隧道工程『第二章▎隧道工程的勘測設(shè)計(jì)2『2.1▎隧道的工程調(diào)查『2.2▎隧道的位置選擇『2.3▎隧道線路設(shè)計(jì)隧道工程SUIDAOGONGCHENG『2.4▎隧道橫斷面設(shè)計(jì)『2.5▎隧道勘測設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成

工程實(shí)踐中必須重視地質(zhì)條件對隧道工程的影響，充分做好地質(zhì)調(diào)查工作，查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文條件，以及隧道施工和運(yùn)營對環(huán)境保護(hù)的影響，充分占有資料，避免設(shè)計(jì)工作中的盲目性。

文獻(xiàn)資料收集主要指地形地貌、鄰近工程、氣象、水文及區(qū)域性地質(zhì)、用地及環(huán)境、災(zāi)害等資料，目的是規(guī)劃線路和編制以后的調(diào)查計(jì)劃。收集資料應(yīng)以擬建隧道為中軸,取較大范圍調(diào)查?！?.1▎隧道的工程調(diào)查『2.1.1▎既有文獻(xiàn)資料收集

線路位于四川省和甘肅省境內(nèi)，起于成都，經(jīng)什邡、茂縣、松潘至九寨溝，向北延伸連接擬建蘭渝鐵路的哈達(dá)鋪站。線路全長約462km。全線地跨成都市、德陽市、綿陽市、阿壩州、甘南州5地（市）10縣（市），于岷山隧道洞身為兩省省界，四川省境內(nèi)長約378Km，甘肅省境內(nèi)長約84Km。地形地貌資料地質(zhì)資料工程資料氣象資料用地及環(huán)境資料災(zāi)害資料文獻(xiàn)資料收集指地形圖、航空照片和遙感與遙測資料。地質(zhì)圖、說明書。鄰近隧道及其他土建工程所記錄的工程地質(zhì)水文地質(zhì)資料。氣溫、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降水、……等。工程、施工及臨時(shí)用地。自然環(huán)境文物古跡、自然保護(hù)區(qū)、居民環(huán)境等。暴雨雪、臺風(fēng)、地震、滑坡等發(fā)生的規(guī)模、頻度。

隧道調(diào)查分施工前和施工中兩階段。『2.1.2▎地形、地質(zhì)調(diào)查1.施工前各階段的地形與地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容

1)地層、巖性及地質(zhì)構(gòu)造變動的性質(zhì)、類型和規(guī)模；

2)斷層、節(jié)理、軟弱結(jié)構(gòu)面特征及其與隧道的組合關(guān)系，圍巖的基本物理力學(xué)性質(zhì)；

3)地下水類型及地下水位、含水層的分布范圍及相應(yīng)的滲透系數(shù)、水量和補(bǔ)給關(guān)系、水質(zhì)及其對混凝土的侵蝕性，有無異常涌水、突水；

4）崩塌、錯(cuò)落、巖堆、滑坡、巖溶、自然或人工坑洞、采空區(qū)、泥石流、濕陷性黃土、流沙、鹽漬土、鹽巖、多年凍土、雪崩、冰川等不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象；龍門山長、短隧方案示意圖干磨坊特大橋橋址處垮塌山體

5)

隧道通過含有害氣體或有害礦體的地層時(shí)，應(yīng)查明其分布范圍、有害成分和含量，并預(yù)測和評價(jià)其對施工、營運(yùn)的影響，提出防治措施；

6)按《中國地震裂度區(qū)劃圖》的規(guī)定或經(jīng)地震部門鑒定，確定隧道所處地區(qū)的地震動峰值加速度系數(shù)。2.施工中工程地質(zhì)調(diào)查應(yīng)完成的任務(wù)

1)

核定巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等情況，分析判定實(shí)際揭露的圍巖級別；2)

采用超前地震波反射、聲波反射、地質(zhì)雷達(dá)等物理手段，或采用超前鉆孔、平行導(dǎo)坑、試驗(yàn)坑道等進(jìn)行超前探測，及時(shí)預(yù)報(bào)解決施工中遇到的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題；3)

為驗(yàn)證和修改（變更）設(shè)計(jì)及調(diào)整施工方案提供依據(jù)。3.施工前三階段勘察的目標(biāo)內(nèi)容(1)可行性研究勘察公路可行性研究按其工作深度，分為預(yù)可行性研究和工程可行性研究。預(yù)可行性研究中的勘察著重是收集和研究既有的文獻(xiàn)資料；而在工程可行性研究中，要分析隧道中軸一定范圍的地形地貌、鄰近工程、氣象、水文及區(qū)域性地質(zhì)、用地及環(huán)境、災(zāi)害等既有資料及沿路線進(jìn)行地面踏勘，為隧道路線走向比選提供區(qū)域地形、地質(zhì)和環(huán)境等基本資料。太平長隧方案隧道進(jìn)口照片新塘關(guān)地形地貌

(2)初步勘察在踏勘獲取資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行初勘，初步查明地形、地質(zhì)條件及其他環(huán)境狀況對線路線形、隧道走向、洞口位置、隧道長度以及隧道其他附屬工程的影響。干磨坊隧道進(jìn)口巖堆龍門山隧道進(jìn)口巖堆

初勘的目的是選擇隧道位置和初步確定圍巖類別?？辈鞈?yīng)由有相應(yīng)資質(zhì)的地質(zhì)部門中有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師以現(xiàn)場踏勘、測繪和必要的勘探工作等方式進(jìn)行，主要查明地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、特殊地質(zhì)、不良地質(zhì)、地下水以及其他地質(zhì)特征。

太平短隧進(jìn)口照片喀玉溝地形地貌

調(diào)查完畢后進(jìn)行歸納整理和分析研究，寫出調(diào)查報(bào)告書，并附上調(diào)查線路圖、地質(zhì)平面圖和地質(zhì)剖面圖。最后要提供的資料：隧道工程地質(zhì)說明書；隧道工程地質(zhì)平面圖，洞口、洞身工程地質(zhì)橫斷面圖；鉆孔地質(zhì)柱狀剖面圖、試驗(yàn)資料匯總表、航空照片地質(zhì)解釋資料及工程地質(zhì)照片、野外素描圖等。(3)詳細(xì)勘察在初勘的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步用鉆探、物探和測試等方法作詳細(xì)勘察，詳細(xì)進(jìn)行地形、地質(zhì)和環(huán)境等調(diào)查。其調(diào)查的內(nèi)容有巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地表水及地下水、地下資源等。

巖性調(diào)查包括巖石的種類和巖石特征，松散堆積物，巖石的物理、力學(xué)性質(zhì)，風(fēng)化以及變質(zhì)情況等。地質(zhì)構(gòu)造包括地層、巖層產(chǎn)狀、褶皺、斷層與破碎帶、節(jié)理、劈理及圍巖結(jié)構(gòu)完整狀態(tài)。地下水與地表水的涌水及枯水狀態(tài)，地層含水層與隔水層的分布、水的補(bǔ)給來源等。地下資源包括礦物資源、天然氣、溫泉、地?zé)岬?。對上述事?xiàng)應(yīng)逐個(gè)研究和說明，著重考慮對隧道的設(shè)計(jì)與施工的影響，而不必作理論上的詳細(xì)討論。

詳細(xì)勘察的方法主要有地球物理勘探（簡稱物探）和化學(xué)勘探（簡稱化探）等，而在隧道工程勘測中主要應(yīng)用物理勘探，其中最常用是電阻法與彈性波法兩種，是測定斷層、軟弱帶、地質(zhì)構(gòu)造的好方法，但應(yīng)與鉆探配合、對照。此外還有簡易鉆探法，如螺旋鉆、沖擊鉆等。隨著科技的發(fā)展，一些成熟的技術(shù)也移植到了地質(zhì)鉆探中來，如將微型攝影儀放人鉆孔內(nèi)，能將孔內(nèi)的全部情況拍攝成連續(xù)照片或反映在電視屏幕上等。對于重要的長大隧道的地質(zhì)調(diào)查，還可以采用遙感技術(shù)，在工程地質(zhì)測繪中可以更客觀更全面地看到在地球上觀測時(shí)看不到或看不清楚的現(xiàn)象。此外，電阻法在土質(zhì)隧道中可在一定范圍內(nèi)探明砂礫層(含水層)。還可以在鉆孔內(nèi)對透水層的分布、以及地下各含水層情況給出明確的結(jié)果。(4)水文勘察隧道與地下水的影響關(guān)系，主要是兩個(gè)方面，一是隧道內(nèi)出現(xiàn)涌水，將惡化隧道圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致施工困難，增大工程造價(jià)；另一個(gè)就是枯水，造成隧道周邊工業(yè)、農(nóng)業(yè)和飲水困難。

涌水可分為集中涌水和穩(wěn)定涌水。集中涌水有時(shí)以突然發(fā)生大量涌水的形式出現(xiàn)，往往造成隧道塌方、人身傷亡等重大事故。要定量掌握集中涌水量是是很困難的，主要應(yīng)估計(jì)集中涌水對工程安全有影響的涌水位置、涌水壓力、最大涌水量、穩(wěn)定涌水量、山體穩(wěn)定情況等。

枯水調(diào)查的主要內(nèi)容有河（溪）流的流域和流量，水利資源的利用情況，泉水、地下水的狀態(tài)，植被、氣象與隧道涌水的有關(guān)連問題，以往工程的枯水資料等。4.詳細(xì)勘察應(yīng)提供的資料

1)概況：調(diào)查的目的、場所、范圍、內(nèi)容、方法、時(shí)間及參加人員等。

2)地形地質(zhì)概況及巖石種類：地形、地貌概況、區(qū)城地質(zhì)概況、氣象和周邊環(huán)境，地質(zhì)時(shí)代、巖相、風(fēng)化及變質(zhì)情況、物理力學(xué)性質(zhì)及對工程的影響以及巖石的流變特性等；地層分布，成層狀態(tài)、褶曲、斷層、破碎帶、層理、片理、節(jié)理等及其對工程的影響。

3)各種相關(guān)的圖紙：隧道地形地質(zhì)平面圖；隧道地質(zhì)縱斷面圖；隧道洞口附近地形圖；隧道洞口附近地質(zhì)縱斷面圖以及洞口附近地質(zhì)橫斷面圖。4)圍巖分級情況，重大地質(zhì)問題評價(jià)，鉆探、試驗(yàn)資料整編等。

5)調(diào)查中遺留問題、隧道選線、設(shè)計(jì)及施工時(shí)應(yīng)注意的問題及有關(guān)進(jìn)一步調(diào)查的建議?！?.1.3▎氣象調(diào)查

隧道地區(qū)的氣象條件對隧道選線、設(shè)計(jì)、洞外場地布置和各種施工設(shè)備、施工組織管理的設(shè)計(jì)等方面都有直接影響。在隧道工程設(shè)計(jì)施工中，必須依據(jù)氣象條件選擇防凍混凝土、混凝土骨料及用水的保溫、施工道路等；另外隧道洞口附近的防風(fēng)擋墻、預(yù)防風(fēng)吹雪構(gòu)造物、植樹帶的位置、洞口排出廢氣的流動方向等還受洞口附近的風(fēng)向、風(fēng)速的影響。降雨降雪氣溫、地溫風(fēng)向、風(fēng)速霧雪崩、風(fēng)吹雪洪水年降雨量、月平均降雨量、日最大降雨量、小時(shí)最大降雨量。最大降雪日、最大積雪量、積雪期、最大日降雪量、雪密度、雪溫。年平均氣溫、絕對最高最低氣溫、日溫差；凍結(jié)期、凍結(jié)深度、多年凍土深度，水溫。頻率分布(年間、月間、日間)。降霧天數(shù)和程度（能見度)。場所、規(guī)模、頻度、時(shí)期、種類。洪水量、水位、時(shí)期。氣象調(diào)查內(nèi)容(1)自然環(huán)境調(diào)查調(diào)查隧道場區(qū)及鄰近地區(qū)相關(guān)地表水系、地下水露頭、涌泉、溫泉、沼澤、天然和人工湖泊、植被、礦產(chǎn)資源以及動植物生態(tài)等自然環(huán)境狀況?！?.1.4▎工程環(huán)境調(diào)查

(2)社會環(huán)境調(diào)查調(diào)查隧道場區(qū)內(nèi)土地使用情況、農(nóng)田、水利設(shè)施、建筑物、地下管線情況等。

(3)生活環(huán)境調(diào)查調(diào)查生產(chǎn)生活用水、交通狀況、施工和營運(yùn)噪聲、振動、污水及廢氣排放等對生態(tài)環(huán)境的影響；調(diào)查和預(yù)測施工和運(yùn)營中地下水大量流失可能造成地表沉降、塌陷、地面建筑物的破壞、民眾生產(chǎn)生活用水枯竭等環(huán)境問題的影響程度。

隧道運(yùn)營過程中排出的廢氣和噪聲受氣象條件和通車情況影響而隨時(shí)變化，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全年測定，并作出隧道建成前后的比較。(4)施工條件調(diào)查調(diào)查施工便道、施工場地、棄渣場地、供水、供電、通訊條件和建筑材料的來源、品質(zhì)、數(shù)量等以及其他可能影響施工的因素。

(5)工程環(huán)境評價(jià)報(bào)告根據(jù)隧道工程環(huán)境調(diào)查的結(jié)果，對其環(huán)境做出評價(jià)，提交環(huán)境評價(jià)報(bào)告。報(bào)告的內(nèi)容主要包括：本地區(qū)環(huán)境工程的概要、必要性及其評價(jià)效果；環(huán)境現(xiàn)狀；環(huán)境預(yù)測、評價(jià)和保護(hù)措施等一系列內(nèi)容。應(yīng)按照國家有關(guān)規(guī)定，在工程設(shè)計(jì)或施工中，要采取相應(yīng)的措施，力求滿足環(huán)境保護(hù)的要求，防止環(huán)境破壞?！?.2▎隧道位置選擇

山區(qū)公路線形設(shè)計(jì)根據(jù)地形條件有繞行方案、路塹方案和隧道方案等。

隧道方案與前兩種方案相比較，能使線路平緩順直，病害少，維修簡單，縮短線路，節(jié)省運(yùn)輸時(shí)間，還能最大限度地減少道路修建對自然植被的破壞。

公路隧道應(yīng)設(shè)計(jì)為永久性的構(gòu)造物。隧道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足公路交通規(guī)劃的要求，其建筑限界、斷面凈空、隧道主體結(jié)構(gòu)以及營運(yùn)通風(fēng)、照明等設(shè)施，應(yīng)按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01）規(guī)定的預(yù)測交通量設(shè)計(jì)。當(dāng)近期交通量不大時(shí)，可采取一次設(shè)計(jì)，分期修建。隧道總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

1)

綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。地質(zhì)條件很差時(shí)，特長隧道的位置應(yīng)控制路線走向，以避開不良地質(zhì)地段；長隧道位置亦應(yīng)盡可能避開不良地質(zhì)地段，并與路線走向綜合考慮；中、短隧道可服從路線走向。

2)

根據(jù)公路等級和設(shè)計(jì)速度確定車道數(shù)和建筑限界。3)

根據(jù)隧道長度、交通量及其構(gòu)成、交通方向以及環(huán)保要求等，選擇合理的通風(fēng)方式，確定通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控等機(jī)電設(shè)施的設(shè)置規(guī)模。

4)

對隧道內(nèi)外防排水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、輔助通道、棄渣處理、管理設(shè)施、交通工程設(shè)施、環(huán)境保護(hù)等作綜合考慮。5)

當(dāng)隧道與相鄰建筑物互有影響時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)與施工中采取必要的措施。

隧道位置選擇包括洞身位置和洞口位置的選擇兩項(xiàng)，主要以地形、地質(zhì)為主等進(jìn)行綜合考慮。1．按地形條件選擇隧道位置『2.2.1▎隧道洞身位置選擇

公路隧道是克服地形障礙的有效手段，地形障礙包括高程障礙（公路前進(jìn)方向遇到高山時(shí)，由于坡度的限制不能在一定距離內(nèi)拔起越過山峰）與平面障礙（線路在山區(qū)繞行時(shí)，山咀伸出太急，線路無法隨之繞行的現(xiàn)象），克服地形障礙主要有繞行方案、深塹方案及隧道方案。一般情況下，采用隧道方案是比較有利的。隧道方案工程量大些，工期可能長些，但它能使線路平順緩直，不需用較大的坡度，不需設(shè)置太多、太急的曲線。2．按線路條件選擇隧道位置

(1)越嶺隧道位置選擇越嶺隧道所經(jīng)過的地區(qū)一般山巒起伏、地形陡峻、地質(zhì)復(fù)雜，自然條件變化很大，越嶺隧道往往起著控制路線局部方向的作用，施工時(shí)又常常控制全線工期，所以越嶺隧道的位置應(yīng)先在較大范圍內(nèi)比選，然后在較小范圍內(nèi)定位。隧道高程位置的選定，通常宜根據(jù)越嶺地段的地質(zhì)條件，以臨界高程作為隧道穿越方案的比選基礎(chǔ)，臨界高程是隧道造價(jià)、接線造價(jià)及營運(yùn)費(fèi)用的總和為最小的越嶺高程。總之，越嶺隧道的路線，應(yīng)進(jìn)行較大面積方案的選擇，對可能穿越的埡口，擬定不同的越嶺高程及其相應(yīng)的展線方案，進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。一般宜選擇地質(zhì)條件較好的埡口一側(cè)穿越。(2)沿河傍山隧道為改善山區(qū)道路線形，提高車速、縮短里程，常需修建傍山隧道，又稱為河谷線隧道。這種隧道一般埋深較淺，地質(zhì)條件復(fù)雜，如有山體崩塌、錯(cuò)落、巖堆、滑坡、泥石流、河岸沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。路線沿河傍山，存在道路繞行、明挖路塹或修筑填土路基很困難問題，常采用隧道群或橋隧群解決。在選擇傍山隧道位置時(shí)，應(yīng)盡量將隧道向山側(cè)內(nèi)移，以保證隧道有足夠的覆蓋層厚度，避免道河流沖刷和不良地質(zhì)對隧道穩(wěn)定的不利影響。在河道窄、沖刷力強(qiáng)的地段，還應(yīng)注意水流沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響。如果橋隧相連，應(yīng)預(yù)先考慮施工中的相互干擾及洞口邊坡的穩(wěn)定問題。沿河傍山路線，究竟采用長大隧道、短隧道群或橋隧群中的哪種方案，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。(3)不良地質(zhì)地段隧道地質(zhì)條件在隧道位置選擇諸因素中通常起著決定性作用，應(yīng)盡量使洞身位于地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一完整的地層中，實(shí)際上工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件是千變?nèi)f化的，線路不得不要通過各種不良地質(zhì)地段，此時(shí)選擇隧道位置應(yīng)當(dāng)考慮如下因素：

1)崩塌斜坡前緣的部分巖體，被陡傾結(jié)構(gòu)面分割，并以突然的方式脫離母體，翻滾而下，巖塊相互沖撞、破壞，最后堆積于坡腳而形成巖堆，這種過程與現(xiàn)象稱為崩塌。（圖2-1）。巨型崩塌常發(fā)生在巨厚層狀和塊狀巖體中；軟硬相間層狀巖體，多以局部崩塌為主。根本的解決辦法是選擇隧道位置時(shí)，不要沿這類山坡通過，不得已時(shí)，也不要把隧道置于地表不厚的傍山位置，而應(yīng)當(dāng)盡可能地移入山體穩(wěn)定巖層之中。圖2-1崩塌過程示意圖a)崩塌初期b)形成崩塌c)崩塌繼續(xù)發(fā)展2)滑坡、錯(cuò)落斜坡巖土體沿著連續(xù)貫通的破壞面向下滑動的過程與現(xiàn)象稱為滑坡。它是由于地下水的活動、巖體構(gòu)造、河流沖刷坡腳、不合理的人為切坡或坡頂加載以及地震等原因，山坡土體沿某一軟弱面有整體下滑的趨勢而形成的。選擇隧道位置時(shí)，應(yīng)盡可能避開滑坡地段。a)b)c)

隧道也不應(yīng)在錯(cuò)落體內(nèi)通過。如果必須通過此類地段時(shí)，應(yīng)使隧道洞身埋置在滑動面或錯(cuò)落體以下一定深度的穩(wěn)固地層中。與崩塌相比較，滑坡對斜坡的破壞不局限于斜坡前沿，也可涉及深層的破壞。滑床面可深入坡體內(nèi)部，甚至到坡腳以下，可分為坡上、坡腳和坡基等滑動類型（圖2-2）。圖2-2滑動類型a)坡上滑動b)坡腳滑動c)坡基滑動a)b)c)3)泥石流泥石流是發(fā)生在山區(qū)的一種含有大量泥砂、石塊的特殊洪流，順山溝或狹谷流淌而下、來勢兇猛，破壞力極大。泥石流的形成條件地形條件：陡峭的山區(qū)，溝床縱坡大，典型的泥石流溝上游多為三面環(huán)山,一面出口的漏斗狀地形。地質(zhì)條件：地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖石風(fēng)化破碎、新構(gòu)造運(yùn)動活躍、崩塌滑坡多發(fā)的地段。氣象水文條件：水既是泥石流的重要組成部分，也是泥石流活動的基本動力和觸發(fā)條件。我國泥石流的水源主要是暴雨、長時(shí)間的連續(xù)降雨等。

隧道必須穿過泥石流溝床下部時(shí)，應(yīng)使洞身置于基巖中或穩(wěn)定的地層中，并保證拱頂以上有一定的安全覆蓋厚度。要查明泥石流沖積扇范圍，不可把洞口放在沖積扇范圍以內(nèi)。當(dāng)隧道的洞口位置毗鄰泥石流溝時(shí)，應(yīng)注意將隧道適當(dāng)延長以避免泥石流可能擴(kuò)散范圍的影響。4)流砂流砂是一種土的活動和作用，又稱流土，或稱土的液化。土發(fā)生流砂時(shí)呈懸浮狀態(tài)，失去承載力。修建在該土體上的隧道，地基可能發(fā)生沉陷、失穩(wěn)而破壞。隧道一般應(yīng)避開流砂地段，無法避開時(shí)，應(yīng)選擇其范圍最小且相對穩(wěn)定地段，并以短距離通過，還應(yīng)提出合理可行的工程處理措施，以保證施工和洞身安全。5)溶洞、土洞巖溶是指地表水或地下水對可溶性巖石（如石灰?guī)r）進(jìn)行侵蝕、溶蝕而產(chǎn)生的溶洞。土洞則是由于地表水或地下水對土層溶蝕、沖刷而產(chǎn)生的空洞。選擇隧道位置時(shí)，應(yīng)力求避免穿越巖溶嚴(yán)重發(fā)育的巨大空洞區(qū)、溶洞群及地質(zhì)構(gòu)造破碎帶等地段，盡量避開易溶巖與難溶巖的接觸帶，當(dāng)不可能避開時(shí)，應(yīng)選擇在較狹窄且影響范圍最小處，以垂直或大角度穿過，使通過的巖溶地段為最短。6)瓦斯在含煤地層中，蘊(yùn)藏著有害氣體，如甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。隧道挖開后，有害氣體逸出，輕則致人窒息，重則引起爆炸，危害甚大。選擇隧道位置時(shí)，最好能避開。不得已時(shí)，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)，以強(qiáng)有力的通風(fēng)來稀釋有害氣體。(中梁山隧道瓦斯解決方案)7)危巖、落石洞口地質(zhì)條件往往很較差，在施工和運(yùn)營中，路塹邊坡和邊仰坡的自然坡面的危巖和落石經(jīng)常砸向路面，影響交通安全。為防止落石，通常采用接長明洞的方法。由于危巖、落石的影響程度與短隧道群、高邊坡密切相關(guān)。因此，在選擇隧道位置時(shí)，應(yīng)盡可能地避免短隧道群，而宜采用長大隧道。對已成路塹，如采用“支、頂、錨、攔”。

成渝高速公路中梁山隧道,通過二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，瓦斯平均含量30m3/t，最大相對涌出量達(dá)181.09m3/t，最大絕對涌出量50m3/min,瓦斯壓力4MPa。采取的主要措施是：設(shè)置瓦斯自動報(bào)警裝置、采用安全防爆器材爆破，超前鉆孔、導(dǎo)坑掘進(jìn)釋放瓦斯，嚴(yán)格監(jiān)測，強(qiáng)化巷道式通風(fēng)以降低瓦斯?jié)舛龋沟猛咚购拷档皆试S值以下，防止瓦斯爆炸。1．洞口位置選擇的原則『2.2.2▎隧道洞口位置選定

洞口選擇應(yīng)綜合考慮洞口地形、地質(zhì)條件、洞外有關(guān)工程及施工條件、營運(yùn)要求和周圍環(huán)境保護(hù)，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素比較確定，不能單純考慮經(jīng)濟(jì)問題。洞口邊坡、仰坡頂面及其周圍，應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置排水溝及截水溝，并和路基排水系統(tǒng)綜合考慮布置。高速公路、一級公路和風(fēng)景區(qū)洞門形式及其附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)力求與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，有條件時(shí)，洞門周圍應(yīng)植物綠化。隧道洞門應(yīng)與隧道軸線正交?！霸邕M(jìn)晚出”的原則。在決定隧道洞口位置時(shí)，為了施工及運(yùn)營的安全，隧道宜長不宜短，即寧可早一點(diǎn)進(jìn)洞，晚一點(diǎn)出洞，盡量避免大挖大刷邊坡，破壞山體穩(wěn)定，確保洞口邊坡及仰坡的穩(wěn)定安全。2．洞口位置選擇的具體要求(1)

隧道洞口的邊坡及仰坡必須保證穩(wěn)定。有條件時(shí)，應(yīng)貼壁進(jìn)洞(圖2-3所示)；條件限制時(shí)，邊坡及仰坡均不宜開挖過高，不使山體開挖太甚，也不使新開出的暴露面太大。一般情況下，各類圍巖中隧道洞口邊、仰坡的設(shè)計(jì)開挖最大高度可按表2-1控制。圖2-3貼壁進(jìn)洞時(shí)洞口縱斷面示意圖

18152018152520252015高度（m）1:1.51:1.251:1.251:11:0.751:0.751:0.51:0.51:0.3貼壁邊、仰坡坡率Ⅴ～ⅥⅣⅢⅠ～Ⅱ圍巖分級表2-1隧道洞口邊、仰坡的控制高度注:設(shè)計(jì)開挖高度系從路基邊緣算起。(2)

洞口位置應(yīng)設(shè)在山坡穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好、地下水不太豐富及排水有利處。盡量避開滑坡、崩塌、巖堆、巖溶、流砂、泥石流、雪崩、冰川等不良地質(zhì)地段，并結(jié)合洞外相關(guān)工程和施工的難易，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定洞口位置。(3)洞口位于懸崖陡壁下時(shí)，不宜切削原山坡，避免擾動坡面和破壞地表植被及暴露風(fēng)化破碎巖層。若洞口巖壁穩(wěn)定，基本不會出現(xiàn)崩塌或落石時(shí)，可以采用貼壁式，如圖2-3所示。若存在塌方可能時(shí)，應(yīng)采用接長明洞的辦法，將洞口延伸至危險(xiǎn)范圍以外3～5m，如圖2-4所示。圖2-4懸崖陡壁下接長明洞示意圖(4)跨溝或沿溝進(jìn)洞時(shí)，應(yīng)考慮水文情況，結(jié)合防排水工程，洞口不宜設(shè)在溝谷低洼匯水處，如圖2-5中A線。洞口最好放在溝谷一側(cè)，讓出溝心，留出泄水通路，如圖2-5中B線。如果隧道附近有河流、湖泊、溪水等水源時(shí)，洞口高程應(yīng)在洪水位安全線以上，以防洪水倒灌入隧道。接長明洞圖2-5溝谷低洼附近洞口平面位置示意圖(5)應(yīng)使隧道軸線與地形等高線正交，使洞口結(jié)構(gòu)物受力條件好，避免斜交進(jìn)洞時(shí)存在偏壓作用。當(dāng)只能斜交進(jìn)洞時(shí)，也應(yīng)使交角不太小，洞口覆蓋層厚度不應(yīng)小于2～3m，其邊、仰坡應(yīng)采取噴錨支護(hù)加固。盡量避免坡面平行型、山脊突出部進(jìn)入型、溝谷部進(jìn)入型（圖2-6所示）。圖2-6隧道洞口軸線與地形關(guān)系1-坡面正交型2-坡面斜交型3-坡面平行型4-山脊突出部進(jìn)入型5-溝谷部進(jìn)入型

BA(6)當(dāng)洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。應(yīng)結(jié)合洞外路塹地質(zhì)、填方、排水、棄渣場地和施工工期等因素綜合分析確定。若洞口位于堆積層上，為避免引起坍塌、滑坡、保持山體穩(wěn)定，一般不宜大量刷坡，需要時(shí)可以考慮接長明洞，確保施工和運(yùn)營安全。(7)洞口位置確定以后，還要考慮施工場地的布置。隧道洞口多在山地溝谷之中，地勢狹窄，對于長大隧道，應(yīng)綜合考慮洞門附近施工場地、棄渣場以及施工便道等布置對組織施工和工程進(jìn)度的影響。(8)洞口附近有地面建筑及地下埋設(shè)物時(shí),考慮提前進(jìn)洞,盡可能減少附近地面建筑物、地下埋設(shè)物與隧道的相互影響,必要時(shí)采取防范措施。設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)考慮盡量少破壞天然植被，以便最大限度地保護(hù)自然景觀。(9)河水漫坡地段的洞口位置，應(yīng)結(jié)合洞外路塹地質(zhì)、棄渣、排水及施工等因素綜合分析確定，避免洪水侵入隧道?！?.3▎隧道線路設(shè)計(jì)『2.3.1▎隧道線路平面設(shè)計(jì)

隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影,隧道的平面線形設(shè)計(jì)要按《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。線路越直越好，原則上采用直線避免曲線。必須設(shè)置曲線時(shí)，不宜采用設(shè)超高的平曲線，且不應(yīng)采用設(shè)加寬的平曲線。設(shè)置平曲線時(shí)會遇到小半徑曲線和超高，采用小半徑曲線將會出現(xiàn)以下三個(gè)問題：一是產(chǎn)生視距問題；二是增加隧道內(nèi)噪聲和振動；三為了確保行車安全，必須限制行車速度。

隧道不設(shè)超高的圓曲線最小平半徑應(yīng)符合表2-3規(guī)定。當(dāng)由于特殊條件限制隧道平面曲線時(shí)，其超高值不宜大于4.0%，隧道的停車視距與會車視距應(yīng)符合表2-4的規(guī)定。表2-3公路隧道不設(shè)超高的圓曲線最小半徑（單位：m）表2-4公路停車視距與會車視距406080150220----會車視距（m）2030407511075110160210停車視距（m）20304060806080100120設(shè)計(jì)速度（km/h）二、三、四級公路高速公路、一級公路公路等級2004508001900335052507500>2.0%1503506001500250040005500≤2.0%2030406080100120設(shè)計(jì)速度（km/h）路拱

單向行駛的長隧道，如果在出口一側(cè)設(shè)置大半徑曲線，面向司機(jī)的出口處邊墻的亮度是逐漸增加的，這有利于司機(jī)的“光亮適應(yīng)”?！?.3.2▎隧道線路縱斷面設(shè)計(jì)

隧道縱斷面是隧道中心線展開后在垂直面上的投影。隧道的縱坡以不妨礙排水的緩坡為宜?？刂扑淼揽v坡的主要因素之一是通風(fēng)問題，一般把縱坡控制在2%以下。所以隧道內(nèi)縱線形應(yīng)考慮行車安全性、營運(yùn)通風(fēng)規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求，隧道縱坡不應(yīng)小于0.3%，這是考慮到隧道在施工和營運(yùn)時(shí)洞內(nèi)排水的需要,一般情況不應(yīng)大于3%；

公路隧道的基本坡道形式有單坡和人字坡兩種(見圖2-7)。單向通行的隧道，設(shè)計(jì)成單坡(下坡)對通風(fēng)是非常有利。汽車產(chǎn)生的有害氣體少，但坡度不要大于3%，否則施工時(shí)，高位洞口的施工會有困難。采用自然通風(fēng)的隧道，因?yàn)閮啥硕纯诘母卟钍菦Q定通風(fēng)效果的重要因素之一，所以坡度可盡量采用上限值，但也不能大于3%。

圖2-7坡道形式a)單坡b)人字坡a)b)

采用人字坡的隧道，施工時(shí)隧道兩端的出碴與排水都有利，但通風(fēng)較差，所以一般將坡度控制在1%以下為宜。人字坡多用于長大隧道,尤其是越嶺隧道。

隧道內(nèi)的縱坡變更處均應(yīng)設(shè)置豎曲線，并盡量選用大值，以利于通視和通風(fēng)?？v坡變更的凸形豎曲線和凹形豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)符合表2-6之規(guī)定。202535507085100豎曲線長度1002504501000200030004000極限值2004007001500300045006000一般值凹形豎曲線半徑10025045014003000650011000極限值200400700200045001000017000一般值凸形豎曲線半徑2030406080100120設(shè)計(jì)速度（km/h）表2-6豎曲線最小半徑和最小長度『2.3.3▎隧道線路接線

隧道洞口連接線的平面及縱斷面線形應(yīng)與隧道線形相協(xié)調(diào)，確保有足夠的視距和行駛安全。隧道兩端洞口連接線的縱坡應(yīng)有一段距離與隧道縱坡保持一致。（單位：m）

為了使汽車能順利駛?cè)胨淼?，司機(jī)應(yīng)提早知道前方有隧道，而且在離隧道一定距離時(shí)，司機(jī)應(yīng)當(dāng)能自然地集中注意力觀察到洞口及其附近的情況，并保證有足夠的安全視距。

把開始注視的點(diǎn)稱為注視點(diǎn)，從注視點(diǎn)到安全視距點(diǎn)所需的時(shí)間稱為注視時(shí)間。從注視點(diǎn)到洞口采用通視線形極為重要。在洞口及其附近放入平曲線或豎曲線的變更點(diǎn)時(shí)，應(yīng)以不妨礙觀察隧道，且保證有足夠的注視時(shí)間為最低限度。《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-2004）規(guī)定洞外連接線的平曲線可根據(jù)設(shè)計(jì)速度來確定，規(guī)定3s設(shè)計(jì)速度行駛長度范圍的平曲線應(yīng)與洞內(nèi)一致。同時(shí)還作了以下規(guī)定：

(1)

隧道洞口內(nèi)外各3s設(shè)計(jì)速度行程長度范圍的縱面線形應(yīng)一致，有條件時(shí)宜取5s設(shè)計(jì)速度行程；

（2）當(dāng)隧道建筑限界寬度大于所在公路的建筑限界寬度時(shí)，兩端連接線應(yīng)有不短于50m的、同隧道等寬的路基加寬段；當(dāng)隧道建筑限界寬度小于所在公路的建筑限界寬度時(shí)，兩端連接線的路基寬度仍按公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其建筑限界寬度應(yīng)設(shè)有4s設(shè)計(jì)速度行程的過渡段與隧道洞口銜接，以保持隧道洞口內(nèi)外橫斷面順適過渡；

（3）長、特長的雙洞隧道，宜在洞口外合適位置設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，以方便車輛調(diào)頭。設(shè)計(jì)速度行程的長度如表2-7所示。表2-7

設(shè)計(jì)速度形成長度284255831111391675S22334467891111334S1725335067831003S行程長度2030406080100120設(shè)計(jì)速度/（km/h）（單位：m）

近年來，在山區(qū)高速公路建設(shè)中，遇到一些距離很近的短隧道群，對于這種情況，可視為長隧道，其平、縱線形指標(biāo)按長隧道考慮。隧道內(nèi)的路肩寬度與一般道路相比要縮小很多，需要進(jìn)行平滑過渡，應(yīng)在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)收縮，使汽車進(jìn)出隧道時(shí)順利。所以，通常根據(jù)設(shè)計(jì)車速設(shè)計(jì)成1/25～1/50的楔形過渡段，在這個(gè)收縮過渡段中，一般應(yīng)當(dāng)由路緣石、護(hù)欄、路面標(biāo)志線以及其他洞口附近的構(gòu)造物等。『2.4▎隧道橫斷面設(shè)計(jì)『2.4.1▎隧道凈空與限界

隧道凈空指隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間,包括隧道建筑限界、通風(fēng)、照明及其他所需面積。

“隧道建筑限界”是為了保證隧道內(nèi)各種交通的正常運(yùn)行與安全，而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間范圍。也就是說“隧道建筑限界”是指建筑物（包括襯砌、通風(fēng)管道等）不能侵入的一種限界。公路隧道建筑限界（圖2-8）由行車道寬度(W)、左側(cè)向?qū)挾取⒂覀?cè)向?qū)挾?L)、余寬(C)、人行道寬度(R)或檢修道寬度(J)等組成。相應(yīng)基本寬度的數(shù)值規(guī)定可參見表2-8。

為了消除或減少隧道邊墻給駕駛員帶來恐之沖撞的心理效應(yīng)（“側(cè)墻效應(yīng)”），保證一定車速的安全通行，應(yīng)在行車道兩側(cè)設(shè)置一定的寬度的側(cè)向?qū)挾然蛴鄬?。圖2-8公路隧道建筑限界(單位：cm)H-建筑限界高度W-行車道寬度；LL-左側(cè)向?qū)挾萀R-右側(cè)向?qū)挾菴-余寬J-檢修道寬度R-人行道寬度h-檢修道或人行道的高度EL-建筑限界左頂角寬度，EL=LL

ER-建筑限界右頂角寬度，當(dāng)LR=<1m時(shí)，ER=EL；當(dāng)LR>1m時(shí)，ER=1mREELLLLRJ或R250W250400H400ChCi

%J或R

建筑限界置于隧道內(nèi)輪廓內(nèi)的情況見圖2-9。圖2-9隧道建筑限界的基本情況（單位：cm）起拱線hhLL水平鉛垂鉛垂E隧道中線（路面中線）鉛垂平行于路面垂直于路面水平水平垂直于路面垂直于路面垂直于路面LR25075E建筑限界50075250RLW/2（水平）（水平）i%W/2

表2-8

公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度7.000.250.250.253.00×2207.500.250.250.253.25×2309.000.750.250.253.50×24010.001.000.500.503.50×26011.001.000.750.753.75×280二級公路三級公路四級公路9.750.750.750.750.503.50×26010.250.750.750.750.503.75×28010.500.750.751.000.503.75×210011.000.750.751.250.753.75×2120高速公路一級公路不設(shè)檢修道、人行道設(shè)人行道設(shè)檢修道右側(cè)左側(cè)隧道建筑限界凈寬檢修道J人行道R余寬C側(cè)向?qū)挾萀車道寬度W設(shè)計(jì)速度/(km/h）公路等級左側(cè)LL右側(cè)LR（單位：m）注：1.三車道隧道除增加車道數(shù)外，其他寬度同表；增加車道的寬度不得小于

3.5m。

2.連拱隧道的左側(cè)可不設(shè)檢修道或人行道，但應(yīng)設(shè)50cm（120km/h與

100km/h時(shí)）或25cm（80km/h與60km/h時(shí)）的余寬。

3.設(shè)計(jì)速度120km/h時(shí)，兩側(cè)檢修道寬度不宜小于1.0m;設(shè)計(jì)速度100km/h

時(shí),右側(cè)檢修道寬度不宜小于1.0m。

建筑限界高度，高速公路、一級公路、二級公路取5.0m，三、四級公路取4.0m。當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm寬的余寬；隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長度、平縱線形等因素綜合確定，一般可采用1.5%～2.0%。當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑限界底邊線與路面重合；當(dāng)采用雙面坡時(shí)，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。對于單車道四級公路的隧道應(yīng)按雙車道四級公路標(biāo)準(zhǔn)修建。

長、特長隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶。雙向行車隧道，其緊急停車帶應(yīng)雙側(cè)交錯(cuò)設(shè)置。緊急停車帶的寬度，包含右側(cè)向?qū)挾葢?yīng)取3.5m，長度應(yīng)取40m，其中有效長度不得小于30m。緊急停車帶的設(shè)置間距不宜大于750m。停車帶的路面橫坡，長隧道可取水平，特長隧道可取0.5%～1.0%或水平。緊急停車帶建筑限界的構(gòu)成如圖2-10所示。布設(shè)檢修道、人行道的隧道，可不設(shè)緊急停車帶，但應(yīng)按500m間距交錯(cuò)設(shè)置行人避車洞。圖2-10緊急停車帶的建筑限界、寬度和長度(單位：cm)a）寬度構(gòu)成及建筑限界b）長度a）135°緊急停車帶RRLLLJ或RJ或R400250CEELC350i%h400HW2503000500500350過度段有效長度過度段側(cè)向?qū)挾萣）『2.5▎隧道勘測設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成

根據(jù)交通部頒發(fā)的《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》和《公路隧道勘測規(guī)程》的要求，將公路隧道勘測設(shè)計(jì)的成果編制成相應(yīng)的文件?！?.5.1▎定測階段有關(guān)資料1.定測說明書說明書中要概述執(zhí)行初步設(shè)計(jì)審批意見的情況，若初步設(shè)計(jì)有明顯、重大的變更時(shí)，必須說明變更的理由、原因以及解決的措施。根據(jù)地質(zhì)勘察、測量和現(xiàn)場各種調(diào)查資料，對隧道工程設(shè)計(jì)、施工方案提出建議。2.分類說明書按測量、地質(zhì)勘察和其他各種調(diào)查三項(xiàng)分別說明。3.隧道洞外控制測量、地質(zhì)勘察成果說明書

1)

隧道平面控制網(wǎng)及路線示意圖；

2)

平差及坐標(biāo)計(jì)算；

3)

有關(guān)洞內(nèi)控制測量的建議以及隧道測量說明書；

4)

地質(zhì)平面及地質(zhì)剖面圖；重大地質(zhì)問題的評價(jià)；鉆探、坑探、電法磁法探測和試驗(yàn)資料整編以及地質(zhì)勘察說明書。4．需要完成和提交的圖紙