绪 论 、隧道的基本概念及工程概述 地下工程:在山体内或地面下修建的建筑物 隧道:以保持地下空间作为运输孔道的地下工程 导坑:在地下开挖出一个洞穴并延伸成为一个长形的孔道 衬砌:在坑道的周围修建支护结构 衬砌的内轮廓应能满足使用上的要求,同时也无需无谓的放大。 衬砌的形状和尺寸,应能使结构受力状态最为合理,既不浪费又能稳 固。通常以圆形、椭圆形、马蹄形和卵形为多 衬砌的用料应适合施工和养护 的要求。通常用坚固、耐久、少腐 地面 蚀、能防水、防火、价廉、便于就 地取材的材料。 明洞 洞门:在隧道端部外露面修建 的为保护洞口和排放流水的挡土墙 二二二二 式结构 明洞:在洞门与洞身间用明挖 法修筑的隧道。 洞身衬砌、洞门和明洞就组成 了隧道的主体支护结构,作用是保 持岩体的稳定和行车安全。 为了保证隧道的正常使用,还需设置一些附属建筑物。 隧道的附属建筑物是为了运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的建筑物,包括有:为工作人员在隧道 进行维修或检查时,能及时避让驶来的列车而在隧道两侧开辟的大小避车 洞;为了保证隧道洞口的稳定与安全而修建的边仰坡;为了引导洞口边仰 坡地表水流而修建的排水天沟;为了排除隧道内渗入的地下水,保证列车 正常运行而设置的防水设备及排水设备;为了净化隧道内机车所排出的烟 尘和有害气体而设置的通风系统;电力及通讯设施;消防设施等 隧道的主体支护结构和隧道的附属建筑物组成了隧道建筑物。 隧道工程的修建,首先是把施工地区的地质和水文的情况勘察清楚。 将勘察到的资料结合工程使用的要求,进行结构设计和施工方法的决择。 通过施工组织设计的指导,有步骤地进行施工,并在施工的过程中,随时 进行各种量测,不断有针对性地修正支护结构设计和施工方案,使之更趋 于合理。 在隧道建成交付使用以后,还要定期检查,并按检查出的问题或病害, 作出养护计划,分轻重缓急予以维修或大修,务使工程建筑物时刻处于良 好状态,正常发挥它的工作效能
绪 论 一、隧道的基本概念及工程概述 地下工程 ：在山体内或地面下修建的建筑物 隧道：以保持地下空间作为运输孔道的地下工程 导坑：在地下开挖出一个洞穴并延伸成为一个长形的孔道 衬砌：在坑道的周围修建支护结构 衬砌的内轮廓应能满足使用上的要求，同时也无需无谓的放大。 衬砌的形状和尺寸，应能使结构受力状态最为合理，既不浪费又能稳 固。通常以圆形、椭圆形、马蹄形和卵形为多。 衬砌的用料应适合施工和养护 的要求。通常用坚固、耐久、少腐 蚀、能防水、防火、价廉、便于就 地取材的材料。 洞门：在隧道端部外露面修建 的为保护洞口和排放流水的挡土墙 式结构。 明洞：在洞门与洞身间用明挖 法修筑的隧道。 洞身衬砌、洞门和明洞就组成 了隧道的主体支护结构，作用是保 持岩体的稳定和行车安全。 为了保证隧道的正常使用，还需设置一些附属建筑物。 隧道的附属建筑物是为了运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、 通风、照明、通讯、安全等而修建的建筑物，包括有：为工作人员在隧道 进行维修或检查时，能及时避让驶来的列车而在隧道两侧开辟的大小避车 洞；为了保证隧道洞口的稳定与安全而修建的边仰坡；为了引导洞口边仰 坡地表水流而修建的排水天沟；为了排除隧道内渗入的地下水，保证列车 正常运行而设置的防水设备及排水设备；为了净化隧道内机车所排出的烟 尘和有害气体而设置的通风系统；电力及通讯设施；消防设施等。 隧道的主体支护结构和隧道的附属建筑物组成了隧道建筑物。 隧道工程的修建，首先是把施工地区的地质和水文的情况勘察清楚。 将勘察到的资料结合工程使用的要求，进行结构设计和施工方法的决择。 通过施工组织设计的指导，有步骤地进行施工，并在施工的过程中，随时 进行各种量测，不断有针对性地修正支护结构设计和施工方案，使之更趋 于合理。 在隧道建成交付使用以后，还要定期检查，并按检查出的问题或病害， 作出养护计划，分轻重缓急予以维修或大修，务使工程建筑物时刻处于良 好状态，正常发挥它的工作效能
、隧道的种类及其作用 1.从隧道所处的地质条件来分,可以分为土质隧道和石质隧道 2.根据隧道的长度可以分为短隧道(铁路隧道规定:L≤500m;公路隧 道规定:L≤500m)、中长隧道(铁路隧道规定:50010000m;公路隧 道规定:L>3000m)。 3.按国际隧道协会(ITA)定义的隧道的横断面积的大小划分标准可以 分为极小断面隧道(2~3m)、小断面隧道(3~10m2)、中等断面隧道(10~ 50m2)、大断面隧道(50~100m2)和特大断面隧道(大于100m2) 4.从隧道所在的位置来分,可以分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。 5.从埋深的深度来分,可以分为浅埋隧道和深埋隧道。 6.按照它的用途来分,可以分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿 山隧道。 (一)交通隧道 作用是提供交通运输和人行的通道,以满足交通线路畅通的要求,一 般包括有以下几种: 1.铁路隧道 开挖隧道直接穿山而过,既可使线路顺直,避免许多无谓的展线,使 线路缩短;又可以减小坡度,使运营条件得以改善,从而提高牵引定数, 多拉快跑。 2.公路隧道 高速公路对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度 平缓、路面宽敞等。 隧道的修建在改善公路技术状态,缩短运行距离,提高运输能力,以 及减少事故等方面起到了重要的作用。 3.水底隧道 当交通线路需要跨越江、河、湖、海、洋时,一般可以选择的方案有 架桥、轮渡和隧道。 河道通航需要较高的净空,而桥梁受两端引线高程的限制,一时无法 抬起必要的高度时,采用水底隧道。 水底隧道方案的优点是不受气候影响,不影响通航,引道占地少,战 时不暴露交通设施目标等,越来越受到人们的青睐。 4.地下铁道 地下铁道是解决大城市中交通拥挤、车辆堵塞问题,而能大量快速运 送乘客的一种城市交通设施。 地下铁道可以使很大一部分地面客流转入地下而不占用地面面积。它 没有平面交叉,而各走上下行线,因而可以高速行车,且可缩短车次间隔 时间,节省了乘车时间,便利了乘客的活动。在战时,还可以起到人防的
二、隧道的种类及其作用 1.从隧道所处的地质条件来分，可以分为土质隧道和石质隧道。 2.根据隧道的长度可以分为短隧道（铁路隧道规定：L≤500m；公路隧 道规定：L≤500m）、中长隧道（铁路隧道规定：500＜L≤3000m；公路隧道 规定 500＜L＜1000m）、长隧道（铁路隧道规定：3000＜L≤10000m；公路隧 道规定 1000≤L≤3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：L＞10000m；公路隧 道规定：L＞3000m）。 3.按国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准可以 分为极小断面隧道（2～3 ㎡）、小断面隧道（3～10 ㎡）、中等断面隧道（10～ 50 ㎡）、大断面隧道（50～100 ㎡）和特大断面隧道（大于 100 ㎡）。 4.从隧道所在的位置来分，可以分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。 5.从埋深的深度来分，可以分为浅埋隧道和深埋隧道。 6.按照它的用途来分，可以分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿 山隧道。 （一）交通隧道 作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一 般包括有以下几种： 1．铁路隧道 开挖隧道直接穿山而过，既可使线路顺直，避免许多无谓的展线，使 线路缩短；又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数， 多拉快跑。 2．公路隧道 高速公路对道路的修建技术提出了较高的标准，要求线路顺直、坡度 平缓、路面宽敞等。 隧道的修建在改善公路技术状态，缩短运行距离，提高运输能力，以 及减少事故等方面起到了重要的作用。 3．水底隧道 当交通线路需要跨越江、河、湖、海、洋时，一般可以选择的方案有 架桥、轮渡和隧道。 河道通航需要较高的净空，而桥梁受两端引线高程的限制，一时无法 抬起必要的高度时，采用水底隧道。 水底隧道方案的优点是不受气候影响，不影响通航，引道占地少，战 时不暴露交通设施目标等，越来越受到人们的青睐。 4．地下铁道 地下铁道是解决大城市中交通拥挤、车辆堵塞问题，而能大量快速运 送乘客的一种城市交通设施。 地下铁道可以使很大一部分地面客流转入地下而不占用地面面积。它 没有平面交叉，而各走上下行线，因而可以高速行车，且可缩短车次间隔 时间，节省了乘车时间，便利了乘客的活动。在战时，还可以起到人防的
功能 5.航运隧道 当运河需要越过分水岭时,克服高程障碍成为十分困难的问题。如果 修建航运隧道,把分水岭两边的河道沟通起来,既可以缩短船只航程,又 可以省掉船闸的费用,迅速而顺直地驶过,航运条件就大为改善了。 6,人行地道 为了提高交通运送能力及减少交通事故,除架设街心高跨桥以外,也 可以修建人行地道来穿越街道或跨越铁路、高速公路等。这样可以缓解地 面交通互相交叉的繁忙景象,少占用地面空间,同时也大大减少了交通事 故 (二)水工隧道 水工隧道是水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成部分。水工隧道 包括以下几种: 1.引水隧道—进行水资源的调动或把水引入水电站的发电机组,产 生动力资源。引水隧道有的内部充水因而内壁承压,有的只是部分过水, 因而内部只受大气压力而无水压。分别称之为有压隧道和无压隧道。 2.排水隧道——它是把发电机组排出的废水送出去的隧道 导流隧道或泄洪隧道——它是水利工程中的一个重要组成部分。由 它疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪作用。 4.排沙隧道——它是用来冲刷水库中淤积的泥沙,把泥沙裹带运出水 库。有时也用来放空水库里的水,以便进行库身检查或修理建筑物。 (三)市政隧道 市政隧道是城市中安置市政设施的地下孔道。 1.给水隧道 2.污水隧道:本身导流排送或由管道排污。一般排污隧道的进口处, 多设有拦碴隔栅,把漂浮的杂务拦在隧道之外,不致涌入造成堵塞。 3.管路隧道:供给煤气、暖气、热水等。 4.线路隧道:输送电力的电缆以及通讯的电缆,都安置在地下孔道中。 在现代化的城市中,将以上四种具有共性的市政隧道,按城市的布局 和规划,合建一个大隧道,称之为“共同管沟”。共同管沟是现代城市基础设 施科学管理和规划的标志,也是合理利用城市地下空间的科学手段,是城 市市政隧道规划与修建发展的方向。 5.人防隧道:为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。人防隧道内 除应设有排水、通风、照明和通讯设备以外,还应考虑储备饮水、粮食和 必要的救护设备,此外在洞口处还需设置各种防爆装置,以阻止冲击波的 侵入。同时,要做到多口联通、互相贯穿,在紧急时刻,可以随时找到出 口。 (四)矿山隧道 在矿山开采中,常设一些为采矿服务的隧道,从山体以外通向矿床, 并将开采到的矿石运输出来
功能。 5．航运隧道 当运河需要越过分水岭时，克服高程障碍成为十分困难的问题。如果 修建航运隧道，把分水岭两边的河道沟通起来，既可以缩短船只航程，又 可以省掉船闸的费用，迅速而顺直地驶过，航运条件就大为改善了。 6．人行地道 为了提高交通运送能力及减少交通事故，除架设街心高跨桥以外，也 可以修建人行地道来穿越街道或跨越铁路、高速公路等。这样可以缓解地 面交通互相交叉的繁忙景象，少占用地面空间，同时也大大减少了交通事 故。 （二）水工隧道 水工隧道是水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成部分。水工隧道 包括以下几种： 1．引水隧道——进行水资源的调动或把水引入水电站的发电机组，产 生动力资源。引水隧道有的内部充水因而内壁承压，有的只是部分过水， 因而内部只受大气压力而无水压。分别称之为有压隧道和无压隧道。 2 ．排水隧道——它是把发电机组排出的废水送出去的隧道。 3．导流隧道或泄洪隧道——它是水利工程中的一个重要组成部分。由 它疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪作用。 4．排沙隧道——它是用来冲刷水库中淤积的泥沙，把泥沙裹带运出水 库。有时也用来放空水库里的水，以便进行库身检查或修理建筑物。 （三）市政隧道 市政隧道是城市中安置市政设施的地下孔道。 1．给水隧道 2．污水隧道：本身导流排送或由管道排污。一般排污隧道的进口处， 多设有拦碴隔栅，把漂浮的杂务拦在隧道之外，不致涌入造成堵塞。 3．管路隧道：供给煤气、暖气、热水等。 4．线路隧道：输送电力的电缆以及通讯的电缆，都安置在地下孔道中。 在现代化的城市中，将以上四种具有共性的市政隧道，按城市的布局 和规划，合建一个大隧道，称之为“共同管沟”。共同管沟是现代城市基础设 施科学管理和规划的标志，也是合理利用城市地下空间的科学手段，是城 市市政隧道规划与修建发展的方向。 5．人防隧道：为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。人防隧道内 除应设有排水、通风、照明和通讯设备以外，还应考虑储备饮水、粮食和 必要的救护设备，此外在洞口处还需设置各种防爆装置，以阻止冲击波的 侵入。同时，要做到多口联通、互相贯穿，在紧急时刻，可以随时找到出 口。 （四）矿山隧道 在矿山开采中，常设一些为采矿服务的隧道，从山体以外通向矿床， 并将开采到的矿石运输出来
1.运输巷道 主巷道:向山体开凿通到矿床的隧道,是主要出入口和主要的运输干 道。 由主巷道通往各个开采面的巷道,分布如树枝状,分向各个采掘面。 此种巷道多用临时支撑,仅供作业人员进行开采工作的需要。 2.给水隧道:送入清洁水为采掘机械使用,并将废水及积水,通过泵 抽,排出洞外 3.通风隧道:净化巷道中的空气,创造良好的工作环境,用通风机及 时把有害气体和污浊空气排除出去,并把新鲜空气补充进来 、隧道的发展历程 隧道工程的历史 隧道的产生和发展是和人类的文明历史发展相呼应的,大致可以分为 如下4个时代 1.原始时代:即人类的出现到纪元前3000年的新石器时代,是人类 利用隧道来防御自然威胁的穴居时代。人们利用天然洞穴作为栖身之所, 并且逐步会在平原地区自己挖掘类似天然洞穴的窑洞来居住。此时的隧道 是用兽骨、石器等工具开挖,修筑在可以自身稳定而无需支撑的地层中。 2.远古时代:从纪元前3000年到5世纪,即所谓的文明黎明时代, 是为生活和军事防御目的而利用隧道的时代。这个时代隧道的开发技术形 成了现代隧道开发技术的基础。 3.中世纪时代:约从5世纪到14世纪的1000年左右。这个时期正是 欧洲文明的低潮期,建设技术发展缓慢,隧道技术没有显著的进步,但由 于对底下铜、铁等矿产资源的需要,开始了矿石开采。 4.近代和现代:即从16世纪以后的产业革命开始。这个时期由于炸 药的发明和应用,加速了隧道技术的发展。如有益矿物的开采、灌溉、运 河、公路和铁路隧道的修建,以及随着城市的发展修建地下铁道、上下水 道等,使得隧道的技术得到极大的发展,其应用范围迅速扩大。 据现有资料记载,世界上最早的隧道是纪元前2200年,巴比伦国王为 连结宫殿和神殿而修建的隧道。 我国最早的交通隧道是位于陕西汉中县的“石门”隧道,建于公元66年, 是供马车和行人通行的。 我国第一座铁路隧道修建在台湾,是基隆到台南的铁路线线上一座长 仅26lm的窄轨净空隧道。1907年在京包线上修建了八达岭隧道。这是由我 国工程师詹天佑主持施工的。他是我国铁路工程界最早的卓越人才。 (二)建国以来隧道工程的发展和成就 西安安康线上的秦岭隧道长为18456m;兰武二线上的乌鞘岭隧道长达 20050m。 (三)国外隧道的发展情况 1988年日本修成了位于本州和北海道两大岛之间横跨津轻海峡的铁路
1．运输巷道 主巷道：向山体开凿通到矿床的隧道，是主要出入口和主要的运输干 道。 由主巷道通往各个开采面的巷道，分布如树枝状，分向各个采掘面。 此种巷道多用临时支撑，仅供作业人员进行开采工作的需要。 2．给水隧道：送入清洁水为采掘机械使用，并将废水及积水，通过泵 抽，排出洞外。 3．通风隧道：净化巷道中的空气，创造良好的工作环境，用通风机及 时把有害气体和污浊空气排除出去，并把新鲜空气补充进来。 三、隧道的发展历程 （一） 隧道工程的历史 隧道的产生和发展是和人类的文明历史发展相呼应的，大致可以分为 如下 4 个时代： 1．原始时代：即人类的出现到纪元前 3000 年的新石器时代，是人类 利用隧道来防御自然威胁的穴居时代。人们利用天然洞穴作为栖身之所， 并且逐步会在平原地区自己挖掘类似天然洞穴的窑洞来居住。此时的隧道 是用兽骨、石器等工具开挖，修筑在可以自身稳定而无需支撑的地层中。 2．远古时代：从纪元前 3000 年到 5 世纪，即所谓的文明黎明时代， 是为生活和军事防御目的而利用隧道的时代。这个时代隧道的开发技术形 成了现代隧道开发技术的基础。 3．中世纪时代：约从 5 世纪到 14 世纪的 1000 年左右。这个时期正是 欧洲文明的低潮期，建设技术发展缓慢，隧道技术没有显著的进步，但由 于对底下铜、铁等矿产资源的需要，开始了矿石开采。 4．近代和现代：即从 16 世纪以后的产业革命开始。这个时期由于炸 药的发明和应用，加速了隧道技术的发展。如有益矿物的开采、灌溉、运 河、公路和铁路隧道的修建，以及随着城市的发展修建地下铁道、上下水 道等，使得隧道的技术得到极大的发展，其应用范围迅速扩大。 据现有资料记载，世界上最早的隧道是纪元前 2200 年，巴比伦国王为 连结宫殿和神殿而修建的隧道。 我国最早的交通隧道是位于陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元 66 年， 是供马车和行人通行的。 我国第一座铁路隧道修建在台湾，是基隆到台南的铁路线线上一座长 仅 261m 的窄轨净空隧道。1907 年在京包线上修建了八达岭隧道。这是由我 国工程师詹天佑主持施工的。他是我国铁路工程界最早的卓越人才。 （二）建国以来隧道工程的发展和成就 西安安康线上的秦岭隧道长为 18456m；兰武二线上的乌鞘岭隧道长达 20050m。 （三）国外隧道的发展情况 1988 年日本修成了位于本州和北海道两大岛之间横跨津轻海峡的铁路
干线上的青函隧道,全长53850m,在目前是世界上最长的铁路隧道。 自本洲青森至北海道的函馆间的青函海底隧道,长达53850m,海底部 分就有23300m。这是目前世界上最长的水底隧道。 挪威正在修建的 Aur land-Laerdal公路隧道,长度达24500m。这是 目前最长的公路隧道。 德国慕尼黑地下铁道的卡尔广场车站建筑就上下深达六层。第一层是 人行通道及商店餐厅;二层作为货栈及仓库;三、四层为地下停车场,可 同时容纳800辆汽车;五、六层才是车站集散厅及车道。 采用新奥法来指导并调整施工。 用有限元的方法来分析地下结构的受力状态,也已为人们所乐于使用。 科研方面在如何解决城市内开挖地下工程所引起的地层沉陷问题上已 经取得了可喜成绩,现在正在探讨地下工程施工对城市繁华街道的干扰如 何减至最小的问题、地下工程施工时如何保护环境的问题、地下工程的可 持续发展以及开发建设过程中的技术立法问题和保证正常使用的情况下如 何降低造价的问题
干线上的青函隧道，全长 53850m，在目前是世界上最长的铁路隧道。 自本洲青森至北海道的函馆间的青函海底隧道，长达 53850m，海底部 分就有 23300m。这是目前世界上最长的水底隧道。 挪威正在修建的 Aurland——Laerdal 公路隧道，长度达 24500m。这是 目前最长的公路隧道。 德国慕尼黑地下铁道的卡尔广场车站建筑就上下深达六层。第一层是 人行通道及商店餐厅；二层作为货栈及仓库；三、四层为地下停车场，可 同时容纳 800 辆汽车；五、六层才是车站集散厅及车道。 采用新奥法来指导并调整施工。 用有限元的方法来分析地下结构的受力状态，也已为人们所乐于使用。 科研方面在如何解决城市内开挖地下工程所引起的地层沉陷问题上已 经取得了可喜成绩，现在正在探讨地下工程施工对城市繁华街道的干扰如 何减至最小的问题、地下工程施工时如何保护环境的问题、地下工程的可 持续发展以及开发建设过程中的技术立法问题和保证正常使用的情况下如 何降低造价的问题
第一章隧道勘测及隧道位置的选择 §1.1隧道勘测 、隧道勘测的一般规定 隧道勘测的一般规定如下: 1、制定勘测计划 2、勘测资料应完备 3、勘测的两个阶段 4、评价隧道工程对环境可能造成的影响 调查测绘 1、隧道工程调查的内容 通过调查所取的资料,应能充分的地说明隧道通过地段的地形,地质条件,自然条件和施工条 件等。实践证明这些资料是隧道设计和施工必备的基础资料,其内容及其深细度可根据各阶段的勘 测设计要求和隧道规模去确定,使其能满足各阶段的设计和施工需要,最后应形成系统的完整的资 料 (1)自然概况 (2)工程地质特征 (3)水文地质特征 (4)不良地质地段 (6)地震基本烈度等级 (7)气象资料 8)施工条件 2、隧道工程测绘遵守的规定 (1)按设计阶段要求搜集或测绘地形图,纵断面图、横断面图; (2)测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质及水文地质情 况 (3)在隧道洞口和辅助坑道口的附近,按规定设置必要的平面控制点 和水准点。 (4)测绘资料符合规定的精度要求。 3、长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道的调査 4、设计阶段地质调查 5、施工阶段地质调查 施工阶段地质调查应完成下列任务: (1)核定地质构造、岩性、地下水等 (2)及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题 (3)为验证修改设计提供依据。 目前各国对隧道及地下工程十分重视施工阶段地质调查工作,其中开挖工作面直接观察是极其 重要的,在每次爆破后、应立即有专人进行开挖工作面观察并素描,其主要内容有 (1)地层、岩石分布、岩层走向、倾角 (2)固结程度风化及变质程度、软硬程度 (3)裂隙方向及频率、充填物及性质: (4)断层位置及走向、倾角、破碎程度; (5)涌水位置及涌水量 (6)坍塌位置及形态。 6、工程评价及处理措施 根据调査结果,应对下列各项内容作出工程评价并提出处理措施:
第一章 隧道勘测及隧道位置的选择 §1.1 隧道勘测 一、隧道勘测的一般规定 隧道勘测的一般规定如下： 1、 制定勘测计划 2、勘测资料应完备 3、勘测的两个阶段 4、评价隧道工程对环境可能造成的影响 二、调查测绘 1、隧道工程调查的内容 通过调查所取的资料，应能充分的地说明隧道通过地段的地形，地质条件，自然条件和施工条 件等。实践证明这些资料是隧道设计和施工必备的基础资料，其内容及其深细度可根据各阶段的勘 测设计要求和隧道规模去确定，使其能满足各阶段的设计和施工需要，最后应形成系统的完整的资 料。 （1）自然概况 （2）工程地质特征 （3）水文地质特征 （4）不良地质地段 （6）地震基本烈度等级 （7）气象资料 （8）施工条件 2、隧道工程测绘遵守的规定 （1）按设计阶段要求搜集或测绘地形图，纵断面图、横断面图； （2）测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质及水文地质情 况； （3）在隧道洞口和辅助坑道口的附近，按规定设置必要的平面控制点 和水准点。 （4）测绘资料符合规定的精度要求。 3、长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道的调查 4、设计阶段地质调查 5、施工阶段地质调查 施工阶段地质调查应完成下列任务： （1）核定地质构造、岩性、地下水等； （2）及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题； （3）为验证修改设计提供依据。 目前各国对隧道及地下工程十分重视施工阶段地质调查工作，其中开挖工作面直接观察是极其 重要的，在每次爆破后、应立即有专人进行开挖工作面观察并素描，其主要内容有： （1）地层、岩石分布、岩层走向、倾角； （2）固结程度风化及变质程度、软硬程度； （3）裂隙方向及频率、充填物及性质； （4）断层位置及走向、倾角、破碎程度； （5）涌水位置及涌水量； （6）坍塌位置及形态。 6、工程评价及处理措施 根据调查结果，应对下列各项内容作出工程评价并提出处理措施：
(1)围岩自稳性 (2)隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等: (3)岩土膨胀压力 (4)滑坡、偏压 (5)围岩状态和土压特性 (6)高地应力区应力场 (7)瓦斯、岩溶、及人为坑洞等 对开挖工作面围岩的自稳性、突然涌水,会产生偏压的地形、洞口附 近的边坡崩塌、滑坡及对相邻结构的影响、膨胀性围岩等的评价是很重要 的。这些围岩条件,一般来说,用围岩级别或物性值等准确的表达是很困 难的,不得不依靠以往的经验、资料、实例进行定性判定。 在进行隧道设计时,有时需设定围岩的工程模式、初始地应力场等,采用理论分析法和数值分析法来分析围岩的动态和 与喷锚衬砌或喷锚支护设计、施工有密切关系的围岩评价应着重阐明围岩的状态,其中隧道自 稳性和土压特性是最重要的 7、围岩级别的确定 判断围岩级别是决策隧道设计、施工中各种问题的基础。围岩级别的判定是按设计和施工两个 阶段进行。施工阶段可根据已暴露的围岩条件判定围岩级别,是对设计阶段的预判断进行修正,是 客观、可靠、可信的判断 §1.2隧道位置的选择 、按地形及地质条件进行选择 (一)按地形条件进行选择 隧道位置的选择在很大程度上受着地形的制约。当线路前进方向遇到地形障碍时,采用隧道来 克服地形障碍是一种有利的手段。地形障碍有高程障碍和平面障碍两方面 1.高程障碍 1)绕行方案 优点:工程容易,工期较短,工程费用也较少 缺点:绕行势必路线要延长,今后长期的运程必然増加:路线弯道増多,曲线半径也可能减小 使长期的运行条件变坏,行车速度和牵引定数都会有所降低。尤其是今后随着国民经济的发展,对 运输任务提出更高的要求时,就会给技术改造带来困难。此外,当绕行方案靠近山坡,地质条件复 杂时,工程困难程度也较大 所以,从长远的利益来看,这一方案是不甚可取的,只有具体条件相宜时,才好采用 (2)深堑方案 优点:展线比绕行方案略少。 缺点:急弯陡坡就不一定好多少,前述的缺点依然存在。但是,在山顶开挖深路堑,往往工程 量很大,施工困难,边坡切削太甚,易于引起坍方落石,防护需要加强。若地下水发育,还会引起 滑坡,给今后的运行和养护遗留下防不胜防的隐患。 这一方案在展线方面是改良性质的,而在劈山方面仍包含着不利因素。所以,这也不是太好的 方案 (3)隧道方案 优点:它能使线路平缓顺直,不需用较大的坡度,不需设置太多、太急的曲线。今后在长期的 运营中,由于技术条件好,可以牵引更大的重量,可以使行驶速度提高,缩短运程,还不受外界干 扰,战争时期将是良好的掩护所。 缺点:修建隧道可能工程要大一些,工期也会长一些 因此从全局和长期考虑,隧道方案往往是比较合理的。 2.平面障碍 沿河傍山绕行方案 沿着山体自然弯曲傍山绕行,如果地形条件尚能允许,则可采用。在不得已时,只得大劈坡, 或高层填土,上设御土墙,下设护坡护岸,有时还须跨谷建桥,有时为防滚石坠落,还需设置防护
（1）围岩自稳性； （2）隧道涌水量、涌水压力、突然涌水等； （3）岩土膨胀压力； （4）滑坡、偏压； （5）围岩状态和土压特性； （6）高地应力区应力场； （7）瓦斯、岩溶、及人为坑洞等。 对开挖工作面围岩的自稳性、突然涌水，会产生偏压的地形、洞口附 近的边坡崩塌、滑坡及对相邻结构的影响、膨胀性围岩等的评价是很重要 的。这些围岩条件，一般来说，用围岩级别或物性值等准确的表达是很困 难的，不得不依靠以往的经验、资料、实例进行定性判定。 在进行隧道设计时，有时需设定围岩的工程模式、初始地应力场等，采用理论分析法和数值分析法来分析围岩的动态和 稳定性。 与喷锚衬砌或喷锚支护设计、施工有密切关系的围岩评价应着重阐明围岩的状态，其中隧道自 稳性和土压特性是最重要的。 7、围岩级别的确定 判断围岩级别是决策隧道设计、施工中各种问题的基础。围岩级别的判定是按设计和施工两个 阶段进行。施工阶段可根据已暴露的围岩条件判定围岩级别，是对设计阶段的预判断进行修正，是 客观、可靠、可信的判断。 §1.2 隧道位置的选择 一、按地形及地质条件进行选择 （一）按地形条件进行选择 隧道位置的选择在很大程度上受着地形的制约。当线路前进方向遇到地形障碍时，采用隧道来 克服地形障碍是一种有利的手段。地形障碍有高程障碍和平面障碍两方面： 1．高程障碍 (1) 绕行方案 优点：工程容易，工期较短，工程费用也较少。 缺点：绕行势必路线要延长，今后长期的运程必然增加；路线弯道增多，曲线半径也可能减小， 使长期的运行条件变坏，行车速度和牵引定数都会有所降低。尤其是今后随着国民经济的发展，对 运输任务提出更高的要求时，就会给技术改造带来困难。此外，当绕行方案靠近山坡，地质条件复 杂时，工程困难程度也较大。 所以，从长远的利益来看，这一方案是不甚可取的，只有具体条件相宜时，才好采用。 (2) 深堑方案 优点：展线比绕行方案略少。 缺点：急弯陡坡就不一定好多少，前述的缺点依然存在。但是，在山顶开挖深路堑，往往工程 量很大，施工困难，边坡切削太甚，易于引起坍方落石，防护需要加强。若地下水发育，还会引起 滑坡，给今后的运行和养护遗留下防不胜防的隐患。 这一方案在展线方面是改良性质的，而在劈山方面仍包含着不利因素。所以，这也不是太好的 方案。 (3) 隧道方案 优点：它能使线路平缓顺直，不需用较大的坡度，不需设置太多、太急的曲线。今后在长期的 运营中，由于技术条件好，可以牵引更大的重量，可以使行驶速度提高，缩短运程，还不受外界干 扰，战争时期将是良好的掩护所。 缺点：修建隧道可能工程要大一些，工期也会长一些。 因此从全局和长期考虑，隧道方案往往是比较合理的。 2．平面障碍 (1) 沿河傍山绕行方案 沿着山体自然弯曲傍山绕行，如果地形条件尚能允许，则可采用。在不得已时，只得大劈坡， 或高层填土，上设御土墙，下设护坡护岸，有时还须跨谷建桥，有时为防滚石坠落，还需设置防护
明洞。往往线路增长,桥隧毗邻,工程量大,运营条件差,并常伴有一些不良地质病害工程的出现。 由于线路走行在山坡表层内,地质多为风化松散带,施工时极易坍方。行车后,也难保安全。至 遇急弯猛拐处,线路条件也较差,行车不能多拉、快跑。因此,这种方案只有在条件允许时,才能 采用 (2)隧道直穿方案 如果在平面障碍的前方,开凿隧道,穿山而过,虽然初期工程略大一些,但线路顺直平缓,工 程单一,可不设急弯,没有陡坡,路线行程缩短,运营条件改善,而且不受山坡坍方落石的威胁 如图1-1所示。从长远的利益来看,隧道方案往往是比较合理的 如衡广复线坪石至乐昌之间,于1987年5月通车的大瑶山双线隧道,全长143km,位于南岭 山脉南麓圆螺角至永济桥弓形河湾处,如图1-2所示 鱼两力牌 比较方案 双凤桥 采方刻 P金口阿 图1-1隧道直穿方案示意图 图1-2大瑶山隧道方案平面示意图 (二)按地质条件进行选择 隧道是埋置在地层内的结构物,受着地层岩体的包围。如何避开不良 地质区域,或是如何拟定克服不良地质的措施,是选择隧道位置时,必须 审慎考虑的问题。 1.单斜构造与隧道位置的选择 按岩层的倾角不同,可分为三种情况:
明洞。往往线路增长，桥隧毗邻，工程量大，运营条件差，并常伴有一些不良地质病害工程的出现。 由于线路走行在山坡表层内，地质多为风化松散带，施工时极易坍方。行车后，也难保安全。至于 遇急弯猛拐处，线路条件也较差，行车不能多拉、快跑。因此，这种方案只有在条件允许时，才能 采用。 (2) 隧道直穿方案 如果在平面障碍的前方，开凿隧道，穿山而过，虽然初期工程略大一些，但线路顺直平缓，工 程单一，可不设急弯，没有陡坡，路线行程缩短，运营条件改善，而且不受山坡坍方落石的威胁。 如图 1-1 所示。从长远的利益来看，隧道方案往往是比较合理的。 如衡广复线坪石至乐昌之间，于 1987 年 5 月通车的大瑶山双线隧道，全长 14.3km，位于南岭 山脉南麓圆螺角至永济桥弓形河湾处，如图 1-2 所示。 图 1-1 隧道直穿方案示意图 图 1-2 大瑶山隧道方案平面示意图 （二） 按地质条件进行选择 隧道是埋置在地层内的结构物，受着地层岩体的包围。如何避开不良 地质区域，或是如何拟定克服不良地质的措施，是选择隧道位置时，必须 审慎考虑的问题。 1．单斜构造与隧道位置的选择 按岩层的倾角不同，可分为三种情况：
(1)水平或缓倾角岩层 如图1-3所示,当隧道通过坚硬的厚层岩层时,较为稳 定。若通过很薄的岩层,则施工时顶部易产生掉块现象,此 时,以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。 (2)陡倾角岩层 如图1-4所示。因此,在单斜构造的地质条件下,必须 事先把地层的构造和倾角大小调查清楚,一定要尽可能避开 软弱结构面。特别是不要把隧道中线设成与软弱结构面的走 向一致或平行,至少要成一定的交角。 图1-3缓倾角岩层隧道 位置的选择 图1-4软弱结构面地带隧道位置的选择 (3)直立岩层 隧道通过直立岩层时,其中线宜垂直于岩层的走向穿过,如图1-a)所示。如隧道中线与岩层走 向一致时,如前所述,仍应避开不同岩层接触带。尤应注意的是:当层状岩层较薄,并有软弱夹层 伴有微量地下水活动时,亦可产生不对称压力,在隧道开挖过程中,易产生坍塌(如图1-5(b所示), 甚至会导致大的坍力,致使地面形成“天窗”,在选择隧道位置时应予重视。 图1-5直立岩层中的隧道位置选择 2.褶皱构造与隧道位置的选择 褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型,当隧 道通过褶皱构造时,应尽量避免将隧道置于向斜 或背斜的轴部。如图1-6(a)、(b),而应将隧道置 于翼部,如图1-6(c),则隧道所处的地质条件类 似单斜构造 3.断裂构造,接触带与隧道位置的选择 在选择隧道位置时,切忌沿着(或靠近平行) 行斜构造 断层带或破碎带修建隧道,如图1-7(a)所示,特 别是对于区域性大断裂,尤应注意绕避。当隧道 图1-6褶皱构造隧道 线路必须通过断层带时,应尽量使线路与断层走 位置的选择 向正交,如图1-7(b)所示,同时应避开严重破碎带,并应使通过断层的地段最短
(1) 水平或缓倾角岩层 如图 1-3 所示，当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳 定。若通过很薄的岩层，则施工时顶部易产生掉块现象，此 时，以不透水的坚硬岩层作顶板为最好。 (2) 陡倾角岩层 如图 1-4 所示。因此，在单斜构造的地质条件下，必须 事先把地层的构造和倾角大小调查清楚，一定要尽可能避开 软弱结构面。特别是不要把隧道中线设成与软弱结构面的走 向一致或平行，至少要成一定的交角。 图 1-4 软弱结构面地带隧道位置的选择 (3) 直立岩层 隧道通过直立岩层时，其中线宜垂直于岩层的走向穿过，如图 1-5(a)所示。如隧道中线与岩层走 向一致时，如前所述，仍应避开不同岩层接触带。尤应注意的是：当层状岩层较薄，并有软弱夹层， 伴有微量地下水活动时，亦可产生不对称压力，在隧道开挖过程中，易产生坍塌(如图 1-5(b)所示)， 甚至会导致大的坍力，致使地面形成“天窗”，在选择隧道位置时应予重视。 (a) (b) 图 1-5 直立岩层中的隧道位置选择 2．褶皱构造与隧道位置的选择 褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型，当隧 道通过褶皱构造时，应尽量避免将隧道置于向斜 或背斜的轴部。如图 1-6(a)、(b)，而应将隧道置 于翼部，如图 1-6(c)，则隧道所处的地质条件类 似单斜构造。 3．断裂构造，接触带与隧道位置的选择 在选择隧道位置时，切忌沿着(或靠近平行) 断层带或破碎带修建隧道，如图 1-7(a)所示，特 别是对于区域性大断裂，尤应注意绕避。当隧道 线路必须通过断层带时，应尽量使线路与断层走 向正交，如图 1-7(b)所示，同时应避开严重破碎带，并应使通过断层的地段最短。 图 1-3 缓倾角岩层隧道 位置的选择 图 1-6 褶皱构造隧道 位置的选择
图1-7断裂构造地带隧道位置选择 4.不良地质的影响 (1)滑坡地区 (2)岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区 (3)泥石流 (4)溶洞地区 (5)瓦斯地区 6)黄土地区 5.不良水文地质的影响 地下水 地温 二、按地形及地质条件进行选择 越岭线上隧道位置的选择 当铁路路线需要从一个水系过渡到另一个水系时,必须跨越高程很大的分水岭。这段线路称之 为越岭线 1.隧道平面位置的选择 当线路必须跨越分水岭时,分水岭的山脊线上总会有高程较低处、称之为垭口。一般的情况, 常常有若干个垭口可以通过。此时,就要分析比较,选定最为理想的垭口 垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。如图1-13所示为沙木拉打越岭长隧道的方案比选平、 纵断面示意。 2.隧道立面位置的选择 图1-14所示,系穿越娄山山脉分水岭的越岭隧道选线实例 西(乃托》喇包 lis 瓦古本 南星 沙木拉打方案:隧道长 阳幅蓄山方案 配口口t 线路 小相岭方案:道 口1x 沙子坝 图1-13(a)平面图
(a) (b) 图 1-7 断裂构造地带隧道位置选择 4．不良地质的影响 (1) 滑坡地区 (2) 岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落石地区 (3) 泥石流 (4) 溶洞地区 (5) 瓦斯地区 (6) 黄土地区 5．不良水文地质的影响 (1) 地下水 (2) 地温 二、按地形及地质条件进行选择 （一）越岭线上隧道位置的选择 当铁路路线需要从一个水系过渡到另一个水系时，必须跨越高程很大的分水岭。这段线路称之 为越岭线。 1．隧道平面位置的选择 当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处、称之为垭口。一般的情况， 常常有若干个垭口可以通过。此时，就要分析比较，选定最为理想的垭口。 垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。如图 1-13 所示为沙木拉打越岭长隧道的方案比选平、 纵断面示意。 2．隧道立面位置的选择 图 1-14 所示，系穿越娄山山脉分水岭的越岭隧道选线实例。 图 1-13(a) 平面图
