新奥法隧道结构设计隧道工程总体设计

1、3.23.33.43隧道总体设计隧道的几何设计衬砌内轮廓线及几何尺寸拟走 道路隧道勘测设计文件的内容和组成3.1隧道选址1、公路隧道选址的基本原则:(1) 必须与公路总体设计相协调适应(交通量、公路等级等)(2) 隧道位置应选择在稳定的地层中；G)越岭隧道应进行较大范围的方案选择,进行全面的技术、经济比较,选择在地质条件较好的地段穿越；沿河傍山隧道，其位置宜向山侧内移，避免一侧洞壁 过薄产生偏压；(5)选择隧道位置时z应注意洞口位置和有关工程的处理z 般宜采取早进洞,晚出洞原则(多暗挖,少明挖, 曲匙宙施工原则)。八八2、隧道方案与自然条件的关系当地的工程地质与水文地质条件、地形地貌条件、气象

2、条件, 一般而言是隧道方案主要考虑的问题。另外，还有工程的难易程 度、经济、工期要求,甚至还有政治、经济、军事与地区发展都 有关。根据隧道轴线与地形的关系，主要有:(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。3、越岭隧道的选址越岭隧道的位置主要以选择圾口和确定隧道高程为主 要依据。(1) 越岭隧道平面位置的选择采用直线或大半径曲线为好；优选考虑在路线总方向上或其附近的低t亚口展线好, 隧道较短；虽远离线路总方向，但t亚口两侧有良好的展线条件； 工程地质和水文地质条件良好的t亚口。尽可能把隧道埋于较好的地层中;洞口位置处于较好的水文地质、工

3、程地质处，便于施工场地的布 设；寒冷地区,隧道宜设在多年冻土上限和多年积雪线标高以下,以 保持施工和运营安全;隧道条件应考虑施工期限和施工技术条件;考虑远景规划,在不多增加工程造价的情况下，宜尽可能的把标 高降低一些。趣岭方案的选择以选择越岭城口为重点,从而解决越岭SL口、隧道高程和函侧展线这三个既相互联系又相互制约的问题。4、傍山隧道选址为改善线形、提高车速.缩短里程、节省时间,常修建傍山隧道。傍山隧道一般埋藏较浅,容易造成各种病害;山坡亦常有滑坡， 松散堆积，泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂。选择傍山隧道时应注意:(1)傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压 产生，隧道

4、位置宜往山体内侧靠一宁里勿外傍山隧道最小覆盖层厚度t(m)围岩类别最小覆盖层厚度(m)单线双线IV4679ffl7-1010-15n11-2016-30(2 )要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响,如图所示。(3) 应考虑施工便道设置和既有公路的位置,应注意既有公 路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。如图所示。(4) 线路沿山绕行应与直穿山体的隧道方案进行比较。河岸受冲刷对洞身位置影响示意图道路对洞身稳定的影响示意图5、不良地质地段隧道位置的选择研究地质条件的重要性:不论是沿河(溪)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;

5、对岩性不好的地层、断层破碎带、含 水层等不良地段应避免穿越。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。常见不良地质条件有滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含 盐、含煤、地下水发育等地质条件。(1).滑坡、错落13111311滑坡、错落对隧道的危害很大,在隧道通过滑坡地区时,必须查 明滑坡类型范围、深度、滑动方向等。一般应避开滑坡体或错动体, 或在可能滑动面以下一定深度通过。如图所示。.松散堆积层堆积层常处在暂时稳定状态。一旦扰动,稳定即会丧失而造成 崩坍。在这种地质条件下隧道应避开不稳定、松散的堆积层，使 洞身处于基岩中,并具有足够的安全厚度。如图甲的位置

6、上。(3)、泥石流隧道通过泥石流地段时,应结合地质情况考虑泥石流沟的改 道和最大下切深度,确保洞口和洞身的安全。隧道洞顶距基岩面 或最大下切面要有一定的覆盖厚度,如图(b)乙的位置隧道洞口应避开泥石流沟及泥石流可能扩展的范围。有困难时，可修建 一段明洞，使泥石流在明洞顶通过。(a)W隧道通过泥石流时的位置选择示意图6、隧道洞口位置的选择洞口位置选择好坏,将直接影响隧道施工、造价、工期和运营 安全。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)综合考虑。(1)洞口部分在地质上通常是不稳定的。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

7、，应早进洞，晚 出洞，尽量避免大挖大刷，破坏山体稳定。(2)洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处,般宜将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处,如图中的B线。(3)当洞口处为悬崖陡壁时,根据地质情况采用贴壁(见图)或 采用接长明洞的办法，将洞口堆到坍方范围以外35m处，见图贴壁迸洞时洞口纵断面示意图缓坡洞口纵断面示意图(4) 洞口地形平缓时,一般也应早进洞晚出洞。这时洞口位置选择余 地较大,应结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定(见 图)。需要时可接长明洞,以确保施工和运营安全。(5) 考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受力,洞口位 置宜与地形等高线大体上正交见图G)。道

8、路隧道一般不宜设计斜交 洞门，见图(b)。若为斜交时,应尽可能加大斜交角度(一般不小于450 ),或采取工程措施,以降低垂直等高线方向的开挖高度。5. OB公路隧道横断面示意图（尺寸单位:m）4. 隧道接线(1)、隧道洞口的连接线平面及断面线形应与隧道线形 相配合Z应保证有足够的视距和行驶安全；、隧道两端平面线形与路线线形相一致必须有一 定的连接线长度过渡(其规定如表所示);G)、隧道两端的接线纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致,以满足设置竖曲线和保证各级公路停车或会 车视距的要求;(4)、当隧道净宽大于所在公路的路基宽度时z两端接线应有不短于50m的同隧道等宽的加宽段,并设计过 渡段加以衔接

9、。3.3衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定什么是隧道衬砌(Lining) ?它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物1.衬砌断面设计:主要解决内轮廓线,轴线和厚度三个问题。.内轮廓线设计原则: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Z还 应考虑衬砌施工的简便。(2).隧道衬砌断面的轴线：应当尽量与断面压力曲线重合，使各截面主要承受压应力。、当衬砌受径向分布的水压时,轴线以形最好；、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； 墙式衬砌;、当承受竖向压力和较大侧压力时,宜采用五心 III、当有沉陷可能和受底压力时，宜加设仰拱的曲

10、墙式 衬砌。(3).隧道衬砌厚度: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z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 )建筑材料种类隧道和明洞衬砌洞门端墙、翼墙 和洞口挡土墙拱圈边墙仰拱混凝土20202030片石混凝土505050浆砌粗料石或混凝土块303030浆砌块石3030浆砌片石50505.衬砌断面:(1).衬砌断面的形状(主要有)直墙式圆弧拱;三心拱；单圆拱。(2).衬砌断面的轮廓线衬砌内轮廓线:衬砌外轮廓线:实际开挖线:隧道断面轮廓线

11、6.公踣隧道衬砌内轮廓线的求法确定建筑限界;(2)确定弧形;G)计算验证.调整。即：计算内力脸算强度(安全量满足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).结构轴线一由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。.截面厚度一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。3.4道路隧道勘测设计文件的内容和组成道路隧道勘测设计的成果是相应的设计文件,应按交通部颁发的公路基本建设工程设计文件编制办法和公路隧道勘测规程的要求进行。定测结束后应提岀

12、隧道勘测说明书，其内容如下:1、沿线隧道概况及自然概况;2、工程地质（包括地震烈度资料）及水文地质情况；3、气象、环境和有关政策法令情况；4、施工条件；5、隧道方案（2个或2个以上）的比选情况和在设计中应注 意的事项；6、对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议；7、存在问题及解决办法的建议,有关协议、纪要等；&隧道线路方案平面图；9、隧道线路地质平面图，图中应绘出推荐方案。10、隧道纵断面图;11、隧道洞口地形平面图；12、洞口纵、横断面图；13、辅助坑道及运营通风道工程所需地形z纵横断面图14、明洞纵横断面图：对于长大隧道（2000m以上）和地质复杂的隧道等,还应 分工点编写隧道工点说明。主要内容是:1、隧道位置的选定情况和选定洞口的意见；2、地形、地貌、植被情况以及地质、水文地质简况；3、洞身、洞口的特殊问题，以及有关工程的处理措施和 意见；4、场地布置、便道引入、弃渣处理及利用情况和意见5、辅助坑道和运营通风的选定和设置意见；施工设计中的注意事项；较长隧道的施工图设计一般应包括:1、隧道平面图；2、隧道纵断面图；3、隧道进口（出口）纵横断面图；