L≤500m
注：
L为主线封闭段的长度。
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的实施条件。
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。
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。
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》（JTGD70）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。
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）
80
60
50
40
30
20
一般值%
3
4
4.5
5
7
8
最大值%
5
6
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。
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。
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。
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）
80
60
50
40
30
20
停车视距
110
70
60
40
30
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。
图5.3-3凹曲线停车视距图
4 隧道主体设计
隧道主体设计包括隧道建筑限界、隧道断面布置、主体结构设计、防排水设计、隧道施工方案、以及隧道装饰与景观。
主体设计包含以下6部分内容。
4.1 隧道建筑限界
隧道建筑限界主要依据地下道路设计速度确定。
城市地下道路的设计速度宜与两端接线的地面道路相同，具体设计速度的选择应根据道路功能、通行能力、工程造价、运营成本、施工风险、控制条件以及工程建设性质等因素综合论证确定。
短距离的城市地下道路应与两端接线的地面道路采用相同的设计速度。
除短距离的地下道路外，其它地下道路的设计速度一般不应大于80km/h。
表5.4-1各级城市地下道路的设计速度
道路等级
快速路
主干路
次干路
支路
设计速度（km/h）
100
80
60
60
50
40
50
40
30
40
30
20
隧道建筑限界为道路净高线和两侧侧向净宽边线组成的空间界线，建筑限界内不得有任何物体侵入。
城市地下道路隧道的建筑限界分为⑴不含人行道或检修道⑵包含人行道或检修道⑶含有非机动车道和人行道等3种情况。
见图5.4-1～5.4-3。
图5.4-1不含人行道或检修道
图5.4-2包含人行道或检修道
图5.4-3含有非机动车道和人行道
建筑限界组成最小取值应满足表5.4-2的规定。
建筑限界顶角宽度（E）不应大于机动车道或非机动车道的侧向净宽度。
非机动车道路面宽度Wpb或人行道宽度Wp应符合现行行业标准《城市道路工程设计规范》（CJJ37）的规定。
城市地下道路当两侧设置人行道或检修道时，可不设安全带宽度。
表5.4-2建筑限界组成最小值
建筑限界组成
路缘带宽度Wmc
安全带宽度Wsc
检修道宽度Wj
人行道或检修道高度
顶角高度H
≥60km/h
<60km/h
Hc<3.5m
Hc≥3.5m
取值（m）
0.50
0.25
0.25
0.75
0.25～0.4
0.20
0.50
城市地下道路最小净高应符合表5.4-3的规定。
根据不同服务车型，选择净高标准。
对于小客车专用道，一般情况下最小净高应采用一般值；但条件受限时可采用最小值，即最小净高为3.2m。
表5.4-3城市地下道路最小净高
道路种类
行驶交通类型
净高（m）
机动车道
小客车
一般值
3.5
最小值
3.2
各种机动车
4.5
非机动车道
非机动车
2.5
人行或检修道
人
2.5
4.2 隧道横断面布
城市地下道路机动车道的宽度应符合《城市道路工程设计规范》（CJJ37）的规定。
当采用小客车专用道时，车行道宽度可适当压缩，但应符合表5.4-4的规定。
表5.4-4小客车专用地下道路的一条机动车道宽度
设计速度（km/h）
>60
≤60
车道宽度（m）
一般值
3.50
3.25
最小值
3.25
3.00
道路横断面设计是在城市规划的红线宽度范围内，考虑道路功能等级、设计速度、交通流量、服务对象等因素，确定横断面形式和各组成尺寸。
城市地下道路除了满足上述要求外，还需要为通风、照明、消防、监控等运营所需设施、设备及在应急情况下的逃生疏散、救援等提供必要的空间；同时还要考虑施工实际水平、预留结构变形、施工误差、路面调坡等余量。
城市地下道路横断面空间大致可分为⑴交通通行空间⑵设施设备空间⑶安全空间等。
道路横断面设计，实际上就是在有效的空间中，既要满足交通安全畅通，又要满足设施设备的安装以及人员安全疏散的要求。
交通通行空间是建筑限界规定的范围内，包含机动车道、路缘带等，部分城市地下道路包括人行道与非机动车道。
特殊断面还包括紧急停车带以及检修道等。
各组成断面的宽度应根据地下道路功能等级、设计速度、经济成本及施工难度等综合确定。
设施设备空间主要是利用建筑限界之外的上部、下部以及两侧与结构之间的空间，为通风、排水、消防、供电照明、监控、内装饰等附属设施提供安装空间。
设备空间与交通通行空间应保留一定距离。
图5.4-4通行空间与设施设备空间关系图
安全空间是为了应急情况下的人员安全疏散以及救援提供的空间。
安全空间可以根据地下道路横断面形式选择上下层疏散楼梯、避难室、横通道等不同方式。
不论采用何种安全疏散方式，安全空间的设置应综合考虑交通通行空间、设施设备空间，协调处理好三者关系。
常见的单层和双层横断面布置图见图5.4-5图和5.4-6。
图5.4-5单层横断面布置图
图5.4-6双层横断面布置图
城市地下道路不宜采用在同一通行孔布置双向交通。
当断面布置困难时，对设计速度大于或等于50km/h的短距离城市地下道路，可在同一通行孔布置双向交通，但必须采用中央防撞设施进行隔离；对设计速度小于50km/h的城市地下道路，当在同一通行孔布置双向交通时，应采用中央安全隔离措施；同时应保证运营管理安全可靠。
4.3 隧道主体结构
地下道路结构根据施工工艺分为明挖法、暗挖（矿山）法、盾构法和沉管法。
各种工法及适用条件、特点比较见表5.4-5。
城市地下道路结构设计应根据工程地质条件、周边环境，从技术、经济、工期、环境影响等方面综合比较，选择合理的结构形式和施工工法。
表5.4-5四种结构形式的工法比较：
明挖法
暗挖（矿山）法
盾构法
沉管法
适用地质复杂
各种地质条件
地质条件好、地层稳定。
土层地质条件
适用水底地形平坦、水深及跨度较小情况
适应复杂结构（变宽、分合流匝道）
能适应各种变化
能适应部分变化
不适应
不适应
关键技术问题
基坑支护、降低地下水位、土方开挖、结构防水
断层破碎带的支护、加固、堵水、结构防水
推进施工的良好后盾系统、确保洞口土体稳定、洞口建筑密封
管段制作与装配、基础处理、沉放、连接、接缝防水
优势
施工简单、快捷、经济、安全
施工复杂、拆迁少、没有交通疏解
开挖与支护一次完成、掘进速度快；
不影响地面交通与地下管线等设施；技术和经济具有优越性
对地质条件适应性强；隧道断面利用率高；施工周期短；操作条件好，施工安全；
劣势
对城市生活有干扰、对周边环境有一定影响；
对周围岩层扰动较大，对地质勘探要求高，对围岩地质条件预测差
断面尺寸多变的区段适应力差；
短距离隧道不经济，定制费高
沉管对于河道上的船舶交通会有影响
结论
适应性很好，但受明挖基坑深度限制
适应性较好，受地质条件影响较大
土层适应性好，但结构断面变化受限
只适用于水底
城市地下道路隧道出入口、地下道路分合流段等通常采用明挖法施工，在建设场地开阔、建筑物较少及环境条件许可的情况下也尽可能采用明挖结构。
明挖结构通常采用矩形断面、一般为现浇施工。
优点是断面能适应各种变化，与城市地下道路隧道的建筑限界也比较接近，结构受力合理，顶板上也便于敷设各种地下管线与设施。
采用明挖法施工的隧道横断面布置见图5.4-5单层横断面布置图。
暗挖法施工的城市地下道路隧道一般采用复合衬砌结构。
复合衬砌结构通常由内、外两层衬砌和中间防水层组成。
外层衬砌又称初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳。
初期支护要求开挖后立即施作，喷射混凝土与围岩密贴，在尽短的时间内加固开挖面。
初期支护包括打设锚杆、架设钢支撑（钢拱架）、喷射混凝土等。
内层衬砌称为二期支护，一般是在初期支护变形稳定后施作。
二期支护结构是主要的承载单元，根据围岩等级不同，二衬混凝土承载的荷载比例也不相同。
通常情况下二衬施工采用模筑混凝土。
防水层铺设在初期支护与二期支护之间。
采用暗挖法施工的隧道横断面布置见图5.4-7。
图5.4-7暗挖法结构断面
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在土层中推进，通过盾构外壳和管片支承四周土层，防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构法具有以下优点：
1）安全开挖和衬砌，掘进速度快；
2）盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。
3）不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；
4）穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；
5）在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。
盾构法也
有以下缺点：
1）价格昂贵且针对性很强，对每一条用盾构施工的隧道，都需要根据工程地质、水文地质条件以及结构断面尺寸专门进行设计制造，一般不能简单地在其它隧道中重复使用；
2）隧道曲率半径过小或隧道顶覆土太浅时施工难度较大；
3）在富水松软土层中，地表沉降难以控制，对衬砌整体防水技术要求很高；
4）对水底隧道，覆土太浅时施工不够安全；
图5.4-8复合式泥水平衡盾构机
图5.4-9盾构隧道断面
沉管隧道是一种水下隧道的建设方法。
采用预制的方式建造隧道，然后将预制段分别浮运到隧址，通过沉放对接，在开挖的水下基槽内将各预制段一节一节连接起来，形成一个贯通的隧道。
沉管隧道的结构断面一般有圆形和矩形。
一般圆形断面多采用钢壳混凝土，矩形断面多采用钢筋
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