正确评价经济效益；③确定结构上的荷载；④给出衬砌结构的类型及其尺寸；⑤制定劳动定额、材料消耗标准基础等；(二)围岩分级的类型以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级法a.以岩石强度为基础的分级法代表：土石分类法～坚石、次坚石、松石、土。b.以岩石物性指标为基础的分级法代表：岩石坚固性系数(f值)分级法～普氏法f值：一个综合的物性指标值，如岩石的抗钻性、抗爆性、强度等。但核心还是岩石强度。以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法泰沙基法～考虑围岩的完整状态和岩性，共9级我国交通隧道围岩分级法～借鉴了泰沙基法，考虑岩体综合物性，共6级。代表：与地质勘探手段相联系的分级方法弹性波速分级法～波速是反映岩性与岩体结构的一项综合指标，波速越高，围岩越好。以岩石的质量为指标的分类方法——RQD法RQD指标也是反映岩性与岩体结构的一项综合指标。代表：组合多种因素的分级方法代表：岩体质量分级法：巴顿等人提出的“岩体质量—Q”分级法组合了6个参数：岩石质量指标、节理组数目、节理粗糙度、节理蚀变值、节理含水折减系数、应力折减系数。4.半路堑式单压型适用于傍山隧道洞口或傍山线路上半路堑地段。半路堑式单压型拱形明洞3.半路堑式偏压型适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压力的能力。半路堑式偏压型拱形明洞(一)拱式明洞有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这时可考虑采用另一种建筑物——棚式明洞。

(二)棚式明洞(简称棚洞)稳定而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，且落石不太严重的情况，可修建悬臂式棚洞。由重力式内墙、悬臂横梁、盖板及内端平衡重组成。3.悬臂式棚洞王贵珍围岩压力王贵珍01围岩压力的概念及分类02围岩压力的影响因素03围岩压力的确定04围岩压力的计算05围岩压力的量测PART-01围岩压力的概念及分类一、围岩压力的概念及分类

隧道开挖后，因围岩变形或松散等原因，作用于洞室周边岩体或支护结构上的压力。从狭义上来理解，围岩压力是指围岩作用在支护结构上的压力。在工程中一般研究狭义的围岩压力。(一)围岩压力的概念(二)围岩压力的分类（按作用力发生形态）01松散压力是指由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构的压力。常通过下列三种情况发生：02形变压力是指由于围岩变形受到与之密贴的支护的抑制，而使围岩与支护结构共同变形过程中，围岩对支护结构施加的接触压力。①在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石；②在松散软弱的岩体中，坑道顶部和两侧片帮冒落；③在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。(二)围岩压力的分类（按作用力发生形态）03膨胀压力是指由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的压力。04冲击压力是指围岩中积累了大量的弹性变性能之后，由于隧道的开挖，围岩的约束被解除，能量突然释放所产生的压力。冲击压力是岩体能量的积累与释放问题，所以它与弹性模量直接相关。弹性模量较大的岩体，在高地应力作用下，易于积累大量的弹性变形能，一旦遇到适宜条件，就会突然猛烈的大量释放。PART-02围岩压力的影响因素二、围岩压力的影响因素围岩压力问题是与围岩的稳定性问题相关联的，稳定性越好的围岩所产生的围岩压力就越小。因此，影响围岩稳定性的因素也就是影响围岩压力的因素。前面已阐述影响因素的两个方面：1主要包括原始应力状态、岩石的力学性质、岩体的结构特征等地质因素2包括施工方法、支护结构的刚度及支护施作的时间、洞室形状和尺寸、埋置深度等。工程因素二、围岩压力的影响因素不论何种围岩，在隧道开挖后的暴露时间均是越短越好。如果围岩不具有良好的自稳性能，将会由变形而出现塑性破坏，这种情况下不能仅依靠初期支护来维持围岩的稳定，而必须及时施作永久性衬砌，给围岩提供所需的支护力，有效地阻止围岩变形的发展，防止围岩的松动坍塌而形成的松动压力对支护的作用。因此，支护的是否及时就成为了围岩压力性质及大小的一个关键性的重要因素。PART-03围岩压力的确定围岩压力的确定010203(一)确定的方法围岩压力的确定目前常用有下列三种方法：●直接量测法是一种切合实际的方法，对隧道工程而言，也是研究发展的方向；但由于受量测设备和技术水平的制约，目前还不能普遍常用。●经验法或工程类比法是根据大量以前工程的实际资料的统计和总结，按不同围岩分级提出围岩压力的经验数值，作为后建隧道工程确定围岩压力的依据的方法。是目前使用较多的方法。●

理论估算法是在实践的基础上从理论上研究围岩压力的方法。由于地质条件的不确定性，影响围岩压力的因素多，企图建立一种完善的和适合各种实际情况的通用围岩压力理论及计算方法是困难的。(二)一般规定Ⅰ－Ⅳ级围岩中的深埋隧道，围岩压力主要为形变压力，其值可按释放荷载计算。12Ⅳ－Ⅵ级围岩中深埋隧道的围岩压力为松散荷载时，其垂直均布压力及水平均布压力可按下列公式计算：q=0.45×2s-1×γω(kN/m2)应用该公式时，必须同时具备下列条件：H/B<1.7不产生显著偏压及膨胀力的一般围岩。PART-04围岩压力的计算四、围岩压力的计算(一)浅埋隧道（1）深埋和浅埋隧道的判定原则：隧道埋深不同，确定围岩压力的计算方法不同，应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。深埋隧道围岩松散压力值是以施工坍方平均高度(等效荷载高度值)为根据，为了形成此高度值，隧道上覆岩体就有一定的厚度。根据经验，这个深度通常为2～2.5倍的坍方平均高度值。（2）判别公式：Hp＝（2～2.5）hq在矿山法施工的条件下：I一III级围岩取Hp＝2hqIV～VI级围岩取Hp＝2.5hq；当隧道覆盖层厚度H≥Hp时为深埋，H＜Hp时为浅埋。（3）浅埋隧道围岩压力计算公式01埋深(H)小于或等于等效荷载高度hq时，荷载视为均布竖向压力q=γH侧向压力e，按匀布考虑时，其值为：

e=γ(H+1/2Hi)tg2(450–Φ/2)02埋深大于hq、小于等于Hp时，采用松散介质极限平衡理论进行分析，即：围岩松动压力=滑动岩体重量－滑面上的阻力；q浅＝Q浅/B=γH（1－H/B·λtgθ）e=γ(H＋h)λ/2令dq浅/dH=0，可得qmax时的深度H：HP=B/(2λtanθ)；qmax=γB/(4λtanθ)(二)偏压隧道围岩压力的计算0102偏压隧道围岩压力的计算应按其产生偏压的原因分别考虑。根据以往经验，一般在Ⅳ级及以上围岩以地形引起的偏压为主进行计算；而在Ⅲ级及以下围岩，因地质构造影响较大，则以地质构造的具体条件进行计算。偏压隧道围岩压力的计算产生偏压的原因①地形上，洞顶覆盖层较薄，地面横坡显著有倾斜的松散、软质或土质围岩，多见于洞口浅埋地段或傍山浅埋地段。②地质上，围岩为倾斜层状结构，层间粘结力差伴随以有害节理裂隙切割或洞身有倾角较陡的软弱结构面，围岩一部分较软，一部分较硬。③施工期间因各种原因造成一侧塌方，形成显著偏压。由地形引起偏压的计算方法傍山浅隧道施工时，因支撑或衬砌下沉，以及超挖、回填不实等原因，引起洞身上部围岩的下沉及隧道两侧地表开裂，在岩体内形成两个非对称的滑动面。假定偏压分布的图形与地面坡一致。由地质构造引起偏压的检算多发生在多裂隙层状或块状岩体中，其情况复杂，尚无确定的计算方法，当需要检算时，应注意以下几点：A、必须查明围岩可能产生偏压的被割裂或松动的范围大小B、尽量取得控制弱面的强度计算指标。C、当为块体运动时，可近似地按岩块刚体平衡的方法计算。当一部分为软层，另一部分为硬层时，可分别取用不同的指标计算。(三)其他一些确定围岩压力的方法以坑道上方形成平衡拱为基础的方法普氏理论：在松散介质中开挖隧道，在其上方会形成一抛物线平衡拱，这个平衡拱实际上就是破坏范围，这个范围内的围岩重量就是隧道支护结构所要承受的荷载：以松散介质平衡理论为基础的计算方法太沙基理论为代表：岩体为有一定粘结力的松散介质，当坑道开挖后，围岩下沉时由于侧压力的作用，对下沉围岩将产生摩阻力，水平应力与垂直应力之比为k。PART-05围岩压力量测五、围岩压力量测1.围岩压力量测（验证）

围岩稳定性判断

根据断面形状、支护结构设计、围岩压力理论2.量测方法间接方法量测支护结构的变形和内力，然后推算围岩压力直接方法直接量测作用在支护结构上的压力实验室方法模拟实验王贵珍隧道施工准备瞿万波01建立组织机构02技术准备03施工人员准备04材料物资准备05施工机械设备准备06施工场地与临时设施准备PART-01建立组织机构建立组织机构项目经理项目副经理项目总工工程技术部安全质量部合同预算部物资设备部财务部试验室综合办公室各专业工程队PART-02技术准备技术准备(一)施工现场调查1自然条件调查包括地质、地形、地貌，当地气象、水文，场地地表构筑物、地表水体和地下管线、地下障碍物等。2社会经济条件调查当地的交通运输条件，供水、供电、通信情况；弃渣场地，征地、拆迁情况；可利用的场地、建筑、原材料及半成品供应情况；当地生活供应、医疗卫生、民情风俗、消防治安等机构；当地生态环境保护要求等。(二)设计文件核对与图纸会审全面熟悉设计文件，会同相关单位进行现场核对，即“图纸会审”。隧道勘测资料，如地形、地貌、工程地质、水文地质等。隧道的技术标准、技术条件、设计原则。隧道的平面、纵断面、横断面。隧道洞口位置，洞门、衬砌、辅助坑道、边坡、仰坡。施工方案、方法和技术措施，通过不良地质地段的方案。内外排水，施工期通风方案等。(三)技术资料准备01OPTION02OPTION03OPTION04OPTION05OPTION06OPTION获取控制测量基准资料，进行复测和校核，确定工程测量网。编制实施性施工组织设计、特殊工序施工方案。编制施工图预算和材料大表。制定质量和安全生产交底程序，编写交底卡编制材料供应、构件计划、劳动力进出场计划、机械设备、试验检测仪器设备计划、培训计划，主要项目试验检验计划，样板引路计划等。制定各种管理制度。PART-03施工人员准备施工人员准备1工作面数量专业施工队伍数量2主要管理人员工程技术人员技术工人安全员特种作业人员3教育培训考核建档管理PART-04材料物资准备材料物资准备1根据隧道工期计划，项目工程部按季度、按月、分周编制物资材料计划至物资设备部。2为确保物资及时、有序的供应，可根据工区位置设置多个物资供应点。3由专业人员对物资供应基点进行管理。PART-05施工机械设备准备施工机械设备准备1施工机械应根据施组要求，配备污染少、能耗小、效率高的机械。2施工机械应机况良好，零配件、附件及履历书齐全，适应进度要求分期进场。3机械设备的安装应选择适宜的地点，尽量减少机械运转时的废气、噪声、废液、振动等对周围环境的影响。4施工机械的配置应配套。5施工机械的安装与调试应符合说明书的要求。6施工机械的进场、安装、调试与四通一平同步或交叉进行，使机械尽早投入施工，逐步形成各工序的机械化作业。PART-06施工场地与临时设施准备施工场地与临时设施准备（1）洞顶截水沟、洞口边仰坡（2）卸碴场的位置和范围（3）有轨运输的出碴线、编组线、牵出线等，汽车运输道路和设施（4）风、水、电设施的位置（5）大型机具设备的组装和检修场地（6）砂、石等大宗材料堆放场地（7）拌和站、预制场、炸药库等各种生产用房及生活用房（8）场内临时排水系统瞿万波新奥法瞿万波01隧道施工的力学过程02隧道新奥法原理03隧道新奥法施工要点PART-01隧道施工的力学过程隧道施工的力学过程1初始应力状态地下硐室开挖前，围岩处于未被扰动的原始应力状态。2二次应力状态地下硐室开挖后，围岩初始应力状态被破坏，硐室周围一定范围内围岩应力重新调整后的应力状态。3三次应力状态施做支护后，围岩的应力继续调整并趋于稳定的状态。围岩的三种应力状态围岩特征曲线与支护特征曲线PART-02隧道新奥法原理隧道新奥法原理新奥法全称新奥地利隧道施工方法。即NewAustrianTunnellingMethod，缩写为NATM。1950~60年代，随着锚喷支护技术和岩石力学的发展，奥地利学者L.Muller、L.V.Rabcewiez等学者创建并命名的。新奥法的产生新奥法的概念开挖后及时施做柔性薄层锚喷支护，控制围岩变形，保持围岩强度，以发挥围岩的自承载能力，并根据施工监控量测信息，决定是否采取进一步加固措施，以此指导隧道工程的设计与施工。开挖后及时施做柔性薄层锚喷支护，控制围岩变形，保持围岩强度，以发挥围岩的自承载能力，并根据施工监控量测信息，决定是否采取进一步加固措施，以此指导隧道工程的设计与施工。开挖后及时施做柔性薄层锚喷支护，控制围岩变形，保持围岩强度，以发挥围岩的自承载能力，并根据施工监控量测信息，决定是否采取进一步加固措施，以此指导隧道工程的设计与施工。隧道新奥法是一种信息化设计施工方法。开挖后及时施做柔性薄层锚喷支护，控制围岩变形，保持围岩强度，以发挥围岩的自承载能力，并根据施工监控量测信息，决定是否采取进一步加固措施，以此指导隧道工程的设计与施工。新奥法设计施工理论的基本原则是：少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭开挖后及时施做柔性薄层锚喷支护，控制围岩变形，保持围岩强度，以发挥围岩的自承载能力，并根据施工监控量测信息，决定是否采取进一步加固措施，以此指导隧道工程的设计与施工。注意：锚喷支护≠新奥法PART-03新奥法原理的应用新奥法原理的应用(一)隧道的承载结构主要是围岩本身隧道的承载体系由围岩和支护结构共同组成，但起主要作用的是围岩本身，锚杆、喷射混凝土等支护结构的主要作用是控制围岩变形，保持围岩的完整性和围岩强度，使围岩的承载能力得到充分发挥。1尽可能减轻对围岩的扰动。2及时施做喷射混凝土封闭围岩，防止围岩风化。3如有必要，及时对围岩进行加固，防止围岩过度变形松动。(二)允许围岩变形，但要严格控制围岩产生过大变形。允许围岩产生一定的变形，可以充分发挥围岩的自承能力，减小支护压力，降低成本。同时，又严格控制围岩变形，避免围岩变形过大而进入松动状态，导致围岩承载能力降低。因此，通常采用柔性的锚喷初期支护，使围岩与支护密贴，共同变形，共同承载。（三）重视监控量测在施工过程中，应进行必要的变形量测，尤其是对隧道周边进行位移收敛量测。通过监控量测数据，掌握围岩变形状态，以此作为合理确定支护参数和指导下一阶段施工的依据。（四）尽可能使结构做得圆顺，并及早封闭成环要尽可能使结构做得圆顺，不产生突出的拐角，以避免产生应力集中现象。同时，尽早使支护结构闭合(封底)，以形成承载环，使围岩保持三维应力状态，更好的约束围岩变形。瞿万波隧道爆破设计瞿万波01炮眼的种类02掏槽形式03隧道爆破设计04控制爆破PART-01炮眼的种类炮眼的种类1掏槽眼在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破创造新的临空面。2辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼，扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面。3周边眼沿隧