大断面隧道设计技术陈寿根西南交通大学2010年5月9日(乌鲁木齐)秦岭终南山公路隧道ITAITA隧道断面划分标准隧道断面划分标准划分净空断面积（m2）超小断面<3小断面3-10中等断面10-50大断面50-100超大断面>100日本隧道断面划分标准日本隧道断面划分标准三车道>140超大断面有人行横道的双车道100-140大断面双车道70-80标准断面说明开挖断面积（m2）划分三车道>140超大断面有人行横道的双车道100-140大断面双车道70-80标准断面说明开挖断面积（m2）划分高速铁路隧道的特点：需考虑列车在隧道内高速运行时的空气动力学效应；一般采用扁平大断面隧道。扁平大断面隧道的静力学特点•拱顶稳定性差（受拉）；•有较大松弛地压；•支护的受力条件差(受拉)；•开挖后的围岩应力集中程度大，塑性区增大；•隧道底脚处应力集中大，地基承载力要求高。大断面隧道设计高速铁路的大断面隧道与公路大断面隧道相比要小得多。高速公路隧道断面积达到170-200m2，局部断面积甚至达230m2开挖宽度达23m以上。我国最大断面的铁路隧道是位于设计时速达350公里的郑西高速铁路上的张茅隧道（全长8483米），其最大开挖断面面积达164平方米。大断面隧道设计大断面隧道设计包括：净空断面形式设计；衬砌结构设计；辅助坑道设计；防排水设计；隧道洞口形式及景观设计；防灾救援设计；隧道内相关设施设计。大断面隧道设计隧道断面设计主要考虑下列因素：隧道建筑限界；轨道数量和线间距；缓解空气动力学效应所需的空间；需预留的空间,如安全空间、避难和救援空间、养护维修及工程技术作业空间、其他使用要求所需的空间；设备安装空间等。斜切式洞口设计：降低瞬变压力与微气压波。需要时设置洞口缓冲结构。隧道洞口设计隧道洞口景观设计和谐成为亮丽的风景单线隧道：净空断面积60m2双线隧道：净空断面积92m2采用250km/h铁路隧道衬砌内轮廓设计隧道净空设计隧道净空设计单洞双线和双洞单线方案选择比较项目单洞双线隧道方案双洞单线隧道方案施工难度及风险断面大，在软弱围岩中发生坍塌的机会较多，容易发生变形，风险较大断面较小，发生坍塌，变形的机会相对较少，风险较小运营通风难以利用活塞风可以充分利用活塞风防灾救援当隧道内发生火灾时，消防灭火与救灾难度大，线路将中断运营当一座隧道内发生火灾时，可通过另一座隧道帮助灭火，并利用横通道紧急疏散人员，仅中断一条线路运营空气动力学影响相对小相对大环境影响相对小相对大工程投资较低大20～40％单洞双线和双洞单线方案选择原则：当隧道长度小于10km时，一般采用单洞双线隧道方案,可利用施工时的辅助坑道作为防灾救援和人员疏散的紧急出口。当隧道长度为10～20km时，应结合隧道两端引线、车站布点等相关工程情况进行系统的经济技术比选。也可结合防灾救援及养护维修考虑,采用双线隧道加贯通平导的方案进行比较。当隧道长度大于20km时，从防灾救援方面考虑，一般采用双洞单线隧道方案。隧道净空设计大断面隧道设计－衬砌结构设计现代隧道衬砌结构设计的特点：采用岩石力学模型，而不采用传统的荷载－结构模型；围岩既是荷载的来源，又是承载结构；围岩是主要的承载结构；锚喷支护只是用来加固围岩，提高围岩的承载能力；二次衬砌作为安全储备，视具体情况决定是否施设；强调信息化施工。大断面隧道设计－衬砌结构设计衬砌结构类型有：单层衬砌；复合式衬砌；拼装式衬砌等。拼装式衬砌（管片衬砌）一般用于盾构掘进机法施工；对于钻爆法施工的隧道,多采用单层衬砌和复合式衬砌。大断面隧道设计－衬砌结构设计单层衬砌和复合式衬砌的本质区别：单层衬砌各支护层间不设置隔离层（防水板），而是采用自防水措施。图14.大断面隧道设计－衬砌结构设计单层衬砌和复合式衬砌的一般适用性：单层衬砌更适用于围岩自稳能力较好，地下水不丰富的岩石隧道；复合式衬砌更适合地下水丰富的土质或软弱围岩隧道。大断面隧道设计－衬砌结构设计复合式衬砌结构设计•排水型复合式衬砌•防水型复合式衬砌新建和改建隧道防排水，应采用“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则大断面隧道设计－衬...
