交通地下工程規(guī)劃與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

交通地下工程規(guī)劃與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)地下工程的投資分析

投資分析需要這樣一些參數(shù)：（1）項(xiàng)目的目的；（2）可以接受的（貸款、投資）利息；（3）項(xiàng)目的約束條件；（4）項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)壽命；（5）業(yè)主可以承受的風(fēng)險(xiǎn)；（6）項(xiàng)目在施工過程中可能遇到的地下環(huán)境的不確定性。顯然，其中一些參數(shù)是很難實(shí)際評(píng)價(jià)的。

投資敏感性分析中常用的一些利息計(jì)算公式：式中：P和S分別貨幣的當(dāng)前價(jià)值和將來價(jià)值，n為時(shí)期的個(gè)數(shù)，i為一個(gè)時(shí)期內(nèi)的利息，R為資本回收因子。

一個(gè)地下工程項(xiàng)目的約束條件涉及幾種類型：自然的、法律的、管理的、政治的、財(cái)政的等。在決定項(xiàng)目開工之前，應(yīng)該對(duì)各種約束條件進(jìn)行敏感性分析。

投資分析方法中，有當(dāng)前價(jià)值法、回收率法、費(fèi)用效益分析等。當(dāng)前價(jià)值法，是把總投資費(fèi)用（包括土地、施工、材料和勞動(dòng)力、設(shè)備、使用和維修等費(fèi)用）都轉(zhuǎn)換成當(dāng)前價(jià)值，具有最小投資費(fèi)用的方案為最好的方案?；厥章史?，是把當(dāng)前的總投資費(fèi)用放到項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)壽命中的每個(gè)年頭當(dāng)中去，刨除使用與維修費(fèi)用，具有最大回收率方案為最好的方案。費(fèi)用效益分析是對(duì)比項(xiàng)目費(fèi)用和項(xiàng)目效益（所有的效益，有形的和無(wú)形的），很容易理解，效益費(fèi)用比最大者是最好的方案。第二節(jié)交通地下工程規(guī)劃

主體規(guī)劃設(shè)計(jì)主要考慮4方面問題：（1）隧道線形選擇，需考慮地形、地質(zhì)及環(huán)境條件等；（2）隧道施工對(duì)地層的影響；（3）隧道斷面、主體及附屬結(jié)構(gòu)形式的選擇，需考慮地層的變形和剛度、襯砌的變形和剛度，以及兩者之間的相互作用；（4）隧道防水方案。

隧道施工規(guī)劃主要涉及3方面問題：（1）地層開挖與出碴；（2）地層穩(wěn)定性；（3）地下水。

隧道施工對(duì)環(huán)境影響主要考慮3個(gè)問題：（1）災(zāi)害；（2）對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的影響；（3）地下水系統(tǒng)的變化。一、山嶺隧道的規(guī)劃

1.地形條件與隧道位置的選擇

地形條件高程障礙平面障礙

繞行

深塹隧道為減少火車震動(dòng)對(duì)石窟文物的影響，1995年焦枝鐵路龍門隧道廢棄，東遷700米另辟新隧道

原龍門隧道1970年修建，與龍門石窟隔河相望

（1）越嶺隧道位置選擇

越嶺線：當(dāng)鐵路線需要從一個(gè)水系過渡到另一個(gè)水系時(shí)，必須跨越高程很大的分水嶺，這段線稱為越嶺線。

克服高程障礙方法：繞行、深路塹、隧道方案。

越嶺隧道：跨越分水嶺的隧道。

越嶺隧道位置主要考慮：埡口的選擇、高程的確定。

1）埡口的選擇

埡口：分水嶺的山脊上總會(huì)有高程較低處，稱為埡口，一個(gè)分水嶺會(huì)有多個(gè)埡口。

平面考慮：盡量靠近航空方向，使線路最短。采用直線或大半徑曲線較好。

埡口兩端地形考慮：主溝高程相差不大，臺(tái)地開闊，以便設(shè)計(jì)必要的展線。選擇工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口選擇擇的的埡埡口口路線線總總方方向向什么么叫叫做做埡埡口口？？如何何選選擇擇埡埡口口？？[例例]：成成昆昆線線上上的的沙沙木木拉拉達(dá)達(dá)隧隧道道1#埡埡口口方方案案：：線線路路最最長(zhǎng)長(zhǎng)，，但但隧隧道道最最短短，，6.379km，，就就技技術(shù)術(shù)條條件件與與工工期期等等因因素素，，經(jīng)經(jīng)綜綜合合比比選選后后為為最最優(yōu)優(yōu)方方案案。。2#埡埡口口方方案案：：偏偏離離航航空空方方向向稍稍遠(yuǎn)遠(yuǎn)，，隧隧道道長(zhǎng)長(zhǎng)14.5km，，兩兩端端引引線線工工程程較較大大。。3#埡埡口口方方案案：：最最靠靠近近航航空空方方向向，，線線路路最最短短，，隧隧道道長(zhǎng)長(zhǎng)度度為為19.5km。。4#埡埡口口方方案案：：稍稍偏偏離離航航空空方方向向，，隧隧道道最最長(zhǎng)長(zhǎng)，，25.8km。。成昆昆線線從從大大渡渡河河水水系系的的牛牛日日河河進(jìn)進(jìn)入入安安寧寧河河水水系系的的孫孫水水河河，，需需穿穿越越小小涼涼山山分分水水嶺嶺，，該該嶺嶺與與兩兩側(cè)側(cè)高高差差約約900余米米，，線線路路需需克克服服越越嶺嶺的的巨巨大大高高差差，，越越嶺嶺地地段段計(jì)計(jì)有有沙木木拉拉打打、、瓦瓦吉吉木木、、小小相相嶺嶺、、陽(yáng)陽(yáng)糯糯雪雪山山四個(gè)個(gè)埡埡口口。。成昆昆線線沙沙木木拉拉打打隧隧道道的的比比選選線路方案隧道長(zhǎng)（km）高程（m）線路長(zhǎng)（km）沙木拉打6.42188～2243141.5瓦吉木14.51950～2077109.3小相嶺19.51782～1815109.3陽(yáng)糯雪山25.81760～180083.5圖成昆線乃托－瀘沽段隧道方案成都牛日河乃托雄河普雄竹沱沙木拉達(dá)兩河口昆明瀘沽越西河冕寧安寧河瀘沽登相營(yíng)高躍河河孫水喜德冕山越西陽(yáng)糯雷山小相嶺l=6379l=14500l=19500l=25750普瓦吉木梁子2）高高程程的的選選擇擇高程程高高時(shí)時(shí)：：隧隧道道長(zhǎng)長(zhǎng)度度短短，，施施工工期期短短，，但但拔拔高高大大，，展展線線長(zhǎng)長(zhǎng)，，隧隧道道兩兩端端引引線線工工程程增增大大，，運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)條條件件差差。。高高程程低低時(shí)時(shí)：：減減少少展展線線，，縮縮短短線線路路長(zhǎng)長(zhǎng)度度，，減減少少拔拔高高，，改改善善運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)條條件件，，但但隧隧道道長(zhǎng)長(zhǎng)度度增增加加，，施施工工期期長(zhǎng)長(zhǎng)。。選選擇擇依依據(jù)據(jù)：：技技術(shù)術(shù)可可行行、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)合合理理。。涼風(fēng)風(fēng)埡埡方方案案(采用用方方案案)：在雷雷神神坡坡方方案案的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，進(jìn)進(jìn)一一步步壓壓低低越越嶺嶺位位置置的的較較好好方方案案。。越越嶺嶺隧隧道道長(zhǎng)長(zhǎng)4270米，，拔拔起起高高度度小小、、展展線線短短、、線線路路較較順順直直。。例如如：：川川黔黔線線上上的的涼風(fēng)風(fēng)埡埡隧隧道道即為為較較為為典典型型的的例例子子。。為為穿穿越越婁婁山山山山脈脈分分水水嶺嶺的的越越嶺嶺隧隧道道，，根根據(jù)據(jù)地地形形特特點(diǎn)點(diǎn)，，選選擇擇了了三三個(gè)個(gè)主主要要方方案案進(jìn)進(jìn)行行比比較較：：馬鞍山方案：：越嶺隧道長(zhǎng)2810米，位置較高高，線路需克克服較大高差差。雷神坡方案：：越嶺隧道長(zhǎng)3490米，位置較馬馬鞍山方案較較低，線路狀狀況大為改善善，但該處為為一大斷層，，地質(zhì)條件不不利；馬鞍山方案越嶺隧道長(zhǎng)2810m雷神坡方案越嶺隧道長(zhǎng)3490m涼風(fēng)埡方案越嶺隧道長(zhǎng)4270m（2）沿河、傍山山隧道位置選選擇在沿河傍山選選線，由于受受地形條件的的限制，線路路平面位置可可移動(dòng)的范圍圍不大?？朔矫嬲系K礙的方法：(a)沿河傍山繞行行方案：沿山山體自然彎曲曲傍山繞行。。缺點(diǎn)：線路路差、易坍方方、行車?yán)щy難。(b)隧道直行方案案：初期工程程量較大，但但長(zhǎng)遠(yuǎn)利益較較好。河谷隧道一般般埋深較淺，，容易造成各各種病害；山山坡亦常有滑滑坡、松散堆堆積、泥石流流等不良地質(zhì)質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)質(zhì)情況較為復(fù)復(fù)雜。河道狹窄沖沖刷嚴(yán)重！！應(yīng)盡可能“裁彎取直”。線路沿山嘴繞繞行應(yīng)與直穿穿山嘴的隧道道方案進(jìn)行比比較。如山嘴嘴地段地形陡陡峻、地質(zhì)復(fù)復(fù)雜，河岸沖沖刷嚴(yán)重，以以路塹或短隧隧道通過難以以長(zhǎng)期保證運(yùn)運(yùn)營(yíng)安全時(shí)，，應(yīng)盡可能用用“裁彎取直”，以較長(zhǎng)隧道道方案通過。。關(guān)村壩隧道方方案沿河方案：線路迂回長(zhǎng)達(dá)達(dá)16.6km，其中隧道8座，總長(zhǎng)4.2km，大中橋2座，總長(zhǎng)124m，土石方2150000m3，還通過8km長(zhǎng)的不良地質(zhì)質(zhì)地段。關(guān)村壩隧道方方案：長(zhǎng)6107m，線路比沿河河方案縮短10.1km，減少了25個(gè)彎道，避開開了不良地質(zhì)質(zhì)地段，為行行車創(chuàng)造有利利條件。[例]：大瑤山隧道道隧道修建前沿沿河既有線：：長(zhǎng)53.2km，沖溝發(fā)育，，共有130個(gè)曲線段，有有不良地質(zhì)地地段，小隧道道群。大瑤山隧道：：長(zhǎng)14.3km，線路長(zhǎng)較沿沿河方案縮短短11km，減少車站4個(gè)，避免了不不良地質(zhì)地段段，運(yùn)營(yíng)條件件好。[例]：北口隧道由于選線不好好，隧道還沒沒建成就廢棄棄了，而在旁旁邊重新建了了一座隧道，，造成很大浪浪費(fèi)。線路沿山嘴繞繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧隧道方案進(jìn)行比較?！舫Ｒ姷牟涣嫉氐刭|(zhì)條件主要要是指：滑坡、崩坍、、松散堆積、、泥石流、巖巖溶及含鹽、、含煤地層、、地下水發(fā)育育等地質(zhì)現(xiàn)象。?！舸罅抗こ虒?shí)踐踐表明：不論論是河谷線還還是越嶺線。。在具體選定定隧道位置時(shí)時(shí)都必須詳細(xì)細(xì)研究地質(zhì)條條件的影響，，力求使隧道道在較好的地地質(zhì)條件下通通過，盡量減減少不良地質(zhì)質(zhì)條件的影響響是極力重要要的。第三章隧隧道線路及斷斷面設(shè)計(jì)三、地質(zhì)條件件對(duì)隧道位置置的影響2.地質(zhì)條件與隧隧道位置的選選擇原則：選擇構(gòu)造簡(jiǎn)單單、巖性好的的穩(wěn)固地層，，避開斷層、、崩塌、滑坡坡、流砂、溶溶洞、偏壓、、地下水豐富富等不良地段段。（1）單斜構(gòu)造區(qū)區(qū)隧道位置選選擇單斜構(gòu)造區(qū)：：成層的巖層層向一個(gè)方向向傾斜的地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造。工工程地地質(zhì)問題：不不均勻地層壓壓力、偏壓、、順層滑動(dòng)等等。隧隧道位置：：隧道中線以以垂直走向穿穿過最為有利利。（b）陡傾角巖層層：一般存在偏壓壓和不均勻壓壓力，若有兩兩種不同巖性性的層面存在在，隧道應(yīng)放放在巖性較好好的單一巖層層中。（a）水平或緩傾角角巖層：若巖層為厚層層巖時(shí)，則比比較穩(wěn)定；若若巖層很薄，，則以不透水水的堅(jiān)硬巖層層作頂板最好好（c）直立巖層層：隧道軸線垂直直巖層走向，，若必須與巖巖層走向一致致時(shí)，應(yīng)避開開巖層接觸帶帶。當(dāng)巖層較較薄并有軟弱弱夾層和微量量地下水時(shí)，，施工中易產(chǎn)產(chǎn)生坍塌，甚甚至?xí)纬商焯齑?。?）褶皺構(gòu)造區(qū)區(qū)隧道位置選選擇褶皺構(gòu)造：有有向斜和背斜斜兩種，如圖圖。工程地質(zhì)問題題：由于節(jié)理理裂隙發(fā)育，，施工時(shí)容易易坍塌。（2）褶皺構(gòu)造區(qū)區(qū)隧道位置選選擇褶皺構(gòu)造：有有向斜和背斜斜兩種，如圖圖。工程地質(zhì)問題題：由于節(jié)理理裂隙發(fā)育，，施工時(shí)容易易坍塌。思考：根據(jù)下下圖指出隧道道的最優(yōu)選址址位置。在背斜中，由由于地層向下下彎曲而可能能于地層上部部開裂、形成成上大下小的的巖塊，開挖挖時(shí)，巖塊易易于保持穩(wěn)定定；在向斜中，由由于地層向上上彎曲而可能能于地層下部部開裂、形成成上小下大的的巖塊，開挖挖容易引起掉掉塊或坍方；；如果地下水匯匯聚在向斜的的凹底，也對(duì)對(duì)施工不利；；在摺曲的兩翼翼，隧道容易易受到偏壓力力作用。（3）斷裂構(gòu)造、、接觸帶隧道道位置選擇工程地質(zhì)問題題：由于裂隙隙發(fā)育、地下下水量大，因因此隧道施工工時(shí)易坍塌、、涌水、地層層壓力變化大大。隧道位置：對(duì)對(duì)區(qū)域性大斷斷裂，應(yīng)避開開。在必須通通過時(shí)，應(yīng)與與斷裂帶正交交通過。沿?cái)鄬悠扑閹Т勾怪睌鄬悠扑樗閹В?）不良地質(zhì)區(qū)區(qū)隧道位置選選擇不良地質(zhì)：滑滑坡、錯(cuò)落、、崩塌、巖堆堆、危巖、落落石、巖溶、、陷穴、泥石石流等。（a）滑坡地區(qū)：：如果可能，隧隧道最好放置置于滑動(dòng)面以以下的穩(wěn)固地地層中；如果果隧道必須通通過滑坡體，，則必須進(jìn)行行處理，采取取上部減載、、下部支擋、、抗滑樁、地地表地下排水水、加強(qiáng)襯砌砌結(jié)構(gòu)等。（b）巖堆、崩塌塌、錯(cuò)落、堆堆積層及危石石區(qū)：原則上隧道應(yīng)應(yīng)避開，若必必須通過，則則應(yīng)采取相應(yīng)應(yīng)的工程措施施。（c）泥石流區(qū)區(qū)：應(yīng)使隧道洞身身置于基巖中中或穩(wěn)定地層層。當(dāng)對(duì)岸山山嘴或洪積扇扇影響而壓縮縮河床時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮側(cè)蝕對(duì)對(duì)隧道的影響響。（d）巖溶區(qū)：當(dāng)隧道必須通通過巖溶發(fā)育育區(qū)時(shí)，應(yīng)選選在較狹窄地地段垂直通過過，并保證隧隧道與巖溶壁壁間有足夠厚厚度，必要時(shí)時(shí)采取相應(yīng)的的工程措施。?？傊淼劳ㄍㄟ^不良地質(zhì)質(zhì)地區(qū)時(shí)，應(yīng)應(yīng)盡量避開，，瑞士的隧道道大多為曲線線隧道，其目目的是盡量避避開不良地質(zhì)質(zhì)體。（5）特殊地質(zhì)區(qū)區(qū)隧道位置選選擇特殊地質(zhì)：膨膨脹巖、含鹽鹽地層、煤系系地層、黃土土、多年凍土土、多年凍土土、地震及水水庫(kù)地區(qū)。(a)膨脹巖地區(qū)膨脹原因：吸吸水膨脹；風(fēng)風(fēng)化膨脹；應(yīng)應(yīng)力釋放膨脹脹。隧道選擇：應(yīng)應(yīng)在最短地段段通過，并且且含水量最小小。(b)含鹽地層害處有：膨脹脹作用；濕陷陷作用；侵蝕蝕作用。隧道選擇：應(yīng)應(yīng)在干燥無(wú)水水或地下水位位低、含鹽量量小的地段通通過，并應(yīng)對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加加強(qiáng)處理。(c)煤系地層害處：主要有有有害氣體和和膨脹性。隧道選擇：影影響最小的方方案通過。(c)煤系地層害處：主要有有有害氣體和和膨脹性。隧道選擇：影影響最小的方方案通過。(d)黃土地區(qū)黃土特點(diǎn)：黃黃土干燥時(shí)較較堅(jiān)硬，逾水水容易剝落和和遭受侵蝕，，常有沖溝、、滑坡等。隧道選擇：通通過時(shí)應(yīng)避開開沖溝及有地地下水活動(dòng)和和地面陷穴密密集的地區(qū)。。(e)多年凍土地區(qū)區(qū)保持三年及以以上的凍土稱稱為多年凍土土，主要分布布于大興安嶺嶺及青藏高原原。害處：洞口淺淺埋段及襯砌砌周圍將產(chǎn)生生凍融圈，在在凍融循環(huán)作作用下，隧道道結(jié)構(gòu)容易破破壞。隧道選擇：在在地層穩(wěn)定、、含冰量小的的地段，特別別是洞口的選選擇更應(yīng)注意意。(f)地震地區(qū)地震影響：隨隨埋深的增加加而減弱；不不良地質(zhì)地段段對(duì)抗震不利利。隧道選擇：應(yīng)應(yīng)注意地形、、地質(zhì)及埋深深的問題。(g)水庫(kù)地區(qū)水庫(kù)積水后改改變了岸邊的的工程地質(zhì)和和水文地質(zhì)條條件，容易引引起水庫(kù)塌岸岸。隧道位置選擇擇：在牢固的的基巖中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)離塌岸范圍圍，并置于穩(wěn)穩(wěn)定水位以上上一定高度，，如必須在水水位以下時(shí)，，則應(yīng)采取有有效的防護(hù)措措施。[例如]：浙江某公路路隧道，從水水庫(kù)底通過，，在過庫(kù)底時(shí)時(shí)采取了超前前帷幕注漿等等防水措施，，以及加強(qiáng)襯襯砌，工程順順利通過了庫(kù)庫(kù)區(qū)，但在庫(kù)庫(kù)區(qū)外由于地地質(zhì)較好且水水量不大，因因此施工中不不作特殊處理理，采用了正正常支護(hù)。該該隧道運(yùn)營(yíng)不不到3個(gè)月就出問題題，在庫(kù)區(qū)外外有一段隧道道襯砌坍塌，，大量涌水，，結(jié)果造成整整個(gè)水庫(kù)的水水全部排干的的慘重?fù)p失。。查原因：有有一條斷層將將庫(kù)區(qū)與庫(kù)區(qū)區(qū)外連在一起起，斷層處水水壓力很大，，最終將不經(jīng)經(jīng)過加強(qiáng)的襯襯砌壓壞，出出現(xiàn)事故。3.隧道方案與其其它方案的比比較（1）隧道與路塹塹方案比較線路克服高程程障礙時(shí)可采采用隧道，也也可采用路塹塹方法。路塹方案優(yōu)缺缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單、、施工快速、、省錢，但路路塹太深后，，邊坡不穩(wěn)，，且易于掉石石、塌方。如如：寶成線秦秦嶺的盤山道道，圖省錢，，采用路塹，，出現(xiàn)大量塌塌方。隧道方案優(yōu)缺缺點(diǎn)：穩(wěn)定、、安全，但投投資大些，技技術(shù)復(fù)雜些。。實(shí)踐證明：：山體可穿不不宜大挖，大大挖必塌。（2）隧道與橋梁梁方案比較兩種情況會(huì)出出現(xiàn)橋梁與隧隧道方案的比比選問題：當(dāng)線路沿河谷谷一側(cè)行走遇遇到障礙無(wú)法法展線時(shí)，可可采用傍山隧隧道，也可采采用橋梁方案案將線路引到到對(duì)岸開闊地地區(qū)行走。當(dāng)線路要過大大的江河時(shí)，，以前大多采采用橋梁方案案，現(xiàn)在遇水水只能架橋的的思想已經(jīng)被被打破，修建建了很多水底底隧道，這對(duì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、、國(guó)防都有利利。橋梁與隧道的的比選要考慮慮：技術(shù)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、航運(yùn)、、國(guó)防等的可可行性及安全全問題。（3）雙線隧道與與單線隧道方方案比較新建的雙線鐵鐵路或既有單單線鐵路增建建第二線時(shí)，，如果有隧道道，都會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)雙線隧道方方案或單線隧隧道方案的比比較問題。雙線隧道的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：(a)比兩條單線隧隧道占地少，，選線相對(duì)容容易；(b)比兩條單線隧隧道開挖總面面積小，施工工干擾小；(c)凈空大，施工工方便，易于于機(jī)械化作業(yè)業(yè)；(d)通風(fēng)條件好，，維修養(yǎng)護(hù)方方便。雙線隧道的缺缺點(diǎn)：(a)跨度大，圍巖巖壓力大；(b)容易塌方；(c)初期投資大；；(d)不能利用列車車活塞風(fēng)。單線隧道的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：(a)斷面小，壓力力小，穩(wěn)定性性好，易于施施工，支護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、安全；；(b)近期不準(zhǔn)備修修建第二線的的新建隧道，，初期投資少少；(c)若第一線有平平導(dǎo)，則平導(dǎo)導(dǎo)可作第二線線隧道超前導(dǎo)導(dǎo)坑。單線隧道的缺缺點(diǎn)：(a)兩座單線隧道道要保持一定定的距離；(b)兩座單線隧道道無(wú)論同時(shí)或或前后施工，，都干擾大。。（4）長(zhǎng)隧道與短短隧道方案比比較在河谷線上，，往往會(huì)遇到到山坡一側(cè)狹狹谷排列成七七溝八梁的情情況。線路位位置稍偏外，，則出現(xiàn)短隧隧道群，如果果線路往里靠靠，則形成一一座較長(zhǎng)的隧隧道。短隧道的優(yōu)缺缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、工作面面多、施工速速度快、通風(fēng)風(fēng)條件好；缺點(diǎn)：圍巖破破碎、壓力大大且偏壓、施施工容易塌方方。長(zhǎng)隧道的優(yōu)缺缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：地層穩(wěn)穩(wěn)定、圍巖壓壓力小、無(wú)偏偏壓、支護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、安全、、洞門少；缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)復(fù)雜些、造價(jià)價(jià)高些。4.山嶺隧道位置置選擇發(fā)展趨趨勢(shì)隧道位置選擇擇服從路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃隧道越修越長(zhǎng)長(zhǎng)地質(zhì)復(fù)雜性提提高隧道修建難度度增大圓梁山隧道概概況新關(guān)腳隧道隧道長(zhǎng)32.605km，地處青藏高原原，高寒缺氧氧，生態(tài)環(huán)境境脆弱，工程程地質(zhì)、水文文地質(zhì)條件復(fù)復(fù)雜，隧道特特長(zhǎng)，工程規(guī)規(guī)模大，施工工難度很大。。隧道長(zhǎng)11.068km，最大涌水量量為14.5萬(wàn)m3/d，最大靜水壓壓4.6MPa揭露5個(gè)深埋充填型型溶洞，多次次發(fā)生突水和和傷亡事故，，施工難度極極大。5.隧道洞口位置置的選擇（1）確定洞口位位置時(shí)應(yīng)考慮慮的因素已往的思路：：經(jīng)濟(jì)上最主要的因素素：邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定及仰坡的的安全其次的因素：：經(jīng)濟(jì)上節(jié)省省、造價(jià)最低低值得提倡的思思路：生態(tài)、、環(huán)境、可持持續(xù)發(fā)展（2）選定方法早期的方法：：隧道與明塹塹的等價(jià)點(diǎn)現(xiàn)行的所謂合合理的方法：：“早進(jìn)晚出”值得提倡的方方法：接長(zhǎng)明明洞，綠色洞洞門（3）根據(jù)地形條條件選定洞口口位置（a）隧道進(jìn)出口口線路中線應(yīng)應(yīng)力求與地形形等高線相垂垂直或接近垂垂直；（b）傍山隧道靠靠山一側(cè)邊坡坡較高時(shí)，常常有塌方、落落石，宜早進(jìn)進(jìn)洞或接明洞洞；（c）位于懸崖陡陡壁下的洞口口，不宜切削削原坡面；（d）在漫坡地形形選擇洞口位位置，考慮洞洞外路基填挖挖方情況、排排水條件等；；（e）洞口應(yīng)避開開溝谷和山凹凹中心；（f）應(yīng)充分保護(hù)護(hù)自然環(huán)境，，特別是靠近近城市或高原原不可再生資資源應(yīng)重點(diǎn)保保護(hù)；（g）與橋梁相接接時(shí)，洞口位位置應(yīng)綜合考考慮總體布局局。（4）根據(jù)地質(zhì)條條件選定洞口口位置（a）選在坡面穩(wěn)穩(wěn)定、地質(zhì)較較好、無(wú)不良良地質(zhì)現(xiàn)象處處。（b）當(dāng)存在軟弱弱結(jié)構(gòu)面時(shí)不不宜大挖；（c）隧道穿堆積積層進(jìn)洞時(shí)，，不宜采取清清方的方法縮縮短洞口必要要時(shí)加明洞；；（d）黃土隧道洞洞口，不宜大大挖；（e）軟巖或軟弱弱夾層處隧道道洞口，應(yīng)降降低邊仰坡高高度。圍巖級(jí)別邊仰坡高度(m)邊仰坡坡度說明I25>1:0.3II硬巖20~251:0.3~1:0.5軟巖<201:0.3~1:0.5坡面需加防護(hù)III硬巖18~201:0.5~1:0.75軟巖18~201:0.5~1:0.75坡面需加防護(hù)IV硬巖15~181:0.75~1:1.0軟巖15~181:0.75~1:1.0坡面需加防護(hù)土<151:1~1:1.25不包括黃土及特種土V10~151:1.25~1:1.5VI<101:1.5隧道邊仰坡高高度及坡度控控制如下表6.隧道平面設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)原則：隧道越直越好好。曲線隧道的缺缺點(diǎn)：(a)隧道需加寬，，工程量大；；(b)斷面變化多，，施工技術(shù)復(fù)復(fù)雜，測(cè)量精精度低；(c)不利于通風(fēng)，，列車運(yùn)營(yíng)空空氣阻力大，，消耗動(dòng)能大大；(d)產(chǎn)生離心力，，軌道磨損大大。但由于地形、、地質(zhì)的限制制，特別是不不良地質(zhì)的限限制，隧道往往往是曲線。。6.隧道縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)隧道縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)包括：坡道形式、坡坡度大小、坡坡段長(zhǎng)度、坡坡段聯(lián)系的設(shè)設(shè)計(jì)。（1）坡道形式坡道形式主要要有兩種：?jiǎn)螁纹潞腿俗中托推?。單坡人人字型單坡：多用于線路的的緊坡地段或或展線地區(qū)。。優(yōu)點(diǎn)：可爭(zhēng)取取高程，施工工方便，測(cè)量量容易，由于于進(jìn)出口高差差大，由此產(chǎn)產(chǎn)生氣壓和熱熱位差，利于于自然通風(fēng)。。缺點(diǎn)：上端工工作面施工困困難，排水、、出碴都困難難。人字型坡：多用于長(zhǎng)大大隧道、越嶺嶺隧道、地下下水豐富隧道道。優(yōu)點(diǎn)：施工排排水容易，水水自然排出洞洞口，施工時(shí)時(shí)重車下坡、、空車上坡，，效率高。缺點(diǎn)：運(yùn)營(yíng)通通風(fēng)不好。（2）坡度大小隧道要有最大大、最小坡度度限制，坡度度太大，機(jī)車車牽引力達(dá)不不到，若沒有有坡度，則隧隧道內(nèi)水流不不出去，最小小坡度為3‰。最大允許坡坡度為：i允=mi限-i曲其中：m為隧道內(nèi)線路路坡度折減系系數(shù)，m<1；i限為按照線路等等級(jí)規(guī)定的限限制最大坡度度%；i曲為曲線阻力折折算的坡度當(dāng)當(dāng)量%。對(duì)于大于400m的隧道及隧道道外一段距離離要考慮折減減系數(shù)m?？紤]隧道內(nèi)內(nèi)折減系數(shù)主主要原因是由由于：隧道內(nèi)內(nèi)軌面有一層層水膜，車輪輪與軌道的粘粘著系數(shù)降低低，牽引力降降低；隧道內(nèi)內(nèi)空氣阻力增增大，牽引力力削減。（3）坡段長(zhǎng)度隧道坡度太長(zhǎng)長(zhǎng)：上坡時(shí)，機(jī)車車耗盡全部潛潛能，會(huì)超負(fù)負(fù)荷，易于出出事故。下坡時(shí)，制動(dòng)動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)，，閘瓦易失靈靈。隧道坡度太短短：邊坡點(diǎn)密集，，列車行駛不不穩(wěn)。坡度長(zhǎng)度最好好不小于列車車長(zhǎng)度。（4）坡段聯(lián)系兩個(gè)相鄰坡段段坡度的代數(shù)數(shù)差值不宜太太大，因?yàn)槠缕虏钐髸?huì)引引起列車車輛輛之間仰俯不不一，車鉤受受到扭力，容容易發(fā)生斷鉤鉤。因此，兩兩坡段間代數(shù)數(shù)差要小于限限制值。[例]：一坡段5‰的上坡，相鄰鄰坡段為3‰的下坡。則坡度的代數(shù)數(shù)差為：△P=+5‰-(-3‰)=8‰>6‰(限坡)處理方法：中中間插入一段段緩和坡段，，坡度為3‰，則：△△P1=+5‰‰-(+3‰‰)=2‰<6‰△P2=+3‰-(-3‰)=6‰‰P1P23‰二、水水下隧隧道的的規(guī)劃劃水下隧隧道主主要有有：沉沉管隧隧道、、暗挖挖隧道道（盾盾構(gòu)法法、掘掘進(jìn)機(jī)機(jī)法、、鉆爆爆法））、圍圍堰明明挖隧隧道。。主主體規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(jì)主主要考考慮：：隧道道平面面線形形、隧隧道縱縱斷面面、隧隧道橫橫斷面面、隧隧道最最小覆覆蓋厚厚度等等。[例1]日本青青函隧隧道為為單洞洞雙線線鐵路路隧道道，長(zhǎng)長(zhǎng)53.85km，海底底段長(zhǎng)長(zhǎng)23.3km，最大大水深深140m，隧道道最小小覆蓋蓋厚度度100m。[例2]英法海海峽隧隧道為為平行行的兩兩條單單線鐵鐵路隧隧道，，長(zhǎng)49.6km，，海底底部分分為37.3km。。最大大水深深位于于海峽峽中部部，約約60m，，最小小覆蓋蓋層21m。覆蓋厚厚度與與滲水水率關(guān)關(guān)系[例3]隧道長(zhǎng)長(zhǎng)度9.1km；隧隧道間間距海海底段段1D；海海底段段平均均水深深27.5m，，水壓壓6kg/cm2，，平均均覆蓋蓋層16.0m；一一次襯襯砌外外徑13.9m，內(nèi)內(nèi)徑12.6m，二二次襯襯砌厚厚0.35m。。[例4]廈門海海底隧隧道長(zhǎng)長(zhǎng)5.9km。[例5]獅子洋洋隧道道位于于廣深深港客客運(yùn)專專線東東涌站站——虎門站站區(qū)間間，全全長(zhǎng)10.8Km。。三、城城市地地鐵的的規(guī)劃劃1.路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃一般原原則：：（1）線路路走向向應(yīng)該該與城城市交交通主主客流流方向向一致致；（（2）與城城市的的街道道布局局和發(fā)發(fā)展規(guī)規(guī)劃密密切結(jié)結(jié)合，，并為為長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)發(fā)展展留有有余地地；（（3）在長(zhǎng)長(zhǎng)途汽汽車站站、火火車站站、飛飛機(jī)場(chǎng)場(chǎng)、商商業(yè)中中心、、大型型居民民區(qū)等等客流流集散散量大大的地地區(qū)設(shè)設(shè)置車車站；；（（4）適當(dāng)當(dāng)選擇擇路網(wǎng)網(wǎng)密度度和分分布，，以減減小路路網(wǎng)中中各車車站之之間的的‘時(shí)距’（即任任意兩兩個(gè)車車站之之間的的行走走總時(shí)時(shí)間））；（（5）與其其他城城市公公共交交通系系統(tǒng)相相協(xié)調(diào)調(diào)；（（6）路網(wǎng)網(wǎng)中各各規(guī)劃劃線上上的運(yùn)運(yùn)量負(fù)負(fù)荷應(yīng)應(yīng)該盡盡量均均勻；；（7）線路路走向向選擇擇，除除了考考慮地地形、、地貌貌、地地質(zhì)、、水文文等自自然條條件以以外，，還應(yīng)應(yīng)該充充分了了解沿沿線既既有的的地面面和地地下建建筑情情況，，并與與地面面建筑筑和市市政設(shè)設(shè)施的的未來來發(fā)展展相結(jié)結(jié)合，，從而而合理理有效效地綜綜合利利用地地面和和地下下的空空間資資源。。路網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)形形式：：路網(wǎng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式（即即路網(wǎng)網(wǎng)中各各條線線路組組成的的幾何何形狀狀）一一般應(yīng)應(yīng)該與與城市市路網(wǎng)網(wǎng)的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式相相適應(yīng)應(yīng)。幾幾種典典型的的形式式是：：放射射形，，放射射加環(huán)環(huán)線形形，棋棋盤形形，棋棋盤加加環(huán)線線形。。北京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃近期實(shí)施方案(2008年)2008年要實(shí)實(shí)現(xiàn)8條市區(qū)區(qū)線路路、，，建設(shè)設(shè)里程程169.7公里，，3條通往往郊區(qū)區(qū)的市市郊鐵鐵路線線路，，建設(shè)設(shè)里程程109.4公里，，建設(shè)設(shè)總里里程為為279.1公里。。兩個(gè)層層次：：市區(qū)區(qū)網(wǎng)、、市域域網(wǎng)市區(qū)網(wǎng)網(wǎng)由15條地鐵鐵M線和7條輕軌軌L線組成成，總總長(zhǎng)693km。市域網(wǎng)網(wǎng)利用用既有有鐵路路資源源，規(guī)規(guī)劃5條正線線一條條支線線，長(zhǎng)長(zhǎng)360km。軌道交交通線線網(wǎng)總總長(zhǎng)度度1053km。車站分分布：：（1）影響響車站站分布布的因因素大型客客流集集散點(diǎn)點(diǎn)、城城市規(guī)規(guī)模大大小城市人人口密密度、、線線路長(zhǎng)長(zhǎng)度城市地地貌及及建筑筑物布布局、、地鐵鐵路網(wǎng)網(wǎng)及城城市道道路網(wǎng)網(wǎng)狀況況、人人們對(duì)對(duì)站間間距離離的要要求（2）車站站數(shù)目目的多多少對(duì)對(duì)市民民出行行時(shí)間間有影影響（3）車站站分布布應(yīng)經(jīng)經(jīng)綜合合比選選后確確定2.線路平平縱剖剖面設(shè)設(shè)計(jì)（1）線路路平面面設(shè)計(jì)計(jì)指導(dǎo)思思想及及一般般原則則：（a）地鐵鐵線路路與城城市發(fā)發(fā)展規(guī)規(guī)劃結(jié)結(jié)合（（盡量量與道道路紅紅線及及城市市主要要建筑筑物平平行，，地鐵鐵隧道道、車車站、、出入入口等等，有有條件件與城城市建建筑物物結(jié)合合的，，應(yīng)盡盡量結(jié)結(jié)合））；；（b）雙線線右側(cè)側(cè)行車車制；；（c）線路路最高高行車車速度度有要要求。。主要技技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：：（a）曲線線半徑徑：宜宜大不不宜小小，最最大一一般不不超過過3000m，400m以下會(huì)會(huì)產(chǎn)生生較大大的輪輪軌磨磨耗和和噪聲聲，應(yīng)應(yīng)盡量量少用用。（b）曲線線連接接：一一般采采用三三次拋拋物線線。地鐵線線路的的三種種不同同選擇擇方式式：位于道道路規(guī)規(guī)劃紅紅線范范圍內(nèi)內(nèi)、有有時(shí)可可位于于道路路范圍圍以外外、地地下線線與建建筑物物之間間的安安全距距離。。地鐵線線路與與周邊邊環(huán)境境的相相對(duì)平平面位位置地鐵車車站的的四種種不同同選擇擇方式式：跨路口口站位位、偏偏路口口站位位、兩兩路口口之間間站位位、道道路紅紅線外外側(cè)站站位。。地鐵車車站站站位與與道路路的相相對(duì)平平面位位置選選擇地鐵車車站的的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)構(gòu)：機(jī)場(chǎng)線線東直直門車車站站站位機(jī)場(chǎng)線線T3車站機(jī)場(chǎng)線線高架架橋（2）線路路縱剖剖面設(shè)設(shè)計(jì)（a）原則則：安安全；；結(jié)合合地形形、地地質(zhì)、、地下下地面面建筑筑物、、施工工方法法等；；節(jié)能能型坡坡道。。（b）最大大允許許坡度度與行行車系系統(tǒng)有有關(guān)。?！兜叵妈F鐵道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》規(guī)定，，區(qū)間間線路路一般般采用用30‰，車站站線路路最好好用平平坡，，如兼兼顧縱縱向排排水需需要，，則不不宜過過小，，一般般為3‰。（c）坡段段長(zhǎng)度度：不不宜小小于遠(yuǎn)遠(yuǎn)期列列車長(zhǎng)長(zhǎng)度。。（d）坡段段連接接及豎豎曲線線：兩兩相鄰鄰坡段段的坡坡度代代數(shù)差差等于于或大大于2‰時(shí)，應(yīng)應(yīng)設(shè)豎豎曲線線。第三節(jié)節(jié)交交通通隧道道的限限界與與構(gòu)造造形式式1、隧道道凈空空限界界基本建建筑限限界：：也稱稱建筑筑接近近限界界，指指所有有構(gòu)筑筑物都都不允允許超超過的的范圍圍。隧道建建筑限限界：：結(jié)構(gòu)構(gòu)的任任何部部位都都不得得侵入入的凈凈空范范圍。?；窘ńㄖ尴藿缗c與隧道道建筑筑限界界之間間可供供安設(shè)設(shè)照明明、通通信等等設(shè)施施。在施工工設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，，實(shí)際際凈空空又比比規(guī)定定的隧隧道建建筑限限界稍稍稍放放寬一一些。。有關(guān)限限界具具體內(nèi)內(nèi)容參參考相相應(yīng)行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，如：：地鐵直直線車車站隧隧道的的建筑筑限界界平原微微丘地地區(qū)一一級(jí)汽汽車專專用公公路的的直線隧隧道建建筑限限界電力機(jī)機(jī)車牽牽引的的直線線單雙雙線鐵鐵路隧隧道建建筑限限界2.曲線段段隧道道加寬寬以鐵路路隧道道凈空空加寬寬為例例：曲線隧隧道的的凈空空加寬寬有以以下原原因：：曲線外外軌超超高值值：式中：：E為超高高值(cm)，不能能大于于15cm；R為曲線線半徑徑(m)；為為遠(yuǎn)期期運(yùn)行行速度度(km/h)。隧道凈空加加寬值：式中：d超內(nèi)為由于外軌軌超高曲線線隧道內(nèi)側(cè)側(cè)應(yīng)予加寬寬的值(cm)，可近似取取d超內(nèi)=2.7E；E為曲線外軌軌超高