青花坪公路隧道综合设计

1、 毕业设计（论文）报告纸 共 83 页 第 页毕业设计（论文）任务书课题名称 青花坪公路隧道综合设计 学院(部) 公路学院 专 业 公路隧道与岩土工程 班 级 21030803 学生姓名 张 学 号 210308031 4 月 16 日至 6 月 19 日共 9 周指导教师(签字) 教学院长(签字) 2012年 04 月 16 日一、设计内容（论文阐述的问题）青花坪公路隧道综合设计，具体内容包括资料整理分析与开题报告的撰写、路线方案比选、平纵横断面设计、洞门及明洞设计、衬砌结构设计、防排水设计、通风照明设计等，编制设计文件和绘制图纸。二、设计原始资料（实验、研究方案）1、 1：1万地形图一张；

2、2、公路等级：高速公路；3、交通量：近期（2022年）19100辆/日（标准车） 远期（2032年）32100辆/日（标准车）三、设计完成后提交的文件和图表（论文完成后提交的文件）1. 计算说明书部分：（1）设计说明书；（2）衬砌结构计算书；（3）通风计算书；（4）照明计算书。2、图纸部分：路线平、纵断面图；隧道内轮廓及建筑限界图；洞门立、平、侧面图；明洞结构图；衬砌结构图；防排水设计图；通风照明设计图；施工方案设计图；施工监控量测设计图；施工场地布置图；施工组织计划与进度安排图等。四、毕业设计（论文）进程安排序号 设计（论文）各阶段名称 日期（教学周）1 收集熟悉资料，撰写开题报告，外文翻译

3、 第1周2 路线方案比选，平、纵、横断面设计 第2、3周3 洞门、明洞及衬砌结构的设计与计算 第4、5周4 隧道防排水设计、通风照明计算与设计 第6周5 施工、监测方案设计、编写设计说明书 第7周6 指导老师审查，修改、整理图纸；评阅人审阅，答辩 第8周五、主要参考资料公路隧道设计规范(JTG D70-2004)，人民交通出版社，2004.10；公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.11999)，人民交通出版社，2000.05；公路隧道施工技术规范（JTG F602009）人民交通出版社，2009.9；公路工程地质勘察规范（JTJ064-98），人民交通出版社，1999.05；公路路线设计规

4、范（JTG D20-2006），人民交通出版社，2006.09；公路工程技术标准（JTG B01-2003），人民交通出版社，2004.01；公路工程质量检验评定标准(JTG F801-2004)，人民交通出版社，2004.10；李宁军, 公路隧道勘察设计，西安公路交通大学；夏永旭, 王永东. 隧道结构力学计算，人民交通出版社，2004.09；吕康成. 公路隧道运营设施，人民交通出版社，1999.07；于书翰, 杜谟远. 隧道施工，人民交通出版社，1999.06；吕康成. 隧道工程试验检测技术，人民交通出版社，2004.01其他现行相关技术规范和规程；所学各门课程之教材或讲义。 长安大学毕业设

5、计（论文）开题报告表课题名称碾子沟高速公路隧道综合设计课题来源自选课题类型总体设计指导教师王永东学生姓名张太松学 号2103080317专 业岩土与隧道工程一、毕业设计目的与意义 课程设计是大学生完成大学学业的标志性作业。其目的是巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力和设计能力的训练，启发创新思维，也是培养综合运用所学知识的过程和知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。二、公路隧道的作用及优点 在我国山地、丘陵和高原很多，其面积约占国土总面积的69%。由于交通的滞后发展，而严重的影响了经济的发展。过去在山区或半山区修筑的公路，由于公路建设资金严重短缺，多以盘山公路为主。这种公路不仅等

6、级低，绕行里程长，占用可耕的多，而且能耗高，安全隐患多，生态环境破坏大等。因而造成巨大的经济损失和人员大量伤亡。但随着经济的迅速发展，公路隧道不仅仅在山区和丘陵地区的建设，而且在江河跨越方案中，对公路隧道的选着也日益重视。公路隧道的修建不但能克服地理地形障碍，还能提高行车安全和舒适性，降低运输成本和节约时间，对恶劣气候时行车几乎不受影响。三、公路隧道国内外的发展及其状况近代隧道兴起于运河时代，从十七世纪起，欧洲陆续修建了许多运河隧道。其中法国兰葵达克（Languedoc）运河隧道，建于年，长，它可能是最早用火药开凿的公路隧道。隧道施工与地面建筑物施工不同，其空间有限，工作面狭小、光线暗，劳动条

7、件差，给施工增加了难度。隧道工程的施工条件是极其恶劣的，体力劳动强度和施工难度都相当大。为了减轻劳动强度，人们曾经做过不懈的努力。古代一直使用“火焚法”和铁锤刚钎等原始工具进行开挖，直到上个世纪才开始采用钻爆作业，至今大约有一百多年的历史。在此期间发明了凿岩机，经过将近一个世纪的努力，发展成为今天的高效率大型多头摇臂钻机，工人们已经从繁重的体力劳动中解放出来了。和钻爆开挖法完全不同的还有两种机械开挖法。一种是用于软土地层的盾构机，发明于1818年，经过一个半世纪的不断改进，已经从手工开挖式盾构发展到机械化乃至全机械化盾构，能广泛用于各种复杂的软土地层的掘进。另一种是用于中等坚硬岩石地层的岩石隧

8、道掘进机。近十年来，我过已修建了不少长隧道、特长隧道以及隧道群，隧道占公路里程比重也不断增大。同时隧道建设技术不断提高和成熟。据统计公路隧道1790、总长度近1千公里。尤其是在2007年元月20日，由我国自行设计、自行施工、自行运营的秦岭终南山隧道通车，18.02公里的秦岭终南山隧道不仅长度一举超越了日本的关越隧道，相比单洞双向行驶的莱尔多隧道，它更是世界上第一个采用双洞单向行驶的特长隧道，双洞全长36.04公里，建设规模居世界第一。但总体上来说，我国公路隧道建设技术还适应不了我国隧道发展的要求，与国外先进水平相比，还存在很大差距。四、毕业设计的内容、方法及预期成果1、设计主要内容公路隧道综合

9、设计，具体包括资料整理分析，路线方案比选、平纵横断面设计、洞门及明洞设计、衬砌结构设计、防排水设计、通风照明设计等。2、设计采用的方法隧道位置的选择 根据地形、地貌、地质条件，结合路线平纵面实际指标，在范围内进行多方案比选 。洞门设计 根据地形、地质条件不同，配合洞口构造物设计及与防护、排水布置，隧道照明需要，并做好环境保护，适当美化洞口。 衬砌结构计算与设计 对受地形、地质偏压、围岩类别、断面跨度、施工方法的不同等因素影响，衬砌各部位受力情况不相同，除在初期支护时进行加强处理外，设计时需要在断面结构形式上对受力不利的部位进行加强处理，必要时还须配置钢筋，以减少其对衬砌结构所产生的不利影响，保

10、证衬砌及动口山体的稳定。防排水设计 在防水设计中，主要在一、二次衬砌间全断面设置PVC、EVA等，复合土工防水板，在水流较多、防水薄弱地段 在二次衬砌施工缝设置止水带。在排水设计中，在墙角外设置纵向排水管。拱墙有大面积淋水及有集中涌水段还须设置排水板，环向排水沟，将集中水流通过横向排水管引入仰拱下中心水沟后排出洞外。 通风照明设计 通风设计根据隧道长度，交通量来选择通风方式。照明设计在隧道两侧拱腰处设置高压钠灯进行照明，为使光线顺利过渡，在洞口设置照明加强段、过渡段。（对于长度小于350M的隧道不设置照明设备。）五、设计重点与难点防排水设计和衬砌结构计算与设计都是设计中的重点。由于公路所经过的

11、是陕南秦岭山地，那里降雨频繁，年降雨量达900-1250毫米 。因此防排水是设计中的重点。衬砌结构计算与设计不仅是设计中的重点也是难点，衬砌结构是隧道支撑的重要部分之一，而且计算较为复杂。六、时间安排1 收集熟悉资料，撰写开题报告，外文翻译 第1周2 路线方案比选，平、纵、横断面设计 第2、3周3 洞门、明洞及衬砌结构的设计与计算 第4、5周4 隧道防排水设计、通风照明计算与设计 第6周5 施工、监测方案设计、编写设计说明书 第7周 6 指导老师审查，修改、整理图纸；评阅人审阅，答辩 第8周指导教师意见及建议：指导教师签名： 年 月 日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外

12、协作、实验室建设和自选项目； 课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。 2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方可开题。摘 要我国经济的高速发展，使得人们对交通设施建设的标准也越来越来高，在道路的修建中也越来越来重视行车的舒适性和环保，同时也要求提高其抵抗灾害的能力。因此，为了顺应地形减少对环境的破坏满足线形要求，保证行车的安全经济，本设计根据陕西省蓝田县灞源乡地区的地质地貌情况，选定隧道方案。隧道全长1800.00m。在设计中，主要进行了隧道的结构、通风、照明、防排水及施工组织设计。首先，选定隧道路线，确定洞口位置，然后进行合理的隧道几何设计和结构设计计算，并且通过计算分析说

13、明其支护结构的合理性；通风照明方面，是在满足交通量和运营状况的条件下，通过计算结合施工的便利与否加以调整设计；施工组织设计中主要安排了监控量测、施工进度安排防排水等，并介绍了具体施工方法及其详细的施作过程。关键词：隧道工程，设计，结构，通风，照明， 防排水，施工组织ABSTRACTThe rapid development of Chinas economy, makes transport facilities construction standards and more to high, built of the road is more and more to pay attentio

14、n 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, this design according to the Shang Luo County in Shaanxi Provin

15、ce village area of geological and geomorphological conditions, selected the bored tunnel approach. 1800.00m tunnel length. In the design of the tunnel structure, ventilation, lighting, drainage and construction organization design. First of all, the selected routes, determine the entrance location,

16、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 not adapted design; coordinate major arranged sup

17、ervision, 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 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc327732830

18、第一章 设计总说明 PAGEREF _Toc327732830 h 11 HYPERLINK l _Toc327732831 1.1设计原则概述 PAGEREF _Toc327732831 h 11 HYPERLINK l _Toc327732832 1.3隧道建设地区工程地质条件 PAGEREF _Toc327732832 h 12 HYPERLINK l _Toc327732833 1.3.1区域地形、地貌 PAGEREF _Toc327732833 h 12 HYPERLINK l _Toc327732834 1.3.2水文与气象 PAGEREF _Toc327732834 h 12 H

19、YPERLINK l _Toc327732835 1.3.3地质条件 PAGEREF _Toc327732835 h 12 HYPERLINK l _Toc327732836 1.4横断面设计 PAGEREF _Toc327732836 h 14 HYPERLINK l _Toc327732837 1.4.1建筑限界 PAGEREF _Toc327732837 h 14 HYPERLINK l _Toc327732838 1.4.2隧道内轮廓 PAGEREF _Toc327732838 h 14 HYPERLINK l _Toc327732839 1.5隧道衬砌结构 PAGEREF _Toc3

20、27732839 h 14 HYPERLINK l _Toc327732840 1.5.1围岩划分 PAGEREF _Toc327732840 h 14 HYPERLINK l _Toc327732841 1.7通风设计 PAGEREF _Toc327732841 h 16 HYPERLINK l _Toc327732842 1.8照明设计 PAGEREF _Toc327732842 h 17 HYPERLINK l _Toc327732843 1.9洞门设计 PAGEREF _Toc327732843 h 17 HYPERLINK l _Toc327732844 1.9.1洞口位置选择 PA

21、GEREF _Toc327732844 h 17 HYPERLINK l _Toc327732845 1.9.2洞门选择 PAGEREF _Toc327732845 h 17 HYPERLINK l _Toc327732846 1.10施工方案 PAGEREF _Toc327732846 h 18 HYPERLINK l _Toc327732847 1.10.1 施工方案设计 PAGEREF _Toc327732847 h 18 HYPERLINK l _Toc327732848 1.10.2施工中存在问题及解决方案 PAGEREF _Toc327732848 h 19 HYPERLINK l

22、 _Toc327732849 1.10.3弃渣方案 PAGEREF _Toc327732849 h 19 HYPERLINK l _Toc327732850 1.10.4施工中注意事项 PAGEREF _Toc327732850 h 19 HYPERLINK l _Toc327732851 1.11环境保护 PAGEREF _Toc327732851 h 20 HYPERLINK l _Toc327732852 第二章 路线方案比选 PAGEREF _Toc327732852 h 21 HYPERLINK l _Toc327732853 第三章 二次衬砌内力计算 PAGEREF _Toc327

23、732853 h 22 HYPERLINK l _Toc327732854 3.1基本资料 PAGEREF _Toc327732854 h 22 HYPERLINK l _Toc327732855 3.2荷载确定 PAGEREF _Toc327732855 h 22 HYPERLINK l _Toc327732857 3.3衬砌几何要素 PAGEREF _Toc327732857 h 23 HYPERLINK l _Toc327732858 3.3.1衬砌几何尺寸 PAGEREF _Toc327732858 h 23 HYPERLINK l _Toc327732860 3.3.2半拱轴线长度S

24、及分段轴长S PAGEREF _Toc327732860 h 23 HYPERLINK l _Toc327732861 3.3.3各分块接缝(截面)中心几何要素 PAGEREF _Toc327732861 h 24 HYPERLINK l _Toc327732862 3.4计算位移 PAGEREF _Toc327732862 h 25 HYPERLINK l _Toc327732863 3.4.1单位位移 PAGEREF _Toc327732863 h 25 HYPERLINK l _Toc327732864 3.4.2载位移主动荷载在基本结构中引起的位移 PAGEREF _Toc327732

25、864 h 27 HYPERLINK l _Toc327732865 3.4.3载位移 PAGEREF _Toc327732865 h 30 HYPERLINK l _Toc327732866 3.4.4墙底位移 PAGEREF _Toc327732866 h 33 HYPERLINK l _Toc327732867 3.5解力法方程 PAGEREF _Toc327732867 h 33 HYPERLINK l _Toc327732868 3.6计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力 PAGEREF _Toc327732868 h 34 HYPERLINK l _Toc327732869 3

26、.8计算衬砌总内力 PAGEREF _Toc327732869 h 35 HYPERLINK l _Toc327732870 3.9衬砌截面强度验算 PAGEREF _Toc327732870 h 37 HYPERLINK l _Toc327732871 3.10内力图 PAGEREF _Toc327732871 h 37 HYPERLINK l _Toc327732872 第四章 通风计算 PAGEREF _Toc327732872 h 39 HYPERLINK l _Toc327732873 4.1隧道需风量计算 PAGEREF _Toc327732873 h 39 HYPERLINK l

27、 _Toc327732874 4.1.1 CO排放量 PAGEREF _Toc327732874 h 39 HYPERLINK l _Toc327732877 4.1.2稀释CO的需风量 PAGEREF _Toc327732877 h 41 HYPERLINK l _Toc327732887 4.1.3烟雾排放量 PAGEREF _Toc327732887 h 42 HYPERLINK l _Toc327732888 4.1.4稀释烟雾的需风量 PAGEREF _Toc327732888 h 43 HYPERLINK l _Toc327732890 4.1.5稀释空气内异味的需风量 PAGER

28、EF _Toc327732890 h 43 HYPERLINK l _Toc327732891 4.1.6考虑火灾时排烟的需风量 PAGEREF _Toc327732891 h 43 HYPERLINK l _Toc327732892 4.1.7结论 PAGEREF _Toc327732892 h 44 HYPERLINK l _Toc327732893 4.2单向交通隧道射流风机纵向通风计算 PAGEREF _Toc327732893 h 44 HYPERLINK l _Toc327732894 4.2.1计算条件 PAGEREF _Toc327732894 h 44 HYPERLINK l

29、 _Toc327732895 4.2.2内所需升压力 PAGEREF _Toc327732895 h 45 HYPERLINK l _Toc327732896 第五章 照明计算 PAGEREF _Toc327732896 h 48 HYPERLINK l _Toc327732897 5.1基本资料（近期） PAGEREF _Toc327732897 h 48 HYPERLINK l _Toc327732898 5.2基本参数（近期） PAGEREF _Toc327732898 h 48 HYPERLINK l _Toc327732899 HYPERLINK l _Toc327732900 5.

30、3灯具布置（近期） PAGEREF _Toc327732900 h 49 HYPERLINK l _Toc327732901 5.4基本资料（远期） PAGEREF _Toc327732901 h 51 HYPERLINK l _Toc327732902 5.5基本参数（远期） PAGEREF _Toc327732902 h 51 HYPERLINK l _Toc327732904 5.6灯具布置（远期） PAGEREF _Toc327732904 h 52 HYPERLINK l _Toc327732905 5.7结论 PAGEREF _Toc327732905 h 53 HYPERLINK

31、 l _Toc327732906 5.8调光 PAGEREF _Toc327732906 h 53 HYPERLINK l _Toc327732934 第六章 施工组织设计 PAGEREF _Toc327732934 h 55 HYPERLINK l _Toc327732935 6.1概述 PAGEREF _Toc327732935 h 55 HYPERLINK l _Toc327732936 6.1.1工程内容 PAGEREF _Toc327732936 h 55 HYPERLINK l _Toc327732937 6.1.2施工安排 PAGEREF _Toc327732937 h 55 H

32、YPERLINK l _Toc327732938 6.1.3施工顺序 PAGEREF _Toc327732938 h 55 HYPERLINK l _Toc327732939 6.2施工方法及工艺 PAGEREF _Toc327732939 h 55 HYPERLINK l _Toc327732940 6.2.1工程特点及主要技术措施 PAGEREF _Toc327732940 h 56 HYPERLINK l _Toc327732941 6.2.2进洞施工方法 PAGEREF _Toc327732941 h 56 HYPERLINK l _Toc327732942 6.2.3明洞施工 PAG

33、EREF _Toc327732942 h 56 HYPERLINK l _Toc327732943 6.2.4主要工序的施工 PAGEREF _Toc327732943 h 60 HYPERLINK l _Toc327732944 6.2.5施工通风 PAGEREF _Toc327732944 h 66 HYPERLINK l _Toc327732945 6.2.6施工用风、水、电 PAGEREF _Toc327732945 h 67 HYPERLINK l _Toc327732946 第七章 总结 PAGEREF _Toc327732946 h 68第一章 设计总说明1.1设计原则概述拟建的

34、高速公路位于陕西省蓝田县灞源乡，是连接将军岔和老庄沟的重要交通道路，该公路能有效解决当地交通问题，加强地区间交流，降低运输成本，节省运输时间，促进经济发展。青花坪公路隧道位于此高速公路上，起始桩号为K3+000至K4+800.00,总长约为1800m。隧道分为上、下行线分离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度80km/h考虑；隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌、高压钠灯光电照明、机械通风；隧道洞门型式主要采用削竹式、端墙式洞门。隧道围岩岩性以碎粉岩、碎裂岩、碎裂状白云岩为主，围岩级别以、级、级为主。该隧道对克服地形障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏以及

35、保护生态环境起到了重要作用。设计依据及执行规范： 公路工程技术标准（JTG B012003） 公路隧道设计规范（JTG D702004） 公路隧道设计细则（JTG/T D702010） 公路隧道施工技术规范（JTG F602009） 公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.11999）1.2技术标准 公路等级 高速公路设计行车速度 80km/h隧道建筑限界隧道净宽 10.25m ( 3.752+0.75+0.5+0.75+0.75)隧道净高 5.0m交通量 近期19100辆/日，远期32100辆/日，汽柴比为0.45：0.55，上、下行比例1：1，双车道单向行驶隧道内卫生标准：CO允许浓度上行

36、线275ppm,下行线275ppm；VI允许浓度为0.0070，隧道内纵向风速小于等于10m/s1.3隧道建设地区工程地质条件1.3.1区域地形、地貌本项目位于陕西省东南部蓝田地区灞源乡，总体地形特征为中间高两边低，地势陡峭，相对高差在350m左右。河谷呈“人”字形，谷窄沟深，坡体陡峭，项目所在地围岩等级主要是级、级、级。1.3.2水文与气象蓝田地区地跨长江、黄河两大流域，属亚热带向暖温带过渡气候带，具有明显的山地型气候特点，冬无严寒，夏无酷暑。 1月平均气温-2.31.6，7月平均气温23.027.9，极端最低气温-22.6, 极端最高气温40.6, 降水量 年均710930毫米, 一般集中

37、在7-10月，年平均风速2.5m/s,瞬时最大风速8m/s，日照18602130多小时。无霜期为210天，最大冻土深度为23cm。1.3.3地质条件主要岩土类特征（1）含角砾粘质粉土褐红色，湿，硬塑，稍密。成分以粘粉粒为主，角砾含量5-10%，砂含量1015%，砂粒、角砾成分为白云岩，土体较均匀。（2）含碎石、角砾粘质砂土褐红色，湿，结构疏松。碎石、角砾含量20-25%，粘粉粒含量20-25%，砂粒含量50-60%，碎石角砾成分主要为白云岩，局部为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩等，多为棱角状，分布较均匀，土体较均匀。（3）细晶白云岩灰白色，细晶，团块状结构，块状构造。主要矿物白云岩，含量大于90%，方

38、解石210%，有机质少量。白云石部分已重结晶，颗粒较大，一般0.20.6mm，重结晶的白云石呈团块状分布，表面较干净，部分未结晶白云石，粒径小于0.05mm，表面浑浊不清。岩石较坚硬，整体完整性较差，较破碎，分化较严重。饱和抗压强度27.382.6MPa，抗剪强度C=11.422.3MPa，=36.240.3，泊松比0.180.33，软化系数0.40.87。（4）含灰质白云岩浅灰色，细晶结构，条纹状构造。主要矿物白云石，含量85-90%，方解石含量10-15%，泥质、有机质少量。白云石粒径一般0.050.15mm，呈镶嵌状分布，其上散布有泥质及有机质，表面浑浊不清。方解石粒径一般0.2mm左右

39、，分布不均匀，呈条带状分布，岩石较坚硬，整体完整性较差，较破碎，分化较严重。（5）含砾微晶灰岩灰-浅灰色，岩石中的砾石为沉积时的混入物，其粒径215cm，为次园-棱角状，分布不均，含量520%，成分为泥晶白云岩。微晶灰岩呈微晶结构，生物碎屑结构，块状构造。主要矿物为方解石，含量不小于95%，少量有机质（2%）及生物碎屑（3%）。方解石粒径一般0.010.001mm，少部分未结晶灰质粒径0.001mm。岩石较坚硬，整体完整性较差，抗分化能力较强。（6）细粒长石石英砂岩灰白色、细粒砂状结构，块状结构。碎屑成分主要为石英，含量大于75%，次为长石1015%，硅质岩屑小于1%，粒径一般0.10.25m

40、m，少数0.250.4mm。填隙物成分主要为硅质（58%）及少量粘土质。岩石为颗粒支撑接触式胶结。岩石坚硬，整体完整性较好，抗风化能力较强。（7）泥岩黄色，泥质结构，块状构造。主要成份为粘土矿物，含少量粉砂粒。岩石软弱，整体完整性差。物理力学性质差，接近于半成岩的粘性土。综上所述，此地区岩土工程地质性质普遍较差。白云岩虽较坚硬，但受构造运动影响，较破碎，分化较严重，整体完整性较差。砂岩虽坚硬，抗风化能力较强，力学性质较高，整体完整性较好，但其出露宽度窄，泥岩受构造变形大，岩石软弱不完整，抗风化能力弱，其工程地质条件差。构造特征隧道区断层较发育，以北东向断层为主，次为近东西向，亦见南北向断层。断

41、层性质以压扭性、压性、扭性为主，个别为张性、张扭性，断层多期活动的特点，早期以压性、压扭性、扭性为主，且规模较大，晚期以张性为主，规模小。水文地质条件勘测区地下水的补给主要来自大气降水。区内降水量较充沛，植被不甚发育，山高坡较陡，沟谷深切，地表径流畅通，降水量又相对集中，多以大雨和暴雨形式降落等，大部分以地表径流汇于沟谷中，不利于降水的下渗。故地下水补给作用较弱，区内地下水仍较贫乏。不良地质现象隧道路线走廊为长江水系，雨季时洪水暴涨，常携带泥土、碎石，在沟口形成洪积扇区，不良地质灾害主要有滑坡、泥石流。1.4横断面设计1.4.1建筑限界根据公路隧道设计规范，隧道高度5米，行车道宽度3.75米，

42、双车道布置，净宽10.25米，其中左侧余宽为0.5m，右侧余宽为0.75m，左右侧检修道宽度均为0.75m，路面坡度采用1.5%；车行横通道高4.5m，路面宽度为4m，不设侧向余宽，左右侧检修道宽度均为0.25m；人行横通道高2.5m，路面宽2m，不设侧向余宽和检修道；并且同时考虑了下列因素：（1）检修人员步行时的安全；（2）紧急情况下，驾乘人员拿取消防设备方便；（3）满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求，修道高度设为30cm。1.4.2隧道内轮廓隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定以外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、运营管理等设施提供安装空间，同

43、时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。本隧道采用公路隧道设计规范附录B提供的v=80km/h情况下的标准断面，断面为单心圆，R1=5.43m，R2=7.93m，R3=1m，R4=15m，断面周长为30.94m，面积为62.67m2。1.5隧道衬砌结构1.5.1围岩划分隧道围岩级别划分主要依据岩体弹性波速度、岩样饱和极限抗压强度、岩石质量指标，并结合围岩分化程度、完整性、坚硬程度、节理发育程度、断层及地下水影响程度等进行综合分类。依据实际资料在确定隧道围岩级别时，制定以下原则：（1）以交通部行业标准公路隧道设计规范（JTG D70-2004）

44、提供数据为围岩级别划分标准。（2）遇断层破碎带，围岩级别较同类岩石降低12等级，影响带推至洞底以上4080米与断层交界处。（3）为便于隧道施工，按隧道开挖过程中可能遇到的地层和构造情况分段划分评价。（4）未有钻孔控制段，参照勘测区同类岩石已有资料进行类比分级。1.5.2衬砌设计隧道断面设计除符合建筑限界要求外，考虑到洞内排水、通风、照明、消防、监控等运营附属设施所需空间，并考虑到围岩收敛变形及施工等必要的预留量，内轮廓采用单心圆。隧道衬砌结构型式均采用“新奥法”复合式衬砌，衬砌设计参数以工程类比法并结合计算分析确定，断面型式采用等截面单圆心，对于级围岩采用无仰拱衬砌，对于、级围岩均采用带仰拱衬

45、砌。级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用砂浆锚杆，直径为22mm，长度为2.5m，环向间距为1.2m。级围岩喷射混凝土厚度为10cm，预留变形量为3cm。 级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用D25中空注浆锚杆,长度为3.0m，环向间距为1.0m；级围岩喷射混凝土厚度为22cm，预留变形量为7cm，钢拱架型号为I16，间距为1m。级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用D25中空注浆锚杆，长度为3m，环向间距为1.0m。级围岩喷射混凝土厚度为26cm，预留变形量为10cm，钢拱架

46、型号为I20，间距为50cm。断层围岩初期支护采用钢管支护、超前管棚周壁预注浆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。钢管支护采用直径为50mm的无缝钢管，长度为5m，外插角为30，环向间距为40cm；超前管棚采用直径为89mm的热轧无缝钢管，长度为10m，外插角为25，水平搭接长度不小于3m，环向间距为40cm。断层段围岩喷射混凝土厚度为25cm，预留变形量为15cm，钢拱架型号为I20，间距为50cm。通过围岩监控量测，最终在初期支护相对稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。衬砌采用曲边墙拱形断面，明洞二次衬砌厚度为60cm，级围岩二次衬砌厚度为35cm，级围岩二次衬砌厚度为35cm，级围岩二

47、次衬砌厚度为45cm，断层段二次衬砌墙脚下采用加厚曲边墙型式以减小隧道沉降，其厚度为60cm。1.5.3辅助施工设计本隧道采用的辅助施工措施主要有如下几项：（1）超前长管棚：设于两端洞口，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件。管棚钢管均采用直径1086mm热轧无缝钢管，环向间距50cm。接头用长15cm的丝扣直接对口连接。相邻钢管接头数至少应错开1m。（2）超前小导管：设置在隧道洞内无长管棚支护的级围岩地段，采用外径42mm，壁厚3.5mm，长400cm的普通钢管，在钢管距尾端1m范围外钻直径6mm压浆孔。钢管环向间距40cm，外插角控制在1015度左右，尾

48、端支撑于钢架上，也可以焊接于系统锚杆的尾端，每排小导管的纵向搭接长度至少为1.0m。（3）超前锚杆：设置在隧道洞身级围岩浅埋地段。锚杆采用直径22mm，长350cm的砂浆锚杆，环向间距约40cm，外插角可采用515度不等。采用早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的搭接长度不小于1.0m。1.6防排水设计（1）隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。设计中采用的措施要求达到：排水通畅、防水可靠、施工方便，是隧道洞内基本干燥，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全，形成完整的防排水体系。（2）洞内复合式衬砌采用1.2mm厚EVA防水板防水，300g/m2土工布，土工布与防

49、水板间的连接采用双缝焊机的焊接技术，接缝处留10cm长搭接长度，以备质量检查。铺设时采用无钉热合铺设法。隧道二次衬砌满足抗渗S6要求。（3）隧道内设置纵向排水管、环向排水管、横向排水管、环向盲管等形成岩体环向排水管纵向排水管横向盲管侧式透水管洞外一个完整的闭合回路，使岩体内的渗水可以畅通的排出，另外对于集中出水点，可预埋半管。对于路面排水，设置开口式边沟，为防止预制块接缝间漏水，在接缝间设置防水板。（4）隧道内所有施工缝和沉降缝均设置中埋式排水橡胶止水带。（5）对于出水量较大的地段，采用超前注浆堵水，浆液采用水泥和水玻璃混合浆液，以加快其凝固速度。1.7通风设计隧道分为上下行线单向行驶的分离式

50、隧道，上行线和下行线长度均为1800.00m，上行线纵坡-1.3%，下行线纵坡+1.3%，设计行车速度为80km/h，设计高峰小时交通量近期为1471辆/h，远期为2472辆/h，大型车混入率为21%，通风断面面积62.67m2，当量直径为8.09m，CO设计浓度为275PPm，烟尘允许浓度为0.0070m-1。在综合考虑隧道所处的自然条件、交通量、隧道内行驶的车辆情况、隧道工程造价及维修保养费用、车辆行驶的活塞风作用下，通过计算确定在设计行车速度状态下上、下行线隧道均不需机械通风。在隧道内发生火灾时，并考虑最坏情况即在隧道出口发生火灾而隧道内停满了车辆，经过计算确定上、下行线设4台1120型

51、射流风机，每两台一组，进出口集中布置；考虑远期交通量，经过计算确定在设计行车速度状态下上、下行线隧道均不需机械通风，在交通阻滞情况下即平均车速为10km/h，阻滞段长度取1000m，在1000m后计算时行车速度取设计行车速度的50%即40km/h。计算确定上、下行线隧道均设6台1120型射流风机，每两台一组，进出口集中布置。风机在进口布置二组，第一组距洞口200m，第二组距第一组150m，在出口布置一组，距洞口200m，安装时风机的任何部分不得侵入建筑限界内。1.8照明设计为使司机行车安全、舒适，解决隧道进出口的“黑洞” 、“白框”效应以及满足洞外亮度变化时的调光要求，隧道入口段照明分为基本照

52、明和加强照明。隧道照明要考虑四种状况即：晴天、多云天、阴天、傍晚。分别考虑各种工况下的灯具照明情况，合理布置灯具，主控室预先设计程序在不同工况下控制各灯具的开关。基本照明：布置100w高压钠灯172组（间距8.8m，全长布置）；加强段照明：入口段需布置400W的高压钠灯57组（间距1.4m，布置79.57m(共89.57m，前10m不布置)），过渡段需布置250W的高压钠灯22组（间距3.3m，布置72m），过渡段需布置150W的高压钠灯12组（间距7.4m，布置89m），过渡段需布置100W的高压钠灯2组（间距99.6m，布置133m），出口段照明需布置250W的高压钠灯16组（间距3.9m

53、，布置60m）。隧道采用高压钠灯照明，并配有自充式电具作为应急照明使用。紧急停车带和人行横通道用荧光灯照明，隧道墙壁装饰采用防水涂料全断面喷涂。1.9洞门设计1.9.1洞口位置选择（1）洞门部分在地质上通常是不稳定的。应考虑避开滑坡、崩塌、泥石流等不良地质地段。（2）要遵循“早进洞晚出洞”的原则，选择洞口位置。（3）为使洞口段衬砌结构受力条件较好，应使隧道中线与地形等高线正交，正交洞口的边、仰坡开挖较小而且均衡。（4）隧道在洞口附近考虑施工场地、弃渣场地以及便道的位置，对组织施工时的难易程度和进度有很大影响。1.9.2洞门选择 隧道洞门形式的选择和隧道洞口的地形，地质条件以及隧道照明需要有关，

54、洞门附近围岩一般比较松碎松软，所以应根据实际情况，选择合适的洞门形式，并对边仰坡进行适当护坡。洞门是隧道的咽喉，也是外露部分，要适当进行洞门和动口环境的美化和协调。山岭隧道常用的洞门形式主要有端墙式、翼墙式、台阶式、柱式、削竹式和喇叭口式。本隧道洞门均采用削竹式。1.10施工方案1.10.1 施工方案设计本隧道主要以、级围岩为主兼有断层，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理论基础，确定本隧道掘进施工原则为：弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、强支护、勤量测、紧封闭。新奥法理论要点如下：（1）围岩是主要的承载单元，应充分保护围岩，采用控制爆破或机械开挖。（2）允许围岩变形，但又要限制围岩变形，采用柔

55、性支护，及时喷锚。（3）进行监控量测，修正施工方法、支护参数。（4）采用复合式衬砌，防止渗漏，减小而衬开裂。（5）及时封闭，隧道断面形状尽量圆滑，避免拐角处应力集中。隧道级围岩开挖采用台阶开挖法，由于隧道地质条件较差，因此要按短台阶、多循环要求开挖；隧道级围岩开挖采用拱部留核心土环形开挖。隧道开挖过程中要及时进行施工监控量测，它是保证工程质量的重要措施，也是判断围岩和衬砌是否稳定的，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。监控量测必测项目有地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉、锚杆拉拔力，本隧道选测项目有地表下沉量测。净空变形和拱顶下沉量测间距S为：当隧道埋深H小于

56、30m时，S=10m;当H大于30m时，S=20m。地表下沉量测的隧道纵向间距S为：当隧道埋深H小于15m时，S=5m；大于15m小于30m时，S=10m；周边位移和拱顶下沉量测间隔时间为：115d，每天两次；16d1M，每2天一次；1M3M，每7天一次；以后每月一次。地表下沉量测间隔时间为：掌子面距量测断面前后小于20m时，每天两次；大于20m小于50m时，每2天一次；大于50m时，每7天一次。初期支护阶段根据最大位移值进行施工管理:（1）当量测位移U小于Un/3表明围岩稳定，可以正常施工。（2）当量测位移U大于Un/3并小于2 Un/3时，表面围岩变形偏大，应密切注意围岩动向，可以采取一定

57、的加强措施，如加密、加长锚杆等。（3）当量测位移U大于2Un/3时，表明围岩变形很大，应立即停止掘进，并采取特殊的加固措施，如超前支护、注浆加固等。（4）当实测最大位移值或预测最大位移值不大于2 Un/3时，可以认为初期支护达到基本稳定。二次衬砌的施做条件（1）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定。（2）已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%90%。（3）周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.070.15mm/d。1.10.2施工中存在问题及解决方案隧道所处地段地质条件较差，围岩级别大多为、级，自稳能力差。解决办法：施工中缩短台阶长度，短进尺，及时施做初期支护

58、，尽早施做仰拱，使结构尽早成环，改善围岩受力性能。洞身通过断层，断层围岩破碎，含水量大。解决方法：施工中短进尺，早封闭，强支护，加强施工中的监控量测，密切注意围岩变形，如有异常，马上采取措施。洞身处于水位线附近，岩体含水量较大。解决方法：施工中特别注意防排水，采取小导管超前注浆堵水，对于集中出水点，安装半管排水。对于出水量很大的地段，可以考虑采用帷幕注浆。对于落水洞地段，一般采用老黄土回填，从下到上分层夯实，顶层采用50cm厚C15混凝土封口，封口半径增大50100cm，工程数量以实际发生计量。对无法查明的落水洞施工时应加强超前地质预报，进一步查明落水洞的位置、规模、与隧道的相对位置及对隧道的

59、影响程度，采取相应的工程处理措施。1.10.3弃渣方案 本项目路线隧道开挖洞渣除部分洞外浆砌工程外，其余需要调配利用和弃除。 沿线黄土冲沟发育，地形切割强烈，隧道弃土采取在冲沟内设坝弃土造田的方案。弃土场尽量冲沟支沟内，并于沟口设置土质拦挡坝，坝外侧坡面植树种草防护，坝体内侧弃土应碾压夯实。具体弃渣场地由路线统一考虑。1.10.4施工中注意事项隧道开工前对洞门位置，明洞长度根据地形条件进一步核查，必要时现场研究确定。洞门及明洞施工必须在雨季到来之前完成。隧道进出口埋藏浅，覆盖层薄，地质条件差，明洞长度可视实际边仰坡特定情况酌情调整。新奥法设计施工是一体，施工图应视为预设计，施工过程中根据地质变

60、化及监控量测情况进行信息反馈设计。施工中时刻注意，要求严格执行围岩的监控量测程序（起内容包括地质监控、安全检查监控和量测监控），若围岩级别划分与地质不符合以及量测收敛值超过规定等情况，应及时与设计单位联系，搞好信息反馈设计，特别是雨季和大雨过后要加强监控量测。初期支护钢拱架要尽可能与喷射混凝土密贴，每榀钢拱架拱腰、拱脚必须与墙脚锚杆焊成一体，超挖时必须用喷射混凝土充实密填。初期支护完成后，在其表面沿隧道纵向3米（渗漏段）至5米（无渗漏段），在拱腰墙顶及墙下打3-4个泄水孔，孔深50cm,然后沿周边设160排水半管贴壁排水，并在半管外及时用砂浆封闭，使其与衬砌墙脚纵向排水管连通，要求初期支护表面