【文章內(nèi)容簡介】 有的是出現(xiàn)裂縫又為一些細(xì)碎物質(zhì)所填充 （ 泥化 、 軟化 、 破碎薄夾層 ） 。 層間接觸面比之巖層實(shí)體總是較為薄弱的 ， 稱之為軟弱結(jié)構(gòu)面 。 單斜構(gòu)造地質(zhì)必須事先把巖層的構(gòu)造和傾角大小調(diào)查清楚， 一定要盡可能避開軟弱結(jié)構(gòu)面 。 (一 )單斜構(gòu)造與隧道位置的選擇 72 1．水平或緩傾角巖層 當(dāng)隧道通過堅(jiān)硬的厚層巖層時(shí)，較為穩(wěn)定。 若通過很薄的巖層，則施工時(shí)頂部易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象。 經(jīng)常會(huì)軟硬不一 73 此時(shí)， 以不透水的堅(jiān)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(dāng)有軟弱夾層伴以有害節(jié)理切割時(shí) ， 易產(chǎn)生坍方和順層滑坡 。 2．陡傾角巖層 當(dāng)隧道中線可能沿兩種不同巖性的巖層走向通過時(shí) ， 應(yīng)避免將隧道置于兩種不同的巖層軟弱構(gòu)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(shí)，其中線宜垂直于巖層的走向穿過，仍應(yīng)避開不同巖層接觸帶。當(dāng)層狀巖層較薄，并有軟弱夾層，伴有微量地下水活動(dòng)時(shí)，亦可產(chǎn)生不對(duì)稱壓力，在隧道開挖過程中，易產(chǎn)生坍塌，甚至?xí)?dǎo)致大的坍力，致使地面形成“天窗” 。 3．直立巖層 75 在褶曲構(gòu)造的地區(qū)，在施工時(shí)，極易發(fā)生掉塊或坍方，對(duì)工程產(chǎn)生不利影響。當(dāng)隧道通過褶皺構(gòu)造時(shí)，應(yīng)盡量避免將隧道置于背斜或向斜的軸部 。如圖 (a)、 (c)，而應(yīng)將隧道置于翼部，如圖(b)，則隧道所處的地質(zhì)條件類似單斜構(gòu)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(gòu)造時(shí)，選在背斜中要比在向斜中有利。 (二 )褶皺構(gòu)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(gòu)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(gòu)造地層壓力變化較大，襯砌結(jié)構(gòu)亦難處置；開挖隧道易坍塌，給施工帶來困難。應(yīng)避開嚴(yán)重破碎帶，并使斷層地段最短。 (三 )斷裂構(gòu)造、接觸帶與隧道位置的選擇 77 其他不良地質(zhì)還有哪些？ 滑坡 （四）其他不良地質(zhì)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(zhì)系指 滑坡 、 錯(cuò)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(jì)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(shí) ， 在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下 ， 亦可因地制宜地采取相應(yīng)工程措施通過 。 隧道通過上述地區(qū)時(shí)的危害情況及隧道位置選擇中應(yīng)注意的事項(xiàng)分述如下 : 不良地質(zhì)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(shí) ， 將會(huì)受到土體推力 ， 會(huì)把結(jié)構(gòu)物擠壓破壞 ， 或是剪切斷開 。 如果對(duì)滑坡面的位置已經(jīng)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(fēng)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(jì) 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(jì) ，尚不包括因支頂危巖及坡面防護(hù)平均每 1m路基所費(fèi)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(jīng)過風(fēng)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(yīng)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(duì)隧道產(chǎn)生的最不利影響： ?預(yù)計(jì)河床最大下切及侵蝕基準(zhǔn)面對(duì)隧道影響； ?泥石流可能的改道和變遷對(duì)洞身的影響； ?充分預(yù)計(jì)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(dāng)隧道通過巖溶地區(qū)時(shí) ， 應(yīng)力求避免穿越巖溶嚴(yán)重發(fā)育的網(wǎng)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(jìn)出口是隧道建筑物唯一的暴露部分，也是整個(gè)隧道的薄弱環(huán)節(jié)。由于洞口處地質(zhì)條件差，多為嚴(yán)重風(fēng)化的堆積體；覆蓋層厚度較薄，若地形傾斜又易造成淺埋側(cè)壓；還受地表水的沖刷，加上隧道一旦開挖，山體受擾動(dòng)等因素，容易造成山體失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動(dòng)和坍塌。 洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價(jià)、工期和運(yùn)營安全。 89 ?洞口位置選擇的一般原則和要求 十點(diǎn)： （ 1）洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng) 設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長不宜短，應(yīng)“ 早進(jìn)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(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處，宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)（圖 321中的 B線） ——不要與水爭路。 90 選擇時(shí)要結(jié)合洞口的 地形，地質(zhì)條件、施工、運(yùn)營條件 以及洞口的相關(guān)工程（橋涵、通風(fēng)設(shè)施等）綜合考慮，避免采用單純的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來選定隧道洞口。 （ 3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)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(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位置選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定。需要時(shí)可接長明洞，以確保施工和運(yùn)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(jié)構(gòu)受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交，使 隧道正面進(jìn)入山體 （圖 324）， 洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力；特別是在土質(zhì)松軟、巖層破碎、構(gòu)造不利的傍山隧道，更應(yīng)注意。 （ 6）長大隧道在洞門附近應(yīng)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(diǎn)時(shí)，考慮提前進(jìn)洞，盡可能減少附近地上構(gòu)筑物，地下埋設(shè)物與隧道的相互影響，及減少對(duì)環(huán)境（農(nóng)業(yè)、交通、居民生活）的影響。 （ 8）洞口路肩應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位（包括浪高）以上 ，以免洪水浸入隧道。 93 （ 9）考慮通風(fēng)設(shè)備排出的廢氣和噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響程度和解決辦法。 （ 10）考慮設(shè)置防雪工程、防風(fēng)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(shí)， 首先 要按照地質(zhì)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(zhì)區(qū)域和排水影響， 最后 才從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)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?cè)谖恢玫倪x擇上各采取什么原則？ 3. 地質(zhì)條件對(duì)隧道位置選擇有哪些影響？ 4. 隧道洞口位置的選擇應(yīng)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(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容 2022年 3月 7日 第三章 隧道線及斷面設(shè)計(jì) 隧道工程 隧道的幾何設(shè)計(jì) 97 隧道的平面設(shè)計(jì) 隧道縱斷面設(shè)計(jì) 隧道橫斷面設(shè)計(jì) ?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(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)備、電力、通信設(shè)備 等。 98 ?主體建筑物 是從 幾何 和 結(jié)構(gòu) 兩方面進(jìn)行研究的。 ?隧道的 結(jié)構(gòu)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(hù)力量，使它們能在圍巖壓力和汽車行駛所產(chǎn)生的各種力的作用下，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)保持使用質(zhì)量。 ?隧道的 幾何設(shè)計(jì) ： 主要是汽車行駛與隧道各個(gè)幾何元素的關(guān)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(shè)計(jì) 隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。 平面設(shè)計(jì)的任務(wù)：決定隧道的平面位置，選定洞口位置。 隧道是線路的一個(gè)組成部分，與公路一樣，線形至少滿足 《 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 》 規(guī)定。 同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高線形標(biāo)準(zhǔn)，因隧道內(nèi)運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)條件明顯比洞外差。 100 ? 隧道內(nèi)的線路最好采用直線。 ? 應(yīng)盡可能采用短曲線，或是半徑較大的曲線。 ? 在曲線兩端應(yīng)設(shè)緩和曲線時(shí)，最好不使洞口恰恰落在緩和曲線上，應(yīng)盡可能將緩和曲線設(shè)在洞外一個(gè)適當(dāng)距離以外。 ? 圓曲線的長度也不應(yīng)短于一節(jié)車廂的長度。 ? 在一座隧道內(nèi)最好不設(shè)一個(gè)以上的曲線。尤其是不宜設(shè)置反向曲線或復(fù)合曲線。如果列車同時(shí)跨在兩個(gè)曲線上兩曲線間應(yīng)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(shè)置時(shí)，宜大于不設(shè) 超高 的平曲線半徑，并應(yīng)滿足停車 視距 的要求。 ? 隧道平面線形應(yīng)考慮行駛安全，在洞口不應(yīng)使用小半徑的引線與隧道銜接。 ? 隧道內(nèi)盡量避免設(shè)反曲線。 102 103 公路停車視距與會(huì)車視距 公路等級(jí) 高速公路、一級(jí)公路 二、三、四級(jí)公路 設(shè)計(jì)速度（ km/h) 120 1