【文章內(nèi)容簡介】 1 地質(zhì)條件對隧道位置的選擇往往起決定性的作用隧道位置應(yīng)選擇在巖性較好穩(wěn)定的地層中將對施工和營運(yùn)有利亦可節(jié)約投資對巖性不好的地層斷層破碎帶含水層等工程地質(zhì)水文地質(zhì)極為復(fù)雜的嚴(yán)重不良地質(zhì)地段應(yīng)盡量避免穿越以免增加設(shè)計施工和營運(yùn)的困難甚至影響隧道的性能和安全發(fā)生意料不到的病害若不能繞避而必須通過時應(yīng)減短其穿越的長度采取可靠的工程處理措施以確保隧道施工及營運(yùn)的安全 23 河谷地形由于受地質(zhì)構(gòu)造和水流沖刷等影響往往出現(xiàn)地形和地質(zhì)均較復(fù)雜的情況特別 是在山區(qū)河谷地區(qū)往往河流彎曲溝谷發(fā)育支溝密布河谷兩岸常有對稱或不對稱的臺地和陡峭的山坡并常伴有崩塌錯落巖堆滑坡泥石流河岸沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)象河谷路線沿河傍山地段常因地形地質(zhì)復(fù)雜等原因而采用隧道通過由于地形地質(zhì)復(fù)雜以隧道通過時有時路線內(nèi)靠不足造成不少隧道出現(xiàn)洞壁過薄偏壓淺埋洞口深基礎(chǔ)明洞工程水流沖刷危害以及穿越不良地質(zhì)地段等現(xiàn)象往往出現(xiàn)路線扭曲隧道短而多或橋隧相連橋梁工程增加支擋建筑物甚多而一些坍塌落石的威脅又不能徹底消除因此條文規(guī)定當(dāng)路線以隧道通過時路線宜向山側(cè)內(nèi)移 路線沿河傍山不論是河流彎曲地段或較順直地段 常出現(xiàn)隧道群或橋隧群的情況此時路線是靠里還是靠外或裁彎取直是用長隧道還是隧道群或橋隧群就很有比選價值一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用長隧道這是因為 1 對危巖落石地段或陡坡地段如以路基通過安全難保不如采用隧道方案為優(yōu)越 2 沿河傍山地段若路線靠外行結(jié)果會出現(xiàn)橋隧支擋相連隧道洞壁過薄洞口常伴有深基礎(chǔ)明洞等較大的河岸防護(hù)工程路基難免出現(xiàn)病害如路線靠里行以隧道穿越增加隧道工程減少橋路工程可減少或避免上述弊病 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(yùn)安全 4 沿河傍山修建中長隧道或長隧道易于設(shè)置輔助 通道如橫洞增加工作面 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(yīng)包括洞身和洞口位置的選定但由于洞身范圍大移動面寬而洞口位置范圍較小移動面窄有關(guān)工程集中且常在路線轉(zhuǎn)換方向的附近故隧道定線時如不充分注意往往照顧了洞身的位置條件而忽視了洞口位置的選擇和對洞外有關(guān)工作的處理結(jié)果給隧道設(shè)計和施工帶來困難如接建明洞施工進(jìn)洞困難洞口有關(guān)工程嚴(yán)重干擾等現(xiàn)象甚至造成不得不改線的情況所以在路線定線時就應(yīng)注意洞口的安排當(dāng)路線確定后應(yīng)盡量把洞口位置和洞口建筑物設(shè)計得經(jīng)濟(jì)合理 選定隧道位置時尚應(yīng)考慮到輔助坑道和營運(yùn)通風(fēng)的 設(shè)置條件和要求使其互相協(xié)調(diào)以免顧此失彼造成施工困難或營運(yùn)不便甚至不得不重新定線 5 瀕臨水庫地區(qū)的隧道由于水庫水位變化影響較大且常易造成山體坍岸以及滑坡因此必須充分注意并采取可靠的工程措施以確保隧道結(jié)構(gòu)的營運(yùn)安全 條文中提出的隧道設(shè)計洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)參考了《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》 TB 10003和《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 JTJ 021 的有關(guān)規(guī)定觀測洪水應(yīng)包括調(diào)查可靠的有重現(xiàn)可能的歷史洪水 33 隧道線形設(shè)計 331 平面線形 1 隧道平面線形一般希望設(shè)計成直線這主要是基于兩點理由取直線于通風(fēng)有利如果曲線尤其是小半徑曲線 通風(fēng)阻力增大對自然通風(fēng)不利同時會增大機(jī)械通風(fēng)量其二如果隧道取較小半徑曲線通常須設(shè)置超高和加寬這將使施工變得復(fù)雜斷面不統(tǒng)一以及它們的相互過渡都給施上增加難度從這兩點考慮希望在隧道洞身不設(shè)置曲線但如果隧道洞口正朝東西方向時可將洞 n 段設(shè)計成曲線以避開陽光直射駕駛員視野或者設(shè)置必要長度的遮陽棚當(dāng)因地形地質(zhì)等條件限制不得已時可采用較小半徑線形但必須進(jìn)行技術(shù)論證并符合《公路路線設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于超高的規(guī)定條文中關(guān)于停車視距曲線最小半徑的規(guī)定來源于《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 21 并行雙洞即雙洞按左右平行或上下平行設(shè)置 2 交叉雙洞即雙洞在立面上按一定交角設(shè)置 3 連拱雙洞即雙洞按左右平行且共用中壁設(shè)置雙洞呈連體狀非獨立雙洞隧道的一般斷面 12 小凈距隧道或連拱隧道的施工 關(guān)于連拱隧道襯砌的施作時間當(dāng)圍巖變形較大時應(yīng)盡快施作襯砌當(dāng)圍巖完整性較好時為了避免爆破振動的影響可在開挖及支護(hù) 施作完成一段時間后再做襯砌在國外這兩種情況均有 現(xiàn)場圍巖支護(hù)襯砌的變形和應(yīng)力監(jiān)控量測極為重要其目的是檢測先行洞結(jié)構(gòu)的安全性并評價后行洞施工的妥當(dāng)性以及加固措施的有效性量測計劃要按照這一目的來制訂量測結(jié)果要及時指導(dǎo)設(shè)計參數(shù)的修正和施工方法的變更 作為近距離雙洞隧道施工的對策分別針對先行洞后行洞兩洞間地層的基本考慮 應(yīng)盡量避免隧道與其它構(gòu)造物的交叉不得已時應(yīng)盡量采取直交而且新建隧道宜上穿既有構(gòu)造物 332 縱斷面設(shè)計 1 隧道內(nèi)縱面線形縱坡的最小值應(yīng)以隧道建成后洞內(nèi)水包括漏水涌水滲水等能自然排泄為原則要求不得小于 03％又考慮到隧道施工誤差一般最好不要小于 03～ 05 隧道縱坡的最大值應(yīng)充分考慮施工中出渣或材料運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)效率縱坡太大則作業(yè)效率低下營運(yùn)期車輛行駛的安全和舒適性營運(yùn)通風(fēng)的要求等因素一般要求不大于 3 近年來在西部重丘區(qū)公路建設(shè)中由于受地形地貌限制隧道縱坡如果強(qiáng)制要求不大于 3％可能招致大量人工邊坡并且使展線變得非常困難甚至不可能因此希望放寬這一限制的呼聲較高根據(jù)這一實際情況中短隧道或獨立明洞包括棚洞半隧道結(jié)構(gòu)在線形要求非常困難的情況下可以適當(dāng)放寬但要求作如下技術(shù)證論 1 施工運(yùn)輸是否困難裝渣車翻斗車二字等施工車 輛的排污對洞內(nèi)施工環(huán)境的影響程度 2 較大縱坡對車輛行駛安全性的影響當(dāng)長下坡且坡度較大時容易發(fā)生交通事故尤以寒冷地區(qū)路面結(jié)冰后為甚 3 是否需增加過多的通風(fēng)設(shè)備和營運(yùn)費用據(jù)國外試驗和實側(cè)縱坡超過 3 時柴油車的煙塵排放將急劇上升會導(dǎo)致通風(fēng)設(shè)備的增加因此除短隧道外均應(yīng)作出評價 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(dá)到 7 但對于大縱坡的隧道他們往往采取交通管制禁止排污較大的貨車柴油車駛?cè)嘶蛘咴龃髾C(jī)械通風(fēng)規(guī)模我國在修建水下隧道時應(yīng)分析縱坡與汽車排污量的關(guān)系認(rèn)真研究后確定 2 隧道縱坡是采用單 向坡還是雙向坡國內(nèi)兩種情況均有從行駛舒適性和營運(yùn)通風(fēng)效率來看采用單向坡較好只是施工時會出現(xiàn)逆坡排水問題據(jù)施工單位調(diào)查近年來抽水泵性能和抽排水技術(shù)水平有較大提高因此逆坡排水不存在大的技術(shù)難題是可以解決的如果采用雙向坡其豎曲線半徑應(yīng)盡量采用較大值以提高行駛安全性舒適性 333 橫斷面設(shè)計 1 公路隧道的建筑限界不僅要提供汽車行駛的空間還要考慮汽車行駛的安全快捷舒適和防災(zāi)等因此要求設(shè)計中應(yīng)充分研究各種車道與公路設(shè)施之間所處的空間關(guān)系任何部件包括通風(fēng)照明安全監(jiān)控和內(nèi)裝等附屬設(shè)施均不得侵人隧道建筑限界之內(nèi) 隧道建筑限界由 車道寬度 余寬檢修道或人行道組成此次修訂有兩點主要變化根據(jù) 10 多年來全國各設(shè)計單位的經(jīng)驗將檢修道作對稱布置理由有二公路隧道內(nèi)設(shè)施較多而且多數(shù)隧道是將設(shè)施布置在兩側(cè)檢修道在兩側(cè)布置更有利于養(yǎng)護(hù)維修管理其二兩側(cè)設(shè)檢修道并不增大隧道內(nèi)空斷面積并有利于斷面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計本次修訂取消了按重丘山嶺地形的區(qū)分而根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的新規(guī)定改為主要按設(shè)計速度區(qū)分限界寬度 為了消除或減少隧道邊墻給駕駛員帶來恐之沖撞的心理影響側(cè)墻效應(yīng)保證一定車速的安全通行應(yīng)在行車道兩側(cè)設(shè)置一定寬度的側(cè)向?qū)挾然蛴鄬? 2 步道檢修道或人行道的主要功 能為 1 養(yǎng)護(hù)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 2 步道的路緣石可以阻止車輛爬上步道是步行者的安全限界同時是保護(hù)隧道設(shè)備的安全限界 3 從交通管理和安全行走的觀點出發(fā)步道的路緣石可作為駕駛員的行駛方向線由于步道比較突出它比車道邊線更能吸引駕駛員的注意力 3 公路隧道橫斷面設(shè)計除滿足隧道建筑限界的要求外還應(yīng)考慮洞內(nèi)路面排水檢修道通風(fēng)照明消防內(nèi)裝監(jiān)控等設(shè)施所需要的空間還要考慮仰拱曲率的影響并根據(jù)施工方法確定出安全經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式和尺寸 10 多年來我國公路隧道建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大各地在設(shè)計隧道橫斷 面時標(biāo)準(zhǔn)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甚至同一條公路上出現(xiàn)幾種不同內(nèi)輪廓的斷面這既影響洞內(nèi)設(shè)施的布置義不利于施工時襯砌模板的制作而在國外和我國的鐵路隧道中已在推動斷面標(biāo)準(zhǔn)化因此此次規(guī)范修訂應(yīng)在橫斷面輪廓設(shè)計方面推行標(biāo)準(zhǔn)化 經(jīng)過多年的工程實踐和內(nèi)力分析我們認(rèn)為隧道內(nèi)輪廓統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為拱部為單心半圓側(cè)墻為大半徑圓弧仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連接 334 施工計劃 隧道工程是施工性特別強(qiáng)的工程設(shè)計與施工密不可分在設(shè)計時就應(yīng)制訂合理的施工計劃這里所說的施工計劃不是施工單位自身作的具體施工策化 而是影響設(shè)計所應(yīng)考慮的事項 施工計劃的一般流程所涉及到的要素相互關(guān)聯(lián)是一項系統(tǒng)工程在編制時應(yīng)從粗略階段到詳細(xì)階段并逐步提高各要素的討論精度不斷反饋使各要素有機(jī)地達(dá)到一定程度的平衡 1 隧道施工方法是開挖方式開挖方法支護(hù)方式洞內(nèi)運(yùn)輸方式輔助方法和通風(fēng)方式等的總稱它應(yīng)通過對隧道斷面長度雙洞與否工期地質(zhì)條件自然環(huán)境條件等綜合研究后確定開挖方式是指爆破開挖掘進(jìn)機(jī)開挖人力開挖等開挖手段開挖方法是指全斷面法臺階法導(dǎo)坑法分部法等開挖方法支護(hù)方式有錨桿噴射混凝土鋼支撐鋼筋網(wǎng)構(gòu)件支撐等它們可單獨使用也可組合使用襯砌混凝土支模方 式有全斷面整體式和分塊拼裝式洞內(nèi)運(yùn)輸方式有無軌式和有軌道式輔助方法主要是指在穩(wěn)固開挖面和處治涌水的超前錨桿小導(dǎo)管管棚藥液注漿凍結(jié)混凝土注漿 2 特長隧道時應(yīng)將整個工程劃分為若干施工區(qū)段以縮短工期和降低工程費特長隧道施工區(qū)段的劃分在我國歷來是業(yè)主決定而業(yè)主對設(shè)計中涉及到的縱坡水文地質(zhì)條件棄渣以及土石方量平衡等因素不如設(shè)計者熟悉因此設(shè)計者有責(zé)任根據(jù)有關(guān)因素提出施工分段的合理長度和劃分點 3 是否設(shè)置輔助通道應(yīng)根據(jù)隧道長度地質(zhì)條件等因素綜合考慮一般來講只有特長隧道才設(shè)輔助通道并應(yīng)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(yùn)通風(fēng)的風(fēng)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(jīng)濟(jì)合理的 4 應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模施工方法施工環(huán)境等決定施工主要機(jī)械設(shè)備 洞內(nèi)主要的機(jī)械和設(shè)備有掘進(jìn)機(jī)大型鑿巖機(jī)支架式?jīng)_鉆錘多臂鉆孔臺車鏟斗裝載機(jī)自卸卡車混凝土攪拌罐車混凝土噴射機(jī)錨桿鉆孔機(jī)整體式襯砌模板臺車抽水泵等 34 襯砌結(jié)構(gòu)選擇 341 襯砌方式 公路隧道作為道路工程永久性構(gòu)筑物應(yīng)避免隧道圍巖日久風(fēng)化和水的侵蝕產(chǎn)生松弛掉塊坍塌甚至圍巖失穩(wěn)危及行車安全隧道建成后能適應(yīng)長期營運(yùn)的需要隧道投入營運(yùn)后補(bǔ)作襯砌加固圍巖非常困難技術(shù)經(jīng)濟(jì)安全方面 都是不合理的因此規(guī)范規(guī)定隧道應(yīng)作襯砌 隧道支護(hù)襯砌有噴錨襯砌整體式襯砌復(fù)合式襯砌 1 噴錨襯砌是噴混凝土支護(hù)噴混凝土＋錨桿支護(hù)噴混凝土＋錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)噴混凝土＋錨桿鋼筋網(wǎng)＋鋼架支護(hù)的統(tǒng)稱是一種加固圍巖控制圍巖變形能充分利用和發(fā)揮圍巖自承能力的支護(hù)襯砌形式具有支護(hù)及時柔性緊貼圍巖與圍巖共同變形等特點在受力條件下比整體式襯砌優(yōu)越對加快施工進(jìn)度節(jié)約勞動力及原材料降低工程成本等效果顯著能保證圍巖的長期穩(wěn)定但是由于噴錨襯砌剛度較小在圍巖自穩(wěn)能力較差的 IV～ VI 級圍巖中穩(wěn)定性和防止水侵蝕方面經(jīng)驗不多材料及施工工藝還有待進(jìn) 一步提高因此在 IVVI 級圍巖中不宜單獨采用噴錨支護(hù)作永久襯砌 2 整體式襯砌是被廣泛采用的襯砌形式有長期的工程實踐經(jīng)驗技術(shù)成熟適應(yīng)多種圍巖條件因此在隧道洞口段淺埋段及圍巖條件很差的軟弱圍巖中采用整體式襯砌較為穩(wěn)妥可靠 3342 復(fù)合式襯砌 1 復(fù)合式襯砌是 由兩層襯砌組合而成的中間設(shè)防水層我國高速公路一級公路二級公路隧道已全部采用復(fù)合式襯砌三級公路隧道也大量采用其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定防水和襯砌外觀均能滿足公路隧道使用的基本要求適合多種地質(zhì)條件技術(shù)較為成熟是目前公路隧道最好的襯砌結(jié)構(gòu)形式復(fù)合式襯砌已成為公路隧道襯砌的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式因此一般情況下應(yīng)采用復(fù)合式襯砌 2 復(fù)合式襯砌初期支護(hù)多采用噴錨柔性支護(hù)具有支護(hù)及時柔性的特點并在一定程度上能夠隨著圍巖的變形而變形能很好地發(fā)揮圍巖的自承能力由于噴射混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)鋼架等的作用各不相同初期支護(hù)的剛度與其組成成分有密切關(guān)系故在設(shè)計時應(yīng)根 據(jù)工程