2023/3/81第3公路隧道選址及設計的要求和方法

本章的學習要求：（5）了解隧道設計文件的組成要求；（1）掌握公路隧道選址的原則和方法；（2）掌握隧道洞口位置選擇的原則和方法；（3）掌握隧道平面和縱斷面設計的要求；（4）掌握隧道橫面設計的要求和方法；2023/3/833.1隧道選址3.1.1越嶺隧道的選址3.1.2傍山隧道選址3.1.3地質條件與隧道位置選擇3.1.4隧道洞口位置的選擇3.2隧道的幾何設計3.2.1隧道的平面設計3.2.2隧道的縱斷面設計3.2.3隧道的凈空斷面橫斷面設計3.2.4隧道接線3.3襯砌內輪廓線及幾何尺寸的擬定3.4道路隧道勘察設計文件的內容和組成本章主要內容3.1.1

越嶺隧道的選址3.1隧道選址1、公路隧道選址的基本原則：必須與公路總體設計相協調適應(交通量、公路等級等)隧道位置應選擇在穩定的地層中；越嶺隧道應進行較大范圍的方案選擇，進行全面的技術、經濟比較，選擇在地質條件較好的地段穿越；沿河傍山隧道，其位置宜向山側內移，避免一側洞壁過薄產生偏壓；選擇隧道位置時，應注意洞口位置和有關工程的處理，一般宜采取“早進洞，晚出洞”原則。2、隧道方案與自然條件的關系

當地的工程地質與水文地質條件、地形地貌條件、氣象條件，一般而言是隧道方案主要考慮的問題。另外，還有工程的難易程度、經濟、工期要求，甚至還有政治、經濟、軍事與地區發展都有關。根據隧道軸線與地形的關系，主要有：

(1)坡面正交型；

(2)坡面斜交型；

(3)坡面平行型；

(4)尾部進入型；

(5)深入谷地型。較高的埡口較低的埡口山嶺（褶多山）什么叫做埡口？選擇的埡口路線總方向埡口什么叫做埡口？如何選擇埡口？

當線路必須跨越分水嶺時，分水嶺的山脊線上總會有高程較低處，稱之為埡口。

常常有若干個埡口可以通過。通過上述因素的分析比較，選定最為理想的埡口。埡口是選定越嶺隧道線路方案的控制點。什么叫做埡口？(1)越嶺隧道平面位置的選擇

平面位置選擇是指隧道穿越分水嶺的不同高程及不同方向的埡口選擇，著重考慮以下因素：路線總方向上的埡口地質條件隧道長度兩側展線難易程度工程量大小路、橋、隧總體線形①優先考慮在路線線總方向上或其其附近的低埡口口，此時埡口在兩兩側具備有良好好展線的橫坡時時，一般越嶺隧隧道較短。埡口位位置的的選擇擇一般般可利利用小小比例例尺地地形圖圖、航航空照片片、衛衛星照照片等等。根根據線線路的的總方方向和和克服服越嶺高高程的的不同同要求求在較較大范范圍內內選線線，尋尋求可可供越嶺嶺的幾幾個埡埡口位位置的的比選選。比比選時時應考考慮以以下原則則：④工程地地質和和水文文地質質條件件良好好的埡埡口。。③隧道一一般選選在分分水嶺嶺埡口口兩邊邊河谷谷標高高相差差不多多，并并且兩兩邊河河谷平平面位位置接接近處處。②雖遠離離線路路總方方向，，但埡埡口兩兩側有有良好好的展展線條條件，，又不不損失失越嶺嶺高程程的埡埡口。。經隧道道長度度、施施工難難度、、運營營條件件等綜綜合比比選多多個方方案，，最后后確定定最佳佳方案案。秦嶺隧隧道平平面位位置的的方案案比選選20.66km17.28km19.40km19.00km18.4km15.40kmF1F3F4F5F2秦嶺衛衛星遙遙感照照片1沙木拉拉打越越嶺長長隧道道的選擇擇沙木拉拉打越越嶺長長隧道道的選選擇(2)越嶺隧隧道標標高選選擇一般隧隧道標標高越越高，，隧道道長度度越短短，相相應施施工工工期也也短，，但兩兩端展展線長長度增增加，，且線線路拔拔起高高度大大，運運營條條件差差，線線路通通過能能力降降低；；低標高高隧道道則與與之相相反，，施工工難度度增加加，施施工期期較長長。因因此，，在選選擇越越嶺隧隧道標標高時時，考考慮運運營條條件的的改善善和通通過能能力的的提高高，宜宜采用用低標標高方方案，，但必須須進行行地形形、地地質、、施工工、運運營、、經濟濟等多多種因因素綜綜合比比較確確定最最優隧隧道標標高。。不同標標高位位置選選擇穿越婁婁山山山脈分分水嶺嶺的越越嶺隧隧道選選線實實例涼風埡埡方案案越嶺隧隧道長長4270m馬鞍山方案越嶺隧道長2810m雷神坡方案越嶺隧道長3490m涼風埡方案越嶺隧道長4270m涼風埡埡埡口口地形形陡峻峻，山山梁薄薄，分分水嶺嶺兩例例地面面高差差較大大。選選了三三個主主要方方案：：馬鞍山山方案案越嶺嶺隧道道長2810m，洞口口位置置最高高，隧隧道短短，展展線長長，運運營條條件相相對較較差；；雷神坡坡方案案越嶺嶺隧道道長3490m，其高高程較較馬鞍鞍山方方案為為低，，線路路條件件有所所改善善；涼風埡埡方案案越嶺嶺隧道道長4270m，越嶺嶺高程程較前前兩方方案均均低．．線路路順直直，展展線最最短，，但越越嶺隧隧道最最長,運營條條件好好。經比選選后采采用了了越嶺嶺隧道道最長長的涼風埡埡方案案。3.1.2傍山隧隧道的的選址址傍山隧隧道沿河路路線傍山隧隧道選選址需需要考考慮哪哪些問問題？？應根據據地形形地質質，河河流沖沖刷情情況以以及洞洞外的的相關關工程程和運運營條條件等等綜合合考慮慮。道路依依山傍傍水①傍山隧隧道在在埋深深較淺淺的地地段，，一定定要注注意洞身覆覆蓋厚厚度問題。。傍山隧隧道選選址需需要考考慮哪哪些問問題？？山體滑滑坡②考慮河河岸沖沖刷對對山體體和洞身穩穩定的影響響。傍山隧隧道選選址需需要考考慮哪哪些問問題？？河道狹狹窄沖沖刷嚴嚴重！！③考慮既有建建筑物物對洞身身穩定定的影影響。。傍山隧隧道選選址需需要考考慮哪哪些問問題？？PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad已有建建筑影影響④線路沿沿山嘴嘴繞行行應與與直穿山山嘴的的隧道道方案案進行比比較。。傍山隧隧道選選址需需要考考慮哪哪些問問題？？沿河線線截彎彎取直直作隧隧道：：運營條條件差差，橋、、隧、、擋相相連，，工程程復雜雜，施施工干干擾大大；沿河線線常碰碰到河道彎彎曲極大，，山體體凸出出，形形成山山嘴；；線路沿沿河繞繞行，，線路路長而彎彎曲；取直作作長隧隧道，，線路路順直直。沿河線線截彎彎取直直作隧隧道實實例一一關村壩隧道是裁彎取直的典型型例子之一：關村壩隧道方案較較繞行方案線路縮短10.1公里，減少25個彎道和一處車站站，僅有43米長中橋1座和6,107米的隧道1座。線路順直，工工程單一，避開了了不良地質，保證證了運營安全。總總體技術經濟優。。實踐證明，效果果良好。關村壩隧道方案沿河線截彎取直作作隧道實例一20世紀80年代修建的衡－廣廣復線上大瑤山隧隧道(全長14.295km)是河谷地段采用長長隧道方案的一個個范例。衡廣線經過的廣東東北部，有一條武武水河，發源于南南嶺，注入北江再再匯珠江入海，在在叢山峻嶺中繞大大彎，河谷彎多水水急，兩岸山峰陡陡立，全長30余公里。大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作作隧道實例二解放前就建成的京京廣線，是一段典型的靠河河線路，標準極低低，彎道很多，最最小曲線半徑只只有250m，上支下擋，雨季季病害不斷，一直直是制約廣線運輸輸能力的咽喉區。大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作作隧道實例二在20世紀70年代，國家實行改改革開放，急需拓拓寬南北要道，決決定建衡廣復線。。如何改擴建這一一段低標準線段的的問題，成為決策策的首要關鍵。當當時設計提出三個個方案：大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作作隧道實例二大瑤山隧道方案沿河線截彎取直作作隧道實例二這兩種方案的取舍舍在國家有關部門門曾引起激烈爭論論，爭論的焦點是我國國是否具備修建這這樣地質復雜特長長隧道的技術水平平和經濟實力?還要長期保持良好好的運營狀態（當當時我國建成的最最長鐵路隧道為7023m），最后國務院決決定，采用裁彎取取直的大瑤山方案案，歷時數年，建建成了我國第一條條10公里以上的雙線鐵鐵路隧道。修建中中，全面引進了勘勘察、設計新技術術，使我國鐵路隧隧道修建水平。歷歷史性地上了—個臺階；大瑤山隧道方案采用較多、較長的的隧道是今后山區區道路發展的趨勢勢日本的例子3.1.3地質條件與隧道位位置選擇(3)當繞避困難時，應應盡量采取必要的的工程措施。地質條件與隧道位位置的關系(2)盡量避免通過斷層層、崩塌、滑坡、、流砂、溶洞、偏偏壓顯著、地下水水豐富等地質不良良地段；(1)無論是越嶺線路或或沿河傍山線路，，都力求選擇在地地質構造簡單，巖巖性較好的穩固地地層中通過；(一)單斜構造與隧道位位置的選擇(二)褶皺構造與隧道位位置的選擇(三)斷裂構造、接觸帶帶與隧道位置的選選擇(四)不良地質段的隧道道位置選擇3.1.3地質條件與隧道位位置的選擇在單斜構造的地區區，巖層面間，有有的是緊密貼附的的，有的是出現裂裂縫又為一些細碎碎物質所填充。層層間接觸面比之巖巖層實體總是較為為薄弱的，稱之為為軟弱結構面。單斜構造地質必須須事先把巖層的構構造和傾角大小調調查清楚，一定要要盡可能避開軟弱結構面。(一)單斜構造與隧道位位置的選擇1．水平或緩傾角巖巖層當隧道通過堅硬的的厚層巖層時，較較為穩定。若通過過很薄的巖層，則則施工時頂部易產產生掉塊現象，此此時，以不透水的的堅硬巖層作頂板板為最好。單斜構造陡傾角巖層一般有有偏壓和不均勻壓壓力存在．當有軟軟弱夾層伴以有害害節理切割時，易易產生坍方和順層層滑坡．2．陡傾角巖層當隧道中線可能沿沿兩種不同巖性的的巖層走向通過時時，應避免將隧道道置于兩種不同的的巖層軟弱構造(破碎)帶．如圖a(B)所示；而宜將隧道道置于巖性較好的的單一巖層中，如如圖a(A)．單斜構造隧道通過直立巖層層時，其中線宜垂垂直于巖層的走向向穿過，如左下圖圖所示。仍應避開開不同巖層接觸帶帶。當層狀巖層較較薄，并有軟弱夾夾層，伴有微量地地下水活動