隧道工程全套可編輯PPT課件

掌握鐵路、公路隧道的構(gòu)造特征，地層圍巖的基本特性，隧道的結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用關(guān)系；熟練掌握隧道支護(hù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算的原理和方法；了解隧道工程施工，能熟練進(jìn)行不同工程條件下的施工設(shè)計。學(xué)習(xí)本課程的目的：第一章緒論第二章巖體的工程性質(zhì)及圍巖分級第三章隧道線路及斷面設(shè)計第四章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造第五章隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)計算方法的基本原理第六、七章隧道施工方法、工藝及技術(shù)第八章不良地質(zhì)隧道施工第九章隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）施工第十章施工輔助作業(yè)及施工組織本課程講授的主要內(nèi)容參考書《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》TB10003-2005《鐵路隧道施工規(guī)范》TB10204-2002《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》TZ204-2008《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》2005《鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊--隧道》《隧道工程施工要點集》關(guān)寶樹編，交通出版社，2003《隧道工程設(shè)計要點集》關(guān)寶樹編，交通出版社，2004《鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南》TZ321-2007《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》TB10121-2007《鐵路隧道全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)法技術(shù)指南》鐵建設(shè) [2007]106號《鐵路大斷面隧道三臺階七步開挖法施工作業(yè)指南》 (試行)經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2007]119號

《鐵路隧道施工機(jī)械配置的指導(dǎo)意見》鐵建設(shè)[2008]777號《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》TZ214-2005《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)》 鐵建設(shè)[2005]160號新施工指南參考書

隧道的概念及種類我國隧道及地下工程的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展前景第一章緒論一、隧道的概念及種類第一章緒論1隧道的概念

狹義定義：用以保持地下空間作為交通孔道的工程建筑物。第一章緒論

廣義定義：以某種用途，在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2m2的洞室。第一章緒論

按不同的分類方式不同的分類方法：土質(zhì)隧道

按所處的地質(zhì)條件：石質(zhì)隧道2隧道的分類第一章緒論淺埋隧道

按隧道的埋置深度：深埋隧道第一章緒論山嶺隧道

按所處的地理位置：水底隧道城市隧道第一章緒論交通類隧道

按用途分類

水工隧道市政隧道鐵路隧道公路隧道地下鐵道航運(yùn)通道人行通道引水隧洞尾水隧洞導(dǎo)流(泄洪)隧洞排沙隧洞給水隧道污水隧道管路隧道線路隧道人防隧道礦山隧道運(yùn)輸巷道給水巷道通風(fēng)巷道共同溝水底隧道第一章緒論按公路、鐵路隧道長度(1)特長隧道：L>3000m(2)長隧道：3000m≥L>1000m(3)中長隧道：1000m≥L>500m(4)短隧道：L≤500m按斷面面積分(1)特大斷面隧道：斷面積在100m2

以上(2)大斷面隧道：斷面積在50~100m2

之間(3)中等斷面隧道：斷面積在10~50m2

之間(4)小斷面隧道：斷面積在3~10m2

之間(5)極小斷面隧道：斷面積在3m2

以下第一章緒論其它分類

按斷面形狀分，有圓形隧道、拱形隧隧道、卵(蛋)形隧道、矩形隧道等；按襯砌結(jié)構(gòu)分，有直墻式襯砌隧道、曲墻式襯砌隧道等；按隧道內(nèi)鐵路線路數(shù)分，有單線隧道、雙線隧道和多線隧道等第一章緒論二、我國隧道及地下工程的發(fā)展現(xiàn)狀(一)規(guī)模1．交通類隧道(1)鐵路隧道運(yùn)營隧道7538座，長4314km，總數(shù)已列世界第一。襄渝線：隧道長度占線路長度的30%；成昆線：隧道長度占線路長度的31.6%；西康線：隧道長度占線路長度的50.42%。第一章緒論具有標(biāo)志性的鐵路隧道：

大瑤山隧道（14.295km）：京廣線衡廣段國內(nèi)最長的雙線電氣化隧道秦嶺隧道（18.4km）：西康線，20世紀(jì)國內(nèi)最長的鐵路隧道烏鞘嶺隧道（20.05km）：蘭新線增建二線，高地應(yīng)力軟巖隧道太行山隧道（27.8km）：石太客運(yùn)專線關(guān)角隧道32.0km(在建)：青藏線西寧－格爾木復(fù)線風(fēng)火山隧道，昆侖山隧道：青藏線多年凍土隧道呂梁山隧道20.8km(在建),東秦嶺鐵路隧道12.26km世界海拔第一高的鐵路隧道

----風(fēng)火山隧道

風(fēng)火山隧道是世界海拔第一高的鐵路隧道，位于青藏鐵路青海境內(nèi)青藏高原可可西里“無人區(qū)”邊緣，全長1338米，軌面海拔4905米，是世界上海拔最高的隧道，也是青藏鐵路重點控制工程。隧道所在區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，主要為含土冰層、飽冰凍土、富冰凍土，還有裂隙冰、融凍泥巖等病害性地質(zhì)。這里平均海拔4900米左右，年均氣溫零下7℃，寒季最低氣溫達(dá)零下41℃，空氣中氧氣含量只有內(nèi)地的50％左右，被喻為“生命禁區(qū)”。隧道凍土層最厚達(dá)150米、覆蓋層最薄處僅有８米，施工稍有不慎，就會導(dǎo)致大塌方，工程難度之大前所未遇。第一章緒論(2)公路隧道運(yùn)營隧道1782座以上，總長704km以上。其中

10km以上的長大隧道：秦嶺終南山特長公路隧道18.04km(雙座)包家山隧道（11.2km）（雙洞四車道，包茂線）

錦屏隧道14.7km(雙座)

西山隧道13.68km（在建太原~古交高速）第一章緒論(3)地下鐵道地鐵通車?yán)锍?00km，目前共有20多個城市正在建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通。目前有北京、天津、上海、廣州、深圳、南京、重慶等城市正在運(yùn)營。而在建工程則很多：除上述城市外，還有青島、杭州、武漢、沈陽、成都、哈爾濱等。第一章緒論

小浪底水利樞紐三條導(dǎo)流隧洞；清江隔河巖水利樞紐導(dǎo)流隧洞；李家峽水電站導(dǎo)流隧洞；公伯峽水電站導(dǎo)流隧洞；水布埡水利樞紐導(dǎo)流隧洞。已建成的由青海大通河引水至甘肅的調(diào)水工程總干線全長168.9km，其中隧道33座，總長75.11km；萬家寨水利樞紐引黃河水穿過海河流域至太原的引水工程，隧洞總長超過200km；遼寧省東水西調(diào)工程輸水隧洞長85km。2．水利水電隧道國內(nèi)外已建成的10km以上的水工隧洞達(dá)90座，中國占11座。國內(nèi)已建成長度5km以上的引水發(fā)電隧道20座。第一章緒論3．地下工程城市地下空間的開發(fā)與利用：地下商場，地下車庫，地下倉庫等地下建筑物以及各大中型平戰(zhàn)結(jié)合工程相繼建設(shè)。地下共同管溝：如石家莊同其他城市一樣供電線路基本要穿行于地下隧道中。第一章緒論某人防工程平時作出租車侯客廳第一章緒論地下糧庫第一章緒論(二)技術(shù)狀況1．設(shè)計理論

隧道結(jié)構(gòu)或地下結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同，它是處在巖土地層或通稱為圍巖中，既受到圍巖的荷載作用，又受到圍巖的約束有利作用。針對不同條件采用不同的設(shè)計理論。

目前的設(shè)計理論地層—結(jié)構(gòu)收斂—約束經(jīng)驗類比荷載—結(jié)構(gòu)第一章緒論2．施工方法明挖法暗挖法蓋挖法盾構(gòu)法掘進(jìn)機(jī)法沉埋法頂進(jìn)法第一章緒論3．長大隧道技術(shù)狀況

鉆爆法施工(大瑤山隧道、秦嶺鐵路隧道平導(dǎo)、秦嶺公路隧道、烏鞘嶺隧道、太行山隧道、關(guān)角隧道)

快速掘進(jìn)(月進(jìn)尺500m，已達(dá)世界水平)

出碴運(yùn)輸系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)

TBM施工(秦嶺隧道、大伙房隧道)TBM快速掘進(jìn)與對不良地層的適應(yīng)性出碴運(yùn)輸系統(tǒng)第一章緒論4．不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)

富水?dāng)鄬悠扑榈刭|(zhì)流砂地質(zhì)巖溶地質(zhì)高地應(yīng)力巖爆高地應(yīng)力擠壓大變形煤系地層濕陷性黃土第一章緒論1．交通類隧道經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通建設(shè)先行交通標(biāo)準(zhǔn)不斷提高國力增強(qiáng)，技術(shù)進(jìn)步需建設(shè)更多，可以建設(shè)更多、標(biāo)準(zhǔn)更高的隧道，前景美好。三、我國隧道工程的發(fā)展前景第一章緒論2．城市隧道解決城市交通擁擠問題的唯一途徑是采用快捷、大運(yùn)量公共交通系統(tǒng)—地鐵城市發(fā)展要求包括地下空間的開發(fā)各類市政設(shè)施趨勢——隧道管溝化繼十九世紀(jì)的城市橋梁、二十世紀(jì)的摩天大樓，二十一世紀(jì)是地下空間的開發(fā)和利用。第一章緒論3．水利(國策)其它調(diào)水工程及水電工程南水北調(diào)東線中線西線第一章緒論水平壓力e豎直壓力q脫離區(qū)拱部邊墻變形后外輪廓線仰拱抗力區(qū)底壓力彈性抗力第一章緒論γHcArθr0yxλγHc第一章緒論P(yáng)au圍巖特征曲線支護(hù)特征曲線第一章緒論①①②③①②③④①②①②第一章緒論第一章緒論P(yáng)LAY第一章緒論放映刀盤泥土倉盾構(gòu)千斤頂螺旋出土器管片注漿護(hù)盾第一章緒論放映返回第一章緒論頂進(jìn)法施工返回第一章緒論第一章緒論第一章緒論廈門翔安海底隧道返回第一章緒論第一章緒論第一章緒論返回第一章緒論二灘電站的引水隧道第一章緒論二灘電站的尾水隧道第一章緒論地下電纜隧洞第一章緒論礦山隧道秦嶺終南山公路隧道

隧道單洞全長18.02公里，總投資31.93億元。隧道通車后，西安至柞水縣城的行車時間將由原來的3小時縮短為40分鐘。是世界第二、亞洲第一長公路隧道。

返回重點、難點內(nèi)容1.隧道的定義。2.隧道的種類有哪些？3.常見的隧道設(shè)計與施工方法1.簡述隧道的概念及其種類。2.簡述隧道設(shè)計與施工的常用方法及其適用性。作業(yè)題思考題：地下工程發(fā)展前景？

隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測施工地質(zhì)超前預(yù)報巖體的基本工程性質(zhì)圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級第一節(jié)隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級一、工程地質(zhì)調(diào)查測繪—需查明什么？1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范的總要求(1)查明隧道通過地段的地形、地貌、地層、巖性、構(gòu)造。(2)查明隧道明否通過煤層、膨脹性地層及有害氣體等。(3)查明不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)對隧道的影響，特別是對洞口位置及邊、仰坡的影響，提出工程措施意見。(4)查明隧道附近井、泉分布情況，分析隧道地區(qū)的水文地質(zhì)條件，判明地下水類型、水質(zhì)及補(bǔ)給來源，預(yù)測地下水的侵蝕性和洞身分段涌水量。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范的總要求(5)對于深埋隧道，應(yīng)作隧道地溫升溫預(yù)測，考慮巖爆可能。(6)綜合分析，確定隧道圍巖分級。(7)對洞口需接長明洞地段，應(yīng)查明明洞基底情況。(8)查明輔助坑道的工程地質(zhì)條件。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2、地形地貌調(diào)查查明山體形態(tài)和坡度、埡口及分水嶺分布，以及其自然形態(tài)與地質(zhì)構(gòu)造、河流切割的關(guān)系。3、地層、巖性調(diào)查查明地層時代、巖性及變化，特別注意巖層順序和厚度、巖性特征和物理力學(xué)性質(zhì)以及巖石風(fēng)化程度。4、地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查是地質(zhì)調(diào)查的核心，重點包括褶皺、斷層、節(jié)理、侵入體或巖脈等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級5、水文地質(zhì)調(diào)查主要包括井泉分布、泉水類型、主要含水層和隔水層巖性及分布、河流及水庫的分布，巖溶區(qū)巖溶漏斗、暗河位置。6、滑坡、落石、巖堆、泥石流和巖溶地質(zhì)調(diào)查主要查明這些不良地質(zhì)是否存在及性質(zhì)、位置、范圍，對隧道的危害程度。7、地溫測定深埋隧道，深度每增加100m，溫度增加3度，會對施工人員造成危害。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級二、勘探、測試工作要求—如何查？1、鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范對勘探測試工作的總要求(1)鉆孔布置(p15)(2)鉆探深度(3)遇地下水時，應(yīng)探明含水層位置及厚度，并作相應(yīng)分析。(4)室內(nèi)及現(xiàn)場試驗，掌握巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)。(5)對有害礦體和氣體，進(jìn)行定性、定量分析。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2、勘探階段及工作要求階段分為初測階段和定測階段。(1)初測要求：工程地質(zhì)縱斷面圖、分段圍巖分級。(2)定測要求：單獨(dú)工點的圖表資料。第二節(jié)施工地質(zhì)超前預(yù)報第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級一、地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容1.地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀地質(zhì)預(yù)報2.不良地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)超前預(yù)報3.重大施工地質(zhì)災(zāi)害臨警預(yù)報第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級二、地質(zhì)超前預(yù)報的方法1.地質(zhì)分析法2.超前平行導(dǎo)坑預(yù)報法3.超前水平鉆孔法第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級二、地質(zhì)超前預(yù)報的方法4.物理探測法利用物體物性差異進(jìn)行地質(zhì)判斷的間接方法。(1)TGP12隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)(2)TSP超前預(yù)報系統(tǒng)

第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(3)負(fù)視速度法第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(4)水平聲波反射法(5)地質(zhì)雷達(dá)法第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(6)紅外探水法4.特殊災(zāi)害地質(zhì)的預(yù)測方法三、地質(zhì)超前預(yù)報方法的應(yīng)用原則第三節(jié)巖體的基本工程性質(zhì)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級一、巖體處于一定的天然應(yīng)力作用之下巖體在天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)在應(yīng)力，稱之為巖體的初始應(yīng)力，也有人叫它為地應(yīng)力。巖體的初始應(yīng)力，主要是由于巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造作用和地質(zhì)地溫作用引起的。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級假定巖體是均一連續(xù)介質(zhì)1.重力應(yīng)力場zyyxσxσzσyλ為側(cè)壓力系數(shù)第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動的作用，使得巖體內(nèi)積存了一定的應(yīng)力，稱它為構(gòu)造應(yīng)力。2.構(gòu)造應(yīng)力場

現(xiàn)場實測指出，巖體的構(gòu)造應(yīng)力往往與埋深密切相關(guān)，它隨著深度的增加而增加。構(gòu)造應(yīng)力一般來講，其水平應(yīng)力大于垂直應(yīng)力。構(gòu)造應(yīng)力一般采取現(xiàn)場應(yīng)力量測的方法來得到。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級相同的天然巖體其物理力學(xué)性質(zhì)隨在巖體中所測點的空間位置不同而有差異，呈現(xiàn)出巖體的不均勻性。二、巖體的物理力學(xué)性質(zhì)的不均勻性第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級所謂結(jié)構(gòu)面是指巖體中具有一定方向、力學(xué)強(qiáng)度相對較低的地質(zhì)界面(或帶)。三、巖體是由結(jié)構(gòu)面分割的多裂隙體(1)原生結(jié)構(gòu)面：指巖體形成過程中形成的結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造面。(2)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：巖體形成后，由于地殼構(gòu)造運(yùn)動在巖體中產(chǎn)生的各種斷裂面。(3)次生結(jié)構(gòu)面：指在外營力作用下產(chǎn)生的風(fēng)化裂隙面及卸荷裂隙面等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖體中由于巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造具有方向性，使巖體強(qiáng)度、變形，甚至滲透等性質(zhì)在不同方向上顯示出差異，稱為巖體的各向異性。四、巖體具有各向異性第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級風(fēng)化巖石按風(fēng)化劇烈的程度分成若干級(或帶)：風(fēng)化極嚴(yán)重、風(fēng)化嚴(yán)重、風(fēng)化頗重、風(fēng)化輕微和未經(jīng)風(fēng)化五級。風(fēng)化系統(tǒng)分為全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶、半風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶和微風(fēng)化帶(新鮮)五帶。五、巖體具有可變性用軟化系數(shù)來表示巖石的軟化性。一般規(guī)定軟化系數(shù)小于0.75的巖石，叫軟化巖石。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級六、單向應(yīng)力狀態(tài)下巖石的變形特征1.單軸壓縮時應(yīng)力－應(yīng)變曲線OA段為裂隙壓密階段AB為直線段，表示線彈性的特征BC段為曲線段，表示彈塑性的特征CD為軟化曲線段，表示巖石峰值后的特征第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2.彈性模量OB是曲線在原點O的切線，它的斜率表示初始切線模量；CD是A點的切線，它的斜率表示A點的切線模量Ee；割線OA的斜率表示割線模量或者平均割線模量Es

。σσ1ε1ACBODεA點所對應(yīng)的應(yīng)力σ1等于抗壓強(qiáng)度σc的一半。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級七、三軸壓縮下巖石的強(qiáng)度及變形特性

可分為兩種試驗方式：主應(yīng)力σ1>σ2=σ3的情況，稱為常規(guī)三軸試驗或稱為三軸試驗；σ1>σ2>σ3的情況稱為真三軸試驗。

巖石的三軸壓縮強(qiáng)度，通常是軸壓與圍壓按同一比例連續(xù)施加，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的圍壓值后，維持圍壓不變，軸向繼續(xù)按同一比例加載至破壞。破壞時的巖石三軸壓縮強(qiáng)度為：第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級七、三軸壓縮下巖石的強(qiáng)度及變形特性用不同的σ3，可得到不同的σ1，而用多組σ1和σ3，則可繪制出莫爾圓和莫爾包絡(luò)線。式中，σ1、σ2、σ3為巖石三軸壓縮強(qiáng)度；Pm為試件在圍壓σm作用下的極限軸向壓力；A為試件初始橫截面積。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級七、三軸壓縮下巖石的強(qiáng)度及變形特性804.99.819.639.278.458.5σ(MPa)2.45ε×10-3圍壓P(MPa)60402004080120160200240隨著圍壓值的增高，峰值強(qiáng)度及其所對應(yīng)的位移量均增大。殘余強(qiáng)度及其所對應(yīng)的位移量也提高，且使峰值強(qiáng)度后區(qū)曲線變得平緩。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級七、三軸壓縮下巖石的強(qiáng)度及變形特性巖石在一定側(cè)限壓力下，呈現(xiàn)出后區(qū)下降曲線和殘余強(qiáng)度，其破壞為脆性破壞。當(dāng)超過某側(cè)限壓力時，巖石強(qiáng)度隨變形增大而增大，呈現(xiàn)明顯的塑性強(qiáng)化變形和塑性變形破壞。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級八、裂隙巖體的強(qiáng)度性質(zhì)試驗研究結(jié)果表明，裂隙巖體的強(qiáng)度隨著裂隙組數(shù)的增加明顯減小，但當(dāng)裂隙組數(shù)增加到一定程度之后，強(qiáng)度不再繼續(xù)降低，而接近巖石的殘余強(qiáng)度。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖體的強(qiáng)度：式中——巖石試件強(qiáng)度；裂隙組數(shù)對巖體強(qiáng)度影響的試驗結(jié)果——巖體構(gòu)造削弱系數(shù)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖石的質(zhì)量指標(biāo)：以巖芯未破壞巖塊(大于10cm)的總長與所取巖芯總長L的比值第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖體完整性指數(shù)：現(xiàn)場測定的巖體彈性波速度v的平方與同種巖石試件彈性波速度v0的平方的比值。巖體抗壓強(qiáng)度與彈性波速度之間的關(guān)系第四節(jié)圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級一、概述圍巖的概念圍巖是指隧道開挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體(這里所指的巖體是土體與巖體的總稱)。

在不同的巖體中開挖隧道后巖體所表現(xiàn)出的性態(tài)是不同的，可歸納為充分穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、暫時穩(wěn)定和不穩(wěn)定四種。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級圍巖分級的概念各種圍巖的物理性質(zhì)之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，依照這些聯(lián)系和規(guī)律，可將圍巖劃分為若干級，這就是圍巖分級。目前，隧道圍巖分級是設(shè)計、施工的基礎(chǔ)（工程類比法就是建立在圍巖分級的基礎(chǔ)上的）。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級圍巖分級的目的是：①作為選擇施工方法的依據(jù)；②進(jìn)行科學(xué)管理及正確評價經(jīng)濟(jì)效益；③確定結(jié)構(gòu)上的荷載(松散荷載)；④給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；⑤制定勞動定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)等等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級比較理想的分級方法的標(biāo)準(zhǔn)是：①準(zhǔn)確客觀，有定量指標(biāo)，盡量減少因人而異的隨機(jī)性；②便于操作使用，適于一般勘測單位所具備的技術(shù)裝備水平；③最好在挖開地層前得到結(jié)論。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級人們對圍巖的認(rèn)識是不斷深入的從國外的情況看：土石方工程分類法(開挖難易程度)巖石的堅固性來分類:如堅固性系數(shù)fRQD從圍巖穩(wěn)定性出發(fā)分類來代替多年沿用的堅固性為基礎(chǔ)的分類第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級從分級指標(biāo)方面：大多數(shù)從定性描述經(jīng)驗判斷定量描述以隧道圍巖的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)進(jìn)行分級是隧道圍巖分級的總趨勢。另外的發(fā)展趨勢：以巖體為對象、結(jié)合地質(zhì)勘探資料、與設(shè)計施工結(jié)合的定量化。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素(1)巖體結(jié)構(gòu)特征巖體的結(jié)構(gòu)特征可以簡單地用巖體的破碎程度或完整性來表示，在某種程度上它反映了巖體受地質(zhì)構(gòu)造作用的嚴(yán)重程度。巖體的破碎程度或完整狀態(tài)是指構(gòu)成巖體的巖塊大小及這些巖塊的組合排列形態(tài)。1.地質(zhì)因素

第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(2)結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合在塊狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的巖體中，控制巖體破壞的主要因素是軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)及它們在空間的組合狀態(tài)。二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級從下述的5個方面來研究結(jié)構(gòu)面對地下工程圍巖穩(wěn)定性影響的大?。孩俳Y(jié)構(gòu)面的成因及其發(fā)展史；②結(jié)構(gòu)面的平整、光滑程度；③結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成及其充填物質(zhì)情況；④結(jié)構(gòu)面的規(guī)模與方向性；⑤結(jié)構(gòu)面的密度與組數(shù)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(3)巖石的力學(xué)性質(zhì)在整體結(jié)構(gòu)的巖體中，控制圍巖穩(wěn)定性的主要因素是巖石的力學(xué)性質(zhì)，尤其是巖石的強(qiáng)度。一般來說，巖石強(qiáng)度越高，洞室越穩(wěn)定。(4)圍巖的初始應(yīng)力場圍巖的初始應(yīng)力場是地下工程圍巖變形、破壞的根本作用力，它直接影響圍巖的穩(wěn)定性。二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(5)地下水狀況地下水對圍巖的影響主要表現(xiàn)在：①軟化圍巖；②軟化結(jié)構(gòu)面；③承壓水作用。2.工程活動所造成的人為因素(1)地下洞室尺寸和形狀在同一級(類)圍巖中，洞室跨度愈大，圍巖的穩(wěn)定性就愈差；二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級

地下洞室的形狀主要影響開挖后圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。(2)施工中采用的開挖方法開挖方法對地下工程圍巖穩(wěn)定性的影響較為明顯，在分級(類)中必須予以考慮。三、分級(類)的因素指標(biāo)及其選擇1.單一的巖性指標(biāo)包括巖石的抗壓和抗拉強(qiáng)度、巖石堅固性系數(shù)f、彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)，以及如抗鉆性、抗爆性等工程指標(biāo)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2.單一的綜合巖性指標(biāo)它表明指標(biāo)是單一的，但反映的因素卻是綜合的。①“巖石質(zhì)量指標(biāo)”(RQD—RockQualityDesignation)也是反映巖體破碎程度和巖石強(qiáng)度的綜合指標(biāo)。所謂巖石質(zhì)量指標(biāo)是指鉆探時巖芯復(fù)原率，或稱巖芯采取率。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級②洞室圍巖自穩(wěn)的時間ts

式中，L——坑道未支護(hù)地段的長度；

α——視圍巖情況在0~1之間變化，好的巖體可取α

＝0，極差的α＝1.0；

C——視圍巖條件而定的系數(shù)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級3.復(fù)合指標(biāo)(1)巴頓(N.Barton)等人所提出的“巖體質(zhì)量Q”，Q與6個表明巖體質(zhì)量的地質(zhì)參數(shù)有關(guān)，表示為式中，RQD為巖石質(zhì)量指標(biāo)；Jn為節(jié)理組數(shù)目；Jr為節(jié)理粗糙度；Ja為節(jié)理蝕變值；Jw為節(jié)理含水折減系數(shù)；SRF為初始應(yīng)力折減系數(shù)。三、分級(類)的因素指標(biāo)及其選擇第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(2)我國總參工程兵坑道工程圍巖分類中所采用的巖體質(zhì)量指標(biāo)Rm和應(yīng)力比S。式中，Rc——巖石單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度；

Kv——巖體完整性系數(shù)，巖體愈完整，取值愈大，變化范圍為1.0~0.08，由實測確定；

Kw——地下水影響減折系數(shù)，變化范圍為1.0~0.4，無水時取1.0，視具體情況由經(jīng)驗確定；三、分級(類)的因素指標(biāo)及其選擇第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級

KJ——巖層面產(chǎn)狀要素影響折減系數(shù)，變化范圍為1.0~0.5。式中，σm——最大的垂直地應(yīng)力。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(3)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范)(SL279-2002)圍巖工程地質(zhì)分類和國標(biāo)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086－2001)所采用的圍巖/巖體強(qiáng)度應(yīng)力比S，S綜合考慮了巖石強(qiáng)度、巖體完整性和地應(yīng)力的因素。三、分級(類)的因素指標(biāo)及其選擇第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級式中，Rc——巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度；

Kv——巖體完整性系數(shù)；

σm——圍巖的最大主應(yīng)力；

σ1——垂直洞軸線的較大主應(yīng)力。(4)國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218－94)也采用了兩個復(fù)合指標(biāo)——巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ和修正的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)[BQ]．第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級根據(jù)以上對分級(類)指標(biāo)的分析，可以得到如下的結(jié)論：①應(yīng)選擇對圍巖穩(wěn)定性(主要表現(xiàn)在變形破壞特性上)有重大影響的主要因素；②選擇測試設(shè)備比較簡單、人為性小、科學(xué)性較強(qiáng)的定量指標(biāo)；③主要分級(類)指標(biāo)要有一定的綜合性，最好采用復(fù)合指標(biāo)，以便全面、充分地反映圍巖的工程性質(zhì)，并應(yīng)有足夠的實測資料為基礎(chǔ)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級目前鐵路隧道圍巖分級采用兩種方法，即以圍巖穩(wěn)定為基礎(chǔ)的分級方法和按彈性波(縱波)速度的分級方法。四、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級(類)標(biāo)準(zhǔn)(一)《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》的圍巖分級1.圍巖分級的基本因素(1)巖石堅硬程度根據(jù)單軸飽和極限抗壓強(qiáng)度Rc分為5級，即極硬巖、硬質(zhì)巖、較軟巖、軟巖、極軟巖。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖石堅硬程度的劃分第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級(2)巖體的完整程度主要是指圍巖被各種結(jié)構(gòu)面切割成單元體的特征及其被切割后的塊度大小。它是評價圍巖穩(wěn)定程度最直接、最重要的指標(biāo)。為了衡量圍巖的完整程度要考慮的因素：按照軟弱面的產(chǎn)狀、貫通性以及充填物的情況，可將圍巖分為：完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎。按照圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響的程度，可將圍巖分為：構(gòu)造變動輕微、較重、嚴(yán)重、很嚴(yán)重。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級按照節(jié)理(裂隙)發(fā)育程度的不同又分為：節(jié)理不發(fā)育、節(jié)理較發(fā)育、節(jié)理發(fā)育及節(jié)理很發(fā)育。按照巖體風(fēng)化程度的不同將圍巖分為：風(fēng)化輕微、較重、嚴(yán)重、極嚴(yán)重四級。巖體完整程度劃分第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2.圍巖基本分級及其修正(1)基本分級《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》將單、雙線鐵路隧道的圍巖劃分為六級。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級鐵路隧道圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級地下水狀態(tài)的分級根據(jù)地下水狀態(tài)對圍巖級別進(jìn)行修正。地下水影響的修正(2)隧道級別的修正地下水影響的修正根據(jù)單位時間的滲水量可將地下水狀態(tài)分為3級。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級圍巖初始地應(yīng)力狀態(tài)修正初始地應(yīng)力狀態(tài)評估第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級初始地應(yīng)力影響的修正風(fēng)化作用的影響隧道洞深埋深較淺，應(yīng)根據(jù)圍巖受地表的影響情況進(jìn)行圍巖級別修正。當(dāng)圍巖為風(fēng)化層時應(yīng)按風(fēng)化層的圍巖基本分級考慮。圍巖僅受地表影響時，應(yīng)較相應(yīng)圍巖降低1~2級。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級采取兩步走的方法：先確定巖體基本質(zhì)量；再結(jié)合具體工程的特點確定巖體級別。(二)國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-94)1.分級因素及其確定方法本分級標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為巖體基本質(zhì)量應(yīng)由巖石堅硬程度和巖體完整程度兩個因素確定。巖體完整程度可分為：完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎。巖體完整程度劃分的定量指標(biāo)采用巖體完整性指數(shù)Kv

。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系2.巖體基本質(zhì)量分級巖體基本質(zhì)量分級可根據(jù)上述的分級因素結(jié)合巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行。巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ應(yīng)根據(jù)Rc的兆帕數(shù)值和Kv值計算而得。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級BQ=90+3Rc+250Kv

當(dāng)Rc＞90Kv+30時，應(yīng)以Rc=90Kv+30和Kv代入式計算BQ值；當(dāng)Kv＞0.04Rc+0.4時，應(yīng)以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入式計算BQ值。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖體基本質(zhì)量分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級3.工程巖體級別的確定修正的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)[BQ]

[BQ]=BQ－100(K1十K2十K3)

式中，[BQ]——巖體基本質(zhì)量指標(biāo)修正值；

BQ——巖體基本質(zhì)量指標(biāo)；

K1——地下水影響修正系數(shù)；

K2——軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)；

K3——初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級地下水影響修正系數(shù)K1第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響系數(shù)K2

初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)K3第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級4.地下工程巖體自穩(wěn)能力根據(jù)[BQ]值可重新確定工程巖體的質(zhì)量級別。

地下工程巖體自穩(wěn)能力第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級2003年發(fā)布的《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB50157-2003)規(guī)定：暗挖結(jié)構(gòu)的圍巖分級按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》確定。(三)《地鐵設(shè)計規(guī)范》的圍巖分級(四)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》的圍巖分級《公路隧道設(shè)計規(guī)范)(JTGD70－2004)圍巖分級的思路、方法和采用的分級指標(biāo)與國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218－94)完全相同，即采用了兩步分級法，只是分級的對象范圍更廣，包括了土體。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級公路隧道圍巖分級第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級根據(jù)單一巖性指標(biāo)——單軸飽和抗壓強(qiáng)度和復(fù)合指標(biāo)——巖體質(zhì)量指標(biāo)Rm及應(yīng)力比S，將圍巖分為3種5大類。(五)總參工程兵《坑道工程》圍巖分類總參工程兵坑道工程圍巖分類第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級規(guī)范規(guī)定：水工隧洞的圍巖分類，巖洞按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)的規(guī)定執(zhí)行，土洞按《土工試驗規(guī)程》(SL237-1999)的規(guī)定執(zhí)行。(六)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》的圍巖分級《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的圍巖工程地質(zhì)分類以控制圍巖穩(wěn)定的巖石強(qiáng)度、巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、地下水和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀5項因素之和的總評分為基本判據(jù)，圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比S為限定判據(jù)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級水工隧洞圍巖工程地質(zhì)分類圍巖總評分T是5項因素的評分之和。巖石強(qiáng)度、巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、地下水狀態(tài)、主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀這5項因素的評分都有一定的評分標(biāo)準(zhǔn)。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級規(guī)范規(guī)定：圍巖級別的劃分，應(yīng)根據(jù)巖石堅硬性、巖體完整性、結(jié)構(gòu)面特征、地下水和地應(yīng)力狀況等因素綜合確定。(七)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的圍巖分級五、國外主要圍巖分類系統(tǒng)簡介(一)挪威Q系統(tǒng)Q系統(tǒng)主要以Q值來評價巖體質(zhì)量的優(yōu)劣。根據(jù)不同的Q值，將巖體質(zhì)量評為9等。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級巖體質(zhì)量評估(二)南非RMR系統(tǒng)RMR系統(tǒng)以RMR(RockMassRating)值來代表巖體的質(zhì)量或稱穩(wěn)定性，主要針對下列6個評估因素及指標(biāo)，對影響圍巖穩(wěn)定性的各主要因素進(jìn)行評分，并以其合計總值作為巖體的RMR值。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級影響圍巖穩(wěn)定性的因素和指標(biāo)及所占分值如下：(1)巖體強(qiáng)度，0~15；(2)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD，3~20；(3)節(jié)理間距，5~20：(4)節(jié)理狀況，0~30；(5)地下水情況，0~15；(6)節(jié)理產(chǎn)狀及組合關(guān)系，－12~0。第二章隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級RMR系統(tǒng)依RMR值之高低，將圍巖分為5類，并提供不同隧道跨度圍巖的無支護(hù)自穩(wěn)時間，以及各類圍巖的凝聚力(c)與內(nèi)摩擦角(φ)。RMR系統(tǒng)圍巖的評分值、自穩(wěn)時間及強(qiáng)度參數(shù)

重點、難點內(nèi)容1.巖體的基本力學(xué)性質(zhì)有哪些？2.圍巖、圍巖分級的定義，圍巖分級的目的。3.在不同的巖體中開挖隧道后巖體所表現(xiàn)出的性態(tài)。4.影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素有哪些？5.簡述我國鐵路隧道設(shè)計規(guī)范的圍巖分級方法。圍巖的概念圍巖分級的概念、目的巖體的基本工程性質(zhì)國內(nèi)外主要圍巖分級系統(tǒng)復(fù)習(xí)

隧道位置的選擇隧道洞口位置的選擇隧道平、縱斷面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計高速鐵路隧道單線雙洞和雙洞單線方案選擇第三章隧道線路及斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道選址的基本原則：(1)必須與總體設(shè)計相協(xié)調(diào)適應(yīng)；(2)隧道位置應(yīng)選擇在穩(wěn)定的地層中；(3)越嶺隧道應(yīng)進(jìn)行較大范圍的方案選擇，進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇在地質(zhì)條件較好的地段穿越；第一節(jié)隧道位置的選擇第三章隧道線路及斷面設(shè)計一、越嶺線上隧道位置的選擇

當(dāng)交通路線需要從一個水系過渡到另一個水系時，必須跨越高程很大的分水嶺，這段線路稱之為越嶺線。越嶺隧道的位置:選擇埡口確定隧道高程(4)沿河傍山隧道，其位置宜向山側(cè)內(nèi)移，避免一側(cè)洞壁過薄產(chǎn)生偏壓；(5)選擇隧道位置時，應(yīng)注意洞口位置和有關(guān)工程的處理，一般宜采取“早進(jìn)洞，晚出洞”原則。第三章隧道線路及斷面設(shè)計1.選擇埡口當(dāng)線路跨越分水嶺時，分水嶺的山脊線上總會有高程低處，稱之為埡口。第三章隧道線路及斷面設(shè)計采用直線或大半徑曲線為好；優(yōu)選考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，展線好，隧道較短；雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件；工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。

第三章隧道線路及斷面設(shè)計圖成昆線乃托－瀘沽段隧道方案成都牛日河乃托雄河普雄竹沱沙木拉達(dá)兩河口昆明瀘沽越西河冕寧安寧河瀘沽登相營高躍河河孫水喜德冕山越西陽糯雷山小相嶺l=6379l=14500l=19500l=25750普瓦吉木梁子第三章隧道線路及斷面設(shè)計2.選定高程

在越嶺位置選定后，越嶺標(biāo)高影響展線及越嶺隧道方案：隧道標(biāo)高越高，隧道越短，施工期短，兩端展線長度增加，運(yùn)營條件差；隧道標(biāo)高低，隧道加長，施工期長，運(yùn)營條件較好；選擇越嶺隧道標(biāo)高時，綜合考慮施工、運(yùn)營等多因素比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。

低位隧道高位隧道第三章隧道線路及斷面設(shè)計越嶺隧道選址尚應(yīng)考慮以下原則：寧長勿短，早進(jìn)晚出--避免洞口深挖；寧里勿外，寧深勿淺，避軟就硬--避免不良地質(zhì)；第三章隧道線路及斷面設(shè)計二、河谷線上隧道位置的選擇為改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)省時間，常修建河谷隧道(或傍山隧道)。河谷隧道一般埋藏較淺，容易造成各種病害；山坡亦常有滑坡，松散堆積，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。選擇河谷線上隧道的位置時應(yīng)注意：(1)河谷隧道的洞身覆蓋厚度問題。為保持山體穩(wěn)定和避免偏壓產(chǎn)生，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠--寧里勿外第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響。側(cè)蝕tba第三章隧道線路及斷面設(shè)計(3)應(yīng)考慮施工和既有便道設(shè)置的位置，應(yīng)注意邊坡的可能坍塌對洞身穩(wěn)定的影響。便道第三章隧道線路及斷面設(shè)計樂昌坪石南嶺煤礦羅家渡雷公尖園煤角泗公坑白雞灘新秦九峰九峰岐門不考慮水庫西岸雙繞方案預(yù)留水庫西岸雙繞提高方案預(yù)留水庫園螺角跨武水長隧道方案4.66km預(yù)留水庫大瑤山14.3公里長隧道方案石山脊大沿水大長灘不考慮水庫內(nèi)跨武水雙繞方案滑石坑土嶺永濟(jì)橋張灘樂昌韶關(guān)廣州坪石蓮花崗預(yù)留水庫西岸雙繞岐門跨武水越嶺方案k1990k1995k2000k2005k2010k2020k2025k2020k2015k2005k2000k2000小沿壩址

K2024+840-2026+550K2029+390即有鐵路北京果源堡第三章隧道線路及斷面設(shè)計三、地質(zhì)條件對隧道位置的影響單斜構(gòu)造的層面大體平行而有同一傾角，當(dāng)層間的抗剪強(qiáng)度不足時，巖層在外力作用下將會發(fā)生層間相對錯動。AB如果隧道的位置恰在層間軟弱面上，巖層滑動將使隧道結(jié)構(gòu)受到很大的剪力，把結(jié)構(gòu)物損壞。第三章隧道線路及斷面設(shè)計在單斜構(gòu)造的地質(zhì)條件下，一定要盡可能避開大型軟弱結(jié)構(gòu)面。盡量不要把隧道中線設(shè)計成與軟弱結(jié)構(gòu)面的走向一致或平行，要正交或有成一定的交角。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道穿過褶曲構(gòu)造時，選在背斜中要比在向斜中有利。如果恰在褶曲的兩翼，將受到偏側(cè)壓力，結(jié)構(gòu)需加強(qiáng)。向斜背斜第三章隧道線路及斷面設(shè)計(1)滑坡地區(qū)滑坡對隧道的危害很大，隧道通過滑坡地區(qū)時，必須查明滑坡類型范圍、深度、滑動方向等。一般應(yīng)避開滑坡體或錯動體，或在可能滑動面以下一定深度通過。AB第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)崩塌地區(qū)

選擇隧道位置時，最好不要沿這類山坡通過。不得已時，應(yīng)當(dāng)盡可能地把隧道置于山體之中，穿過穩(wěn)定的巖層。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(3)巖堆地區(qū)堆積層常處在暫時穩(wěn)定狀態(tài)。一旦擾動，穩(wěn)定即會喪失而造成崩坍。在這種地質(zhì)條件下隧道應(yīng)避開不穩(wěn)定、松散的堆積層，使洞身處于基巖中，并具有足夠的安全厚度。BA第三章隧道線路及斷面設(shè)計BAC第三章隧道線路及斷面設(shè)計(4)泥石流隧道通過泥石流地段時，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況考慮泥石流溝的改道和最大下切深度，確保洞口和洞身的安全。隧道洞頂距基巖面或最大下切面要有一定的覆蓋厚度，隧道洞口應(yīng)避開泥石流溝及泥石流可能擴(kuò)展的范圍。有困難時，可修建一段明洞，使泥石流在明洞頂通過。第三章隧道線路及斷面設(shè)計AB第三章隧道線路及斷面設(shè)計(5)溶洞地區(qū)選擇隧道位置時，應(yīng)盡可能避開。如無法避開時，應(yīng)探明溶洞的規(guī)模、性質(zhì)和與隧道的位置關(guān)系，采取相應(yīng)的設(shè)計，施工措施。(6)瓦斯地區(qū)選擇隧道位置時，最好能避開。(7)地下水選擇隧道位置時，最好不從富水區(qū)中經(jīng)過。第二節(jié)隧道洞口位置的選擇第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道長度為其進(jìn)出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標(biāo)高線交點之間的距離

洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價、工期和運(yùn)營安全。選擇時要結(jié)合洞口的地形，地質(zhì)條件、施工、運(yùn)營條件以及洞口的相關(guān)工程（橋涵、通風(fēng)設(shè)施等）綜合考慮。第三章隧道線路及斷面設(shè)計

洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長不宜短，應(yīng)“早進(jìn)洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。(1)洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，不要與水爭路。第三章隧道線路及斷面設(shè)計B

A第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)洞口應(yīng)避開不良地質(zhì)地段(3)當(dāng)隧道線路通過巖壁陡立，基巖裸露處時，最好不刷動或少刷動原生地表貼壁進(jìn)洞第三章隧道線路及斷面設(shè)計接長明洞第三章隧道線路及斷面設(shè)計(4)洞口地形平緩時，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時洞口位置選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定。需要時可接長明洞，以確保施工和運(yùn)營安全。(5)洞口線路宜與等高線正交第三章隧道線路及斷面設(shè)計a)正交洞門b)斜交洞門第三章隧道線路及斷面設(shè)計(6)隧道洞口標(biāo)高應(yīng)高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道(7)為了確保洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過高，應(yīng)根據(jù)開挖控制高度及坡度來決定洞口位置。(8)當(dāng)洞口附近遇有水溝或水渠橫跨線路時，可設(shè)置拉槽開溝的橋梁或涵洞，排泄水流第三章隧道線路及斷面設(shè)計(9)長大隧道在洞門附近應(yīng)考慮施工場地、棄渣場以及便道等的位置?？傊?，隧道洞口位置的選擇，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件，考慮邊坡、仰坡的穩(wěn)定，結(jié)合洞外有關(guān)工程及施工難易程度，本著“早進(jìn)晚出”的指導(dǎo)思想，全面綜合地分析確定。第三節(jié)隧道平、縱斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。一、隧道平面設(shè)計平面設(shè)計的任務(wù)：決定隧道的平面位置，選定洞口位置。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道軸線

第三章隧道線路及斷面設(shè)計1.鐵路隧道

隧道內(nèi)的線路最好采用直線。應(yīng)盡可能采用短曲線，或是半徑較大的曲線。在曲線兩端應(yīng)設(shè)緩和曲線時，最好不使洞口恰恰落在緩和曲線上，應(yīng)盡可能將緩和曲線設(shè)在洞外一個適當(dāng)距離以外。圓曲線的長度也不應(yīng)短于一節(jié)車廂的長度。在一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個以上的曲線。尤其是不宜設(shè)置反向曲線或復(fù)合曲線。如果列車同時跨在兩個曲線上兩曲線間應(yīng)有足夠長的夾直線，一般是要求在三倍車輛長度以上。第三章隧道線路及斷面設(shè)計2.公路隧道原則上采用直線，避免曲線，若必須設(shè)置時，宜采用不設(shè)超高的平曲線半徑，并應(yīng)滿足停車視距的要求；隧道平面線形應(yīng)考慮行駛安全，在洞口不應(yīng)使用小半徑的引線與隧道銜接；隧道內(nèi)盡量避免設(shè)反曲線。第三章隧道線路及斷面設(shè)計3.曲線隧道的不利因素行車視距問題；加寬斷面問題，造成變截面隧道，施工難度大；曲線隧道內(nèi)裝修復(fù)雜；增加通風(fēng)阻抗，對自然通風(fēng)不利。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道縱斷面是指沿隧道中心線展開的垂直面上的投影。二、隧道縱斷面設(shè)計隧道內(nèi)線路縱斷面設(shè)計就是要選定隧道內(nèi)線路的坡道型式、坡度大小、坡段長度和坡段間的銜接等。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(1)坡道型式1.鐵路隧道

(a)單面坡(b)人字坡第三章隧道線路及斷面設(shè)計單面坡多用于線路的緊坡地段或是展線的地區(qū)。優(yōu)點：①可以爭取高程，能拔起或降落一定的高度。②單面坡隧道兩洞口的高程差較大，由此而產(chǎn)生的氣壓差和熱位差也大，能促進(jìn)洞內(nèi)的自然通風(fēng)。缺點：①在施工階段，對于下坡開挖，洞內(nèi)的水自然地流向開挖工作面，使開挖工作受到干擾，需要隨時抽水外排。②運(yùn)碴時，空車下坡重車上坡，運(yùn)輸效率低。第三章隧道線路及斷面設(shè)計人字型坡道多用于長隧道，尤其是越嶺隧道。優(yōu)點：①施工時水自然流向洞外，排水措施相應(yīng)地簡化，②重車下坡，空車上坡，運(yùn)輸效率高。缺點：列車通過時排出的有害氣體聚集在兩坡間的頂峰處，盡管用機(jī)械通風(fēng)，有時也排除不干凈，長時間積累，濃度漸漸增大，使司機(jī)以及洞內(nèi)維修人員的健康受到影響。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)坡度大小i允＝i限－i曲式中i允—設(shè)計中允許采用的最大坡度（‰）

i限—按照線路等級規(guī)定的限制最大坡度(‰）

i曲—曲線阻力折算的坡度當(dāng)量（‰）?？紤]坡度折減有以下原因：列車車輪與鋼軌踏面間的粘著系數(shù)降低；洞內(nèi)空氣阻力增大。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道限坡折減方法：i允＝m

i限－i曲各種牽引種類的隧道內(nèi)線路最大坡度系數(shù)m

隧道內(nèi)線路不得設(shè)置平坡，最小的允許坡度應(yīng)不小于3‰。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(3)坡段長度隧道不宜把坡段定得太長；隧道內(nèi)的線路坡段也不宜太短。坡段長度最好不小于列車的長度?？紤]到長遠(yuǎn)的發(fā)展，坡段長度最好不小于遠(yuǎn)期到發(fā)線的長度。(4)坡段聯(lián)接兩個相鄰坡段坡度的代數(shù)差值不宜太大；在設(shè)計坡度時，坡間的代數(shù)差要有一定的限制。從安全的觀點出發(fā)，兩坡段問的代數(shù)差值△i不應(yīng)大于重車方向的限坡值i允。否則，就需要在兩個坡段之間插入一段緩和坡段。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(1)坡道型式人字坡、單面坡2.公路隧道(2)控制隧道縱坡大小的主要因素通風(fēng)問題排水問題第三章隧道線路及斷面設(shè)計(3)縱坡坡度大小及其影響隧道縱坡坡度范圍：0.3%~3%；縱坡坡度與通風(fēng)的關(guān)系，要求1%以下，大于2%，排量迅速增加；與排水的關(guān)系，縱坡越大水流越快；縱坡坡度與施工運(yùn)營的關(guān)系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長度；綜合通風(fēng)和排水考慮，縱坡為不防礙排水的緩坡為宜。重點、難點內(nèi)容1.隧道具體位置選擇的影響因素有哪些？2.越嶺隧道與河谷隧道有何區(qū)別？它們在位置的選擇上各采取什么原則？3.地質(zhì)條件對隧道位置選擇有哪些影響？4.隧道洞口位置的選擇應(yīng)遵循哪些原則？確定洞口位置考慮哪些因素？5.隧道長度的定義。重點、難點內(nèi)容6.道路隧道平面設(shè)計時應(yīng)考慮哪些問題？7.隧道的縱斷面的坡度類型有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？8.位于長大坡道上長度大于400m的鐵路隧道為什么要進(jìn)行坡度折減？怎樣折減？9.鐵路隧道線路為什么不宜把坡段定得太長？隧道位置的選擇隧道洞口位置的選擇隧道平、縱斷面設(shè)計復(fù)習(xí)

隧道位置的選擇隧道洞口位置的選擇隧道平、縱端面設(shè)計隧道橫斷面設(shè)計高速鐵路隧道單線雙洞和雙洞單線方案選擇第三章隧道線路及斷面設(shè)計第四節(jié)隧道橫斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計一、鐵路隧道(一)直線隧道凈空隧道凈空的概念:指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。隧道凈空←隧道建筑限界←基本建筑限界←機(jī)車車輛限界第三章隧道線路及斷面設(shè)計1.機(jī)車車輛限界機(jī)車車輛最外輪廓的限界尺寸。蒸汽機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車第三章隧道線路及斷面設(shè)計電力動車組電力機(jī)車第三章隧道線路及斷面設(shè)計2.基本建筑限界指線路上各種建筑物和設(shè)備均不得侵入的輪廓線。3.隧道建筑限界是指包圍“基本建筑限界”外部的輪廓線。第三章隧道線路及斷面設(shè)計11001400200018752250225040008500400024402440600012101000150030003560300015001000244024403560(單線)(雙線)軌面隧道建筑限界基本建筑限界第三章隧道線路及斷面設(shè)計11002000225022504000850040002440244065501000300042503000150023004250(單線)(雙線)軌面隧道建筑限界基本建筑限界4000240055012501210170014001875230010001500第三章隧道線路及斷面設(shè)計4.直線隧道凈空“直線隧道凈空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，除了滿足限界要求外，考慮避讓等安全空間、救援通道及技術(shù)作業(yè)空間，還考慮了在不同的圍巖壓力作用下，襯砌結(jié)構(gòu)的合理受力形狀。第三章隧道線路及斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計曲墻襯砌內(nèi)輪廓直墻襯砌內(nèi)輪廓89008880400022502250190190內(nèi)軌頂面118752450244024001702000234565432770040005501250750R=23004500R=230030001500500--1210--線路中線第三章隧道線路及斷面設(shè)計(二)曲線隧道凈空加寬1.加寬原因(1)車輛通過曲線時，轉(zhuǎn)向架中心點沿線路運(yùn)行，而車輛本身卻不能隨線路彎曲仍保持其矩形形狀。故其兩端向曲線外側(cè)偏移(d外)，中間向曲線內(nèi)側(cè)偏移(d內(nèi)1)。第三章隧道線路及斷面設(shè)計O車輛軸線車輛長度L車輛前后轉(zhuǎn)向架間距l(xiāng)線路中線曲線半徑d內(nèi)1d外d外第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)由于曲線外軌超高，車輛向曲線內(nèi)側(cè)傾斜，使車輛限界上的控制點在水平方向上向內(nèi)移動了一個距離d內(nèi)2。ABFd內(nèi)2GHEFOC第三章隧道線路及斷面設(shè)計

據(jù)此，曲線隧道凈空的加寬值為內(nèi)側(cè)加寬W1=d內(nèi)1＋d內(nèi)2外側(cè)加寬W2=d外總加寬

W=W1＋W2

＝d內(nèi)1＋d內(nèi)2＋d外第三章隧道線路及斷面設(shè)計2.加寬值的計算(1)單線曲線隧道加寬值的計算①車輛中間部分向曲線內(nèi)側(cè)的偏移d內(nèi)1

式中l(wèi)——車輛轉(zhuǎn)向架中心距，取18m；

R——曲線半徑（m）。(cm)第三章隧道線路及斷面設(shè)計②車輛兩端向曲線外側(cè)的偏移d外

式中L——標(biāo)準(zhǔn)車輛長度，我國為26m。(cm)第三章隧道線路及斷面設(shè)計③外軌超高使車體向曲線內(nèi)側(cè)傾移d內(nèi)2

式中H——隧道限界控制點自軌面起的高度(cm)

E——曲線外軌超高值，其最大值不超過15cm(cm)其中，v為鐵路遠(yuǎn)期行車速度（km/h）。第三章隧道線路及斷面設(shè)計

在我國鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，系將相應(yīng)的隧道建筑限界繞內(nèi)側(cè)軌頂中心轉(zhuǎn)動arctg(E/150)角求得，可近似取d內(nèi)2

＝2.7E(cm)。(cm)隧道內(nèi)側(cè)加寬值為隧道外側(cè)加寬值為

(cm)第三章隧道線路及斷面設(shè)計(cm)隧道總加寬值為

(cm)或第三章隧道線路及斷面設(shè)計曲線隧道中心線加寬后隧道內(nèi)輪廓線W內(nèi)dW外直線隧道中心線直線隧道內(nèi)輪廓線第三章隧道線路及斷面設(shè)計(2)雙線曲線隧道加寬值的計算雙線曲線隧道的內(nèi)側(cè)加寬值W1及外側(cè)加寬值W2與單線隧道加寬值的計算相同。內(nèi)外側(cè)線路中線間的加寬值W3按以下情況計算。第三章隧道線路及斷面設(shè)計外側(cè)線路中線內(nèi)側(cè)線路中線直墻襯砌內(nèi)輪廓內(nèi)軌頂面隧道中線曲墻襯砌內(nèi)輪廓890＋Wd1d2245+W1400+W3245+W2當(dāng)外側(cè)線路外軌超高大于內(nèi)側(cè)線路外軌超高時：第三章隧道線路及斷面設(shè)計(cm)(cm)式中H——車輛外側(cè)頂角距內(nèi)軌頂面的高度，取360cm；

E——外側(cè)線路的外軌超高值(cm)；

R——同前。或(cm)第三章隧道線路及斷面設(shè)計(cm)式中H——車輛外側(cè)頂角距內(nèi)軌頂面的高度，取360cm；

E——外側(cè)線路的外軌超高值(cm)；

R——同前。其它情況時第三章隧道線路及斷面設(shè)計3.曲線隧道中線與線路中線偏移距離(cm)曲線隧道內(nèi)側(cè)加寬大于外側(cè)加寬，斷面加寬后，隧道中線應(yīng)向曲線內(nèi)側(cè)偏移一個d值。單線隧道雙線隧道內(nèi)側(cè)線路中線至隧道中線的距離外側(cè)線路中線至隧道中線的距離(cm)(cm)第三章隧道線路及斷面設(shè)計4.時速200km/h以上曲線隧道凈空加寬時速200km的新建鐵路單、雙線隧道內(nèi)凈空面積和斷面形式是經(jīng)過優(yōu)化比選的，既充分滿足了空氣動力學(xué)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，又完全滿足建筑物接近限界及其它工程使用空間的需要，且留有富余量。第三章隧道線路及斷面設(shè)計(三)曲線隧道與直線隧道襯砌的銜接方法位于曲線地段的隧道，斷面加寬除圓曲線部分按上述計算值予以加寬外，緩和曲線部分可分兩段加寬，即自圓曲線至緩和曲線中點，并向直線方向延長13m，采用圓曲線加寬斷面（按W值加寬）；其余緩和曲線，并自直緩分界點向直線段延長22m，采用緩和曲線中點加寬斷面，其加寬值取圓曲線之半（即按W/2加寬）。第三章隧道線路及斷面設(shè)計緩和曲線中點加寬斷面直線斷面圓曲線加寬斷面d13m緩和曲線中點緩和曲線終點d/222m線路中線隧道中線緩和曲線起點第三章隧道線路及斷面設(shè)計位于曲線地段的隧道，分別延長22m和13m的理由:當(dāng)列車由直線進(jìn)入曲線，車輛前面的轉(zhuǎn)向架進(jìn)到緩和曲線起點后，由于緩和曲線外軌設(shè)有超高，故車輛開始向內(nèi)側(cè)傾斜，車輛的后端點亦已偏離線路中心，所以從車輛的前轉(zhuǎn)向架到車輛后端點的范圍內(nèi)應(yīng)按圓曲線加寬值的一半(W/2)加寬，此段長度為兩轉(zhuǎn)向架間距離18m加轉(zhuǎn)向架中心到車輛后端點距離4m共22m。第三章隧道線路及斷面設(shè)計當(dāng)車輛的一半進(jìn)入緩和曲線中點時，其車輛后端偏離中線值應(yīng)根據(jù)前面的轉(zhuǎn)向架所在曲線的半徑及超高值決定。此時，前面轉(zhuǎn)向架已接近圓曲線，故車輛后段（按切線支距法原理推算，近似取車長之半26/2＝13m）應(yīng)按圓曲線加寬值（W）加寬。第三章隧道線路及斷面設(shè)計二、公路隧道公路隧道凈空：是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括公路建筑界限、通風(fēng)及其他所需斷面積。斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)圍巖壓力求得最經(jīng)濟(jì)值。第三章隧道線路及斷面設(shè)計SWLJLSCCEE40002500H250專用公路建筑限界

第三章隧道線路及斷面設(shè)計WCCEELL40002500250一般公路建筑限界第三章隧道線路及斷面設(shè)計W——行車道寬度S——行車道兩側(cè)路緣帶寬度C——余寬，當(dāng)計算行車速變＞100km／h時為0.50m，計算行車速度＜100km／h時為0.25mH——凈高，汽車專用公路、一般二級公路為5m，三、四級公路為4.5mE——建筑限界頂角寬度，當(dāng)L≤1m時，E=L；當(dāng)L＞1m時，E=1mL——側(cè)向?qū)挾?，高速公路、一級公路短隧道，其?cè)向?qū)挾纫巳∮猜芳鐚挾萊——人行道寬度J——檢修道寬度。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道建筑限界：是為保證隧道內(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限界。公路隧道的凈空除包括公路建筑限界以外，還包括通風(fēng)管道、照明設(shè)備、防災(zāi)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、運(yùn)行管理設(shè)備等附屬設(shè)備所需要的空間以及富余量和施工允許誤差等。隧道行車限界：保證隧道中行車安全，在一定高度和寬度范圍內(nèi)任何物體不得侵入的限界。第三章隧道線路及斷面設(shè)計人行道內(nèi)裝1015建筑限界起拱線火災(zāi)報警器事故電話車行道消火栓人行道設(shè)備安裝范圍設(shè)備安裝范圍10100頂板照明器工作行道公路隧道橫斷面示意圖第三章隧道線路及斷面設(shè)計墻效應(yīng)：隧道邊墻給駕駛員造成危險的心理影響，行車偏左減少行車道。線路中線內(nèi)輪廓線外輪廓線隧道中線路面高程0.020.02凈高：高速公路、一級公路、二級公路取5.0m，三、四級公路取4.5m。第三章隧道線路及斷面設(shè)計錯車道：單車道隧道，為保證錯車和安全運(yùn)輸，長隧道時，應(yīng)設(shè)錯車道(最好能供汽車調(diào)頭)，短隧道在進(jìn)口能觀察到出口引道時，洞內(nèi)可不設(shè)錯車道，但應(yīng)在洞口外兩端設(shè)錯車道。加寬帶：超過2km的長隧道，設(shè)緊急停車帶，寬2.5m，長25~40m，間隔750m；大于10km隧道設(shè)U型回車道。交通量大的城市隧道，考慮到故障車的停車，路面寬度最小推薦為8~8.5m。第三章隧道線路及斷面設(shè)計人行道：一般公路隧道，特別是1km以下的隧道，都考慮自行車和行人的通過。一個自行車道的寬度為1.0m，自行車道數(shù)應(yīng)根據(jù)交通量確定。人行道的寬度為0.75m或1m，大于1m時按0.5的倍數(shù)增加。人行道、自行車道或自行車人行道與車行道在同一隧道中時，為保證安全，應(yīng)使其比車行道高出25cm。為了徹底解決安全問題，或者對汽車速度嚴(yán)加管制，或者把人行道等與車行道用護(hù)欄隔開或者把設(shè)在路肩上的人行道等置于lm以上的臺階上并加設(shè)護(hù)欄。第三章隧道線路及斷面設(shè)計兩相鄰隧道最小間距問題：一般公路隧道，由于地質(zhì)條件的關(guān)系，隧道寬度過大則不經(jīng)濟(jì)，施工上也增加難度，所以高速公路、一級公路一般應(yīng)設(shè)計為上，下行分離的兩座獨(dú)立隧道。兩相鄰隧道最小凈距視圍巖類別，斷面尺寸、施工方法、爆破震動影響等因素確定。第三章隧道線路及斷面設(shè)計從理論上，兩相鄰隧道應(yīng)分別置于圍巖壓力相互影響及施工影響范圍之外。因此還需根據(jù)經(jīng)驗通過工程類比分析確定?！耙话銥?0m”。兩相鄰隧道最小間距第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道斷面輪廓線線路中線內(nèi)輪廓線外輪廓線隧道中線路面高程0.020.02第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道中線線路中線隧道中線線路中線O2O1O2直墻式圓弧拱形內(nèi)空斷面三心圓拱形內(nèi)空斷面第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道中線線路中線緊急停車帶中線O1O2O2緊急停車帶內(nèi)空斷面(無仰拱)第三章隧道線路及斷面設(shè)計隧道中線線路中線緊急停車帶中線O1O2O2O3O3緊急停車帶內(nèi)空斷面(有仰拱)第三章隧道線路及斷面設(shè)計主要解決內(nèi)輪廓線、軸線和厚度三個問題。三、隧道襯砌斷面的初步擬定1.內(nèi)輪廓襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡可能地接近建筑限界，力求開挖和襯砌的數(shù)量最小。襯砌內(nèi)表面力求平順，考慮襯砌施工的簡便。第三章隧道線路及斷面設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力線重合，使各截面主要承受壓應(yīng)力。2.結(jié)構(gòu)軸線(1)當(dāng)襯砌受徑向分布的水壓時，軸線以圓形最好；(2)主要承受豎向壓力或同時承受不大的水平側(cè)壓力時，可采用三心圓拱和直墻式襯砌；(3)當(dāng)承受豎向壓力和較大側(cè)壓力時，宜采用五心圓曲墻式襯砌；(4)當(dāng)有沉陷可能受底壓力時，宜加設(shè)仰拱的曲墻式襯砌。第三章隧道線路及斷面設(shè)計隨所處地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不同而有較大變化，并且與隧道的跨徑，荷載大小，襯砌材料以及施工條件等有關(guān)。3.截面厚度根據(jù)以往經(jīng)驗，拱圈可以采取等截面，也可采取在拱腳部分加厚20~50％的變截面。仰拱厚度一般略小于拱頂厚度。第三章隧道線路及斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計第五節(jié)高速鐵路隧道單洞雙線和雙洞單線方案選擇第三章隧道線路及斷面設(shè)計在單洞雙線和雙洞單線方案比較中，采用一座雙線隧道的橫斷面積要比兩座單線隧道橫斷面積總和小，經(jīng)濟(jì)性較好。在滿足空氣動力學(xué)要求的前提下，雙線斷面要比單線斷面更有利一些。兩座單線隧道斷面積總和要比一座雙線隧道斷面積大。法國比較結(jié)果：列車速度300km/h時，單洞100m2，雙洞2×70m2；列車速度250km/h時，單洞72m2，雙洞2×50m2。第三章隧道線路及斷面設(shè)計在特長隧道方案設(shè)計時，選擇兩座單線隧道方案還是一座雙線隧道方案，應(yīng)從地質(zhì)條件、建設(shè)工期、施工難度和方法、運(yùn)營通風(fēng)、防災(zāi)救援和人員疏散、工程投資等多方面綜合考慮，對高速鐵路隧道還要考慮列車在隧道內(nèi)運(yùn)行的空氣動力學(xué)效應(yīng)。

高速鐵路隧道而言，采用單洞雙線隧道方案，阻塞比較小，在滿足洞內(nèi)會車最不利的前提下，可有效地提高乘車舒適度；而采用雙洞單線隧道方案十分有利于防災(zāi)救援，當(dāng)一座隧道出現(xiàn)重大事故時，另一座可正常運(yùn)營，且可利用其進(jìn)行救援和旅客的疏散。第三章隧道線路及斷面設(shè)計從地質(zhì)條件看，在軟弱破碎圍巖地段，考慮施工難度和風(fēng)險，宜選用跨度較小的雙洞單線隧道方案，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好時，可選用單洞雙線隧道方案。從施工方法看，當(dāng)采用TBM或盾構(gòu)施工時，考慮施工風(fēng)險，采用直徑較小的雙洞單線隧道方案較為穩(wěn)妥，施工風(fēng)險相對較小。第三章隧道線路及斷面設(shè)計從運(yùn)營通風(fēng)看，雙洞單線隧道方案可以充分利用列車活塞風(fēng)改善隧道內(nèi)的環(huán)境條件，而單洞雙線隧道方案利用活塞風(fēng)效果較差。就工程投資而言，雙洞單線隧道方案通常較單洞雙線隧道方案造價高20％~40％，特別在硬巖地段，單洞雙線隧道方案具有明顯的價格優(yōu)勢。故在確定隧道方案時，應(yīng)結(jié)合線路的隧道分布和隧道兩端引線等相關(guān)工程的具體情況，綜合考慮。第三章隧道線路及斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷面設(shè)計遵循的原則：當(dāng)隧道長度小于10km時，一般采用單洞雙線方案，可利用施工時的輔助坑道作為防災(zāi)救援和人員疏散的緊急出口。當(dāng)隧道長度為10~20km時，應(yīng)結(jié)合隧道兩端引線、車站布點等相關(guān)工程情況進(jìn)行系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，也可結(jié)合防災(zāi)救援及養(yǎng)護(hù)維修考慮，采用雙線隧道加貫通平導(dǎo)的方案進(jìn)行比較。當(dāng)隧道長度大于20km時，從防災(zāi)救援方面考慮，一般采用雙洞單線隧道方案。第三章隧道線路及斷面設(shè)計第三章隧道線路及斷