1、隧 道 概 念（提 綱）1、鐵路隧道概況2、隧道勘測3、隧道圍巖分級與圍巖壓力4、隧道選線及洞口位置選擇5、隧道襯砌及附屬構筑物6、洞內軌道7、隧道輔助坑道8、隧道防、排水9、隧道通風、照明10、高速鐵路隧道的特點11、隧道施工與新奧法概念12、隧道技術的發展隧 道 概 念（提 綱）1、鐵路隧道概況 1888年l911年 滿清時期 修建隧道238座，總長42.46km。最長的是東省鐵路（滿洲里綏芬河）的興安嶺隧道3077m 獅球嶺隧道長261m 八達嶺隧道長1091m（209） 1911年l949年 民國時期 修建隧道427座，總長113.88km。 最長的是濱綏線的杜草隧道 長3840m。

2、1949年2003年 共和國時期 修建隧道6213座，總長3510.68km。 最長雙線隧道 大瑤山隧道14.295km， 最長單線隧道 秦 嶺隧道18.460km。2、隧道勘測 隧道工程勘測時，應根據不同設計階段的任務、目的和要求，針對隧道工程的特點，確定應搜集勘測資料的內容和范圍，并進行調查、測繪、勘探和試驗，做到搜集資料齊全、準確、滿足設計要求。2.1隧道工程測繪 地形（含輔助工）、縱斷面、橫斷面、洞口控制點、水準點。 測繪資料需反映隧道所在地區的工程地質、水文地質、水文、周圍建筑及人居狀況。2.2隧道工程調查（1）自然概況 地形、地貌（2）工程地質 地層、巖性、構造（長、特隧道大面積測

3、繪）（3）水文地質 類型、水位、水量、水質、滲透系數、突水？（4）不良地質 崩塌、巖堆、錯落體、滑坡、巖溶、泥石流、采空區、地溫、有害氣體、瓦斯、放射性危害等（5） 氣象資料 氣溫、氣壓、風向、風速、雨量、雪量、凍結深度（6）施工條件 砂石料、水、電供應、交通條件、施工及棄碴場地、對噪聲、振動、拆遷、地表下沉、補償等政策法令 設計階段的地質調查，根據隧道長短、地質復雜程度采用 測繪、遙感、物探、鉆孔、試坑等方法進行。 施工階段的調查宜采用開挖工作面直接觀察或利用超前鉆孔、導坑、物探等方法進行。隧道勘測應詳細調查隧道所在地區的自然、人文活動和社會環境狀況，評價隧道工程對環境可能造成的影響。3、隧

4、道圍巖分級與圍巖壓力3.1隧道圍巖分級級別 主要地質特征 完整性 開挖后穩定狀況 彈性波速級 極硬巖 R60MPa 巨塊狀 無坍塌、可能巖爆 4.5構造影響輕微、 整體結構節理不發育、無軟弱面級 硬質巖 R30MPa 大塊狀 長期曝露 有小坍塌 3.54.5 構造影響較重 結 構節理較發育、偶夾軟巖級 硬質巖構造嚴重節理發育 碎塊石狀 側壁穩定 2.54.0 軟質巖構造、節理較發育 大塊狀 拱部無支護可有小坍塌級 硬巖構造嚴重節理很發育 壓碎結構 無支護有較大坍塌 1.53.0 軟巖構造嚴重節理發育 碎塊鑲嵌 側墻有時失穩 土：具壓密或成巖作用土 大 塊 QlQ2老黃土 壓 密 鈣鐵質膠結碎卵

5、石土 巨塊整體級 軟巖 極破碎巖 碎石松散 易坍塌、可大坍塌 1.02.0 堅硬、硬塑粘性土 松軟結構 淺埋易下沉坍塌 稍密稍濕以上碎石土 松散結構級 巖體 構造嚴重斷層帶 粘土蠕動松軟 極易坍塌變形 11.5 土體 軟塑粘土飽和砂 砂土潮濕松散 涌砂 淺埋易塌通天3.2圍巖壓力采用破損階段法計算深埋隧道襯砌時，圍巖按松散壓力考慮，其垂直及水平勻布壓力可按下式計算：垂直壓力 qh 荷載高度 h0.452S1寬度系數 1i（B5）側 壓 力 eq4、隧道選線及洞口位置選擇4.1基本原則（1）長、特（復雜）隧道應在大面積地質測繪的基礎上確定線路走向、越嶺高程、展線方案，綜合工期、施工方案、運營條件

6、進行全面技術經濟比選確定。（2）隧道選線應避免通過地質極為復雜和溶洞、暗河、采空區。（3）沿河、傍山線路宜靠山內移，避免偏壓、河流沖刷、水庫坍岸的影響，一般宜優先采用長隧道方案。（4）隧道洞口不應設在地質不良、排水困難、地勢狹窄、溝谷低洼或懸崖陡壁處，并應 “早進、晚出”。“早進、晚出”4.2隧道凈距、淺埋與偏壓（1）兩相鄰單線隧道的最小凈距（m） 圍巖級別 最小凈距 （1.52）B （22.5）B （2.53）B （35）B 5B（2）淺埋隧道覆蓋厚度（m）圍巖級別 單線隧道 57 1014 1825 雙線隧道 810 1520 3035（3）偏壓隧道覆蓋厚度（m） 與地質和地形橫有關圍巖級

7、別 石 土 單線隧道 45 5.510 1018雙線隧道 7 1011 1318 2030大瑤山隧道-隧道線路平面方案 大瑤山隧道位于京廣復線坪石至樂昌間的武水峽谷，屬裁彎取直型長隧道。鐵四院第一勘測設計總隊于1978年1月開始勘測，對峽谷地區50km2范圍內進行了勘測調查，研究比較了四個主要平面方案。預留水庫方案：白面石跨武水方案 線路長 33.9 08km 隧道長14.30km園螺角跨武水方案 線路長38.570 km 隧道長14.66 km不預留水庫方案：武水西岸雙繞方案 線路長45.492 km 無特長隧道四跨武水雙繞方案 線路長45.834 km 無特長隧道隧道線路方案比選主要考慮以

8、下四個因素：1）新線施工對既有線的影響程度2）能否保留對武水水力資源的開發利用3）線路長度及相應的運營費用4）對新線電氣化的要求及增加的費用經綜合比較，長隧道方案較繞行方案投資增加約5000萬元，但長隧道方案施工對既有線的影響最小；能保留武水水電資源，相當于一座年發電15萬千瓦的發電廠，每年可節約煤炭約50萬噸，每年節省煤炭運費約910萬元；與繞行方案比線路長度可縮短約12km，10年可節省運費約1700萬元；雖然長隧道需要提前10年實現電氣化，早花1.0億元，但綜合比較還是合算，因此采用長隧道方案。5、隧道襯砌及附屬構筑物5.1隧道襯砌分類（1）整體襯砌 傳統模注襯砌（2）噴錨襯砌 地下水不

9、發育、級圍巖、短隧道（3）復合襯砌 噴錨初期支護防水層二次模注襯砌（4）明洞結構 拱形明洞、棚洞、懸臂棚洞、立交明洞5.2隧道襯砌設計的若干規定（1）隧道應采用曲墻式襯砌，級圍巖應采用鋼筋砼襯砌。（2）單線級以上、雙線級及以上地段襯砌應設置仰拱。（3）電力牽引的隧道，應根據需要設置接觸網補償下錨襯砌段。（4）位于曲線地段的隧道斷面應加寬。5.3附屬構筑物（1）避車洞 大避車洞300420m一個（4.02.52.8） 小避車洞 60m一個（2.01.02.2）（2）電纜槽 強、弱電應分槽（彎曲半徑 弱電l.2m，強電630d），大于500m隧道應在大洞中設余長電纜腔（間距420600m）。（3）

10、無人增音站、信號繼電器箱洞、無線電通信電臺箱洞（4）變壓器洞、接觸網絕緣梯車洞（5）相鄰雙孔隧道間的行人、行車橫洞（6）其他報警、消防應急設施及救援通道（160km/h）6、洞內軌道 內外標準一致 1000m耐磨 無碴優先 一級碎石道碴7、隧道輔助坑道 輔助坑道應根據隧道長度、工期、地形、地質、水文、通風、排水、棄碴、防災救援、疏散等需要、經技術經濟比較確定，并應符合環境保護的根據要求。7.1平行（橫洞）導坑（1）瓦斯隧道和長隧道應優先采用平行導坑。（2）將來有可能擴建為第二線隧道時，除考慮合理的線間距外，地質不良地段的平導結構宜結合二線隧道作永久襯砌。7.2斜井（1）井口應高出l/100水位

11、50cm。（2）斜井傾角 串車井 不大于250（提升方式）箕斗井 不大于350皮帶井 不大于1507.3豎井 應設在隧道中線的一側，凈距1520m。8、隧道防排水8.1總體原則 “防排截堵、因地制宜、綜合治理”。8.2主要標準級鐵路、級電化、車站隧道襯砌及孔眼不滲水 級非電化鐵路隧道 襯砌不漏水，孔眼不滲水8.3主要手段 砼自防水，抗滲等級不低于P8。 襯砌厚度不小于30cm，裂縫0.2mm，保護層50mm 復合襯砌設夾層防水板和排水盲管。 做好變形縫、施工縫防水。注漿加固堵水。（900）9、隧道通風、照明9.1單線隧道通風的規定 （1）內燃機牽引的隧道長度在2km以上，宜設機械通風。（2）電

12、力機牽引的隧道長度在8km以上，宜設機械通風。（3）可根據隧道長短、行車密度、自然通風情況具體分析掌握。9.2雙線隧道通風的規定 內燃機車牽引的雙線隧道，當隧長L（km）密度N（對/d）100時，不應設機械通風。9.3通風方式 風道式通風：洞口風道式、斜井式、豎井式（軸流機） 無風道通風：射流風機縱向通風 組合式通風：射流風機、軸流風機組合9.4隧道照明（1）1000m以上直線、500m以上曲線隧道應設置照明設備。（2）燈具應防潮、減震、防腐、防爆（瓦斯），不妨礙信號了望。10、高速鐵路隧道的特點（200250km/h）（1）建筑接近限界 寬度不變，高度為7.25m（原6.55m）（2）必須考

13、慮空氣動力學效應對行車和舒適度及環境的影響。（3）隧道凈橫斷面積 時速200km，單線50m2，雙線80m2。 時速250km，單線58m2，雙線90m2。（4）曲線上的隧道斷面可不加寬。（5）設有安全空間、救援通道和工程技術作業空間。（6）不采用噴錨襯砌。（7）隧道內設各種設備洞室，但不設避車洞。（8）當洞口有建筑物或特殊環境要求時，可考慮設緩沖結構。（9）特長、長隧道宜與運營通風相結合，考慮設置防災通風。（10）長度大于100m隧道應設固定照明，大于500m設應急照明。（11）特長、長隧道應設緊急出口，大于1000m者有條件時宜設。11、隧道施工與新奧法概念11.1隧道開挖支護工法 （1）

14、全斷面法 單線 、 雙線 、（2）下導坑全斷面法 單線 、 雙線 、（3）臺階法 單線 、 雙線 （4）弧形開挖留核心土法 單線 、 雙線 、（5）雙側壁導坑法 單線 、 雙線 、（6）中洞法 聯拱隧道（7）中隔壁法 單、雙、三線、淺埋 （8）交叉中隔壁法 雙、三線、淺埋 、 11.2 新奧法的基本理念 傳統理念認為圍巖是山體壓力之源，襯砌是承受山體壓力的唯一結構物。新奧法認為圍巖是整個支護體系中最重要的組成部分。因此，應有效地控制圍巖變形，盡量保持圍巖的強度，以充分發揮圍巖的自承能力，通過監控量測和信息分析，指導隧道工程的設計和施工。 要糾正以下錯誤概念：不是一種簡單的方法，而是一種設計施工

15、的新理念。噴錨支護不等于是新奧法，噴錨支護是保護圍巖的手段。施工監測是新奧法的重要組成，沒有監測不能算新奧法。11.3 新奧法原理要點NATM是建立在科學實踐的基礎上的，為大量工程實踐證明是正確的、有效的新的隧道工程理念。要點如下：在隧道的整個支護體系中，最重要的是圍巖本身。開挖時盡可能減輕對圍巖的擾動和破壞，及時施作防護層，封閉節理裂隙，防止圍巖松動和坍塌，盡量使圍巖處于三維應力狀態。允許圍巖有一定的變形，以利發揮圍巖強度。但又必須嚴格控制變形，以免過度變形降低圍巖承載力。初期支護要及時，以抑制圍巖的早期變形，圍巖穩定后再作二次襯砌。初期支護要具有柔性，能與圍巖緊密接觸，共同變形和共同承載。

16、隧道斷面要園順，避免應力集中，并且盡早閉合成環。施工監測必不可少，是確定支護參數、施工工藝和變更設計指導施工的依據。（監測）水是地下工程最大的危害，要有有效的防排水措施。11.4 復合襯砌 1980年大瑤山隧道首次全面地、成功地在長隧道中采用新奧法和復合襯砌。 復合襯砌組成 初期支護 防水層 二次襯砌 初期支護 噴砼 鋼筋網 格柵鋼架（鋼拱架） 防 水 層 無紡布 防水板 盲管（溝） 止水帶 二次襯砌 砼襯砌 鋼筋砼襯砌12、隧道技術的發展12.1 隧道工程分類 按功能分 交通隧道、水工隧道、軍事坑道 按區域分 山嶺隧道、地下鐵道、水底隧道 按工法分 礦山法隧道、盾構隧道、沉管隧道12.2技術發展過程人挖、肩扛階段 1930年以前人力、半機械化階段 3070年代半機械化、機械化階段 80年代至今多年來，在我國鐵路隧道工程技術一直處于領先的地位。但是20世紀80年代以來，公路隧道發展迅速，水工隧道更是異軍突起。魯布革、萬家寨等水利樞紐早已采用了隧道掘進機。地下鐵道領域已廣泛采用單園盾構，甚至雙園盾構。展望未來，隧道工程將會有更加輝煌的明天。向著大型機械化邁進 鉆爆法施工的從鉆眼、裝藥、裝碴、運輸、噴混凝土、襯砌全部實現機械化、系列化，并且根