第四章隧道总体设计
公路隧道总体设计
(2)立面位置的选择——选择高程
例如：川黔线上的凉风垭隧道即为较为典型的例子。为穿越娄山山脉分 水岭的越岭隧道，根据地形特点，选择了三个主要方案进行比较：
马鞍山方案：越岭隧道长2810米，位置较高，线路需克服较大高差。 雷神坡方案：越岭隧道长3490米，位置较马鞍山方案较低，线路状况大 为改善，但该处为一大断层，地质条件不利；
1.2 隧道位置选择
1.2.4 不良地质地段隧道位置的选择 2.崩塌地区
悬崖陡壁地区，日久风化、产生张开节理和裂隙，不 要把隧道置于地表不厚的傍山位置。
第 1 章 隧道工程勘测设计
1.2 隧道位置选择
1.2.4 不良地质地段隧道位置的选择 4.泥石流
应避免把隧道放在冲积扇范围以内，以免堵塞隧道 洞口，或建明洞，使泥石流在明洞顶通过。
隧道长（km） 6.4 14.5 19.5 25.8
高程（m） 2188～2243 1950～2077 1782～1815 1760～1800
线路长（km） 141.5 109.3 109.3 83.5
1.2 隧道位置选择
1.2.2 越岭隧道位置的选择 2.选择越岭隧道的两大要素 (2)立面位置的选择——选择高程
第 1 章 隧道工程勘测设计
1.2 隧道位置选择
1.2.4 不良地质地段隧道位置的选择 5.溶洞地区 尽量避免或要有足够的安全距离。
6.瓦斯地区
隧道在通过煤层时会遇到甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)等有 害气体，容易引起火灾、爆炸、最好避开，不得已时作好通 风。
7.其他
（1）地下水 不宜从多水地区通过（隧道内建桥）； （2）高地温
(4)河道狭窄，水流湍急冲刷力强，对山坡稳定和隧道安全威胁较大。
《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。
毕业设计之隧道总体设计
翠峰山隧道总体设计2.1翠峰山隧道工程概述翠峰山公路隧道属于沐河小区位于黑河至北安之间，是一级公路隧道属于分离式公路隧道，上行线的入口桩号K256+200，出口桩号为K258+270，长度2070m，下行线的入口桩号K258+254，出口桩号K256+212，长2042m，隧道坡度分别为1.75%和1%。
2.2翠峰山隧道水文地质概况2.2.1地形地貌翠峰山隧道地处低山地貌，场地内地形起伏大，地面高程396～555m，山坡上多为蕨类植物及经济作物，植被一般发育，表层主要为灌木丛，沿线地表植被不发育，主要为农作物，及零星分布些灌木。
2.2.2工程地质1、区域稳定分析评价本地区属东北区域，地震基本烈度为Ⅵ度，隧道区内无区域深活动断裂，史上也无大的地震灾害记录，地壳基本稳定，按规范规定不设防。
隧道洞身段顶板上覆岩体主要为奥陶系爱辉组（P2d）地层，岩性以强风化下带～弱风化玄武岩为主、夹火山熔岩集块岩，属硬质岩，整体强度较高，结构面互相牵制，岩体基本稳定。
岩石柱状节理很发育，只具有少量贯穿性较好的节理裂隙，裂隙结构面间距0.7~1.5m，一般2~3组，有少量分离体。
围岩自稳能力较差。
有充填铁锰质、泥质，岩体破碎多呈块状、碎石状，断层、断面破裂带、片理、层理及层间结构面较发育，裂隙结构面间距0.25~0.5m，一般在3组以后，由许多分离体形成，岩体较破碎～破碎，碎裂状结构或裂隙块状结构。
岩质较硬～硬，围岩自稳能力较差。
围岩级别为Ⅱ～Ⅳ级。
洞身围岩主要由玄武岩组成，岩石柱状节理裂隙发育，节理面、裂隙面等结构面的组合切割易形成不稳定的“锲形体”，于洞顶易产生坍塌或冒顶，在侧壁围岩易沿结构面或结构面组合形成的不利结构发生“追踪型”破坏，施工时应采取适当措施防护并及时做好衬砌。
2、隧道开挖、支护、衬砌鉴于上述隧道进出口段的工程地质条件，建议设计遵循“早进洞、晚出洞”的设计原则，在进出口段设明洞，以保持出口端坡体稳定；洞口过渡地段围岩易产生掉块、崩塌，可采用超前多层锚杆支护或管棚支护，局部节理裂隙相对发育地段应采取超前小导管注浆，以固定洞壁和洞顶易松动的围岩。
公路隧道设计规范
公路隧道设计规范公路隧道设计规范（JTGD70-2004）1.总则公路隧道是连接两个地区的重要交通工具，因此必须经过谨慎的设计和施工。
本规范旨在规范公路隧道的设计、施工和监管，确保公路隧道的安全和可靠性。
2.主要术语与符号本规范中使用的主要术语和符号应在设计和施工过程中得到充分理解和应用。
其中包括隧道长度、洞口高度、洞门宽度、围岩等级等。
3.隧道调查及围岩分级在设计隧道之前，需要对隧道所在地区进行全面的调查，包括地质、水文、气象等方面。
同时，需要对围岩进行分级，以便进行合理的隧道设计。
4.总体设计隧道的总体设计包括隧道长度、洞口高度、洞门宽度、隧道路面、隧道照明等方面。
在设计过程中，需要充分考虑交通流量、车速、车型等因素。
5.建筑材料隧道的建筑材料应符合国家标准和行业规范。
在选择材料时，需要充分考虑其耐火性、耐久性、防水性等因素。
6.荷载隧道设计中需要考虑各种荷载，包括车辆荷载、地震荷载等。
在计算荷载时，需要充分考虑隧道的结构和材料的承受能力。
7.洞口及洞门洞口和洞门是隧道的重要组成部分，需要充分考虑其宽度、高度、开启方式等因素。
同时，需要考虑洞口和洞门的防水和防火措施。
8.衬砌结构设计隧道的衬砌结构设计应符合国家标准和行业规范。
在设计过程中，需要充分考虑隧道的围岩、荷载等因素。
9.结构计算隧道的结构计算需要充分考虑各种因素，包括荷载、围岩、材料等。
在计算过程中，需要遵循国家标准和行业规范。
10.防水与排水隧道的防水和排水是隧道设计中的重要环节。
在设计过程中，需要充分考虑隧道的地质条件、水文条件等因素，以确保隧道的安全和可靠性。
本规范是针对公路隧道设计和施工的强制性标准。
在公路隧道的设计、施工、验收和运营等各个阶段，必须遵守本规范的规定。
11小净距及连拱隧道本章节主要介绍小净距隧道和连拱隧道的设计要求。
其中，小净距隧道是指净距小于7米的隧道，连拱隧道是指由多个拱形隧道相连而成的隧道。
本章节详细阐述了小净距隧道和连拱隧道的净高、净宽、弯曲半径、拱顶高度等设计参数的要求，并提出了相应的施工和验收标准。
【2019年整理】公路隧道设计规范
公路隧道设计规范（JTGD70-2004）1 总则…………………………………………………………………………………………12 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………………………………………………………………………………………227 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作者：长安大学_edu2006-9-21 10:02 回复此发言2 回复：公路隧道设计规范（JTG D70-2004）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)作者：长安大学_edu2006-9-21 10:04 回复此发言3 回复：公路隧道设计规范（JTG D70-2004）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。
《隧道工程(第五版)》课件第3章 隧道总体设计
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3.2.2 隧道纵断面设计隧道纵断面是隧道中心线展 直后在垂直面上的投影。隧道内线路坡度可设置为单面 坡（即向隧道一端上坡或下坡）或人字坡（即从隧道中 间向洞口两端下坡）两种，如图3.13所示。
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⑤考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构 受力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交，见图3.11 （a）。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍 山隧道，更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞门， 见图3.11（b）。若为斜交时，应尽可能加大斜交角度 （一般不小于45°），或采取工程措施，以降低垂直等 高线方向的开挖高度。
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在1∶50000耀1∶25000地形图上比选时，为了明确 路线是否经济，技术上是否可行，是否符合工程实际， 可参考已有的地质等资料，在地形图上徒手描绘大概的 平面线形图，判断隧道位置和规模，对所有可能的路线 方案进行比较，估算建设费用，去掉一些明显没有进一 步比较价值的路线方案，选出下一步所需进一步比较的 路线方案。。然后在1∶5000地形图上研究路线控制点， 拟订几条比较路线的平面线形、纵坡，使其与交通安全、 地形地物协调，并确定出线形指标好、工程造价低的线 路。一般路线比较要点是：线形适当（平面顺适、纵坡 均衡、横面合理），顺应地形，路线延长对邻近地区的 影响；安全性、用地、建设投资、养护费、行驶性能， 施工的难易，与当地环境和景观相协调等。
隧道工程(隧道总体设计)
经济合理
在满足安全性和功能性的前提下，隧 道设计应注重经济合理性，控制工程 投资和运营成本。
可持续发展
隧道设计应符合可持续发展的要求， 具备适应未来变化和发展的能力。
隧道设计流程
方案设计
根据需求分析结果，制定多个 设计方案，并进行初步筛选和 比较。
施工图设计
根据初步设计结果，进行详细 的施工图设计，包括施工方法、 施工组织、安全措施等。
施工过程控制
加强施工现场的监督和检 测，及时发现和纠正施工 质量问题。
质量检测与验收
按照相关标准和规范进行 质量检测与验收，确保隧 道工程的安全性和可靠性。
05
隧道工程环境保护与安全防护
隧道施工对环境的影响
生态破坏
隧道施工可能破坏沿线的生态环境，如植被破坏、水土流失等。
水资源影响
隧道施工可能影响地下水流向，造成地下水位下降或地面塌陷。
未来，隧道工程将朝着智能化、绿色化、可持续化的方向发展，采用新的设计理念、施工技术和材料， 提高隧道的安全性、耐久性和环保性。
பைடு நூலகம்
02
隧道总体设计基础
隧道设计原则
安全至上
隧道设计应始终以安全为首要考虑因素， 确保隧道在使用期间的结构安全和运营
安全。
环保节能
隧道设计应充分考虑环境保护和节能 减排，采取有效的措施减少对周边环
隧道工程（隧道总体设计
• 隧道工程概述 • 隧道总体设计基础 • 隧道总体设计方案 • 隧道施工方法与工艺 • 隧道工程环境保护与安全防护 • 隧道工程案例分析
01
隧道工程概述
隧道工程定义
01
隧道工程是指在地层内部或地面 以下修建隧道或地下洞室的工程 技术。
隧道总体设计
重庆交通大学教案第3章隧道总体设计3.1 隧道选址●根据地形图和调查资料，通常在多个路线方案中，进行技术经济比较确定一条线。
●隧道方位选择。
长大隧道通风、照明及养护管理费用较大。
●隧道标高的选择。
●安全性、用地、建设投资、施工的难易、使用费以及与当地环境和景观相协调等。
●从克服高寒地区的雪害、多雾地区和事故多发地的管理，以及环境保护等方面，也往往需要考虑设置隧道。
●洞口附近确保视距和线形。
几个名词：垭口、分水岭、沿河线、鸡爪地形，傍山隧道3.1.1 越岭隧道选址我国幅员辽阔，山川交错，通过山岭、重丘区的长大干线公路往往要翻越分水岭，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。
（一）越岭隧道平面位置的选择越岭隧道平面位置选择:1、采用直线或大半径曲线为好；重庆交通大学教案2、优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，展线好，隧道较短；3、虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件；4、工程地质和水文地质条件良好的垭口。
（二）越岭隧道标高选择在越岭位置选定后，越岭标高影响展线及越岭隧道方案：1、隧道标高越高，隧道越短，施工期短，两端展线长度增加，运营条件差；2、隧道标高低，隧道加长，施工期长，运营条件较好。
3、选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。
（三）越岭隧道选址尚应考虑以下原则：1、逢山穿洞，宁长勿短，早进晚出--避免洞口深挖；2、宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬--避免不良地质；3.1.2 傍山隧道选址为改善线形，提高车速，缩短里程，节省时间，常常修建傍山隧道。
傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害；山坡亦常有滑坡，松散堆积，泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂。
选择傍山隧道时应注意：（1）傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。
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--宁里勿外（2）要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响，如图3.1.1所示。
重庆交通大学教案（3）应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。
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4 隧道总体设计
4.1 隧道选址
大青山公路隧道一号线位置的选择满足《公路隧道设计规范》的要求。
隧道里程为K16+215〜K18+030段，全长1815m,地貌属中低山区。
该隧道为一级公路标准的长隧道。
在确定线路时，要在多个路线方案中，根据地形图和各种资料进行技术、经济的比较之后，最后确定一条路线，线形对隧道很重要，一般隧道的平面线形以采用直线或大半径曲线为好。
隧道位置选择在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良地段，当必须通过时，要有切实可靠的工程措施。
该隧道范围内主要发育坝底山间沟谷。
拟建隧道横穿坝顶山。
4.2 隧道纵断面设计
隧道内的纵坡形式，根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004),可设置单面坡和人字坡两种。
两种坡型适用于不同的隧道。
对位于紧坡地段，要争取高程的区段上的隧道、位于越岭隧道两端展线上的隧道、地下水不大的隧道，可以采用单面坡型。
对于长达隧道、越岭隧道、地下水丰富而抽水设备不足的隧道，宜采用人字坡型。
纵坡坡度以不妨碍排水的缓坡为宜。
在变坡点应放入足够的竖曲线。
隧道纵坡过大，不论是在汽车的行驶还是在施工及养护管理上都不利，公路隧道控制坡度的主要因素是通风问题，汽车排出的有害物质随着坡度的增大而急剧增多，一般把纵坡保持在2%以下比较好，超过2%时有害物质的排出量迅速增加；纵坡大于3%是不可取的。
从施工中和竣工后的排水需要考虑，在隧道内不应采用平坡。
在施工时，为了使隧道涌水和施工用水能在坑道内的施工排水侧沟中流出，需要0.3%的坡度。
如果预计涌水量相当大，则需采用0.5%的坡度。
竣工后的排水，包括涌水、漏水、清洗隧道用水、消防用水等，如果能满足施工排水的需要，其最小坡度不应小于0.2%。
陡坡隧道且涌水量又大时，应考虑减缓坡度。
综合以上所述，该段地形起伏大，山势险峻，海拔高程在1339〜1790m，
相对高差大于450m,需要争取高程，并且该区域地下水水量小，水质优良，所以选择单面坡型。
但在丰水季节施工时，大的降水有可能引起局部的坍塌及
小量的涌水，为了使隧道涌水和施工用水能在坑道内的施工排水侧沟中流出，
采用0.3%的坡度。
4.3隧道横断面设计
隧道设计应满足公路交通规划的要求，其建筑界限、断面净空、隧道主体结构以及通风、照明等设施，应按《公路工程技术标准》进行设计。
隧道横断面设计主要是对隧道净空的设计。
隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。
隧道净空是根据“建筑限界”确定的。
“限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证车辆安全运行所必需的。
是建筑物不得侵
入的一种限界。
公路隧道建筑限界包括车道、路肩、路缘带、检修道等的宽度及车道、检修道的净高。
如图3.1所示。
图中:
H—建筑限界高度；
W—行车道宽度；
LL-- 左侧向宽度；
LR - 右侧向宽度；
J——检修道；
R—人行道宽度；
h -- 检修道或人行道高度；
EL――建筑限界左顶角宽度，EL=ER;
ER——建筑限界右顶角宽度，当LR < 1m时，EL=ER，当LR > 1m时，ER=1m 各参数的取值规范如表4.1和表4.2:
公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度(单位)
表
表4.2步道、检修道高度h
设计时速：80km/h;
车道宽度：W=2X 3.75m；
侧向宽度：L L= 0.5m, L R= 0.75m；
检修道宽：J= 0.75m；
检修道高度：h1= 0.4m；
顶角宽度：L L=L R= 0.50m, E R=L R= 0.75m；
隧道建筑界限高度：H=5.0m；
隧道建筑界限净宽：10.25m；
隧道内横向采用单面坡，坡度1.5%。
如图4.2所示：
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图4.2大青山公路隧道建筑限界(单位)
4.4隧道衬砌标准内轮廓设计
根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)规定，隧道的内轮廓标准拱部
为单心半圆R i=543cm,侧墙大圆弧半径R2=1052cm,仰拱圆弧半径R4=1500cm，仰拱与侧墙间用一个小半径圆弧连接R s=104cm。
如图3.3所示。
图中：R i :拱部圆弧半径，R i =551.75cm ；
R 2 :侧墙圆弧半径，R 2=684.50cm ；
R 3 :侧墙与仰拱连接段圆弧半径，R 3=100cm ； R 4：仰拱圆弧半径，R 4=1496.78cm ； H i :路面至起拱线的高度，H i =165cm ； H 2 :侧墙结构高度，H 2=200cm ； H 2'侧墙与仰拱连接点至起拱线的高度， 出'，=133.53cm ；
9 :起拱线与R2的夹角，0I =16°743〃；
护：设仰拱时起拱线与R2的夹角，如=11 ° 27〃 ；
9 :隧道结构中心线与R4的夹角，9=19°4437〃； 9: 9=90° ( 9’+ 9)， 9=59°' 56；
图4.3两车道80km/h 标准内轮廓图(单位:cm )
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二询。