隧道工程 - 图文(2)

城市地下道路根据服务对象可分为机动车专用地下道路和机动车及行人非机动车共用地下道路。根据服务车型，可分为混行车地下道路和小客车专用地下道路。城市地下道路根据主线封闭段长度及交通情况，按防火灾设计要求分为四类，见表5.1-4。 表5.1-4 城市地下道路防火设计分类 封闭段长度L（m） 用途 一类 可通行危险化学品等机动车 仅限通行非危险化学品等机动车 注：L为主线封闭段的长度。 5.2 总体设计 地下道路的总体设计应符合现行行业标准《城市道路工程设计规范》（CJJ37）的规定，同时应符合下列要求： ①与城市路网合理衔接，与区域路网规划、区域地下空间规划相结合。 ②符合城市地下空间规划确定的深度分层、限界。 ③处理好与地面交通、城市历史风貌、城市空间环境的关系。 ④处理好与市政管线、轨道交通设施、综合管廊及地下文物等其它地下基础设施关系，合理安排节约化利用地下空间。 城市地下道路总体设计包括地下道路与城市路网、地下空间开发的相互关系。从功能、使用、安全等方面，处理好地下道路线形设计中的平面、纵断面和横断面，满足视距要求，确保行车安全与舒适。规划布置出入口位置、间距和形式的综合设计及出入口交通组织，协调与地面交通的衔接，保证地下道路主线通畅，进出交通有序，与周边路网衔接顺畅。城市地下道路交通设施设计应加强安全行车引导，交通设施应简洁、可视性好、易识别。同时城市地下道路设计应根据规划预留必要二类 三类 四类 L>1500m 5003000m 1500

城市地下道路结构主体设计，应满足耐久性设计要求。主体结构的设计年限为100年。主体结构应分别对施工阶段和使用阶段按承载能力极限状态及正常使用极限状态进行设计。道路路面结构应满足耐久性和稳定性的要求，沥青路面结构设计使用年限不应小于15 年，水泥混凝土路面结构设计使用年限不应小于30 年。当采用沥青混凝土路面时应具有阻燃性好、噪音低的性能。 城市地下道路设计还应根据通风、供电、照明、监控、防灾等要求，进行综合设计。城市地下道路设计应符合国家环保政策、法规，注重环境保护和资源节约，在满足安全、经济、可靠的原则下，体现节能环保。对通风、照明等能耗较大的设备，选用高效、低能耗的产品进行节能设计。 城市地下道路设计应开展景观设计，洞口、洞内装饰以及风亭等美化设计应与周围城市环境相协调。城市地下道路设计应根据工程地质与周边环境，从技术、经济、工期、环境影响等方面综合比较，选择合理的结构型式和施工工法。

5.3 隧道线形设计

城市地下道路的平、纵线形要素的设计原理和方法与地面道路基本一致。但在总体布置、设计原则、考虑因素、相关技术标准等方面存在一定的差异，以适合地下道路的建设要求。隧道线形设计包括5个部分的内容。 5.3.1 平面线形

城市地下道路的平面线形布置除受城市道路网布局、地区控制性详细规划、道路规划红线宽度等影响外，还受到地下管线设施、建筑物基础的影响。另外在地下封闭空间，司乘人员的行车视线受两侧侧墙和顶板等影响强烈，地下道路的平面线形布置应注意对行车视距的保障，保证线形流畅，自然诱导驾驶人视线。

对于上、下分离的独立双洞的地下道路，在平面线形布置时，应保证双洞之间的最小净距。净距离过小会对相互结构产生不利影响，甚至会影响到地面沉降。但距离多大，对道路在两端地面展

线不利。在现行的《公路隧道设计规范》（JTG D70）中，隧道间净距根据地层围岩等级的不同，有一个比较明确的规定。在一些城市的地方标准中，也有类似的规定。比如在一些地方标准中，对平行盾构隧道的净距要求不宜小于D（盾构直径）。 地下道路平面线形设计尽可能采用较大的圆曲线半径，圆曲线半径过小会存在视距难以保证，需要加宽或设置超高。半径过小也不利于通风。 道路圆曲线最小半径是根据曲线路段车辆能够安全、顺适地行驶所需的条件而确定的，与设计速度、横向力系数和路面超高有关，从理论计算上，地下道路与地面道路没有差异，可取用与地面相同的标准。但在实际使用中，地下道路最小圆曲线半径的设置受最大超高和行车视距的限制。当采用不同超高时，应根据城市道路相关设计规范进行计算。当采用城市道路设计规范规定的极限最小半径或一般最小半径时，必须进行视距验算，并采取一定的措施满足停车视距的要求。 5.3.2 纵断面线形 地下道路的纵断面布置应根据地质条件、地下管线（建筑物）、结构安全、施工工艺等因素综合确定。对于明挖施工的地下道路隧道，考虑到道路路面结构及地下管线的设置要求，一般埋深不宜小于2m。对于盾构隧道，考虑到结构设计要求以及对地面沉降控制的要求，一般埋深不宜小于0.65D。竖向曲线的布置应结合各地要求，综合选择确定。 道路纵坡的选取应分别满足最大纵坡和最小纵坡的要求。最大纵坡是纵断面设计的一项重要指标，直接影响路线长度、行驶舒适性、安全及工程技术经济性。道路最大纵坡主要依据车辆的动力特性、道路等级、自然条件、运营经济性等。城市地下道路设计速度大于或等于50km/h的极限纵坡限制值应不超过5%。城市地下道路的纵坡取值如下： 表5.3-1 城市地下道路最大纵坡 设计速度（km/h） 一般值% 最大值% 80 3 5 60 4 50 4.5 40 5 6 30 7 8 20 8 城市地下道路的纵断面设计还需要满足最小纵坡的要求，最小纵坡的确定依据是保证道路排水和防止管道淤塞。规范要求城市地下道路的最小纵坡为0.3%。 城市地下道路标高通常比两端的地面低，为防止周边雨水等汇入，通常在地下道路引导两端接地口处设置倒坡，形成排水驼峰。 5.3.3 平纵组合设计 地下道路在进行平纵曲线组合时，应注意前、后线形的协调，线形指标应逐渐过渡，防止突变。降低对行驶安全的不利影响。在平纵组合设计时，应尽量做得“平包竖，平纵相互对应”。但条件受限不能做到时，应避免平面、纵断面极限值组合设计，避免长纵坡、大纵坡底接小曲线半径等。 5.3.4 进出洞口线形设计 地下道路在进洞、出洞时，由于光线急剧变化、行驶条件发生差异，易发交通事故。因此洞口段的线形是地下道路设计重点之一。洞内外线形应在一定距离里保持一致性，自然诱导驾驶人视线，避免出现突变。城市地下道路的建设环境复杂，洞口线形设计应最大限度地顺应地形、与周围复杂的环境条件相协调，使总体方案最合理，在有条件的情况下应保持3s行程范围的一致性。 5.3.5 停车视距 城市地下道路的平纵线形设计中，还应考虑停车视距的要求。停车视距是指驾驶人自察觉前方道路存在障碍物时起，能够及时采取制动措施，直至车辆安全停稳的最短距离。停车视距是地下道路设计的重要技术指标，设计中需要严格验算。城市地下道路设计的停车视距可以采用与地面道路相同的技术标准。但是在地下道路的进出口处，由于洞口亮度的急剧变化会造成驾驶人不适，应采用较高的停车视距标准。综合现有的研究成果，洞口段的停车视距可取正常路段的1.5倍，详见表5.3-2。 表5.3-2 城市地下道路停车视距 设计速度（km/h） 停车视距 80 110 60 70 50 60 40 40 30 30 20 20 1.5倍停车视距 165 105 90 60 45 30 车辆在平曲线上行驶时，地下道路中的侧墙可能妨碍驾驶员的视线，成为障碍物。应进行行车视距验算。如图5.3-1所示，S为停车视距，AB为车辆从A点至障碍物B的视线、Z0为行车线至障碍物曲线内侧障碍物的距离，Z为行车线至视线的距离即为横净距。车辆在曲线上行驶，保证其视距的视线随之移动，行程若干视距线，与之相切形成的曲线（即包络线PQ曲线），如图5.3-2。当平曲线半径大时，Z0>Z则满足视距，可不做处理。当验算停车视距不足时，可增加曲线半径或增大侧向净宽等方面改善视距，如条件受限无法通过线形改善视距时，可采取限速措施，保证停车视距和行车安全。 图5.3-1 平曲线内侧障碍物的清除 图5.3-2 平曲线上视距清除曲线 此外规范还要求，城市地下道路设置凹型竖曲线路段，也必须进行停车视距验算。因地下道路的顶部可能会遮挡行车视线，验算图示见图5.3-3。

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