隧道工程(第三章隧道总体设计)ppt课件

1、.隧道施工，第三章隧道整体设计，第三章隧道整体设计，3.1隧道布局3.2隧道的几何设计3.3衬砌内轮廓线和几何尺寸制作3.4道路隧道测量设计文件的内容和构成，3.1隧道布局1，道路隧道布局的基本原则：与道路整体设计协调(交通量、道路等级等) 必须将隧道位置选择为稳定的地层越岭隧道，要进行大范围的方案选择，进行全面的技术、经济比较，选择穿越地质条件好的地区，沿着河附近的山隧道，其位置向山内侧移动，一侧的洞壁变得过薄，拜拜。 一般应该采用“早钻孔，晚钻孔”的原则。 2、隧道方案与自然条件的关系当地工程地质和水文地质条件、地形条件、气象条件，一般是隧道方案主要考虑的问题。 另外，工程难易度、经济、工

2、期也有要求，与政治、经济、军事和地区的发展有关。 根据隧道轴线和地形的关系，主要深入(1)有坡面正交型的(2)坡面斜交型(3)坡面平行型(4)尾部进入型(5)谷型。3、越岭隧道选址越岭隧道的位置主要取决于码头的选择和隧道标高的确定。 (1)越岭隧道平面位置的选择考虑到优选采用直线或大半径曲线的整个路线的方向或附近的低码头，展线好，隧道远离优选线路的总方向，但码头两侧有良好的展线条件的工程地质和水文地质条件好的码头。 (2)越岭隧道海拔的选择(位于山体中哪里)尽可能好的地层埋隧道洞口位置在较好的水文地质、工程地质，在工地布局容易的寒冷地区，隧道设置在多年冻土的上限和多年积雪线的海拔以下， 应该保

3、持施工和运营安全的隧道条件，考虑到施工期限和施工技术条件的远景规划，在不增加工程成本的情况下，必须尽可能降低海拔。 越岭方案的选择侧重于越岭埕口的选择，解决了越岭埕口、隧道标高和两侧展线三个联系和制约问题。4、旁山隧道布局改善线性，提高车速，缩短距离，节约时间，经常建设旁山隧道。 附近山隧道一般较浅，在容易引起各种病害的山坡上也常见滑坡、松散堆积、塌方等不良地质现象，地质情况复杂。 选择旁山隧道时应该注意： (1)旁山隧道的孔体厚度问题。 为了避免山体稳定和产生偏压，隧道的位置应该靠近山体内侧宁里勿外旁山隧道的最小复盖层厚度t(m).(2)考虑河岸清洗对山体和孔体稳定的影响。 (3)要考虑施工

4、人行道的设置和现有道路的位置，注意现有道路边坡的潜在坍塌和施工人行道对洞窟稳定的影响。 如图所示。 (4)线路沿着山口迂回与笔直穿过山口的隧道方案相比较。 河岸冲刷影响洞的位置形象，道路影响洞的稳定形象，5、不良地质地区隧道位置的选择研究地质条件的重要性：无论沿河(溪)线还是沿越岭线，地质条件对隧道位置的选择都起着决定性的作用。 良好的地层，应不要横穿有利于施工和运营、也可以节约投资的岩性差的地层、断层破碎带、含水层等不良地区。 在不可避免的情况下，为了确保隧道工程和运营的安全，必须采取切实的工程处理措施。 常见的不良地质条件有滑坡、崩塌、松散沉积、泥石流、岩溶、含盐、含煤、地下水发育等地质条

5、件。 (1)、滑坡、滑坡、滑坡对隧道的危害很大，隧道通过滑坡地区时，应明确滑坡的类型范围、深度、滑坡方向等。 一般来说，必须避开滑动面和偏离体，或以比可滑动面低的深度通过。如图所示。(2)、疏松堆积层的堆积层总是处于暂时稳定的状态。 如果有干扰，就会失去稳定而崩溃。 在这种地质条件下隧道避免了不稳定松散的堆积层，把洞窟体放入岩盘中，具有足够的安全厚度。 像甲一样的位置。 滑坡地区隧道位置的选择图，松散堆积层隧道位置的选择图，(3)，泥石流隧道通过泥石流地区时，根据地质状况考虑泥石流沟的变化和最大下挖深度，确保开口和洞的安全。 隧道的洞顶离岩盘面或最大的断面需要一定的厚度，如图(b )的b位置所

6、示，隧道的开口部必须避开泥石流沟和泥石流可能扩大的范围。 遇到困难时，可以建一个明亮的洞，让泥石流通过明亮的洞顶。 隧道通过泥石流时的位置选择形象，6、隧道开口位置的选择开口位置的选择好坏直接影响隧道施工、制造成本、工期和运营安全。 在选择时，要结合开口的地形、地质条件、施工、运营条件以及开口的相关工程(桥涵、通风设施等)进行考虑。 (1)开口部分在地质上不稳定。 一般要设置在山体稳定、地质条件好、排水有利的地方。 隧道不能修长。 你应该早点进洞，晚点从洞里出来。 尽量避免挖大刷子，损害山体稳定。 (2)开口不得设置在沟谷低的凹陷或沟里。 一般来说，最好把开口部移动到沟谷地质条件好的一侧有足够

7、宽的山口的地方。 (3)开口部为悬崖陡壁时，根据地质状况，采用贴墙(参照图)或延长明洞的方法，将开口部堆积到滑坡范围外的35m处，参照图。 (4)开口地形平缓时，一般也应该早点进入开口。 此时，开口部的位置选择的馀地很大，所以必须结合孔的外路的切断、填土、废弃场、工期等来具体决定(参照图)。 根据需要延长明洞，可以确保施工和运营的安全。 (5)考虑到开口的边坡不对挖掘高度和开口的衬砌结构施力，开口的位置与地形的等高线大致垂直，请参照图(a )。 公路隧道一般不应该设计斜交洞门，参照图(b )。 斜交的情况下，尽量增大斜交角度(一般为450以上)，或采取降低垂直等高线方向的挖掘高度的工程措施。

8、正交洞门平面模式图、斜交洞门平面模式图、(6)生长隧道必须在洞门附近考虑施工现场、废物场等位置。 (7)开口附近有居住地的话，要考虑提前入洞，尽量减少附近的地面构筑物、地下埋设物和隧道的相互影响，减少对环境(农业、交通、居民生活)的影响。 (8)开口的路肩提高设计洪水水位(包括波高)以上0.5m，避免洪水进入隧道。 (9)考虑换气设备排出的废气和噪音给周围环境带来的影响的程度和解决对策。 (十)考虑防雪工程、防风工程、路面防冻工程的必要性。 总之，隧道的开口和洞的身体是不可分割的整体，在选择位置时不要互相关心，应该同样重视。 总结：隧道选址的基本原则： 1、隧道长度最短2 .隧道两侧展线良好3

9、、工程地质、水文地质条件良好。 3.2隧道几何设计、隧道、主体建筑物、附属建筑物、洞门、洞身衬砌、接在开口部分的明洞(根据地形地质状况而定)、通风、照明、防排水、安全设备、电力、通信设备等，1、隧道的平面设计(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，线性也应满足道路施工技术标准(2)，任务：确定隧道的平面位置，选定开口位置和孔内各种地下管线的埋设位置.(3)，基本要求：原则上采用直线， 避开曲线的隧道平面线性最好采用直线或大半径曲线，要考虑行驶安全，隧道全长短，施工容易等，最好不要在开口处使用小半径的导线与隧道连接的一个隧道内设置一条以上的曲线。 特别是在需要设定两

10、条曲线以避免逆曲线的情况下，必须在两条曲线之间夹入足够长度的直线。 (4)、曲线隧道的不利因素：扩大行车距离问题断面的问题，改变断面隧道，增加施工难易度高的曲线隧道的装修复杂的通风阻力，不利于自然通风.2、隧道纵向设计隧道纵剖面是指沿隧道中心线扩展的垂直面上的投影(1)， 纵断型：人字坂隧道上行单坂隧道下行单坂隧道(2)，控制隧道纵断面大小的要因通风问题排水问题，下行单坂隧道，人字坂隧道，(3)，纵断面的坡度大小和影响隧道纵断面的坡度范围：0.3%-3%； 纵断坡度和通风的关系要求在1%以下、2%以上，排出量急速增加的排水的关系，纵断坡度越大水流越快的纵断坡度和施工运营的关系，综合考虑到采用大

11、纵断曲线半径和纵断曲线长度的通风和排水，纵断坡度最好是不妨碍排水的缓坡面隧道顶室截面设计下图所示的截面形状和尺寸必须根据周围岩石的压力求出最经济的值，w一行车道宽度s一车道两侧的边缘石带宽c的馀宽在行驶速度为100kmh时为0.50m，在行驶速度为100kmh时为0. 汽车专用道路，一般二级道路为5m，三级道路为4.5m建筑极限顶角宽度，L1m时，E=L L1m时，E=1m； l方向宽度，高速道路，一级道路的短隧道，其侧向宽度应该取硬路崖宽度的r一步道的宽度j1井口宽度。(1)、隧道间隙：是指隧道衬砌的内轮廓线包围的空间，包括通风、照明、消防、通信等设备所占的空间；(2)隧道建筑界限：为保证隧

12、道内各种交通的正常运行和安全，规定在一定宽度和高度范围内没有障碍物的空间界限隧道行驶界限：保证隧道中的行驶安全，在一定的高度和宽度范围内什么都不可以侵入的界限(4)，墙壁效果：隧道的墙壁对驾驶员造成危险的心理影响，行车道向左减少.(5)，宽带： 2公里以上的隧道，紧急停车带，宽度2.5m，长度255 在间隔750米10公里以上的隧道中设置u型回廊(6)，净高：一般高速公路，一级道路5米，二级以下道路4.5米(7)，建筑界限顶角宽度： 1米以下(8)，两相邻隧道的最小间隔问题：两相邻隧道的最小净距离是周围的岩的种类、截面尺寸、施工方法、相邻两个隧道的最小间距一般可以根据下表中的规定进行选择。 理

13、论上，两邻隧道应分别处于围岩压力的相互影响和施工影响的范围之外。 因此，有必要根据经验通过工程模拟分析来确定。 道路、道路测量规程(JTJ06385 )规定“一般为30m”。 2条相邻隧道的最小间隔、道路隧道横截面图(尺寸单位： m )、4、隧道布线(1)、隧道开口处的连接线平面和剖面线必须与隧道线相符，确保充分的前景和行驶安全(2)，隧道两端的平面线性和路线线性一致，需要一定的连接线迁移(3)、隧道两端的布线纵向边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡边坡(4)隧道比某条道路的路基宽度宽时，两端的布线为50003.3衬砌内轮廓线和几何尺寸是什么是隧道衬砌(Lining )

14、？ 这是一种超静定支护结构，在隧道主体建筑物1、衬砌截面设计中，主要解决了内轮廓线、轴线和厚度三个问题。 (1)、内轮廓线设计原则：内轮廓线应尽量接近建筑界限，努力使挖掘和内轮廓线的数量最小化。 衬砌内表面要顺利努力，也要考虑衬砌施工的简便性。(2)、隧道衬砌断面轴线：要尽量与断面压力曲线重叠，使各断面主要承受压力应力。 在衬砌受到径向分布水压的情况下，轴线最好是圆形，主要受到垂直压力的情况下，或者同时不太受到水平侧压力的情况下，在受到能够采用三心拱和直壁式衬砌的垂直压力和大的侧压力时，应该采用五心圆曲壁式衬砌的下沉的可能性和(3)、隧道衬砌厚度根据某些地质条件和水文地质条件变化很大，与隧道跨

15、度、荷载大小、衬砌材料及施工条件等有关。 根据以往的经验，拱桥可以取等截面，也可以在拱桥部分取加厚2050的变截面。 背拱的厚度一般比圆顶的厚度稍小。 断面最小厚度(cm )，5，衬砌断面： (1)，衬砌断面形状(主要)直壁式圆弧拱； 三心圆拱单圆拱。 (2)，衬砌断面的轮廓线衬砌内轮廓线：衬砌外轮廓线：实际挖掘线：隧道断面轮廓线，6，道路隧道衬砌内轮廓线的求出方法(1)确定建筑界限(2)确定圆弧(3)计算验证、调整。 即初步制作尺寸，计算内力，计算强度(安全量)，结束、满足、不满足、初步制作构造形状和尺寸，采用经验类比法，可以考察的要素有： (1)、内轮廓选定间隙形状原则：与边界紧密接触，衬

16、底表面光滑、光滑(2)抽象化计算结构轴线的几何形状隧道衬砌是一种受压结构，结构轴线尽量符合载荷作用下的压力线。 (3)、截面厚度的计算强度在设计的截面厚度要求足够的强度的同时，衬砌的最小厚度应满足施工要求。3.4道路隧道测量设计文件的内容和构成道路隧道测量设计的成果是相应的设计文件，按照交通部发行的道路基本建设工程设计文件的制作方法和道路隧道测量规程的要求进行。 测量结束后，必须提交隧道测量说明书。 内容如下： 1、沿线隧道概况和自然概况2 .工程地质(包括地震震度资料)及水文地质情况3、气象、环境和相关政策法令的情况4 .施工条件.5、隧道方案(2个以上)的比较情况和设计中应注意的事项6 .

17、运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议7 .有问题和解决方案的建议， 关于协议、轮廓等应在8 .隧道线路方案的平面图9 .隧道线路地质平面图、图中描绘推荐方案。 10 .隧道纵向剖面图11 .隧道开口部的地形平面图12 .开口部的纵向、横向剖面图.13、辅助坑道和通风路工程运营所需的地形、纵向剖面图14、明洞纵向剖面图：关于成长隧道(2000m以上)和地质复杂隧道等，应该分分工点写隧道施工点的说明主要内容有： 1、隧道位置的选定情况和选定开口部的意见2、地形、地形、植被情况及地质、水文地质简单情况3、洞身、开口部的特殊问题，以及有关工程的处理措施和意见4、场所的配置、人行道的引进、废弃物处理和利用情况和意见5、辅助矿井和运营通风的选定和设置意见， 施工设计中的注意事项长隧道的设计图一般应包含： 1、隧道平面图2 .隧道纵向剖视图3 .隧道入口(出口)的纵向横截面图4 .隧道进口(出口)平面图5 .隧道进口(出口)的洞门图6 .隧道衬砌设计图.7，辅助坑道结构设计图。8 .运营通风系统的结构设计图。 9 .运营照明系统的结构设计