TB 1003-2016铁路隧道设计规范

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  • 考虑结构材料破坏阶段的工作状态进行结构构件设计计 方法。

    2.1.2 容许应力设计法 al

    以结构构件截面计算应力不大于规定的材料容许应力 则,进行结构构件设计计算的方法

    螺纹标准2.1.3设计使用年限

    设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目 用的年限

    围岩,一般指VV级围岩。

    隧道开挖后,因围岩变形或松弛等原因,作用于支护或衬砌结 构上的压力。

    由于隧道开挖、支护的下沉以及衬砌背后的空隙等原因,使隧 道上方的围岩松动,以相当于一定高度的围岩重量作用于支护或 衬砌结构上的压力。

    以喷射混凝土为主体,根据需要与锚杆、钢筋网、钢架等构 合面成的衬

    容许围岩产生一定的变形,而又充分发挥围岩自承能力的 衬砌。一般由初期支护、防水层和二次衬砌组合而成,

    2. 1. 15 超前支护

    advance suppor

    在隧道开挖前,对掌子

    primary suppor

    遂道开挖后及时施作的支护结构,一般由喷射混凝土、锚 网筋网、钢架等组成。

    隧道底部反拱形的衬砌部分。

    遂道底部反拱形的衬砌部分。

    2.1.19荷载一结构法

    隧道内为存放维修工具或满足其他专业需要而设置的洞室

    E一地震作用或土压力 Q一围岩压力

    2.2.2内外力和应力

    BQ 围岩基本质量指标 a 弹性反力强度 围岩重度

    营养护、防灾救援等方面的因素,合理确定隧道位置、结构形式, 施工方法、建设工期、工程投资等,保证隧道工程的安全、可靠、 耐久

    煤层采空区等严重不良地质段;必须通过时,应有充分的理由和可 靠的工程措施。

    3.1.3新建特长双线隧道和地质条件复杂的双线隧道,应纟

    工方法、施工组织、运营与防灾疏散救援工程设置等因素,进行修 建单洞双线和双洞单线隧道的技术经济比较

    3.1.4隧道位于市区时,隧道设计应考虑施工及运营对环

    3.1.5隧道衬断面设计应结合地质条件、施工方法、环域

    施工风险控制等要求,并结合机械化配套程度、辅助坑道设置情 况,合理规划进度和工期。

    3.1.7隧道防排水设计应重视对地表水和地下水的处理。

    3.1.8弃渣场应进行场地条件勘察,其设计应符合水

    3.2.1特长隧道、地质条件复杂的隧道,其平面位置的选择应在 较大范围地质勘察的基础上,结合施工方案、工期、相关工程及运 营条件等,经技术经济比选确定, 3.2.2河谷线路沿河傍山地段,当线路以隧道通过时,选线应符 合下列要求: 1线路宜向靠山侧内移,避免隧道外侧岩体过薄、河流冲刷 和不良地质对其稳定的影响。 2进行短隧道群与长隧道方案比较。 3.2.3濒临水库、河流地区的隧道应注意水库珊岸、河流冲刷等 对隧道稳定的影响,评价隧道与水体的水力联系,采取相应的工程 措施。

    1充分利用遥感图像地质解译成果资料,分析研究区域范围 内岩溶发育情况,隧道位置优先选择岩溶及岩溶水发育相对较弱 的区域。 2隧道应尽量选择高线位通过,不宜通过岩溶水发育的季节 交替带、水平径流带、深部缓流带。 3傍山隧道宜选择在岩溶发育较弱的一侧通过,并应高于岩 溶容水排泄带。 4隧道应避免穿越岩溶强烈发育的构造带,避开负地形区、 网状洞穴、暗河发育区、巨大空洞区、溶洞群及岩溶水富集区、排 泄区。 5隧道应以大角度通过可溶岩与非可溶岩接触带及断层、褶 曲轴部等构造带。 6隧道应尽量靠近并高于既有或在建的其他地下工程,充分 利用其他地下工程已形成的降落漏斗效应截排地下水。 7线路纵坡应优先采用人字坡,隧道内宜适当加大纵坡,

    8当线路与暗河交义时,隧道应在暗河顶板高程以上 度与之相交,并保证隧底以下有足够安全厚度

    3.2.7隧道选线应避免穿越滑坡区域;当必须穿越时,隧

    置应选择在滑动面以下一定深度的稳定地层中,并采取可靠 是措施

    ,2.8隧道选线应避免穿越风积沙地层;当必须穿越时,应尽 短穿越长度。

    断裂带、易液化砂(粉)土地层

    等因素,宜避开滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等地段,选 稳定的边坡进洞,不应设在排水困难、地势狭窄的沟谷低洼处 稳定的悬崖陡壁下。

    尺寸及施工方法等因素确定。一般情况下,可采用表3.2.11 值;困难情况下,通过采取控制爆破、加强支护等措施可采用 2. 11 的下限值。

    两相邻单线隧道间的最小净距(n

    注:B为隧道开挖跨度(m)。

    3.3.1隧道内的线路平面宜设计为直线,当因地形、地质

    3.3.1隧道内的线路平面宜设计为直线,当因地形、地质会 限制设计为曲线时,宜将曲线设在洞口附近并采用较大的日 径。内燃牵弓隧道内不宜设置反向曲线,

    .3.2隧道纵断面设计应符合

    1隧道内的纵坡可设计为人学坡或单面坡,地下水发育的 3000m及以上隧道宜采用人字坡。 2隧道内的坡度不宜小于3%。 3在最冷月平均气温低于一3℃的地区,隧道宜适当加大 坡度。 4相邻坡段间应根据设计速度、相邻坡段坡度差,按《铁路线 路设计规范》GB50090规定设置圆曲线形竖曲线连接

    1当洞口位于可能被洪水淹没地带、水库回水影响范围、受 山洪威胁地段时,其路肩高程应高出设计水位加波浪侵袭高度和 雍水高度不小于0.5m。 2位于城市地区的隧道,采用“V”形坡时,洞门及敬开段边 墙顶高程应高出内涝水位0.5m, 31、1级铁路设计水位的洪水频率标准为1/100;当观测 洪水(包括调查可靠的有重现期可能的历史洪水)高于上述设计洪 水频率标准时,应按观测洪水设计

    3.4.1 隧道内轮廓的确定应考虑以下因素: 1 建筑限界(见附录A)。 2 隧道内股道数和线间距。 3 空气动力学效应。

    4 列车密封性。 5 接触网悬挂方式。 6 轨道结构形式及其维护方式。 7 隧道设备空间。 S 结构受力条件。 .4.2 通行旅客列车的隧道内应设置贯通的疏散通道

    3.4.2通行旅客列车的隧道内应设置贯通的疏散通道

    3.5.2隧道风险评估与控制应将可能发生的各类风险降至合理

    工图三个阶段开展,各阶段工作内容见表3.5.5

    3.5.5设计阶段风险评估与控制工

    3.5.6隧道风险评估方法应根据各阶段风险特点采用定性 与定量相结合、定量等方法,

    3.5.7各设计阶段均应提交风险管理报告。极高风险等

    3.6防灾疏散救援工程

    3.6.1通行旅客列车的隧道应进行防灾疏散救援工程设计。 3.6.2防灾疏散救援工程设计应遵循以人为本、自救为主、安全 疏散、方便救援的原则。 3.6.3防灾疏散救援工程设计应根据隧道(群)长度、结构型式、 施工辅助坑道条件等,设置紧急出口、避难所、紧急救援站等疏散 救援设施,并根据需要设置防灾通风、应急照明、供电、应急通信、 消防等配套设施,

    1总体设计方案,确定防灾疏散救援工程设置形式、规模和 数量。 2确定土建工程的技术参数:疏散通道尺寸;横通道的间距、 断面尺寸;紧急救援站、紧急出口、避难所、防护门等相关技术 参数。 3与疏散救援设施配套的通风、应急照明、供电、应急通信、 设备监控、消防等设备系统设计。 4疏散救援设施及设备的接口设计。 5应急预案。

    3.7.1隧道设计应考虑相关专业在隧道内设施的布置要求,各种

    3.7.1隧道设计应考虑相关专业在隧道内设施的布置要求,各种 设施在隧道内的布置应综合考虑以减少设备洞室数量。隧道与相 关专业的接口应有良好的过渡和衔接

    1隧道洞口边坡防护应与路基边坡协调设计。 2设计速度160km/h及以上路段,隧道与路基分界段应设 置过渡段。 3隧道洞内排水沟与路基排水沟应顺畅衔接,保证隧道内地

    下水能顺利流出。 4隧道内的电缆槽向路基、桥梁范围的电缆槽过渡时其转弯 半径应满足相关专业电缆铺设要求。 5隧道与桥梁相连时,隧道内的侧沟、电缆槽盖板顶面与桥 梁人行道应平顺连接,隧道内排水沟应顺接到桥下排水系统中。 6桥隧相连地段,应做好系统设计、合理安排施工工序,防止 相互干扰。 7设计速度160km/h以下路段,有诈与无确轨道过渡段,宜 设置在洞外。 3.7.3隧道与接触网、通信、信号、电力、综合接地等的接口设计 应符合下列规定: 1隧道衬砌结构应考虑接触网下锚、综合接地等的安装要 求。设备安装不应对隧道防水和结构安全产生不良影响。 2隧道内过轨管应采用预理方式,并应理入隧道底部混凝土 内足够深度,避免变形或损坏

    4.1.4隧道勘察应详细调查隧道所在地区的自然、人

    1.4隧道勘察应详细调查隧道所在地区的自然、人文活动和

    会环境状况,评价隧道工程对环境可能造成的影响

    4.2调查、测绘、勘探及试验

    4.2.1 隧道工程外部环境条件调查应包括下列内容: 1自然概况:地形、地貌特征, 2施工环境:矿产开发或爆破作业、地下管线、人居状况、周 围建(构)筑物、危险品场所(仓库)。 3环境保护:地表水体、农林资源、动植物资源等环境要素及 呆护要求,有关法令及规章制度对噪声、振动、地表下沉等的限制: 以及补偿对象调香等。 4气象资料:气温、气压、风向、风速以及雨量、雪量、冻结深 度、地温等。 5施工条件:建筑材料及水、电供应情况,交通条件,施工场

    4.2.2隧道工程测绘应遵守下列规定:

    1按设计阶段要求搜集或测绘地形图、纵断面图、横断面 图等。 2测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质、水文 地质、周围建筑物及人居状况。 3在隧道洞口和辅助坑道口附近,按规定设置必要的平面控 制点和水准点。

    1查明地层、岩性及地质构造特征,看重查清地质构造性质、 类型、规模:断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关系和 围岩的基本物理力学性质等。 2查明地下水类型及地下水位、含水层的分布范围及相应的 渗透系数、水量、水压、水温和补给关系、水质及其对混凝土的侵蚀 性,判断工程有无异常涌水、突水。 3查明影响隧道洞口安全或洞身稳定的崩塌、错落、岩堆、滑 坡、岩溶、人为坑洞、泥石流、雪、冰川等不良地质现象和偏压等 不利地形条件,分析其类型和规模以及发生原因、发展趋势,判明 对隧道影响的程度。 4查明含水砂层、风积沙、黄土、盐岩、膨胀士、多年冻土、软 土、填土等特殊岩土,分析其成因、范围及岩土力学特性及对隧道 的影响程度。 5查明有害气体、矿体及具有放射性危害的地层,确定分布 范围、成分和含量。 6查明地应力水平,重点查明高地应力引起的大变形、岩爆 分布范围及影响程度。 7濒临水库地区的隧道位于水库常水位或规划水位以下时。

    评价其与水库的水力联系

    4.2.5长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道应进行天

    域性工程地质调香、测绘,并加强地质勘探和试验工作,查清! 地质构造及工程地质、水文地质条件,并根据地质勘察成果, 地质选线及工程措施建议。

    1钻孔位置和数量应视地质复杂程度而定。洞门附近覆士 较厚时,应布置探孔;地质复杂,长度于1000m的隧道,洞身 应按不同地貌及地质单元,合理布置勘探孔查明地质条件;主要的 地质界线,重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制;洞 身地段的钻孔位置宜布置在隧道中线外8m~10m。 2钻探深度应至隧底以下3m~5m;遇溶洞、暗河及其他不 良地质时,应适当加深至溶洞及暗河底、不良地质体以下5m。 3理深小于100m的较浅隧道或洞身段沟谷较发育的隧道 勘探点间距不宜大于500m:埋深较大隧道勘探点的布置应根据 地质调香及物探成果专门研究确定。 4区域性断层和重大物探异常点应布设控制性勘探点。 5钻探中应作好水位观测和记录,探明含水层的位置和厚 蔓,并取样作水质分析。水文地质条件复杂的隧道,应作水文地质 试验,测定岩土的渗透性,计算涌水量,必要时应进行地下水动态 观测,并测定地下水的流向、流速。 6取代表性岩士试样进行物理力学性质试验 7对有害矿体和气体,应取样作定性、定量分析。 4.2.7 施工阶段地质察宜采用掌子面地质素描、物探、超前

    钻孔、孔内摄像、导坑等综合超前地质预报方法,主要完成下列 任务: 1核定围岩岩性、结构、构造、地下水及围岩级别等情况,为 验证或修改设计提供依据。 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开挖揭示地质条件与设计图差别较大时,应进行必要的洞 内外补勘工作。

    4.2.8地质勘察成果应重点对下列内容作出分析评价,并

    1 围岩状态及自稳性。 2 隧道涌水量、水压、突水突泥可能性等 3 岩土膨胀压力。 4 滑坡、顺层偏压。 5 高地应力地区地应力场。 6 瓦斯、岩溶及人为坑洞等

    4.3.2隧道施工过程中可根据揭示的地质情况按附录C 岩亚分级

    4.3.3各级围岩的物理力学指标标准值应按试验资料确定

    验资料时可按表4.3.3选用

    验资料时可按表4.3.3选用

    表 4.3.3 各级围岩的物理力学指标

    注:1本表中数值不包括黄土地层及特殊围岩;

    本表中数值不包括黄土地层及特殊围

    5设计荷载5.1一般规定5.1.1隧道结构上的荷载应按表5.1.1分类。表5.1.1荷载分类荷载分类荷载名称结构自重结构附加恒载(包括设备荷载)围岩(地层)压力土压力永久荷载恒载浅埋隧道上部及破坏棱体范围内的设施及建筑物荷载混凝土收缩和徐变的影响主要荷载静水压力及浮力基础变位影响力与隧道立交的铁路列车荷载及其动力作用与隧道立交的公路车辆荷载及其动力作用活载隧道内列车荷载及其制动力渡槽流水压力(设计渡槽明洞时)隧道内列车冲击力温度变化的影响可变荷载灌浆压力附加荷载冻胀力风荷载雪荷载气动力特殊荷载施工荷载(施工阶段的某些外加力):23:

    续表 5. 1. 1

    注:1围岩弹性抗力不作为设计荷载; 2当围岩为膨胀岩(土)时,应考虑所处水环境变化产生的膨胀力; 3其他未列荷载,应根据其对隧道结构的影响特征考虑。

    三卫石 3其他未列荷载,应根据其对隧道结构的影响特征考虑。

    5.1.2荷载应根据隧道的地形、地质条件、埋置深度、结构特征和 工作条件、施工方法、相邻隧道间距等因素,按有关公式计算或按 工程类比确定。当施工中发现其与实际不符时,应及时修正。对 地质复杂的隧道,必要时应通过实地量测确定荷载的计算值及其 分布规律。

    5.1.3在隧道结构上可能同时出现的永久荷载、可变在

    载应分别按承载能力和满足正常使用要求进行组合,并按最 组合进行荷载计算与结构设计。

    1.4采用盾构法施工的隧道应根据结构受力特点及实际工 件等因素,分别对施工、使用阶段可能出现的荷载进行最不 合。

    1明洞顶回填土压力计算,当有落石危害需检算冲击力时, 可只计洞顶设计填十重力(不包括班方堆积体十石重力)和落石冲 力的影响,具体设计时可通过量测资料或有关计算验证, 2当设置立交明洞时,应区分不同情况计算列车活载、公路 舌载或渡槽流水压力。 3当明洞上方与铁路立交、填土厚度小于3m时,应考虑列 车冲击力。洞顶无填土时,还应计算制动力的影响。 4当计算作用于深基础明洞外墙的列车活载时,可不考虑列

    车的冲击力、制动力。

    .1.6当地表水平或接近水平,且隧道覆盖厚度满足式(5.1.

    5.1.6当地表水平或接近水平,且隧道覆盖厚度满足

    5.1.6当地表水平或接近水平电力弱电图纸、图集,耳隧道覆盖厚度满足式(5.1.6)

    5.1.6当地表水平或接近水平,且隧道覆盖厚度满足式(5.1.6) 要求时应按浅埋隧道设计。当有不利于山体稳定的地质条件时, 浅埋隧道覆盖厚度值应适当加大。

    式中H-一隧道拱顶以上覆盖层厚度; ha一深埋隧道垂直荷载计算高度,按附录D的规定 计算。 5.1.7作用于隧道衬砌上的偏压力,除应考虑地形偏压外,尚应 考虑由于地质构造引起的偏压

    5.2.1隧道结构自重可按结构设计尺寸及材料标准重度计算,结 构附加荷载应按实际情况计算 5.2.2隧道内的预埋件附加荷载应根据预埋件自重及作用于预 埋件上的荷载确定。 5.2.3深埋隧道的荷载可按附录D的规定确定。 5.2.4 浅埋隧道的荷载可按附录E的规定确定。 5.2.5偏压隧道的荷载可按附录F的规定确定。 5.2.6 明洞回填土压力应按洞顶设计填土和一定数量方堆积 土石的全部重力计算。明洞回填土压力可按附录G的公式确定。 5.2.7作用于洞门墙墙背的主动土压力可按库仑理论计算,当墙 背仰斜(即墙背向地层倾斜)和直立时,土压力采用水平方向。隧 道洞门土压力可按附录H的公式确定。

    5.2.8山岭隧道衬砌上的外水压力可按下列规定计算:

    1排水型隧道,衬砌一般不考虑外水压力。 2有水环境保护要求的隧道,当初始水压力小于0.5MPa 时,衬砌结构外水压力可按全水头计算;当初始水压力大于或等于 0.5MPa时,应考虑注浆堵水及隧道排水对水压力的折减。

    3岩溶及地下水发育地段,衬砌可适当考虑外水压力。 5.2.9位于城市地区的隧道,作用在隧道结构上的水压力可按下 列规定计算: 1水压力应根据围岩的渗透性确定。黏性土地层施工阶段 可按水土合算、使用阶段应采用水土分算的方法确定:砂性土地层 可按水土分算的方法确定;岩石地层应按水土分算、水土合算的不 利情况确定。 2水压力应根据设防水位以及施工和使用阶段可能发生的 地下水位最不利情况,按静水压力计算。 5.2.10盾构隧道的荷载可按附录J的规定确定,

    5.3.1铁路列车活载及公路车辆活载应按国家现行相关规范的 规定计算。

    5.3.2对受温度影响显著的刚架和截面厚度天的超静定结构应 考虑温度变化和混凝士收缩的影响。 1隧道各部构件受温度变化影响产生的变形值设备安装施工组织设计 ,应根据当地 温度情况与施工条件所确定的温度变化值等按下式计算:

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