山嶺重丘公路隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE151第一章設(shè)計(jì)資料第一節(jié)隧道概況夏家廟隧道位于崇遵高速公路第十七標(biāo)段（K117+215.869～K127+960.0006），為一般公路上的雙洞室汽車單向行駛隧道，左洞長675m（K121+885～K122+560），右洞長675.1m（K121+882.66～K122+557.76），為直線隧道。設(shè)計(jì)縱坡坡度為－2.4%，控制在—2.1%～－2.5%之間。左線隧道最大埋深130.03米，右線隧道最大埋深117.41米。而根據(jù)設(shè)計(jì)資料有下表：線路與高程之間關(guān)系表表1-1線路左（K121+8855～K122++560）右線（K121++882.666～K122++557.776）進(jìn)口出口進(jìn)口出口地面高程（m）904.65887.01906.23884.95設(shè)計(jì)高程（m）893.02876.82893.19877.29其中，893.19－893.02＝0.17m，877.29－876.82＝0.47m。即：崇溪河方向兩洞口高差0.17米，遵義方向兩洞口高差0.47米。依靠不同地質(zhì)條件，隧道圍巖可分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三種不同類別，并依據(jù)圍巖差的襯砌向圍巖好的地段延伸5m的要求，作為襯砌段劃分的依據(jù)。其中有：左線隧道：由進(jìn)口樁號(hào)K121+885—K121+915段為Ⅱ類圍巖，長30m，頂板以上圍巖處于強(qiáng)風(fēng)化層，節(jié)理發(fā)育，所以采用淺埋襯砌，并注意輔助施工方法。K122+370—K122+425段為Ⅱ類圍巖，長55m，因?yàn)槁裆钶^大，采用Ⅱ類圍巖襯砌。K121+915—K121+950段，K122+120—K122+180段，K122+315—K122+370段，K122+425—K122+445段，K122+475—K122+552.36段，皆為Ⅲ類圍巖，總長247.36m，采用Ⅲ類圍巖襯砌。K121+950—K122+120段，K122+180—K122+315段，K122+445—K122+475段，為Ⅳ類圍巖，全長335m，采用Ⅳ類圍巖襯砌。右線隧道：由進(jìn)口樁號(hào)K121+882.66—K121+915段為Ⅱ類圍巖，長32.34m，和左線相同；K122+365—K122+400段也是Ⅱ類圍巖，長35m，雖然位于隧道中段，但頂板以上圍巖也處于強(qiáng)風(fēng)化層，節(jié)理發(fā)育，并有巖溶，要加強(qiáng)處理。K122+400—K122+445段為Ⅱ類圍巖，長45m，采用Ⅱ類圍巖襯砌即可。K121+915—K121+950段，K122+110—K122+180段，K122+325—K122+365段，K122+515—K122+550.12段，皆為Ⅲ類圍巖，總長180.12m，采用Ⅲ類圍巖襯砌。K121+950—K122+110段，K122+180—K122+325段，K122+445—K122+515段，為Ⅳ類圍巖，全長375m，采用Ⅳ類圍巖襯砌。第二節(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范公路等級(jí)：山嶺重丘一般二級(jí)公路行車時(shí)速：40公里/小時(shí)交通量：1700輛/小時(shí)隧道建筑界限：8.5m×5m（寬×高）縱坡：上行2%，下行2%環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：δco=150ppm，K=0.0090m-1規(guī)范：《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ026--90《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTJ-042-94《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ026.1―1999《錨噴混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GBJ86-85隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》山嶺重丘區(qū)一般二等級(jí)公路隧道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第三節(jié)地質(zhì)調(diào)查要點(diǎn)洞體范圍內(nèi)多有溶洞出現(xiàn)，且?guī)r溶發(fā)育，有地下隱伏流，甚至有地表天窗。節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較為破碎，局部地段巖體破碎完整性差，隧道內(nèi)有少量地下水滲漏，所以易受大氣降水及地表水影響。所處山中有礦泉水，并部分被開采。圍巖地質(zhì)情況表表1-2巖石類別地質(zhì)條件開挖情況Ⅱ類紫紅色—中層泥巖巖，偶夾灰綠綠色泥質(zhì)粉砂砂巖白巖山向斜核部，節(jié)節(jié)理裂隙發(fā)育育，巖體破碎碎，呈碎石狀狀洞身淺埋，易引起起洞頂巖體坍坍塌灰色薄中層狀白云云質(zhì)灰?guī)r小褶曲發(fā)育，產(chǎn)狀狀局部變化大大，節(jié)理裂隙隙發(fā)育，為巖巖溶發(fā)育帶，其其中K122++370～440巖溶劇烈發(fā)發(fā)育，并有空空間超過2米的充填型型溶洞串珠狀狀發(fā)育并與地地表天窗和塌塌坑相通開挖會(huì)產(chǎn)生洞穴充充填物垮塌并并影響至地表表Ⅲ類灰色中層狀石英砂砂巖，偶夾灰灰綠色泥巖白巖山向斜核部節(jié)理裂隙發(fā)育，巖巖體破碎，呈呈碎石狀態(tài)洞身淺埋，易引起起局部巖體坍坍塌黑色薄中層狀泥巖巖白巖山向斜南翼與與忠莊背斜傾傾伏端相接帶帶上，節(jié)理裂裂隙發(fā)育，呈呈塊狀鑲嵌結(jié)結(jié)構(gòu)洞身淺埋，易引起起局部巖體坍坍塌深灰色薄灰色中層層狀白云質(zhì)巖巖忠莊背斜傾伏端上上，發(fā)育小褶褶曲及小溶洞洞，地表水變變?yōu)榈叵码[伏伏流，巖石產(chǎn)產(chǎn)狀局部變化化較大，節(jié)理理裂隙發(fā)育，呈呈塊狀鑲嵌結(jié)結(jié)構(gòu)洞身淺埋Ⅳ類灰白色中厚層石英英砂巖，偶夾夾白色薄層泥泥質(zhì)砂巖白巖山向斜南翼節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖巖體完整，呈呈大塊狀砌體體結(jié)構(gòu)圍巖相對(duì)較為穩(wěn)定定，洞身多處處于深埋段黑色、灰褐色薄層層狀（偶夾中中層狀）泥質(zhì)質(zhì)白云巖，與與灰褐色角礫礫狀白云巖，含含泥量較高白巖山向斜南翼與與忠莊背斜傾傾伏端相接帶帶上小褶曲發(fā)育，巖石石產(chǎn)狀局部變變化大，節(jié)理理裂隙發(fā)育，呈呈碎塊狀鑲嵌嵌結(jié)構(gòu)深灰色薄灰色中層層狀白云質(zhì)巖巖白巖山向斜南翼與與忠莊背斜傾傾伏端相接帶帶上，發(fā)育小小褶曲，局部部發(fā)育小溶洞洞，地表水變變?yōu)榈叵码[伏伏流，巖石產(chǎn)產(chǎn)狀變化大，節(jié)節(jié)理裂隙發(fā)育育，呈塊狀鑲鑲嵌結(jié)構(gòu)第二章總體設(shè)計(jì)第一節(jié)隧道選址一、多方案比選及總則1、隧道路線方案由設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定可知，不需要考慮與公路的搭接問題，僅僅只要設(shè)計(jì)獨(dú)立的隧道，所以可以制定新的隧道方案，進(jìn)行多方案比選。比選方案羅列如下：方案A：原資料中的設(shè)計(jì)方案。方案B：原隧道下移，左右線皆從K121+880（地面高程為926m）～K122+580（地面高程為919m），隧道總長均為700m，中間巖柱最小間距為6m。方案C：進(jìn)口樁號(hào)為K121+940，地面高程左線為930m，右線931m。出口樁號(hào)為K122+570，地面高程為920m，長度為630m，中間巖柱最小間距為6m。2、比選總則因?yàn)樯綆X地區(qū)山巒起伏、地形崎嶇、地質(zhì)復(fù)雜、自然條件變化差異很大，在此修建隧道可用于克服地形或高程障礙、改善線形、提高車速、縮短里程、節(jié)約燃料、節(jié)省時(shí)間，減少對(duì)植被的破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；還可用作克服落石、塌方、雪崩、雪堆等危害。由此，路線方案是根據(jù)地形圖和各種調(diào)查資料，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較得來。方案比較要點(diǎn)是：線形適當(dāng)（平面順適、縱坡均衡、橫面合理）順應(yīng)地形、路線延長、對(duì)附近地區(qū)的影響、安全性、用地、建設(shè)投資、養(yǎng)護(hù)費(fèi)、行駛性能、施工的難易、與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀的協(xié)調(diào)等。二、地形條件與隧道位置選擇越嶺路線的隧道，應(yīng)進(jìn)行較大面積的方案選擇，擬定不同的越嶺標(biāo)高進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇工程地質(zhì)條件較好的地段穿越。因?yàn)榇竺娣e方案已大致確定，所以只需要對(duì)標(biāo)高，和施工地段優(yōu)劣情況進(jìn)行選擇。例如：當(dāng)隧道口標(biāo)高低時(shí)，則隧道長，但展線短、線路拔起高度小、運(yùn)營條件好，如方案B；當(dāng)隧道口標(biāo)高高時(shí)，隧道短，但展線長、線路拔起高度大、運(yùn)營條件差，如方案C。需注意的是平面位置的選擇，主要是穿越分水嶺的不同高度埡口的選擇。所以具體選擇時(shí)，應(yīng)著重考慮埡口地質(zhì)條件的好壞和隧道的長短，一般忌諱穿越埡口。其中，分水嶺埡口的高低、埡口兩面的溝谷地勢(shì)、山梁的厚薄、山坡的陡緩以及山前主、支臺(tái)地分布情況等，與隧道平面位置及立面位置的選擇密切相關(guān)。由此，隧道選址時(shí)，應(yīng)對(duì)可能穿越的埡口，以不同的限坡、不同的進(jìn)出口標(biāo)高及不同的展線方式，找出線路方案，并結(jié)合兩端引線工程綜合比選。三、地質(zhì)條件與隧道位置選擇一般情況下，隧道位置應(yīng)盡可能選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡單、節(jié)理裂隙不發(fā)育、巖性較好的穩(wěn)固的地層中通過，盡量避免穿越偏壓大，地下水豐富和排水困難的溝谷低洼處等不良地質(zhì)地段，以及地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，含有有害氣體、高溫等地層。若必須通過時(shí)，應(yīng)有切實(shí)可靠的工程措施。由此依地質(zhì)條件可以想見，方案A中對(duì)設(shè)計(jì)、施工要求及輔助施工等標(biāo)準(zhǔn)較高。1、單斜構(gòu)造單斜構(gòu)造常見的工程地質(zhì)問題為不均勻的地層壓力或偏壓，或者有順層滑動(dòng)等現(xiàn)象。隧道中線以垂直巖層走向穿越最為有利。若隧道與傾斜的巖層走向一致，則要注意巖層層理、片理、結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層或不同巖層的接觸帶層間結(jié)合情況，節(jié)理裂隙發(fā)育程度，地下水活動(dòng)等對(duì)隧道的影響，可能產(chǎn)生的不均勻壓力、偏壓和順層滑動(dòng)等對(duì)隧道的影響，特別是巖層傾角較大，巖間結(jié)合差，伴隨以節(jié)理裂隙的有害切割時(shí)，施工中容易產(chǎn)生坍方和順層滑動(dòng)，需要予以足夠的重視。其中根據(jù)順層滑動(dòng)的設(shè)計(jì)研究資料說明，當(dāng)被切割的巖層中的軟弱面走向與線路中線夾角α＜45°，巖層的傾角β視＞10°時(shí)，開挖路塹邊坡可能產(chǎn)生順層滑動(dòng)；另外如果開挖臨空時(shí)，傾向洞壁的一側(cè)有兩組及以上結(jié)構(gòu)軟弱面或節(jié)理裂隙為有害組合時(shí)候，如果施工、設(shè)計(jì)不當(dāng)，亦將引起較大的偏壓或順層滑動(dòng)，招致已成襯砌被剪斷，坍滑堵塞或摧跨導(dǎo)坑等危害。2、褶曲構(gòu)造褶曲構(gòu)造一般特點(diǎn)是節(jié)理裂隙發(fā)育，大都有地下水，隧道開挖易坍方、掉塊，并有突然涌水的可能其中向斜構(gòu)造較背斜構(gòu)造更為嚴(yán)重。（1）、所以隧道洞身不宜沿褶曲構(gòu)造軸部通過，對(duì)于向斜構(gòu)造要設(shè)法避開。若必須通過，則以垂直或大角度穿越構(gòu)造軸部為宜。（2）、為避免地下水危害的可能，宜將隧道置于不透水層中，或爭取隧道頂板為隔水層，對(duì)于褶曲構(gòu)造來說尤其重要。（3）、將隧道置于褶曲構(gòu)造的翼緣，較之順沿軸部通過有利。此時(shí)，隧道所處的地質(zhì)條件類似于單斜構(gòu)造，但仍需要注意褶曲構(gòu)造的特點(diǎn)以及地下水的可能影響。四、洞門與隧道位置選擇隧道洞口地質(zhì)條件較差，巖層多破碎、松散、風(fēng)化嚴(yán)重，當(dāng)開挖進(jìn)洞時(shí)破壞了山體原有的平衡，極易產(chǎn)生坍方、順層滑動(dòng)，古滑坡復(fù)活等現(xiàn)象。故規(guī)定“一般情況，隧道宜早進(jìn)洞，晚出洞”。盡量根據(jù)地形、地質(zhì)，考慮隧道仰坡和路塹邊坡的穩(wěn)定性，避開不良地質(zhì)段。1、地形條件隧道進(jìn)出口中線力求與地形等高線正交或接近正交穿越最為有利。若不能滿足，則要盡量要以大角度斜交進(jìn)洞，保證地形等高線與線路中線斜交角度大于45°為上，但松軟地層中，不宜采用斜交洞口。2、開挖進(jìn)洞對(duì)于傾斜巖層，層理、片理結(jié)合很差或存在軟弱結(jié)構(gòu)面（夾層）不宜大挖，以免斬?cái)鄮r腳過多，引起順層滑動(dòng)或坍方的危害，宜早進(jìn)洞。3、隧道選擇方案比較表表2-1方案優(yōu)劣A高程最低，線路長長度適中洞口Ⅱ類圍巖，開挖較難難穩(wěn)定；洞門門中線與地形形等高線斜交交，角度偏小??；溶洞、暗暗流等施工條條件復(fù)雜；B洞門中線與地形等等高線正交展線短，運(yùn)營條件件相對(duì)較好；；線路長；洞口余留留施工面積較較小C線路短；洞門中線與地形等等高線正交展線長高程最高，運(yùn)營相相對(duì)較困難所以，最終選擇方案B。此一方案的隧道位置選取圖詳見隧道平面圖（大圖1）。左右線皆從K121+880～K122+580，隧道總長均為700m，中間巖柱最小間距為6m。其進(jìn)出口的地面高程分別約為926m、914m，設(shè)計(jì)高程為919m、905m，縱坡設(shè)計(jì)坡度為2%，長度700m。第二節(jié)隧道平曲線隧道內(nèi)應(yīng)避免設(shè)置平曲線，因?yàn)樗淼牢挥谇€上，通常需要設(shè)置超高和加寬，使得施工變得復(fù)雜，而且斷面不統(tǒng)一，它們的相互過渡也給施工增加了難度。所以本設(shè)計(jì)未設(shè)置平曲線，比較用的三個(gè)方案及最終方案都是直線隧道。第三節(jié)隧道斷面一、隧道縱斷面隧道的縱坡應(yīng)考慮施工和建成后的洞內(nèi)排水需要，坡度不小于0.3%，并不大于3%。如果考慮通風(fēng)及施工出渣和運(yùn)進(jìn)材料方便，則在2%以下為佳。且作為單向通行隧道，設(shè)計(jì)成下坡對(duì)通風(fēng)非常有利。因此將隧道坡度設(shè)計(jì)為2%，設(shè)置成為單面坡，但在施工中允許坡度有一定的變動(dòng)。二、隧道橫斷面1、隧道限界圖2-1山嶺重丘一般二級(jí)公路的隧道建筑限界（m）在建筑限界內(nèi)，不得有任何部件侵入。W——行車道寬度，取7.0m；C——余寬，行車速度40km/h＜100km/h，由此余寬選擇0.25m；H——凈高，一般公路取5m；L——側(cè)向?qū)挾?，L=C=0.25m；E——建筑限界頂角寬度，0.25m＜1m，所以取0.25m；R——人行道寬度，取0.75；檢修道寬度可與人行道合并。由此，隧道路面凈寬：B=W＋2×R=7.0＋2×0.75=8.5m。其中，人行道的設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合隧道所在地區(qū)的行人密度、隧道長度、交通量及交通安全等因素而定。依據(jù)平面圖可見，隧道雖然位于山區(qū)，但周圍有一定數(shù)量的人居住，因此在隧道兩側(cè)都設(shè)置了人行道。而且因?yàn)樗淼婪琅潘筝^高，所以設(shè)置人行道后，隧道內(nèi)排水邊溝設(shè)計(jì)也可與之結(jié)合，并與檢修道或余寬一起考慮。三、凈空斷面公路隧道橫斷面設(shè)計(jì)除要符合隧道建筑界限的規(guī)定外，還應(yīng)考慮洞內(nèi)排水、通風(fēng)、照明、防火、監(jiān)控、營運(yùn)管理等附屬設(shè)施所需要的空間，并考慮土壓影響、施工方法等必要的富裕量，使得確定的斷面形式及尺寸，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理。由此，橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡力選擇凈斷面利用率高、結(jié)構(gòu)受力合理的襯砌形式。根據(jù)地質(zhì)條件可知，進(jìn)口段為Ⅱ類圍巖，出口段為Ⅲ類圍巖，洞身夾雜著Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍巖，且都節(jié)理裂隙發(fā)育。故采用受力較好，斷面相對(duì)更經(jīng)濟(jì)合理的三心圓曲墻式襯砌。其中Ⅱ、Ⅲ類襯砌段為避免基礎(chǔ)沉陷，設(shè)置了帶仰拱的封閉形式。1、曲墻式襯砌斷面（頂板上設(shè)置小斷面通風(fēng)道）一般通風(fēng)道設(shè)置在頂板以上，即要使得其斷面積小，又要使內(nèi)輪廓線與建筑限界的側(cè)墻部分的剩余空間最小，還要使拱部和側(cè)墻的內(nèi)輪廓線過度圓滑，適合受力特點(diǎn)。設(shè)置通風(fēng)面積為8—9m2；若eq\o\ac(○,A)=1/2×dd′×GH=8.5m2，則有GH=8.5×2÷7=2.4m。取a、b兩點(diǎn)為控制點(diǎn)，求ab的垂直平分線，在線上找O1，取O1A為半徑（R1）作弧AB。在AB的延長線上取點(diǎn)P，O1P與對(duì)稱軸的交點(diǎn)O2作為圓心，劃O2P時(shí)要試作，使之在H點(diǎn)附近通過。所得到的弧段ABPH即為內(nèi)輪廓線。需要設(shè)置仰拱時(shí)，取O3E（=R3）近似等于2倍的O2P。其中，a、b、c、d各點(diǎn)因施工精度的要求，至少需要10cm以上的富裕量，所以dD之間保留了10cm，aA之間保留了15cm。2、橫斷面基本設(shè)置：設(shè)置中高兩側(cè)低的路面，以便于路面排水。所以，橫斷面采用2%的人字坡。第三章隧道圍巖及其計(jì)算荷載第一節(jié)圍巖壓力圍巖壓力的性質(zhì)大小和分布規(guī)律系是正確進(jìn)行坑道支護(hù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇施工措施的重要條件。其應(yīng)根據(jù)施工方法、圍巖變形情況以及襯砌修筑時(shí)間對(duì)圍巖壓力的影響等因素確定。但在設(shè)計(jì)中無法準(zhǔn)確的預(yù)料，只能在施工中通過施工量測(cè)的信息反饋，修正荷載調(diào)整襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)，這是新奧法施工的重要環(huán)節(jié)。第二節(jié)荷載計(jì)算一、深埋隧道圍巖壓力1、垂直壓力深埋公路隧道往往是直接采用鐵路隧道規(guī)范的圍巖壓力計(jì)算公式。這經(jīng)過可行性分析，結(jié)論是肯定的。但也應(yīng)看到這個(gè)公式用于公路隧道圍巖壓力的計(jì)算有其明顯不足之處，因?yàn)楣匪淼琅c鐵路隧道相比，在限界、跨度、高跨比等方面有其自身的特點(diǎn)。用于公路隧道圍巖壓力計(jì)算方面比采用采用鐵路規(guī)范要優(yōu)越、合理，但目前缺乏足夠的公路隧道坍方調(diào)查資料對(duì)以上兩式進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)估，因此規(guī)范中仍采用前式。但在使用過程中，對(duì)兩式進(jìn)行對(duì)比分析，能更加完善。由此以規(guī)范規(guī)定的公式為主，但對(duì)兩式進(jìn)行對(duì)比分析的結(jié)果如下：（1）、鐵路隧道規(guī)范：圍巖壓力按松弛荷載考慮，其垂直均布?jí)毫砂聪率接?jì)算：q=0.45×26—Sγω（3-1）式中q——垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2）；S——圍巖類別；γ——圍巖容重（kN/m3）；ω——寬度影響系數(shù)，ω＝1＋i（B―5）；其中，B為坑道寬度（m）；i系B每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率，以B＝5m的圍巖垂直均布?jí)毫闇?zhǔn)，當(dāng)B＜5m時(shí)，取i＝0.2；B＝5～15m時(shí)，取i＝0.1。所以，根據(jù)B＝9m，取i＝0.1，得ω=1.4。計(jì)算表格表3-1圍巖類別（S）Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類范圍值容重γ（kN/m3）17～2019～2223～25垂直均布?jí)毫（kN/m2）171.36～2201.695.76～1110.8857.96～633特定取值容重γ（kN/m3）202224垂直均布?jí)毫（kN/m2）201.6110.960.5（2）、公路隧道規(guī)范：因?yàn)槿狈ψ銐虻墓匪淼捞角闆r，為此仍以鐵路塌方調(diào)查資料為基礎(chǔ)，經(jīng)多方面的論證，找出的更適合于公路隧道圍巖壓力的計(jì)算公式是：P＝0.8γ×KB×e0.62（6—S）（3-2）其中，P——深埋隧道垂直均布圍巖壓力；KB——跨度影響系數(shù)，計(jì)算公式為：KB＝B/8＝1.125B——隧道開挖跨度（m）；e——自然對(duì)數(shù)底；計(jì)算表格表3-2圍巖類別（S）Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類范圍值容重γ（kN/m3）17～2019～2223～25垂直均布?jí)毫（kN/m2）182.70～2214.944109.85～1127.19971.53～777.75特定取值容重γ（kN/m3）202224垂直均布?jí)毫（kN/m2）214.9127.274.6由此可見，公路隧道的圍巖壓力計(jì)算結(jié)果較大，設(shè)計(jì)上可能要求相對(duì)保守，增大安全系數(shù)一些。但設(shè)計(jì)中仍采用規(guī)范要求，某些數(shù)值使用特定取值計(jì)算。2、水平壓力水平均布?jí)毫?，即主?dòng)側(cè)壓力e是隨圍巖類別而定，但必須滿足的條件是：H/B＜1.7，H為坑道開挖高度（m），B為坑道開挖寬度（m）；不產(chǎn)生膨脹力的圍巖及偏壓不顯著的隧道；采用鉆爆法施工的隧道。水平壓力與圍巖對(duì)應(yīng)表表3-3圍巖類別Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類水平均布?jí)毫（0.3～0.5）q（0.15～0.33）q＜0.15q數(shù)值60.48～1000.816.64～333.27＜9.08在確定圍巖水平壓力值時(shí)，要考慮下列情況：Ⅳ、Ⅲ類圍巖，主要產(chǎn)生垂直壓力，因坑道側(cè)壁較穩(wěn)定，水平壓力一般不大。但圍巖的不均勻性和不連續(xù)性較突出，故可能局部出現(xiàn)較大的水平壓力，必須注意；Ⅱ類圍巖水平壓力較大，對(duì)襯砌設(shè)計(jì)有很大影響，有條件宜進(jìn)行實(shí)測(cè)。二、深埋、淺埋隧道分界正確判斷淺埋和深埋隧道的分界深度，對(duì)選擇淺埋段（包括洞口段）加強(qiáng)襯砌的類型、長度、施工方法以及是否需對(duì)地面建筑物施加防護(hù)等有著實(shí)際意義。目前分界深度多以坑道開挖對(duì)地表不產(chǎn)生影響，即引起應(yīng)力重分布不涉及地表的原則，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定。按荷載等效高度的判定為：HP=（2～2.5）hq（3-3）式中：HP——深淺埋隧道分界深度；hq——荷載等效高度，計(jì)算式為：；q——計(jì)算出的深埋隧道垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2）；γ——圍巖容重（kN/m2）；并且Ⅰ～Ⅲ類圍巖取HP=2.5hq；Ⅳ～Ⅴ類圍巖取HP=2hq。計(jì)算表格表3-4圍巖類別（S）Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類注：Ⅳ類圍巖位于于隧道中間段段，所以只需需考慮進(jìn)出口口Ⅱ、Ⅲ類圍巖的深深淺埋分界線線。荷載等效高度hqq（m）10.085.042.52深淺埋隧道分界深深度HP（m）2712.65.04三、淺埋隧道圍巖壓力淺埋隧道圍巖壓力分下列兩種情況分別計(jì)算：1、埋深（H）小于或等于等效荷載高度hq此時(shí)的荷載視為均布垂直壓力：q＝γH，式中：γ——坑道上覆圍巖容重；Ｈ——隧道埋深，即坑頂至地面的距離；側(cè)向壓力e，按均布考慮時(shí)，其值為：e＝γ（H＋Ht）tg２（45°－）（3-4）式中：Ht——坑道高度，7.4m；Φ——圍巖計(jì)算摩擦角，見下表。圖3-1圍巖壓力圖摩擦角取值表表3-5圍巖類別ⅡⅢ類Ⅳ類Φ值（°）31～4243～5455～662、埋深大于hq、小于Hp為便于計(jì)算，作如下假定：圖3-2圍巖壓力圖（1）、假定土體中形成的破裂面是一條與水平成β角的斜直線，如圖所示；（2）、EFHG巖（土）體下沉，帶動(dòng)兩側(cè)三棱土體（如FDB及ECA）下沉，整個(gè)土體ABDC下沉?xí)r，又要受到未擾動(dòng)巖（土）體的阻力；（3）、斜直線AC或BD是假定的破裂面，分析時(shí)要考慮內(nèi)聚力C并采用計(jì)算摩擦角Φ；另一滑動(dòng)面FH或EG則并非破裂面，因此，滑面阻力要小于破裂滑面的阻力，若該滑面的摩擦角為θ，則θ值小于Φ值，無實(shí)測(cè)資料時(shí)，按表3-6選取。θ的選取表表3-6圍巖類別≥ⅣⅢⅡθ值０.９Φ（０.７～０.９）Φ（０.５～０.７）Φ選定θ值（°）544024設(shè)坑道上覆巖體EFHG的重力為W，兩側(cè)三棱巖體FDB或ECA的重量為W１，未擾動(dòng)巖體對(duì)整個(gè)滑動(dòng)土體的阻力為F，當(dāng)EFHG下沉，兩側(cè)受到的阻力為T或T′，由圖可知，作用于HG面上的垂直壓力總值為：(3-5)三棱體自重為：(3-6)其中：h為坑道底部到地面的距離；β為破裂面與水平面的夾角。依正弦定律，可得：(3-7)而代入三棱體自重后可得：(3-8)其中，λ——側(cè)壓力系數(shù)λ＝（3-9）（3-10）至此，極限最大阻力T值可求得。得到T值后，代入求得作用在HG面上的總垂直壓力Ｑ淺：（3-11）由于GC、HD與EG、FH相比往往較小，而且襯砌與土之間的摩擦角也不同，前面分析時(shí)均按θ計(jì)，當(dāng)中間土塊下滑時(shí)，由ＦＨ及ＥＧ面?zhèn)鬟f，考慮壓力稍大些對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)也偏于安全，因此，摩阻力不計(jì)隧道部分而只計(jì)洞頂部分，即：在計(jì)算中用埋深H代替h。這樣：，由于W＝BtHγ，得：（3-12）其中，Bt——坑道寬度。換算為作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的均布荷載，即（3-13）作用在支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的水水平側(cè)壓力為為：ee1＝γHλ，e2＝γhλ（3-14）側(cè)壓力被被視為均布?jí)簤毫r(shí)，ee＝（e1＋e2）（3-15）3、計(jì)算及單點(diǎn)算例例：計(jì)算表格表33-7圍巖類別Ⅱ類Ⅲ類Φ的取值（°）4050容重γ（kN/m3）2022單點(diǎn)的隧道埋深HH（m）①7②9垂直均布?jí)毫（kN/m2）140163.11水平均布?jí)毫（kN/m2）46.5358.68其中，計(jì)計(jì)算的第①點(diǎn)位于Ⅱ類圍巖的進(jìn)進(jìn)口洞門，根根據(jù)埋深H＝7m＜10.08，可確定采采用方法1計(jì)算；而計(jì)計(jì)算的第②點(diǎn)位于Ⅲ類圍巖的出出口洞門處，根根據(jù)埋深H＝9m＞5.04可知，采用用方法2，且計(jì)算得得：λ＝0..21；e1＝222×9×00.21＝41.588kN/mm2；e2＝222×（9＋7.4）×0.21＝75.777kN/mm2。第四章洞口及及洞門設(shè)計(jì)洞口位置置應(yīng)根據(jù)地形形、地質(zhì)、水水文條件和襯襯砌結(jié)構(gòu)類型型，并考慮邊邊坡及仰坡的的穩(wěn)定，從保保證施工和營營運(yùn)安全出發(fā)發(fā)，通過經(jīng)濟(jì)濟(jì)、技術(shù)比較較，綜合研究究確定。因?yàn)樗淼赖赖倪M(jìn)口段為為Ⅱ類圍巖，出出口段為Ⅲ類圍巖，所所以進(jìn)出口全全部采用翼墻墻式洞門——翼墻較長大大，除支撐端端防止滑動(dòng)或或傾倒外，還還可支撐邊坡坡，少挖土方方。其中，端端墻拱圈與洞洞身襯砌應(yīng)為為整體。又因?yàn)槎纯诘倪吰缕录把銎卤仨氻毐ＷC穩(wěn)定，避避免大挖大刷刷，所以根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)開挖高高度、坡度確確定進(jìn)口Ⅱ類圍巖處的的坡度為1：1.25，出口Ⅲ類圍巖處的的坡度為1：0.75。隧道位于遵義市區(qū)區(qū)邊，要兼顧顧美觀、實(shí)用用，且需要注注意與環(huán)境相相協(xié)調(diào)。洞門門周圍應(yīng)綠化化、美化。第一節(jié)洞門設(shè)設(shè)計(jì)一、洞門設(shè)計(jì)規(guī)定定及數(shù)據(jù)1、洞門仰坡坡腳至至洞門墻背的的水平距離＞＞1.5m，取1.5m；2、洞門端墻與仰坡坡之間的水溝溝溝底至襯砌砌拱頂外緣的的高度＞1.0m，取1.0；3、洞門墻頂應(yīng)高出出仰坡坡腳0.5m以上，取0.5m；4、水溝底下采用填填土?xí)r，應(yīng)夯夯填密實(shí)?；茁袢胪临|(zhì)質(zhì)地基的深度度不應(yīng)小于1.0m，嵌入巖石石地基的深度度不應(yīng)小于0.5m。此次，出出于安全考慮慮取1.5m；5、擋墻式翼墻需在在地質(zhì)情況有有變化處，設(shè)設(shè)置沉降縫，縫縫寬2～3cm，縫內(nèi)填塞塞瀝青。6、為防止泄水孔堵堵塞，在泄水水孔洞口處需需要設(shè)置反濾濾層，并在最最底排泄水孔孔下部設(shè)置隔隔水層。二、建筑材料及施施工要求端墻、頂頂帽、翼墻和和洞口擋土墻墻：C20的混凝土土構(gòu)件。側(cè)溝、截截水溝、護(hù)坡坡等：5號(hào)水泥砂漿漿砌片石。洞門端墻墻厚度部分的的拱、墻應(yīng)與與洞口環(huán)節(jié)襯襯砌用同一材材料整體建筑筑，以使其連連接良好。翼翼墻式洞門的的端墻與翼墻墻應(yīng)同時(shí)建筑筑，盡量使用用統(tǒng)一材料。當(dāng)當(dāng)洞頂仰坡土土石有剝落可可能時(shí)，坡面面應(yīng)清理加固固。洞門應(yīng)盡盡早修建，并并盡可能避免免在雨季施工工。洞門修建建前應(yīng)做好洞洞口及仰坡周周圍的排水、截截水設(shè)施，以以保護(hù)仰、邊邊坡的穩(wěn)定，并并與路基排水水系統(tǒng)整體考考慮。三、洞門計(jì)算洞門可視視為擋土墻，按按極限狀態(tài)計(jì)計(jì)算其強(qiáng)度，并并應(yīng)驗(yàn)算繞墻墻趾傾覆及沿沿基底滑動(dòng)的的穩(wěn)定。洞門門主要驗(yàn)算規(guī)規(guī)定如下：洞門墻驗(yàn)算規(guī)定表4-1墻身截面荷載效應(yīng)應(yīng)值Sd≤結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值RRd（按極限狀狀態(tài)計(jì)算）墻身截面偏心距ee≤0.3倍截面厚度度基底應(yīng)力σ≤地基容許承載力基底偏心距e巖石地基≤B/44～B/5（B為墻底地基基厚度）滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)KCC≥1.3傾覆穩(wěn)定系數(shù)KOO≥1.5洞門計(jì)算算可包括端墻墻和翼墻（擋擋墻）兩大部部分，其承受受的土壓力，基基本上是按庫庫倫理論計(jì)算算，其設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方法和要要求同擋土墻墻，并假定不不論墻背傾斜斜和直立，土土壓力按水平平方向作用考考慮。根據(jù)任務(wù)務(wù)書，以出口口Ⅲ類圍巖處的的洞門為算例例，參照《鐵鐵路工程設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)手冊(cè)——隧道》計(jì)算算如下。1、原始資料仰坡率11：0.75，巖體內(nèi)摩摩擦角φ＝60°，容重γ＝24kN//m3，ε＝53°08′；建筑材料料采用混凝土土，但洞門外外墻面上為了了美觀，使用用了天然石料料鑲面并勾縫縫，所以材料料容重γ0＝24kNN/m3?；兹菰S許壓應(yīng)力[σ]＝0.6MPPa，墻身仰角tgα＝0.1，基底摩擦擦系數(shù)f＝0.5，tgε＝1.33。查表洞門門土壓力系數(shù)數(shù)表得：λ端＝0.08003；ω/tgω＝21°55′/0.40023；λ翼＝0.04883。2、洞門尺寸擬定（1）、依依據(jù)所選用的的洞口襯砌斷斷面，按規(guī)范范要求做出洞洞門尺寸圖（圖圖樣附后）。（2）、按按工程類比法法初選洞門主主墻厚b＝1.0m，翼墻厚1m。3、翼墻穩(wěn)定性和強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算翼墻計(jì)算算條為取洞門門端墻墻趾前前的翼墻寬1m的條帶。計(jì)算高度度H平均＝（6.4＋1.5）－（7.9×00.1＋0.5）×tgε－1.5＝4.68mm（1）、翼翼墻墻身偏心心距驗(yàn)算①、墻背背主動(dòng)土壓力力：E＝×γH2λ＝×24×4.6882×0.04483＝12.699kN/m2②、傾覆覆力矩（對(duì)B點(diǎn)）：MB＝×H平均×E＝××4.68××12.699＝19.800kN·m③、穩(wěn)定定力矩：自重∑N＝4.68×1×224－×0.5××24＝112.332－12.6＝99.722kN穩(wěn)定力矩：MY＝＝（0.5+×44.68×00.1）×112..32－（4.68××0.1＋0.5）×12.66＝82.44－12.19＝70.255kN·m④、偏心心計(jì)算：＝（70.25－199.80）/99.772＝0.5066m＝0.5－0.5006＝－0.0066m＜0.3×1＝0.3m（可）⑤、墻身身應(yīng)力計(jì)算：：=×（1±6×）＝＝kNN·m＜[σ]＝600kNN·m（可）（2）、翼翼墻基底的計(jì)計(jì)算（按墻高高H＝4.68++1.5＝6.18m計(jì)算）①、主動(dòng)動(dòng)土壓力：E′＝×γH2λ＝×24×6.1882×0.04483＝22.144kN/m2②、傾覆覆力矩：MB′＝×H×E′＝×66.18×222.14＝45.611kN·m③、穩(wěn)定定力矩：自重∑N′＝99.72＋×11.0×244＝136.992kN穩(wěn)定力矩：∑MYY′＝（0.5+×66.18×00.1）×136..92＋1.5×224×＋×0.1×24××（×0.1＋1.5）－12.19（0.6＋0.5＋0.468）＝＝110.777＋27＋1.84－19.11＝120.55kN·m④、穩(wěn)定定計(jì)算：傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)＝＝2.64＞1.5（可）滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)數(shù)＝0.5×＝3.09＞1.3（可）⑤、基底底偏心及應(yīng)力力驗(yàn)算：C′＝（120.5－45.61）/136..92＝0.5477me′＝00.75－0.547＝0.2033m＜B/5＝0.3m（可）基底應(yīng)力力：=×（1±6×）＝91.228×）＝kN··m＜[σ]＝600kNN·m（可）4、端墻的驗(yàn)算檢查端墻墻最不利的Ⅱ部分：（1）、尺尺寸及數(shù)據(jù)：：a＝（00.6＋0.3＋0.3）－0.4×00.1＝1.16mm取b＝0.5m（根據(jù)計(jì)計(jì)算距離基底底的距離為5m），有h0＝＝a＋0.1h0h0＝a/00.9＝1.16/0.99＝1.2899mh0＋HH＝11.7－5－0.5＝6.2mH＝6..2－1.289＝4.9111m已知λ端＝0.00803；tgω＝0.40223；ω＝21°55′由表6--10可求得：＝1.16/（00.40233－0.1）＝3.8377m圖4-1洞頂大樣圖h′－h(huán)h0＝2.5488mH＋h00－h(huán)＇＝4.911－2.548＝2.3633mσh＇＝γh’（1－h(huán)0/h＇）λλ＝24×3..837×（1－1.2899/3..837）×0.08803＝4.9111kN/m22σH＝γHλ端＝24×4.9111×0.08803＝9.6466kN/m22(2)、主主動(dòng)土壓力:E＝[σσH×H＋×σh＇×h0]0.5＝[××9.4644×4.9111＋×4.9111×1.2889]×00.5＝13.2002kN/mm2(3)、傾傾覆力矩:M傾＝｛｛H×σH×H＋[h＇＋（H＋h0－h(huán)＇）]×σh＇×h＇－[（h＇－h(huán)0）＋（H＋h0－h(huán)＇）]×σh＇（h＇－h(huán)0）｝×0.5＝｛｛×4.9111×23..239＋[×3.8337＋2.3633]××4..911×33.837－[×2.5448＋2.3633]××4..911×22.548｝×0.5＝｛｛38.0442＋34.3114－20.0998｝×0.5＝26.1229kN·mm(4)、穩(wěn)穩(wěn)定力矩:墻身自重NN＝[（HH＋h0＋0.25）×1－（0.435＋0.04＋0.025）×0.655×0.5＋0.6×00.25－0.5×00.12]×0.55×24＝[6..45－0.163＋0.15－0.0055]×0.55×24＝154.3368×0..5＝77.188kNM穩(wěn)＝｛6.445×0.55（1＋0.468）－0.4355×0.655×0.5[[（H＋h0－0.4）×0.1＋1－×0.4335]－0.0655×0.655×0.5[（H＋h0－0.4）×0.1＋1.0＋×0.0665]＋0.25××0.6（0.468＋0.2）－0.005（0.468－0.1×22/3）｝×0.5××24＝｛4..734－0.203－0.034＋0.1－0.002｝×0.5××24＝1100.28×00.5＝55.144kN·m(5)、強(qiáng)強(qiáng)度及偏心計(jì)計(jì)算：c＝（1110.288－52.2558）/1544.368＝0.3766me＝0..5－0.376＝0.1244m＜0.3b＝0.3m（可）σ＝1554.3688×0.5÷（1×0.5）×（1±6×）＝1154.3668×）＝kN··m＜[σ]＝600kNN·m（可）5、端墻與翼墻共同同作用驗(yàn)算（Ⅲ部分）（1）、數(shù)數(shù)據(jù)：b＝1.99m，H0＋h0＝11.70－0.5＝11.200mH0＝111.20－1.289＝9.9111mσH＝γHHλ端＝24×9..911×00.08033＝19.100kN/m22（2）、主主動(dòng)土壓力：：E＝[σHH×H0＋×σh＇×h0]1.99＝[×119.10××9.9111＋×4.9111×1.2889]×11.9＝185.886kN/mm2（3）、洞洞門端墻自重重：N端＝11.9×244[（11.70－0.25）×1.0－0.5×00.65×00.5＋0.6×00.25－0.5×00.12]＝＝[11.445－0.163＋0.15－0.0055]×1.99×24＝521.330kN（4）、洞洞口翼墻自重重N翼＝[[0.5（3.98＋0.15）×6.4＋0.5（3.98＋3.98＋0.15）×0.5（1.5＋1.6）×1－×0.3××6.4×11.33]××24＝＝[13.222＋6.29－1.15]]×24＝18.366×24＝440.664kN（5）、端端、翼墻共同同作用滑動(dòng)穩(wěn)穩(wěn)定性：KC＝f·∑N/∑E＝00.5×（521.330＋440.664）/185..86＝2.59＞1.3（可）6、結(jié)語圖4-2洞門結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算圖（單位位：cm）本次設(shè)計(jì)計(jì)是以出口段段的Ⅲ類圍巖處的的洞門為范例例，其他翼墻墻式洞門的驗(yàn)驗(yàn)算如上。由此可知知，翼墻的驗(yàn)驗(yàn)算結(jié)果符合合規(guī)范要求，此此類洞門及數(shù)數(shù)據(jù)是可用的的。其中，翼翼墻可作為垂垂直洞門式或或八字式，這這就視洞口地地形及開挖量量大小而定。第二節(jié)體積計(jì)計(jì)算因?yàn)榈匦涡纹矫鎴D只有有1：1000及1：2000的圖，所以以開挖線及土土方量的繪制制與計(jì)算都不不甚精確，所所以按《鐵路路工程設(shè)計(jì)手手冊(cè)——隧道》附錄錄四進(jìn)行計(jì)算算。一、適用范圍及適適用方法本方法適適用于自然地地面坡度1：0.5～1：∞，開挖邊坡1：0.3～1：2，采用圓角角法開挖的隧隧道仰坡。從地形圖圖上用比例尺尺量得平均自自然坡n，再由計(jì)算算深度h——翼墻前端起起坡點(diǎn)與自然然坡的高差，開開挖坡度m，查表可得得每端洞口的的仰坡體積V。算式有：轉(zhuǎn)角范圍圍仰坡數(shù)量：：V1或V2＝πh3/12·CCX2（m3）（4-1）正面仰坡坡斷面積：（4-2）正面仰坡坡開挖數(shù)量：：V3＝A×L（m3）（4-3）每端洞口口的仰坡體積積：V＝V1＋V2+V3（m2）（4-4）式中：L——洞門門上部寬度（m）；θ———轉(zhuǎn)角角度；；系數(shù)數(shù)，（4-5）二、仰坡體積計(jì)算算1、進(jìn)口：h1＝77m；1：m＝1：1.25；1：n＝1：∞；所以得：V1、VV2＝140m3，A＝31m2，V3＝310m3，V＝590m3。2、出口：h2＝99m，1：m＝1：0.75；1：n＝1：1；所以得：V1、VV2＝1718mm3，A＝122m2，V3＝1220mm3，V＝4656mm3。3、統(tǒng)計(jì)數(shù)量：估算V總總＝2（V進(jìn)＋V出）==2×（590＋4656）＝104922m3。圖4-3計(jì)算示示意圖第五章隧道襯襯砌及路面第一節(jié)襯砌設(shè)設(shè)計(jì)要求一、一般規(guī)定襯砌采用用復(fù)合式襯砌砌。復(fù)合式襯襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)綜綜合考慮包括括圍巖在內(nèi)的的支護(hù)結(jié)構(gòu)、斷斷面形式、開開挖方法、施施工順序和斷斷面的閉合時(shí)時(shí)間等因素，力力求充分發(fā)揮揮圍巖所具有有的自承能力力。復(fù)合式襯襯砌由外層和和內(nèi)層復(fù)合而而成，其外層層為初期柔性性支護(hù)，可采采用噴射混凝凝土、錨桿、鋼鋼筋網(wǎng)、鋼支支撐等支護(hù)形形式，單一或或合理組合而而成；內(nèi)層為為二次襯砌，一一般采用現(xiàn)澆澆混凝土襯砌砌。兩襯砌間間宜采用防水水層措施。依圍巖類類別、工程地地質(zhì)條件、埋埋置位置及施施工條件確定定結(jié)構(gòu)類型和和尺寸。確定定開挖尺寸時(shí)時(shí)，應(yīng)預(yù)留必必要的初期支支護(hù)變形量，其其量值根據(jù)圍圍巖條件、支支護(hù)剛度、施施工方法等確確定，并應(yīng)量量測(cè)校正。二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、隧道道洞口內(nèi)應(yīng)設(shè)設(shè)置加強(qiáng)襯砌砌段，其長度度以伸入洞內(nèi)內(nèi)深埋段一般般不宜小于10m。2、圍巖巖較差段的襯襯砌應(yīng)向圍巖巖較好段延伸伸5m以上。偏壓壓襯砌段應(yīng)延延伸至一般襯襯砌段5m以上。而輔輔助坑道、聯(lián)聯(lián)絡(luò)通道、避避車洞等與主主隧道連接處處的襯砌設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)處理理。3、設(shè)置置仰拱的隧道道，路面以下下應(yīng)以漿砌片片石或貧混凝凝土回填。4、在對(duì)對(duì)襯砌有不良良影響的軟硬硬地層，以及及襯砌結(jié)構(gòu)類類型變化處，應(yīng)應(yīng)設(shè)置沉降縫縫。在Ⅱ類圍巖洞口口約50m的范圍內(nèi)，襯襯砌拱墻環(huán)節(jié)節(jié)每隔10m左右即設(shè)置置。其中，混混凝土襯砌縫縫寬約1cm，中間夾以以瀝青油毛氈氈，隨灌筑隨隨做，若有漏漏水現(xiàn)象，再再在襯砌內(nèi)緣緣鑿成V形槽，塞以以瀝青麻筋。襯襯砌的工作縫縫應(yīng)與設(shè)計(jì)的的沉降縫、伸伸縮縫結(jié)合布布置，并盡量量少設(shè)置工作作縫。5、隧道道襯砌背后的的空隙必須回回填密實(shí)，并并應(yīng)與拱、墻墻灌筑同時(shí)進(jìn)進(jìn)行。當(dāng)用先先拱后墻法時(shí)時(shí)，拱腳以上上1m范圍內(nèi)，應(yīng)應(yīng)用與拱圈同同級(jí)的混凝土土一起灌筑。不不良地質(zhì)地段段，除回填密密實(shí)外，可進(jìn)進(jìn)行壓漿加固固。第二節(jié)襯砌設(shè)設(shè)計(jì)一、襯砌類型分類類因?yàn)橥ㄟ^過方案比選，本本設(shè)計(jì)最后選選用的隧道線線路是方案B。而本設(shè)計(jì)計(jì)左右線皆從從K121++880（地面高程程為926m）～K122++580（地面高程程為919m），總長為700m。所以參考考原設(shè)計(jì)資料料，大致估計(jì)計(jì)出圍巖及襯襯砌情況如下下：各段襯砌長度表5-1襯砌長度（m）Ⅱ類襯砌Ⅲ類襯砌Ⅳ類襯砌進(jìn)口淺埋段中間段隧道左線3555275335隧道右線3580210375而公路隧隧道要避免截截面變化，所所以隧道全部部采用曲墻式式襯砌。不過過，Ⅱ、Ⅲ類圍巖地段段要設(shè)置仰拱拱，Ⅳ類則不需設(shè)設(shè)置。其中Ⅱ類圍巖淺埋埋地段較長，采采用了淺埋式式襯砌；而Ⅲ類圍巖應(yīng)淺淺埋段較短，則則不考慮淺埋埋段，僅僅在在洞口開挖時(shí)時(shí)進(jìn)行加固，或或增大襯砌參參數(shù)。由此襯砌砌有四類，即即：Ⅱ類淺埋段的的加強(qiáng)襯砌（Q2）、Ⅱ類深埋段的的復(fù)合式襯砌砌（S2）、Ⅲ、Ⅳ類復(fù)合式襯襯砌（S3、S4）。二、襯砌基本尺寸寸各類襯砌基本參數(shù)數(shù)表表5-2圍巖類別Q2S2S3S4初期支護(hù)錨桿φ25錨桿L＝4.0mφ25錨桿L＝3.5mφ22錨桿L＝3.5mφ22錨桿L＝3.0m鋼筋網(wǎng)雙層φ8鋼筋網(wǎng)225cm×225cm雙層φ8鋼筋網(wǎng)225cm×225cm雙層φ6鋼筋網(wǎng)225cm×225cm單層φ6鋼筋網(wǎng)225cm×225cm噴射混凝土C20噴射混凝土土25cm厚C20噴射混凝土土20cm厚C20噴射混凝土土20cm厚C20噴射混凝土土15cm厚鋼拱架20b工字鋼間距距0.8m20b工字鋼間距距1.0m18b工字鋼間距距1.0m——二次襯砌C25鋼筋混凝土土60cm厚C25鋼筋混凝土土60cm厚C25鋼纖維混凝凝土50cm厚C25素混凝土445cm厚預(yù)留變形量（cmm）1515105輔助施工長管棚Φ108mmm×6mmLL=40m側(cè)壁導(dǎo)坑法施工超前小導(dǎo)管側(cè)壁導(dǎo)坑法施工超前錨桿——三、襯砌建筑材料料拱圈：采采用C20的噴射混凝凝土；邊墻：采用C255的混凝土；；仰拱：采用C255的混凝土；；仰拱填充：采用CC10片石混凝土土；水溝溝身及電纜槽槽身：采用C15的混凝土；；水溝蓋板及電纜槽槽蓋板：采用用C15的鋼筋混凝凝土。其中，噴射混凝土土采用的是防防水混凝土；；而鋼纖維混混凝土中，鋼鋼纖維的摻入入不需改變傳傳統(tǒng)噴射混凝凝土配合比設(shè)設(shè)計(jì)，普通噴噴射混凝土的的配料、拌和和、供料和噴噴射方法適用用于濕拌鋼纖纖維噴射混凝凝土。鋼纖維維與其它骨料料一同在拌和和時(shí)加入，使使鋼纖維能均均勻地分解開開來，不會(huì)出出現(xiàn)團(tuán)聚成球球的問題。所所以其更為具具有剛硬和低低塌落度的特特性，但也易易于拌和，能能良好地噴射射。施工中摻摻入高效減水水劑可改善鋼鋼纖維噴射混混凝土的工作作性能，應(yīng)避避免過量加水水來改變其稠稠度，導(dǎo)致強(qiáng)強(qiáng)度降低。第三節(jié)路面一、混凝土板洞內(nèi)行車車道路面，宜宜采用水泥混混凝土路面，墻墻部應(yīng)設(shè)置變變形縫，路面面等處也應(yīng)相相應(yīng)設(shè)置變形形縫。行車道道路面設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)符合交通部部頒發(fā)的《公公路水泥混凝凝土路面設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》（JTJ0012—84）和《公路路柔性路面設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ0014—86）的有關(guān)規(guī)規(guī)定。依據(jù)規(guī)范范，將交通等等級(jí)設(shè)定為重重。且可知路路面橫向坡度度一般為1%～2%，混凝土面面板為矩形，取取縱向縮縫間間距（板寬）為3.5m，橫向縮縫間距（板長）取5m，初定厚度25cm。二、接縫設(shè)計(jì)1、混凝土面板縱縫縫：與路線中中線平行，一一般可分為縱縱向縮縫和縱縱向施工縫。因?yàn)橐淮未武佒挾葹闉?.5m，小于路面面寬度，所以以應(yīng)設(shè)置縱向向施工縫。采用平縫，設(shè)置了了拉桿的縱向向施工縫。構(gòu)造如右右圖：2、混凝土面板橫縫縫：橫縫一般般分為橫向縮縮縫、脹縫、橫橫向施工縫。（1）、假縫：橫向縮縫采用假縫縫。在鄰近脹縫縫或路面自由由端部的3條縮縫內(nèi)，均均宜加設(shè)傳力力桿。右圖是假假縫加傳力桿桿型。（2）、脹縫：在隧道口根據(jù)施工工溫度至少設(shè)設(shè)置2條脹縫。而與柔性路面相接接處、板厚改改變處、小半半徑平曲線和和凹形豎曲線線縱坡變化處處，也均應(yīng)設(shè)設(shè)置。脹縫采用用滑動(dòng)傳力桿桿，并設(shè)置支支架或其他方方法予以固定定。如右圖：3、注意事項(xiàng)：每日施工終了，或或澆筑混凝土土過程中因故故中斷澆筑時(shí)時(shí)，必須設(shè)置置橫向施工縫縫——盡量少設(shè)置置，無可避免免時(shí)，采用傳傳力桿滑動(dòng)型型。其位置宜設(shè)在脹縫縫或縮縫處。設(shè)設(shè)在脹縫處的的施工縫與傳傳力桿型相同同；設(shè)在縮縫縫處的施工縫縫應(yīng)采用平縫縫加傳力桿型型。其中，拉拉桿采用φ14螺紋鋼筋，最最大間距為80cm，Lmin＝70cm。傳力桿采采用φ25的光面鋼筋筋，Lmin＝45cm，間距30cm。第六章防水與與排水第一節(jié)防排水水總則隧道滲漏水的長期期作用，可能能造成隧道侵侵蝕破壞，對(duì)對(duì)各種附屬結(jié)結(jié)構(gòu)及設(shè)備的的絕緣、防銹銹、防蝕也會(huì)會(huì)有影響，且且路面積水會(huì)會(huì)使行車環(huán)境境惡化，降低低輪胎和路面面的附著力。所以隧道道應(yīng)結(jié)合襯砌砌采取可靠的的防水和排水水措施，保證證使用期內(nèi)行行車安全、設(shè)設(shè)備正常使用用。一般視水水文地質(zhì)因地地制宜采取“以排為主，防防、排、截、堵堵相結(jié)合”的綜合治理理原則，達(dá)到到排水通暢、防防水可靠、經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理、不不留后患的目目的。其中：“防”——指襯砌抗?jié)B滲和襯砌外圍圍防水，包括括襯砌外圍防防水層和壓漿漿。“排”——指使襯砌背背后空隙及圍圍巖不積水，減減少襯砌背后后的滲水壓力力和滲水量?！敖亍薄笍牡孛娼亟刈撸瑴p少地地面水下滲；；從地下采取取導(dǎo)坑、泄水水洞、井點(diǎn)降降水等截水措措施，減少地地下水流向襯襯砌周圍。“堵”——采用注漿、噴噴涂、嵌補(bǔ)抹抹面等方法堵堵住滲水裂縫縫、空隙、裂裂縫。總之，因因?qū)Φ乇硭⒌氐叵滤畱?yīng)采取取妥善的處理理，使得洞內(nèi)內(nèi)外形成一個(gè)個(gè)完整暢通的的防排水系統(tǒng)統(tǒng)。一般公路路隧道應(yīng)做到到：拱部不滴滴水、邊墻不不滴水；路面面不冒水、不不積水、設(shè)備備箱洞處不滲滲水第二節(jié)防水隧道附近有泉水，所所以要考慮修修建隧道而造造成的地表水水和地下水位位降低、流失失，影響居民民生活和農(nóng)田田灌溉的可能能，不宜將水水源截?cái)?、堵堵死。但若隧隧道圍巖的水水，主要由洞洞頂?shù)乇硭a(bǔ)補(bǔ)給時(shí)，可在在洞頂?shù)乇磉M(jìn)進(jìn)行處理，以以隔離水源。一、洞內(nèi)防水隧道襯砌砌修建的是復(fù)復(fù)合式襯砌，所所以在初期支支護(hù)和二次襯襯砌之間采用用了耐老化，耐耐細(xì)菌腐蝕、容容易操作且焊焊接時(shí)無毒氣氣的夾層防水水層。而初期期支護(hù)采用防防水混凝土，二二次襯砌則可可用普通混凝凝土。1、本設(shè)計(jì)的基本情情況（1）、選選用的1cm厚的聚乙烯烯（PVC）復(fù)合土工工布防水板，在在拱部和邊墻墻都鋪設(shè)。二二次襯砌中的的各種構(gòu)件都都盡量不鑿穿穿PVC板，否則應(yīng)應(yīng)做特殊防水水處理。（2）、因因?yàn)椴捎昧朔婪浪畬?，所以以PVC板背后一般般可不鋪設(shè)排排水盲溝。但但在實(shí)際施工工中，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)開挖或第一一次網(wǎng)噴后滲滲水嚴(yán)重，視視圍巖出水情情況，在實(shí)際際測(cè)算滲水量量后，應(yīng)鋪設(shè)設(shè)排水盲溝。所所以留了設(shè)置置環(huán)向排水盲盲溝的位置，并并且一般采用用波紋軟管，間間距10-300m。（3）、使使用防水混凝凝土襯砌，混混凝土應(yīng)滿足足抗?jié)B要求，混混凝土的抗?jié)B滲標(biāo)號(hào)不宜低低于B4。混凝土表表層應(yīng)盡量平平滑，以減少少對(duì)防水層的的損害。2、防水混凝土（1）、原原料：400以以上的普通硅硅酸鹽水泥；；符合級(jí)配配的天然河砂砂；石子宜用用圓形卵石和和人工敲碎的的方整碎石，軟軟弱風(fēng)化顆粒粒含量部大于于10%，片狀顆粒粒含量部大于于15%，石子粒徑徑宜在5～40mm之間；粉細(xì)料（粒粒徑在0.05～0.15mmm）宜采用磨磨細(xì)的石英砂砂、石粉及風(fēng)風(fēng)砂等。混凝土中中加入了外加加劑或密實(shí)劑劑，施工較為為方便，抗凍凍性、耐蝕性性都較強(qiáng)。（2）、配配置注意事項(xiàng)項(xiàng)：砂率在335～45%間，抗?jié)B標(biāo)標(biāo)號(hào)越高，砂砂率越大；粉細(xì)砂摻摻量，應(yīng)摻入入集料重量的的2.5～8%的粉細(xì)料，抗抗?jié)B標(biāo)號(hào)越高高，粉細(xì)料摻摻量越多；水水灰比一般不不大于0.6。加氣劑通通常使用松香香熱聚物和松松香酸鈉，也也可使用合成成洗滌劑及新新的加氣劑材材料乳化劑OP?；炷林锌湛諝夂繎?yīng)控控制在3～5%為宜。因含含氣量每增加加1%，混凝土強(qiáng)強(qiáng)度則降低5%。3、襯砌各縫防水：：襯砌設(shè)計(jì)計(jì)、施工中的的各接縫的防防水防滲應(yīng)采采取專門的加加強(qiáng)防水措施施，除按施工工技術(shù)規(guī)則要要求處理接縫縫處。（1）、本本設(shè)計(jì)采用企企口式施工縫縫。如右圖（單單位cm）：在灌筑第第二層前先刷刷水泥漿兩遍遍再鋪設(shè)1cm厚的砂漿（用用原混凝土的的配合比，除除去粗集料）過過半小時(shí)以后后再灌筑第二二層混凝土。其其防水性能較較好，但施工工較為復(fù)雜。（2）、沉沉降縫、伸縮縮縫的防水：：橡膠帶的的質(zhì)量可靠，抗抗?jié)B標(biāo)號(hào)可達(dá)達(dá)到B8，可承受較大大的相對(duì)變形形，耐久性較較好，施工也也較為簡便，但但價(jià)格貴，不不易更換。橡膠止水水帶使用規(guī)格格為300×φ22×R118×8，單位為mm，單位質(zhì)量量為3.4kgg/m。接頭方式式采用搭接或或復(fù)合接，搭搭接寬度可取取10cm。第三節(jié)排水水洞內(nèi)一般般設(shè)置縱向排排水溝、橫向向排水溝或橫橫向排水暗溝溝等排水設(shè)施施。一、排水溝設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定1、水溝坡度水溝坡度度應(yīng)與路線坡坡度一致，一一般排水溝不不小于0.5%，困難地段段不小于0.3%。因?yàn)楸舅硭淼涝O(shè)計(jì)的縱縱向坡度為2%，所以排水水溝盡量保持持在2%；而路面橫橫向排水溝不不應(yīng)小于1.0%，橫向排水水暗溝坡度不不應(yīng)小于2%。2、側(cè)邊水溝：隧道內(nèi)宜宜設(shè)置雙側(cè)水水溝，水溝的的側(cè)面應(yīng)設(shè)置置足夠的排水水孔。水溝采采用較為普遍遍的高式側(cè)溝溝。斷面是矩矩形，取斷面面積為50cm××40cm（高×寬）。而進(jìn)水孔孔的設(shè)置可密密集些（0.5～1m），墻側(cè)進(jìn)進(jìn)水孔可間隔隔5～10m設(shè)置，可設(shè)設(shè)泄水孔、泄泄水管等與墻墻側(cè)盲溝相連連。二、外環(huán)截水溝為防止地地表水沖刷仰仰坡、流入隧隧道，在洞口口邊仰坡上方方設(shè)置截水溝溝。但當(dāng)?shù)乇肀頇M坡陡于1：0.75時(shí)可不設(shè)。其其設(shè)置要求如如右圖：1、設(shè)置距離設(shè)于邊仰仰坡坡頂以外外不小于5m，所以取6～8m。沿等高線線向線路一側(cè)側(cè)或兩側(cè)排水水。2、坡度根據(jù)地形形設(shè)置，但應(yīng)應(yīng)不小于0.3%，以免淤積積。當(dāng)縱坡過過陡時(shí)，應(yīng)設(shè)設(shè)計(jì)急流槽或或跌水連接。一一般在地面自自然坡度陡于于1：1時(shí)，水溝宜宜作成階梯式式，以減少?zèng)_沖刷。3、斷面應(yīng)根據(jù)流流入截水溝的的匯水區(qū)流量量確定。水溝溝深度宜高出出計(jì)算水面20cm。本設(shè)計(jì)取取底寬60cm，深度60cm。4、洞口仰坡仰坡范圍圍的水，可由由洞門墻頂水水溝排泄，可可采用順坡排排水，坡度取取0.05%。三、襯砌背后的排排水設(shè)施靠圍巖的的邊墻頂、邊邊墻后，宜設(shè)設(shè)置縱向和環(huán)環(huán)向盲溝，將將水引至邊墻墻底泄水孔排排出，邊墻的的泄水孔必須須伸入盲溝內(nèi)內(nèi)。而當(dāng)邊墻墻部分地下水水較多時(shí)，可可做單側(cè)的豎豎向盲溝。采用的是是波紋軟管，間間距10-300m。其中，在Ⅱ～Ⅲ類中的間距距多為15m，Ⅳ類中則多取20m。另外，泄泄水孔底部超超挖部分應(yīng)用用邊墻同級(jí)材材料與邊墻基基礎(chǔ)同時(shí)灌筑筑。在設(shè)置盲盲溝位置，拱拱腳回填時(shí)應(yīng)應(yīng)預(yù)埋水管，以以起溝通作用用；盲溝更應(yīng)應(yīng)與襯砌同時(shí)時(shí)灌筑。此外外，襯砌施工工時(shí)，應(yīng)有防防護(hù)措施，以以防漏水造成成漿液流失，影影響襯砌質(zhì)量量及堵塞盲溝溝。第四節(jié)洞口防防排水隧道洞口口（包括邊坡坡）應(yīng)設(shè)置截截水溝和排水水溝，截排水水的同時(shí)，將將洞口邊、仰仰坡地表水引引出洞口以外外。1、翼墻排水因?yàn)椴捎糜靡韷κ蕉撮T門，所以墻頂頂水溝按照排排入翼墻頂水水溝的方式不不同，可分為為外引式和內(nèi)內(nèi)引式。翼墻頂縱縱坡緩于1：1時(shí)，即Ⅱ類圍巖段的的進(jìn)口洞門采采用內(nèi)引式；；陡于1：1時(shí)的Ⅲ類圍巖段出出口洞門采用用外引式。洞口邊坡、仰坡則則要采取防護(hù)護(hù)措施，防止止地表水的下下滲和沖刷，因因此水溝用5號(hào)漿砌片石石砌筑，厚30cm，再用水泥泥砂漿勾縫或或抹面。圖6-5翼墻排水圖當(dāng)洞內(nèi)外外路塹為上坡坡時(shí)，可在洞洞口外設(shè)置反反向排水邊溝溝和截流涵洞洞，防止洞外外水流入隧道道內(nèi)。2、其他：洞內(nèi)外連連接水溝應(yīng)加加設(shè)鋼筋混凝凝土蓋板，若若連接水溝與與洞內(nèi)水溝蓋蓋板面標(biāo)高不不同，應(yīng)在連連接處用鋼筋筋混凝土隔板板堵塞，以防防止道渣掉入入洞內(nèi)。其連接水水溝長度應(yīng)使使蓋板為整數(shù)數(shù)，計(jì)算時(shí)蓋蓋板間的縫隙隙可考慮1cm。洞外路塹塹側(cè)溝自洞口口至匯水坑以以外不小于1m范圍內(nèi)，應(yīng)應(yīng)加以鋪設(shè)。第七章通風(fēng)、照照明專題設(shè)計(jì)計(jì)隧道應(yīng)根根據(jù)其長度、公公路等級(jí)、車車道數(shù)、設(shè)計(jì)計(jì)交通量、計(jì)計(jì)算行車速度度、車輛種類類與排放量、隧隧道海拔高程程、隧道所經(jīng)經(jīng)路線及洞口口附近的自然然條件、隧道道斷面與平縱縱線形、洞內(nèi)內(nèi)裝飾等因素素，從安全、適適用等因素綜綜合考慮，采采用經(jīng)濟(jì)、合合理的設(shè)計(jì)方方案進(jìn)行通風(fēng)風(fēng)與照明設(shè)計(jì)計(jì)。其中，設(shè)設(shè)計(jì)交通量為為由遠(yuǎn)期前景景設(shè)計(jì)年限年年平均晝夜交交通量換算的的混合車高峰峰小時(shí)交通量量，取1700輛/h。計(jì)算行車車速度為洞內(nèi)內(nèi)線形計(jì)算行行車速度，一一般不宜大于于100kmm/h，本設(shè)計(jì)定定為40km//h。第一節(jié)通風(fēng)設(shè)設(shè)計(jì)一、通風(fēng)方式1、初步判斷單向交通通隧道，當(dāng)L×N≥2×1006（7-1）就要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)風(fēng)。其中L——隧道道長度（m），有L＝700m；N——設(shè)計(jì)交通量（輛//h），取N＝1700輛/h；得：L×N＝700××1700＝1.19××106≤2×106，所以自然然通風(fēng)能滿足足條件。當(dāng)N≥2858輛/h的的時(shí)候，隧道道才需要機(jī)械械通風(fēng)。但因?yàn)樗硭淼劳L(fēng)照明明是本次設(shè)計(jì)計(jì)的專題，所所以仍考慮機(jī)機(jī)械通風(fēng)的情情況。且通風(fēng)風(fēng)設(shè)施按近、遠(yuǎn)遠(yuǎn)期交通量的的變化分期設(shè)設(shè)置，統(tǒng)一規(guī)規(guī)劃、一次設(shè)設(shè)計(jì)，預(yù)留好好相應(yīng)的位置置、接口。2、通風(fēng)方式的選擇擇機(jī)械通風(fēng)風(fēng)方式可分為為縱向式、半半橫向式、全全橫向式以及及在此些基礎(chǔ)礎(chǔ)上的組合通通風(fēng)方式。其其中，山嶺隧隧道的通風(fēng)方方式要更多的的考慮經(jīng)濟(jì)性性，所以多采采用半橫向式式通風(fēng)和縱向向式通風(fēng)。由此，以以縱向式和半半橫向式通風(fēng)風(fēng)兩大類的單向交通隧隧道，進(jìn)行方案比比選如下：通風(fēng)方式比選表7-1通風(fēng)方式縱向式半橫向式基本特征通風(fēng)風(fēng)流沿隧道縱縱向流動(dòng)由隧道通風(fēng)道送風(fēng)風(fēng)或者排風(fēng)，由由洞口沿隧道道縱向排風(fēng)或或送風(fēng)代表形式射流風(fēng)機(jī)式洞口集中送入式集中排出式豎井送排式送風(fēng)半橫向式排風(fēng)半橫向式形式特征由射流風(fēng)機(jī)群升壓壓由噴流送風(fēng)升壓洞口兩端進(jìn)風(fēng)，中中部集中抽風(fēng)風(fēng)由噴流送風(fēng)升壓由送風(fēng)道送風(fēng)由排風(fēng)道排風(fēng)一般特征適用長度2500m左右2000m左右不受限制3000m左右活塞風(fēng)利用很好部分較好很好較好不好洞內(nèi)環(huán)境噪聲較大口部噪聲較大噪聲較小噪聲小火災(zāi)處理排煙不便排煙較方便排煙方便工程造價(jià)低一般較高管理與維護(hù)不便方便一般分期實(shí)施易不易難技術(shù)難度不難一般稍難稍難營運(yùn)費(fèi)低一般較高洞口環(huán)保不利有利一般一般有利通風(fēng)方案確定采用縱向式射流風(fēng)風(fēng)機(jī)。因?yàn)闄C(jī)機(jī)械通風(fēng)是為為以后考慮，所所以重要適用用條件是：分分期實(shí)施、技技術(shù)難度、營營運(yùn)費(fèi)、工程程造價(jià)、活塞塞風(fēng)利用情況況。3、隧道通風(fēng)要求（1）、單單向交通的隧隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速速不宜大于10m/s，特殊情況況可取12m/s。人車混合合通行的設(shè)計(jì)計(jì)風(fēng)速不宜大大于7m/s。所以控制風(fēng)風(fēng)速在5m/s。（2）、風(fēng)機(jī)產(chǎn)生生的噪聲及隧隧道中廢氣的的集中排放均均應(yīng)符合環(huán)保保的有關(guān)規(guī)定定。（3）、確定的通風(fēng)方式式在交通條件件等發(fā)生變化化時(shí)，應(yīng)具有有較高的穩(wěn)定定性，并便于于防災(zāi)時(shí)的氣氣流組織。（4）、隧道內(nèi)營運(yùn)通風(fēng)風(fēng)的主流方向向不應(yīng)頻繁變變化。二、污染空氣的稀釋標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)隧道通風(fēng)風(fēng)主要應(yīng)對(duì)一一氧化碳（CO）、煙霧和和異味進(jìn)行稀稀釋，以保證證衛(wèi)生條件、行行車安全。提提高隧道內(nèi)行行車的舒適性性。1、CO設(shè)計(jì)濃度縱向通風(fēng)風(fēng)系統(tǒng)中，ＣＣＯ濃度呈三三角形分布，過過隧道人員只只在經(jīng)過隧道道出口或其他他排風(fēng)口的很很短時(shí)間內(nèi)，才才經(jīng)受最大的的ＣＯ“點(diǎn)濃度”。因此設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)不必按全全隧道的平均均濃度，而按按“點(diǎn)濃度”或最大ＣＯＯ計(jì)算濃度來來計(jì)算需風(fēng)量量。（1）、因?yàn)椴捎玫氖巧渖淞黠L(fēng)機(jī)縱向向通風(fēng)方式，所所以CO設(shè)計(jì)濃度在在規(guī)范所列各各值的基礎(chǔ)上上提高50ppm，即可取δ＝300pppm。（2）、交通阻滯（隧道道內(nèi)各車道均均以怠速行駛駛，平均車速速為10km//h）時(shí)，阻滯滯段的平均CO設(shè)計(jì)濃度可可取300pppm，經(jīng)歷時(shí)間間不得超過20min。阻滯段的的計(jì)算長度不不宜大于1km。（3）、人車混合通行的的隧道，其CO設(shè)計(jì)濃度取?。害模?50pppm。隧道內(nèi)工作作人員休息室室和控制室等等人員長期停停留的工作間間為24h。發(fā)生事故故時(shí)，短時(shí)間間（15min）以內(nèi)為250pppm。所以COO設(shè)計(jì)濃度，在在設(shè)計(jì)計(jì)算中中，正常情況況下取δ＝150pppm，阻滯時(shí)取δ＝300pppm。2、煙霧設(shè)計(jì)濃度采用的是是鈉燈光源，所所以煙霧設(shè)計(jì)計(jì)濃度取K＝0.00990m-1。當(dāng)煙霧濃濃度達(dá)到0.0122m-1時(shí)，應(yīng)按按采取交通管管制等措施考考慮。隧道內(nèi)內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維維修時(shí)，應(yīng)按按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際煙煙霧濃度不大大于0.00335m-1考慮。三、需風(fēng)量通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)中，計(jì)算近近期的需風(fēng)量量及交通通風(fēng)風(fēng)力時(shí)應(yīng)采用用相應(yīng)年份的的交通量。而而車輛有害氣氣體的排放量量以及與之相相對(duì)應(yīng)的交通通量，都應(yīng)有有明確的遠(yuǎn)景景設(shè)計(jì)年限，兩兩者應(yīng)相匹配配。所以，需需風(fēng)量計(jì)算考考慮兩種交通通量：N近期＝N＝1700輛/h，N遠(yuǎn)期＝N′＝2200輛/h。確定需風(fēng)風(fēng)量時(shí)，應(yīng)對(duì)對(duì)計(jì)算行車速速度以下各共共況車速按20km//h為一檔分別別進(jìn)行計(jì)算，并并考慮交通阻阻滯狀態(tài)，取取其較大這為為設(shè)計(jì)需風(fēng)量量。因?yàn)楸驹O(shè)設(shè)計(jì)的車速為為40km//h，所以考慮慮兩種車速：：V1＝40km//h，V2＝10km//h。目前柴油車的交通通量占總交通通量的10～13%。而隨著公公路交通的日日益增長，大大型的載重柴柴油車將會(huì)越越來越多。且且很多情況下下，計(jì)算交通通量時(shí)，只區(qū)區(qū)分客車、貨貨車、大型車車、小型車，而而不能區(qū)分發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的種類類，為了保證證安全，常把把大型貨車和和客車視為柴柴油車。所以以在假定車輛輛發(fā)動(dòng)機(jī)類型型時(shí)，近期柴柴油機(jī)比例取取15%，遠(yuǎn)期則取22%。1、CO排放量計(jì)算（7-2）式中，——隧道全全長CO排放量（m3/s）；——CO基準(zhǔn)排放量，可取取0.01mm3/輛·km；——考慮CO的車況系數(shù)，按規(guī)規(guī)范取1.1；——車密度系數(shù)，按規(guī)規(guī)范?。?.5，＝6；——考慮CO的海拔高度系數(shù)，按按規(guī)范取1.45；——考慮CO的車型系數(shù)，按規(guī)規(guī)范取值如下下表；——考慮CO的縱坡—車速系數(shù)數(shù)，按規(guī)范取?。?.0，＝0.8；nn——車型類別數(shù)數(shù)，按規(guī)范取取5；——相應(yīng)車型的設(shè)計(jì)交交通量（輛/h），數(shù)值假假定如下表：：近期、遠(yuǎn)期的各類類車型計(jì)算表表表7-2車型各種柴油車汽油車總計(jì)小客車旅行車、輕型貨車車中型貨車大型客車、拖掛車車1.01.02.55.07.0——近期2506504002002001700·2506501000100014004300遠(yuǎn)期5506005003002502200·5506001250150017505650所以有：近期近期阻滯遠(yuǎn)期遠(yuǎn)期阻滯2、稀疏CO的需風(fēng)風(fēng)量的計(jì)算（7-3）式中，——隧道全全長稀釋CO的需風(fēng)量（m3/s）——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（kNN/m2），取101.3325kN//m2；p——隧址設(shè)計(jì)氣壓（kkN/m2）；T0——標(biāo)準(zhǔn)氣溫，取2773K；T——隧道夏季的設(shè)計(jì)氣氣溫（K）。取T＝2295K，則由（7-4）得，p＝109.490kkN/m2。計(jì)算得：近期；近期阻滯滯；遠(yuǎn)期；遠(yuǎn)期阻滯滯。3、煙霧排放量的計(jì)計(jì)算（7-5）式中，——隧道全全長煙霧排放放量（m2/s）；——煙霧基準(zhǔn)排放量，可可取2.5m2/輛·km；——考慮煙霧的車況系系數(shù)，按規(guī)范范取1.2；——車密度系數(shù)，按規(guī)規(guī)范?。?.5，＝6；——考慮煙霧的海拔高高度系數(shù)，按按規(guī)范取1.16；——考慮煙霧的縱坡——車速系數(shù)，按按規(guī)范取不利利情況＝1.45，＝0.85；——考慮煙霧的車型系系數(shù)，按規(guī)范范取值如下表表；nD——柴油車車車型類別數(shù)數(shù)，按規(guī)范取取3。因?yàn)槭嵌?jí)公路，所所以不考慮集集裝箱車；——相應(yīng)車型的設(shè)計(jì)交交通量（輛/h），數(shù)值假假定如下表。得：近期近期阻滯遠(yuǎn)期遠(yuǎn)期阻滯近期、遠(yuǎn)期的柴油油車各類車型型計(jì)算表表7-3車型柴油車總計(jì)輕型貨車中型貨車重型貨車、大型客客車、拖掛車車0.41.01.5——近期6090100250·2490150264遠(yuǎn)期150180220550·601803305704、稀釋煙霧的需風(fēng)風(fēng)量計(jì)算（7-6）式中——隧道全全長稀釋煙霧霧的需風(fēng)量（m3/s）；KK——煙霧設(shè)計(jì)濃濃度，按規(guī)范范取K＝0.00990m-1計(jì)算綜合表表表7-4狀況近期（N＝17000輛/h）遠(yuǎn)期（N′＝22200輛/h）正常（V＝40kkm/h）阻滯（V＝10kkm/h）正常（V＝40kkm/h）阻滯（V＝10kkm/h）（m2/s）0.3890.9120.8401.969（m3/s）43.222101.33393.333218.78（m3/s）0.0200.0640.0260.084（m3/s）133.333213.334173.333280.0所以，由由＜可知，隧道道內(nèi)所需要的的新鮮空氣由由稀釋CO控制。5、稀釋空氣中異味味的需風(fēng)量：：隧道空間間不間斷換氣氣頻率，不宜宜低于每小時(shí)時(shí)5次；采用縱縱向通風(fēng)方式式的隧道，隧隧道內(nèi)換氣風(fēng)風(fēng)速不應(yīng)低于于2.5m//s。四、通風(fēng)計(jì)算隧道通風(fēng)風(fēng)計(jì)算中把空空氣作為不可可壓縮流體對(duì)對(duì)待。隧道內(nèi)內(nèi)的空氣流則則作為不隨時(shí)時(shí)間變化的恒恒定流處理，且且視汽車行駛駛也為恒定流流。在所設(shè)計(jì)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)及及交通通風(fēng)力力提供的風(fēng)壓壓和風(fēng)量必須須滿足需風(fēng)量量的要求。而而在標(biāo)準(zhǔn)大氣氣壓狀態(tài)下的的空氣物理量量為：容重γ＝11.77kN//m3，密度ρ＝1.20kkg/m3，運(yùn)動(dòng)粘滯滯系數(shù)υ＝1.52××10-5m2/s。另外，隧隧道壁面摩阻阻損失系數(shù)及及入口損失系系數(shù)應(yīng)根據(jù)隧隧道的斷面當(dāng)當(dāng)量直徑和壁壁面糙率以及及風(fēng)道結(jié)構(gòu)形形狀等取值，當(dāng)當(dāng)為混凝土壁壁面時(shí)常用的的損失系數(shù)取取下表。損失系數(shù)表表表7-5隧道壁面摩阻損失失系數(shù)λr0.02主風(fēng)道壁面損失系系數(shù)λb、λe0.022連接風(fēng)道壁面摩阻阻損失系數(shù)λd0.025隧道入口損失系數(shù)數(shù)ζe0.6通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)中應(yīng)盡可能能減少風(fēng)道斷斷面積變化和和轉(zhuǎn)彎次數(shù)，損損失系數(shù)的取取值應(yīng)充分考考慮隧道和風(fēng)風(fēng)道壁面粗糙糙程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀。而交通通通風(fēng)力必須針針對(duì)具體工程程的通風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行分析，在在交通阻塞或或雙向交通情情況下宜作為為阻抗力考慮慮，在單向交交通情況下宜宜作為推力考考慮。因?yàn)橐笄筢槍?duì)計(jì)算行行車速度以下下的各工況車車速分別計(jì)算算汽車交通通通風(fēng)力。所以以本設(shè)計(jì)仍考考慮兩種車速速，即：V1＝40km//h，V2＝10km//h。1、自然風(fēng)阻力在通風(fēng)計(jì)計(jì)算中，因?yàn)闉樽匀伙L(fēng)風(fēng)向向經(jīng)常變化，從從安全角度出出發(fā)，一般可可將自然通風(fēng)風(fēng)力作為阻力力考慮。自然然風(fēng)阻力的計(jì)計(jì)算公式為：：（7-7）式中——自然風(fēng)風(fēng)阻力（N/m2）；——自然風(fēng)作用引起的的洞內(nèi)風(fēng)速（m/s），可取2～3m/s；——隧道入口損失系數(shù)數(shù)，取0.6；——隧道避免摩阻損失失系數(shù)，取0.02；ρ——空氣密度（kg/m3），取1.2kgg/m3；——隧道斷面當(dāng)量直徑徑（m）。隧道斷面當(dāng)量直徑徑按下式計(jì)算算：（7-8）其中，——隧道凈凈空斷面積（m2），為54.900m2；隧道斷面面周長為28.300m。得：＝4×54..90÷288.30＝7.76m。所以2、交通風(fēng)風(fēng)力計(jì)算算（7-9）因?yàn)槭菃蜗蛐旭偟牡乃淼?，所以以只需要考慮慮單向行駛的的車輛，計(jì)算算公式簡化為為：（7-10）式中，——交通通通風(fēng)力（N/m2）；nn——隧道內(nèi)與同向向的車輛數(shù)（輛輛），；——隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速（mm/s），一般情情況下；——各工況車速（m//s）；——汽車等效阻抗面積積（m）。汽車等效阻抗面積積按下式計(jì)算算：（7-11）式中，——小型型車正面投影影面積m2，可取2.13mm2；——小型車空氣阻力系系數(shù)，可取0.5；——大型車正面投影面面積m2，可取5.37；——大型車空氣阻力系系數(shù)，可取1.0；rr1--大型車比例例。參照規(guī)范范附錄B，以及設(shè)定定的車輛類型型取值。近期期的大型車比比例為35%，遠(yuǎn)期的大大型車比例為為48%。由此得：；；計(jì)算總表表77-6狀況近期（N＝17000輛/h）遠(yuǎn)期（N′＝22200輛/h）正常阻滯正常阻滯各工況車速（m//s）11.112.7811.112.78（m3/s）133.333213.334173.333280.0設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/ss）2.433.893.165.10車輛數(shù)n（輛）29.75118.9038.50153.88/0.0430.057（－）275.34-1.2363.20-5.38（N/m2）57.83-3.7783.22-28.313、通風(fēng)阻抗力的計(jì)計(jì)算（7-12）式中——通風(fēng)風(fēng)阻抗力（N/m2）；所以有，近期：；；近期阻滯滯：；遠(yuǎn)期：遠(yuǎn)期阻滯滯：4、射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式式：設(shè)置射流流風(fēng)機(jī)的目的的是補(bǔ)充汽車車交通通風(fēng)力力的不足，由由噴流效果保保持空氣推力力，使隧道內(nèi)內(nèi)壓力上升，以以滿足所需通通風(fēng)量的要求求。（1）、通通風(fēng)壓力模式式：圖7-1射流風(fēng)風(fēng)機(jī)的通風(fēng)方方式模式圖（2）、隧道內(nèi)壓壓力平衡應(yīng)滿滿足式：（7-13）式中，∑——射流流風(fēng)機(jī)群總升升壓力（N/m2）。計(jì)算結(jié)果匯總表表7-7狀況近期（N＝17000輛/h）遠(yuǎn)期（N′＝22200輛/h）正常阻滯正常阻滯通風(fēng)阻抗力（N//m2）12.0630.9120.4053.12自然風(fēng)阻力（N//m2）12.