31隧道横断面设计

土木与建筑工程学院2015届毕业设计文件设计题目：天台山公路隧道设计专 业：土木工程（岩土）班 级： 11-3 班学生姓名：臧浩然学号：20117181指导教师：刘振平院长： 武鹤黑龙江工程学院土木与建筑工程学院二〇一五年六月目 录图 表 名 称 图 号 备 注设计总说明 I 共2页 上行先平纵缩图 S1-1共5页 下行线平纵缩图 S1-2隧道平面布置图（一） S1-3 隧道平面布置图（二） S1-4隧道平面布置图（三） S1-5隧道上行线纵断面缩图 S2 共1页 隧道上行线纵断面布置图（一） S3-1共3页 隧道上行线纵断面布置图（二） S3-2 隧道上行线纵断面布置图（三） S3-3隧道下行线纵断面缩图 S4 共1页 隧道下行线纵断面布置图（一） S5-1共3页 隧道下行线纵断面布置图（二） S5-2 隧道下行线纵断面布置图（三） S5-3Ⅲ级围岩隧道标准横断面图 S6 共1页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（一） S7-1共2页 Ⅲ级围岩衬砌配筋图（二） S7-2 Ⅲ级围岩支护与衬砌构造图 S8 共1页 Ⅳ、Ⅴ级围岩标准横断面图 S9 共1页 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（一） S10-1 共4页图 表 名 称 图 号 备 注 Ⅳ级围岩衬砌配筋图（二） S10-2 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-3 Ⅴ级围岩衬砌配筋图（一） S10-4 共4页 Ⅳ、Ⅴ级围岩支护与衬砌构造图 S11 共1页 标准横断面图 S12 共1页 紧急停车带横断面和平面图 S13 共1页 人、车横向通道横断面图 S14 共1页 翼墙式洞门立面图 S15 共1页 翼墙式洞门侧面图 S16 共1页 翼墙式洞门平面图 S17 共1页 射流机安装位置图 S18 共1页 射流机平面布置图 S19 共1页 照明灯具安装位置图 S20 共1页 照明灯具平面布置图 S21 共1页 Ⅲ级围岩施工方案图 S22 共1页 Ⅳ级围岩施工方案图 S23 共1页 Ⅴ级围岩施工方案图 S24 共1页设计总说明一、设计依据隧道名称 始终里程桩号 隧道长度 天台山隧道上行线隧道 K95+238～k96+704 1466m下行线隧道 K95+230～k96+688 1458m1、《公路勘测规范》JTG C10-2007；2、《公路隧道施工技术规范》JTG F60-20093、《公路隧道设计规范》 JTG D70-20044、《公路工程技术规范》JTG B01-20035、《公路工程技术标准》TGB01-2014；6、《公路工程抗震设计规范》JTJ004-2008；7、《公路隧道交通与辅助设施施工技术规范》JTG/TF 72-2011；8、《公路隧道交通工程设计规范》JTG/T D71-2004；9、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；10、《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；二、技术要求1、设计技术指标（1） 隧道按规定的远期交通量设计，采用直线型分离式单向行驶两车道隧道（上、下行分离）。

隧道横断面设计的主要内容隧道的横断面设计是隧道工程中必不可少的一环，其设计涉及到隧道的稳定性、安全性、施工难度、经济性等多方面因素。

隧道横断面的设计需要考虑到交通需求、地质情况、施工条件等多种因素，下面我们就来详细了解一下隧道横断面设计的主要内容。

1.隧道横断面形式设计隧道横断面的形式设计是隧道设计的关键环节之一。

在设计中，需要考虑到隧道的通行能力、安全性、舒适性等因素。

通常情况下，隧道横断面的形式设计有两种：单洞式和双洞式。

单洞式隧道横断面适用于交通量较小的区域，主要用于城市道路和乡村道路的建设。

双洞式隧道横断面适用于交通量较大的区域，主要用于高速公路和铁路等交通工程的建设。

2.隧道横断面的几何尺寸设计隧道横断面的几何尺寸设计是指隧道横断面的宽度、高度、半径等尺寸的设计。

隧道横断面的几何尺寸设计直接影响到隧道的通行能力和安全性。

在设计中，需要考虑到车辆的尺寸、车速等因素，同时还要考虑到隧道内部的照明、通风等设施。

在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的几何尺寸。

3.隧道横断面的纵向曲率设计隧道横断面的纵向曲率设计是指隧道内部的纵向变化。

在设计中，需要考虑到隧道内部的地质情况、交通需求等因素。

在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的纵向曲率，以保证隧道内部的安全与稳定。

4.隧道横断面的横向曲率设计隧道横断面的横向曲率设计是指隧道内部的横向变化。

在设计中，需要考虑到隧道内部的地质情况、交通需求等因素。

在设计中，需要根据实际情况，合理确定隧道横断面的横向曲率，以保证隧道内部的安全与稳定。

5.隧道横断面的截面形状设计隧道横断面的截面形状设计是指隧道横断面的形状设计。

在设计中，需要考虑到隧道的通行能力、安全性、舒适性等因素。

通常情况下，隧道横断面的截面形状设计有两种：圆形和方形。

圆形隧道横断面适用于地质条件较好的区域，主要用于城市道路和乡村道路的建设。

方形隧道横断面适用于地质条件较差的区域，主要用于高速公路和铁路等交通工程的建设。

第二章横断面设计2.1 隧道建筑限界的确定2.1.1 隧道建筑限界的定义隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的正常运行于安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。

在设计的时候，应充分研究各种车道与公路之间所处的空间关系，任何部件（包括隧道本身的通风、照明、安全、监控及内部装修等附属设施）均不得侵入隧道限界之内。

隧道建筑限界是决定隧道净空尺寸的依据，对设计、施工、运营来说都很重要，而且隧道是永久性的建筑，一旦建成，就很难改动。

因此，隧道建筑限界的确定，对隧道的设计来说至关重要。

2.1.2 隧道建筑限界的组成及规范规定[1]公路隧道建筑限界由行车道宽度（W），路缘带（S），侧向宽度（L），人行道（R）或检修道（J）等组成。

当设置人行道时，含余宽（C）。

其中检修道的功能如下：1.便于养护人员、司机处理紧急事故，而不影响交通；2.检修道的路缘石可以阻止车辆爬车道，是检修人员的安全界限；3.检修道路缘石可以作为驾驶员的行驶方向线，比车道边线更能吸引驾驶员的注意力，有利于行车安全；4.检修道下部空间可以用来安装管线等附属设施。

检修道或人行道的步高按表2-2-1取值：[1]在建筑限界内不得有任何部件入侵，隧道建筑限界的基本宽度按下表2-1取值，并符合以下规定[1]：1.建筑限界高度，高速公路、一级公路、二级公路取5.0m；三、四级公路取4.5m。

2.当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。

3. 隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。

坡度应根据隧道长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采取1.5%～2.0%。

4.当路面采用单面坡时，建筑限界底边线与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处。

[1]注：1）三车道隧道除增加车道数外，其它宽度同表；增加车道的宽度不得小于3.5m。

2）连拱隧道的左侧可不设检修道或人行道，但应设50cm（120km/h与100km/h时）或25cm（80km/h与60km/h时的余宽）。

1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。

二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。

1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。

隧道中部地势较高。

隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。

由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。

隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。

主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。

1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。

由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。

东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。

全年分早季和雨季。

夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。

隧道横断面设计的主要内容隧道横断面设计的主要内容隧道是一种长期存在的交通设施，其安全性和舒适性直接影响着人们的生命财产安全和出行体验。

而隧道横断面设计则是隧道工程中至关重要的一环，它不仅关系到车辆行驶的安全和顺畅，还涉及到排水、通风、照明等方面。

本文将从以下几个方面介绍隧道横断面设计的主要内容。

一、基本原则在进行隧道横断面设计时，需要遵循以下基本原则：1.按照规划要求进行设计，保证符合国家标准和技术规范。

2.考虑交通流量、车速等因素，确保车辆能够顺畅通过。

3.注意排水系统的设置，避免水淹。

4.考虑通风系统和照明系统的设置，确保空气流通和照明充足。

5.根据地质条件进行合理选择隧道形式，并考虑地震力等自然因素。

6.根据实际情况进行经济评估，并选择经济合理的设计方案。

二、基本参数在进行隧道横断面设计时，需要确定以下基本参数：1.隧道宽度：隧道宽度应根据车辆流量、车速和车型等因素进行确定。

一般来说，城市内的隧道宽度要比高速公路上的隧道宽度大。

2.净高：净高是指从路面到顶部的距离，也称为洞顶高。

净高应根据车辆类型、行驶方向和地质条件等因素进行确定。

3.路面坡度：路面坡度是指路面横向倾斜的程度。

对于长隧道而言，路面坡度应尽量小，以免对车辆行驶造成影响。

4.侧石块：侧石块是指设置在路肩两侧的石头或混凝土构件。

侧石块的作用是保护路肩，并防止车辆偏离道路。

5.排水系统：排水系统包括排水沟、泵站等设施，其作用是将雨水和地下水排出隧道内部。

6.通风系统：通风系统包括进风口、出风口、风机等设施，其作用是保证空气流通和新鲜空气的供应。

7.照明系统：照明系统包括灯具、电缆等设施，其作用是提供充足的照明，确保车辆行驶的安全。

三、设计要点在进行隧道横断面设计时，需要注意以下要点：1.考虑隧道的使用功能和地理环境，选择合适的隧道形式。

2.根据车辆类型、行驶方向和地质条件等因素确定净高、宽度和路面坡度等基本参数。

3.设置合理的侧石块和路肩，保护车辆和行人。

隧道横断面设计一、铁路隧道横断面设计（一）直线隧道净空隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，根据隧道建筑限界确定。

隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。

1.机车车辆限界机车车辆限界指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

该限界要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。

“机车车辆限界”能满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上的最大需要。

2.基本建筑限界基本建筑限界指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。

3.隧道建筑限界（1）常速铁路隧道建筑限界。

它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线，即在“基本建筑限界”的基础上，留出少许空间，用于安装通信信号、照明、电力等设备。

对于速度120 km/h的新建和改建的内燃机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-1A”和“隧限-1B”，如图2-17所示。

新建和改建的电力机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-2A”和“隧限-2B”，如图2-18所示。

图2-17 蒸汽及内燃牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）图2-18 电力牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）（2）高速铁路隧道建筑限界。

我国高速铁路隧道建筑限界分为200 km/h客货共线、200 km/h及以上客运专线、200 km/h客货共线双层集装箱运输三种，如图2-19～图2-21所示。

图2-19 200 km/h客货共线电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界（单位：mm）图2-20 200 km/h及以上客运专线铁路建筑接近限界（单位：mm）图2-21 200 km/h客货共线电力牵引铁路双层集装箱运输隧道建筑限界（单位：mm）4.直线隧道净空（1）常速铁路隧道净空。

“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，它除了满足限界要求外，还考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间，还考虑了在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。

桥梁隧道施工中的横断面设计与施工方法随着城市化进程的加快和交通网络的不断完善，桥梁和隧道的建设变得越来越重要。

在桥梁和隧道的施工过程中，横断面设计和施工方法是至关重要的环节。

本文将探讨桥梁隧道施工中的横断面设计与施工方法，以期为相关领域的从业人员提供一定的参考。

一、设计横断面的目的和原则在桥梁隧道的设计过程中，横断面的设计是十分重要的环节。

设计横断面的主要目的是为了满足工程的使用要求和施工的技术要求。

设计横断面的原则包括：满足使用要求、保证安全可靠、便于施工和维护，以及经济合理等。

设计横断面时还需要考虑交通组织、排水、通风、照明等因素，以保证工程的正常运行和使用。

二、桥梁横断面设计与施工方法桥梁的横断面设计和施工方法是桥梁工程中的重要内容。

在桥梁的设计过程中，需要考虑桥梁的负荷、变形和抗震等因素。

根据实际情况，选择合适的横断面形式，如矩形横断面、T形横断面、Y形横断面等。

在桥梁的施工过程中，需要采取适当的工艺和方法，如预制构件的浇筑、拼装和安装等。

三、隧道横断面设计与施工方法隧道的横断面设计和施工方法也是隧道工程中不可或缺的一环。

在隧道的设计过程中，需要考虑隧道的通行要求、地质条件和光照等因素。

根据实际情况，选择合适的横断面形式，如圆形横断面、矩形横断面、马蹄形横断面等。

在隧道的施工过程中，需要采取适当的工艺和方法，如先进的掘进技术和合理的支护措施。

四、横断面设计中的材料选择在桥梁和隧道的横断面设计中，材料的选择是至关重要的。

对于桥梁来说，需要选择合适的钢材、混凝土等材料，以满足结构的强度和稳定性要求。

对于隧道来说，需要选择合适的岩石、土壤等材料，以满足地质条件的要求。

在材料选择的过程中，还需要考虑材料的耐久性、施工性能和经济性等因素。

五、横断面设计中的施工工艺在桥梁隧道的横断面设计中，施工工艺是十分重要的一环。

不同的施工工艺可以影响工程的质量、进度和安全等方面。

在桥梁的施工过程中，需要采取适当的浇筑、拼装和安装工艺，以确保结构的完整性和稳定性。

一、概述公路隧道是现代交通基础设施的重要组成部分，而隧道的建筑限界横断面是设计与建设中的重要参数。

其基本宽度的确定，关系到隧道的通行安全与流畅性。

本文将对三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度进行探讨。

二、建筑限界横断面组成1.车道部分隧道建筑限界横断面中的车道部分是隧道中最基本的部分，其设计需考虑车辆通行的安全与顺畅。

一般情况下，三车道公路隧道的建筑限界横断面中，车道部分包括三条车道，每条车道的宽度通常为3.5米，这样可以保证车辆的正常通行。

2.辅助设施部分除车道部分外，建筑限界横断面还应包括辅助设施部分，如紧急停车带、安全疏散通道等。

紧急停车带一般宽度为2.5米，用于发生紧急情况时车辆停车和临时通行；安全疏散通道的宽度一般为1.5米，用于紧急情况下人员疏散通行。

3.边幅部分隧道建筑限界横断面还需要考虑边幅部分，用于设置排水系统、照明设施等。

边幅部分的宽度一般根据实际需求进行设计，确保其功能的正常发挥。

三、基本宽度的确定1.车道部分宽度三车道公路隧道的车道部分宽度确定是关键的一步。

一般情况下，根据国家标准和相关规定，每条车道的最小宽度为3.5米，而考虑到交通安全与通行顺畅，建议将每条车道的宽度适当增加至3.75米，以保证车辆的正常通行与超车。

2.辅助设施部分宽度紧急停车带和安全疏散通道的宽度也是必须认真考虑的。

紧急停车带的宽度一般为2.5米，能够满足因突发情况而需停车的车辆；安全疏散通道的宽度适当设置为1.5米，保证人员在紧急情况下的快速疏散。

3.边幅部分宽度边幅部分的宽度应根据隧道的实际情况和需求进行设计，在符合交通建设的相关规定要求下，确定边幅部分的宽度。

四、结论三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度的确定，是保证隧道通行安全与顺畅的重要步骤。

在明确车道部分、辅助设施部分和边幅部分的宽度后，隧道的设计与建设能够更好地满足交通运输的需求，为社会发展做出更大的贡献。

五、流量预测与通行能力考虑在确定三车道公路隧道建筑限界横断面组成及基本宽度时，还需考虑到隧道的流量预测和通行能力。

盾构隧道设计基本概念（1）盾构隧道设计基本概念1盾构管⽚的⼏何设计1.1隧道线形的选择—平纵断⾯的拟合隧道的中线是由直线及曲线组成。

设计常常采⽤楔形衬砌环（见图1-1），来实现盾构隧道在曲线上偏转及纠偏，楔形衬砌环最⼤宽度与最⼩宽度之差称为楔形量。

⼀般来说，楔形量的确定具有经验性，应考虑管⽚种类、环宽、直径、曲线半径、曲线区间楔形管⽚环使⽤⽐例、管⽚制作的⽅便性、盾尾操作空隙因素综合确定；管⽚楔形量还必须为施⼯留出适当的余裕。

如下图所⽰，阴影部分是管⽚的平⾯投影图，圆弧是隧道设计中⼼线，圆弧中⼼点O1是隧道的转弯半径所在的中⼼点，O2是理论上能拼出的最⼩转弯半径时的圆⼼，则O2P＜O1P。

a）普通环b）单侧楔形环c）两侧楔形环图1-1 楔形衬砌环（β-楔形⾓、△-楔形量）图1-2 楔形量与转弯半径⽰意图⽇本曾统计管⽚外径与楔形量的相关关系，如下图所⽰。

图1-3 楔形量的施⼯统计《盾构⼯程⽤标准管⽚（1990年）》规定管⽚环外径与楔形量的关系如表1-1所⽰。

表1-1 楔形量与管⽚环外径的关系⽬前，多采⽤楔形衬砌环与直线衬砌环的组合、左右楔形衬砌环以及通⽤型管⽚。

1.1.1标准环+楔形环管⽚拼装时，根据隧道线路的不同，直线段采⽤标准环管⽚，曲线段采⽤楔形管⽚（左转弯环、右转弯环）⽤于隧道的转弯和纠偏。

楔形环的楔形⾓由标准管⽚的宽度、外径和施⼯曲线的半径⽽定。

采⽤这类管⽚时，⾄少需三种管⽚模具，即标准环管模、左转弯环管模和右转弯环管模。

a）直线段b）曲线段图1-4 标准环+楔形环拟合线路通常，以短折线拟合曲线，在设计时常以2标准环+1楔形环来拟合；不得以（极端困难）时，以1标准环+1楔形环来拟合。

⼀般地，短折线偏离圆曲线或缓和曲线量不宜⼤于5mm，也有⼈提出控制在10mm。

这就意味着环宽与直径如何匹配是设计需要进⼀步考虑的问题。

①楔形量确定⽅法可采⽤下式计算：式中R——隧道中⼼曲线半径（mm）；——楔形量（mm）；m——楔形环数；n——普通环数；B T——楔形环的最⼤宽度（mm）；B——普通环的宽度（mm）；D0——管⽚外径（mm）。

公路隧道设计规范（JTG D70-2004）1 总则 (1)2 主要术语与符号 (2)3 隧道调查及围岩分级 (5)4 总体设计 (11)5 建筑材料 (17)6 荷载 (22)7 洞口及洞门 (25)8 衬砌结构设计 (27)9 结构计算 (33)10 防水与排水 (40)11 小净距及连拱隧道 (42)12 辅助通道 (44)13 辅助工程措施 (48)14 特殊地质地段 (51)15 隧道内路基与路面 (54)16 机电及其它设施…………………………………………………………………６８附录A围岩分级有关规定 (60)附录B隧道标准内轮廓 (63)附录C型钢特性参数表 (65)附录D释放荷载的计算方法 (69)附录E浅埋隧道荷载的计算方法 (71)附录F偏压隧道衬砌荷载的计算方法 (74)附录G明洞设计荷载的计算方法 (75)附录H洞门土压力荷载的计算方法 (77)附录I荷载结构法 (78)附录J地层结构法 (80)附录K钢筋混凝土受弯和受压构件配筋量计算方法 (88)附录L本规范用词说明 (94)在编制过程中，编制组对全国已建和在建的公路隧道进行了较广泛的调查研究，搜集并分析了大量设计文件、工程报告、营运管理报告，就有关专题进行了研究，并听取了全国有关设计院和专家的意见。

考虑到我国公路隧道技术起步较晚，其经验和基础性工作不足，因此在我国经验的基础上又采用或借鉴了国外公路隧道的成功经验和先进技术。

本次修订中，充分考虑了与其它相关标准、规范的协调性，并保持一致。

同时，在全面修订的原则下，尽量按原《规范》的风格编排撰写。

本次修订的重点为调查、围岩分类、总体设计、锚喷支护与衬砌、洞口段工程、结构计算、特殊构造设计、特殊地质地段设计等，并增加了三车道隧道、连拱隧道和小净距隧道等内容。

关于强制性条款《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）中第1.0.3、1.0.5、1.0.6、1.0.7、3.1.1、3.1.3、7.1.2、8.1.2、10.1.1、15.1.1、15.1.2、16.1.1条为强制性条款，必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。