隧道工程勘测设计PPT课件
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《隧道工程》精品课件第四章 隧道的总体设计
隧道工程
2. 越岭隧道标高选择
在选择越岭隧道标高时，考虑运营条件的改善和通过能力的提高，宜 采用低标高方案，但必须进行地形、地质、施工、运营、经济技术等多种 因素综合比较来确定最优隧道标高。
三、傍山隧道选址
1.傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度问题。为保持山体 稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠。 2.河岸存在冲刷现象或河道窄，水流急，冲刷力强的地段，要考虑河岸冲刷 对山体和洞身稳定的影响，隧道位置宜往山体内侧靠一些，有可能时最好设 在稳定的岩层中，如图4.1-2 所示。
隧道工程
公路隧道横断面示意图(单位：m)
隧道工程
由于地质条件的关系，隧道宽度过大则不经济，施工上也增加难度， 因此高速公路、一级公路一般应设计为上下行分离的两座独立隧道。两相 邻隧道最小净距视围岩类别、断面尺寸、施土方法、爆破震动影响等因素 确定，一般情况可按下表的规定选用。
围岩级别
I
最小净距 1.0× B （m）
修道宽度不宜小于1.0m。
隧道工程
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；当不设置检修道或人行道时，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， 一般可采用1.5﹪～2.0﹪。
隧道工程
隧道工程
第二篇 公路隧道的勘察设计
隧道工程
第 四章 隧道总体设计
★知识目标：
了解隧道选址时主要应考虑哪些问题；熟悉隧道平面、纵断面设计时 应注意的问题；熟悉隧道建筑限界、衬砌内轮廓线、实际开挖线的定义。
隧道工程课件-第2章 隧道勘测设计
盾构法特点
适用于大断面隧道，施工速度 快，但对地质条件要求较高， 成本较高。
顶管法特点
适用于软土地层，施工方便， 但对顶推力要求较高，施工精
度要求高。
隧道施工方法的选择原则
根据工程规模、地质条件、环境要求 等因素综合考虑选择合适的施工方法。
优先选择技术成熟、施工经验丰富的 施工方法。
考虑施工安全、质量、进度和成本等 方面的要求。
隧道勘测设计是指在隧道施工前，对隧道所在区域的地质、地形、环境等进行详细勘测，并根据勘测结果进行隧 道施工图纸的设计。隧道勘测设计是确保隧道施工安全、质量、效率的重要前提，对于隧道工程建设具有至关重 要的作用。
隧道勘测设计的流程
要点一
总结词
隧道勘测设计的流程包括现场勘测、初步设计、技术设计 、施工图设计等阶段。
通风结构
为保障隧道内空气质量，需设置通风设备，如风机、风道等。
隧道结构设计的方法与技术
01
02
03
04
数值模拟
利用数值模拟软件对隧道结构 进行受力分析、稳定性评估和
优化设计。
模型试验
通过制作缩尺模型进行试验， 验证隧道结构的可行性和可靠
性。
经验公式
根据工程实践和经验总结，采 用经验公式进行隧道结构设计行 咨询和评审，提高隧道结构设
计的专业性和可靠性。
04
隧道施工方法选择
隧道施工方法的分类与特点
隧道施工方法分类
根据隧道施工的工艺、技术和设 备，隧道施工方法可分为传统矿
山法、盾构法、顶管法等。
传统矿山法特点
适用于各种地质条件，但施工 周期长，对周边环境影响较大 。
地质条件复杂、设计难度大
详细描述
隧道工程PPT精品课程课件全册课件汇总
20世纪90年代：
设备：引进隧道掘进机——Tunnel Boring machine TBM 主要铁路干线： 京九线、南昆线 典型隧道：秦岭隧道(18456m)
米花岭隧道(9392m)
◆ 至2000年底：我国运营铁路隧道：6880多座
总延长：3700Km
◆ 目前我国隧道比重高的几条铁路干线 宜万线：58.0%,为世界最高 襄渝线：34.3% 成昆线：31.6%
隧道勘测设计的基本内容
1.隧道工程调查
调查隧道穿越地段的地质、地貌、环境生态等自然条 件，它们与隧道工程有着密切的关系；
2.隧道线路确定
通过多种方案的比选，确定隧道的平面、纵断面线形；
3.隧道洞口位置选择
2.1 隧道工程调查
自然地理概况调查 1.地形资料
地形图 1/50000～1/25000 主要用于线路规划 1/5000～1/1000 主要用于隧道方案的比选 重要的长大隧道也可以考虑采用航空照片或卫星照片
对比类别 地质条件 隧道工程
地层深，线式，复杂多变， 随机性大，地质勘察全程性、 工作量大； 天然材料，非均质、 非连续、非线性 荷载复杂，受力分析复杂 力学概念模糊，构件承载机制复杂 室内实验、现场试验、 工程经验判断并重
地面工程
地层浅，点式，简单明确， 确定性强，地质勘察阶段性、 工作量较小； 人工材料，均质、连续、 可控、线弹性； 荷载明确 力学概念明确， 构件承载机制清晰 主要室内实验与局部现场试 验
1.2 隧道的分类
地层
位置
形状
岩石隧道 （硬岩软岩） 土质隧道
山岭隧道 城市隧道 水底隧道
圆形隧道 椭圆形隧道 马蹄形隧道 矩形隧道 双线隧道 连拱隧道 双层隧道
用途
隧道工程 第2章 勘测设计
收集的资料一般应包括以下几方面内容:
隧 道 工 程
(1)地域地质资料，如地层、地质构造、岩性、土
质等。
(2)地形、地貌资料，如区域地貌类型及主要特征、
不同地貌单元与不同地貌部位的工程地质评价等。
(3)区域水文地质资料，如地下水的类型、分带及
分布情况、埋藏深度、变化规律等。
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复查，与进一步的照片判读反复验证，可以测制出更精
确的工程地质图;并可提高测绘的精度和效率，减少地
隧
地质资料
道
工
程 文 工程资料
献
地质图、说明书。
邻近隧道及其他土建工程所记 录的工程地质水文地质资料。
资 料 气象资料 收
气温、气压、风速、风向、降 水、 … …等 。
集
工程、施工及临时用地。自
用地及环境资料 然环境文物古迹、自然保护
区、居民环境等。
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灾害资料
暴雨雪、台风、地震、滑坡 等发生的规模、频度。
道 工
在初步设计完成之后，应进行详细勘察，为施工图
程
设计提供资料。此时已基本查明场地的工程地质条件。
所以详细勘察的目的是提出设计所需的工程地质条件的
各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础
设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工程等具
体方案作出论证和结论。
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雪崩、风吹雪 场所、规模、频度、时期、种类。
洪水
洪水量、水位、时期。
隧 道 工 程
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隧 道 工 程
第二章 隧道工程勘测设计
隧道地质工作的重要性和迫切性
1、地质工作是解决设计、 施工中与实际地质情况有 差距的需要 2、与国外相比，我国隧 道施工，除施工质量以外， 最大的差距就是塌方比例 过大，次数过频 3、隧道地质工作是21世 纪我国隧道修建的需要
施工实践证明：除个 别长大隧道设计精度 稍高外，相当多的隧 道设计与实际地质情 况有一定的差距甚至 严重不符。造成这种 情况的主要原因是： 设计阶段的地质工作 精度有限，不可能与 实际没有差距。
详细地质勘察工作
地质工作的目的 根据初步设计，对已选定的隧道位置进行详 细的工程地质勘察，为编制隧道施工图提供 工程地质依据
详细地质勘察工作的主要任务
对隧道所在地区的地形、地貌、工程地质条件 及水文条件作出正确的评价。 根据控制围岩稳定的诸因素及地层弹性纵波的 波速分段确定隧道洞身的围岩级别。 为施工布置各断洞身掘进程序、支护及衬砌类 型或整治工程提供设计资料、建议。
详细地质勘察工作的基本内容
进一步查明和解决初测时未能查明解决的地质问 题，补充、核对初测时的地质资料。 根据地质特征，着重分析隧道围岩的稳定性，洞 身斜坡的稳定性。 对初测时建议深入勘察、勘探的重大、复杂地质 问题应得出可靠的结论。 正确评价和预测隧道区的工程地质、水文条件及 其发展趋势，提供设计、施工所需的定量指标， 还有设计、施工应注意的事项和整治措施、意见 等。
3.工程资料 从当地土木工程中收集工程地质、水文地质资料 作参考。 ● 4.气象资料 气温、气压、降水、水温、地温等。 ● 5. 用地及环境资料 范围内建筑，包括居民住宅、通讯设施、排水设 施、交通设施等。 ● 6. 灾害资料 隧道所在地区历史上暴雨、台风、地震、滑坡等 发生的规模、频度。
●
2、地质调查
隧道工程课件第二章勘测设计
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隧 道 工 程
(4)水文勘察 隧道与地下水的影响关系，主要是两个方 面，一是隧道内出现涌水，将恶化隧道围岩稳定状态，导致 施工困难，增大工程造价；另一个就是枯水，造成隧道周边 工业、农业和饮水困难。
涌水可分为集中涌水和稳定涌水。集中涌水有时以突然 发生大量涌水的形式出现，往往造成隧道塌方、人身伤亡等 重大事故。要定量掌握集中涌水量是是很困难的，主要应估 计集中涌水对工程安全有影响的涌水位置、涌水压力、最大 涌水量、稳定涌水量、山体稳定情况等。 枯水调查的主要内容有河（溪）流的流域和流量，水利 资源的利用情况，泉水、地下水的状态，植被、气象与隧道 涌水的有关连问题，以往工程的枯水资料等。
隧 道 工 程
5) 隧道通过含有害气体或有害矿体的地层时，应查明其 分布范围、有害成分和含量，并预测和评价其对施工、营运 的影响，提出防治措施； 6)按《中国地震裂度区划图》的规定或经地震部门鉴定， 确定隧道所处地区的地震动峰值加速度系数。
2.施工中工程地质调查应完成的任务 1) 核定岩性、地质构造、地下水等情况，分析判定实 际揭露的围岩级别； 2) 采用超前地震波反射、声波反射、地质雷达等物理手 段，或采用超前钻孔、平行导坑、试验坑道等进行超前探测， 及时预报解决施工中遇到的工程地质和水文地质问题； 3) 为验证和修改（变更）设计及调整施工方案提供依据。
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隧 道 工 程
(3) 详细勘察 在初勘的基础上，进一步用钻探、物探 和测试等方法作详细勘察，详细进行地形、地质和环境等调 查。其调查的内容有岩性、地质构造、地表水及地下水、地 下资源等。 岩性调查包括岩石的种类和岩石特征，松散堆积物，岩 石的物理、力学性质，风化以及变质情况等。地质构造包括 地层、岩层产状、褶皱、断层与破碎带、节理、劈理及围岩 结构完整状态。地下水与地表水的涌水及枯水状态，地层含 水层与隔水层的分布、水的补给来源等。地下资源包括矿物 资源、天然气、温泉、地热等。对上述事项应逐个研究和说 明，着重考虑对隧道的设计与施工的影响，而不必作理论上 的详细讨论。
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走向、洞口位置、隧道长度以及隧道其他附属工程的影响
隧
。
道
工
程
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干磨坊隧道进口岩堆
龙门山隧道进口岩堆
初勘的目的是选择隧道位置和初步确定围岩类别。勘
察应由有相应资质的地质部门中有经验的地质工程师以现场
隧 道
踏勘、测绘和必要的勘探工作等方式进行，主要查明地形、
工 程
地貌、地质构造、地层岩性、特殊地质、不良地质、地下水
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3)地下水类型及地下水位、含水层的分布范围及相应 的渗透系数、水量和补给关系、水质及其对混凝土的侵蚀性， 有无异常涌水、突水；
4）崩塌、错落、岩堆、滑坡、岩溶、自然或人工坑洞、 采空区、泥石流、湿陷性黄土、流沙、盐渍土、盐岩、多年 冻土、雪崩、冰川等不良地质和特殊地质现象；
• 3) 为验证和修改（变更）设计及调整施工方案提供依据。
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3.施工前三阶段勘察的目标内容
(1)可行性研究勘察 公路可行性研究按其工作深度，分为
预可行性研究和工程可行性研究。预可行性研究中的勘察着
隧 道
重是收集和研究既有的文献资料；而在工程可行性研究中，
工 程
要分析隧道中轴一定范围的地形地貌、邻近工程、气象、水
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隧 道 工
程 隧道工程
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隧 道 工 程
概况一
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整体概况
01
概况二
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02
概况三
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03
隧 道 工
2 『第二章 ▎隧道工程的
勘测设计
程
『 2.1 ▎隧道的工程调查
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『 2.2 ▎隧道的位置选择
『 2.3 ▎隧道线路设计
『 2.4 ▎隧道横断面设计 『 2.5 ▎隧道勘测设计文件的内容和组成
工程实践中必须重视地质条件对隧道工程的影响，
充分做好地质调查工作，查明隧道所处位置的工程地质
条件和水文条件，以及隧道施工和运营对环境保护的影
文及区域性地质、用地及环境、灾害等既有资料及沿路线进
行地面踏勘，为隧道路线走向比选提供区域地形、地质和环 境等基本资料。
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太平长隧方案隧道进口照片
新塘关地形地貌
• (2)初步勘察 在踏勘获取资料的基础上，进行初勘，初
步查明地形、地质条件及其他环境状况对线路线形、隧道
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隧 道 工 程
龙门山长、短隧方案示意图
干磨坊特大桥桥址处垮塌山体
5) 隧道通过含有害气体 或有害矿体的地层时，应查明
隧
道 其分布范围、有害成分和含量，
工
程 并预测和评价其对施工、营运 的影响，提出防治措施；
6)按《中国地震裂度区划 图》的规定或经地震部门鉴定， 确定隧道所处地区的地震动峰 值加速度系数。
隧 道
响，充分占有资料，避免设计工作中的盲目性。
工
程
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『 2.1 ▎隧道的工程调查
『 2.1.1 ▎既有文献资料收集
隧
道
工
文献资料收集主要指地形地貌、邻近工程、气象、水文
程 及区域性地质、用地及环境、灾害等资料，目的是规划线路
和编制以后的调查计划。收集资料应以拟建隧道为中轴,取较
以及其他地质特征。
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太平短隧进口照片
喀玉沟地形地貌
• 调查完毕后进行归纳整理和分析研究，写出调查报告书
，并附上调查线路图、地质平面图和地质剖面图。最后要
提供的资料：隧道工程地质说明书；隧道工程地质平面图
隧 ，洞口、洞身工程地质横断面图；钻孔地质柱状剖面图、
道 试验资料汇总表、航空照片地质解释资料及工程地质照片
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• 2.施工中工程地质调查应完成的任务
• 1) 核定岩性、地质构造、地下水等情况，分析判定实际
揭露的围岩级别；
隧 道
• 2) 采用超前地震波反射、声波反射、地质雷达等物理手段
工 程
，或采用超前钻孔、平行导坑、试验坑道等进行超前探测
，及时预报解决施工中遇到的工程地质和水文地质问题；
区、居民环境等。
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灾害资料
暴雨雪、台风、地震、滑坡 等发生的规模、频度。
『 2.1.2 ▎地形、地质调查
隧道调查分施工前和施工中两阶段。
隧
道 工
1. 施工前各阶段的地形与地质调查内容
程
1)地层、岩性及地质构造变动的性质、类型和规模；
2)断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关 系，围岩的基本物理力学性质；
隧 道 工 程
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地形地貌资料
指地形图、航空照片和遥感 与遥测资料。
隧
地质资料
道
工 程
文 工程资料
献
地质图、说明书。
邻近隧道及其他土建工程所记 录的工程地质水文地质资料。
资 料 气象资料
收
气温、气压、风速、风向、降 水、 … …等 。
集
工程、施工及临时用地。自
用地及环境资料 然环境文物古迹、自然保护
工 程
、野外素描图等。
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(3) 详细勘察 在初勘的基础上，进一步用钻探、物探
和测试等方法作详细勘察，详细进行地形、地质和环境等调
查。其调查的内容有岩性、地质构造、地表水及地下水、地
隧 道
下资源等。
工
程
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• 岩性调查包括岩石的种类和岩石特征，松散堆积物，岩 石的物理、力学性质，风化以及变质情况等。地质构造包 括地层、岩层产状、褶皱、断层与破碎带、节理、劈理及
大范围调查。
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线路位于四川省和甘肃省境内，起于成都，经什邡、茂县、松潘至九寨沟，向北 延伸连接拟建兰渝铁路的哈达铺站。线路全长约462km。全线地跨成都市、德阳 市、绵阳市、阿坝州、甘南州5 地（市）10 县（市），于岷山隧道洞身为两省省 界，四川省境内长约378Km，甘肃省境内长约84Km。
隧 围岩结构完整状态。
道 工 程
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• 地下水与地表水的涌水及枯水状态，地层含水层与隔水层 的分布、水的补给来源等。地下资源包括矿物资源、天然 气、温泉、地热等。对上述事项应逐个研究和说明，着重
隧 考虑对隧道的设计与施工的影响，而不必作理论上的详细 道 讨论。
工 程