【正文】 是指伴隨隧道的開挖爆破、支護的下沉以及襯砌背后的空隙等原因，致使隧道上方的圍巖產生松動，以相當于一定高度的圍巖重力，作為直接荷載作用于隧道支護和襯砌上的土壓。這種表示法是美國的 Deere建議的，可供隧道設計用。隧道建設發(fā)生的廢方應妥善處理，其廢水一般應經沉淀、凈化后排放。 1． 0． 8 近 10年來，隧道與地下工程的科技水平不斷提高。所幸的是，像隧道這樣的地下工程，開挖面前方雖是未知的，但同時也是可再設計的，這就給人們客觀地評價圍巖特性及預測開挖面前方力學動態(tài)提供了機會，并進而對隧道結構進行重新設計使之更符合實際情況成為可能。譬如，根據交通量和隧道長度需要設置通風豎井 (或斜井 )時，首先由通風專業(yè)工程師通過計算分析初步確定出豎井位置，然后應征求地質和結構專業(yè)工程師的意見，如果初定的豎井位于斷層破碎帶等不良地質地層，豎井結構處理非常復雜，工程費上揚，豎井就應適當挪位，再計算分析新井位條件下的隧道通風狀態(tài)及風機容量。從洞內設施看， 500m以下的公 路隧道一般采用自然通風方式，設施簡單，以照明為主。另外在《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式標準》中提出了隧道監(jiān)控等級劃分原則 (分 A、 B、 c、 D四個等級 )。應根據具體地形地質情況，靈活采用隧道的結構形式。為縮短行車里程，提高交通效率，是修建公路隧道的基本目的；同時，隧道可從根本上免除公路路線上的土石方坍塌、泥石流、雪崩等道路病害；隧房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 道不改變地形自然原貌，保護了環(huán)境，還利用地下空間，節(jié)省了公路建設用地。這 些為修訂《公路隧道設計規(guī)范》打下了基礎。長 3000m以上的特長公路隧道已有 30多座。由于三車道公路隧道的斷面積比雙車道大得多，這種高寬比為 0． 62左右的扁平狀隧道受力較為復雜，因此隧道位置的選定、隧道斷面形式、隧道襯砌結構、施工方法、初期支護結構模式、參數等需要加以深入研究。譬如，選擇隧道位置時，若采取低線方案，行駛條件最好，發(fā)揮的作用最佳，而且少占地，能較好地保護自然環(huán)境，但隧道較長，造價高，營運費用高，其技術管理要求也高；采取高線方案則相反，隧道較短，造價 與營運費用相對較低，但其功能和作用相對較差，因此在方案比選中應綜合比較。 1． 0． 4 目前除國際隧道協(xié)會按長度將隧道稱為特長、長、中、短隧道外，其它像瑞士僅對隧道長度分布范圍作了區(qū)分，但沒有長短之分，德國、澳大利亞僅按長度的不同對隧道內應設置的安全設施提出了要求。 通過對全國已建成隧道的調查結果表明，長度小于 250m的隧道僅占隧道總長的 18％，長度小于1000m的隧道占隧道總長的 58％，其中大量隧道都在 500m以下。這些結構設計必須具有規(guī)定的強度、穩(wěn)定性和耐久性。然而，本構關系式越復雜，所含的力學參數越多，這些參數不管是采用室內 試驗還是現場測試都是非常困難的。隧道圍巖既是作用于隧道結構上的荷載，又是隧道成洞的支護載體，因此，地質條件是正確設計的基本前提?？傊?，隧道建設科技進步為使隧道達到安全實用，質量可靠，經濟合理，技術先進打下了基礎。 2． 1． 2 山嶺隧道的圍巖多為基巖。 2． 1． 9 隧道設計中應考慮的荷載主要有：土壓、水壓、地震力、活荷載、自重等。與此相反，在風化巖或粘性土等塑性圍巖和膨脹性圍巖中，支護和襯砌承受的土壓，由于較強地受圍巖的物性和一次應力所控制，所以和松弛土壓有區(qū)別，叫做實際土壓。圍巖的自承機能若有富裕，則可改用較經濟的支護構件。所以，一般來講，洞口地質條件差，并且易坍塌，同時，在冬季大雪地區(qū)，還有雪崩的危險。 2． 1． 22 將隧道劃分成幾個工區(qū)進行施工時，為搬入材料和出渣等而設置的大體上接近水平的作業(yè)坑道。調查必須按本規(guī)范及相關規(guī)范的要求分階段、按項目認真開展工作。 3． 1． 3 調查工作是各階段相互緊密聯(lián)系的一個整體，由面到線再到工程具體位置，在初步了解工程地區(qū)概貌的基礎上，編制調查計劃。 調查各階段是相互聯(lián)系的一個整體。條文中只提出了調查內 容，應結合實際情況，安排調查內容之深度。這是對調查的重點內容作出的特別要求。條文規(guī)定的幾種調查方法是施工地質調杳常用的和有效的方法。條文規(guī)定了對隧道技術設計影響較大的氣溫、降雨量、降雪量 、降霧，高寒地區(qū)冰凍層的深度，以及場區(qū)風速、風向等的調查，因為這些氣象因素對隧道洞口位置、高程、隧道防排水、防凍等措施的確定和選擇有很大影響。 國內外現有的圍巖分級方法有定性、定量、定性與定量相結合 3種方法，且多以前兩種方法為主。 根據隧道工程建設的不同階段、公路線路等級和隧道長度的不同，所進行的調查和測試工作的深度不同，對圍巖分級精度的要求也不盡相同。 1 巖石堅硬程度的定性劃分，主要應考慮巖石的成分、結構及其成因，還應考慮巖石內化作用的程度，以及巖石受水作用后的軟化、吸水反應情況。 國內外研究表明，巖石點荷載強度與巖石單軸飽和抗壓強度之間有良好的相關關系，表 3—4列舉了國內外研究者提出的二者之間的回歸方程。表 3． 6． 2—3中所列平均間距數據，主要參房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 考了我國工程實踐和有關規(guī)范的劃分情況。 RQD值國外應用較多，但考慮到我國工程勘探中，由于鉆頭、鉆具及工藝等原因， RQD數量少，且缺乏統(tǒng)一性和可比性，因此本規(guī)范遵循國家標準的規(guī)定，只選用 Kv和 Jv來定量評定巖體的完整程度。根據我國鐵道科學研究院西南分院、昆明水利水電勘測設計院試驗研究， Jv值與 Kv有較相好的相關性。也有人提出對 Rc巖體完整性、含水情況和風化程度四方面分別評分，最后給出表示巖體質量的總分。 隨著本規(guī)范使用中經驗和數據的積累，對公式中的系數可能要作一定的調整，但其數學模式、分級檔數 和分級界限可保持不變。例如，當 Rc=10MPa時，實測 Kv值大于 0． 8時取用 0． 8，反之，取用實測值。對 Ⅲ 級以下(含部分 Ⅲ 級 )的巖體，應慎重確定級別，以確保工程安全。定性與定量相結合，可以提高分級的準確性。在今后實 踐中，應對土體分別進行專門研究，提出定性與定量相結合的土體圍巖分級。 3． 6． 7 圍巖級別是評判圍巖穩(wěn)定性的尺度，圍巖級別越高的隧道在無支護條件下的穩(wěn)定性 (即自穩(wěn)能力 )越好，反之亦然。另外，在地形狹窄地帶，后期洞的修建對前期洞的干擾較大。條文中提出當地質條件差時，路線走向應服從特長、長隧道的位置，就是基于地質條件優(yōu)先的思想。 4． 2 隧道位置選擇 4． 2． 1 地質條件對隧道位置的選擇往往起決定性的作用。一般利用小比例尺的航測照片或地形圖，根據路線方向和克服高程的不同要求及條件，進行大面積紙上選線，爾后對這些方 案進行同等的調查研究，特別是區(qū)域工程地質的調查、測繪，查清區(qū)域性構造與路線的關系，地質條件與隧道工程的關系；結合路線條件及施工水平，合理地確定隧道工期，充分注意到較長的隧道往往具有顯著的技術經濟價值和較好的營運條件，但常因工期控制而遇到困難，應正確處理好施工與營運的關系，近期與遠期的利益，結合兩端展線情況，對各方案作出評價，進行全面的技術經濟比選后確定。 3)以中長隧道或長隧道代替隧道群或橋隧群，工程集中單一，施工管理方便 ，并有利于營運安全。 觀測洪水應包括調查可靠的有重現可能的歷史洪水。最小凈距是指相鄰隧道毛洞邊壁之間的最小距離。而小凈距隧道則由于施工原因會受到應力再分配的相互影響。 1 小凈距隧道或連拱隧道的設計 應充分考慮兩洞的相互影響，由此設計相應的支護和襯砌，必要時應采用加強措施。 7)對于連拱雙洞，較多采取側壁導坑超前開挖的方法，當地質條件較好時，也可采取中導坑超前開挖的方法，支護和襯砌均應加強。 應盡量避免隧道與其它構造物的交叉，不得已時，應盡量采取直交，而且新建隧道宜上穿既有構造物。據國外試驗和實測，縱坡超過 3％時柴油車的煙塵排放將急劇上升，會導致通風設備的增加。如果采用雙向坡，其豎曲線半徑應盡量采用較大值，以提高行駛安全性、舒適性。挪威的一項研究也表明，隧道入口前 50m和出口 100m附近區(qū)域是最危險的。對于長隧道 (長 2km以上 )，車輛的橫向偏移將會恢復到進入隧道時的情況。因此，該款規(guī)定隧道兩端的接線縱坡宜有距洞口 5s設計速度行程的長度與隧道縱坡保持一致。 ② 本次修訂，取消了按 “重丘，山嶺 ”地形的區(qū)分，而根據《公路工程技術標準》的新規(guī)定，改為主要按設計速度區(qū)分限界寬度。圖 4—5所示為步道空間的一般尺寸。三車道隧道可參考該方法計算出內輪廓斷面幾何尺寸。 4． 5 施工計劃 4． 5． 1 隧道工程是施工性特別強的工程，設計與施工密不可分，在設計時就應制訂合理的施工計劃。支護方式有錨桿、噴射混凝土、鋼支撐、鋼筋網 、構件支撐等，它們可單獨使用，也可組合使用。一般來講，只有特長隧道才設輔助通道，并應考慮隧道土建施工完成后輔助通道的其它用途，例如作為營運通風的風道或避難通道等繼續(xù)發(fā)揮它的作用，即多用途的輔助通道才是經濟合理的。 圖 48所示為洞外大型臨時設施布置例。具體應用時，應本著保證結構 需要，因地制宜，就地取材的原則來考慮。 1 混凝土強度等級由立方體抗壓強度標準值確定，立方體抗壓強度標準值是本規(guī)范混凝土各種力學指標的基本代表值。譬如，當洞口施工場地的形成非常困難時，可考慮采取橫洞反向開挖的方法、架設棧橋的方法等，由此安排施工機械設備，并作出相應的電力使用計劃。洞內運輸方式有無軌式和有軌道式。 施工計劃的一般流程如圖 4—7所示，所涉及到的要素相互關聯(lián)，是一項系統(tǒng)工程。 4． 4． 4 以往隧道排水為一個通路，即地下水與隧道壁面清洗水和火災時的滅火水同流一個水路，這樣清水和污水無法分離，對環(huán)保不利，同時增大了一個水路的流量負擔，因此，本次修訂， 提出設置中央水溝和路側邊溝，對兩種水分別排放，即清水和污水各流一道，這樣無疑是科學的。 10多年來，我國公路隧道建設規(guī)模擴大，各地在設計隧道橫斷面時標準不統(tǒng)一，隧道輪廓有采用單心圓的，有三心圓的，既有尖拱又有坦拱，曲率不一。 4． 4． 2 步道 (檢修道或人行道 )的主要功能為： 1)養(yǎng)護人員、隧道使用者可以在與交通相互不干擾的情況下處理緊急事件。 設計速度行程的長度如表 43所示。 隧道內車輛橫向 偏移 —— 由于隧道外公路提供了足夠的側向凈距，車輛可基本沿車道中心線行駛。對于車輛的橫向位置，由于在隧道內駕駛員的眼球轉動角度較小，更喜歡離隧道墻 (或步行道、防撞 護欄等 )有一定距離，尤其是隧道內側向凈距距離小于毗鄰隧道外公路的側向凈距時，駕駛員一般會保 持在隧道前調整期中對車輛橫向位置做出的調節(jié)，隨著車速提高，橫向偏移值會逐漸增大。大型車和小型車的典型三階段如圖 42所示。 國外尤其是歐洲在修建水下隧道時，由于河 (海 )床較深，有時不得不加大縱坡，甚至達到 7％。隧道縱坡的最大值應充分考慮： ① 施工中出渣或材料運輸的作業(yè)效率 (縱坡太大則作業(yè)效率低下 )； ② 營運期車輛行駛的安全和舒適性； ③ 營運通風的要求等因素，一般要求不大于 3％。 9)中壁設計時，宜采用有限元法、松弛荷載結構法或全土重荷載結構法 (埋深情況 )進行襯砌結構驗算。尤其應注意以下幾方面： 1)先行洞圍巖由于后行洞施工而再次出現松弛，從而增大作用在支護上的圍巖荷載；反之，后行洞也由于先行洞造成的凌空面而產生較大變形。但是，如果將某較大值 (例如 30m)作為間距標準值，則洞外地形狹窄地段將會產生大量人工邊坡、橋隧相連的情況，會導致工程費和養(yǎng)護費增加，而且線形很差，對連續(xù)中、短隧 道 (亦稱隧道群 )的情況，這樣做就非常困難。本次修訂，提出圍巖代表級別的概念，即隧房地產 E 網 房地產與物業(yè)管理實用資料庫 道各圍巖級別段占總長比例的最大者為圍巖代表級別。從這兩點考慮，希望在隧道洞身不設置曲線。 4． 2． 4 隧道洞身和洞口是不可分割的整體，故在隧道位置選定時，理應包括洞身和洞口位置的選定。河谷路線沿河傍山地段，常因地形、地質復雜等原因而采用隧道通過。對巖性不好的地層、斷層破碎帶、含水層等工程地質、水文地質極為復雜的嚴重不良地質地段，應盡量避免穿越，以免增加設計、施工和營運的困難，甚至影響隧道的性能和安全，發(fā)生意料不到的病害。設置規(guī)模應按照《公路隧道交通工程設計規(guī)范》的規(guī)定。對于洞內設施的分期安裝，務必設置好預留件和接口，不得對后期的安裝造成困難。 圍巖自穩(wěn)能力不僅與圍巖級別有關 ，還與隧道寬度有關。 大量的巖石力學試驗研究表明，巖體的物理力學性質及其參數有一定的分散性和隨機性，最有效的辦法是有針對性的進行必要的現場和實驗室實測。 表 3． 6． 5是根據《工程巖體分級標準》中的表 4． 1． 1作若干修正后提出的。當隧道圍巖存在地下水、高初始應力、不利的軟弱結構面等時，其穩(wěn) 定性要降低，可將它們作為圍巖分級的修正因素。若兩者定級不一致時，可能定性評級不符合巖體的實際級別，也 可能是測試數據在選用或實測時缺乏代表性，或兩者兼而有之。限制條件之一是對式 (3． 6． 3)上限的限制，這是注意到巖石的 Rc過大，而巖體的 Kv不大時，對于這樣堅硬但完整性較差的巖體，其穩(wěn)定性較低， Rc雖高但對穩(wěn)定性起不了多大的作用，如果不加區(qū)別地將原來測得的 Rc值代入 公式，過大的 Rc值使得巖體基本質量指標 BQ大為增高，造成對巖體質量等級及實際穩(wěn)定性作出錯誤的判斷。 本規(guī)范采用多參數法，以兩個分級因素的定量指標 Rc及 Kv為參數，計算求得巖體基本質量指標BQ，作為分級的定量依據。 3． 6． 3 根據分級因素的定量指標對巖體質量進行定量分級的方法有上百種，大致可歸納為三