某隧道設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1、梁家院隧道綜合設(shè)計(jì) (長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院 西安 )摘要：本設(shè)計(jì)按照“新奧法”施工的要求，對(duì)某山嶺重丘二級(jí)公路上的梁家院隧道進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：路線方案的擬定比選、隧道橫縱斷面設(shè)計(jì)、隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路基路面防排水及管線溝槽設(shè)計(jì)以及施工組織設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了隧道二次襯砌的結(jié)構(gòu)計(jì)算，同時(shí)還完成了隧道通風(fēng)、照明的計(jì)算及設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：隧道 新奧法 防排水 襯砌結(jié)構(gòu) 通風(fēng) 照明 監(jiān)控測(cè)量 結(jié)構(gòu)計(jì)算 Comprehensive Design of the Liang Jia Yuan TunnelChangyong Cao(The Highway College of Changan Universi

2、ty Xian )ABSTRACT: According to the construction requirements of NATM , the comprehensive design is made for Liang Jia Yuan Tunnel which is included in a secondary road of the mountainous area .This design paper includes the following several aspects : the design and contrast of the tunnel route , t

3、he design of the transect and vertical section of the tunnel , the lining structure design , the waterproof and drainage system of the pavement and subgrade , the design of construction organization, and calculation of the second lining , the paper also contains the calculation and design of ventila

4、tion and lighting system. KEY WORD: tunnel ; NATM ; water proof and drainage system ; lining structure ;ventilation ; lighting ; monitoring survey ;. structural calculation;目 錄第一章 隧道設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、隧道設(shè)計(jì)概況-3二、隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范-3三、隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-3四、隧道工程水文地質(zhì)-31.自然地理概況-32.地質(zhì)構(gòu)造特征-43.水文地質(zhì)條件-64、不良地質(zhì)現(xiàn)象-75、隧道圍巖級(jí)別-86、隧道穩(wěn)定性評(píng)價(jià)-8五、隧道設(shè)計(jì)

5、概要-91、隧道洞口設(shè)計(jì)-92、隧道橫斷面設(shè)計(jì)-93、洞門設(shè)計(jì)-94、襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-95、防排水設(shè)計(jì)-106、路面及內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)-117、緊急停車帶設(shè)計(jì)-118、洞內(nèi)檢修道設(shè)計(jì)-119、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)-1110、通風(fēng)照明設(shè)計(jì)-1211、環(huán)境保護(hù)-1312、施工方案及注意事項(xiàng)-1413、監(jiān)控系統(tǒng)和防災(zāi)系統(tǒng)-16第二章 梁家院隧道級(jí)圍巖二次襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算-19第三章 梁家院隧道通風(fēng)計(jì)算-34第四章 梁家院隧道照明計(jì)算-39第五章 翻譯原文- -43第六章 英語(yǔ)譯文- -50第七章 致謝和感想- 56主要參考文獻(xiàn)- 57第一章 隧道設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、隧道設(shè)計(jì)概況梁家院隧道位于連接崖家院子、梁家院、北溝地區(qū)的山

6、嶺二級(jí)公路區(qū)段上，該地區(qū)為山嶺重丘區(qū)，山勢(shì)陡峭，地質(zhì)地形復(fù)雜，山脈大致成西北東南走向，其中最低標(biāo)高1208.4m,最高標(biāo)高1859.6m。該隧道擬設(shè)計(jì)為單洞雙向隧道，入口樁號(hào)K0+820，出口樁號(hào)K3+96，全長(zhǎng)2276m，采用人字坡形，坡度為2.0%，兩端設(shè)置明洞，其中西南A洞口明洞長(zhǎng)19m，東北B洞口明洞長(zhǎng)26m。隧道行車道寬度按照設(shè)計(jì)行車速度60km/m考慮。明洞施工按明挖法施工，暗洞按“新奧法”施工。隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用“新奧法”復(fù)合式襯砌，并采用高壓鈉燈光電照明、射流風(fēng)機(jī)機(jī)械通風(fēng)；隧道洞門形式主要采用端墻式洞門。隧道圍巖以較為破碎的白云巖、千枚巖、變質(zhì)砂巖及泥巖為主，圍巖級(jí)別以、級(jí)為

7、主。二、隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD702004）公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ04294）公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ026.11999）公路隧道勘測(cè)技術(shù)規(guī)范（JTJ06385）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ00197）三、隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）、隧道按規(guī)定的遠(yuǎn)景交通量設(shè)計(jì)，采用單洞雙向隧道（二）、公路等級(jí)：山嶺重丘二級(jí)公路（三）、遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)交通量：2080輛/日（四）、隧道設(shè)計(jì)車速：60km/h（五）、隧道建筑限界根據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD702004）規(guī)定確定：行 車 道： W23.50m路 緣 帶： S20.5m檢 修 道： J 1.00m限界凈高： 5.00m隧道凈高：

8、6.92m檢修道高： 0.28m四、隧道工程水文、地質(zhì)（一）、自然地理概況1、地形地貌隧道地處陜南山地西南部的秦嶺山脈，山脈大致呈西北東南走向，該處主峰海拔1859.6m,山脊呈窄梁狀，兩側(cè)山坡陡峭，坡度一般在50左右，局部達(dá)到60。溝谷發(fā)育，多為較陡峭的V型谷，切割深度一般80m 左右，最深達(dá)到120m 。地貌上屬于有變質(zhì)巖、沉積巖組成的中高山區(qū)。2、氣象水文該地區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，年氣候變化十分明顯，境內(nèi)氣候垂直變化及四季差異顯著。年平均氣溫25，最冷為一月份，平均氣溫為-11.6度，極端最低氣溫為-21.1度，最熱為七月份，平均月氣溫31.2度，極端最高氣溫36.8度，年最高降雨量685

9、.0毫米，年最低降水量386.6 毫米，日最大降水量為151.8毫米，年平均降水量485.3毫米。年平均風(fēng)速1.9米/秒，最大風(fēng)速17米/秒。雨季主要集中在夏季，占全年降水量65%左右。山區(qū)地質(zhì)情況較為復(fù)雜，植被豐富，以高大喬木、灌木為主，自然景觀優(yōu)美，野生動(dòng)植物種類繁多。隧道所處地區(qū)屬于漢江水系，區(qū)內(nèi)無(wú)較大河流，僅發(fā)育幾條無(wú)名小溝。（二）、地質(zhì)構(gòu)造特征1、地層巖性該地區(qū)出露地層主要為震旦系上統(tǒng)燈影組和第四系全新統(tǒng)。上震旦統(tǒng)燈影組主要以淺海相碳酸鹽巖為主，主要分為：（1）上震旦統(tǒng)燈影組（Z2dn）為勘察區(qū)主要地層，占測(cè)區(qū)面積的76%，為一套主要由白云巖組成的單斜巖層。根據(jù)巖層及其組合特征，可進(jìn)

10、一步劃分3個(gè)巖性，現(xiàn)分述如下：1）第一巖性段（Z2dn1）分布于勘查區(qū)中，東部。出露寬度約1270米，是隧道通過(guò)的主體巖層。巖性為灰白色中厚層細(xì)晶白云巖。見(jiàn)夾有黃色泥巖，粉沙質(zhì)泥巖夾層（現(xiàn)為斷層破碎帶）。與上覆地層呈斷層接觸。巖層總體產(chǎn)狀3300-3500500-700.2）第二巖性段（Z2dn2）分布于勘查區(qū)西部，出露寬度30m左右。巖性為灰白色中厚層細(xì)粒長(zhǎng)石石英片巖和淡黃色泥巖，與上覆地層呈斷層接觸。地貌上明顯呈突起的山梁。地層產(chǎn)狀3250-3400600-800.3）第三巖性段（Z2dn3）分布于勘查區(qū)西部隧道出口段，巖性為灰比色中厚層微晶白云巖。地層產(chǎn)狀3300-35005時(shí)，取i =

11、0.1，=1+0.1*(11.74-5)=1.674所以圍巖豎向荷載q=0.451619.21.674*0.4231.4138*0.4=92.5655KN/ m32.計(jì)算襯砌自重g=1/2*(d0+dn ) *h=1/2(0.45+0.45) 23=10.35 KN/ m33、根據(jù)我國(guó)復(fù)合式襯砌圍巖壓力現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)和模型實(shí)驗(yàn)，并參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，建議類圍巖襯砌承受80%-60%的圍巖壓力，為安全儲(chǔ)備這里?。?5KN/m3（1）全部垂直荷載q= 65+g=75.35 KN/ m3 （2）圍巖水平均布?jí)毫=0.4q=0.475.35=30.14 KN/ m3三、襯砌幾何要素1、襯砌幾何尺寸內(nèi)輪

12、廓線半徑： r1 = 5.3200 m , r2 = 7.2000 m內(nèi)徑r1，r2所畫圓曲線的終點(diǎn)截面與豎直軸的夾角：1 =90 ， 2=105.3009拱頂截面厚度d0 =0.45 m ,拱底截面厚度dn=0.45m。2、半拱軸線長(zhǎng)度S及分段軸長(zhǎng)SS = 10.6929 m將半拱軸長(zhǎng)度等分為8段，則S=S/8=10.6929/8=1.3366 mS/Eh =1.3366/0.28108 =4.773610-8 m3、各分塊截面中心幾何要素各分塊截面與豎直軸的夾角及截面中心點(diǎn)的坐標(biāo)可以由圖2直接量得，具體數(shù)值見(jiàn)表1。四、計(jì)算位移1、單位位移：用辛普生法近似計(jì)算，按計(jì)算列表進(jìn)行，單位位移的計(jì)算

13、見(jiàn)附表1。單位位移計(jì)算表 附表1 注：1.I截面慣性矩，I=bd3/12,b取單位長(zhǎng)度2.不考慮軸力的影響。單位位移值計(jì)算如下：11=S/Eh1/I=4.773610-81053.498=50.289810-612=S/ Ehy/I=4.773610-82999.695=143.193410-622=S/ Ehy2/I=4.773610-814343.838=684.717510-6計(jì)算精度校核：11+212+22=（50.2898+2*143.1934+684.7175）10-6=1021.39410-6SS=S/ Eh(1+y)2/I=4.773610-821396.726=1021.39

14、410-6閉合差=0。2、載位移主動(dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)中引起的位移（1）每一塊上的作用力(豎向力Q、水平力E、自重力G),分別由下面各式求得，Qi =q*biEi =e*hiGi =( di-1- di)/2*S* rh其中：bi襯砌外緣相鄰兩截面間的水平投影長(zhǎng)度hi襯砌外緣相鄰兩截面間的豎直投影長(zhǎng)度di接縫i的襯砌截面厚度均由附圖2直接量得，其值見(jiàn)附表2。各集中力均通過(guò)相應(yīng)圖形的形心。附圖2：襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示載位移Mop計(jì)算表 附表2續(xù)表2（2）外荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力塊上各集中力對(duì)下一接縫的力臂由圖直接量得，分別記以aq 、ae、ag。內(nèi)力按下式計(jì)算之：彎矩： 軸力： 式中 xi、yi相鄰

15、兩接縫中心點(diǎn)的坐標(biāo)增值。 xi=xi- xi-1 yi=yi- yi-1Moip和Noip的計(jì)算見(jiàn)附表2及附表3。載位移Noip計(jì)算表 附表3（3）主動(dòng)荷載位移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)附表4。主動(dòng)荷載位移計(jì)算表 附表41p=S/EhMp0/I=4.773610-8（-.139）= - 50508.780010-62p =S/ EhMp0y/I=4.773610-8(-.861)= -.15210-6計(jì)算精度校核Sp=1p+2pSp=S/ EhMp0(1+y)/I因此，Sp=4.773610-8（-.001）= -.881510-61p+2p= -（50508.7800+.0815）10-6= -.881510-6閉合差=0。3、載位移單位彈性抗力及相應(yīng)的摩擦力引起的位移（1）各接縫處的抗力強(qiáng)度按假定拱部彈性抗力的上零點(diǎn)位于與垂直軸接近450的第3截面，3=41.357=