隧道工程专题讲座隧道勘察设计

1、主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计本讲主要内容v隧道工程根本建设流程v隧道工程勘察设计概述v隧道工程勘察工作内容及方法v隧道工程总体设计内容及方法主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计1、隧道工程根本建设流程可行性研究技术可行性经济可行性初步设计初步勘测方案设计施工图设计详细勘测详细设计施工交工竣工概算预算合同决算主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道

2、工程勘察设计概述v1勘察设计的概念v2隧道工程勘察设计的根本流程v3各阶段勘察设计工作目的主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道工程勘察设计概述v1勘察设计的概念 勘察设计是指勘察设计是指推荐建设方案推荐建设方案，查明、分析、评价地质地理，查明、分析、评价地质地理环境特征和工程地质条件，对技术、经济、环境、土地利用等环境特征和工程地质条件，对技术、经济、环境、土地利用等方面进行综合分析、论证，编制设计文件，以及现场配合的活方面进行综合分析、论证，编制设计文件，以及现场配合的活动。动。 一般情况下勘察设计采用两

3、阶段勘察设计程序，包括初步一般情况下勘察设计采用两阶段勘察设计程序，包括初步设计阶段和施工图设计阶段设计阶段和施工图设计阶段 对于存在重大技术难题的复杂工程，那么采用三阶段勘察对于存在重大技术难题的复杂工程，那么采用三阶段勘察设计程序，包括初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。设计程序，包括初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道工程勘察设计概述v2隧道工程勘察设计的根本流程两阶段勘察设计根本流程两阶段勘察设计根本流程 主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏 15

4、874884648 国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道工程勘察设计概述v2隧道工程勘察设计的根本流程三阶段勘察设计根本流程三阶段勘察设计根本流程 主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道工程勘察设计概述v3各阶段勘察设计工作目的 初测初勘为初步设计提供资料，应完成的勘测工作有：初测初勘为初步设计提供资料，应完成的勘测工作有：隧道所在地区自然条件的调查、对周围环境影响调查、工程地质隧道所在地区自然条件的调查、对周围环境影响调查、工程地质及水文地质勘查、地形测量、导线测量等。及水文地质勘查、地形

5、测量、导线测量等。 定测详勘是根据有关单位批准的初步设计文件及审核定测详勘是根据有关单位批准的初步设计文件及审核意见，在初测根底上进一步核对、落实、深化相关勘测资料，意见，在初测根底上进一步核对、落实、深化相关勘测资料，对复杂地质问题给出可靠性结论，为施工图设计提供资料。对复杂地质问题给出可靠性结论，为施工图设计提供资料。 主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计2、隧道工程勘察设计概述v3各阶段勘察设计工作目的 初步设计是根据初勘资料，选择几个可行方案进行方案性设初步设计是根据初勘资料，选择几个可行方案进行方案性设计

6、，其目的在于：选择最优工程方案，进一步分析技术可行性，计，其目的在于：选择最优工程方案，进一步分析技术可行性，为编制预算提供依据。为编制预算提供依据。 施工图设计根据详勘资料，对初步设计评审批准的方案进施工图设计根据详勘资料，对初步设计评审批准的方案进行详细设计，其目的在于：为施工提供具有可操作性的设计文行详细设计，其目的在于：为施工提供具有可操作性的设计文件，为施工招投标、施工行为、施工管理、交竣工验收提供依件，为施工招投标、施工行为、施工管理、交竣工验收提供依据。据。主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道

7、工程勘察工作内容及方法v1隧道工程勘察的主要内容1 1地形资料地形资料2 2水文地质资料水文地质资料3 3用地及环境资料用地及环境资料4 4气候气象资料气候气象资料5 5文化、风俗资料文化、风俗资料6 6灾害资料灾害资料7 7类似工程资料类似工程资料8 8国防要求国防要求主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法1 1地形资料地形资料 通过调绘、航拍获取小比例地形图；通过外业测量通过调绘、航拍获取小比例地形图；通过外业测量获得大比例地形图获得大比例地形图 1

8、/500001/500001/25000 1/25000 主要用于线路规划主要用于线路规划 1/50001/50001/1000 1/1000 主要用于隧道方案的比选主要用于隧道方案的比选 1/500 1/500 主要用于隧道洞门结构和边仰坡的设计主要用于隧道洞门结构和边仰坡的设计重要的长大隧道也可以考虑采用航空照片或卫星照片重要的长大隧道也可以考虑采用航空照片或卫星照片主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法2 2水文地质资料水文地质资料调查内容：调查内

9、容： 工程地质特征工程地质特征 水文地质特征水文地质特征 不良地质和特殊地质现象不良地质和特殊地质现象 地震资料地震资料 有害气体和放射性物质有害气体和放射性物质主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法2 2水文地质资料水文地质资料调查步骤：调查步骤： 初步调查初步调查 详细勘察详细勘察调查方法：调查方法： 钻探、物探、遥感等钻探、物探、遥感等主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设

10、计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法2 2水文地质资料水文地质资料应提交的资料：应提交的资料： 文本：地形地质说明；对设计施工的影响与建议文本：地形地质说明；对设计施工的影响与建议图纸：图纸：线路地形图线路地形图 ( (比例比例1/20001/20001/5000)1/5000)；洞口附近地形图洞口附近地形图( (比例比例1/500)1/500)，沿线路中线每侧各，沿线路中线每侧各100100米的范围进行；米的范围进行；地质平面图；地质平面图；地质纵断面图地质纵断面图( (比例比例1/5001/5001/2000)1/2000)；洞口附近地质纵断面图洞口附近地质纵

11、断面图( (比例比例1/200)1/200)以及洞口附近地质以及洞口附近地质横断面图。横断面图。 主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法3 3用地及环境资料用地及环境资料a.a.工程用地和施工用地情况工程用地和施工用地情况动、植物的生态状况：种类、密度、动、植物的生态状况：种类、密度、分布、季节性变化；分布、季节性变化；地表水、地下水状况水文地质特征。地表水、地下水状况水文地质特征。b.b.自然环境自然环境c.c.地物情况地物情况土地利用状况：用途、面积

12、范围等土地利用状况：用途、面积范围等文物古迹、风景区、水库等文物古迹、风景区、水库等已有构建物：通讯设施、民房、地下管网等已有构建物：通讯设施、民房、地下管网等d.d.生产生活环境生产生活环境废气、噪声、振动、地面下沉等，对居废气、噪声、振动、地面下沉等，对居住环境、自然资源和已有地物的影响住环境、自然资源和已有地物的影响主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法4 4气象气候资料气象气候资料降雨降雨: : 年、月平均、日最大、小时最大降雨量年、月平均、日最

13、大、小时最大降雨量降雪降雪: : 最大降雪日、最大积雪量、积雪期、最大降雪日、最大积雪量、积雪期、 最大日降雪量、雪密度、雪温最大日降雪量、雪密度、雪温气温、地温：年平均气温、绝对最高最低气温、日温差；气温、地温：年平均气温、绝对最高最低气温、日温差； 冻结期、冻结深度、多年冻土深度、水温冻结期、冻结深度、多年冻土深度、水温风向、风速：频率分布风向、风速：频率分布( (年间、月间、日间年间、月间、日间) )雾：发生日数雾：发生日数( (频度、滞留时间及其能见度频度、滞留时间及其能见度) ) 洪水：洪水量、水位、时期洪水：洪水量、水位、时期 主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏 1587

14、4884648 国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计3、隧道工程勘察工作内容及方法v2隧道工程勘察具体工程内容及方法5 5文化、风俗资料文化、风俗资料6 6灾害资料灾害资料7 7类似工程资料类似工程资料8 8国防要求国防要求主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v1隧道工程总体设计的主要内容v2隧道工程总体设计关键技术主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v1隧道工程总体

15、设计的主要内容1 1平面线形设计平面线形设计2 2纵断面线形设计纵断面线形设计3 3洞口位置设计洞口位置设计主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v1隧道工程总体设计的主要内容1 1平面线形设计平面线形设计隧道平面线是指隧道中心线在水平面上的投影隧道平面线是指隧道中心线在水平面上的投影隧道平面线由直线和曲线构成。曲线由可由圆曲隧道平面线由直线和曲线构成。曲线由可由圆曲线和缓和曲线组成。线和缓和曲线组成。直线和曲线的组合原那么：直线和曲线的组合原那么： 早期通常认为应防止采用曲线，现有变化

16、；早期通常认为应防止采用曲线，现有变化； 采用曲线时应符合不同条件下的视距要求。采用曲线时应符合不同条件下的视距要求。主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v1隧道工程总体设计的主要内容2 2纵断面线形设计纵断面线形设计隧道纵断面线是指隧道中心线展直在垂直上的投影隧道纵断面线是指隧道中心线展直在垂直上的投影隧道纵断面线由直线和曲线构成。隧道纵断面线由直线和曲线构成。隧道坡型选择：隧道坡型选择： 一字形坡或单坡；一字形坡或单坡； 人字形坡；人字形坡； V V字形坡；字形坡； W W字形坡；

17、字形坡；主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v1隧道工程总体设计的主要内容3 3洞口位置设计洞口位置设计平面坐标、高程、进洞角度平面坐标、高程、进洞角度主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响2 2隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择3 3越岭隧道垭口位置的选择越岭隧道垭口位置的选择4 4傍山隧道平面

18、线位的选择傍山隧道平面线位的选择主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响常见地质类型：常见地质类型：单斜、褶曲、断层单斜、褶曲、断层主要不良地质类型：主要不良地质类型：断层、滑坡、崩塌、松散堆积、泥石流、岩断层、滑坡、崩塌、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤地层、地下水发育溶及含盐、含煤地层、地下水发育主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道

19、勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响单斜：单斜：主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响褶曲褶曲主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响断层

20、断层主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术1 1地质条件对隧道工程的影响地质条件对隧道工程的影响其它不良地质其它不良地质主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术2 2隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择隧道洞口的特征：隧道洞口的特征： 埋深浅、风化强、受水系影响埋深浅、风化强、受水系影响隧道洞口位置选择的重要性：隧道洞口位置选择

21、的重要性： 关系隧道洞门结构受力关系隧道洞门结构受力 关系隧道进洞施工难易关系隧道进洞施工难易 关系洞门及洞口段维护难易关系洞门及洞口段维护难易主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术2 2隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择隧道纵向线路方向洞口位置确定的根本原那隧道纵向线路方向洞口位置确定的根本原那么么 “ “早进洞，晚出洞早进洞，晚出洞主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道

22、工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术2 2隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择隧道横向垂直线路洞口位置选择的隧道横向垂直线路洞口位置选择的 “ “隧道轴线垂直等高线进洞隧道轴线垂直等高线进洞主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术2 2隧道洞口位置的选择隧道洞口位置的选择其它考虑因素：其它考虑因素：避开冲沟；避开冲沟；选择山体稳定、地质较好、地下水不丰富；选择山体稳定、地质较好、地下水不丰富；注意防洪或水库蓄水标高；注意防洪或水库蓄水标高；尽量不要

23、扰动原生坡面；防止高边坡；尽量不要扰动原生坡面；防止高边坡；考虑施工场地；考虑施工场地；考虑生态环境保护。考虑生态环境保护。主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术3 3越岭隧道垭口位置的选择越岭隧道垭口位置的选择1 1从降低越岭线标高、缩短线路和隧道长度的角从降低越岭线标高、缩短线路和隧道长度的角度看，路线宜选择垭口通过；度看，路线宜选择垭口通过；2 2垭口位置通常是地质构造作用强烈的部位，地垭口位置通常是地质构造作用强烈的部位，地质条件通常较差，并伴有冲沟及地表水；质条件通常较差，并伴有冲沟及地表水；3)3)在同一垭口，路线高程越高，隧道长度越短，展在同一垭口，路线高程越高，隧道长度越短，展线越长；反之，隧道越长，展线越短。线越长；反之，隧道越长，展线越短。主讲：中南大学土木工程学院隧道工程系 伍毅敏国家级精品课程 隧道工程第02讲 隧道勘察设计4、隧道工程总体设计内容及方法v2隧道工程总体设计关键技术3 3越岭隧道垭口位置的选择越岭隧道垭口位置的选择线路方案隧道长（km）高程（m）线路长（km）沙木拉打6.421882243141.5瓦 吉 木14.519502077109.3小 相