【文章內容簡介】 有的是出現裂縫又為一些細碎物質所填充 （ 泥化 、 軟化 、 破碎薄夾層 ） 。 層間接觸面比之巖層實體總是較為薄弱的 ， 稱之為軟弱結構面 。 單斜構造地質必須事先把巖層的構造和傾角大小調查清楚， 一定要盡可能避開軟弱結構面 。 (一 )單斜構造與隧道位置的選擇 72 1．水平或緩傾角巖層 當隧道通過堅硬的厚層巖層時，較為穩(wěn)定。 若通過很薄的巖層，則施工時頂部易產生掉塊現象。 經常會軟硬不一 73 此時， 以不透水的堅硬巖層作頂板為最好。 陡傾角巖層一般有 偏壓和不均勻壓力 存在 ， 當有軟弱夾層伴以有害節(jié)理切割時 ， 易產生坍方和順層滑坡 。 2．陡傾角巖層 當隧道中線可能沿兩種不同巖性的巖層走向通過時 ， 應避免將隧道置于兩種不同的巖層軟弱構造 (破碎 )帶 ， 如圖 a(B)所示；而宜將隧道置于巖性較好的單一巖層中 ， 如圖 a(A)． 74 隧道通過直立巖層時，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，仍應避開不同巖層接觸帶。當層狀巖層較薄，并有軟弱夾層，伴有微量地下水活動時，亦可產生不對稱壓力，在隧道開挖過程中，易產生坍塌，甚至會導致大的坍力，致使地面形成“天窗” 。 3．直立巖層 75 在褶曲構造的地區(qū)，在施工時，極易發(fā)生掉塊或坍方，對工程產生不利影響。當隧道通過褶皺構造時，應盡量避免將隧道置于背斜或向斜的軸部 。如圖 (a)、 (c)，而應將隧道置于翼部，如圖(b)，則隧道所處的地質條件類似單斜構造。此外，地下水積聚凹底，也將增加施工的困難。隧道穿過褶曲構造時，選在背斜中要比在向斜中有利。 (二 )褶皺構造與隧道位置的選擇 76 選擇隧道位置切忌沿著斷層帶或破碎帶修建隧道。 斷裂構造及不同巖層的接觸帶，其裂隙發(fā)育，地下水量也較大，斷裂構造地層壓力變化較大，襯砌結構亦難處置；開挖隧道易坍塌，給施工帶來困難。應避開嚴重破碎帶，并使斷層地段最短。 (三 )斷裂構造、接觸帶與隧道位置的選擇 77 其他不良地質還有哪些？ 滑坡 （四）其他不良地質段的隧道位置選擇 78 流沙地層 79 軟弱地層 80 溶洞 81 不良地質系指 滑坡 、 錯落 、 崩塌 、 巖堆 、 危巖 、 落石 、 巖溶、 陷穴 、 泥石流 、 流砂 、 斷層 、 涌水及第四紀堆積層 等不良地段 。 如線路難以繞避或繞避而有損于線路的總體性時 ， 在技術經濟合理的條件下 ， 亦可因地制宜地采取相應工程措施通過 。 隧道通過上述地區(qū)時的危害情況及隧道位置選擇中應注意的事項分述如下 : 不良地質段的隧道位置選擇 82 滑坡地區(qū) 沿某一軟弱面有整體下滑的趨勢 。 隧道通過時 ， 將會受到土體推力 ， 會把結構物擠壓破壞 ， 或是剪切斷開 。 如果對滑坡面的位置已經了解清楚 ， 可以把隧道置于滑坡面以下的穩(wěn)定巖體中 。 83 崩塌地區(qū) 山坡陡峻的地段，山體裂隙受風化而崩解，成塊地從斜坡翻滾墜落。 寶成線略陽至廣元段 132 km，自 1958年通車至 1981年水害前，先后接長或增建明洞 70座（處），計 6km， 80%以上皆因危巖、落石所致。 1981年水害后，因危巖、落石又增加明、棚洞 31座（處），計 ，尚不包括因支頂危巖及坡面防護平均每 1m路基所費圬工 16m3（已近于隧道每米襯砌圬工量），這足以說明防治危巖、落石的重要性。 84 巖堆地區(qū) 巖石經過風化作用，分解和剝離成為大小不一的塊體，從山坡上方滾下，宜把隧道位置放在巖堆以下的穩(wěn)定巖體之中。 85 泥石流地區(qū) 首先應判明泥石流的成因 、 規(guī)模 、 發(fā)展趨勢 ， 以決定隧道方案的可行性 。 充分考慮如下因素對隧道產生的最不利影響： ?預計河床最大下切及侵蝕基準面對隧道影響； ?泥石流可能的改道和變遷對洞身的影響； ?充分預計隧道防排水的處理難度； ?施工爆破可能帶來的危害 。 86 87 溶洞地區(qū) 當隧道通過巖溶地區(qū)時 ， 應力求避免穿越巖溶嚴重發(fā)育的網狀洞穴區(qū) 。 瓦斯地區(qū) 黃土地區(qū) 地下水 地溫 88 隧道洞口位置的選擇 隧道的進出口是隧道建筑物唯一的暴露部分，也是整個隧道的薄弱環(huán)節(jié)。由于洞口處地質條件差，多為嚴重風化的堆積體；覆蓋層厚度較薄，若地形傾斜又易造成淺埋側壓；還受地表水的沖刷，加上隧道一旦開挖，山體受擾動等因素，容易造成山體失穩(wěn)，產生滑動和坍塌。 洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價、工期和運營安全。 89 ?洞口位置選擇的一般原則和要求 十點： （ 1）洞口部分在地質上通常是不穩(wěn)定的。一般應 設在山體穩(wěn)定，地質條件好，排水有利的地方。隧道宜長不宜短，應“ 早進洞，晚出洞 ”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。 （ 2）洞口不宜設在溝谷低洼處和匯水溝處，宜將洞口移到溝谷地質條件較好的一側（圖 321中的 B線） ——不要與水爭路。 90 選擇時要結合洞口的 地形，地質條件、施工、運營條件 以及洞口的相關工程（橋涵、通風設施等）綜合考慮，避免采用單純的經濟觀點來選定隧道洞口。 （ 3）當洞口處為懸崖陡壁時，根據地質情況采用 貼壁或采用接長明洞 的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外 3~5m處。 91 （ 4）洞口地形平緩時，一般也應早進洞晚出洞。這時洞口位置選擇余地較大，應結合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定。需要時可接長明洞，以確保施工和運營安全。 92 （ 5）考慮洞口邊仰坡不致開挖過高和洞口段襯砌結構受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交，使 隧道正面進入山體 （圖 324）， 洞門結構物不致受到偏側壓力；特別是在土質松軟、巖層破碎、構造不利的傍山隧道，更應注意。 （ 6）長大隧道在洞門附近應考慮施工場地、棄渣場以及便道等的位置。 （ 7）洞口附近有居民點時，考慮提前進洞，盡可能減少附近地上構筑物，地下埋設物與隧道的相互影響，及減少對環(huán)境（農業(yè)、交通、居民生活）的影響。 （ 8）洞口路肩應高出設計洪水位（包括浪高）以上 ，以免洪水浸入隧道。 93 （ 9）考慮通風設備排出的廢氣和噪聲對周圍環(huán)境的影響程度和解決辦法。 （ 10）考慮設置防雪工程、防風工程和防路面凍害工程的必要性。 總之，選定隧道洞口位置時， 首先 要按照地質條件控制邊坡和仰坡的高度和坡面長度， 其次 是避開不良地質區(qū)域和排水影響， 最后 才從經濟方面進行比較。 94 1. 隧道具體位置選擇的影響因素有哪些？ 2. 越嶺隧道與河谷隧道有何區(qū)別？它們在位置的選擇上各采取什么原則？ 3. 地質條件對隧道位置選擇有哪些影響？ 4. 隧道洞口位置的選擇應遵循哪些原則？確定洞口位置考慮哪些因素？ 5. 隧道長度的定義。 重點、難點內容 2022年 3月 7日 第三章 隧道線及斷面設計 隧道工程 隧道的幾何設計 97 隧道的平面設計 隧道縱斷面設計 隧道橫斷面設計 ?隧道由 主體建筑物 和 附屬建筑物 兩部分組成。 ?主體建筑物 包括 洞門 和 洞身 襯砌，以及需要在洞口地段接長的 明洞 。 ?附屬建筑物 包括 通風、照明、防排水、安全設備、電力、通信設備 等。 98 ?主體建筑物 是從 幾何 和 結構 兩方面進行研究的。 ?隧道的 結構方面 ：用最小的投資，盡可能少的外來材料以及合理的養(yǎng)護力量，使它們能在圍巖壓力和汽車行駛所產生的各種力的作用下，在設計年限內保持使用質量。 ?隧道的 幾何設計 ： 主要是汽車行駛與隧道各個幾何元素的關系，常把隧道中心線解剖為 隧道的平面 ， 縱斷面 及 凈空斷面 來分別研究。 99 隧道的平面設計 隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。 平面設計的任務：決定隧道的平面位置，選定洞口位置。 隧道是線路的一個組成部分，與公路一樣，線形至少滿足 《 公路工程技術標準 》 規(guī)定。 同時應適當提高線形標準，因隧道內運營和養(yǎng)護條件明顯比洞外差。 100 ? 隧道內的線路最好采用直線。 ? 應盡可能采用短曲線，或是半徑較大的曲線。 ? 在曲線兩端應設緩和曲線時，最好不使洞口恰恰落在緩和曲線上，應盡可能將緩和曲線設在洞外一個適當距離以外。 ? 圓曲線的長度也不應短于一節(jié)車廂的長度。 ? 在一座隧道內最好不設一個以上的曲線。尤其是不宜設置反向曲線或復合曲線。如果列車同時跨在兩個曲線上兩曲線間應有足夠長的夾直線，一般是要求在三倍車輛長度以上。 101 ? 原則上采用直線，避免曲線，若必須設置時，宜大于不設 超高 的平曲線半徑，并應滿足停車 視距 的要求。 ? 隧道平面線形應考慮行駛安全，在洞口不應使用小半徑的引線與隧道銜接。 ? 隧道內盡量避免設反曲線。 102 103 公路停車視距與會車視距 公路等級 高速公路、一級公路 二、三、四級公路 設計速度（ km/h) 120 1