隧道横断面设计.ppt

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王丽琴主讲王丽琴主讲王丽琴西安理工大学土建学院岩土工程研究所第三章隧道构造设计第三章隧道构造设计王丽琴主讲王丽琴主讲第三章第三章隧道构造设计隧道构造设计本章内容提要本章内容提要洞身衬砌洞身衬砌（44类）类）明洞明洞（22类）类）洞门洞门（66类）类）主体支护结构主体支护结构避车洞避车洞边仰坡边仰坡排水天沟排水天沟防排水设备防排水设备通风系统通风系统照明系统照明系统隧道建筑物隧道建筑物附属建筑物附属建筑物王丽琴主讲王丽琴主讲第三章隧道构造设计第三章隧道构造设计第一节第一节隧道横断面设计隧道横断面设计第二节第二节衬砌的一般构造要求衬砌的一般构造要求第三节第三节洞身支护结构的构造洞身支护结构的构造第四节第四节明洞的构造明洞的构造第五节第五节隧道洞门结构的构造隧道洞门结构的构造第六节第六节隧道附属建筑物隧道附属建筑物第七节第七节隧道内部装饰隧道内部装饰第八节第八节洞内噪声的降低措施洞内噪声的降低措施王丽琴主讲王丽琴主讲第一节隧道横断面设计第一节隧道横断面设计隧隧道道净净空空：

隧隧道道衬衬砌砌内内轮轮廓廓线线所所包包围围的的空空间间，根根据据“隧隧道道建筑限界建筑限界”确定的。

确定的。

隧隧道道建建筑筑限限界界：

为为了了保保证证隧隧道道内内各各种种交交通通的的正正常常运运行行与与安安全全，而而规规定定在在一一定定宽宽度度和和高高度度范范围围内内不不得得有有任任何何障障碍碍物物的的空间范围。

空间范围。

隧道净空与限界的基本概念隧道净空与限界的基本概念王丽琴主讲王丽琴主讲机车车辆限界机车车辆限界它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

基本建筑限界基本建筑限界它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线。

它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线。

隧道建筑限界隧道建筑限界它是指包围它是指包围“基本建筑限界基本建筑限界”外部的轮廓线（外部的轮廓线（GB146.2-83）。

）。

直线隧道净空直线隧道净空要比要比“隧道建筑限界隧道建筑限界”稍大一些，还考虑了在不同的围岩压力稍大一些，还考虑了在不同的围岩压力作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙作用下，衬砌结构的合理受力形状（拱部采用三心圆，边墙采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。

采用直墙式或曲墙式）以及施工方便等因素。

一、铁路隧道净空及要求一、铁路隧道净空及要求直线隧道净空直线隧道净空第一节隧道横断面设计第一节隧道横断面设计王丽琴主讲王丽琴主讲王丽琴主讲王丽琴主讲机车车辆下部限界（车限-1B）（单位：

mm）王丽琴主讲王丽琴主讲信号机、水鹤之建筑限界（正线不适用）信号机、水鹤之建筑限界（正线不适用）站台建筑限限界（正线不适用）站台建筑限限界（正线不适用）各种建筑物的基本限界各种建筑物的基本限界适用于电力机车牵引的线路的跨线桥，天桥及雨棚等建筑物适用于电力机车牵引的线路的跨线桥，天桥及雨棚等建筑物电力机车牵引的线路的跨线桥在困难条件下的最小高度电力机车牵引的线路的跨线桥在困难条件下的最小高度基本建筑限界基本建筑限界王丽琴主讲王丽琴主讲基本建筑限界基本建筑限界最大级超限货物装载限界最大级超限货物装载限界王丽琴主讲王丽琴主讲隧限隧限-1A和隧限和隧限-1B（新建或改建蒸汽、内燃牵引的单线及双线铁路）（新建或改建蒸汽、内燃牵引的单线及双线铁路）王丽琴主讲王丽琴主讲隧限隧限-2A和隧限和隧限-2B（新建或改建电力牵引的单线及双线铁路）（新建或改建电力牵引的单线及双线铁路）隧道建筑限界隧道建筑限界基本建筑限界基本建筑限界王丽琴主讲王丽琴主讲单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓王丽琴主讲王丽琴主讲双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的平面图曲线隧道净空加宽曲线隧道净空加宽车辆长度车辆长度（L=26m）车辆前后转向架间距车辆前后转向架间距（l=18m）线路中线线路中线d外外d外外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径曲线半径R车车辆辆通通过过曲曲线线时时，转转向向架架中中心心点点沿沿线线路路运运行行，而而车车辆辆本本身身却却不不能能随随线线路路弯弯曲曲而而弯弯曲曲，仍仍保保持持其其矩矩形形形形状状。

故故其其两两端端向向曲曲线线外外侧侧偏偏移移（dd外外），中中间间向曲线内侧偏移（向曲线内侧偏移（dd内内）。

）。

车辆纵轴与线路中线有偏距车辆纵轴与线路中线有偏距加宽原因加宽原因王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的横断面图由由于于曲曲线线外外轨轨超超高高，车车辆辆向向曲曲线线内内侧侧倾倾斜斜，使使车车辆辆限限界界上上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（的控制点在水平方向上向内移动了一个距离（dd内内22）。

）。

HEFd内内2DOACG王丽琴主讲王丽琴主讲车辆中间部分向曲线内侧的偏移车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内内1式中式中l车辆转向架中心距，取车辆转向架中心距，取18m；R曲线半径（曲线半径（m）加宽值的计算加宽值的计算单线曲线隧道加宽值的计算：

单线曲线隧道加宽值的计算：

车辆通过曲线时的平面图车辆长度车辆长度（L=26m）车辆前后转向架间距车辆前后转向架间距（l=18m）线路中线线路中线d外外d外外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径曲线半径R单位：

单位：

cmRl王丽琴主讲王丽琴主讲车辆通过曲线时的平面图车辆两端向曲线外侧的偏移车辆两端向曲线外侧的偏移d外外式中：

式中：

L标准车辆长度，我国为标准车辆长度，我国为26m。

车辆长度车辆长度（L=26m）车辆前后转向架间距车辆前后转向架间距（l=18m）线路中线线路中线d外外d外外d内内1E车辆轴线车辆轴线O曲线半径曲线半径R王丽琴主讲王丽琴主讲（）外轨超高使车体向曲线内侧倾移（）外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内内2式中：

式中：

H隧道限界控制点自轨面起的高度隧道限界控制点自轨面起的高度E曲线外轨超高值，曲线外轨超高值，15v铁路远期行车速度，铁路远期行车速度，km/h。

d内内2HEFDOACGG150cm=2.4E王丽琴主讲王丽琴主讲对于对于单线单线曲线隧道净空的加宽值为：

曲线隧道净空的加宽值为：

内侧加宽内侧加宽W1=d内内1+d内内2=+（）（）外侧加宽外侧加宽W2=d外外=（）（）总加宽总加宽W=W1+W2=d内内1+d内内2+d外外=+（）（）总结：

总结：

王丽琴主讲王丽琴主讲单单线线曲曲线线隧隧道道中中线线与与线线路中线偏移距离路中线偏移距离d为为（cm）：

单线曲线隧道中线偏移单线曲线隧道中线偏移曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道中线与线路中线偏移距离单线隧道时单线隧道时:

W1W2d直线隧道直线隧道内轮廓线内轮廓线加宽后隧道加宽后隧道内轮廓线内轮廓线直线隧道直线隧道中心线中心线加宽后隧道加宽后隧道中心线中心线王丽琴主讲王丽琴主讲双双线线曲曲线线隧隧道道的的内内侧侧加加宽宽值值W1及及外外侧侧加加宽宽值值W2与与单单线线曲曲线隧道加宽值的计算相同。

即：

线隧道加宽值的计算相同。

即：

内侧加宽内侧加宽W1=d内内1+d内内2=+（）（）外侧加宽外侧加宽W2=d外外=（）（）双线曲线隧道加宽值的计算：

双线曲线隧道加宽值的计算：

单位：

单位：

cm王丽琴主讲王丽琴主讲2.当当外侧外侧线路的外轨超高线路的外轨超高内侧内侧线路的外轨超高时线路的外轨超高时线间距加宽线间距加宽1.当当外侧外侧线路的外轨超高线路的外轨超高内侧内侧线路的外轨超高时线路的外轨超高时式中式中H车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取车辆外侧顶角距内轨顶面的高度，取360；E外侧线路的外轨超高值（）；外侧线路的外轨超高值（）；R曲线半径（曲线半径（m）。

）。

双线曲线隧道双线曲线隧道总加宽总加宽W=W1+W2+W3单位：

单位：

双线隧道时双线隧道时:

曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道中线与线路中线偏移距离曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法dd圆曲线地段隧道中线偏移距离；圆曲线地段隧道中线偏移距离；RR圆曲线半径。

圆曲线半径。

缓和曲线中缓和曲线中点加宽断面点加宽断面缓和曲线缓和曲线起点起点直线断面直线断面缓和曲缓和曲线中点线中点缓和曲缓和曲线终点线终点隧道中线隧道中线线路中线线路中线RR圆曲线加宽断面圆曲线加宽断面22m22m13m13mddd/2d/2王丽琴主讲王丽琴主讲二、公路隧道净空及要求二、公路隧道净空及要求公路隧道建筑限界公路隧道建筑限界公路隧道建筑限界图（尺寸单位：

m）王丽琴主讲王丽琴主讲各各级公路隧道建筑限界基本公路隧道建筑限界基本宽度（度（mm）公公路路分分类公公路路等等级地地形形行行车道道宽度度（单洞）洞）W侧向向宽度度人人行行道道R检修道修道（一一侧）J隧道建筑隧道建筑限界限界净宽路路缘带S余余宽C设检修道或修道或不不设人行道人行道设人人行行道道汽汽车专用用公公路路高高速速平原微丘平原微丘7.500.750.500.7510.75重重丘丘7.500.500.500.7510.25山岭山岭7.500.500.250.759.757.000.500.250.759.25一一级平原微丘平原微丘7.500.500.500.7510.25山岭重丘山岭重丘7.000.500.250.759.25二二级平原微丘平原微丘8.00/0.250.759.25山岭重丘山岭重丘7.500.250.758.75一一般般公公路路二二级平原微丘平原微丘9.000.250.759.5010.5山岭重丘山岭重丘7.000.257.508.50三三级平原微丘平原微丘7.000.250.757.508.50山岭重丘山岭重丘7.000.257.508.50四四级平原微丘平原微丘7.000.257.50山岭重丘山岭重丘7.00/4.500.257.50/5.00王丽琴主讲王丽琴主讲注：

汽车专用公路隧道只在左侧设检修道；山岭重丘区的四级公路，只有当路基宽度为4.5m时，行车道宽度可采用4.5m；四级公路一般可不设人行道。

王丽琴主讲王丽琴主讲隧道净空除应在符隧道净空除应在符合隧道建筑限界的规定合隧道建筑限界的规定外，还应考虑洞内外，还应考虑洞内排水排水、通风通风、照明照明、放火放火、监监控控、运营管理运营管理等附属设等附属设施所需要的空间，并考施所需要的空间，并考虑围岩压力影响、施工虑围岩压力影响、施工等必要的富裕量，使确等必要的富裕量，使确定的断面形式及尺寸，定的断面形式及尺寸，达到安全、经济、合理达到安全、经济、合理。

公路隧道横断面示意图公路隧道横断面示意图王丽琴主讲王丽琴主讲课程小结课程小结车车辆辆纵纵轴轴与与线线路路中中线线有有偏偏距距，故故其其两两端端向向曲曲线线外外侧侧偏偏移移（d外外），中间向曲线内侧偏移（），中间向曲线内侧偏移（d内内1）。

）。

外轨超高使车体向曲线内侧倾移外轨超高使车体向曲线内侧倾移d内内2解解决决的的主主要要问问题题：

加加宽宽值值的的计计算算、曲曲线线隧隧道道中中线线与与线线路路中线偏移距离计算中线偏移距离计算、曲线隧道与直线隧道衔接方法、曲线隧道与直线隧道衔接方法曲线隧道净空加宽曲线隧道净空加宽王丽琴主讲王丽琴主讲设设隧隧道道曲曲线线半半径径为为R1000m，单单线线铁铁路路隧隧道道外外轨轨超超高高为为E10cm，双双线线铁铁路路隧隧道道外外侧侧线线路路的的外外轨轨超超高高为为E12cm，且且外外侧侧线线路路的的外外轨轨超超高高大大于于内内侧侧线线路路的的外外轨轨超超高高，车车辆辆长长度度L=26m，车车辆辆前前后后转转向向架架间间距距l=18m，车车辆辆外外侧侧顶顶角角距距内内轨轨顶顶面面的的高高度度H=360cm，试试推导推导和和计算计算单线和双线隧道的总加宽值。

单线和双线隧道的总加宽值。

练习作业：

练习作业：