公路技术讲座公路隧道Word格式.docx

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特长隧道L＞3000m

长隧道3000m≥L≥1000m

中隧道1000m≥L＞250m

短隧道L≤250m

公路隧道的选址

地质条件对隧道位置的选择往往起决定性的作用，隧道位置应选择在岩性较好和稳定的地层中，对施工和运营均有利，同时可节省投资。

应避免隧道穿越岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段，以免增大投资，造成施工和营运的困难，影响隧道安全。

越岭隧道所在地段，地形通常起伏陡峻，工程地质和水文地质条件复杂，交通运输条件比较困难，施工及弃渣场地狭窄。

比选越岭隧道位置时，应对可能穿越的垭口，以不同的纵坡，不同的长度和展线方式，寻求地质条件好、隧道长度较短、运营费用低、安全适用的最佳方案。

傍山隧道一般埋藏较浅，地质条件比较复杂，故在确定隧道位置时，应注意洞身覆盖厚度（如图2所示）的问题，隧道宜向山侧内移，避免隧道一侧洞壁过薄而产生偏压，隧道外侧最小覆盖厚度要满足《公路隧道勘测规程》（JTJ063－85）中规定的数值，若隧道产生偏压，应参照有关偏压隧道设计。

图2

注：

t—傍山隧道的覆盖层厚度

濒临水库地区的隧道，由于受水库水位变化影响，易造成边坡坍岸、滑坡，将对隧道稳定产生不利影响，甚至危及隧道安全，因此，洞口路肩设计标高应符合设计规范的要求。

隧道线型

隧道的平面线型设计和普通道路一样，要按《公路工程技术标准》（JTJ001-97）规定进行，但应照顾隧道的特点。

隧道平曲线原则上采用直线，避免曲线。

必须设置曲线时，为避免由此给施工及通风带来的影响，曲线半径宜采用不设超高的平曲线半径，并应满足停车视距的要求（隧道内禁止超车，故只有停车视距），根据停车视距换算出设置曲线时的不加宽的最小平曲线半径，或按《公路工程技术标准》（JTJ001－97）的规定选择平曲线最小半径。

当平曲线需设置超高时，其各项技术指标要满足《公路路线设计规范》（JTJ011－94）的规定。

此时，公路隧道的建筑限界应按《公路工程技术标准》（001－97）的有关规定作相应的加宽。

公路隧道净空

隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，包括公路隧道建筑限界（如图3）、通风及其它所需的断面面积。

图3隧道建筑限界

“建筑限界”指建筑物（如衬砌和其他任何部件）不得侵入的一种限界。

公路隧道的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等宽度；

以及车道、人行道的净高。

公路隧道的净空除包括公路建筑限界以外，还包括通风管道、照明设备、防灾设备、监控设备、运行管理设备等附属设备所需要的足够的空间，以及富裕量和施工允许误差等。

见图4。

图4公路隧道横断面

隧道接线要求

隧道洞口的连接线应与隧道线形相配合。

为保证有足够的视距和行驶安全，隧道两端需要有平面线形与路线线形相一致的最小长度，以使驾驶员在足够的距离外能识别隧道洞口，使汽车顺利驶入隧道。

隧道两端平面线形与路线线形相一致的最小长度见《公路隧道规范》第2.7.2条。

隧道两端接线的纵坡度应有一段距离与隧道纵坡保持一致，以满足设置竖曲线或各级公路停车或会车视距的要求。

隧道净宽大于公路路基宽度时，两端接线应有不短于50m的同隧道等宽度的加宽段，而后需设计过渡段以使加宽段与路基衔接平顺。

隧道洞口及洞门

洞口位置应根据地形、地质、水文条件并考虑边坡及仰坡的稳定，从保证施工和营运安全出发，通过经济、技术比较，综合研究确定。

洞口的边坡及仰坡的设计开挖高度及坡度按《公路隧道设计规范》第5.0.1条选定。

洞门是隧道两端和路堑连接的建筑物，其作用是支挡山体、稳定仰坡和边坡，并将由坡面流下的地面水排离隧道，减少洞口塌方堵塞，保证洞口施工安全和隧道正常使用。

洞门结构主要有起支挡正面山体的端墙、支护两侧坡面的翼墙、排走洞口地面水的墙背水沟及必要时附设的支撑侧面山坡的挡土墙等构造物所组成。

洞门的形式多为以下两种：

1、正洞门

用于地形等高线与线路中线大致正交、横坡较平稳、路堑断面接近对称的情况。

正洞门可分为端墙式正洞门和翼墙式正洞门两种，见图5。

图5

2、斜洞门

用于线路与地形等高线斜交、岩层稳定、山体压力较小时，并要求洞门端墙与线路交通交角不宜小于45°

。

见图6。

图6隧道斜洞门

隧道衬砌

隧道开挖后，其周围地层的稳定性遭到很大的破坏，在破碎、易风化的非稳定岩层中都需要修筑隧道衬砌来承受围岩压力。

我国目前所采用的隧道衬砌形式为：

整体式衬砌、拼装式衬砌、砌体衬砌、锚喷衬砌等。

选用时，要根据隧道所处地段的具体情况，参照《公路隧道设计规范》第六章的有关规定确定衬砌类型。

见图7、图8。

图7衬砌组成部分

图8喷锚衬砌

明洞

明洞指以明挖法在明处修建，洞顶有回填土石遮盖的建筑物。

明洞多用于下列情况：

1、洞顶覆盖层较薄，难以用暗挖法修建隧道时；

2、公路之间或公路与铁路之间形成立体交叉，但又不宜做立交桥时。

明洞按其构造型式分为三大类，即拱式明洞、箱式明洞、棚式明洞。

选取明洞类型时，要依据路线的地形、地质、水文地质条件综合考虑。

明洞衬砌要符合《公路隧道设计规范》第6.3.1条—第6.3.9条的规定。

隧道防水与排水

隧道渗漏水的长期作用，将造成隧道侵蚀破坏，使路面积水甚至结冰，妨碍车辆正常行驶，同时还会使各种附属结构因绝缘、防锈、防蚀等方面不能满足要求而不能正常工作。

因此，必须通过隧道防水与排水，使隧道衬砌不漏不渗，保证隧道长期使用，保证行车安全。

隧道的防水采用“截”、“堵”相结合的方法。

“截”系指隧道开挖前即把可能流入隧道的地表水和地下水的通道截断。

“堵”指在隧道内设置防水层。

可采用内贴式防水层、外贴式防水层或衬砌砼，衬砌砼在满足标号要求的同时还要有一定的抗渗标号。

隧道排水是利用盲沟、汇水管、渡槽、中心排水沟或排水侧沟等，将水排出洞外。

见图9和图10。

图9排水肩沟，泄水管，渡槽，路侧排水沟

图10中心排水沟、防冻水沟

隧道的照明

公路隧道的照明是为了将必要的信息传递给司机，防止因视觉信息不足而出现的交通事故，从而提高驾驶上的安全性和增加舒适感。

隧道照明与道路照明的显著不同是昼间也需要照明，而且昼间照明比夜间更加复杂。

隧道照明除了与道路照明同样需要考虑路面应具有一定的亮度水平外，还应进一步考虑设计速度、交通量、线形等影响因素，解决隧道入口处及其相邻区段内驾驶员视觉适应过程的问题。

根据我国公路隧道的基本情况，隧道一般设电光照明。

对于能通视、交通量较小、行人密度不大的短隧道，可不设白天的照明设施；

长度超过100m的高速公路、一、二级公路隧道，应设置白天的照明设施。

隧道照明的具体技术标准参见《公路隧道的设计规范》第9.3.2条～9.3.10条。

隧道通风

汽车尾气中含有多种有害成份，构成了对隧道内空气的污染。

而隧道是个闭塞空间，污染物不能很快扩散，隧道内污染空气的浓度会逐渐积累，烟（尘）量达到一定程度后，就会使能见度下降，威胁行车安全的同时也可造成人体中毒。

为改善这种状况需将隧道外的新鲜空气引入隧道内，冲淡隧道内的有害物质浓度，使空气达到卫生标准和能见度方面的要求。

目前，我国隧道通风方式分为自然通风和机械通风两大类。

选择时，最主要的是考虑隧道长度和交通条件，同时还要考虑气象、环境、地形及地质条件，最后确定一种既有效又经济的通风方式。

如选用机械通风，噪声不得超过《公路隧道设计规范》表9.2.8的规定。

公路隧道营运管理设施

公路隧道的营运管理，包括两个方面：

一是通过法规和管理手段减小在隧道内发生灾害的机会和程度；

二是保证一旦发生灾害性事故时，当事人应该并且能够立即报警，有条件进行自救以减轻灾害程度或等待求援。

公路隧道在营运中，不安全因素主要指火灾和交通事故以及由此产生的再生性灾害。

我国公路隧道营运管理设置主要有：

1、通讯电缆、照明电缆、电力电缆及信号电缆；

2、通讯设施、信号及标志；

3、消防及求援设施；

4、消音等其他设施。

上述隧道营运管理设施要根据公路等级、隧道长度、设计交通量、地理位置及所在环境、使用条件等综合条件确定其规模。

具体要求可参见《公路隧道设计规范》第10.1.1条—第10.5.3条。

辅助坑道

隧道通常是从两端洞口内开挖，因此只有两个工作面。

洞内工作面很狭窄，工种干扰大。

对于长大隧道或地质不良地区的隧道问题更加严重，往往成为公路修建过程中控制工期的关键工程。

为了加速施工进度，必须尽可能利用天然地形，开挖一些辅助坑道来开辟新的工作面。

辅助坑道可增加施工工作面，相当于将一个长隧道变成一个短隧道，便于材料机具的运送，改善内部通风条件。

在隧道内发生意外情况（如洞内塌方、淹没等），辅助坑道可提供安全退路，在某些情况下，设置辅助坑道可使隧道中线测量精度容易达到规定要求。

辅助坑道通常包括横洞、斜井、竖井和平行导坑四类，如图11所示。

图11辅助坑道

隧道施工通风、防尘、防有害气体

隧道施工中，由于爆破、钻眼、人员呼吸等造成坑道内氧气减少，产生有害气体和粉尘。

岩层本身有时也含有瓦斯、硫化氢等有害气体。

这些有害气体可导致人员一氧化碳中毒，瓦斯达到一定浓度后还会引起爆炸。

因此，为保证施工顺利进行，保证施工人员的安全，提高生产效率，改善工作条件及劳动卫生的需要，隧道必须进行施工通风同时定期测试粉尘和有害气体的浓度，保证施工作业区内粉尘浓度、有害气体浓度及氧气含量均满足《公路隧道施工技术规范》第11.3.1条的要求。

隧道施工必须采用机械通风，通风方式视隧道长度、施工方法和设备条件确定，通风量必须满足洞内各项作业所需要的最大风量。

参见《公路隧道施工技术规范》第11.3.2条—第11.3.7条。

涌水的处理方法

施工前，要根据设计文件对可能出现的涌水地段详细的调查、分析，掌握涌水量、补给方式、变化规律及水质成份等，考虑隧道周围的环境条件，根据“防、排、截、堵”相结合的原则，因地制宜制订治理方案。

处理方法有超前钻孔排水、辅助坑道排水、超前围岩预注浆堵水、井点降水和深井井点降水。

超前钻孔或辅助坑道排水一般用于开挖面前方有高压地下水或有充分补给源的涌水，且排放地下水不会影响围岩稳定及隧道周围环境。

超前围岩预注浆堵水主要用于地下水丰富且排水时挟带泥沙引起开挖面失稳，或排水后对其它用水（如灌溉用水、工业用水、生活用水）影响较大时。

井点降水及深井点降水主要用来降低隧道内地下水位。

隧道消音

消减隧道内噪音的常用方法有：

1、采用吸音材料：

如玻璃棉、矿棉、无机纤维材料及成型板材等；

2、利用吸音结构：

有膜共振吸音、板共振吸音、腔共振吸音、穿孔板共振吸音结构等；

3、在送风机房安装消音器；

4、铺设沥青路面，以消减噪音。

公路隧道监控、消防

现代化的公路隧道内应具备：

1、一氧化碳检测器；

2、烟雾浓度测定仪；

3、交通量记录仪；

4、通风、照明供电自控系统；

5、自控闭路电视监视系统；

6、紧急电话、报警装置、排烟设备；

7、消防给水网及消防器材库；

8、紧急停车带和行人横洞，避车洞及错车道，保持畅通，不准堆放杂物。

公路隧道装饰工程

隧道经过装饰后可以改善隧道内的环境，主要是提高能见度，其次是吸收噪声。

隧道洞门及隧道内采用的装饰材料有：

块状混凝土：

表面粗糙，容易污染且不好清洗，但衬砌表面不需特殊处理即可设置。

油漆及喷涂：

比块状混凝土容易清洗，对衬砌表面要求平整、光洁，隧道不得漏水。

瓷砖镶面：

表面光滑，易洗净，要求衬砌平整。

镶面板：

不易污染，清洗效果好。

以上各种材料由于本身的性质不同及施工要求不同，因而应根据设计要求的装饰材料按照现行《装饰工程施工及验收规范》的有关规定执行。

公路隧道养护

隧道养护分为：

清洁工作、土木工程构造物的维修、发电设备的养护与维修、照明设备的养护与维修。

清洁工作主要是对路面的清扫、路面标线的修复；

清除集水井和排水沟中的污水，确保排水顺畅；

定期清洗灯具、墙面及标志牌。

土木工程构造物的维修主要是对衬砌的变形、塌落、漏水以及路面铺装磨损、路面龟裂等采取恰当地修缮方法，并在最短的时间内修复。

当路面需大修或更换时，必须封闭隧道，作业按《公路工程养护技术规范》进行。

对隧道内的发电设备及照明设备要定期检修，以保障隧道照明和特殊情况下隧道供电的要求。

除上面提到的各项养护维修作业外，对隧道内的通风设备，各项安全设施、管理设施也必须进行经常性的维修。

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