公路隧道设计规范

公路隧道设计规范（JTGD70-2004）1总则…………………………………………………………………………………………12主要术语与符号……………………………………………………………………………23隧道调查及围岩分级……………………………………………………54总体设计………………………………………………………………………………115建筑材料…………………………………………………………………………………176荷载………………………………………………………………………………………227洞口及洞门………………………………………………………………………………258衬砌结构设计……………………………………………………………………………279结构计算…………………………………………………………………………………3310防水与排水……………………………………………………………………………4011小净距及连拱隧道……………………………………………………………………4212辅助通道…………………………………………………………………………………4413辅助工程措施……………………………………………………………………………4814特殊地质地段……………………………………………………………………………5115隧道内路基与路面………………………………………………………………………5416机电及其它设施…………………………………………………………………６８附录A围岩分级有关规定……………………………………………………………60附录B隧道标准内轮廓…………………………………………………………………63附录C型钢特性参数表………………………………………………………………65附录D释放荷载的计算方法……………………………………………………………69附录E浅埋隧道荷载的计算方法………………………………………………………71附录F偏压隧道衬砌荷载的计算方法………………………………………………74附录G明洞设计荷载的计算方法………………………………………………………75附录H洞门土压力荷载的计算方法…………………………………………………77附录I荷载结构法……………………………………………………………………78附录J地层结构法……………………………………………………………………80附录K钢筋混凝土受弯和受压构件配筋量计算方法……………………………88附录L本规范用词说明……………………………………………………………94在编制过程中，编制组对全国已建和在建的公路隧道进行了较广泛的调查研究，搜集并分析了大量设计文件、工程报告、营运管理报告，就有关专题进行了研究，并听取了全国有关设计院和专家的意见。考虑到我国公路隧道技术起步较晚，其经验和基础性工作不足，因此在我国经验的基础上又采用或借鉴了国外公路隧道的成功经验和先进技术。本次修订中，充分考虑了与其它相关标准、规范的协调性，并保持一致。同时，在全面修订的原则下，尽量按原《规范》的风格编排撰写。本次修订的重点为调查、围岩分类、总体设计、锚喷支护与衬砌、洞口段工程、结构计算、特殊构造设计、特殊地质地段设计等，并增加了三车道隧道、连拱隧道和小净距隧道等内容。关于强制性条款《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）中第1.0.3、1.0.5、1.0.6、1.0.7、3.1.1、3.1.3、7.1.2、8.1.2、10.1.1、15.1.1、15.1.2、16.1.1条为强制性条款，必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）2002版中关于《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）的强制性条文同时废止1总则1.0.1为给山岭公路隧道设计提供技术准则，制定本规范。1.0.2本规范适用于以钻爆法为主要开挖手段的各级公路双车道隧道，其他型式的公路隧道可参照执行。1.0.3隧道规划和设计应遵循能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。隧道设计应有完整的勘测、调查资料，综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成，以及营运和施工条件，进行多方案的技术、经济、环保比较，使隧道设计符合安全实用，质量可靠，经济合理，技术先进的要求。为什么修建隧道，隧道建在何处才能有效发挥其功能，并且安全、经济，这是公路隧道规划和设计者必须回答的首要问题。为缩短行车里程，提高交通便捷，这是修建公路隧道的基本目的；同时，隧道可从根本上免除公路路线上的土石方坍塌、泥石流、雪崩等道路病害；隧道不改变地形自然原貌，保护了环境，还利用地下空间，节省了公路建设用地。因此，隧道是路线上非常有价值的一种构造形式。然而，隧道尤其是长隧道的造价不低，如何在保证功能的前提下，安全且经济地建设隧道至关重要。隧道设计采取的手法不同于一般构造物，预设计主要依靠基于过去工程实例的经验性方法或者计算，实验等，主观上力图达到合理设计，但设计成的断面形状、支护衬砌结构等是否适应于所处的地层，其稳定性程度如何，很难量化把握，而隧道的形状或支护结构一旦建成很难改变，因此，在规划、设计阶段就要充分考虑隧道的合理性与耐久性问题。在沟壑纵横，群山迭峰中选择隧道方案，将遇到复杂的地形、地质、气象等条件，应通过地质勘察、路线测量和沿线社会经济交通调查，比较各方案的优劣。譬如，选择隧道位置时，若采取低线方案，行驶条件最好，发挥的作用最佳，而且少占地，能较好地保护自然环境，但隧道较长，造价高，运行费用高，其技术管理要求也高；采取高线方案则相反，隧道较短，造价与运行费用相对较低，但其功能和作用相对较差，因此在方案比选中应综合比较。又如，当遇“鸡爪地形”等山势时，应从标高和平面位置对长隧道方案和连续短隧道群方案进行比选，前者营运费较高，但环保效果好；后者除照明外的营运费较低，但由于洞口及其边仰坡的数量较多，支护工程较为复杂，而且于环保不利，两者均存在优缺点，应根据具体情况综合比选后确定。这里所说的隧道方案，除通常的隧道构造外，还包括半隧道、棚洞、棚架等构造型式。应根据具体地形地质情况，灵活采用隧道的结构型式。对于分阶段建设的隧道，应在规划、设计中作总体考虑。譬如，高速公路暂接半幅修建时应在洞口位置等方面充分考虑将来另半幅修建的合理性。另外，洞口附近有匝道时应充分考虑洞口的合理断面，使其适应交通流顺畅。由于暂为单洞双向交通，会增加通风设备、应急设施，且增加养护维修的负担，这些均应在规划、设计中对隧道断面的合理性作出评价。1.0.4公路隧道按其长度可分为四类，如表1.0.4所示。表1.0.4公路隧道长度分类分类特长隧道长隧道中隧道短隧道长度(m)L＞30003000≥L＞10001000≥L＞500L≤500注：隧道长度系指两端洞门墙墙面与路面的交线同路线中线交点间的距离。1.0.5隧道主体结构必须按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性；建成的隧道应能适应长期营运的需要，方便维修作业。为满足营运正常使用，隧道主体结构物应设计为永久性建筑，这里所说的主体结构物指洞门、支护衬砌、各附属风道、风井、洞室、防排水设施、路面板及隧底填充等。洞内一般要求设置衬砌。这些结构设计必须具有规定的强度、稳定性和耐久性。所谓耐久性，一般指所使用的建筑材料具有必要的抗渗性、抗冻性和抗侵蚀性。1.0.6应加强隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与通风、照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调，形成合理的综合设计。必要时应对有关的技术问题开展专项设计和研究。一般来讲，公路隧道设计由支护衬砌、防排水、路面和各类洞室等土建主体结构与通风、照明、供配电、防灾与减灾、交通监控等营运设置两大部分构成，是多项专业的总成，属复合型技术，因此要求各专业设计之间密切配合。譬如，根据交通量和隧道长度需要设置通风竖井（或斜井）时，首先由通风专业工程师通过计算分析初步确定出竖井位置，然后应征求地质和结构专业工程师的意见，如果初定的竖井位于断层破碎带等不良地质地层，竖井结构处理非常复杂，工程费上扬，竖井就应适当挪位，再计算分析新井位条件下的隧道通风状态及风机容量。同时，竖井及其风道位置还应征求路线工程师的意见，以使竖井口尽快钻出地面，同时风道又要最短。总之，在确定风井、风道、风口时，上述3个专业应相互“磨合”，反复推敲，综合分析通风费用和结构费用，使设计达到最好、最省的综合效果。对于高速公路特长隧道或者地质情况非常复杂的长隧道，必要时应针对其中的技术难题如大跨扁平断面、不良地质、大涌量地下水、通风、防灾等进行专项研究和技术设计。1.0.7隧道土建设计应体现动态设计与信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案；地质条件复杂的隧道，应制定地质预测方案，以及时评判设计的合理性，调整支护参数和施工方案。通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况，更加安全、经济。1.0.8隧道设计应贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺。1.0.9隧道设计必须符合国家有关国土管理、环境保护、水土保持等法规的要求。应注意节约用地，保护农田水利，尽量保护原有植被，妥善处理弃渣和污水。1.0.10公路隧道设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准和规范。2主要术语与符号2.1术语•2.1.1公路隧道roadtunnel供汽车和行人通行的隧道，一般分为汽车专用和汽车与行人混用的隧道。•2.1.2山岭隧道mountaintunnel贯穿山岭或丘陵的隧道。是相对于城市隧道和水下隧道，表示修建场所不同的名称。•2.1.3岩石质量指标RockQualityDesignation（RQD）指10cm以上长度的岩心累计的钻孔长度百分比。•2.1.4岩体分级rockmassclassification以土木工程为对象，将岩石集合体（岩体）分成稳定程度不同的若干级别。•2.1.5环境调查environmentalsurvey因修建隧道而对路线周围的环境影响进行的调查。•2.1.6水文调查hydrologicalsurvey对隧道工程及周边环境有影响的地表水和地下水所进行的调查。2.1.7地质调查geologicalsurvey为了解岩体或地层的分布、形成年代、风化程度或地质构造等而进行的调查。•2.1.8隧道涌水waterinflowintotunnel伴随隧道开挖，从隧道周边围岩流入隧道内的地下水。•2.1.9荷载load指作用于结构物而使结构产生应力的力量。•2.1.10围岩压力surroundingrockpressure隧道开挖后，因围岩变形或松散等原因，作用于洞室周边岩体或支护结构上的压力。•2.1.11偏压unsymmetricalpressure作用于隧道的压力左右不对称，一侧压力特大的情况。作用于隧道结构上的不对称荷载2.1.12松散压力looseningpressure指因隧道的开挖爆破、支护的下沉以及衬砌背后的空隙等原因，致使隧道周边的围岩产生松动，以相当于一定高度的围岩重量，作为直接荷载作用于隧道支护和衬砌上的土压•2.1.13新奥法NATM(NewAustrianTunnelingMethod)新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。•2.1.14净空断面（内轮廓）innersection隧道衬砌内侧的断面面积、形状。•2.1.15洞门portal在隧道的洞口部位，为挡土、坡面防护等而设置的隧道结构物。•2.1.16衬砌lining为控制和防止围岩的变形或坍落，确保围岩的稳定，或为处理涌水和漏水，或为隧道的内空整齐或美观等目的，将隧道的周边围岩被覆起来的结构体。•2.1.17仰拱invert为改善隧道上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱型结构。•2.1.18小净距隧道neighburhoodtunnel指上下行双洞洞壁净距较小，不能按独立双