隧道断面设计PPT课件
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隧道工程第三章隧道线路及断面设计(1)
2.3.2 隧道围岩分级的方法
对隧道围岩的分级时，应注意以下几点： ➢首先应考虑选择对围岩稳定性有重大影响的主要因素，如 岩石强度、岩体的完整性、地下水、地应力、结构面产状、 以及他们的组合关系作为分级指标； ➢其次选择测试设备比较简单、人为因素小、科学性较强的 定量指标； ➢在考虑分级指标要有一定的综合性，如复合指标等。
44
秦岭隧道平面位置的方案比选
15.40km
19.40km
F2
F5
F3
F1
F4
西安安康线初测阶段秦岭地段
45
雅西高速——双螺旋隧道
46
47
起初的几条线路，虽然充分地利用了地形，却始终无法避 开安宁河大断裂，工程地质条件并不好。为了减少连续纵坡， 也为了规避不良地质和自然保护区，公路史上首座双螺旋隧道 诞生了。双螺旋隧道最大的妙处就在于，以长度换取高度。 48
什么叫做分水岭？
分水岭是指分隔 相邻两个流域的 山岭或高地，河 水从这里流向两 个相反的方向。 在自然界中，分 水岭较多的是山 岭、高原。
秦岭是长江和黄河的分水岭
长江流域图
什么叫做傍山隧道？
山区道路通常傍山沿河而行，山区河流的特点是河 床狭窄、弯曲，经过常年的河水侵蚀和风化作用， 地势往往变得陡峻。为改善线形、提高车速、缩短 里程、节省时间，常需修建隧道，这种隧道叫做傍 山隧道，或称河谷线隧道。
隧道方案优缺点： ➢ 优点：能使线路平缓顺直，病害少，缩短线路， 节省运输时间，不需用较大的坡度，不需设置太多、 太急的曲线，还能最大限度地减少道路修建对自然 植被的破坏。 ➢ 缺点：造价高、施工进度慢。
一般情况下，采用隧道方案是比较有利的。当线 路遇到地形高程障碍时，应该优先考虑隧道方案。
《断面图课件》课件
03 断面图的解读与分析
断面图的解读
断面图的基本概念
断面图的绘制方法
断面图是通过将物体切割成若干个断 面，并投影到垂直于断面的平面上， 从而获得物体的内部结构信息。
断面图的绘制需要遵循一定的步骤， 包括确定断面位置、绘制断面轮廓、 标注尺寸和符号等。
断面图的分类
根据断面图所表示的物体和投影方向 的不同，可以分为横断面图、纵断面 图和斜断面图等。
不同绘图软件的使用方法
AutoCAD
使用AutoCAD软件可以绘制精确 的二维和三维断面图，需要掌握 基本的绘图、编辑和标注工具。
SketchUp
SketchUp是一款易于学习的三维 建模软件，适合绘制简单的三维断 面图，需要掌握基本的建模、贴图 和渲染工具。
PowerPoint
在PowerPoint中绘制断面图需要掌 握基本的形状、线条和文本工具， 可以方便地创建和编辑断面图。
的含义。
计算机辅助绘制断面图
选择绘图软件
绘制基础形状
添加细节和标注
导出和打印
选择适合的计算机辅助 设计软件，如AutoCAD
、SketchUp等。
使用软件中的工具绘制 断面图的基础形状。
在软件中添加必要的细 节和标注，以清晰地表
达断面图的含义。
将绘制好的断面图导出 为适当的格式，并进行
打印或分享。
机械工程中的断面图应用
总结词
揭示机械部件的内部结构
详细描述
在机械工程领域，断面图常被用于揭示机械部件的内部结构和工作原理。通过断 面图，工程师可以更好地理解机械部件的设计和功能，有助于机械的维护、维修 和改进。
水利工程中的断面图应用
总结词
展示水工结构的内部构造
《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。
第三章隧道线路及断面设计
隧道结构型式比较表
结构型式 双洞最小净距 占地宽度 接线难度 施工难度 工期要求 工程造价 质量控制难易 爆破振动 环境保护 适用条件 独立双洞隧道 (1.0~1.5)B (2.5~7.0)B 较大 较小 t M 较易 基本不控制 山区狭窄地带可 能出现高边坡 各种隧道 2B+3m 较小 较大 2~3t 1.3~1.5M 较难 ＜10cm/s 山区狭窄地带 可降低边坡 短隧道 连拱隧道 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、 中长隧道、或者长大隧 道的局部地段
一、按地形条件选择隧道位置
• 1、隧道方案与其它方案的比较 • 要克服地形条件带来的高程障碍， 要克服地形条件带来的高程障碍，有 三种方案： 三种方案： • 绕行方案 • 路堑方案 • 隧道方案
三种方案做法
• 绕行方案 — 当附近地形开阔，山坡地带宽敞 当附近地形开阔， 时，克服高程障碍比较简易的办法是避开前方 山峰，迂回绕行而过。 山峰，迂回绕行而过。 • 深堑方案 — 当地形比较开阔，有山谷台地可 当地形比较开阔， 资展线时，就可以尽量地把线路展长， 资展线时，就可以尽量地把线路展长，坡度用 足以争取把线路标高抬起到可能的高度。 足以争取把线路标高抬起到可能的高度。然后 把高程尚有不足之处， 把高程尚有不足之处，在山顶部位开凿深路堑 通过。 通过。 • 隧道方案 — 当地形紧迫，山坡陡峭，不具备 当地形紧迫，山坡陡峭， 上述条件时，开凿隧道，穿山而过， 上述条件时，开凿隧道，穿山而过，就成为唯 一可行，而且是比较有利的方案。 一可行，而且是比较有利的方案。
表1 分离式独立双洞间的最小净距
隧道平纵断面设计
所以设计坡度时，注意应不超过限制坡度
i限
如线果的在当平量面坡上度有。曲即线，还需为克服曲线的阻力，隧再减道去工一个程曲
(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
隧道工程
隧道设置曲线示例
隧道工程
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
隧道工程
• 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。
公路隧道的平面线形和纵断面线形 隧道工程
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。
隧道工程
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。
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；
《隧道工程课程设计》幻灯片
3 设计参考图
建筑限界
隧道内轮廓
隧道洞口平面图
隧道洞门结构设计图
隧道开挖方法设计图
开挖方法图〕 设计说明书
2 设计说明书提纲（建议）
第一章 设计资料和任务 第一节 设计资料 第二节 设计任务和要求
第二章 隧道洞门设计 第一节 隧道建筑限界 第二节 隧道内轮廓确定 第三节 隧道进出口位置确定 第四节隧道洞门构造设计
第三章 隧道总体设计 第四章 隧道支护构造及施工方法设计
第一节 支护构造设计 第二节 施工方法
《隧道工程课程设计》幻 灯片
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1 任务、要求及应提交的文件
确定隧道进、出口洞门位置，绘制隧道进、 出口边坡及仰坡开挖线；〔隧道洞口平面图〕
隧道洞门设计；〔洞门立面图和剖面图〕 隧道总体设计；〔隧道纵断面图〕 隧道支护构造和施工方法设计〔支护构造图，
隧道结构设计隧道工程结构构造设计课件(ppt 43页)
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
台阶式拱形明洞门（半路堑式）
台阶式拱形明洞门（偏压式）
2、棚式明洞
当山坡坍方，落石数量较少，山体侧压力不大，或因受地 质、地形条件的限制，难以修建拱形明洞时，可采用棚式明洞
棚式明洞的类型主要取决于外侧边墙的结构形式。通常有 墙式、刚架式，柱式和悬臂式(不修建外墙时)等 ※ 墙式棚洞(墙式棚式明洞)
大拱脚薄边墙衬砌
曲墙式衬砌
3、曲墙式衬砌 ※ 适用范围 ※ 作用 ① 地质条件较差，为抵御底鼓压力，配以仰拱使
衬砌形成环状封闭结构；
② 基础地基较好，可采用无仰拱的曲墙式衬砌。
4、喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
① 要求用光面爆破开挖，使洞室周边平顺光滑， 成型准确，减少超欠挖。适当的时间喷混凝土，即 为喷混凝土衬砌；
环框式洞门
3、隧道洞门构造
⑴ 洞门仰坡坡脚至洞门墙背后的水平距离不小于1.5m，水 沟沟底与衬砌拱顶外缘的高度不应小于1.0 m，洞门墙顶应高 出仰坡脚0.5m以上。
⑵ 洞门墙基基底埋入土质地基的深度不应小于1.0m，嵌入 岩石地基的深度不应小于0.5m ，墙基底埋设的深度应大于墙 边各种沟、槽基础底埋设的深度；
路堑对称型明洞
路堑偏压型明洞
※ 路堑偏压型
适用于两侧山坡高差较大的路堑，高侧边坡有坍塌，落石 或泥石流；低侧边坡明洞墙顶以下部分为挖方，且能满足外侧 边墙嵌入基岩要求的地段
※ 半路堑偏压型
适用于半路堑靠山侧边坡较高，有坍塌、落石或泥石流等 不良地质现象，而外侧地面较为宽敞和稳定，上部填土坡面线 能与地面相交以平衡山侧压力的地段
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
108-演示文稿-隧道位置和洞口位置设计以及隧道平纵断面设计
重点、难点内容
1. 隧道具体位置选择的影响因素有哪些？ 2. 越岭隧道与河谷隧道有何区别？它们在位置的选
择上各采取什么原则？ 3. 地质条件对隧道位置选择有哪些影响？ 4. 隧道洞口位置的选择应遵循哪些原则？确定洞口
位置考虑哪些因素？ 5. 隧道长度的定义。
重点、难点内容
6. 道路隧道平面设计时应考虑哪些问题？ 7. 隧道的纵断面的坡度类型有哪几种？各有什么优
第三章 隧道线路及断面设计
(2) 要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响。
t a
b 侧蚀
第三章 隧道线路及断面设计
(3) 应考虑施工和既有便道设置的位置，应注意边 坡的可能坍塌对洞身稳定的影响。
便道
第三章 隧道线路及断面设计
乐 昌
坪石 南岭煤矿
九峰
坪石
预留水库西岸双绕岐门 跨武水越岭方案
预留 水库 大瑶 山 14.3 公里 长隧 道方 案
第二节 隧道洞口位置的选择
隧道长度为其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶 面标高线交点之间的距离
洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工、造价 、工期和运营安全。选择时要结合洞口的地形，地 质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程（桥 涵、通风设施等）综合考虑。
第三章 隧道线路及断面设计
洞口部分在地质上通常是不稳定的。一般应设在 山体稳定，地质条件好，排水有利的地方。隧道宜 长不宜短，应“早进洞，晚出洞”，尽量避免大挖大 刷，破坏山体稳定。
(8) 当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设 置拉槽开沟的桥梁或涵洞，排泄水流
第三章 隧道线路及断面设计
(9) 长大隧道在洞门附近应考虑施工场地、弃渣场 以及便道等的位置。
总之，隧道洞口位置的选择，应根据地形、地质条 件，考虑边坡、仰坡的稳定，结合洞外有关工程及 施工难易程度，本着“早进晚出”的指导思想，全面 综合地分析确定。
第2章4隧道横断面设计
04
隧道横断面施工方法
开挖方法选择
全断面法
适用于地质条件较好、断面较小 的隧道。采用全断面一次开挖成 型，施工速度快，对围岩扰动小
。
台阶法
适用于地质条件较差、断面较大 的隧道。将断面分成上下两个或 多个台阶进行开挖，有利于控制
变形和保证安全。
分部开挖法
适用于大断面或地质条件复杂的 隧道。将断面分成若干个小断面 进行开挖，减小每次开挖的跨度
施工顺序安排
1 2 3
先墙后拱法
先开挖隧道两侧的边墙部分，再进行拱部开挖。 适用于地质条件较好、断面较小的隧道。
先拱后墙法
先开挖隧道的拱部，再进行边墙部分的开挖。适 用于地质条件较差、需要较早提供顶部支护的情 况。
交替开挖法
将隧道断面分成左右两部分交替进行开挖和支护 。适用于大断面或地质条件复杂的隧道，有利于 控制变形和保证安全。
筋连接。
二次衬砌设计
01
02
03
04
衬砌形式
根据隧道断面形状、地质条件 及施工方法等选择合适的衬砌 形式，如直墙式、曲墙式等。
衬砌厚度
根据围岩压力、结构跨度及施 工方法等因素综合确定。
钢筋配置
根据衬砌厚度及受力要求配置 钢筋，一般采用双层双向布置
。
混凝土等级
衬砌混凝土等级不应低于C30 ，抗渗等级根据防水要求确定
特殊情况处理
小净距隧道
针对小净距隧道的特殊地质条件 和施工要求，采取相应的设计和 施工措施，如加强支护、控制爆
破等。
连拱隧道
连拱隧道需考虑中隔墙的受力性能 和稳定性，采取相应的加固措施。
偏压隧道
针对偏压隧道的特殊地质条件，采 取相应的平衡措施，如设置平衡压 重、加强支护等。
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
隧道工程第3章 隧道线路及断面设计-2
1210 1110
1875
轨面
2250
4000
2250
8500
新建或改建行驶电力机车的单（双）线隧道限界
‹#›
‹#›
4.直线隧道净空
考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间 不同围岩压力下，衬砌结构的合理受力形状 施工方便
120km/h单线铁路隧道衬砌轮廓
‹#›
120km/h双线铁路隧道衬砌轮廓
2 R
l2 8R
l — 车辆转向架中心距，取18m R— 曲线半径，单位m
车辆长度（L=26m） 车辆前后转向架间距（l=18m）
D a/2
车辆中心线 线路中心线
d内 d外
a
曲线半径（R）
则：
d内1
182 8R
100
4050 R
(cm)
‹#›
(2) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移
d内2＝
0.75
8.00
/ 0.25
0.75
7.50
0.25
0.75
9.00
0.25
0.75
7.00
0.25
7.00
0.25
0.75
7.00
0.25
7.00
0.25
7.00/4.50
0.25
9.75
9.25
10.25
9.25
9.25
8.75
9.50
10.5
7.50
8.50
7.50
8.50
7.50
8.50
7.50
H E 150
(cm)
d内2
内2
H — 隧道限界控制点自轨面起的高度，cm
高速铁路隧道净空断面及衬砌支护参数课件
衬砌厚度和支护间距
根据隧道跨度和围岩稳定性，合理确 定衬砌厚度和支护间距，以满足隧道 结构安全和施工要求。
实际运营效果评估
运营速度
评估实际运营速度是否达到设计要求，以及是否存在 安全隐患。
养护维修
分析隧道养护维修的必要性和可行性，以及可能存在 的问题和解决方案。
社会经济效益
评估高速铁路隧道建设对当地经济和社会发展的影响 ，以及其经济效益和社会效益的可持续性。
结构稳定性
在优化隧道净空断面的过程中， 应充分考虑结构稳定性要求，以 确保隧道在使用寿命期内能够承 受各种外部荷载和地质条件的影
响。
PART 03
衬砌支护参数选择
衬砌材料选择
混凝土衬砌
混凝土衬砌具有较高的抗压强度和耐 久性，适用于各种地质条件，是隧道 衬砌的常用材料。
喷射混凝土衬砌
喷射混凝土衬砌具有快速、简便的优 点，适用于围岩稳定性较差的情况， 能够提供及时支护。
PART 05
未来发展方向与展望
新材料与新技术的应用
高性能混凝土
利用高性能混凝土具有高强度、高耐久性和高工作性的特点，提高隧道结构的承 载力和耐久性。
新型防水材料
采用具有优良耐久性、粘结性和防水性的新型防水材料，有效防止隧道渗漏水。
智能化设计与监测
BIM技术应用
利用建筑信息模型（BIM）技术进行 隧道设计和施工，提高设计效率和施 工精度。
智能化监测系统
建立智能化监测系统，实时监测隧道 结构安全和运营状态，为隧道维护和 安全管理提供数据支持。
绿色隧道建设与可持续发展
节能环保设计
在隧道设计中充分考虑节能和环保要求，采用绿色建筑材料和节能技术。
生态恢复措施
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1
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
• 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；
• 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；
• 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。
• 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；
• 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；
• 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；
隧道平纵断面设计 ---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
• 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；
• 在隧道洞口不应采用小半径曲线的引线与隧道衔接。
- 纵断线形
• 一般将隧道纵坡保持在2%以下比较好 ，纵坡大于3%是不可取
的
• 从隧道施工排水和竣工后的排水需要上考虑，隧道内不宜设置平
坡 ，在施工时需要设置不小于0.3%的纵坡
8
隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
引线
• 引线的平面及纵断线形，应当保证有足够的视距和行车安全，尤
求在三倍车辆长度以上。
3
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡道型式
— 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。一般可采用简单的单坡型或不 复杂的人字坡型 。
— 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。人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧 道。
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
• 在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰恰落在缓和曲线上。 • 隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。 • 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
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，一般是要
其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口
• 隧道需要机械通风时，引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧
道，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致
• 隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑过
渡，路肩应在适当的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利
9
隧道设置曲线示例
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
2
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
- 隧道设置曲线时应注意的问题
• 应尽可能采用较短的曲线，或是半径较大的曲线，且将曲线设置在
4
坡道形式
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡度大小
— 设计坡度时，注意应不超过限制坡度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
式中 —
i允i限i曲
(2-1)
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。
- 坡段联接
• 两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大
• 两坡段间的代数差值 不应大于重车方向的限坡值 。
i
i允
7
隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
- 平面线形
• 若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பைடு நூலகம்视距要求。
坡度折减的原因
▪ 列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
▪ 洞内空气阻力增大
5
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值。列于下表可参 照使用。
隧道内线路最大坡度系数
隧道长度 电力牵引 内燃牵引
401～1000
0.95
0.90
1001～ 4000
0.90
0.80
>4000
0.85
0.75
坡度折减区段示意
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隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡段长度
• 从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发，隧道内坡段长度最
好不小于列车的长度
• 考虑到长远的发展，坡段长度最好不小于远期到发线的长度
• 凸形纵断面分坡平段，当隧道位于两端货物列车以接近计算速度通过
时，允许分坡平道长度缩短至200m。坡段长最小为200m。
隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
• 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；
• 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；
• 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。
• 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；
• 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；
• 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；
隧道平纵断面设计 ---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
• 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；
• 在隧道洞口不应采用小半径曲线的引线与隧道衔接。
- 纵断线形
• 一般将隧道纵坡保持在2%以下比较好 ，纵坡大于3%是不可取
的
• 从隧道施工排水和竣工后的排水需要上考虑，隧道内不宜设置平
坡 ，在施工时需要设置不小于0.3%的纵坡
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隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
引线
• 引线的平面及纵断线形，应当保证有足够的视距和行车安全，尤
求在三倍车辆长度以上。
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隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡道型式
— 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。一般可采用简单的单坡型或不 复杂的人字坡型 。
— 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。人字型坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧 道。
隧道洞口附近为宜，使曲线的影响小一些。
• 在曲线两端应设缓和曲线时，最好不使洞口恰恰落在缓和曲线上。 • 隧道内若设置圆曲线，其长度不应短于一节车厢的长度。 • 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
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，一般是要
其在进口一侧，需要在足够的距离外能够识别隧道洞口
• 隧道需要机械通风时，引线的纵坡应使汽车能以均匀速度驶入隧
道，洞口前的引线纵坡与隧道纵坡在必要的距离之内应保持一致
• 隧道内的路肩宽度与一般道路相比要缩小很多，需要进行平滑过
渡，路肩应在适当的距离内收缩，使汽车进出隧道时顺利
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隧道设置曲线示例
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
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隧道平纵断面设计 ---隧道平面设计
- 隧道设置曲线时应注意的问题
• 应尽可能采用较短的曲线，或是半径较大的曲线，且将曲线设置在
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坡道形式
隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡度大小
— 设计坡度时，注意应不超过限制坡度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
式中 —
i允i限i曲
(2-1)
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。
- 坡段联接
• 两个相邻坡段坡度的代数差值不宜太大
• 两坡段间的代数差值 不应大于重车方向的限坡值 。
i
i允
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隧道平纵断面设计
---公路隧道的平面线形和纵断面线形
- 平面线形
• 若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பைடு நூலகம்视距要求。
坡度折减的原因
▪ 列车车轮与钢轨踏面间的粘着系数降低
▪ 洞内空气阻力增大
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隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
— 规范中规定了隧道内线路坡度折减系数m的经验数值。列于下表可参 照使用。
隧道内线路最大坡度系数
隧道长度 电力牵引 内燃牵引
401～1000
0.95
0.90
1001～ 4000
0.90
0.80
>4000
0.85
0.75
坡度折减区段示意
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隧道平纵断面设计 ---隧道纵断面设计
- 坡段长度
• 从行车平稳的要求和照顾施工和养护的方便出发，隧道内坡段长度最
好不小于列车的长度
• 考虑到长远的发展，坡段长度最好不小于远期到发线的长度
• 凸形纵断面分坡平段，当隧道位于两端货物列车以接近计算速度通过
时，允许分坡平道长度缩短至200m。坡段长最小为200m。