广东省设计标准化01-隧道标准化宣贯

广东省高速公路设计标准化2014年8月27日目录第一部分概述第二部分隧道专题研究第三部分隧道通用（参考）图编制第四部分通用（参考）图应用截至2013年底，全国公路隧道为11359处、960.56万米，其中，特长隧道562处、250.69万米，长隧道2303处、393.62万米。我国建成的超过10km以上公路山岭隧道有8座：最长的为陕西终南山隧道，长18.02km第二为山西西山隧道，长13.65k第三为山西虹梯关隧道，长13.11km第四为台湾雪山隧道，长12.9km第五为甘肃大坪里隧道，长12.2km第六为陕西包家山隧道，长11.2km第七为山西宝塔山隧道，长10.2km第八为四川泥巴山隧道，长10km1概述1概述水下隧道得到长足发展，过去“遇水架桥”单一选择在改变，穿洋越海，桥隧并重，择优选择。上海崇明长江隧道厦门翔安海底隧道青岛胶州湾海底隧道武汉长江隧道港珠澳沉管隧道-世界级工程南京纬三路长江隧道纵观我国公路隧道的发展，起步较晚，但发展很快。中国已成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家。金桥银洞→金洞银桥1概述目前在隧道设计标准化方面，还存在以下问题：◇隧道断面形式接近，但“百花齐放”，不利于控制造价；◇隧道建筑限界研究不足，个别指标与参数的设置不尽合理，仍有提升和优化空间；◇隧道支护参数设计差异较大，直接影响到工程质量和造价；◇设计与施工关联性不紧密，精细化设计还有待加强。1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题1概述隧道建设与运营中存在问题提高机械化施工程度1概述开展隧道标准化设计的目的：①有利于更好的推进施工标准化。②是高速公路建、管、养一体化的需要，消除质量、安全隐患、保证安全运营的需要。③是实现“安全耐久、环保节约、阳光和谐、管理便捷、创建标准化示范工程的需要。④是落实交通运输部“五化”建设理念和“六个坚持、六个树立”公路勘察设计新理念的重要措施。1概述隧道标准化设计主要技术标准：1.公路等级：高速公路2.荷载等级：公路-I级3.设计使用年限：隧道主体结构100年4.抗震设防：Ⅶ度设防和Ⅷ度设防5.防水等级：二级，不容许渗水，结构表面可有少量、偶见的湿迹；大型设备电气洞室，一级，不容许渗水，结构表面无湿迹。6.环境作用等级：为A、B级，一般环境条件。1概述本次隧道设计标准化主要工作内容：1.《广东省高速公路隧道标准断面及支护参数设计标准化研究》专题（1）基于运营安全的隧道建筑限界优化研究（2）基于全寿命周期结构安全的隧道内轮廓及支护参数动态设计研究（3）基于结构安全的隧道标准断面及支护参数结构可靠性研究2.广东省高速公路隧道通用（参考）图编制（1）隧道建筑限界及净空断面通用图，包括80km/h、100km/h、120km/h的双向四、六车道隧道的主洞、紧急停车带、车行和人行横洞建筑限界及净空断面图。（2）衬砌结构参考图，包括80km/h、100km/h、120km/h的双向四、六车道分离式、小净距（两种净距）、连拱隧道衬砌结构图等。（3）隧道预留预埋结构加强参考图。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.1车辆行驶规律观测与墙壁擦痕调查西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道)测点擦痕低位擦痕高位隧道尺寸实测擦痕高度h1(m)水平距离b1(cm)擦痕高度h2(m)水平距离b2(cm)步道宽度：55cm(右幅)、103cm(左幅)步道高度：32cm左侧侧向宽度：50cm右侧侧向宽度：75cm1(右幅)3.89104.84552(右幅)3.65275.06753(左幅)4.33454.63754(左幅)4.41484.7180实地调研：西汉高速公路隧道2.1基于运营安全的建筑限界及横断面设计优化研究专题研究单洞两车道隧道路段基本规律：①大型车多选择靠中线行驶，出现偏移，且车身越高，偏移越严重，甚至骑线行驶。②小型车偏移量主要受速度控制，速度越高，偏移越严重。③从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧道入口时，开始减速，并偏向行车道中线行驶，进入隧道后根据交通情况，若无车辆干扰，则有加速行驶，偏移量增大的现象，若有其他车辆干扰，则偏移量有所减小。出洞前，也多偏向行车道中线行驶。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究单洞三车道隧道路段基本规律：①交通量不大时，大型车一般会选择中间车道通过隧道。②从通过隧道段的全过程看，车辆行至隧道入口时，会有适当减速，且隧道内行驶速度一般较高。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究关于侧向宽度是否满足行车需求的问卷调研：34%24%1%15%21%5%Q4-1左侧加宽0.25m左侧加宽0.5m左侧不加宽右侧加宽0.25m右侧加宽0.5m右侧不加宽100km/h时速隧道120km/h时速隧道2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.2隧道建筑限界全国调研2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究调研问卷中对于100km/h设计速度建筑限界认为需加宽的占57.5%。对于120km/h设计速度建筑限界认为需加宽的占55.7%。收集的意见中，除云南省外，基本上都希望增加侧向宽度。关于检修道高度的问卷调查有71%的人认为，检修道高度大于60cm会产生明显的墙效应。余宽的主要功能：作为防止车辆驶出行车道外的防冲设施；防止车身突出物刮檫隧道壁（近些年来，汽车外形中，较为突出的部分则主要为外部后视镜）；减小“墙效应”对行车的影响；安全富余量2.1.3隧道余宽2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究研究结论：C值建议放在检修道上。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.1.4检修道设计隧道检修道的路缘石多为直角结构。检修道高度偏低，大型车辆失控冲向检修道时，容易驶上检修道，造成侧翻。同时，直角的路缘石容易造成爆胎，进而引发严重事故。因此，将检修道路缘石直棱角改为圆角，检修道高度取值40cm。（a）隧道内检修道设置（b）A—圆角路缘石2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究西汉高速公路仙人崖隧道(分离式隧道)80km/h设计车速将左右两侧C值移置路面上，相当于可行车路面加宽50cm。100km/h设计车速将左侧C值移置路面上，右侧检修道加宽25cm（增至100cm），相对于可行车路面加宽50cm。120km/h设计车速将C值分解为两部分加宽，一是左侧检修道加宽25cm至100cm，将另25cm移至路面上，相对于可行车路面加宽25cm。单洞车道数速度（km/h）按现行规范（m）标准化限界宽度（m）差值（m）备注二车道8010.2510.75+0.5左右两侧路面各加宽25cm10010.511.0+0.5左侧路面加宽25cm，右侧检修道加宽25cm12011.511.75+0.25左侧路面加宽25cm，左侧检修道加宽25cm（由75cm增至100cm）三车道8014.014.5+0.5左右两侧路面各加宽25cm10014.2514.75+0.5左侧路面加宽25cm，右侧检修道加宽25cm12015.2515.5+0.25左侧路面加宽25cm，左侧检修道加宽25cm（由75cm增至100cm）2.1.5主要结论2.2.1广东地区已建或在建双向六车道内轮廓断面及支护参数广州至韶关乐昌高速公路粤湘高速公路博罗至深圳段大庆至广州高速公路粤境江西至从化段江门至罗定高速公路隧道2.2.2广东地区已建或在建双向四车道内轮廓断面及支护参数广州至韶关乐昌高速公路连州（湘粤界）至怀集公路云浮至阳江高速公路罗定至阳春段济广高速平远（赣粤界）~兴宁段2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2基于全寿命周期的隧道内轮廓及支护参数动态设计研究2.2.3国内公路隧道与铁路隧道内轮廓断面及支护参数《公路隧道设计细则》中建议的支护参数《铁路隧道设计规范》中建议的支护参数高速铁路隧道支护参数表2.2.4日本公路隧道与铁路隧道内轮廓断面及支护参数2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究通过对比分析，可以得出以下结论：（1）总体来说，采用的结构支护参数是合理的，基本满足《公路隧道设计规范》的要求，基本符合工程实际。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究（2）各路段隧道建筑限界、净空断面大同小异。隧道建筑限界：不同单位存在一定的差异，侧向宽度与余宽“C”值的取值存在一定分歧。净空断面：因建筑限界的不同使净空断面有所不同，另外，因所适应的超高大小（如4%、3%、2%）不一致，使净空面积有所区别。（3）各路段隧道衬砌类型分类有一定差距：如是否按软岩、硬岩分别设计，洞口段是否设加强地段，小净距隧道净距划分有区别。（4）各路段所采用的支护参数尽管接近，因不同项目同一种围岩级别划分的衬砌类型不同，造成不同项目支护参数没有直接的对应关系，仍有一定的区别，差异较大之处为：◇喷射混凝土厚度、强度等级◇锚杆类型、长度、间距◇钢架型号、间距◇预留变形量◇超前支护◇二次衬砌配筋量2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2.5隧道净空断面通过对广东省已做项目的对比，尽管隧道净空断面基本接近，不同的设计院采用了不同的内轮廓断面。通过计算比较、分析，确定了广东地区隧道横断面：①隧道内轮廓横断面适应±3%超高。超过±3%应采取加大内轮廓断面或整体旋转方式来满足视距及超高设置要求。②单洞二车道、三车道长及特长隧道设置紧急停车带，其加宽值为右侧侧向宽度LR+300cm。③隧道设双侧电缆槽，检修道（电缆槽）高度取40cm。④连拱隧道中隔墙采用复合式结构，单洞二车道隧道复合式中墙最小厚度240cm，单洞三车道隧道复合式中墙最小厚度280cm。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究⑤隧道路面下设双侧排水沟，排水沟布设在侧向宽度内，不伸入行车道路面范围内。⑥隧道路面设置双侧缝隙式排水沟或明沟，排水沟尺寸采用30×30cm。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2.2.6隧道衬砌分类及支护参数（1）广东省地层主要岩性广东省主要岩性简表位置主要地层时代主要地层岩性粤北地区Z、∈、O、D、C、P、T、K、E片岩、千枚岩、硅质岩、板岩；石英砂岩、灰岩、页岩、粉砂岩、砾岩粤西地区Z、S、D、C、P、E砂岩、页岩及硅质岩；粉砂岩、砾岩粤东地区Z、D、C、T、J、K砂岩、板岩；灰岩、白云岩、泥岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、粉砂岩粤中地区Z、O、D、C、T、J、K、E石英片岩夹大理岩；石英砂岩、灰岩、白云岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩、粉砂岩、砾岩珠三角地区∈、E砂岩、砾岩2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究（2）硬质岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题不多，而特殊岩土、土质以及软弱围岩类隧道竣工后运行期出现的安全问题相对较多。◇坚硬的节理裂隙岩体，围岩主要发生不稳定块体的局部塌落；◇松散软弱岩体和塑性流变岩体围岩主要发生大的变形，结构主要承受形变压力；浅埋隧道既要承受形变压力，还承受上覆岩层的松散压力；◇根据软质岩与硬质岩变形与破坏特征，本着“衬砌结构必须与地质条件适应，符合隧道的实际受力情况”的原则，考虑到地下工程的复杂性与地质条件的不确定性，将衬砌类型细分为软（土）岩与硬质岩。（3）根据埋深分为浅埋和深埋两种。对于洞口段可能出现的朝向临空开挖面的下滑力，通过地层预加固、明洞先施工、稳固坡体后再开挖暗洞，来确保施工与进洞安全。故洞口加强与浅埋段衬砌可采用同一类型，即均按浅埋段衬砌进行设计，不再细分为洞口加强段与浅埋段。（4）隧道衬砌结构标准化设计与支护参数①明洞路堑式明洞-标准断面偏压或单压式明洞-单压断面（明洞结构与挡墙分设）②复合式衬砌II级围岩一种断面；III级围岩，双向六车道隧道两种断面，增加了加强型断面，在III级偏差地段适用；双向四车道隧道III级围岩按一种断面。IV级、V级围岩按硬质岩、软（土）质岩，并各自分为浅埋及深埋两种断面。2隧道标准断面及支护参数设计标准化专题研究2隧道标准断面及