隧道施工圖設計計算說明書Word版

1、目 錄 HYPERLINK l _Toc327732831 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc23303 目 錄 PAGEREF _Toc23303 1 HYPERLINK l _Toc28768 摘 要 PAGEREF _Toc28768 I HYPERLINK l _Toc8498 第一章 設計總說明 PAGEREF _Toc8498 1 HYPERLINK l _Toc1945 1.1設計原則概述 PAGEREF _Toc1945 1 HYPERLINK l _Toc18303 1.2技術標準 PAGEREF _Toc18303 1 HYPERLINK l _T

2、oc21863 1.3隧道建設地區(qū)工程地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc21863 2 HYPERLINK l _Toc3603 1.3.1區(qū)域地形、地貌 PAGEREF _Toc3603 2 HYPERLINK l _Toc6992 1.3.2地質(zhì)構造與地震 PAGEREF _Toc6992 2 HYPERLINK l _Toc29317 1.3.3地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc29317 2 HYPERLINK l _Toc16915 1.4隧道圍巖分級 PAGEREF _Toc16915 4 HYPERLINK l _Toc2951 1.4.1隧道主要工程地質(zhì)問題評價 PAGEREF

3、 _Toc2951 5 HYPERLINK l _Toc20476 第二章 隧道洞門設計 PAGEREF _Toc20476 6 HYPERLINK l _Toc7519 2.1 隧道洞門設計原則 PAGEREF _Toc7519 6 HYPERLINK l _Toc31646 2.2 隧道洞門設計內(nèi)容 PAGEREF _Toc31646 6 HYPERLINK l _Toc17693 2.3洞門選擇 PAGEREF _Toc17693 7 HYPERLINK l _Toc21920 第三章 隧道總體設計 PAGEREF _Toc21920 8 HYPERLINK l _Toc20486 3.

4、1隧道平面及縱斷面設計 PAGEREF _Toc20486 8 HYPERLINK l _Toc17459 3.2隧道橫斷面設計 PAGEREF _Toc17459 8 HYPERLINK l _Toc18428 3.2.1建筑限界 PAGEREF _Toc18428 8 HYPERLINK l _Toc15456 3.2.2隧道內(nèi)輪廓 PAGEREF _Toc15456 9 HYPERLINK l _Toc15849 3.3襯砌結構方案設計 PAGEREF _Toc15849 9 HYPERLINK l _Toc17251 3.3.1 洞口襯砌 PAGEREF _Toc17251 9 HYP

5、ERLINK l _Toc25127 3.3.2 洞身段襯砌 PAGEREF _Toc25127 9 HYPERLINK l _Toc20468 3.3.3輔助施工設計 PAGEREF _Toc20468 10 HYPERLINK l _Toc24882 3.4防排水設計 PAGEREF _Toc24882 11 HYPERLINK l _Toc12988 3.5通風設計 PAGEREF _Toc12988 11 HYPERLINK l _Toc11966 3.6照明設計 PAGEREF _Toc11966 11 HYPERLINK l _Toc10120 3.7施工方案 PAGEREF _T

6、oc10120 12 HYPERLINK l _Toc31402 3.7.1 施工方案設計 PAGEREF _Toc31402 12 HYPERLINK l _Toc31991 3.7.2施工中存在問題及解決方案 PAGEREF _Toc31991 12 HYPERLINK l _Toc9833 3.7.3棄渣方案 PAGEREF _Toc9833 12 HYPERLINK l _Toc28341 3.7.4施工中注意事項 PAGEREF _Toc28341 12 HYPERLINK l _Toc1753 3.8環(huán)境保護 PAGEREF _Toc1753 13 HYPERLINK l _Toc

7、28295 第四章 路線方案比選 PAGEREF _Toc28295 14 HYPERLINK l _Toc23964 第五章 二次襯砌內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc23964 16 HYPERLINK l _Toc15024 5.1基本資料 PAGEREF _Toc15024 16 HYPERLINK l _Toc3695 5.2荷載確定 PAGEREF _Toc3695 16 HYPERLINK l _Toc32096 第六章 施工組織設計 PAGEREF _Toc32096 24 HYPERLINK l _Toc31479 6.1概述 PAGEREF _Toc31479 24 HYP

8、ERLINK l _Toc12377 6.1.1工程內(nèi)容 PAGEREF _Toc12377 24 HYPERLINK l _Toc20721 6.1.2施工安排 PAGEREF _Toc20721 24 HYPERLINK l _Toc9243 6.1.3施工順序 PAGEREF _Toc9243 24 HYPERLINK l _Toc31177 6.2施工方法及工藝 PAGEREF _Toc31177 24 HYPERLINK l _Toc29012 6.2.1工程特點及主要技術措施 PAGEREF _Toc29012 24 HYPERLINK l _Toc864 6.2.2進洞施工方法

9、PAGEREF _Toc864 25 HYPERLINK l _Toc31714 6.2.3洞口施工 PAGEREF _Toc31714 25 HYPERLINK l _Toc31837 6.2.4主要工序的施工 PAGEREF _Toc31837 28 HYPERLINK l _Toc6934 6.2.5施工通風 PAGEREF _Toc6934 34 HYPERLINK l _Toc989 6.2.6施工用風、水、電 PAGEREF _Toc989 34 HYPERLINK l _Toc19046 第七章 總結 PAGEREF _Toc19046 36 HYPERLINK l _Toc31

10、177 7.1設計總結 PAGEREF _Toc31177 36 HYPERLINK l _Toc31177 7.2致謝 PAGEREF _Toc31177 362013屆地質(zhì)工程畢業(yè)設計（論文）PAGE I2013屆地質(zhì)工程畢業(yè)設計（論文）PAGE 36PAGE I摘 要我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得人們對交通設施建設的標準也越來越來高，在道路的修建中也越來越來重視行車的舒適性和環(huán)保，同時也要求提高其抵抗災害的能力。因此，為了順應地形減少對環(huán)境的破壞滿足線形要求，保證行車的安全經(jīng)濟，本設計根據(jù)廣西范存隧道地區(qū)的地質(zhì)地貌情況，選定隧道方案。隧道全長422.5m。在設計中，主要進行了隧道的結構、通風、

11、照明、防排水及施工組織設計。首先，選定隧道路線，確定洞口位置，然后進行合理的隧道幾何設計和結構設計計算，并且通過計算分析說明其支護結構的合理性；通風照明方面，是在滿足交通量和運營狀況的條件下，通過計算結合施工的便利與否加以調(diào)整設計；施工組織設計中主要安排了監(jiān)控量測、施工進度安排防排水等，并介紹了具體施工方法及其詳細的施作過程。關鍵詞：隧道工程，設計，結構，通風，照明， 防排水，施工組織ABSTRACTThe rapid development of Chinas economy, makes transport facilities construction standards and mor

12、e to high, built of the road is more and more to pay attention to in the comfort and environmental protection, but also requires improving its ability to resist disasters. Therefore, in order to follow the terrain to reduce environmental damage meet alignment requirements, ensuring safe economic, th

13、is design according to the Guangxi Province Fangcun village area of geological and geomorphological conditions, selected the bored tunnel approach. 422.5m tunnel length. In the design of the tunnel structure, ventilation, lighting, drainage and construction organization design. First of all, the sel

14、ected routes, determine the entrance location, and then make reasonable tunnel geometry design and structure design, analysis and its support structure of rationality; ventilation and lighting, is to meet traffic and operation conditions, by calculating the combined construction of convenience or no

15、t adapted design; coordinate major arranged supervision, construction schedule and drainage, and so on, and describes specific construction methods and detailed procedures for the application.KEY WORDS: Tunnel engineering, design, structure, ventilation, lighting, drainage, construction organization

16、馬大亮：方村隧道施工圖設計2013屆地質(zhì)工程畢業(yè)設計（論文） 第一章 設計總說明1.1設計原則概述擬建的高速公路是連接廣西方村附近某段的重要交通公路，能有效解決當?shù)亟煌▎栴}，加強地區(qū)間交流，降低運輸成本，節(jié)省運輸時間，促進經(jīng)濟發(fā)展。公路隧道位于此高速公路上，起始樁號為ZK97+087.5ZK97+510，總長約為422.5m。隧道分為上、下行線分離式隧道，行車道寬度均按設計行車速度80km/h考慮；隧道襯砌結構設計采用“新奧法”復合式襯砌、高壓鈉燈光電照明、機械通風；隧道洞門型式主要采用削竹式、端墻式洞門。隧道圍巖巖性以碎粉巖、碎裂巖、碎裂狀白云巖為主，圍巖級別以級、級為主。該隧道對克服地形障

17、礙，改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)約燃料，節(jié)省時間，減少對植被的破壞以及保護生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。設計依據(jù)及執(zhí)行規(guī)范： 1、公路工程技術標準（JTG B01-2003）;2、公路隧道設計規(guī)范（JTG D70-2004）;3、公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）;4、公路工程抗震設計規(guī)范（JTJ004-89）;5、公路隧道通風照明設計規(guī)范（JTJ026.1-1999）;6、低壓配電設計規(guī)范（GB50054-95）;7、建筑設計防火規(guī)范（GBJ16-87）;8、建筑滅火器配置設計規(guī)范（GBJ141-90）;9、建筑給水排水設計規(guī)范（GB50015-2003）;10、公路工程基本建設項目設

18、計文件編制辦法（1996）; 1.2技術標準 公路等級 高速公路設計行車速度 80km/h隧道建筑限界隧道凈寬 10.25m ( 3.752+0.75+0.5+0.75+0.75)隧道凈高 5.0m交通量 預測2028年年平均日交通量為：20076輛/日（實際車），35838輛/日（標準小客車）；，雙車道單向行駛隧道內(nèi)衛(wèi)生標準：CO允許濃度上行線275ppm,下行線275ppm；VI允許濃度為0.0070，隧道內(nèi)縱向風速小于等于10m/s1.3隧道建設地區(qū)工程地質(zhì)條件 1.3.1區(qū)域地形、地貌 1.3.1.1氣象勘察區(qū)屬于中緯度亞熱帶暖濕季風氣候區(qū)。氣候溫和濕潤，雨量充沛，四季分明，冬多綿雨，

19、全年無霜期295天。多年平均氣溫16.4,一月平均氣溫：5.1,七月平均氣溫: 27.5,極最高氣溫: 43.1,極端最低氣溫-9.2。多年平均降水量：1179mm，其中3月8月降水量占全年68%以上，最大3日降水量為200350mm，最大24小時降水量80120mm。蒸發(fā)量：歷年最大蒸發(fā)量1701mm，歷年最小蒸發(fā)量671mm。常年平均數(shù)風速為1.90m/s，瞬間極大風速為35.00m/s，風向N。30年一遇十分鐘平均最大風速為18.30m/s，風向為SSE、S；100年一遇十分鐘平均最大風速為23.00m/s，風向為WSW。1.3.1.2地形地貌隧道進洞口被沖溝切割較深，呈大“V”字形，地

20、形自然坡度角為30-40；出洞口被沖溝切割較淺，地形自然坡度角為30-40，軸線通過段高程在346.00482.00m之間，相對高差136.00m，地形起伏較大，場地地貌上屬于構造剝蝕低山地貌。1.3.2地質(zhì)構造與地震1.3.2.1地質(zhì)構造 構造上位于朱衣背斜北翼。巖層產(chǎn)狀1261。經(jīng)地表調(diào)繪及鉆探揭露，橋位區(qū)巖石較完整，主要發(fā)育有兩組裂隙：組：產(chǎn)狀1051106372，裂隙張開35mm，間距為1.001.50m，延伸35m，裂面平直，無充填，結合一般；組：產(chǎn)狀2002105771，裂隙張開12mm，間距為0.501.50m，延伸510m，裂面平直，無充填，結合一般。1.3.2.2地震根據(jù)中國

21、地震參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）表明，該區(qū)地震基本烈度相當于6度，地震動峰值加速度為0.05g；地震動反應譜特征周期為0.35s。1.3.3地質(zhì)條件1.3.3.1地層分類根據(jù)地表工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探揭露：隧道區(qū)被殘坡積亞粘土（Q4el+dl）和塊石土覆蓋，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組（T2b）的泥灰?guī)r、灰?guī)r和泥巖不等厚互層?，F(xiàn)將各巖土層工程地質(zhì)基本特征由上至下（從新到老）分述如下：（1）殘坡積層（Q4el+dl）亞粘土：黃棕色，主要由粘粒及粉粒組成，含有塊石，塊石粒徑一般為10-100mm，最大可達250mm，含量占20-25，無搖震反應，無光澤，呈可塑狀。主要分布于隧道洞口段，本次勘察

22、鉆探揭露厚度為2.303.10m。塊石：黃棕色，主要由泥灰?guī)r塊石及粘粒組成，塊石粒徑一般為70-200mm，最大可達250mm，含量占70，呈稍密狀，稍濕，彈性波速為550-900m/s。主要分布于隧道出洞口段，本次勘察鉆探揭露厚度為5.30m。（2）三疊系中統(tǒng)巴東組（T2b）泥灰?guī)r：淺黃色。主要由方解石、白云石和70的粘土礦物組成，隱晶質(zhì)結構，中厚層狀構造。強風化帶巖芯多呈碎塊狀，巖質(zhì)較軟，厚度為1.60-22.90m，巖石質(zhì)量指標RQD=16-29%；弱風化帶巖芯節(jié)長為4-11cm的柱狀，巖石強度較高，質(zhì)較硬，有溶蝕孔洞。巖石天然單軸抗壓強度25.20-18.90MPa，飽和單軸抗壓強度1

23、3.20-18.70MPa，為軟質(zhì)巖。巖石質(zhì)量指標RQD=47%，彈性波速為2400-3900m/s。分布于整個隧道區(qū)。經(jīng)采弱風化泥灰?guī)r作室內(nèi)物理力學試驗。其室內(nèi)物理力學性質(zhì)指標詳見附表?；?guī)r：深灰色。主要由方解石、白云石組成，微晶質(zhì)結構，中厚層狀構造，巖芯呈短長柱狀，巖石強度較高，質(zhì)較硬，本次揭露為弱風化帶。巖石質(zhì)量指標RQD=53%。分布于進洞口處。泥巖：紫紅色。主要由粘土礦物組成，泥質(zhì)結構，厚層狀構造。本次揭露為弱風化帶，其巖芯呈短長柱狀，巖石強度較高，質(zhì)較硬，巖石天然單軸抗壓強度20.30MPa，飽和單軸抗壓強度15.20MPa，為軟巖，彈性波速為2400-3900m/s。巖石質(zhì)量指標

24、RQD=5159%。分布于隧道出洞口處。1.3.3.2隧址區(qū)水文地質(zhì)條件（1）地表水 測區(qū)主要地表水體為隧道進出洞口各一條沖溝。隧道進口處的沖溝為白溪溝，常年有水，距擬建隧道進洞口約130.00m，與路線近于直交，向南流入朱衣河后向東匯入長江。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該沖溝溝谷狹窄，縱坡大，多跌水，主要接受大氣降水和沿溝兩側坡地地表徑流的補給，流量受大氣降水控制，具有暴漲暴落的特點，暴雨時大量坡流匯入沖河，流量猛增，雨停流量銳減。在隧道進口附近處采用簡易水文觀測，其溝水流量為1.60L/s(2005年4月24日矩形堰測)。隧道出口處的沖溝，常年有水，與路線近于正交，向南流入附近的水渠。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該沖溝溝

25、谷狹窄，縱坡大，多跌水，主要接受大氣降水和沿溝兩側坡地地表徑流的補給，流量受大氣降水控制，具有暴漲暴落的特點，暴雨時大量坡流匯入沖河，流量猛增，雨停流量銳減。在隧道口附近處采用簡易水文觀測，其溝水流量為0.80L/s (2004年11月25日三角堰測)。 （2）地下水松散土層孔隙水擬建隧道橫穿方村山包，場地相對高差為136.00m，地形起伏較大,當大氣降水時，迅速形成地表徑流向低洼處排泄，最終匯入沖溝內(nèi)，場地土層薄，以低液限粘土為主，結構呈硬塑狀，透水性和富水性均較差，不利于地表水下滲，土層孔隙水水量有限且動態(tài)不穩(wěn)定。基巖風化裂隙水通過工程地質(zhì)測繪和調(diào)查，場地基巖風化裂隙水，主要分布在泥巖的強

26、風化裂隙中，無統(tǒng)一水位，其流量受季節(jié)性變化影響。主要接受大氣降水補給，在基巖露頭部分為補給區(qū)，向低洼處排泄，基巖風化裂隙水具有就近補給就近排泄的特點，隧址區(qū)無泉水出露。巖溶裂隙水在隧洞段的泥灰?guī)r，巖溶發(fā)育較弱，地表未見溶洞和石芽，僅發(fā)育有溶蝕裂隙，地下水主要靠大氣降水補給，沿著溶蝕裂隙或溶蝕洞穴系統(tǒng)運動，向低洼處排泄，富水性差。1.4隧道圍巖分級根據(jù)公路隧道設計規(guī)范JTG D70-2004規(guī)定的圍巖分級方法，采用“兩步分級”，隧道洞室圍巖級別劃分主要考慮以下因素：1）圍巖巖性強度，即巖性特征；2）圍巖巖體的結構特征、結構面特征；3）圍巖巖體的完整性，巖石質(zhì)量；4）構造影響程度；5）地下水活動特

27、征對圍巖強度的影響；6）圍巖巖體物理力學指標，彈性參數(shù)等；7）初始應力狀態(tài)對圍巖強度的影響。根據(jù)地勘報告提供的各類巖組的物理力學參數(shù)、巖體結構、結構面發(fā)育特征及各項定性、定量成果資料分析，將隧道圍巖劃分為兩級。各級圍巖對應襯砌長度見表1。 隧道圍巖分級表 表1編號隧道名稱洞門樁號各級圍巖對應襯砌長度（m）級級合計1方村隧道ZK97+087.5ZK97+510153247.5422.51.4.1隧道主要工程地質(zhì)問題評價隧道自西向東橫穿方村附近的山包，其最大埋深136.00m，并以、級圍巖為主。本隧道主要工程地質(zhì)問題包括軟質(zhì)巖的變形、隧道涌水量預測、有害氣體評價對擬建隧道影響等幾個方面。（1）軟質(zhì)

28、巖的變形隧道穿越段的軟質(zhì)巖主要是泥巖、泥灰?guī)r等。巖石的飽和抗壓強度13.2018.70MPa，軟化系數(shù)0.700.75，具飽水及易風化的特性。當連續(xù)分布時，具裂隙巖體變形破壞特點，破壞形式以掉塊及坍塌為主；當以夾層分布時，由于泥灰?guī)r與泥巖界面和泥灰?guī)r的層面一般是地下水比較活躍的部位，泥巖易軟化、泥化并形成軟弱結構面，變形破壞以坍塌為主。（2）隧道地應力評價本次勘察未進行地應力測試。由于擬建隧道最大埋深136.00m，隧道圍巖主要為泥巖、泥灰?guī)r，其飽和單軸抗壓強度為13.2018.70MPa，屬軟巖；經(jīng)查區(qū)域地質(zhì)資料，該區(qū)屬低等應力水平地區(qū)。這些因素綜合表明：在本次勘察的隧道段，地應力較低，在隧

29、道的開挖施工過程中，不會產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象。（3）隧道涌水量預測由前述水文地質(zhì)條件可知，泥巖為相對隔水層，隧道主要含水層段為泥灰?guī)r，故其含水對隧道影響較小，局部地帶可能存在基巖裂隙水。因此，隧道開挖后，以滴水為主，泥巖與砂巖接觸帶易出現(xiàn)淋水及線狀。在淺埋段，由于巖層裂隙發(fā)育，透水性好，大氣降水可能沿裂隙下滲而出現(xiàn)淋水。隧道一般涌水量為195.96207.36m3/d。從該區(qū)各地層的水文地質(zhì)條件來看，其計算結果是可信的。需要指出的是，各參數(shù)的求得，是在枯季進行的。由于區(qū)內(nèi)地下水動態(tài)受降水影響，變化較大，雨季施工時隧道涌水量可能有較大的增幅。因此綜合分析：在不考慮任何防水措施的情況下，隧道在枯水期總涌水

30、量為207.36m3/d；隧道在雨季總涌水量為枯水期總涌水量的1.5倍，計311.04m3/d。（4）有害氣體評價本隧道未穿越含煤系地層，不存在瓦斯突出危險。但隧道施工時，應注意灑水防塵工作，并調(diào)節(jié)好風量，避免巖塵飛揚，將粉塵濃度控制在煤礦安全規(guī)程的規(guī)定以內(nèi)，否則巖塵飛揚可導致意外事件并危害人員安全。第二章 隧道洞門設計2.1 隧道洞門設計原則結合隧道洞口區(qū)的平面線型及地形、地質(zhì)條件，選用經(jīng)濟、美觀并有利于視線誘導的洞門形式，在考慮盡量少刷破和隧道早進晚出的原則下確定洞門樁號。主要遵循以下原則：1.按因地制宜、早進晚出的原則確定洞口位置，盡可能避開滑坡、崩積體等不良地質(zhì)現(xiàn)象。2.隧道進出口的處

31、理對環(huán)境影響較大，為淡化洞口處理，沿線隧道在有條件時，盡可能采用零開挖洞口。3.洞口邊仰坡防護形式應合理、有效，以確保洞口邊仰坡的穩(wěn)定。4.洞門型式應綜合洞口地形、地質(zhì)、原生植被、洞口排水及邊仰坡穩(wěn)定等因素確定。一、洞口工程的設計應遵循下列規(guī)定：1.洞口此安排、仰坡應根據(jù)實際情況采取加固防護措施，有條件時應優(yōu)先采用綠化坡。2.當洞口處有塌方、落石、泥石流等時，應采取清刷、延伸洞口、設置明洞、或支檔構造物等措施。二、洞門構造及基礎設置應遵循下列規(guī)定：1.洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于1.5m，洞門墻角與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于1.0m，洞門墻頂高出仰坡角不小于0.5

32、m。2.洞門墻應根據(jù)實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結合其他工程類比確定。3.洞門墻基礎必須置于穩(wěn)固地基上，應視地形及地質(zhì)條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定?；芈袢胪临|(zhì)地基的深度不應小于1.0m，嵌入巖石地基的深度不應小于0.5m；基底標高應在最大凍結線以下不小于0.25m；地基為凍脹土層時，應進行防凍脹處理。基底埋置深度應大于各種溝、槽底的埋置深度。4.松軟地基上的基礎，可采取加固基礎措施。5.洞門結構應滿足抗震要求。2.2 隧道洞門設計內(nèi)容公路隧道洞門設計是隧道設計的重要環(huán)節(jié)，在設計時要有預見性的視覺效果。當構思洞門時就有似乎看到建成后的形象，模擬出立體圖形，

33、不滿意之處就修改。公路隧道洞門既是受力結構，又具有造景功能，是體現(xiàn)隧道美學的主體。在洞門設計內(nèi)容方面應重視以下幾點。一、洞門規(guī)劃隧道洞門是主體工程的重要組成部分，設計時需要對洞門進行總體規(guī)劃。路線定位后，隧道洞門只能在線位前后方向移動，在確定洞門具體位置時，要考慮洞口與路基的連接，地形、地質(zhì)對洞門施工及營運期安全的影響，與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，洞門的地位與其它建筑設施關系等因素。二、方案比選隧道洞門設計為做到造型新穎，經(jīng)濟合理的效果，設計時進行方案比選，擇優(yōu)選用是很重要的。公路隧道洞門方案比選雖不多見，但已起步。三、裝飾應用公路隧道洞門是一個立體結構，要靠自身結構形態(tài)讓人們覺得美觀是很困難的，需要借

34、助于裝飾手段才能達到美觀目的。除洞門自身裝飾外，亦可在洞門結構物間建裝飾性小品，例如當?shù)靥厣珓又参飿酥荆柜{駛員在行車途中有新鮮感。四、洞門前處理公路隧道洞門前處理是設計中不可忽視的，它包括擋墻、明洞、小品建筑、仰坡、綠化和路基銜接等。處理好它們間的關系會收到整體美的效果。1、擋墻拉槽進洞是常見的情況，為保持邊坡穩(wěn)定設置擋墻與洞門翼墻連接。要注意兩個問題：一是擋墻高度和形狀應與翼墻協(xié)調(diào)，或與洞門相匹配；二是宜避免高擋墻，形成“峽谷”，給人壓抑感。2、明洞當隧道洞頂覆蓋較薄，難于采用暗挖法施工；或洞口及洞門前路塹地段有坍方、落石等病害發(fā)生，危及營運安全時，應設置明洞。3、綠化洞門前的綠化應納入總

35、體規(guī)劃設計之中，它的型式、規(guī)模應根據(jù)地形、環(huán)境、氣候和水源等條件選定。綠化洞門彌補不足之處使隧道建筑回歸大自然，給人有如從大自然中生長出來的感覺。2.3洞門選擇 隧道洞門形式的選擇和隧道洞口的地形，地質(zhì)條件以及隧道照明需要有關，洞門附近圍巖一般比較松碎松軟，所以應根據(jù)實際情況，選擇合適的洞門形式，并對邊仰坡進行適當護坡。洞門是隧道的咽喉，也是外露部分，要適當進行洞門和動口環(huán)境的美化和協(xié)調(diào)。山嶺隧道常用的洞門形式主要有端墻式、翼墻式、臺階式、柱式、削竹式和喇叭口式。本隧道洞門均采用翼墻式。第三章 隧道總體設計3.1隧道平面及縱斷面設計隧道主要服從路線總體走向，在綜合考慮線形指標及工程造價的前提下

36、，主要考慮隧道進、出口條件、隧址區(qū)工程地質(zhì)條件、營運管理設施場地等因素；隧道縱斷面設計綜合考慮了隧道長度、主要施工方向、通風、排水、洞口位置以及隧道進、出口接線等因素。3.2隧道橫斷面設計隧道單洞凈寬10.25m，橫斷面組成為：（0.75+0.5+3.752+0.75+0.75），限界高度5.0m。雙側設檢修道，內(nèi)輪廓考慮對結構受力有利及便于施工和模板臺車的制作，襯砌斷面內(nèi)輪廓采用三心圓。隧道凈空、橫斷面組成除滿足行車凈空要求外，還考慮到通風、照明、消防及其它運營管理設施所需空間。隧道凈高采用7.0m。 3.2.1建筑限界根據(jù)公路隧道設計規(guī)范，隧道高度5米，行車道寬度3.75米，雙車道布置，凈

37、寬10.25米，其中左側余寬為0.5m，右側余寬為0.75m，左右側檢修道寬度均為0.75m，路面坡度采用1.5%；車行橫通道高5m，路面寬度為4m，不設側向余寬，左右側檢修道寬度均為0.25m；人行橫通道高2.5m，路面寬2m，不設側向余寬和檢修道；并且同時考慮了下列因素：（1）檢修人員步行時的安全；（2）緊急情況下，駕乘人員拿取消防設備方便；（3）滿足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求，修道高度設為30cm。3.2.2隧道內(nèi)輪廓隧道內(nèi)輪廓設計除應滿足隧道建筑限界的規(guī)定以外，還應滿足洞內(nèi)路面、排水設施、裝飾的需要，并為通風、照明、消防、監(jiān)控、運營管理等設施提供安裝空間，同時考慮圍巖變形、施

38、工方法影響的預留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全、經(jīng)濟、合理的原則。本隧道采用公路隧道設計規(guī)范附錄B提供的v=80km/h情況下的標準斷面，斷面為單心圓，R1=5.43m，R3=1.2m，R4=15m.3.3襯砌結構方案設計3.3.1 洞口襯砌隧道洞口段結合地形、地質(zhì)情況采用鋼筋混凝土混凝土結構，分偏壓與標準二種斷面形式。3.3.2 洞身段襯砌隧道洞身段襯砌均按新奧法原理設計，采用柔性支護體系結構的復合式襯砌，即以錨桿、噴射混凝土、鋼拱架、格柵鋼架等為初期支護，超前注漿小導管、超前錨桿等為施工輔助措施，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，在監(jiān)控量測信息的指導下施作初期支護和二次模筑襯砌。二次襯砌采用

39、模筑混凝土或鋼筋混凝土，二次襯砌抗?jié)B等級不低于S6。襯砌結構設計采用工程類比法，結合構造要求，根據(jù)隧道埋置深度、圍巖級別、結構跨度、受力條件，施工因素等，參照有關規(guī)范及國內(nèi)外類似工程經(jīng)驗進行擬定有關參數(shù)，并根據(jù)地質(zhì)資料所提供資料及相關的規(guī)范取用計算參數(shù)，選用3D-和同濟曙光“GeOFBA2D”有限元程序進行結構計算校核。最后綜合考慮各種影響因素確定各類型復合支護的參數(shù)。本合同段張家包隧道出口一定長度范圍內(nèi)按小凈距隧道設計，各級圍巖復合式襯砌支護參數(shù)如表3。小間距隧道施工重點在于采取措施確保兩洞室之間巖體盡可能減少擾動。張家包隧道進口段和中間段按分離式隧道設計，各級圍巖復合式襯砌支護參數(shù)如表4。

40、隧道左、右出口分別有44.5m、120m級圍巖段按小凈距隧道淺埋襯砌設計。各級圍巖隧道初期支護系統(tǒng)錨桿的設置應盡可能與巖層傾向垂直。隧道斷面設計除符合建筑限界要求外，考慮到洞內(nèi)排水、通風、照明、消防、監(jiān)控等運營附屬設施所需空間，并考慮到圍巖收斂變形及施工等必要的預留量，內(nèi)輪廓采用單心圓。隧道襯砌結構型式均采用“新奧法”復合式襯砌，襯砌設計參數(shù)以工程類比法并結合計算分析確定，斷面型式采用等截面單圓心，對于、級圍巖均采用帶仰拱襯砌。 級圍巖初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿，鋼拱支撐配合噴射混凝土形成整體。系統(tǒng)錨桿采用D25中空注漿錨桿,長度為3.0m，環(huán)向間距為1.0m；級圍巖噴射混凝土厚度為22cm，預

41、留變形量為7cm，鋼拱架型號為I16，間距為1m。級圍巖初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿，鋼拱支撐配合噴射混凝土形成整體。系統(tǒng)錨桿采用D25中空注漿錨桿，長度為3m，環(huán)向間距為1.0m。級圍巖噴射混凝土厚度為26cm，預留變形量為10cm，鋼拱架型號為I20，間距為50cm。通過圍巖監(jiān)控量測，最終在初期支護相對穩(wěn)定的條件下，全斷面模筑二次混凝土襯砌。襯砌采用曲邊墻拱形斷面，級圍巖二次襯砌厚度為45cm，級圍巖二次襯砌厚度為50cm.。3.3.3輔助施工設計本隧道采用的輔助施工措施主要有如下幾項：（1）超前長管棚：設于兩端洞口，通過注漿提高圍巖自身承載能力，提高巖體對結構的彈性抗力，改善結構受力條件。管

42、棚鋼管均采用直徑1086mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距50cm。接頭用長15cm的絲扣直接對口連接。相鄰鋼管接頭數(shù)至少應錯開1m。（2）超前小導管：設置在隧道洞內(nèi)無長管棚支護的級圍巖地段，采用外徑42mm，壁厚3.5mm，長400cm的普通鋼管，在鋼管距尾端1m范圍外鉆直徑6mm壓漿孔。鋼管環(huán)向間距40cm，外插角控制在1015度左右，尾端支撐于鋼架上，也可以焊接于系統(tǒng)錨桿的尾端，每排小導管的縱向搭接長度至少為1.0m。（3）超前錨桿：設置在隧道洞身級圍巖淺埋地段。錨桿采用直徑22mm，長350cm的砂漿錨桿，環(huán)向間距約40cm，外插角可采用515度不等。采用早強砂漿作為粘結材料，每排錨桿的搭接長

43、度不小于1.0m。3.4防排水設計（1）隧道防排水應遵循“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”的原則。設計中采用的措施要求達到：排水通暢、防水可靠、施工方便，是隧道洞內(nèi)基本干燥，保證隧道結構物和營運設備的正常使用和行車安全，形成完整的防排水體系。（2）洞內(nèi)復合式襯砌采用1.2mm厚EVA防水板防水，300g/m2土工布，土工布與防水板間的連接采用雙縫焊機的焊接技術，接縫處留10cm長搭接長度，以備質(zhì)量檢查。鋪設時采用無釘熱合鋪設法。（3）隧道內(nèi)設置縱向排水管、環(huán)向排水管、橫向排水管、環(huán)向盲管等形成巖體環(huán)向排水管縱向排水管橫向盲管側式透水管洞外一個完整的閉合回路，使巖體內(nèi)的滲水可以暢通的排出

44、，另外對于集中出水點，可預埋半管。對于路面排水，設置開口式邊溝，為防止預制塊接縫間漏水，在接縫間設置防水板。（4）隧道內(nèi)所有施工縫和沉降縫均設置中埋式排水橡膠止水帶。（5）對于出水量較大的地段，采用超前注漿堵水，漿液采用水泥和水玻璃混合漿液，以加快其凝固速度。3.5通風設計隧道為雙向單隧道，長度為422.5m，設計行車速度為80km/h，設計高峰小時交通量近期為1471輛/h，遠期為2472輛/h，大型車混入率為21%，通風斷面面積62.67m2，當量直徑為8.09m，CO設計濃度為275PPm，煙塵允許濃度為0.0070m-1。在綜合考慮隧道所處的自然條件、交通量、隧道內(nèi)行駛的車輛情況、隧道

45、工程造價及維修保養(yǎng)費用、車輛行駛的活塞風作用下，通過計算確定在設計行車速度狀態(tài)下上、下行線隧道均不需機械通風。在隧道內(nèi)發(fā)生火災時，并考慮最壞情況即在隧道出口發(fā)生火災而隧道內(nèi)停滿了車輛，設4臺1120型射流風機，每兩臺一組，進出口集中布置。3.6照明設計為使司機行車安全、舒適，解決隧道進出口的“黑洞” 、“白框”效應以及滿足洞外亮度變化時的調(diào)光要求，隧道入口段照明分為基本照明和加強照明。隧道照明要考慮四種狀況即：晴天、多云天、陰天、傍晚。分別考慮各種工況下的燈具照明情況，合理布置燈具，主控室預先設計程序在不同工況下控制各燈具的開關?；菊彰鳎翰贾?00w高壓鈉燈48組（間距8.8m，全長布置）；

46、加強段照明：入口段需布置400W的高壓鈉燈53組（間距1.5m，布置80m(共90m，前10m不布置)），過渡段需布置250W的高壓鈉燈77組（間距3.3m，布置252.5m），出口段照明需布置400W的高壓鈉燈40組（間距1.5m，布置60m）。隧道采用高壓鈉燈照明，并配有自充式電具作為應急照明使用。隧道墻壁裝飾采用防水涂料全斷面噴涂。3.7施工方案3.7.1 施工方案設計本隧道主要以、級圍巖為主兼，地質(zhì)條件較差，隧道設計施工以新奧法理論基礎，確定本隧道掘進施工原則為：弱爆破、短進尺、少擾動、早噴錨、強支護、勤量測、緊封閉。新奧法理論要點如下：（1）圍巖是主要的承載單元，應充分保護圍巖，采用

47、控制爆破或機械開挖。（2）允許圍巖變形，但又要限制圍巖變形，采用柔性支護，及時噴錨。（3）進行監(jiān)控量測，修正施工方法、支護參數(shù)。（4）采用復合式襯砌，防止?jié)B漏，減小而襯開裂。（5）及時封閉，隧道斷面形狀盡量圓滑，避免拐角處應力集中。隧道級圍巖開挖采用臺階開挖法，由于隧道地質(zhì)條件較差，因此要按短臺階、多循環(huán)要求開挖；隧道級圍巖開挖采用拱部留核心土環(huán)形開挖。隧道開挖過程中要及時進行施工監(jiān)控量測，它是保證工程質(zhì)量的重要措施，也是判斷圍巖和襯砌是否穩(wěn)定的，保證施工安全，指導施工順序，進行施工管理，提供設計信息的主要手段。3.7.2施工中存在問題及解決方案隧道所處地段地質(zhì)條件較差，圍巖級別大多為、級，自

48、穩(wěn)能力差。解決辦法：施工中縮短臺階長度，短進尺，及時施做初期支護，盡早施做仰拱，使結構盡早成環(huán)，改善圍巖受力性能。施工中短進尺，早封閉，強支護，加強施工中的監(jiān)控量測，密切注意圍巖變形，如有異常，馬上采取措施。3.7.3棄渣方案 本項目路線隧道開挖洞渣除部分洞外漿砌工程外，其余需要調(diào)配利用和棄除。 進出口沖溝發(fā)育，地形切割強烈，隧道棄土采取在沖溝內(nèi)設壩棄土造田的方案。棄土場盡量沖溝支溝內(nèi)，并于溝口設置土質(zhì)攔擋壩，壩外側坡面植樹種草防護，壩體內(nèi)側棄土應碾壓夯實。具體棄渣場地由路線統(tǒng)一考慮。3.7.4施工中注意事項隧道開工前對洞門位置，明洞長度根據(jù)地形條件進一步核查，必要時現(xiàn)場研究確定。洞門及明洞施

49、工必須在雨季到來之前完成。隧道進出口埋藏淺，覆蓋層薄，地質(zhì)條件差，明洞長度可視實際邊仰坡特定情況酌情調(diào)整。新奧法設計施工是一體，施工圖應視為預設計，施工過程中根據(jù)地質(zhì)變化及監(jiān)控量測情況進行信息反饋設計。施工中時刻注意，要求嚴格執(zhí)行圍巖的監(jiān)控量測程序（起內(nèi)容包括地質(zhì)監(jiān)控、安全檢查監(jiān)控和量測監(jiān)控），若圍巖級別劃分與地質(zhì)不符合以及量測收斂值超過規(guī)定等情況，應及時與設計單位聯(lián)系，搞好信息反饋設計，特別是雨季和大雨過后要加強監(jiān)控量測。初期支護鋼拱架要盡可能與噴射混凝土密貼，每榀鋼拱架拱腰、拱腳必須與墻腳錨桿焊成一體，超挖時必須用噴射混凝土充實密填。初期支護完成后，在其表面沿隧道縱向3米（滲漏段）至5米（

50、無滲漏段），在拱腰墻頂及墻下打3-4個泄水孔，孔深50cm,然后沿周邊設160排水半管貼壁排水，并在半管外及時用砂漿封閉，使其與襯砌墻腳縱向排水管連通，要求初期支護表面用砂漿填平后，才能進行防水層的施做。施工全過程中，拱腳、邊墻及墻腳不得排水和積水，圍巖為土質(zhì)或遇水易軟化的軟巖時，洞內(nèi)施工排水不得采用自流排水，應設積水坑，用泵抽排水。隧道運營期間的監(jiān)控、照明、通風等設施，在施工中必須做好預埋件的埋設工作。3.8環(huán)境保護隧道設計時考慮了環(huán)境保護因素，盡可能避免因人為因素而導致新的山體病害的產(chǎn)生，減少對工程附近的建筑、居民生活、生產(chǎn)和環(huán)境的不良影響。為此，在環(huán)保設計中主要考慮以下幾個方面：（1）采

51、用早進晚出的原則，減少深挖路段，保護自然坡體和植被。（2）開挖出的石渣，盡可能縱向調(diào)配，作為路基填料；對于可用于做石料的石渣應集中堆放，經(jīng)加工后用于砌體工程；對于廢棄的石渣，應根據(jù)各工點的實際情況，集中堆棄。棄渣場地做好護坡?lián)鯄Ψ雷o，并做好排水設施，以防止洪水期沖走棄渣形成人為的泥石流。有條件時，在棄渣頂覆蓋土層復墾還田，種樹造林。（3）施工期的污水應集中排放，并應經(jīng)過沉淀、過濾。（4）洞口邊仰坡開挖應以光面爆破為主，輔以人工開挖，嚴禁爆破。（5）做好施工場地竣工后的清理、綠化及復墾還田工作。第四章 路線方案比選方案比較是選線中確定路線總體布局的有效方法。在可能布局的多種方案中，通過方案比較決

52、定取舍，選擇出技術合理、費用經(jīng)濟、切實可行的最優(yōu)方案。這里主要從線性指標、工程數(shù)量、地質(zhì)條件、施工難度、隧道功能、營運及養(yǎng)護費用、環(huán)境保護、工程病害等對二條路線方案進行比較。詳見下表：方案選線一選線二選線三線形直線曲線曲線進口高程350360360出口高程354368363圍巖等級 、 、（44.5） 、（258） 、（120）（41） 、（306） 、（80）隧道長度406.7m422.5m427m隧道曲線半徑019780m18820m地質(zhì)概況圍巖多為弱風化泥灰?guī)r，開挖易發(fā)生坍塌。進出口概況進口處需刷坡處理，隧道為單面破，出口處是殘坡積土，地形平緩，進出口各有一條沖溝，常年有水進口處需刷坡處

53、理，隧道為單面破，出口坡度較緩。優(yōu)點線路短，進出口施工場地較好線路適中，與兩端線路接線較好，施工場地適宜，利于施工組織等。線路適中缺點與兩端路線接線較差，影響車輛正常行駛級圍巖偏多，開挖時需控制爆破等，開挖后以發(fā)生坍塌隧道線路較長，工期較長施工難度進出口有較小偏壓且線形不太理想，出口施工場地不太理想。隧道出入口較理想,施工場地等布置方便。營運及養(yǎng)護費用營運及養(yǎng)護費用較低營運及養(yǎng)護費用一般營運及養(yǎng)護費用較高環(huán)境保護開挖地方不是很多，對原來自然環(huán)境的破壞比較小。工程病害填挖方工程量大，破壞原有的應力平衡，會產(chǎn)生一系列的水文地質(zhì)病害，比如：滑坡、泥石流、崩塌等。綜合上述比較可得，方案2雖然運營及養(yǎng)護

54、費用相對于方案1、3略高，工程數(shù)量較多，但技術指標合理，對自然環(huán)境破壞小，線形較好，行車舒適安全，總投資小，工期短且工程病害較少。綜合上述分析，結合高速公路的基本指標要求，選擇方案2為推薦方案。第五章 二次襯砌內(nèi)力計算5.1基本資料方村高速公路隧道，結構斷面如圖所示圖1 襯砌結構斷面5.2荷載確定（1）根據(jù)公式，圍巖豎向均布壓力:式中: QUOTE 錯誤！未找到引用源。圍巖等級； QUOTE 錯誤！未找到引用源。圍巖容重；跨度影響系數(shù)，=1+i(B-5),隧道跨度B,(B=11.86+2*0.08=12.02m),B=515m時，i取0.1。(=1+0.1*(12.02-5)=1.702. 結

55、構自重：為沿襯砌橫斷面分布的豎向荷載； 豎向地層壓力：暗挖隧道按圍巖等級、覆蓋層厚度、開挖毛洞寬度判別隧道是淺埋或深埋，分別按淺埋或深埋計算豎向地層壓力。 水平地層壓力：暗挖隧道按圍巖等級、覆蓋層厚度、開挖毛洞寬度判別隧道是淺埋或深埋，分別按淺埋或深埋計算水平地層壓力。 側向地層抗力和地基反力：根據(jù)結構型式及其在荷載作用下的變形、結構的剛度、施工方法及加固措施合理確定。5.2.1級圍巖圍巖壓力計算圍巖級別：級；圍巖容重：； 圍巖彈性抗力系數(shù)：；襯砌材料為C25混凝土，彈性模量，容重。 QUOTE 錯誤！未找到引用源。二次襯砌所承擔的荷載比，取0.5所以有： QUOTE 錯誤！未找到引用源。（2

56、）圍巖水平均布壓力: 圍巖水平均布壓力：e=0.5q=0.5114.579=57.2895kN/m2。5.2.2級圍巖圍巖壓力計算圍巖級別：級；圍巖容重：； 圍巖彈性抗力系數(shù)：；襯砌材料為C25混凝土，彈性模量，容重。 QUOTE 錯誤！未找到引用源。二次襯砌所承擔的荷載比，取0.4所以有： QUOTE 錯誤！未找到引用源。（2）圍巖水平均布壓力: 圍巖水平均布壓力：e=0.3q=0.549.018=14.705kN/m2。5.3結構計算采用MIDAS/GTS有限元分析軟件對方村隧道級圍巖復合式襯砌和級圍巖復合式襯砌進行結構計算，隧道計算模型采用荷載結構法。邊界條件采用一定剛度的彈簧（只能受壓

57、）模擬地層對結構變形的約束作用。本隧道的地下水主要為第四紀松散孔隙水和基巖裂隙水。水量隨降雨變化，地下水位則隨季節(jié)變化。針對本隧道的水文地質(zhì)情況和巖性特點，分別采用相應的防排水原則：主要采用“以排為主，防、排、截、堵相結合，綜合治理”的原則。地下結構設計，應根據(jù)結構型式、受力條件、地下水情況等因素，對結構整體可能出現(xiàn)的最不利組合進行計算。本次計算主要考慮了結構自重、地層壓力等永久荷載。1) 計算幾何模型采用主動荷載加地層彈性約束模型按平面桿系有限元法進行計算。地層與結構的共同作用采用地層彈簧模擬。（尺寸，邊界）如下圖所示： 圍巖參數(shù):圍巖級別容重彈性抗力系數(shù)2018.7 V型襯砌： C25鋼筋

58、砼拱墻 50cm 預留變形量 12cm 防水層 C25噴砼 26cm I120a工字鋼鋼架 80cm/榀 8鋼筋網(wǎng) 2020cm 25中空注漿錨桿長400cm 每榀13根 仰拱：C25鋼筋砼仰拱 40cm IV型襯砌：C25砼拱墻 40cm 預留變形量 7cm 防水層 C20噴砼 22cm 格柵（10 15cm）鋼架 100cm/榀 8鋼筋網(wǎng) 2525cm 25中空注漿錨桿長300cm 每榀11根 仰拱：C25砼仰拱 40cm IV加強型襯砌：C25砼拱墻 40cm 預留變形量 8cm 防水層 C20噴砼 22cm 格柵（10 15cm）鋼架 100cm/榀 8鋼筋網(wǎng) 2525cm 25中空注

59、漿錨桿長300cm 每榀11根 仰拱：C25砼仰拱 40cm2) 驗算襯砌截面形式驗算襯砌截面形式見表1。驗算襯砌截面形式 表1圍巖級別類型襯砌厚度配筋拱墻（mm）仰拱（mm）正洞（深埋）50040020250正洞（淺埋）50040022250根據(jù)計算可以得到作用在隧道結構上的荷載，列于表2中。按照公路隧道設計規(guī)范（JTG D70-2004）條文說明9.2.5條中的表9-1(詳見附錄)考慮二襯承受圍巖壓力的比例如下： = 4 * ROMAN IV級圍巖40%， = 5 * ROMAN V級圍巖50%。 作用于二襯的永久荷載 表2圍巖等級類型水壓力（MPa）圍巖壓力豎向荷載q1(KPa)側向荷載

60、E1(KPa)側向荷載E2(KPa)正洞（深埋）49.01814.70514.705正洞（淺埋）114.57957.289557.2895級圍巖復合式襯砌計算1) 襯砌內(nèi)力計算 級圍巖復合式襯砌內(nèi)力值 表5.8構件計算內(nèi)力彎距（kNm）軸力（kN）內(nèi)側外側拱頂68.85441.19拱腰44.95593.70墻腳83.23714.62仰拱3.43678.01圖5.10 彎矩圖（單位：KNm）圖5.11 軸力圖（單位：KN） 2) 襯砌驗算 拱頂又，可得 (5.13) 拱腰又，可得 (5.14) 墻角偏心檢查各截面位置均滿足安全系數(shù)K2，偏心距均小于，其他截面均小于0.55，不用驗算裂縫寬度。級圍