隧道工程设计指导书

1、隧道工程课程设计指导书1设计原则1.1在公路隧道规划和设计过程中，要认真贯彻“安全、舒适、和谐、美观、耐久”公路建设新理念，充分发挥隧道功能。1.2隧道设计需要完整的调查和调查资料。1.3隧道主体结构必须是永久性的建筑设计，必须具有规定的强度、稳定性和耐久性，建成的隧道必须能适应长期运营需要，维修工作要容易。1.4隧道支护衬砌设计应体现动态设计和信息化施工的思想1.5隧道必须进行特殊的防排水设计，在洞内、开口和洞外形成完整的防排水系统。1.6公路隧道运营管理设施应当按照安全、实用、效率、经济原则设计。 最近，在与长期系统配置差异大的情况下，可以根据交通量结构及其增加情况等来统一计划、一次设计、

2、分割实施。 通风系统的建设工程一般不应该分期实施。1.7隧道要尽量通过抗震有利地带，避开地震危险地带和抗震不利地带，设计要达到“小地震不坏，中地震能修理，大地震不塌”的目标。1.8隧道设计要贯彻国家相关技术经济政策，积极推进新技术、新材料、新设备、新技术。1.9隧道设计必须满足国家国土管理、环境保护、水土保持等法规要求，尽量保护现有植被，妥善处理隧道废弃物、废水、废气和噪音等问题。1.10对于1000米以上的隧道，使用上下双孔布局，安全地行驶。1.11隧道设计应该满足现在的公路隧道设计规范 (JTG D70-2004 )的要求。2整体设计2.1隧道位置的选择1 .隧道位置的选择必须根据整个路线

3、的规划、交通运输条件以及周边环境和地形的变化条件来决定2、隧道位置必须选择通过地质结构简单、岩性好的坚固地层中。 断层、塌陷、滑坡、溶洞、塌陷洞及偏压显着，不要通过地下水丰富、煤炭丰富的地区和高瓦斯带等地质不良地区，在难以避免的情况下，必须采取必要的工程处理措施，图2.1-1是某隧道岩溶区的特大泉水病害，导致工程费用增加和工期的图2.1-13 .隧道位置的选择应重视洞口位置的选定，洞口的中心线几乎与地形等高线垂直。 在不能满足上述要求的情况下，必须尽量以大的角度斜入孔，避免与等高线平行地入孔，开口部的位置要避开绝壁、沟谷、山的凹陷的中心，尽量在突出的斜面附近入孔。 图2.1-2进入典型的沟谷底

4、部的孔，带来了支持数多、施工困难和开口部的布线边坡高度大的缺点图2.1-24 .隧道应遵循“早洞、晚洞”的原则，不能挖大刷子，确保边坡和边坡的稳定。 开口开挖不可避免时，要确保隧道开口边坡和边坡的稳定。 边坡和边坡的设计挖掘的最大高度可以在表2.1-1中控制。表2.1-1开口边缘、仰角控制高度(m )围岩分级边坡、边坡率控制高度1:0.75151:1181:1.2520v1:1.25151:1.518注：开口部的边、斜面的高度是指从路面的设计水平到边、斜面的山顶的高度。对级以上围岩，如果能保证边坡安全，对边坡高度的要求能适度缓和的级和以下围岩，基本上能保证边坡安全，但在设计过程中要尽量降低其高

5、度。本表主要以双车道隧道为对象。埕口的选定是越岭隧道方案的重要控制点。 一般要以隧道长度最短的埕口作为越岭隧道方案的比较基础，同时充分分析埕口的工程地质和水文地质情况，避免隧道通过严重的不良地质埕口。6 .沿河、旁山隧道的位置，选择拱肩的复盖层过薄，隧道的位置一般应该向山侧移动。 一般地质情况下，隧道拱的最小复盖厚度(t )不得小于表2的数值。 如图3所示的附近山隧道那样，右拱肩的被复层薄给设计和施工带来了很大的困难，增加了工程成本和安全性的因素图2.1-3表2.1-2隧道拱肩最小复盖厚度表围岩分级t (米)备注1:11:1.51:2.01:2.555iv (石质)866土质151299v27

6、242118注：t值指隧道外侧肩膀到地面地层的最小厚度表列的数值应该减去表面腐蚀值的被复层的厚度表列的数值适用于双车道隧道级围岩的t值必须通过分析计算确定。7 .面对水库地区隧道，开口的路肩设计海拔必须比水库计算洪水水位(包括波浪高度和堵塞高度)高0.5m以上。 同时，要注意水的长期浸泡导致的水库墙的倒塌对隧道的稳定有不良影响，应该采取相应的工程措施表2.1-3隧道设计水位的洪水频率标准隧道类别道路等级一级公路二级公路三级公路四级公路长、特长隧道1/1001/100五分之一五分之一长隧道1/100五分之一五分之一1/25中、短、超短隧道1/100五分之一1/251/258、隧道洞口的位置应根据

7、地形、地质、水文条件，根据环境、洞外有关工程、施工条件、运营等要求，用经济、技术比较确定。9 .桥隧道连接时，应综合考虑开口和桥的横跨布局、结构处理的整体性，避免桥隧道施工的相互干扰图2.1-4是桥隧道连接工程实例。图2.1-42.2隧道的垂直线1 .隧道平面线性布局必须考虑地质、地形、路线方向等因素的影响，由于隧道内不应该设超高平面曲线的特殊条件，隧道平面曲线需要设定超高曲线时，其超高值在3%以下，满足视距要求。表2.2-1不设置超高的圆曲线最小半径(m )设计速度(km/h )道拱80604030202.0%25001500600350150 2.0%335019008004502002

8、.隧道开口部内外各3S长度范围内的平面形状一致，必须利用行驶安全3 .对于洞穴体大部分位于直线段的长隧道，在行驶方向出口段设置平曲线时，不要设置超高的平曲线，偏角必须大于74 .隧道内应该尽量设置缓坡，但隧道内的最小纵向坡度不能在0.5%以下。 希望超过2000米的隧道的最大纵向坡度控制在2%以下，中短隧道的最大纵向坡度一般应该控制在3%以下，在特别困难的条件下可以适度缓和，但不可超过5%的小于100m的隧道，则是纵向坡度和隧道外路线在隧道纵断线形设计中应避开凹形曲线，凸形曲线的半径应满足停车视距的要求表2.2-2开口部的视觉所需的最小纵向曲线半径设计速度(km/h )8060凸型纵断曲线半径

9、(m )1200090006 .隧道内一般应该采用单向坡，地下水发达的长隧道、特长隧道可以采用双向人字坡。7 .隧道两端开口处的布线纵向坡度不得超过5%。 过大的开口的布线纵向坡度影响开口行驶的舒适性和安全性。2.3隧道内轮廓设计1、公路隧道的建筑界限不仅要满足汽车行驶的需要，还必须充分考虑汽车行驶的安全、舒适、防灾等因素。 建筑界限内任何零件(包括通风、照明、安全、监视、装修等附属设施)不得侵入的各级道路隧道建筑制界限如图3.2-1所示，各级道路隧道建筑制界限的基本宽度按照表3.2-1执行，应满足以下规定图3.2-1公路隧道建筑极限(单位：厘米)H-建筑极限高度W-行驶车线宽度LL-左侧横宽

10、LR-右侧横宽C-馀宽J-人孔宽度R-人行道的宽度h-人孔或人行道的高度EL-建筑极限左顶角宽度、EL=LL； ER-建筑极限右顶角宽度，lr1m时ER=LR，LR1m时ER=1m。表3.2-1道路隧道建筑极限横截面构成最小宽度(单位： m )道路等级设计速度(千米/h )车道宽度w横向宽度l馀宽c.c人行横道道r人孔j隧道建筑的界限很广左侧PS右侧PS左侧右侧设置检修孔设人行道不设人孔人行道603.5020.500.750.250.750.759.75二级公路三级公路四级公路803.7520.750.750.251.0011.00603.5020.500.500.251.0010.00403

11、.5020.250.250.250.759.00303.2520.250.250.257.25203.0020.500.500.257.002 .建筑极限高度：二级道路取0米，四级道路取4.5m。3 .隧道建筑的极限设计的情况下，必须根据现在的公路工程技术标准，综合考虑技术经济要素来确定馀量。4 .单向通行时，隧道路面应采用单面坡，建筑界限底边和路面重叠的双向交通时，隧道路面应采用双面坡，建筑界限底边应水平放置在路面最高处。 隧道路面的横坡一般可以采用1.52.0%，隧道位于曲线道路时，路面的横坡必须符合横坡设定的规定。5、考虑到自行车道隧道的通行能力、交通安全和扩张等问题，自行车道四级道路隧

12、道应按二车道四级道路标准建设。6、隧道内轮廓设计除了应满足隧道建筑的极限要求外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰需求，为通风、照明、消防、监视、运营管理等设施提供设置空间，同时为衬砌的变形和施工误差确保适当的馀量，使确定的截面形式和尺寸安全、经济、合理隧道内轮廓的一般情况如图2.3-2所示。图2.3-2隧道内轮廓的一般情况7 .各级公路隧道在设计内轮廓时，要考虑到轮廓几何尺寸的受力合理性和工程成本的经济性，尽量采用曲壁单心圆拱和合理组合半径的曲壁三心圆拱8 .主孔内轮廓(指未装饰的衬里表面)和行走界限间留有最小10cm以上的间隙，行走、行人横孔内轮廓和行走界限间留有最小5cm以上的间隙，应用于

13、孔内装饰和施工误差补偿9 .隧道背拱矢量比的取值应考虑到隧道洞身围岩条件、支护结构的受压情况，一般可采用1/8、1/10、1/12，通常建议采用1/10。10 .在背拱和侧壁之间采用圆弧连接来改善岩(土)层、初枝、二衬的受力，圆弧半径不是1.0米以下，应该采用尽可能大的半径，例如1.5米、2.0米等11 .同一项目的隧道内轮廓尺寸应该满足隧道内路面的所有超高值，避免因超高的差异而设计不同的内轮廓尺寸三开口段设计3.1隧道进出开口采用早入晚出的原则。 尽量采用“零斜面”设计，条件受到限制的情况下，不能采用进入“零斜面”孔的设计的情况下，斜面的高度不能超过3米的图3.1(a )的过度挖掘，不仅会破

14、坏自然景观，还会给开口的稳定带来危险PS公司图3.13.2孔形成面及其斜面率必须根据开口部的地质情况决定。 在确保孔形成面稳定的情况下，孔形成面的斜面率最好是1:0.25，孔形成面的斜面率最好是0.50.753.3当地等高线与孔轴斜交，斜交角度大于15度，应该对不同的斜交角度斜交地挖孔，斜交角度不能大于45度，但洞门必须正交。 工程量大时，车方向从开口处出来就可以设计斜交洞门3.4开口部围岩级为v、iv类围岩斜交孔时，应采用斜交正交孔(虚拟小屋孔)方式。 即拱形为梯形拱，钢支撑采用正交布局。 斜交角度大时，套拱分二次施工，先以斜套拱(一般为2米)作为管架导轨施工，再施工大管架，最后施工套拱的梯

15、形段。3.5洞面斜交角大于30时，应在设计中进行开口拱稳定分析3.6孔形成面喷射混凝土的标签必须在C20以上的孔形成面上使用喷射混凝土时，请设置2m间距的10cm的排水孔。3.7洞门形式的选择条件：表3.7洞窟门选择条件洞门形式使用条件削竹子孔的轴线和开口部的地形登高线的斜交角在15以下开口在山鼻凸部，不可在沟底开口布线边坡高度小于16米。壁式适合可以设定开口的地形。图3.83.8壁式洞门设计应根据地形状况设计成阶梯状或其他形状，避免墙背脱落现象，提高洞门的美观3.9壁式洞门一般设计为仰卧和衡平式的壁体，壁面坡度应采用1:0.051:0.25，洞门材料应采用钢筋混凝土、混凝土、片石混凝土、10

16、号砂浆预制石和混凝土表3.9截面厚度的要求建筑材料最小厚度(厘米)钢筋混凝土，混凝土。30片石混凝土50水泥混凝土砌块80堆紫菜803.10壁式洞门基础底面埋入土质地基的深度不在1.0m以下，石质基础的深度不在0.5m以下，必须比洞门壁脚下各种沟底基础的埋入深度大，洞门壁的手指埋入深度应满足表3.10的要求。表3.10穴门墙基础深度要求地层嵌入深度h(m )水平距离L(m )型形象比较完整的硬质岩层0.51.0一般硬质岩层0.81.50软质岩层1.02.0土层1.0UR 3.03.11壁式洞门应在壁背上设置厚20cm的砾石透水层，排除壁背周围的岩透水，减少壁背水压，在距壁脚地面1m处设置间隔2m的10cm的排水孔图3.123.12壁式洞门天沟如图3.1