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《隧道平纵断面设计》PPT课件

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《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计_OK

《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计_OK

35°
40°
● ZK1 ● 40°
ZK2
1060 1055 1050
隧道轴线 40°
ZK3
●44°
沟
●
1070 1055
● 1050
●
1060 1065
● ●
湾 桥
●●
1095 1085 1090
●
420° 021/8/30
2'
1'
1080 1070
1085 1080 1070
26
第三章 隧道线路及断面设计
A
B
2021/8/30
27
第三章 隧道线路及断面设计
(5)溶洞地区 选择隧道位置时，应尽可能避开。如无法避开时，
应探明溶洞的规模、性质和与隧道的位置关系， 采取相应的设计，施工措施。
(6)瓦斯地区 选择隧道位置时，最好能避开。
(7)地下水 选择隧道位置时，最好不从富水区中经过。
(5)选择隧道位置时，应注意洞口位置和有关工程的 处理，一般宜采取“早进洞，晚出洞”原则。
一、越岭线上隧道位置的选择
当交通路线需要从一个水系过渡到另一个水系时， 必须跨越高程很大的分水岭，这段线路称之为越岭 线。
越岭隧道的位置:选择垭口
确定隧道高程
2021/8/30
9
第三章 隧道线路及断面设计
1.选择垭口
●
●
1105 1100
1095
1070 1055 1050
1065
● ● ●
1
豆
45°
1050
S1l
渣
1045
30°
●
1040
湾
● ● ● ●
● ● ●

《纵断面设计》课件

《纵断面设计》课件
调整高度：根据桥梁高度和地形调整高度
调整结构：根据桥梁类型和材料调整结构
调整材料：根据桥梁类型和施工条件调整 材料
调整施工方法：根据桥梁类型和现场条件 调整施工方法
PART SIX
案例名称：北京地 铁10号线
设计特点：采用纵 断面设计，提高乘 客舒适度
设计难点：如何平 衡乘客舒适度与运 营效率
设计成果：成功解 决了设计难点，提 高了乘客满意度和 运营效率
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPTBiblioteka CONTENTSPART ONE
PART TWO
纵断面设计是道路、 铁路、管道等线性 工程的重要组成部 分
纵断面设计是指在 平面图上表示出沿 线地形、地貌、地 质等特征
纵断面设计需要考 虑沿线的地形、地 貌、地质、水文等 因素
挡土墙：用于支撑和保护边坡，防止滑 坡和坍塌
排水设施：用于排除地表水和地下水， 防止积水和侵蚀
挡土墙类型：包括重力式、悬臂式、扶 壁式等
排水设施类型：包括排水沟、排水管、 排水井等
挡土墙和排水设施的设计原则：安全、 经济、美观、环保
挡土墙和排水设施的施工要点：材料选 择、施工工艺、质量控制等
PART FOUR
确定设计高程的目的：保证道路、桥梁、隧道等设施的安全性和稳定性 设计高程的确定方法：根据地形、地质、水文等条件进行计算和选择 设计高程的确定原则：满足交通需求，保证行车安全，保护环境 设计高程的确定步骤：收集资料、分析计算、选择方案、确定高程
确定纵坡：根据道路等级、设计速度、地形地貌等因素确定纵坡 确定竖曲线：根据道路等级、设计速度、地形地貌等因素确定竖曲线 设计纵断面：根据纵坡和竖曲线设计纵断面 优化纵断面：根据交通量、地形地貌等因素优化纵断面

04 隧道平纵断面设计

04 隧道平纵断面设计

而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更
符合实际情况。
山岭隧道
23
二 隧道纵断面设计
山岭隧道
24
隧道纵断面设计
隧道纵断面是中心线展直后在垂直面上的 投影。纵断面设计主要包括隧道内线路的坡道 形式、坡度大小和折减、坡段长度和坡段间的
衔接等内容。
山岭隧道
25
隧道纵断面设计
（一）铁路隧道
坡段也不宜太短，坡段长度最好不小于列车的长度， 考虑到长远的发展，最好不小于远期到发线的长度
山岭隧道
31
隧道纵断面设计
（一，两个相邻坡段坡度的代数差值
不宜太大，否则会引起车辆之间仰俯不一，车钩受 到扭力，容易发生断钩。两个相邻坡段坡度的代数 差应有一定限制。 从安全的观点出发，两坡段间的代数差值不应 大于重车方向的限坡值。
山岭隧道
40
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
1）常速铁路隧道
新建和改建的电
力牵引的单线、双 线隧道限界图
山岭隧道
41
铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
2）高速铁路隧道
200 km/h 及以上客 运专线铁 路建筑接 近限界基 本尺寸及 轮廓
200 km/h客货共线电力牵引 铁路KH-200桥隧建筑限界
（一）直线隧道净空 4、直线隧道净空
山岭隧道
37
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。
隧道净空根据“隧道建筑限界”确定，“隧道建筑 限界”根据“基本建筑限界”制定，“基本建筑限 界”根据“机车车辆限界”制定。 “限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内

隧道工程课件ppt实用资料

隧道工程课件ppt实用资料

作业:
1、隧道位于曲线上的缺点? 2、隧道采用单坡型和人字型坡的优、缺点? 3、隧道内坡度折减的原因。
1、单坡型:用于线路的紧坡地段或是展线的地区。
i下允坡:制动设时计间中下长允,燃许坡油采失用:制效的,发最动生大溜坡时车度事‰间故 长,燃油失效,发生溜车事故
太短:变坡点多而密,列车行驶不平稳
优i限点：⑴水按自照然线水流路向等沟洞级外规难,定不的以影限响制布施最工大置；坡度,沟‰ 槽太深,增加维修工作量
第三节 隧道平、纵断面设计
学习要点：
●了解隧道平面设计和纵断面设计中的要点 ●比较明线限制坡度和隧道内限制坡度，以及理
解隧道坡度折减原因
一、隧道平面设计
㈠隧道位于曲线上的缺点:
1、建筑限界加宽,增大开挖土石方量,增加衬砌圬工量； 2、断面变化,支护和衬砌尺寸不一致,技术复杂； 3、空气阻力加大,抵消部分机车牵引力； 4、通风条件变坏； 5、钢轨磨损增大,养护工作量增加； 6、施工测量困难,精度降低。
2、人字坡型:用于长隧道,尤其是越岭隧道。
优点：⑴水自然流向洞外,不影响施工；
⑵运输效率高。
缺点：通风较困难。
㈡坡度大小:
明线限制坡度: i允= i限- i曲
隧道内限制坡度: i允= mi限- i曲
i允
设计中允许采用的最大坡度‰
i限
按照线路等级规定的限制最大坡度‰
i曲
曲线阻力折算的坡度当量‰
m 隧道内线路的坡度折减系数(与隧道长度有关
㈡平面设计要点:
1、垭口两侧地势开阔,曲线放在洞口外；否则,两端暂开直的照准 导坑,待全隧道的导坑开通后,两端按原设计的曲线调整过来
2、采用较短的曲线(半径较大的曲线),设缓和曲线在洞外一适当 距离外(圆曲线的长度也不应短于一节车厢的长度)

隧道工程4-1-1 隧道平纵横断面设计

隧道工程4-1-1 隧道平纵横断面设计

2. 单、双线铁路隧道的选定
选取的原则 （1） 隧道长度小于10km，采用单洞双 线，可利用施工期间的辅助坑道作为防灾 救援的紧急通道。 （2） 隧道长度10~20km，应结合隧道 两端引线、车站布点等相关工程进行系统 的经济技术比选，也可结合防灾救援及养 护维修考虑，采用双线隧道加贯通平导的 方案进行比较。
第9页
1.隧道平面设计要求
高铁曲线半径的要求
设计速度 推荐曲线半径 最小曲线半径 最大曲线半径
200
4500～7000 3500（2800）
10000 （12000）
300
350
第10页
12000 5500～8000 4500（4000） （14000） 8000～10000 7000（5500） 12000 （14000）
第6页

1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （7）由于曲线关系，洞内进行施工测量 时，操作变得复杂，精度也有所降低。 从节省工程投资、减少施工难度、简化 洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取 较好的通风条件、改善维修养护人员的工 作环境以及提高行车速度等方面来看，直 线隧道都优于曲线隧道。
第7页
1.隧道平面设计要求
第4页
1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （1） 曲线上的隧道，由于列车倾斜和 平移，隧道建筑限界需要加宽，增加了工 程量； （2） 不同曲率曲线上的隧道建筑限界 加宽不同，施工较为复杂； （3）在曲线隧洞内，空气阻力大，机车 牵引力的损失大，降低了运营效率；
第5页
1.隧道平面设计要求
曲线隧道的缺点： （4）列车在曲线上行驶，产生了离心力， 再加上洞内空气潮湿，使得钢轨磨损加速， 从而使洞内的养护工作量增大； （5）曲线隧道洞身弯曲，通风条件变坏， 有害气体不易排出； （6） 曲线隧道增加了维护作业量和难 度；

隧道线路及断面设计及识读—隧道纵断面设计(隧道施工课件)

隧道线路及断面设计及识读—隧道纵断面设计(隧道施工课件)
1.要求与铁路隧道大同小异 执行《公路工程技术标准》，并考虑隧道特点
2.两个关系：曲线半径与视距的关系 超高与隧道断面关系
明暗变化 3.半径不宜小于不设超高的最小曲线半径，并符合视距要求
4.根据停车视距换算不加宽的最小曲线半径。
5.洞口应采用大半径曲线的引线与隧道衔接。
进隧道由明到暗
6.设置曲线有利于司机的“亮适应”。
出隧道由暗到明
隧道平纵断面设计
主要内容
1隧道平面设计
曲线上隧道缺点
曲线隧道设计要点
公路隧道平面线形设计要点
2隧道纵断面设计
坡道形式 坡度大小 坡段长度 坡段间的衔接
设计要素
公路隧道纵断面线形
公路隧道引线的平、纵断面线形
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
一、纵断面设计要素
1.坡道形式 两种：人字坡和单面坡
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
二、公路隧道纵断面线形
坡度以不妨碍排水的缓坡为宜 变坡点设足够的竖曲线 一般纵坡：
2%以下 ，大于3%不可取，规范：一般取3%。 在施工时需要设置不小于0.3%的纵坡（排水）
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计
三、公路隧道引线的平、纵断面线形
应当保证有足够的视距和行车安全，尤其在进口一侧，需要在
(3)明线曲线Βιβλιοθήκη 量坡度i允= i限- i曲
？克服曲线阻力
i允－设计中允许采用的最大坡度 i限－按照线路等级规定的限制最大坡度 i曲－曲线阻力折算的坡度折减量
(4)隧道内坡度折减(>400m)
i允=m i限- i曲
（1）湿度大，轮轨粘着系数低 （2）隧道内空气阻力增大
隧道平纵断面设计 - -2隧道纵断面设计

《隧道断面设计》课件

《隧道断面设计》课件

隧道排水系统设计
排水沟设计
设置排水沟，将隧道内的水引至 集水井，再通过水泵排出洞外。
排水方式
根据隧道长度、地形、地质等因 素选择合适的排水方式，如集中
排水、分散排水等。
防水层设计
在隧道衬砌内侧设置防水层，防 止渗水对隧道结构造成影响。
隧道支护结构设计
支护方式
根据围岩条件、施工方法等因素 选择合适的支护方式，如锚杆支 护、喷射混凝土支护等。
采取额外的加固措施。
椭圆形隧道
03
椭圆形隧道结合了圆形和矩形隧道的优点，具有较好的结构稳
定性和施工便利性。
隧道断面的尺寸
净空尺寸
根据设计速度和车辆限界确定，包括车道宽度、 侧向宽度和净高。
衬砌厚度
根据隧道围岩类别、荷载情况和防水要求等因素 确定。
排水设施
设计合理的排水系统，确保隧道内不积水，提高 行车安全性。
环保性原则
隧道断面设计应注重环境保护，尽可能减少对周边生态环 境的破坏和污染，采取有效的环保措施和技术手段，实现 绿色设计和可持续发展。
PART 02
隧道断面的几何设计
隧道断面的形状
圆形隧道
01
圆形隧道具有较高的结构稳定性，能够承受较大的侧压力，但
施工难度较大，成本较高。
矩形隧道
02
矩形隧道结构简单，施工方便，但结构稳定性相对较差，需要
隧道断面设计对运营费用的影响
隧道断面设计应充分考虑运营通风、照明、排水等需求，以降低运营费用。
隧道断面设计的施工性分析
施工难度与隧道断面的关系
隧道断面设计应考虑施工难度，尽量减小断面尺寸，提高施工效率。
施工方法与隧道断面的关系
隧道断面设计应结合施工方法，如盾构法、矿山法等，以提高施工安全性。

第3章第三节隧道平纵断面设计

第3章第三节隧道平纵断面设计

位于车站上的隧道，应采取必要的工程措施确保 排水畅通。
当隧道洞口位于滨河可能被洪水淹没地带、水库 回水影响范围或受山洪威胁地段，其路肩高程应高 出设计水位加波浪侵袭高度和壅水高度至少0.5m。
Ⅰ、Ⅱ级铁路设计水位的洪水频率标准为1/100； 当观测洪水(包括调查可靠的有重现可能的历史洪 水)高于上述设计洪水频率标准时，则应按观测洪 水设计；当观测洪水的频率超过1/300时，Ⅰ、Ⅱ 级铁路应按1/300洪水频率设计。
两个相邻坡段坡度的代数差值 i 不宜太大
两坡段间的代数差值 i不应大于重车方向的
坡值 i允 。
旅客列车设计行车速度小于 160km/h 的铁路，相临坡 度差大于3‰时，应以圆形竖曲线连接，竖曲线的半径 应采用10 000m。
旅客列车设计行车速度为160km/h 的铁路段，应以圆曲 线型竖曲线连接，竖曲线的半径应采用15 000m，竖曲 线不应与平面圆曲线重叠设置，困难条件下，竖曲线可 与半径不小于2 500m的圆曲线重叠设置；特殊困难条件 下，经技术经济比选，竖曲线可与半径不小于1 600m的 圆曲线重叠设置。
公路隧道的平面线形和纵断面线形
平面线形
隧道的平面线形原则上采用直线，避免设置曲线。
在某些情况下必须设置曲线时，其曲线半径不宜小于 不设超高的平面曲线半径，并应符合视距要求。
在隧道洞口不应采用小半径曲线的引线与隧道衔接。
这里有两个问题应当引起注意：一是小半径 曲线，二是超高。如果设置小半径曲线，会 产生视距问题，为确保视距，势必要加宽隧 道断面。设置超高时，车辆倾斜，也会导致 隧道断面的加宽。隧道断面加宽，一方面要 增加工程费用，另一方面使施工变得困难。 加宽后的断面宽度不统一，以及不同断面之 间的相互过渡都给隧道施工带来困难。由于 隧道内一般是禁止超车的，只能采用停车视 距，设计时根据停车视距可以换算出设置曲 线时的不加宽最小平曲线半径。

《隧道平纵断面设计》课件

《隧道平纵断面设计》课件
对于较长或较为复杂的隧道，通风问题需要考虑。在纵断面设计中 ，应合理布置送风口和排风口的位置。
04
隧道平纵断面设计的优化
隧道平纵断面设计的优化目标
提高行车安全
通过优化平纵断面设计，降低交通事故风险 ，提高行车安全性。
降低建设成本
通过合理的平纵断面设计，减少工程量，降 低建设成本和运营维护成本。
提高通行效率
01
02
03
隧道进出口位置
选择合理的进出口位置， 确保隧道与周围环境的协 调性。
隧道轴线走向
根据地质勘察资料和线路 走向，确定合理的隧道轴 线走向。
隧道洞门设计
洞门设计需考虑洞口景观 、地形地貌以及洞口位置 等因素。
隧道平面设计的方法和步骤
初步设计
根据地质勘察资料和线路 要求，初步确定隧道进出 口位置和轴线走向。
根据优化算法的反馈，不断调整平纵 断面的参数，以达到最优设计。
实例验证
通过实际工程案例，验证优化方法的 可行性和有效性。
隧道平纵断面设计的优化实例
某高速公路隧道
通过优化平纵断面设计，提高了行车 安全和通行效率，减少了交通事故和 交通拥堵。
某城市地铁隧道
在满足功能需求的前提下，优化平纵 断面设计，保护了环境和景观，降低 了建设成本。
用。
隧道平纵断面设计的原则和标准
隧道平纵断面设计应遵循安全 、经济、环保和可持续发展的 原则。
在设计过程中，需要综合考虑 地质条件、环境因素、交通需 求以及建设成本等因素。
此外，还需要遵循国家和行业 的相关标准，如公路工程技术 标准、铁路隧道设计规范等。
02
隧道平面的设计
隧道平面设计的基本要素
竖曲线半径是影响隧道纵断面设计的 重要参数，它决定了隧道内部的视觉 效果和行车舒适度。

《隧道断面设计》课件

《隧道断面设计》课件
《隧道断面设计》PPT课 件
本PPT课件《隧道断面设计》旨在介绍隧道断面设计的基本原理和方法，帮 助大家理解隧道的结构和特点，以及设计过程中需要考虑的参数和原则。
1. 简介
1 定义隧道断面设计
隧道断面设计是指根据隧道工程的需求和地质条件，确定隧道的横截面形状、尺寸和布 置的过程。
2 隧道断面设计的作用
通过实际隧道工程的断面设计案例，展示设计方法和原则的应用。
7. 结论与展望
1 隧道断面设计的发展趋势
随着科技进步和工程经验的积累，隧道断面设计将越来越趋于精细化和智能化。
2 未来研究方向
隧道断面设计的未来研究方向包括优化设计方法、降低施工成本、提高隧道使用效果等。
8. 参考文献
1. "隧道工程设计手册"， 中国建筑出版社
隧道断面设计对于保证隧道安全、合理利用土地资源、提高交通运输效率等方面起着重 要作用。
2. 参数分析
1 隧道断面设计中的参数
隧道断面设计中需要考虑的参数包括隧道高 度、宽度、净宽、地下水位等。
2 不同类型隧道所需参数区别
不同类型隧道的断面设计需要考虑的参数有 所区别，例如公路隧道和铁路隧道对于净宽 度和高度的要求有差异。
3. 基本原则
1 隧道断面设计的基本原则
隧道断面设计应遵循通行能力、安全性、经 济性、施工可行性等基本原则。
2 实例分析
通过实际案例分析，展示隧道断面设计的基 本原则在实际工程中的应用。
4. 断面类型
不同类型隧道断面
常见的隧道断面类型包括圆形、矩形、马蹄形、三拱形等。
各类型断面的特点和适用场景
不同类型断面具有不同的结构特点和适用场景，需根据具体情况选择合适的断面类型。

隧道平纵断面设计

隧道平纵断面设计
山岭隧道
15
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度大于20 km时，从防灾救援方面考虑，一 般采用双洞单线隧道方案，如已竣工通车的兰武二线乌 鞘岭隧道(长20 050 m)和石太客运专线太行山隧道(长27 839 m)等。
山岭隧道
16
隧道平面设计
（二）公路隧道
山岭隧道
21
隧道平面设计
（二）公路隧道
因此，在受洞口地形限制，围岩条件 较好时，也可以选用大断面的连拱式单洞 隧道。目前，在公路隧道中出现了不少大 断面的连拱隧道形式。
山岭隧道
22
隧道平面设计
（二）公路隧道
在桥隧相连、隧道相连、地形条件限制等特殊 地段，也可以采取小净距隧道或连拱隧道形式。当 然，也可在洞身段采取较大间距，形成独立双洞， 而在洞口段渐变过渡成小净距或连拱形式，使其更 符合实际情况。
根据地质、地形、路线的走向、通风等因 素确定隧道的平、曲线线形。设为曲线时，不 宜采用设超高的平曲线，并不应采用设加宽的 平曲线。
山岭隧道
17
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道不设超高的圆曲线最小半径符合以下规定：
山岭隧道
18
隧道平面设计
（二）公路隧道 隧道的行车视距与会车视距符合以下规定：
山岭隧道
故在确定隧道方案时，应结合线路的隧道分布和 隧道两端引线等相关工程的具体情况，综合考虑。
山岭隧道
13
隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
选定的原则： 当隧道长度小于10 km时，一般采用单洞双线方 案，可利用施工时的辅助坑道作为防灾救援和人 员疏散的紧急出口，如郑西客运专线函谷关隧道 (长7 851 m)、秦东隧道(长7 684 m)等。

《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计

《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计
和通风的需求。
纵断面设计还需要考虑隧道进 出口的处理方式，以及隧道内 交通标高、排水沟等附属设施
的设置。
断面尺寸的确定
01
断面尺寸的确定需要考虑车辆的尺寸、车道数量、安全距离等 因素。
02
设计需要满足车辆行驶的安全性和舒适性要求，同时也要考虑
隧道的施工难度和工程造价。
断面尺寸的确定还需要考虑隧道进出口的处理方式，以及隧道
排水设计
排水沟设置
在隧道衬砌结构底部设置排水沟，将隧道内的积水引入排 水沟，并排出隧道外。排水沟应定期清理，保持畅通。
排水孔设置
在隧道围岩中设置排水孔，将围岩中的水分引出，降低隧 道内的湿度。排水孔应定期进行疏通，防止堵塞。
集水井设置
在隧道内设置集水井，将隧道内的积水引入集水井，再通 过水泵将积水排出隧道外。集水井应定期清理，保持水泵 正常运行。
优化控制策略
根据实际需要，采用智能控制技术，实现设备 的自动调节和控制，避免能源浪费。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加强维护管理
定期对设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态，延长使用寿命， 降低能耗。
06
隧道断面的监控与报警系统设计
监控系统设计
实时监测
通过安装摄像头和传感器，实时监测隧 道内的交通情况、车辆行驶速度、车辆
流量等数据。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析，生 成各种报表和图像，以便管理人员了
解隧道内的实时状况。
数据采集
收集隧道内的环境参数，如空气质量 、温度、湿度等，以及隧道结构的状 态信息。
数据传输
将采集到的数据通过有线或无线方式 传输到中心服务器，以便远程监控和 管理。
报警系统设计
报警阈值设定

《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计

《隧道工程》课件第3讲 隧道线路及断面设计

地质构造和岩石应力状况对线路选择
纵向和横向渐变
4
有重要影响。
通过设计横向和纵向的渐变，保证隧 道的安全和舒适性。
隧道断面设计
断面形式
在考虑隧道使用功能的前提下，确定合适的 断面形式。
基础设计
考虑隧道的支护和基础，确定合理的断面尺 寸和形式。
断面尺寸
根据车辆通行、施工条件等要素，确定合理 的断面尺寸。
智能照明系统的应用
智能照明系统的应用可以最大 程度地利用隧道自然光线，提 高节能效果。
智能通风系统的应用
智能通风系统的应用可以根据 实时数据调节隧道内部环境， 保证车辆和乘客的舒适性。
隧道安全管理
安全管理制度
建立健全的安全管理制度， 规范隧道施工、运行和维 护活动。
应急预案
制定并及时更新隧道应急 预案，确保在突发事件中 快速有效地响应和处置。
平替段的设计可以减小渗漏和水压。
3 隧道进口出口的曲线设计
曲线半径的选择对于增加进口进出口的灵活性和保证通行安全有重要影响。
隧道平面布置
设计原则
充分考虑交通安全、造价、 舒适性等因素，优化平面布 置。
节点设计
合理设置节点可以优化路线， 减少盘山隧道的数量。
交叉口设计
考虑人流、车流量，设计合 理交叉口，保证交通畅通。
隧道施工困难
1
基础难度大
受到地质条件的影响，隧道基础的施工往往比其他地面施工更为困难。
2
开挖难度大
隧道的开挖不仅需要克服地质因素的阻碍，还受到隧道尺寸、施工技术等多种因 素的影响。
3
支护难度大
隧道的支护工作存在诸多技术难度，需要采用合理且有效的技术手段。
隧道自动化

隧道工程课件第二章隧道平纵断面设计

隧道工程课件第二章隧道平纵断面设计

排水设计
结构耐久性
隧道排水设计应合理组织排水系统，防止 积水、渗漏等问题的发生，保障隧道结构 安全和运营顺畅。
隧道结构设计应考虑长期运营的需求，采 取相应的耐久性措施，确保隧道在使用年 限内的安全性和稳定性。
02
隧道平面设计
平面设计原则
安全性原则
隧道平面设计应首先考虑安全性，确 保隧道结构稳定、行车安全和人员安 全。
案例二
某山区高速公路隧道设计，重点考虑 了隧道线形与地质条件的适应性、横 断面布置形式以及排水设计等方面， 以确保行车安全、顺畅和环保。
03
隧道纵断面设计
纵断面设计原则
安全性原则
纵断面设计应确保隧道结构安全，避免出现 安全隐患。
经济性原则
在满足安全性的前提下，应尽量降低建设成 本和运营成本。
环保性原则
经济性原则
在满足安全性和功能需求的前提下， 应尽量降低工程造价和运营成本，提 高经济效益。
环保性原则
隧道平面设计应尽量减少对周边环境 的破坏和污染，合理利用资源，保护 生态环境。
协调性原则
隧道平面设计应与周边环境相协调， 保持景观的连续性和整体性。
平面设计要素
隧道宽度
根据设计时速和交通量，合理确定隧道宽度，确 保行车安全和顺畅。
联合设计要素
01
隧道长度与坡度
根据地质勘察资料、施工难度和 线路走向等因素确定隧道长度和
坡度。
03
隧道线形设计
根据平曲线和竖曲线半径、超高 、加宽等参数进行线形设计，确
保行车安全和舒适性。
02
隧道宽度与净高
根据行车需求、交通量和设计速 度等因素确定隧道宽度和净高。
04
排水设计

隧道线路及断面设计PPT课件

隧道线路及断面设计PPT课件

•
隧道位置与线路互为相关：
• （1）一般中、短隧道，原则上服从线路走向，但可根据 具体地质、地形等作小幅调整；
• （2）长大隧道，工程规模大、投资高、工期长、技术上 也有一定困难、属于重点控制工程，线路服从于隧道最优 方案。
•
隧道具体位置的选择与当地的工程地质条件、水文地
质条件、地形地貌条件、工程难易程度、投资数额、工期
• 两座平行隧道在施工时，由于爆破，存在 相互影响，故采用常规钻爆作业时，应保证最 小安全距离，或设计为连拱隧道，或小净距隧 道，或者混合型（如分岔式隧道、或者小净距 隧道+分离式独立双洞隧道的长大隧道）。
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表1 分离式独立双洞间的最小净距
围岩类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 净距(m) 1.0B 1.5B 2.0B 2.5B 3.5B 4.0B
短隧道
小净距隧道
3m~1.5B 2B+(3m~1.5B)
较小 中等 1~1.5t 1.1M 中等 ＜10~20cm/s
山区狭窄地带可降低边坡
短隧道或围岩条件较好的 中长隧道、或者长大隧 道的局部地段20
2、地形条件对隧道位置的影响
• 就地形条件而言，山岭隧道可分为越岭隧道 和河谷傍山隧道两大类。
• 1）、越岭隧道 • 当交通路线需要从一个水系过渡到另一个水
系时，必须跨越高程很大的分水岭，这段线 路称之为越岭线。选择越岭隧道的位置主要 以选择垭口和确定隧道高程两大因素为依据。
21
1．选择垭口
• 当线路跨越分水岭时，分水 岭的山脊上总会有高程低处， 称之为垭口。
16
连拱隧道
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京承高速公路塔沟双连拱隧道
18
连拱隧道、小净距隧道
• 连拱隧道： • 接线困难时出现的一种特殊结构形式。特点

隧道平纵断面设计

隧道平纵断面设计

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隧道平面设计
（二）公路隧道
高速公路、一级公路的隧道应设计为上、下行 分离的独立双洞。分离式独立双洞的最小净距，按 对两洞结构彼此不产生有害影响的原则，结合隧道 平面线形、围岩地质条件、断面形状和尺寸、施工 方法等因素确定 。
山岭隧道
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隧道平面设计
（二）公路隧道
分离式双洞有利于运营通风与防灾，有利于隧道 施工。但双洞断面积比单洞断面积大，洞口展线长， 则洞外地形狭窄地段将会产生大量人工边坡、桥隧相 连的情况，会导致工程费和养护费增加，而且线形很 差，对连续中、短隧道（亦称隧道群）的情况，这样 做就非常困难。
山岭隧道
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隧道平面设计
（一）铁路隧道
常速铁路单、双线隧道的选定：
新建双线或增建第二线时： 其他有条件的长隧道，考虑到运营期间一旦发生 事故，能有效防灾、救援且尽量控制损失，则选 用两座单线隧道，相互间设置联络通道的方案应 是最佳决策。
山岭隧道
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隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
高速铁路一般设计为双线： 从地质条件看，在软弱破碎围岩地段，考虑施工 难度和风险，宜选用跨度较小的双洞单线隧道方 案，当地质条件好时，可选用单洞双线隧道方案。
山岭隧道
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隧道平面设计
（一）铁路隧道
高速铁路单、双线隧道的选定：
高速铁路一般设计为双线： 从施工方法看，当采用TBM或盾构施工时，考 虑施工风险，采用直径较小的双洞单线隧道方案 较为稳妥，施工风险相对较小。
山岭隧道
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铁路隧道横断面设计
（一）直线隧道净空 3、隧道建筑限界
1）常速铁路隧道
新建和改建的电 力牵引的单线、双 线隧道限界图

A2-1认识：隧道的空间形态(平面、纵断面、横断面).

A2-1认识：隧道的空间形态(平面、纵断面、横断面).
A2-1认识：隧道的空间形态 （平面、纵断面、横断面）
知识目标
认识：隧道建筑物的空间形态、结构类型、结构组成和构造特征（包括隧道 平面、纵断面、横断面，初期支护、内层衬砌）
认读：头回答50%，书面回答）：
1、单层衬砌——，2、复合衬砌——，3、拼装衬砌——； 4、初期支护（内层衬砌）——，5、后期支护（内层衬砌）——； 6、锚喷支护——，7、超前支护——，8、地层改良——； 9、锚杆——，10、喷射混凝土——，11、钢拱架——。 12、隧道支护结构有哪几种类型？其力学意义有何区别？ 13、隧道洞门有哪几种结构类型？ 14、隧道附属设施有哪几种？隧道附属设施的标高设计要求？
2、穿过稳定山体 ——避开不良地质条件
隧道的空间形态（平纵横） ：
平面——曲、直？ 纵断面——坡、平？ 横断面——大、小、形状？
隧道的空间位置（洞身洞口） ：
与地形、地质的关系？ 洞身——鞍部、山峰？ 洞口——沟心、山脊？
请观看施工录像 请完成基本练习
PPT课件002，本学习资料
教学资源 隧道设计图：01马尾井隧道、03谭家坝隧道、07梅子潭隧道
09土地坡隧道、13斑竹林隧道、15双连拱隧道
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方法建议
旋转木马、搭档拼图、扩展小组、关键词标注、
传话筒、引导文、三明治、交换答案等
学时建议
4
隧道在线路上的作用：
1、穿越分水岭 ——截弯取直线路，缩短线路长度 ——降低线路拔起高度，减缓线路坡度
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隧道设置曲线示例
隧道内的线路宜设置为直线，当因地 形、地质等条件限制必须设计为曲线时， 宜采用较大的曲线半径，慎用最小曲线 半径，并宜将曲线设在洞口附近。隧道 内不宜设置反向曲线。
- 隧道设置曲线时应注意的问题
• 应尽可能采用较短的曲线或半径较大的曲线，且将曲线设置在
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
• 例如，当线路绕行于山嘴时，为了避免直穿隧道
太长，或是为了便于开辟辅助性的施工横洞，有 时也会有意识地设置与地形等高线相接近的曲线 隧道。
• 对于越岭线上的隧道，线路常常是沿着垭口的 一侧山谷转入山体后，又沿顺垭口的另一侧山 谷转出。可以使隧道较长的中段放在直线上， 但由于地形原因，隧道两端为了转向都要落在 曲线上，这种情况是常见的。此时，如果垭口 两侧沟谷地势开阔，则可将曲线放在洞口以外。 如果地势条件必须把曲线引进隧道，那么，施 工时先按主体的直线隧道开挖，两端暂开直的 照准导坑，以补救曲线所形成的缺点，待全隧 道的导坑开通后，再把两端按原设计的曲线调 整过来，如图所示。
是要求在三倍车辆长度以上。
第二节 隧道纵断面设计
• 坡道形式 • 坡度大小 • 坡段长度 • 坡段联结
坡道形式
隧道处于地层之内，除了地质有变化时以外，线路的坡型本来不受什么限制，用不 着采用复杂多变的型式Hale Waihona Puke 一般可采用简单的单坡型或人字坡型 。
坡道形式
单坡特点
• 单坡多用于线路的紧坡地段或是展线的地区， 因为单坡可以争取高程，拔起或降落一定的高度。
人字坡特点
• 人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧道。地下水发育的长隧道宜采用人字 坡。
• 因为越岭无需争取高程，而垭口两端都是沟谷地带，同是向下的人字型披道， 正好符合地形条件。人字坡的优点是施工时，水自然流向洞外，排水措施相应 地简化；而且重车下坡，空车上坡，运输效率高。它的缺点是列车通过时排出 的有害气体聚集在两坡间的顶峰处，尽管用机械通风，有时也排除不干净．长 时积累，浓度渐渐增大，使列车司乘人员以及洞内维修人员的健康受到影响。
缺点2：在不同曲率曲线上的隧道建筑限界加宽不同，隧 道的断面是变化的，因而施工时，支护和衬砌的尺寸均 不一致，技术上较为复杂；
缺点3： 列车运行在曲线隧洞内，空气阻力比直线隧道大， 机车牵引力的损失大，降低了运营效率，甚至可能造成 溜车事故；
缺点4： 列车在曲线上行驶，产生了离心力，再加上洞内 空气潮湿，使得钢轨磨损加速，从而使洞内的养护工作 量增大；
• 此外，单坡隧道两洞口的高程差较大，由此而 产生的气压差和热位差也大，能促进洞内的自然 通风。单坡道的优点还有施工及测量上都比较方 便。它的缺点是在施工阶段，下坡进洞的一端， 出于上部的水自然地流向下部开挖工作面，使开 挖工作受到干扰，不但需要随时抽水外排，而且 影响到电爆破的绝缘质量；此外，运碴时，空车 下坡重车上坡，运输效率低。
• 在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰落在缓和曲线上。
• 隧道内若设圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度（26m）。 • 在一座隧道内最好不设一个以上的曲线，尤其是不宜设置反向曲
线(S)或复合曲线。如果列车同时跨在两个曲线上，行驶很不稳当。
• 当必须设置两条曲线时，两曲线间应有足够长的夹直线，一般
i限
如果在平面上有曲线，还需为克服曲线的阻力，再减去一个曲线 的当量坡度。即
•
(2-1)
•
i允 i限 i曲
明线坡度要求!!!
• 式中 i允—— 设计中允许采用的最大坡度；
•
i限—— 按照线路等级规定的限制最大坡度；
•
i曲—— 曲线阻力折算的坡度折减量。
•
• 坡度折减的原因
•
（1）列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低；
缺点5：曲线隧道洞身弯曲，洞壁对气流的阻力加大，使通风条件变坏，有害气体不易 排出；
缺点6：运营中为了保证隧道建筑限界的要求和正常的行车条件，需要经常检查线路平 面和水平，曲线隧道也较直线隧道增加了维护作业量和难度；
缺点7：由于曲线关系，洞内进行施工测量时，操作变得复杂，精度也有所降低。
• 由此可见，从节省工程投资、减少施工难度、简 化洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取较好 的通风条件、改善维修养护人员和乘务员的工作 环境及看视条件以及提高行车速度等方面来看， 直线隧道都优于曲线隧道，因此隧道内的线路应 该设计为直线，这在一般情况下是容易做到的。 但是，由于受到某些地形的限制或是地质的原因， 有时也不得不采用曲线。
•
（2） 洞内空气阻力增大。
•
此为明线坡度要求!!!
隧道内线路的最大允许坡度
i允 mi限 i曲
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值,如下表。
• 附加的技术要求可以从平面设计和纵断面设 计两个方面来阐述。
第一节 隧道平面设计
直线隧道的优点 线路顺直，列车可以快速通过，走行的距离也较短，有利于列车多拉快
跑，提高线路的运营效率。 在隧道内，线路就更应设计成直线 。
曲线隧道的缺点
缺点1：曲线上的隧道，由于列车倾斜和平移，隧道建筑 限界需要加宽，坑道的尺寸相应加大，不但增大了开挖 土石数量，而且增加了衬砌的圬工量；
第二章 隧道平纵断面设计
•
铁路隧道平面设计：隧道曲线设计
• 1.附加技术要求
•
坡道形式
•
铁路隧道纵断面设计 坡度大小
•
坡段长度
•
坡段联结
•
平面线形
• 2.公路隧道的平面和纵断面线形 纵断面线形
•
引线
• 隧道内的线路是整条线路中的一个区段。隧道 设计时，首先要满足线路明线所规定的各种技 术指标。由于隧道的施工、运营养护及改建等 工作条件均比明线差，所以，在设计隧道内的 线路时，除了遵照线路明线所规定的技术指标 以外，还要附加上为适应隧道内工作条件的一 些技术要求。
i限
坡度大小
对于线路来说，考虑到运营效率，应具有良好的行车条件，线路的坡度以平坡 为最好。但是，天然地形是起伏不定的，为了能适应天然地形的形状以减少工程 数量，需要随着地形的变化设置与之相适应的线路坡度。但坡度不能太大，若坡 度超过了线路最大允许的限制坡度，机车的牵引能力达不到，不是列车爬不上去， 就是必须减轻列车的牵引重量。所以设计坡度时，注意应不超过限制坡度