隧道工程鉆爆課程設計任務書13地下空間實用文檔

隧道工程鉆爆課程設計任務書13地下空間實用文檔(實用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）隧道工程鉆爆課程設計任務書13地下空間實用文檔(實用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）課程名稱：設計題目:院系：專業(yè)：年級：姓名:學號：指導教師：西南交通大學峨眉校區(qū)年月日課程設計任務書專業(yè)姓名學號開題日期:年月日完成日期:年月日題目隧道鉆爆設計一、設計的目的掌握隧道鉆爆設計過程。二、設計的內(nèi)容及要求根據(jù)提供的隧道工程，確定各炮眼類型的炮眼數(shù)目；編制鉆爆參數(shù)表；繪制鉆爆設計圖；繪制爆破網(wǎng)絡圖三、指導教師評語四、成績指導教師（簽章)年月日隧道概況：某海底隧道的服務隧道處于花崗巖地層，無地下水，隧道為馬蹄形斷面,采用三班三循環(huán)作業(yè)，炮眼利用率0。9，采用2號巖石銨梯炸藥，藥卷直徑32mm。其中，圍巖級別為Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ級，斷面積為24、28、30、32、34m2,月掘進計劃為150m、160m、170m。每月施工28d，采用三班三循環(huán)作業(yè)。要求：針對以上工程，進行其中一種情況的爆破設計，包括計算炮眼數(shù)量、確定循環(huán)進尺(深度、長度等）、確定各炮眼類型的炮眼數(shù)目、分配藥量、編制鉆爆參數(shù)表、繪制鉆爆設計圖、繪制爆破網(wǎng)絡圖。任務分工如下表：2021級地下空間本《隧道工程鉆爆設計》分工表序號學號姓名圍巖級別斷面面積/m2月掘進計劃/m120217008王繼雄Ⅰ28150220217052雍磊Ⅰ28160320217069何欽Ⅰ28170420217424謝強Ⅰ28180520218379趙一銘Ⅰ28190620219062蔣博林Ⅰ30150720219090劉炳男Ⅰ30160820217239冉仙妮Ⅰ30170920217240黃宇鳴Ⅰ301801020217241張陽Ⅰ301901120217242段才茂Ⅰ321501220217243楊永廣Ⅰ321601320217244姚俊強Ⅰ321701420217245馮炳南Ⅰ321801520217246王思成Ⅰ321901620217247湯雄飛Ⅰ341501720217248朱睿Ⅰ341601820217249劉怡寧Ⅰ341701920217250郭豪Ⅰ341802020217253梁識Ⅰ341902120217254張志強Ⅲ241502220217255劉洪林Ⅲ241602320217256孫凡Ⅲ241702420217257張一瀟Ⅲ241802520217259李建Ⅲ241902620217260段淞元Ⅲ281502720217261譚杰Ⅲ281602820217262王薇Ⅲ281702920217263易興Ⅲ281803020217264譚嘉偉Ⅲ281903120217266陳潔Ⅲ301503220217267明烜章Ⅲ301603320217268張艷秋Ⅲ301703420217269蒲澤鑫Ⅲ301803520217271鄭逍Ⅲ301903620217272鄧鈺山Ⅲ321503720217273韓蔚Ⅲ321603820217274談鑫Ⅲ321703920217278李洪宇Ⅲ321804020217281任志坤Ⅲ321904120217282阮宏宇Ⅲ322004220217283趙子卓Ⅲ341504320217286周沁Ⅲ341604420217288陳才Ⅲ341704520217289楊雨Ⅲ341804620217290陳宇宏Ⅲ341904720217292王譽霖Ⅲ342004820217293楊書婷Ⅳ241504920217295黃梓翱Ⅳ241605020217296彭濤Ⅳ241705120217297梁有恒Ⅳ241805220217298劉夢Ⅳ241905320217299陳珂卿Ⅳ242005420217300曹家瑞Ⅳ281505520217301劉婧瑞Ⅳ281605620217302陳金Ⅳ281705720217303余杰Ⅳ281805820217304梅豪Ⅳ281905920217305楊凌?、?82006020217306謝銘勤Ⅳ301506120217307安志鋮Ⅳ301606220217308藍雄Ⅳ301706320217309施輝富Ⅳ301806420217311孫朕Ⅳ301906520217313劉徹德Ⅳ302006620217317李文杰Ⅳ341506720217318李沛洲Ⅳ341606820217319馬愷悅Ⅳ341706920217320白果Ⅳ341807020217321任端城Ⅳ341907120217322張琳Ⅳ342007220217323資曉魚Ⅳ381507320217324車宗憶Ⅳ381607420217325王清Ⅳ381707520217326王泓穎Ⅳ381807620217327燕泉文Ⅳ381907720217328劉浩Ⅳ382007820217329朱珂雨Ⅳ421507920217330楊思澳Ⅳ421608020217331王自云Ⅰ501908120217332尹藝璇Ⅰ551858220217333朱俊奇Ⅰ601808320217334胡潔Ⅰ651758420217335飛超Ⅰ701708520217337王彪Ⅰ751658620217338伍星玥Ⅰ801608720218543張景軒Ⅰ85155隧道爆破設計實例工程概況某隧道穿越無區(qū)域性斷裂構(gòu)造地帶,圍巖較為破碎，裂隙較發(fā)育，普氏系數(shù)f=8～10。地下水以基巖裂隙水為主,水量較發(fā)育.隧道內(nèi)圍巖以Ⅳ類圍巖為主，主要為片麻巖。隧道斷面設計為半圓拱形,底寬B=4。5m、高H=4.0m。施工方案選擇為了保證隧道開挖質(zhì)量，又能加快施工工期,采用全斷面光面爆破施工方案。每月施工28d，采用4班循環(huán)掘砌平行作業(yè),月掘進計劃進尺為210m.爆破參數(shù)選擇1、計算炮眼數(shù)NN——炮眼數(shù)目,不包括未裝藥的空眼數(shù)。q--單位耗藥量S--開挖斷面積，m2。τ—-裝藥系數(shù)，即裝藥長度與炮眼全長的比值，可參考表1γ-—每米藥卷的炸藥量，kg/m，2號巖石銨梯炸藥的每米質(zhì)量見表2開挖斷面單位炸藥消耗量根據(jù)表5—-5選取，q=1。4kg/m3。表5—-5隧道爆破單位耗藥量（kg/m3)掘進斷面積/m2圍巖類別Ⅳ～ⅤⅢ～ⅣⅡ～ⅢⅠ4～61.51.82。32.97～91.31.62。02。510～121。21。51。82.2513～151.21。41.72.116~201。11。31。62。040~431。11。4裝藥系數(shù)τ根據(jù)表5——3,并綜合考慮各類炮眼的裝藥系數(shù)選取，τ=0.43。表5——3裝藥系數(shù)τ值炮眼名稱圍巖類別Ⅳ、ⅤⅢⅡⅠ掏槽眼0.50。550。600。65～0。80輔助眼0。40。450。500.55～0。70周邊眼0.40.450.550.60～0.75根據(jù)表5——4選取γ=0。78，代入上式則有個實際取55個炮眼。表5——42號巖石銨梯炸藥每米質(zhì)量表藥卷直徑/mm32353840444550γ/（kg/m）0。780.961.101.251.521。591。902、每循環(huán)炮眼深度本工程的月掘進循環(huán)計劃進尺為210m，每掘進循環(huán)的計劃進尺數(shù)l=210÷28÷4=1。875m，本設計取炮眼利用率η=0。93，則根據(jù)炮眼深度計算式有L＝l/η=1。875/0。93=2。02m實際取炮眼深度為2m，每循環(huán)進尺l′=2。0×0。93=1.86m一般深掏槽眼較炮眼深度加深0.15～0。25m。炮孔直徑由于地下水以基巖裂隙水為主,水量較發(fā)育，因此,選用2號巖石乳化炸藥，其藥卷直徑為32mm,長度為200mm，每卷質(zhì)量為0.15kg。炮孔過小,不利于裝填藥卷；炮孔過大,會降低爆破效果和鉆眼速度。根據(jù)施工單位常用的鉆孔設備和選用的藥卷直徑，確定炮孔直徑為42mm.炮眼間距和排距、掏槽眼根據(jù)本隧道斷面較大的特點，確定采用復式楔形掏槽.共布置10個掏槽眼，其中深掏槽眼6個，眼深在每循環(huán)炮眼深度的基礎(chǔ)上加深0.2，故深度取2.2m；淺掏槽眼4個，深度取1.0m.、周邊眼中硬巖光爆孔間距一般取450～600mm,最小抵抗線取600～750mm。根據(jù)實際情況，選取本隧道光爆孔間距為500mm,最小抵抗線為600mm，光爆系數(shù)為0.83。周邊眼向外傾斜，眼底距輪廓線為100mm。按照隧道周邊總長度和炮孔間距，可以計算周邊眼個數(shù)為實際取31個。、輔助眼為了減小鉆眼工作量,加快施工速度，輔助眼間距應適當加大，本隧道布置1圈輔助眼，輔助眼間距為770mm，共布置14個輔助眼.裝藥量根據(jù)裝藥量計算式，計算一個循環(huán)的總裝藥量Q=qV=1.4×13.3×2.0×0。93=34。6kg由于式中的q是2號巖石銨梯炸藥的單位耗藥量，所以應換算為2號巖石乳化炸藥的裝藥量。根據(jù)表4——2，2號巖石乳化炸藥的換算系數(shù)e=1.0～1。23，此處取e=1。1。則一個循環(huán)的2號巖石乳化炸藥總裝藥量為34.6×1.1=38.1kg。表4——2常用炸藥的換算系數(shù)e值炸藥名稱換算系數(shù)e值炸藥名稱換算系數(shù)e值2號巖石銨梯炸藥1。001號巖石水膠炸藥0.75～1.02號露天銨梯炸藥1。28～1。52號巖石水膠炸藥1.0～1。232號煤礦許用銨梯炸藥1.20～1.28一、二級煤礦許用水膠炸藥1。2～1。454號抗水巖石銨梯炸藥0。85～0.881號巖石乳化炸藥0.75～1。0梯恩梯0.75～0。942號巖石乳化炸藥1。0～1。23銨油炸藥1。0～1.33一、二級煤礦許用乳化炸藥1.2～1。45銨松炸藥1～1.05膠質(zhì)硝化甘油炸藥0.8~0.89(2）按裝藥系數(shù)計算單孔裝藥量及總裝藥量由表5——3查得，掏槽眼裝藥系數(shù)τ=0。5，輔助眼裝藥系數(shù)τ=0.4,周邊眼裝藥系數(shù)τ=0。4。為了保證光面爆破效果，周邊眼裝藥系數(shù)取τ=0.35.單個炮孔的裝藥量、裝藥卷數(shù)與裝藥系數(shù)、炮眼深度和單個藥卷的長度及質(zhì)量有關(guān),具體計算如下.4個淺掏槽眼：單孔裝藥卷數(shù)=0.5×1。0÷0。2=2。5卷單孔裝藥量=2。5×0.15=0。375卷換算為2號巖石乳化炸藥：單孔裝藥量=0。375×1.1=0。413卷單孔裝藥卷數(shù)=0.413÷0。15=2.75卷實際取為3卷。6個深掏槽眼：單孔裝藥卷數(shù)=0.5×2.2÷0。2=5.5卷單孔裝藥量=5。5×0.15=0.825卷換算為2號巖石乳化炸藥:單孔裝藥量=0.825×1.1=0.908卷單孔裝藥卷數(shù)=0。908÷0.15=6.05卷實際取為6卷。14個輔助眼：單孔裝藥卷數(shù)=0.4×2.0÷0。2=4。0卷單孔裝藥量=4.0×0。15=0。6卷換算為2號巖石乳化炸藥：單孔裝藥量=0.6×1.1=0.66卷單孔裝藥卷數(shù)=0。66÷0.15=4。4卷實際取為4。5卷。31個周邊眼：單孔裝藥卷數(shù)=0。35×2。0÷0。2=3。5卷單孔裝藥量=3.5×0.15=0。525卷換算為2號巖石乳化炸藥：單孔裝藥量=0.525×1.1=0.58卷單孔裝藥卷數(shù)=0.58÷0.15=3.9卷實際取為4卷。按此計算，每循環(huán)進尺的總裝藥量為Q=（4×0.45)+（6×0.90）+（14×0.675）+（31×0.60）=35.25kg此值略小于按體積公式計算的總裝藥量，但基本上是一致的，所以按此值進行裝填炸藥。炮眼布置炮眼面置如圖所示，爆破參數(shù)見表5——10表5——10參數(shù)表炮孔名稱炮孔編號孔深/m孔數(shù)單孔裝藥量/kg總裝藥量/kg雷管段別起爆順序掏槽眼1～41.0040.457。201Ⅰ5～102.2060。903Ⅱ輔助眼11～242。00140。6759。455Ⅲ周邊眼25~35

46～552.00210.6012.607Ⅳ36～452。00100。606。009Ⅴ合計5535。25炮眼布置圖爆破網(wǎng)路及起爆根據(jù)爆破器材情況，采用毫秒導爆管雷管1、3、5、7、9段，孔內(nèi)延期起爆法。各個炮眼所使用的毫秒導爆管雷管段別為：4個淺掏槽眼1～4號使用1段,6個深孔掏槽眼5～10號使用3段,14個輔助眼11～24號使用5段，21個周邊眼25~35號和46~55號使用7段，10個底眼36～45號使用9段.采用簇聯(lián)網(wǎng)路,所有炮眼共分為6簇，除了由掏槽眼組成的一簇包括10個炮眼外,其余各簇都由9個炮眼組成。每簇采用一發(fā)瞬發(fā)導爆管起爆,6發(fā)瞬發(fā)導爆管雷管由1發(fā)8號電雷管起爆。下圖為爆破網(wǎng)路圖，采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),反向起爆方式。爆破網(wǎng)路圖本科生課程設計課程名稱隧道工程學部理工農(nóng)學部目錄TOC\o"1—3"\h\u3728第一部分隧道主體結(jié)構(gòu)設計任務書120621一．課程設計題目12985二．適用專業(yè)、班級、時間130032三．課程設計目的及任務119675四．設計方法與步驟56248五．時間及進度安排520514六．建議參考資料526368第二部分隧道主體結(jié)構(gòu)計算書61812.1建筑限界639312.1.1一般規(guī)定6112702.1.2隧道總體設計原則6103332。1.3隧道設計技術(shù)標準6306562.1。4隧道建筑限界圖7189592.2內(nèi)輪廓圖確定8104082。3隧道洞口的設計919182.3。1洞門形式的選擇9188272.3.2洞門構(gòu)造要求9154682。3.3驗算滿足條件10313932。3.4洞門結(jié)構(gòu)設計計算10301202.4初期支護設計14135842.4。1支護形式的選擇及參數(shù)確定14125562。4.2Ⅲ級圍巖的初期支護設計15275052.4.3初期支護設計及驗算17231442。5二次襯砌的計算25305932。6施工組織設計26217432。6。1編制說明2616412。6.2工程概況

2673902。6.3工程特點、難點及施工措施2768施工總體部署

27111202。6.5施工組織機構(gòu)

2832722.6。6施工組織流程2922364附圖3097881、建筑限界圖、內(nèi)輪廓圖30323752、洞口立面圖30299883、洞口側(cè)面圖30269284、復合式襯砌斷面布置圖30第一部分隧道主體結(jié)構(gòu)設計任務書一．課程設計題目隧道主體結(jié)構(gòu)設計二．適用專業(yè)、班級、時間張家界學院學院建筑工程專業(yè)三．課程設計目的及任務（一）設計目的:通過本設計掌握：建筑限界和內(nèi)輪廓圖；隧道洞口的設計;隧道洞身的設計及二次襯砌的驗算；④施工組織設計。（二）設計任務：1。設計資料(1）隧道總體概況已知隧道為山嶺兩車道公路隧道，示意簡圖如圖1.1所示。整個隧道原本分為左右線，并且左右線都為相向施工，但本次課程設計只要求設計單洞單向施工到達貫通位置的情況，只要求設計主洞的一般斷面，不要求設計緊急停車帶與橫洞等附屬洞室。隧道采用新奧法理念施工，隧道采用復合式襯砌，設計使用年限為100年.圖1.1隧道示意圖表1.1不同的圍巖級別文中簡寫表示意義圍巖情況描述Ⅲ級Ⅲ級圍巖砂巖，巖體較完整，塊狀結(jié)構(gòu)Ⅳ級Ⅳ級圍巖頁巖，巖體局部破碎，層狀結(jié)構(gòu)Ⅴ級Ⅴ級圍巖礫巖，巖體破碎，泥質(zhì)膠結(jié)表1.2圍巖計算參數(shù)圍巖級別重度(kN/m3）彈性抗力系數(shù)（MPa/m）變形模量（GPa）泊松比內(nèi)摩擦角（°)粘聚力(MPa）Ⅲ級圍巖251200200.3501。5Ⅳ級圍巖2350060.35390.7Ⅴ級圍巖2020020.45270。2表1。3不同的設計行車速度文中簡寫表示意義速A設計行車速度為100km/h速B設計行車速度為80km/h速C設計行車速度為60km/h表1。4不同的隧道設計長度文中簡寫表示意義長A表示隧道設計長度1500m長B表示隧道設計長度2500m長C表示隧道設計長度3500m注：洞口段可選為40m長（2)隧道洞口段依據(jù)規(guī)范設計洞門并對洞門擋土墻進行驗算。洞門擋土墻的傾斜度與嵌入基底深度根據(jù)規(guī)范選定。圖1。2埋深示意圖表1。5不同的洞口段埋深文中簡寫洞口段埋深（m)洞口A2.5洞口B3。5洞口C4.5(3）隧道洞身段根據(jù)圍巖級別與隧道洞身段埋深計算圍巖壓力,根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》185頁的荷載分擔比例表，確定初期支護與二次襯砌的荷載分擔比例。根據(jù)規(guī)范選定初期支護與二次襯砌的設計參數(shù)。表1。6不同的洞身段埋深文中簡寫隧道洞身段埋深（開挖輪廓線拱頂至地表的距離）洞身A15m洞身B30m洞身C50m洞身D70m洞身E90m洞身F120m(4)驗算二次襯砌的強度目前數(shù)值模擬軟件已經(jīng)廣泛應用于隧道設計中,確定二次襯砌的設計參數(shù)后,最好用某一種數(shù)值模擬軟件計算二次襯砌的內(nèi)力,進一步驗算二次襯砌所有截面的強度。由于本次課程設計時間短，沒有足夠的時間學習數(shù)值模擬軟件,因此下面假定已經(jīng)計算出了二次襯砌的內(nèi)力（二次襯砌的設計參數(shù)與荷載不同,計算出來的內(nèi)力也不同），同學們按照圖中指定的截面，驗算二次襯砌在這一截面的強度，目的是掌握計算原理與思路。圖1。3二次襯砌驗算指定截面(注:你設計的二次襯砌可能有仰拱也可能無仰拱，但不影響這里的驗算)表1。7不同截面的二次襯砌內(nèi)力文中簡稱軸力(kN）剪力（kN）彎矩（kN×m）截面A—2506-64—43截面B—208614526截面C—2823—5110（5）施工組織設計施工組織設計包括施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等.每個人的隧道圍巖級別、隧道埋深與隧道長度等不同，因此制定的隧道施工組織設計也應不同。2.設計工作及要求每個人針對的工程情況均有不同之處(詳見下表)，自己只做自己對應的工況,不要抄襲別人的設計。表1.8設計分組情況一覽表學號設計工況1，16，31,46Ⅲ級速C長A洞口A洞身A截面A2,17，32，47Ⅳ級速B長C洞口B洞身B截面B3,18，33，48Ⅴ級速A長C洞口C洞身C截面A4，19，34，49Ⅲ級速C長A洞口A洞身D截面C5，20，35，50Ⅴ級速B長B洞口C洞身E截面B6，21，36，51Ⅳ級速C長C洞口B洞身F截面C7,22，37，52Ⅳ級速A長B洞口B洞身B截面A8，23,38，53Ⅲ級速A長A洞口A洞身C截面A9，24，39,54Ⅴ級速B長A洞口C洞身D截面B10，25，40，55Ⅳ級速C長C洞口B洞身E截面C11,26，41，56Ⅴ級速A長B洞口C洞身F截面A12，27，42，57Ⅲ級速C長A洞口A洞身A截面C13，28，43，58Ⅴ級速B長B洞口C洞身C截面B14,29，44,59Ⅲ級速C長C洞口A洞身A截面C15，30，45，60Ⅳ級速B長B洞口B洞身B截面B每位同學均應根據(jù)上表的分組名單與對應設計時速完成本設計，應完成的設計工作包括：（1)根據(jù)隧道概況,選擇隧道限界,確定隧道內(nèi)輪廓尺寸,繪制隧道建筑限界圖及內(nèi)輪廓圖。（2）設計隧道洞門（如采用端墻式洞門、翼墻式洞門等），并驗算洞門擋土墻,繪制隧道洞門立面圖與側(cè)面圖。(3）計算隧道洞身段的圍巖壓力，根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》185頁的荷載分擔比例表，確定洞身段初期支護與二次襯砌的荷載分擔比例.根據(jù)規(guī)范選定洞身段初期支護與二次襯砌的設計參數(shù)，繪制洞身段復合式襯砌橫斷面布置圖.(4）驗算指定截面的二次襯砌強度，如果強度不合格,指出應采取的措施。（5）編制施工組織設計，內(nèi)容既包括進洞方法與超前支護措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等。3.圖紙要求采用3號圖紙，比例自行確定.4.應提交的設計成果應提交給指導老師的設計成果包括：（1）設計說明書一份,包括前述應完成設計工作的各項內(nèi)容，內(nèi)容詳細充實，能體現(xiàn)出設計的具體過程，寫明設計參數(shù)的選擇依據(jù)，特別要詳細寫明洞門擋土墻驗算、圍巖壓力計算、二次襯砌截面強度驗算等計算過程。（2）設計圖紙一套，包括前述應完成設計工作的各項圖紙，要求線條清晰、整潔美觀，符合有關(guān)制圖規(guī)范及比例要求。圖紙首先采用計算機CAD繪制，然后一律采用A3圖紙打印出來上交。四．設計方法與步驟（1)根據(jù)隧道概況,選擇隧道限界，確定隧道內(nèi)輪廓尺寸，繪制隧道建筑限界圖及內(nèi)輪廓圖。(2）設計隧道洞門（如采用端墻式洞門、翼墻式洞門等),并驗算洞門擋土墻,繪制隧道洞門立面圖與側(cè)面圖.(3）計算隧道洞身段的圍巖壓力，根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》185頁的荷載分擔比例表，確定洞身段初期支護與二次襯砌的荷載分擔比例。根據(jù)規(guī)范選定洞身段初期支護與二次襯砌的設計參數(shù),繪制洞身段復合式襯砌橫斷面布置圖.（4）驗算指定截面的二次襯砌強度,如果強度不合格，指出應采取的措施。（5)編制施工組織設計,內(nèi)容既包括進洞方法與超前支護措施，也包括洞身段的施工方法、各工序施作時機、人員配備、主要材料、機械設備、進度計劃等。五．時間及進度安排1.布置設計內(nèi)容及準備相關(guān)參考書、設計規(guī)范：0.5天2。建筑限界和內(nèi)輪廓圖：0.5天3。洞口設計：1天4.洞身設計：1天5.二次襯砌驗算及施工組織設計:1.5天6.完成設計說明書及相關(guān)圖紙：0。5天六．建議參考資料1.《隧道工程》，陳秋南.北京：機械工業(yè)出版社，2021.2.《公路隧道設計細則JTG/TD70-2021》，中華人民共和國交通運輸部,北京：人民交通出版社，2021。3.《公路隧道設計規(guī)范JTGD70-2004》，中華人民共和國交通部,北京：人民交通出版社，2004。4?！豆匪淼朗┕ぜ夹g(shù)規(guī)范JTGF60—2021》,中華人民共和國交通運輸部，北京：人民交通出版社,2021。5?！惰F路工程設計技術(shù)手冊-隧道》，北京：中國鐵道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏.長沙：中南大學出版社,2003。第二部分隧道主體結(jié)構(gòu)計算書2.1建筑限界2。1.1一般規(guī)定隧道設計應滿足公路交通規(guī)劃的要求，其建筑限界、斷面凈空、隧道主體結(jié)構(gòu)以及通風、照明等設施，應按《公路工程技術(shù)標準》進行設計。當近期交通量不大時，可采取一次設計分期修建。2.1。2隧道總體設計原則（1)隧道設計遵循充分發(fā)揮隧道功能,安全、經(jīng)濟建設隧道的基本原則.設計中有完整的勘測、調(diào)查資料,綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、氣象和交通量及其構(gòu)成，以及營運和施工條件，進行多方案的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)保比較，使隧道設計符合安全實用、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的要求.(2）隧道主體結(jié)構(gòu)按永久性建筑設計，具有規(guī)定的強度、穩(wěn)定性和耐久性；加強隧道支護襯砌、防排水、路面等主體結(jié)構(gòu)設計與通風、照明、供配電、消防、交通監(jiān)控等營運設施設計之間的協(xié)調(diào)，形成合理的綜合設計。對有關(guān)的技術(shù)問題開展專項設計和研究.（3)隧道土建設計體現(xiàn)動態(tài)設計與信息化施工的思想，制定地質(zhì)觀察和監(jiān)控量測的總體方案.（4)隧道設計貫徹國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，積極慎重地采用新技術(shù)、新材料、新設備。（5)隧道設計必須符合國家有關(guān)國土管理、環(huán)境保護、水土保持等法規(guī)的要求。注意節(jié)約用地，保護農(nóng)田及水利設施,盡量保護原有植被，妥善處理棄渣和污水.2.1。3隧道設計技術(shù)標準（1）公路等級：一級公路.(2）隧道設計速度：60km/h。（3)隧道建筑限界標準見表2。1。（4）隧道縱坡不應小于0。3％，一般情況不應大于3%，對于受地形限制的中、短隧道可適當加大，不宜大于4%。本隧道為短隧道。（7）設計荷載:公路－I級。2。1。4隧道建筑限界圖可確定限界參數(shù)如表2。1所示：設計速度（km/h）車道寬度W側(cè)向?qū)挾萀檢修道J左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)6020.500.750.750.75表2。1建筑限界設置（單位：m）隧道建筑限界凈寬:9。75m，凈高：4.5m。因為本隧道為兩車道的短隧道，所以本隧道不設置緊急停車帶和橫向通道。建筑限界如圖1。1。圖2。1隧道建筑限界2。2內(nèi)輪廓圖確定根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》（JTGD70-2004）規(guī)定,隧道的內(nèi)輪廓拱部為單心半圓=514cm,側(cè)墻為大半徑圓弧=764cm,仰拱圓弧半徑=1500cm,仰拱與側(cè)墻間用一個小半徑圓弧連接=100cm。兩車道的60km/h標準內(nèi)輪廓圖如圖2.2.圖2。2隧道內(nèi)輪廓圖2。3隧道洞口的設計2.3.1洞門形式的選擇隧道進口位于Ⅲ級圍巖中，結(jié)合洞口排水要求，遵從“早進洞，晚出洞”的設計原則，并考慮洞門的實用、經(jīng)濟、美觀等因素，綜合考慮，該隧道進口洞門采用“端墻式洞門"。端墻式洞門簡圖見圖2。3。1.圖2.3。1端墻式洞門簡圖2。3.2洞門構(gòu)造要求(3）洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，應視地基及地形條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不小于1。0m,嵌入巖石地基的深度不小于0.5m;基底標高應在最大凍結(jié)線以下不小于0.25m。基底埋置深度應大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。(4）松軟地基上的基礎(chǔ)，可采取擴大基礎(chǔ)措施。2.3.3驗算滿足條件采用擋墻式洞門時，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗算，并應驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。驗算時應符合表3。1和表3。2(《公路隧道設計規(guī)范》JTG－2004）的規(guī)定，并應符合《公路路基設計規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。2。3。4洞門結(jié)構(gòu)設計計算1、計算參數(shù)確定（1）邊、仰坡坡度1：0.1；（2）仰坡坡率1:0.5;(3）地層容重;（4）地層計算摩擦角；（5）基底摩擦系數(shù)0。6；(6）基底控制應力.2、建筑材料的容重和容許應力（1）墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強度等級為Mu100,水泥砂漿的強度等級為M10。(2）容許壓應力，重度。3、洞門各部尺寸擬定端墻式洞門的正墻斜度取1：0。1，仰坡坡率取1：0.5，設端墻厚度為B=2。0m，設基礎(chǔ)埋深為1。8m（其中基底采用階梯狀擴大基礎(chǔ)，其中上層階梯為0.3m。下層階梯為0。7m，基底寬度為)，預留變形量為0。05m,襯砌厚度為0.5m,其中襯砌拱頂?shù)浇厮疁蠝系椎木嚯x為1.1m,截水溝厚度為0.2m,截水溝溝底到仰坡坡底的距離為0。5m，仰坡坡腳到洞門墻背的水平距離為a=2m,設墻H=12m。本隧道取條帶寬度b=1m.圖2。2洞門側(cè)視圖1、洞門土壓力計算邊坡坡率1:0.5，查表最危險破裂面與垂直面夾角:(3.2）==0.266故:土壓力系數(shù)按下式計算：（3。3）洞門土壓力按下式計算：（3。4)δ為墻背摩擦角墻體自重按下式計算:（3。5）2、洞門抗傾覆驗算根據(jù)公式（3.6）（3.7）（3。8）故：滿足抗傾覆要求.3、洞門抗滑移驗算（3。9)故滿足抗滑動要求。4、基底合力偏心矩驗算與基底承載力驗算設作用于基底的合力法向分力為，其對墻址的力臂為，合力偏心距為e，則：（3。10)滿足計算要求(3.11）可得：符合地基承載力要求。5、墻身截面偏心矩驗算及強度驗算墻身偏心矩:(3。12）式中：-—計算截面以上各力對截面型心力矩的代數(shù)和；—-作用于截面以上垂直力之和.將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩的公式，得可：所以計算結(jié)果滿足要求。應力：所以計算結(jié)果滿足要求。經(jīng)驗算,翼墻的驗算也滿足要求.2。4初期支護設計2.4。1支護形式的選擇及參數(shù)確定隧道洞口處圍巖為Ⅲ級圍巖,隧道洞身圍巖為Ⅲ級圍巖，隧道采用復合式襯砌支護，即由初期支護、二次襯砌以及中間防水層組合而成的襯砌形式進行支護。同時還采用大管棚、小導管等預支護措施.其中初期支護采用噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架支護。根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》（JTGD70-2004）的有關(guān)規(guī)定,二車道復合式襯砌在Ⅲ級圍巖條件下.初期支護采用噴錨支護方式，初期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度35cm；錨桿采用中空注漿錨桿,錨桿的直徑為20mm，長度為300cm，鋼筋網(wǎng)直徑為10mm。二次支護為模筑混凝土，混凝土的強度等級為C35，厚度為10cm.2。4.2Ⅲ級圍巖的初期支護設計1、隧道的深淺埋確定：深埋和淺埋隧道的分界,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.在Ⅲ級圍巖條件下:式中:深淺埋隧道的分界深度;荷載等效高度，。已知在Ⅲ級圍巖下，隧道寬度為,圍巖容重為，則圍巖的坍塌高度為：式中：圍巖的級別；圍巖的重度;隧道的寬度；每增減時的圍巖壓力的增減率，當m時取.荷載等效高度：故分界深度：埋深，小于，屬淺埋隧道.2、隧道圍巖壓力的確定Ⅲ級圍巖的圍巖壓力計算：根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》（JTGD70-2004）,Ⅲ級圍巖物理力學指標值：重度，彈性抗力系數(shù)，變形模量,泊松比，計算摩擦角，內(nèi)摩擦角,粘聚力。圖2.4。1淺埋隧道圍巖壓力計算隧道埋深H=2.5m,小于等效荷載高度，荷載視為均布垂直壓力，按下式計算：（4。1）式中:q--垂直均布壓力（）;——隧道上覆圍巖重度（)；H—-隧道埋深（m），指坑頂至地面的距離。圖2。4。2淺埋隧道支護結(jié)構(gòu)上的荷載側(cè)向壓力e按均布考慮時其值為：（4.2）其中：2。4。3初期支護設計及驗算本隧道處在Ⅲ級圍巖中,開挖半徑為5.64m（R1=5。14m，預留變形量50mm，初期襯砌厚度10cm，二次襯砌厚度35cm)，現(xiàn)以Ⅲ級圍巖取最大埋深1。5m處計算：支護材料取噴射混凝土采用C25，厚度為10cm，鋼筋網(wǎng)選用HPB235鋼筋，鋼筋直徑10mm，網(wǎng)格間距25×25cm。錨桿為全長粘結(jié)型，長度3m，直徑20mm,間距1m×1m,選用HRB335，帶墊板，其尺寸為150mm×150mm×6mm.鋼支撐選用工字鋼，每榀間距1m。采用剪切滑移破壞法計算:圖2。4。3剪切滑移破壞法示意圖1、噴混凝土提供的支護抗力P1值（為圍巖的內(nèi)摩擦角)其中，為剪切滑移面與最小主應力軌跡線成角，a、均見圖2。4.1，b為剪切區(qū)高度.為加固帶高度,取l為形成加固帶時錨桿的有效長度,t為錨桿橫向間距（見圖4.3），則有：（4。5)得：將所有數(shù)據(jù)代入式得:計算時可換算成相應的噴混凝土支護抗力,即（4。6）式中：——每米隧道鋼材的當量面積,此處取35。58cm2；得：代入式中，得:2、錨桿提供的支護抗力P3值錨桿受力破壞有兩種情況:（1)錨桿體本身的強度不足而被拉斷.這種情況下錨桿提供的平均徑向支護抗力：(4。7)式中F——錨桿的斷面積；--錨桿的抗拉強度；e、t—-錨桿的縱向及橫向間距.則錨桿粘結(jié)破壞,即砂漿錨桿與孔壁之間的粘結(jié)力不足而破壞。這種情況下錨桿提供的平均徑向支護抗力：（4。8)式中S——為錨桿抗拔力,即錨桿的錨固力，；D-—鉆孔直徑,在此設計中取D=60mm；L-—錨固段長度;——孔壁與注漿體之間極限粘結(jié)強度，砂巖取=0.85MPa則代入式中得取其中的最小值，則取錨桿提供的平均徑向支護抗力。由于在范圍內(nèi)的錨桿才能對剪切滑移體產(chǎn)生抗力，則：3、圍巖本身提供的支護抗力P4值剪切滑移體滑動時，圍巖在滑面上的抗滑力，其水平方向的分力在剪切區(qū)高度b/2上的抗滑力P4為式中——剪切滑移體長度，其值為=8。64——分別為沿滑移面的剪切應力和垂直于滑移面的正應力,它們按摩爾包絡線為直線時的假定求出（見圖）:由圖4.3可知將式中值代入上式,得圖2.4。4包絡線圖式中的為圍巖物理力學指標,徑向主應力值隨剪切滑移面上的位置而變化，難以確定,所以假定等于各支護結(jié)構(gòu)所提供的徑向支護抗力之和，即式中—-噴混凝土層提供的支護抗力——鋼支撐提供的徑向支護抗力——錨桿提供的徑向支護力則將值代入式得將代入式得將以上數(shù)據(jù)代入式得將代入式中，得4、最小支護抗力值Pmin按重力平衡條件求解。塑性區(qū)的巖體，隨塑性徑向位移增長而形成松散區(qū).松散區(qū)的巖體由于重力作用而形成松散壓力，為保持坑道的穩(wěn)定，用支護力與它平衡（如圖4。5).當處于受力極限平衡狀態(tài)時，所求得的支護抗力即為.確定的途徑有：①由現(xiàn)場實測的塑性區(qū)半徑r求（按重力平衡條件求）;②根據(jù)坑道周邊的允許位移值求；③實地量測形變壓力作為;④根據(jù)圍巖特征曲線求。圖2。4.5開挖支護后坑道受力示意圖當滑移體處于受力極限平衡狀態(tài)時，選用①途徑求得:則式中-—為圍巖的重度，此處Ⅲ級圍巖,取=25KN/;—-為初始應力，設處于均質(zhì)巖體中,則——則得：得:即,設計支護滿足要求?？傻贸觫蠹墖鷰r條件下的初期支護,見下表：表2。4.1各級圍巖初期支護參數(shù)表圍巖級別噴混凝土鋼筋網(wǎng)錨桿鋼架設置部位/厚度（cm)網(wǎng)格間距（cm）（環(huán)×縱）設置部位長度（m）間距（環(huán)×縱)（m)規(guī)格每榀間距（m）Ⅲ拱墻、仰拱1025×25拱墻3.01×1I20a工字鋼1.0（全環(huán)）2。5二次襯砌的計算

Ⅲ級圍巖中，采用復合式襯砌，初期支護按照工程類比法設計，二次襯砌采用荷載結(jié)構(gòu)法計十算，根據(jù)《公路設計施工規(guī)范》，其中Ⅲ級圍巖中二次襯砌為完全儲備，因此不需要進行計算.圖2。5。1《公路設計施工規(guī)范》2.6施工組織設計2.6。1編制說明1、編制依據(jù)1.《隧道工程》，陳秋南.北京：機械工業(yè)出版社，2021。2。《公路隧道設計細則JTG/TD70—2021》,中華人民共和國交通運輸部，北京：人民交通出版社，2021.3?！豆匪淼涝O計規(guī)范JTGD70—2004》,中華人民共和國交通部，北京:人民交通出版社,2004.4.《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTGF60—2021》，中華人民共和國交通運輸部，北京：人民交通出版社,2021.5?！惰F路工程設計技術(shù)手冊-隧道》，北京：中國鐵道出版社，1995.6．《交通隧道工程》，彭立敏。長沙:中南大學出版社，2003。2、編制原則（1）資源節(jié)約和環(huán)境保護原則。

(2）符合性原則，滿足建設工期和工程質(zhì)量標準,符合施工要求。

（3）標準化管理的原則。

(4）科學、經(jīng)濟、合理的原則.

（5)引進、創(chuàng)新、發(fā)展的原則。

（6）“六位一體”管理的原則.

(7）指導性綱領(lǐng)與動態(tài)控制相結(jié)合的原則。

2.6。2工程概況

1、基本概況

隧道長1500m，為兩車道一級公路隧道；Ⅲ級圍巖線路長1500m占隧道總長的100%。

2、主要設計技術(shù)標準

公路等級：I級。

設計速度目標值：60km/h。3、洞身施工隧道進洞應采取超前錨桿對圍巖巖體進行超前預支護，在超前錨桿的支護下再開挖進洞,Ⅲ級圍巖要求用交叉中隔壁法法施工，開挖后應立即進行支護,隧道施工時應保證錨桿及噴身混凝土的施工質(zhì)量。隧道采取噴錨初期支護，初期支護與二次襯砌之間拱墻鋪設防水卷材，二次襯砌背后設環(huán)，縱向排水系統(tǒng).出渣運輸采用裝載機裝渣、自卸汽車運輸.洞身懸掛風機地段二次襯砌施工必須預埋受力鋼花拱。4、隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)

隧道采用復合式襯砌。復合襯砌由初期支護、防水隔離層與二次襯砌組成，拱墻襯砌應一次性澆筑，帶仰拱襯砌應先施工仰拱，仰拱應整體澆筑,嚴禁半幅施工,以確保仰拱施工質(zhì)量。初期支護采用噴射混凝土，二次澆筑采用模筑混凝土。

2.6.3工程特點、難點及施工措施1、工程特點

該隧道全長1500m，其中Ⅲ級圍巖長560m占隧道總長的100%.隧道圍巖為砂巖,巖體較為完整，塊狀結(jié)構(gòu)。2、施工措施（1)針對Ⅲ級圍巖，采用臺階法；Ⅲ級圍巖采用三臺階法加設臨時仰拱,嚴格控制開挖進尺及時做好支護。

（2）洞身淺埋段：襯砌結(jié)構(gòu)加強等預處理措施。

2.6。4施工總體部署

1、安全目標

無重大及以上施工安全事故，無因建設引起的重大及以上道路交通事故，無重大及以上火災事故;控制和減少一般責任事故.

2、質(zhì)量目標

堅持“百年大計,質(zhì)量第一”的方針,認真貫徹執(zhí)行國家和鐵道部有關(guān)質(zhì)量管理法規(guī),以先進技術(shù)和管理經(jīng)驗為支撐，對建設工程質(zhì)量實施全過程監(jiān)控，確保主體工程質(zhì)量“零缺陷”.

按照驗收標準，各檢驗批、分項、分部工程施工質(zhì)量檢驗合格率達到100％，單位工程一次驗收合格率達到100%。

3、標準化管理目