3隧道總體設計3.1隧道選址3.2隧道的幾何設計3.3襯砌內輪廓線及幾何尺寸擬定3.1隧道選址1、公路隧道選址的基本原則：必須與公路總體設計相協調適應(交通量、公路等級等)隧道位置應選擇在穩定的地層中；越嶺隧道應進行較大范圍的方案選擇，進行全面的技術、經濟比較，選擇在地質條件較好的地段穿越；沿河傍山隧道，其位置宜向山側內移，避免一側洞壁過薄產生偏壓；選擇隧道位置時，應注意洞口位置和有關工程的處理，一般宜采取“早進洞，晚出洞”原則(多暗挖，少明挖，在巖體內施工原則)。2、隧道方案與自然條件的關系

當地的工程地質與水文地質條件、地形地貌條件、氣象條件，一般而言是隧道方案主要考慮的問題。另外，還有工程的難易程度、經濟、工期要求，甚至還有政治、經濟、軍事與地區發展都有關。根據隧道軸線與地形的關系，主要有：

(1)坡面正交型；

(2)坡面斜交型；

(3)坡面平行型；

(4)尾部進入型；

(5)深入谷地型。3、越嶺隧道的選址越嶺隧道的位置主要以選擇埡口和確定隧道高程為主要依據。(1)越嶺隧道平面位置的選擇※

采用直線或大半徑曲線為好；

※

優選考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，展線好，隧道較短；

※

雖遠離線路總方向，但埡口兩側有良好的展線條件；

※

工程地質和水文地質條件良好的埡口。(2)越嶺隧道標高的選擇(在山體中何位置)※盡可能把隧道埋于較好的地層中；

※

洞口位置處于較好的水文地質、工程地質處，便于施工場地的布設；

※

寒冷地區，隧道宜設在多年凍土上限和多年積雪線標高以下，以保持施工和運營安全；

※

隧道條件應考慮施工期限和施工技術條件；

※

考慮遠景規劃，在不多增加工程造價的情況下，宜盡可能的把標高降低一些。

越嶺方案的選擇以選擇越嶺埡口為重點，從而解決越嶺埡口、隧道高程和兩側展線這三個既相互聯系又相互制約的問題。4、傍山隧道選址為改善線形，提高車速，縮短里程，節省時間，常修建傍山隧道。傍山隧道一般埋藏較淺，容易造成各種病害；山坡亦常有滑坡，松散堆積，泥石流等不良地質現象，地質情況較為復雜。

選擇傍山隧道時應注意：

（1）傍山隧道的洞身覆蓋厚度問題。為保持山體穩定和避免偏壓產生，隧道位置宜往山體內側靠--寧里勿外傍山隧道最小覆蓋層厚度

t(m)圍巖類別最小覆蓋層厚度(m)單線雙線Ⅳ4~67~9Ⅲ7~1010~15Ⅱ11~2016~30

（2）要考慮河岸沖刷對山體和洞身穩定的影響，如圖所示。

（3）應考慮施工便道設置和既有公路的位置，應注意既有公路邊坡的可能坍塌和施工便道對洞身穩定的影響。如圖所示。

（4）線路沿山嘴繞行應與直穿山嘴的隧道方案進行比較。河岸受沖刷對洞身位置影響示意圖

道路對洞身穩定的影響示意圖5、不良地質地段隧道位置的選擇

●研究地質條件的重要性：不論是沿河（溪）線還是越嶺線，地質條件對隧道位置的選擇往往起決定性作用。好的地層，對施工和營運均有利，亦可節省投資；對巖性不好的地層、斷層破碎帶、含水層等不良地段應避免穿越。若不能繞避而必須通過時，應采取可靠的工程處理措施，以確保隧道施工及營運安全。

●常見不良地質條件有滑坡、崩坍、松散堆積、泥石流、巖溶及含鹽、含煤、地下水發育等地質條件。(1)、滑坡、錯落滑坡、錯落對隧道的危害很大，在隧道通過滑坡地區時，必須查明滑坡類型范圍、深度、滑動方向等。一般應避開滑坡體或錯動體，或在可能滑動面以下一定深度通過。如圖所示。(2)、松散堆積層

堆積層常處在暫時穩定狀態。一旦擾動，穩定即會喪失而造成崩坍。在這種地質條件下隧道應避開不穩定、松散的堆積層，使洞身處于基巖中，并具有足夠的安全厚度。如圖甲的位置上。滑坡地區隧道位置選擇示意圖松散堆積層中隧道位置選擇示意圖

(3)、泥石流

隧道通過泥石流地段時，應結合地質情況考慮泥石流溝的改道和最大下切深度，確保洞口和洞身的安全。隧道洞頂距基巖面或最大下切面要有一定的覆蓋厚度，如圖(b)乙的位置，隧道洞口應避開泥石流溝及泥石流可能擴展的范圍。有困難時，可修建一段明洞，使泥石流在明洞頂通過。

隧道通過泥石流時的位置選擇示意圖6、隧道洞口位置的選擇

洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價、工期和運營安全。選擇時要結合洞口的地形，地質條件、施工、運營條件以及洞口的相關工程（橋涵、通風設施等）綜合考慮。

（1）洞口部分在地質上通常是不穩定的。一般應設在山體穩定，地質條件好，排水有利的地方。隧道宜長不宜短，應“早進洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩定。（2）洞口不宜設在溝谷低洼處和匯水溝處，一般宜將洞口移到溝谷地質條件較好的一側有足夠寬度的山嘴處，如圖中的B線。（3）當洞口處為懸崖陡壁時，根據地質情況采用貼壁（見圖）或采用接長明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外3—5m處，見圖溝谷附近洞口平面位置示意圖貼壁進洞時洞口縱斷面示意圖陡壁下接長明洞縱斷面示意圖緩坡洞口縱斷面示意圖(4)洞口地形平緩時，一般也應早進洞晚出洞。這時洞口位置選擇余地較大，應結合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定(見圖)。需要時可接長明洞，以確保施工和運營安全。

(5)考慮洞口邊仰坡不致開挖過高和洞口段襯砌結構受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交見圖(a)。道路隧道一般不宜設計斜交洞門，見圖(b)。若為斜交時，應盡可能加大斜交角度（一般不小于450），或采取工程措施，以降低垂直等高線方向的開挖高度。

正交洞門平面示意圖斜交洞門平面示意圖(6)長大隧道在洞門附近應考慮施工場地、棄渣場等的位置。

(7)洞口附近有居民點時，考慮提前進洞，盡可能減少附近地上構筑物，地下埋設物與隧道的相互影響，及減少對環境（農業、交通、居民生活）的影響。

(8)洞口路肩應高出設計洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。

(9)考慮通風設備排出的廢氣和噪聲對周圍環境的影響程度和解決辦法。

(10)考慮設置防雪工程、防風工程和防路面凍害工程的必要性。總之，隧道洞口和洞身是不可分的整體，在位置選擇時不能顧此失彼，應該同樣的重視。總結：隧道選址的基本原則：

1、隧道長度最短；

2、隧道兩側展線良好（出洞后利于線路的延伸銜接，利于路基施工）；

3、工程地質、水文地質條件良好。3.2隧道幾何設計隧道主體建筑物附屬建筑物洞門洞身襯砌洞口地段接長的明洞(據地形地質情況需要)通風、照明、防排水安全設備、電力、通信設備等

1、隧道的平面設計

(1)、隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的組成部分，線形也應滿足《公路工程技術標準》規定；

(2)、任務：決定隧道的平面位置，選定洞口位置及洞內各種地下管線埋設位置；(3)、基本要求：

①原則上采用直線，避免曲線；②隧道平面線形以采用直線或大半徑曲線為好，并應考慮行駛安全，隧道全長較短、施工容易等，在洞口不應使用小半徑的引線與隧道銜接；③一座隧道內最好不設一個以上的曲線，尤其是避免反曲線；④當必須設置兩條曲線時，兩曲線之間應有足夠長的夾直線。(4)、曲線隧道的不利因素：

①行車視距問題；②加寬斷面問題，造成變截面隧道，施工難度大；③曲線隧道內裝修復雜；④增加通風阻抗，對自然通風不利；設計速度（km/h）路拱1201008060403020≤2.0%5500400025001500600350150＞2.0%7500525033501900800450200高速公路、一級公路二、三、四級公路設計速度（km/h）12010080608060403020停車視距（m）2101601107511075403020會車視距（m）----220150806040平曲線，并不應采用設加寬的平曲線。隧道不設超高的圓曲線最小半徑應符合表4.3.1-1的規定。當由于特殊條件限制隧道平面線形設計為需設超高的曲線時，其超高值不宜大于4.0%，技術指標應符合《公路路線設計規范》（JTG）的有關規定。隧道的停車視距與會車視距應符合表4.3.1-2的規定。表4.3.1-1不設超高的圓曲線最小半徑（m）表4.3.1-2公路停車視距與會車視距2、隧道縱斷面設計

隧道縱斷面是指沿隧道中心線展開的垂直面上的投影

(1)、縱坡類型：※

人字坡隧道

※

上行單坡隧道

※

下行單坡隧道(2)、控制隧道縱坡大小的主要因素

※

通風問題

※

排水問題下行單坡隧道人字坡隧道

(3)、縱坡坡度大小及其影響※

隧道縱坡坡度范圍：0.3%--3%；

※

縱坡坡度與通風的關系，要求1%以下，大于2%，排量迅速增加；

※

與排水的關系，縱坡越大水流越快；

※

縱坡坡度與施工運營的關系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長度；

※

綜合通風和排水考慮，縱坡為不防礙排水的緩坡為宜。3、隧道凈空斷面橫斷面設計

下圖所示斷面形狀和尺寸應根據圍巖壓力求得最經濟值

專用公路

一般公路W一行車道寬度；S一行車道兩側路緣帶寬度；C一余寬，當計算行車速變＞100km／h時為0.50m，計算行車速度＜100km／h時為0.25m；H—凈高，汽車專用公路、一般二級公路為5m，三、四級公路為4.5m;E—建筑限界頂角寬度，當L≤1m時，E=L；當L＞1m時，E=1m；L一側向寬度，高速公路、一級公路短隧道，其側向寬度宜取硬路肩寬度；R一人行道寬度;J一檢修道寬度。(1)、隧道凈空：指隧道襯砌的內輪廓線所包圍的空間，包括通風、照明、消防、通訊等設備所占空間；(2)、隧道建筑限界：是為保證隧道內各種交通的正常運行與安全而規定在一定寬度和高度范圍內不得有任何障礙物的空間限界；(3)、隧道行車限界：保證隧道中行車安全，在一定高度和寬度范圍內任何物體不得侵入的限界；(4)、墻效應：隧道邊墻給駕駛員造成危險的心理影響，行車偏左減少行車道；(5)、加寬帶：大于2公里隧道，設緊急停車帶，寬2.5m，長25—40米，間隔750米；大于10公里隧道設U型回車道；

(6)、凈高：一般高速公路、一級公路5米，二級以下公路4.5米；

(7)、建筑限界頂角寬：小于等于1米；

(8)、兩相鄰隧道最小間距問題：兩相