隧道线路及断面设计ppt课件

1、1.隧道路线和断面设计，第1节。隧道位置的选择，第2节。隧道入口位置的选择，第3节。隧道水平和垂直截面设计，第4节。隧道横截面设计，第5节。高速铁路隧道第一标段单孔双线及双孔单线方案选择。隧道位置的选择隧道是一种建筑物，用于克服山脉穿越山脉时的海拔障碍。影响因素：区域工程地质条件、水文地质条件、地形地貌条件、工程难度、投资金额、工期要求、现有施工技术水平和未来运营条件。基本原则：早走晚走，宁可呆在室内，也不要呆在室外，要深而不要浅，要软硬兼施。3，1。跨岭隧道的位置选择、隧道高程的确定(1)跨岭隧道平面位置的选择当线路必须穿越分水岭时，分水岭的脊线上总会有一个较低的高程，这称为山口。最好使用直

2、线或大半径曲线；优先考虑路线总方向内或附近的低通道，具有良好的线路延伸和短隧道；虽然远离线路的总方向，但在关口两侧都有良好的线路延伸条件；具有良好的工程地质和水文地质条件。跨岭隧道高程的选择跨岭位置选定后，跨岭高程将影响展线和跨岭隧道方案：隧道高程越高，隧道越短，工期越短，两端展线越长，运营条件越差；隧道高低不平，隧道加长，工期长，运营条件好；在选择穿越隧道的高程时，隧道的最佳高程是通过考虑施工和运营等诸多因素来确定的。山谷线隧道(山岭隧道)位置的选择当铁路沿着河流和山脉运行时，它被称为山谷线。这种线从左到右受坡度和山谷的限制，从上到下受高程和有限坡度的控制。在比较方案时，它可能不会移动太多。

3、然而，尽管摇摆范围非常有限，但它与项目的难度和规模有关。为了改善线形、提高速度、缩短里程和节省时间，经常修建山边隧道。靠近山体的隧道一般埋藏浅，容易引起各种疾病；山坡上经常发生滑坡、松散堆积、泥石流等不良地质现象，地质条件复杂。选择山岭隧道时应注意：(1)隧道覆盖层的厚度。为了保持山体稳定，避免发生倾斜，隧道位置应偏向山体内侧李宁别外山隧道最小覆盖厚度d(m)。8、(a)不利结构面倾向(b)有利结构面倾角对隧道位置的影响。当局部构造面向山侧倾斜时，地层相对稳定，覆盖层厚度可适当减小。当地层结构面向河侧倾斜时，覆盖厚度应增加。9，(2)应考虑河岸侵蚀对山体和洞穴稳定性的影响，如图所示。(3)应考

4、虑施工便道的设置和既有道路的位置，并应注意既有道路边坡可能坍塌以及施工便道对隧道体稳定性的影响。如图所示。河岸侵蚀对隧道位置影响示意图，道路对隧道稳定性影响示意图，10，3。地形地质条件对隧道位置的影响。研究地质条件的重要性：无论是沿河(溪)线还是穿越山脊线，地质条件往往对隧道位置的选择起着决定性的作用。良好的地层有利于施工和运营，也可以节省投资。应避开岩性差的地层、断层破碎带和含水层等不利地段，以免增加投资，给施工和运营带来困难，影响隧道安全，留下后患。如果不能避免，必须通过，应采取可靠的工程措施，以确保安全，12，2)在地形条件允许的情况下，可采用沿有平面障碍物的山体自然弯道绕过山体的方案

5、。当绝对必要时，有必要在高水平上削坡或填土，并在其上设置皇家围墙，在其下设置护坡和护岸。有时有必要在山谷间建一座桥。有时，为了防止滚石坠落，有必要制定一个方案来保护隧道穿过明洞。如果隧道是在平面障碍物前挖的，并穿过山体，虽然最初的工程稍大，但路线是直的、平缓的，而且工程是单一的。没有急转弯或陡坡，路线行程缩短，运营条件得到改善。从长期效益来看，隧道方案往往更合理。13、隧道直接穿越方案示意图、14、地质条件影响1)水平或缓倾斜单斜结构岩层，当隧道穿越坚硬厚岩层时，相对稳定。如果穿过非常薄的岩层，在施工过程中很容易产生顶部掉块的现象。这时，最好使用不透水的坚硬岩石层作为屋顶。急倾斜岩层一般有偏压

6、和不均匀压力。当有软弱夹层伴随有害节理切割时，容易产生地滑和层理滑动；在这种情况下，如果隧道穿过明洞，应小心处理，并应选择隧道在缓倾斜岩层中的位置。15岁。当隧道中心线可能穿过两种不同岩性的岩层时，岩层滑动会对隧道结构产生很大的剪切力，从而对结构造成破坏。应避免将隧道置于岩层的两个不同的弱结构(破碎)带中，隧道应置于岩性良好的单一岩层中；如果隧道正好位于层间弱面之上，地层滑动将导致隧道的某一部分横向移动，并与相邻部分断开。因此，有必要尽可能避开软弱结构面，特别是不要将隧道中心线设置成与软弱结构面的方向一致或平行，但至少要形成一定的交角。软弱结构面地段隧道位置的选择。16岁。当垂直岩巷穿过垂直岩

7、层时，中线应垂直于岩层走向。在隧道开挖过程中，容易坍塌，甚至导致大面积坍塌，导致地面形成“天窗”。褶皱构造褶皱构造有两种基本类型：向斜和背斜。当隧道穿过褶皱构造时，隧道应位于翼部，而不是向斜或背斜轴部，因此隧道的地质条件类似于单斜构造。当隧道穿过向斜和背斜轴时，背斜略好于向斜。如果向斜竖井在含水层中，地下水在凹底积聚，隧道开挖中的涌水和塌方将比背斜更严重，这也将增加施工难度。18、褶皱构造中隧道位置的选择18、3)在断裂构造和接触带中选择隧道位置时，禁止沿(或靠近)断裂带或断裂带修建隧道，尤其是区域性大断层，应特别注意避开。当隧道线路必须穿过断层带时，线路应尽可能垂直于断层走向，并应避开严重破

8、碎带，穿过断层的断面应最短。断层构造带中隧道位置的选择19、4)不良地质的常见不良地质条件：滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、溶洞、瓦斯和地下水发育。在滑坡区的山坡区域，由于地下水的活动、河流冲刷坡脚以及人工削坡，山坡上的土壤在重力作用下沿软弱面整体呈下降趋势，形成滑坡。当隧道穿过这样的路段时，它会突然被土壤推动，有时结构会被剪切而压碎或断裂。如果清楚地知道滑坡面的位置，隧道可以放置在滑坡面以下的稳定岩体中。如果已知滑坡是静态滑坡或古滑坡如有延误，隧道应置于山中，并尽可能穿过稳定的岩层。岩体坍塌不严重，洞口必须落在坍塌现场区域，可设置一段明洞来解决。坍塌区域的隧道。岩石堆积区的岩石在风化后被分解并剥离

9、成不同大小的块，这些块从山坡和上面滚下，或被冲刷和夹住，并堆积在山坡的平缓部分或坡脚，形成无凝聚力的堆积。隧道穿越这些区域时，开挖面容易坍塌，给施工带来很大困难。此时，隧道位置应位于岩堆下方的稳定岩体中。堆石区隧道，23。泥石流地区堆积在山顶上的土壤和各种砾石和岩石块被洪水浸泡并融化成液体，它们沿着峡谷或峡谷流下，这些峡谷或峡谷是凶猛而具有破坏性的。有时有可能破坏铁路路基，甚至掩埋铁路和堵塞隧道。因此，在选择隧道位置时，必须避开泥石流淹没区，如果不能避开，也应选择在泥石流切割深度以下的基岩中。为查明泥石流冲积扇的范围，该孔不应置于冲积扇范围内。岩溶洞穴区的碳酸盐岩(如石灰岩和白云石)和可溶性岩

10、石在水力和水的化学作用下溶解，形成各种岩溶现象，溶洞就是其中之一。喀斯特洞穴可分为无水洞穴或含水洞穴、未充填洞穴或充填洞穴。选择隧道位置时，尽可能避免。如无法避开，应证明溶洞的规模、性质及与隧道的位置关系，选择在狭窄地段，垂直或大角度穿越，使其最短穿过岩溶地段。地下水区的地下水主要由地表水入渗或地下水源提供。例如，岩石裂缝中的裂隙水，或洞穴中储存的岩溶水，有时流动，有时静止，有时有压头。它们的存在软化岩石，降低强度，软化或稀释夹层，并促进夹层滑动。开挖过程中裂隙中的水涌入隧道，给施工带来困难，给以后的维护带来无尽的灾难。在选择隧道位置时，最好不要穿过富水区。必要时，隧道应尽可能高于地下水位，或

11、穿过不透水层。瓦斯区煤系地层中存在甲烷(CH4)和CO2等有害气体。隧道开挖时，有害气体逸出，造成窒息和爆炸，危害极大。选择隧道位置时，尽量避开它。必要时应采取通风和稀释措施。26.黄土地区的黄土干燥时非常坚硬，遇水容易剥落并遭受侵蚀。在选择隧道时，我们应该避开沟壑、地下水活动密集的地区和地面塌陷坑。在高地温地区的地核中有一个巨大的热隧道。如果隧道埋得太深，地温太高，施工效率会降低。隧道穿越高温高热地区会给施工带来困难。选择隧道位置时，尽量不要把隧道放在山中太深的地方。当某些地区埋深过大或地温高时，应采取通风降温措施。在第二部分，隧道洞口位置的选择，隧道位置选定后，隧道长度由两端的洞口位置决定

12、。隧道长度：出入口隧道壁外表面与该线内轨顶面标高线交点之间的距离。总之，隧道洞口位置的选择应根据地形和地质条件综合分析确定，考虑边坡和背坡的稳定性，结合隧道外相关工程和施工难点，坚持“早进晚出”的指导思想。开口位置的选择原则：(1)开口不应位于空白口的山谷中心或山谷底部的低洼处。一般来说，山口处的山谷是地质上最薄弱的一环，缓倾斜洞口纵剖面示意图，30，(4)缩短洞口切割段长度，延长隧道，提前进入隧道。对于超斜坡地形的隧道，其入口位置变化很大，因此通常需要对隧道进行扩建，以解决开挖弃土和排水的困难。(5)隧道入口线应与等高线垂直。使隧道前方进入山体，洞口结构不会受到侧向压力。由于地形的限制，靠近

13、山体的隧道有时不能与等高线垂直，只能斜着进入隧道。穿越角度不宜过小(不小于45)，根据具体情况，宜修建斜交洞口、阶梯式正交洞口或一段明洞。(6)当线路位于可能被淹没的洪泛区或水库的回水范围内时，隧道入口的高程应高于洪水位加上波高，以防止洪水流入隧道。嘿。31、正交门户平面图、斜门户平面图、32、(7)为确保洞口的稳定性和安全性，边坡和后坡不应开挖过高。洞口位置应根据开挖控制高度和坡度确定。(8)当洞口附近有沟或渠穿越线路时，可架设桥梁或涵洞拉沟排水。(9)当入口地形开阔，有利于施工现场的布局时，可利用废弃的道碴有计划、有目的地对入口场地进行改造，以布置运输便道、材料堆放场地、生产设施用地和生产

14、生活用房等。此外，当桥梁和隧道连接时，应注意防止桥梁洞口被堵塞或桥梁的桥墩和桥台建筑物因废弃道碴的倾倒而损坏。(10)洞外必须有生产活动的场所。第3节隧道平面和纵断面设计1。隧道平面设计(1)隧道平面是指隧道中心线在水平面上的投影。隧道是线路的组成部分，其线形至少满足要求；(2)平面设计任务：确定隧道的平面位置，选择隧道内各种地下管线的入口位置和埋设位置；在铁路隧道中最好使用直线。但是，如果受到某些地形或地质原因的限制，通常需要使用曲线。直线隧道的优点是线路直，列车可以快速通过，运行距离短，有利于列车快速运行，提高线路运行效率。曲线隧道的缺点在曲线隧道中，由于列车的倾斜和平移，隧道的建筑限界需

15、要加宽，隧道的尺寸也相应增大，这不仅增加了开挖的土石方量，也增加了衬砌的砌筑能力；不同曲率曲线上隧道建筑限界的宽度不同，隧道断面也不同，因此施工过程中支护和衬砌尺寸不一致，技术复杂；当列车在曲线隧道中运行时，空气阻力比直线隧道大，机车牵引力损失大，降低了运行效率，甚至可能造成溜车事故；列车在弯道上运行，产生离心力，洞内空气潮湿，加速了钢轨的磨损，增加了洞内的维护工作量；弯道隧道体弯曲，隧道壁对气流的阻力增大，使通风条件恶化，有害气体不易排出；为了保证隧道施工净空的要求和运营中正常的行车条件，需要经常检查线路平面和水平，与直线隧道相比，曲线隧道也增加了维护工作量和难度；由于曲线关系，在隧道内进行施工测量时，操作变得复杂，精度降低。隧道设置曲线示例，如果地形条件必须将曲线引入隧道，则在施工期间，应首先开挖主直隧道，并针对导洞打开两端，以弥补曲线形成的缺点当必须设置两条曲线时，两条曲线之间的直线应该足够长，一般要求超过车辆长度的三倍。39，2)公路隧道平面设计公路隧道设计规范规定，隧道的近似和曲线线形应根据地质、地形、路线方向和通风等因素确定。当设置为曲线时，不宜使用带有超高和加宽曲线的平曲线。40.高速公路和一级公路的隧道应设计成独立的双隧道，上下分开。隧道纵断面设计1)铁路隧道纵断面是指沿隧道中心线在垂直面上的投影。隧道线路纵剖面的设计是选择坡道形式、坡度