入門任務(wù)四：理解隧道設(shè)計(jì)任務(wù)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)情境時(shí)間安排教師引導(dǎo)教師向?qū)W生簡單介紹隧道位置選擇的基本原則、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，布置教學(xué)任務(wù)并進(jìn)行引導(dǎo)、檢查和評(píng)價(jià)。PPT課件4隧道設(shè)計(jì)圖30分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)1、隧道在線路上的作用表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？2、隧道總體平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計(jì)原則有哪些？3、曲線隧道為什么要進(jìn)行凈空加寬？鐵路曲線隧道的凈空加寬辦法？4、隧道襯砌斷面的擬定方法？5、隧道支護(hù)設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)程序、結(jié)構(gòu)類型6、工程實(shí)際中錨噴支護(hù)的設(shè)計(jì)方法如何？國標(biāo)GBJ—提供支護(hù)參數(shù)表的作用是什么？7、《隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》提供的工程類比設(shè)計(jì)參數(shù)取值范圍？及選擇原則？獲取信息小組討論60分鐘+8、完成書面基本練習(xí)。復(fù)習(xí)、相關(guān)概念1、隧道工程設(shè)計(jì)——工程規(guī)劃活動(dòng)目的——開拓并持續(xù)安全應(yīng)用地下通道空間。三個(gè)階段：建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)勘察：地形、地質(zhì)、地物、水文；確定：隧道位置、平、縱、橫；判定：圍巖級(jí)別；選定：支護(hù)材料、結(jié)構(gòu)形式；指定：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；建議：施工方案。隧道在線路上的作用：穿越分水嶺，縮短線路長度降低線路拔起高度，減緩線路坡度穿過穩(wěn)定山體，避開不良地質(zhì)條件三個(gè)階段：隧道建筑設(shè)計(jì)：根據(jù)其在交通線上的作用，根據(jù)地形、地質(zhì)條件，選擇隧道位置，并進(jìn)行隧道平面、縱斷面和橫斷面設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)隧道所穿越地層的工程地質(zhì)條件即圍巖的穩(wěn)定能力，擬定相應(yīng)的支護(hù)參數(shù)，并提出相應(yīng)的施工方案隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)：襯砌的內(nèi)輪廓（即凈空）、結(jié)構(gòu)軸線、截面厚度；結(jié)構(gòu)形式、材料種類隧道平縱橫設(shè)計(jì)原則：平面“宜直不宜彎”縱斷面“宜坡不宜平”，盡可能采用單坡型橫斷面“大小夠用，形狀受力合理，施工方便”洞口位置選擇原則：早進(jìn)晚出，避開溝心避開不良地質(zhì)條件學(xué)習(xí)資料4-1隧道橫斷面設(shè)計(jì)一、隧道建筑限界和凈空機(jī)車車輛限界：

在統(tǒng)計(jì)了機(jī)車和車輛橫斷面最大輪廓尺寸的基礎(chǔ)上，

考慮機(jī)車車輛技術(shù)改造預(yù)留空間需要，

以及考慮列車裝載規(guī)章允許的擴(kuò)大貨物后，

都不允許超出的界限。

公路汽車限界同理。

A=機(jī)車車輛限界

=機(jī)車車輛最大輪廓尺寸

+機(jī)車車輛技術(shù)改造預(yù)留空間一、隧道建筑限界和凈空建筑接近限界：

為保證行車安全，路線上所有的建筑物和設(shè)備

（包括電力、通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控及內(nèi)裝）

都不允許侵入的范圍

B=建筑接近限界

=A

+線路鋪設(shè)誤差

+線路變形和位移

+列車運(yùn)行振動(dòng)、搖動(dòng)、擺動(dòng)

+允許的貨物超限尺寸。一、隧道建筑限界和凈空隧道建筑限界：

為保證行車安全，路線上所有的建筑物

都不得侵入的范圍

C=隧道建筑限界

=B

+設(shè)備最大尺寸

+設(shè)備安裝誤差

+襯砌施工誤差

+襯砌變形和位移一、隧道建筑限界和凈空a)鐵路隧限1-甲、乙b)鐵路隧限2-甲、乙圖4-1鐵路隧道建筑限界

《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003-2001）一、隧道建筑限界和凈空c)專用公路d)一般公路圖4-1公路隧道建筑限界《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70-2004）

一、隧道建筑限界和凈空隧道凈空：軌面（路面）以上襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間D=直線隧道凈空

=C+結(jié)構(gòu)受力合理

+形狀便于施工

+降低空氣動(dòng)力效應(yīng)（高速鐵路）圖4-2高速鐵路、高速公路隧道建筑限界公路曲線隧道的凈空加寬《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ002—97）第3.0.12的規(guī)定：按公路等級(jí)進(jìn)行加寬，當(dāng)隧道位于平面曲線半徑等于或小于250m的地段時(shí)，應(yīng)在曲線內(nèi)側(cè)加寬。雙車道路面的加寬值如表4-1所列。曲線隧道的凈空加寬

原因：

1、由于曲線外軌超高引起車體內(nèi)傾所要求的加寬值

2、由于車體平移所要求的加寬值

辦法：

分段加寬；不同斷面的銜接處，可以用錯(cuò)臺(tái)，也可以在短距離內(nèi)漸變表4-1公路平曲線隧道加寬取值（m）

加寬類別汽車軸距加前懸m曲線半徑m250～200200～150150～100100～70150.40.60.81.0280.60.70.91.235.3+8.80.81.01.52.0加寬類別汽車軸距加前懸m曲線半徑m70～5050～3030～2525～2020～15151.21.41.82.22.5281.52.0———35.3+8.82.5———注：單車道路面加寬按表列數(shù)值的二分之一采用；四級(jí)公路和山嶺重丘的三級(jí)公路采用第1類加寬值；其余各級(jí)公路采用第3類加寬值。對不經(jīng)常通行集裝箱運(yùn)輸半掛車的公路，可采用第2類加寬值。鐵路曲線隧道的凈空加寬隧道內(nèi)層襯砌或單層襯砌斷面擬定原則擬定原則： 大小夠用為度，形狀受力合理、施工方便

結(jié)構(gòu)形狀： 高拱形受壓結(jié)構(gòu)

最小厚度： 是一個(gè)限制性要求，而不是設(shè)計(jì)值

設(shè)計(jì)厚度： 應(yīng)按其承受后期圍巖壓力的大小來確定

一、支護(hù)的作用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則1、支護(hù)的作用：基于對圍巖“三位一體特性”的認(rèn)識(shí)，隧道工作者進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到：圍巖是工程加固的對象，支護(hù)只是加固的手段；圍巖是隧道結(jié)構(gòu)體系的基本承載部分，支護(hù)是隧道結(jié)構(gòu)體系的輔助承載部分；圍巖是不可替代的天然的結(jié)構(gòu)主體，支護(hù)是可以選擇的人工的結(jié)構(gòu)部分；“支護(hù)”——是用來“幫助”圍巖獲得穩(wěn)定的人工結(jié)構(gòu)。這正是現(xiàn)代隧道圍巖承載理論解決隧道工程問題的思路。學(xué)習(xí)資料4-2隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2