交通运输洞设计大纲范文格式范本

1、FJD35190 FJD水利水电工程 技术设计阶段交通运输洞设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1999年3月 工程 技术设计阶段交通运输洞设计大纲 主 编 单 主编单位总工程师: 参 编 单 员: : : 勘测设计研究院 年 月目 录1 引言42 设计依据文件和规范 43 基本资料 54 布置 95 洞口及洞脸 96 结构设计 117 结构计算 118 观测设计和运行要求 179 排水设计 1710 技术专题研究 1811 工程量计算 1812 应提供的设计成果 19附录A 锚喷支护的理论设计 20附录B 锚喷支护安全度验算 23附录C 隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数 25附录D 锚

2、喷支护工程实例 271 引言 工程概况 工程位于 ，是以 为主，兼有 等综合利用的水利水电枢纽工程。电站总装机容量 ，年发电量 ，电站为 厂房，厂房高 ，宽 ，长 。本工程初步设计报告于 年 月审查通过。 编写内容（1）水电站地下厂房交通运输洞技术设计；（2）平洞和斜洞（30）；（3）不包括竖井部分。2 设计依据文件和规范 有关本工程的文件（1） 工程初步设计报告；（2） 工程初步设计报告审批文件；（3） 工程技术设计任务书。 主要设计规范（1）SDJ 2078 水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）；（2）JTJ 2689 公路隧道设计规范；（3）SD 13484 水工隧洞设计规范；（4）SDJ

3、 1078 水工建筑物抗震设计规范（试行）；（5）GBJ 388 砌体结构设计规范；（6）JTJ 1486 公路柔性路面设计规范；（7）JTJ 1284 公路水泥混凝土路面设计规范；（8）GBJ 8685 锚杆喷射混凝土支护技术规范；（9）SL 4794 水工建筑物岩石基础工程施工技术规范；（10）TBJ 385 铁路隧道设计规范；（11）SDJ 21283 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范。 主要参考资料（1）水利水电工程地下建筑物设计手册 水规总院等编 四川科学技术出版社 1993年（2）水工隧洞的设计理论和计算 汪胡桢著 水利电力出版社 1990年（3）水电站厂房设计 顾鹏飞喻远光编

4、水利电力出版社 1987年3 基本资料 工程等别与建筑物级别（1）工程等别为 等；（2）建筑物级别为 级。 地震烈度（1）基本地震烈度为 度；（2）设计地震烈度为 度。 洪水标准设计洪水重现期：T a；校核洪水重现期：T a。 水位和洪水流量水位和洪水流量，见表1。表1 水位和洪水流量表项 目单 位TT洪水流量3水 位 气象（1）月平均气温表2 月平均气温表（ 年至 年） 单位：月份123456789101112全年平均气温（2）绝对最高气温 ；绝对最低气温 。（3）冰冻期： 月 月。 工程地质、水文地质(1)地下水位及涌水量，见表3。表3 地下水位及涌水量表桩 号地下水位，m涌水量，m3/(

5、dm)(2)交通洞沿线断层汇总，见表4。表4 沿线断层汇总表方位断层编号断层产状，()宽度，主要特征走向倾向倾角破碎带影响带(3)交通洞岩体裂隙统计，见表5。表5 岩体裂隙统计表岩性位置组号密度条2裂隙产状，()裂隙发育特征走向倾向倾角(4)交通洞围岩物理力学指标，见表6。表6 围岩物理力学指标表桩号，m主要岩性风化类型岩体类别容 重kN/m3干饱和饱和吸水率，弹性模量Mpa水平铅直变形模量Mpa水平铅直抗压强度Mpa干饱和泊桑比内摩擦角，()凝聚力，Mpa岩体纵波速度，m/s岩体完整性系数岩体坚固系数围岩强度RbKv，Mpa稳定性评价单位弹性抗力系数，kN/m3提示：单位弹性抗力系数是非常重

6、要的一个参数，以下所列的各种岩体的单位弹性抗力系数仅可作为参考之用。提示：单位弹性抗力系数是非常重要的一个参数，以下所列的各种岩体的单位弹性抗力系数仅可作为参考之用。岩石坚硬程 度代表性岩石节理间距cm单位弹性抗力系数N/cm3105kN/m3坚 硬石英岩、花岗岩、流纹岩、安山岩、玄武岩、硅质石灰岩30以上1000020000100200530500010000501005以下300050003050中等坚硬砂岩、石灰岩、白云岩、砾岩30以上500010000501005303000500030505以下100030001030较 软砂质岩互层、粘土质页岩、泥灰岩30以上20005000205

7、05301000200010205以下100010松 软风化页岩、风化泥灰岩、粘土、黄土、小麓堆积物5005 材料特性 建筑材料(1)洞门建筑材料，见表7。表7 洞门建筑材料工程部位材料种类混凝土或钢筋混凝土构件混凝土片石混凝土砌 体端 墙顶 帽翼墙和洞口挡土墙侧沟、截水沟、护坡等提示：端墙砌体可选用100水泥砂浆砌片石、块石镶面或混凝土预制块镶面。顶帽砌体可选用100提示：端墙砌体可选用100水泥砂浆砌片石、块石镶面或混凝土预制块镶面。顶帽砌体可选用100水泥砂浆砌粗料石。翼墙和洞口挡土墙砌体可选用水泥砂浆砌片石。表8 衬砌建筑材料工 程 部 位材 料 种 类混凝土片石混凝土钢筋混凝土构件混

8、凝土喷射混凝土砌体拱圈边墙仰拱棚洞盖板仰拱填充水沟沟身及电缆槽身提示：(1)表78所述材料种类应根据结构强度和耐久性的要求及其抗冻、抗渗和抗侵蚀性的需要选用；(2)如果侵蚀性水经常作用时，结构物的混凝土或砂浆均应采用具有抗侵蚀性能的特种水泥；提示：(1)表78所述材料种类应根据结构强度和耐久性的要求及其抗冻、抗渗和抗侵蚀性的需要选用；(2)如果侵蚀性水经常作用时，结构物的混凝土或砂浆均应采用具有抗侵蚀性能的特种水泥；(3)在严寒及寒冷地区隧道受冻害影响的地段，宜采用整体式混凝土衬砌，且应满足抗冻性要求。(3)路面材料。提示：交通洞内路面材料一般为混凝土路面，其标号可选用150号或150号以上。

9、路面材料可参考交通部颁发的公路柔性路面设计规范（JTJ 01486）、公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ 01284）的有关规定。(4)其它材料，见表9。提示：交通洞内路面材料一般为混凝土路面，其标号可选用150号或150号以上。路面材料可参考交通部颁发的公路柔性路面设计规范（JTJ 01486）、公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ 01284）的有关规定。表9 其它材料材 料 名 称直 径级 别钢筋锚杆 材料性能(1)建筑材料容重，见表10。表10 建筑材料容重 单位：kN/m3材料名称混凝土片石混凝土钢筋混凝土浆砌粗料石浆砌块石浆砌片石喷射混凝土容 重(2)混凝土的设计强度及弹性模量，见表

10、11、表12。表11 混凝土的设计强度 单位：P强度种类混 凝 土 标 号轴心抗压弯曲抗压抗 拉抗 裂表12 混凝土的弹性模量 单位：P混 凝 土 标 号弹 性 模 量（3）砌体的设计强度，见表13。表13 砌体的设计强度 单位：P强度种类截 面砌 体 种 类砂 浆 标 号抗压强度直接抗剪通 缝齿 缝弯曲抗拉通 缝齿 缝（4）钢筋的强度及弹性模量，见表14。表14 钢筋的设计强度及弹性模量 单位：MP钢 筋 种 类符 号受拉钢筋设计强度受压钢筋设计强度弹性模量（5）喷射混凝土指标，见表15。表15 喷射混凝土设计指标表 单位：MP标 号轴心抗压弯曲抗压抗 拉弹性模量粘 结 力 运输方式及运输构

11、件最大尺寸(1)运输方式为 。(2)运输构件的最大尺寸：1)长 ；2)宽 ；3)高 。提示：可参照SD 13484第三章“隧洞布置”和JTJ 02689第二章提示：可参照SD 13484第三章“隧洞布置”和JTJ 02689第二章“总体设计”并结合具体工程实际情况进行。 线路布置线路布置，见表16。表16 交通运输洞各控制点座标及路面高程点号桩号座标，路面高程转弯半径XY（起点）1（终点） 横断面设计提示：横断面设计应根据运输车辆、运输构件尺寸、施工方法及不同地质情况进行复核并以简图方式表示。5 洞口及洞脸提示：横断面设计应根据运输车辆、运输构件尺寸、施工方法及不同地质情况进行复核并以简图方式

12、表示。 洞口 洞口位置提示：洞口位置应根据地形、地质、水文条件并考虑边坡及仰坡的稳定，从保证施工和营运安全出发，通过经济、技术比较，综合研究确定。(1)洞口的边坡及仰坡必须保持稳定，避免大挖大刷、大填；(2)洞口位置应设在山坡稳定、地质条件较好处；(3)位于悬崖陡壁下的洞口，一般不宜切削厚山坡；当坡面及岩顶稳定，无落石或坍塌的可能时，可贴壁进洞；要避免在不稳定的悬岩陡壁下进洞，否则应延伸洞口设置明洞，或采取其它措施，以保证安全；提示：洞口位置应根据地形、地质、水文条件并考虑边坡及仰坡的稳定，从保证施工和营运安全出发，通过经济、技术比较，综合研究确定。(1)洞口的边坡及仰坡必须保持稳定，避免大挖

13、大刷、大填；(2)洞口位置应设在山坡稳定、地质条件较好处；(3)位于悬崖陡壁下的洞口，一般不宜切削厚山坡；当坡面及岩顶稳定，无落石或坍塌的可能时，可贴壁进洞；要避免在不稳定的悬岩陡壁下进洞，否则应延伸洞口设置明洞，或采取其它措施，以保证安全；(4)沿沟侧进洞时，应考虑水文情况，结合防排水工程，充分比选后确定洞口位置；(5)洞口设计应考虑和附近的地面建筑及地下埋设物的相互影响，并采取防患措施。提示：（1）洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据实际情况设置排水沟及截水沟，并和路堑排水系统综合考虑布置；（2）洞口边坡、仰坡应根据实际情况采取坡面防护措施，做到不留后患、保证安全、经济合理。（3）当洞口处有

14、落石、泥石流等时，应采取清刷、延伸洞口设置明洞或其它措施。提示：（1）洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据实际情况设置排水沟及截水沟，并和路堑排水系统综合考虑布置；（2）洞口边坡、仰坡应根据实际情况采取坡面防护措施，做到不留后患、保证安全、经济合理。（3）当洞口处有落石、泥石流等时，应采取清刷、延伸洞口设置明洞或其它措施。（1）洞口的边坡 ；设计开挖高度 ；（2）洞口的仰坡 ；（3）明洞的长度 ；（4）排水沟及截水沟断面尺寸 ；（5）边坡防护措施 。 洞脸 洞脸形式提示：（1）洞口应修建洞脸。洞脸为交通运输洞对外设施，形式应适用、经济、美观。有条件时，尽可能在其周围植树绿化，特别是在旅游风景区应

15、与周围环境协调；（2）如交通运输洞与地下建筑物通风相结合时，应综合考虑通风设施的修建；（3）洞脸应尽量与隧洞轴线正交。洞脸的形式为 提示：（1）洞口应修建洞脸。洞脸为交通运输洞对外设施，形式应适用、经济、美观。有条件时，尽可能在其周围植树绿化，特别是在旅游风景区应与周围环境协调；（2）如交通运输洞与地下建筑物通风相结合时，应综合考虑通风设施的修建；（3）洞脸应尽量与隧洞轴线正交。 洞脸构造及基础设置（1）洞脸墙顶高程 ；（2）洞脸墙伸缩缝间距 ；墙厚度 ；（3）洞脸墙基底高程 。提示：基底埋入土质地基的深度不应小于 ，嵌入岩石地基的深度不应小于 ；地基为冻胀土层时，基底标高应在冻结线以下不小于

16、 ；墙基底埋设深度应大于墙边各种沟、槽基底埋设的深度。软弱地基上的基础，当地基强度不足时，可采取扩大、加固基础等措施。提示：基底埋入土质地基的深度不应小于 ，嵌入岩石地基的深度不应小于 ；地基为冻胀土层时，基底标高应在冻结线以下不小于 ；墙基底埋设深度应大于墙边各种沟、槽基底埋设的深度。软弱地基上的基础，当地基强度不足时，可采取扩大、加固基础等措施。结构设计，见表17。表17 结构设计表相同断面断面简图初选支护型式灌浆孔布置排距孔距灌浆压力排水布置起始桩号终了桩号衬砌厚度喷锚厚度w提示：衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、工程地质条件、围岩类别、埋设位置及施工条件等，通过工程类比和结构计算综合

17、分析确定。必要时，可通过试验论证确定。本阶段可用工程类比法确定。另外应做到：(1)隧洞进出口应设置锁口加强衬砌段，其伸入洞内深埋段长度一般不宜小于10 ，且不宜小于23倍隧洞开挖跨度；提示：衬砌结构类型和尺寸，应根据使用要求、工程地质条件、围岩类别、埋设位置及施工条件等，通过工程类比和结构计算综合分析确定。必要时，可通过试验论证确定。本阶段可用工程类比法确定。另外应做到：(1)隧洞进出口应设置锁口加强衬砌段，其伸入洞内深埋段长度一般不宜小于10 ，且不宜小于23倍隧洞开挖跨度；(2)围岩较差段的衬砌应向围岩较好段延伸5 以上。偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5 以上；(3)设仰拱的隧道，路面下应

18、以浆砌片石或素混凝土回填；(4)衬砌段之间应根据实际情况设置变形缝；(5)浅埋地段隧道应采用浅埋衬砌；因地形或地质构造、施工等引起有明显偏压的地段，应采用偏压衬砌或特殊衬砌，并与回填、灌浆相配合。7 结构计算 荷载及其组合(1)隧道荷载，见表18。表18 隧道荷载表编号荷载分类荷载名称1永久荷载（恒载）围岩压力2结构自重力3填土压力4混凝土收缩和徐变的影响力5围岩弹性抗力6可变荷载基本可变荷载公路车辆荷载，人群荷载7外水压力8回填灌浆压力9立交公路车辆荷载及其所产生的冲击力、土压力10立交铁路列车活载及其所产生的冲击力、土压力11其它可变荷载立交渡槽流水压力12温度变化的影响力13冻胀力14偶

19、然荷载落石冲击力15地震力16施工荷载(2)荷载组合，见表19。表19 荷载组合表部 位荷 载 组 合基本组合特殊组合明洞段洞口锁口段断层破碎带交岔段提示：（1）明洞顶回填土压力，当有落石危害需验算冲击力时，只计洞顶实际填土重力和落石冲击力的影响，不计塌方堆积土石重力；（2）当明洞上方与公路或铁路立交时，应考虑公路车辆荷载或列车活载；提示：（1）明洞顶回填土压力，当有落石危害需验算冲击力时，只计洞顶实际填土重力和落石冲击力的影响，不计塌方堆积土石重力；（2）当明洞上方与公路或铁路立交时，应考虑公路车辆荷载或列车活载；（3）围岩压力应根据施工方法、围岩变形情况以及衬砌修筑时间对围岩压力的影响等因

20、素确定。如按复合衬砌设计，考虑一期锚喷支护后，围岩已达到基本稳定，然后进行二期混凝土衬砌，故作用在衬砌上的垂直山岩压力参照铁道部经验仅考虑全部垂直山岩压力的50 ；（4）一般情况下，特殊荷载中考虑回填灌浆压力时，不再计入山岩压力；（5）仅在地质条件较好的地段考虑弹性抗力；（6）灌浆压力与外水压力不需要叠加。灌浆压力大于外水压力时，顶拱部位只计灌浆压力，其余部位为外水压力；灌浆压力小于外水压力时，则可不计灌浆压力；（7）地震对地下结构的破坏作用远比对地面建筑物的破坏作用小。国内外隧洞规范规定，设计隧洞洞身时可不考虑地震荷载，对隧洞的进出口建筑物，按地面建筑物结构的有关规定执行；（8）考虑围岩抗力

21、时，不计侧向围岩压力及底拱的反力；（9）不考虑围岩抗力时，可不计温度应力；（10）可以采取措施防止或减少灌浆压力和温度作用的不利影响。当其成为衬砌结构的控制因素时，可不考虑或少考虑计算采用值，而用相应的施工技术措施解决。 荷载计算提示：除文中列入有关荷载计算公式外，其余荷载计算公式参见有关规程规范。(1)围岩压力。提示：除文中列入有关荷载计算公式外，其余荷载计算公式参见有关规程规范。提示：（1）类围岩，设计衬砌时，可不考虑围岩的松动压力。提示：（1）类围岩，设计衬砌时，可不考虑围岩的松动压力。（2）、类围岩，围岩压力：（）1B式中：1岩石容重，kN/m3；B隧洞的开挖宽度，；均匀分布的垂直围岩

22、松动压力，P。在隧洞开挖后应根据实际地质情况用块体平衡法或有限单元法进行修正。（3）、类围岩，根据减压拱理论确定山岩压力。为了计算简化，常将山岩压力分为垂直压力和水平压力两个分力。进行静力计算时，常把衬砌断面分成若干楔块，故实际计算衬砌自重时，按单位长度每一楔块的衬砌自重作为计算单元。对于非等厚断面圆拱的自重，可近似地按图1所示分成均匀的G1和三角形G2两部分分别计算，各部分自重的数量和作用点较容易确定。计算公式如下：G10 （1）(2）式中：0拱顶断面厚度，；G拱座断面厚度，；拱座断面和铅直线的交角；衬砌材料的容重，kN/m3。见图1示。(3)填土压力：设计明洞时，要计算填土压力：1)拱圈回

23、填土石垂直压力；2)拱圈回填土石侧压力；3)边墙回填土石侧压力。(4)围岩弹性抗力。(5)外水压力。(6)回填灌浆压力。提示：假定沿衬砌背面均匀分布，并与背面正交。其压强为灌浆时压力计读数的1 ，根据具体情况而定。(7)温度应力。提示：假定沿衬砌背面均匀分布，并与背面正交。其压强为灌浆时压力计读数的1 ，根据具体情况而定。如果降温时衬砌完全被围岩所束缚，则混凝土内将产生拉应力，其值如下： （3）式中：混凝土衬砌完全不能自由伸长时在降温（）时在其内部产生的拉应力；混凝土的线膨胀系数；提示：温度变化的影响力计算方法较多，除上述计算方法外，十三陵抽水蓄能电站排风兼安全洞技术设计报告中，其温差和弯矩计

24、算公式如下：（1）温差计算式中：衬砌厚度；提示：温度变化的影响力计算方法较多，除上述计算方法外，十三陵抽水蓄能电站排风兼安全洞技术设计报告中，其温差和弯矩计算公式如下：（1）温差计算式中：衬砌厚度；K1吸热系数；K2放热系数；K导热系数；T1洞外温度；T2岩石温度。（2）温差引起的隧洞衬砌弯矩计算：M（JT）式中：线膨胀系数（取10106）；J衬砌刚度。(8)地震惯性力。提示：参考SDJ 1078第三章第二节第23条计算。(9)地震动土压力。提示：参考SDJ 1078第三章第二节第23条计算。提示：参考SDJ 1078第30条。(10)受力简图。提示：参考SDJ 1078第30条。提示：举例如

25、下：提示：举例如下：竖向山岩压力；1、2水平山岩压力，灌浆压力；0、地震引起衬砌自重水平力；1、2地震引起土压力。 锚喷支护设计提示：依据现行国家或部制定的规范，按围岩类别确定支护形式和支护参数。参见：GBJ8685。提示：依据现行国家或部制定的规范，按围岩类别确定支护形式和支护参数。参见：GBJ8685。提示：直接工程类比法是将需设计的工程与已建成并投入运行的工程进行类比，决定支护类型和支护参数。(2)直接工程类比法。提示：直接工程类比法是将需设计的工程与已建成并投入运行的工程进行类比，决定支护类型和支护参数。(3)锚喷支护的理论设计（见附录）。(4)交通运输洞最后采用的系统锚喷支护参数。根

26、据以上工程类比及理论计算，交通运输洞最后采用的系统锚喷支护参数见表20。表20 交通运输洞采用的系统锚喷支护参数表支护部位岩性围岩分类锚喷支护参数锚杆种类锚杆直径锚杆长度锚杆间距喷混凝土厚度钢筋网直径钢筋网格间距(5)锚喷支护安全度验算（见附录B）。提示：一般来讲，锚喷支护系统参数是根据直接或间接工程类比法确定，然后进行验算，随机锚杆的设置要根据实际情况计算。锚喷支护安全度验算是按照锚杆、喷射混凝土联合支护的原则，即围岩、锚杆、喷射混凝土、钢筋网或其它类型的支护联合共同工作，分别提供抗力，维持围岩的稳定。锚喷支护安全度验算成果见表21。提示：一般来讲，锚喷支护系统参数是根据直接或间接工程类比法

27、确定，然后进行验算，随机锚杆的设置要根据实际情况计算。锚喷支护安全度验算是按照锚杆、喷射混凝土联合支护的原则，即围岩、锚杆、喷射混凝土、钢筋网或其它类型的支护联合共同工作，分别提供抗力，维持围岩的稳定。表21 锚喷支护安全度验算成果表验 算 项 目分 段 编 号喷混凝土厚度，m锚 杆直径，mm长度L，m间距，m钢筋网直径，mm网格间距，cm围岩最小支护抗力Pimin，Pa锚喷支护抗力Pi，Pa安全系数PiPimin加固深度与松驰范围比值/(0) 隧洞衬砌内力计算提示：隧洞衬砌的内力计算，可参照SD 13484附录五：圆拱直墙式隧洞衬砌静力计算方法，附录六：马蹄形隧洞衬砌静力计算方法进行计算。提

28、示：隧洞衬砌的内力计算，可参照SD 13484附录五：圆拱直墙式隧洞衬砌静力计算方法，附录六：马蹄形隧洞衬砌静力计算方法进行计算。目前，运用边值数值解法编制的程序已普遍推广应用。（1）程序由：水利部及电力部水利水电规划设计总院、水利部天津勘测设计院、新疆水利水电勘测设计院出版。详见水利水电工程PC1500程序集（88版）使用说明“G5隧洞衬砌内力计算程序（可用于非对称结构）”、“G12隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序”；（2）G5程序采用衬砌边值问题的数值解法，可以计算由直段和圆弧段组成的开敞式或封闭式的各种衬砌结构，可解算衬砌在各主动荷载及其组合作用下的内力和位移；荷载包括各种线性分布荷载；（

29、3）G12程序除能计算内力外，还可计算出配筋及裂缝。另外，由四川科学技术出版社出版，水利水电规划设计总院和水利水电地下建筑物信息网编制的水利水电工程地下建筑物设计手册第三章第七节列出了源程序，可供参考。G5、G12程序均已移植为微机程序，联系单位：水利部天津勘测设计研究院。输入数据文件（）请参照上述程序之使用说明。（4）随着弹塑性理论的发展，非线性、弹粘塑性有限元程序以其模拟准确计算精度高而越来越多地应用在工程实际中，如：水利水电科学研究院“RUS1非线性平面有限元程序”；天津大学水利系“TDS弹塑性、粘弹性平面及空间有限元全过程仿真程序”。计算成果见表22。表22 交通运输洞钢筋混凝土衬砌内

30、力计算成果表项 目安全系数拱顶拱座边墙墙底弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力明洞段基本荷载组合特殊荷载组合洞口锁口段基本荷载组合特殊荷载组合破碎带1基本荷载组合特殊荷载组合破碎带2基本荷载组合特殊荷载组合交叉段基本荷载组合特殊荷载组合里端锁口段基本荷载组合特殊荷载组合8 观测设计和运行要求 观测项目 应力观测（1）围岩应力观测；（2）支护结构应力观测；（3）围岩与支护结构的接触应力观测。 变形观测（1）围岩内部变形（位移与应变）观测；（2）围岩松动范围观测；（3）围岩表面变形（收敛、位移和应变）观测；（4）支护结构内部应变观测；（5）支护结构位移观测；（6）围岩或结构缝隙开合度观

31、测。 动态应力应变观测 温度观测（1）围岩内部温度观测；（2）支护结构内部温度观测；（3）气温观测。 地下水观测 专门观测或采用新技术的有关观测 观测设备布置观测断面分主要与辅助两种，根据地质条件与结构受力需要确定，见表23。表23 观测断面与观测设备布置表序号剖面桩号观测项目埋设仪器代号图例数量埋设要求剖面简图测试要求说明注：主要或辅助观测断面和仪器在测试要求栏内注明。9 排水设计 洞口排水 沿洞线排水提示：根据具体情况，参见有关规范和工程实例进行设计。 纵向排水沟过水能力复核提示：根据具体情况，参见有关规范和工程实例进行设计。取平洞段的排水沟断面为控制断面进行复核。（4）式中：Q排水量，m

32、3s；过水断面积，m2；C谢才系数， ；糙率；水力半径，m；J排水沟纵坡。10 技术专题研究提示：根据工程的具体情况与需要选题。11 工程量计算提示：根据工程的具体情况与需要选题。 土石方开挖工程量计算（1）洞挖石方 m3；（2）明挖石方 m3；（3）洞挖土方 m3；（4）明挖土方 m3。 锚喷支护段工程量计算 喷混凝土工程量计算(注明有网、无网)（1）顶拱喷混凝土工程量 m3；（2）边墙喷混凝土工程量 m3；（3）进口护岸（坡）喷混凝土工程量 m3。 锚杆量（包括系统锚杆和随机锚杆）（1）锚杆长度 m；（2）锚杆直径 mm；（3）根数 根；（4）重量 ；（5）锚孔进尺 m。 钢筋网重量钢筋网

33、重量 。 钢筋混凝土衬砌量计算（1）钢筋重量： ；（2）混凝土工程量： m3。提示：混凝土工程量可按不同标号、级配分类计算。 灌浆处理工程量计算提示：混凝土工程量可按不同标号、级配分类计算。（1）回填灌浆面积 m2；（2）预留灌浆管（一般为塑料管）长 m；（3）固结灌浆孔总进尺 m。 排水设施工程量计算（1）排水孔长（进尺） m；（2）塑料排水管 m；（3）排水盲沟 m。 路面混凝土工程量计算（1）标号： ；（2）工程量： m3。 预制排水沟盖板工程量计算（1）混凝土工程量 m3。（2）钢筋量 。 其它工程量计算（1）进口浆砌石工程量 m3。（2）进口预制钢筋混凝土工程量计算。1）混凝土量 m

34、3；2）钢筋量 。（3）洞口加固工程量 m3。（4）回填土石工程量 m3。（5）绿化及其它装修工程量。12 应提供的设计成果 技术设计报告 计算书 专题研究报告提示：需要时编写，如：岩爆；不可避免的地下矿藏区域；有害气体；当泄洪时洞口在下游情况的安全进洞等。 布置图及结构设计典型断面图提示：需要时编写，如：岩爆；不可避免的地下矿藏区域；有害气体；当泄洪时洞口在下游情况的安全进洞等。 工程量汇总表附录 锚喷支护的理论设计A1 整体破坏时喷层厚度的设计如图1，根据力的平衡条件可得喷层厚度：(A1)式中：0如图A1示；P作用在喷层与围岩介面上的径向应力，在量值上等于喷层的支护反力；破裂面与喷层外缘交

35、点和圆心连线与垂直轴的夹角，一般2030；喷层的剪切面与水平轴的夹角；喷混凝土的计算抗剪强度。 图A1A2 局部破坏时喷层厚度的设计（1）当“危岩”处于拱腰以上部位时，如图A21）“冲切破坏”(A2)式中：“危岩”下盘轮廓线的周边长度； 图A2G “危岩”重量；K安全系数，一般K；c喷混凝土的计算抗剪强度。2）“粘结破坏”(A3)式中：C粘喷射混凝土与围岩的粘结强度。（2）当“危岩”处于拱腰以下或边墙部位时，如图A3(A4)式中：“危岩”在洞壁上出露的轮廓周边长度； 滑动面与水平面的夹角； C滑动面的凝聚力； F滑动面的摩擦系数； 滑动面的内摩擦角。 图A3A3 锚杆支护设计 系统锚杆的支护设

36、计（1）锚杆的长度12 (A5)式中：锚杆的实际长度； 围岩塑性区深度； 1内锚固段长度，一般140； 2锚杆外露长度； 锚杆直径。（2）锚杆的间距(A6)式中：锚杆直径； 不稳定围岩的容重； 不稳定围岩的厚度； K安全系数，可取； 锚杆的抗拉强度。当锚杆为梅花形布置时，锚杆的间距应为。 局部锚杆的设计(1)锚杆的长度123 (A7)式中：锚杆长度；1松动区深度或结构面至洞壁距离，由地质调查确定；2锚杆进入稳定围岩深度或内锚固长度，可取240；3锚杆的外露长度； 锚杆直径。(2)锚杆的根数1）当“危岩”位于拱腰以上，采用砂浆锚杆时：(A8)式中：锚杆根数； F锚杆断面积； 锚杆体材料的设计强度

37、。K、G见2。2）当“危岩”处于拱腰以下，采用砂浆锚杆时，如图4。(A9)式中：G滑动体重量的法向分力；G滑动体重量的切向分力；滑动面的内摩擦角；C滑动面的凝聚力；F滑动面的面积； 锚杆的设计抗剪强度。图A4附录B 锚喷支护安全度验算B1 确定圆拱直墙洞体的等效设计半径（1）当洞体高跨比接近于时(B1)式中：0洞体跨度； K形状修正系数，见表B1。表B1 修正系数K矢高比（0）0K（2）当洞体高跨比大于时(B2)式中：直墙高；折减系数，取；剪切角，/4/2；岩体内摩擦角。B2 计算洞体稳定的最小支护抗力Pimin最小支护抗力由以下三式联合求解得：(B3)Pimin式中：Pimin最小支护抗力，

38、P；围岩压力，P；0岩体初始应力，P；0洞体开挖半径，可用等效半径代替，；岩体内摩擦角；C岩体凝聚力，P；岩石容重，N3；松动区半径，由式(B3)联立求解可得，。B3 喷射混凝土、钢筋网、锚杆的抗力计算（1）喷层混凝土提供的支护抗力Pih为：(B4)（2）锚杆提供的支护抗力PiM为：(B5)（3）钢筋网提供的支护抗力Piy为：(B6)式中 喷层厚，；锥形剪切体的高度，见图B1；剪切体任一点倾角，3/4/2；B喷层混凝土的抗剪强度，P；岩体的剪切角，/4/2；S剪切体弧长之半，S0（/2）；剪切体外缘与垂直轴夹角；单根锚杆断面积，2；锚杆的抗拉设计强度，P；锚杆平均倾角，1/2(/2)；锚杆的纵

39、、横间距，；钢筋网单根钢筋面积，2；B钢筋网的钢筋抗剪设计强度（一般取B）；C钢筋网环向网距，。图B1 剪切体示意图B4 喷锚支护加固围岩的安全系数验算安全系数按下式验算：(B7)(1)当喷锚支护的材料强度取设计强度时：K。(2)对于地质条件差，工程又很重要的情况下，K值还可再适当提高。K。附录C 隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数表C1 隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数表围岩类别毛洞跨度B，B55B1010B1515B2020B25不支护50厚喷射混凝土（1）80 mm100 厚喷射混凝土；（2）50 厚喷射混凝土，设置 m 长的锚杆100 mm150 厚喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，必

40、要时，配置钢筋网120 mm140 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆50 厚喷射混凝土（1）80 mm100 厚喷射混凝土；（2）50 厚喷射混凝土，设置 m 长的锚杆（1）120 mm150 厚喷射混凝土，必要时，配置钢筋网；（2）80 mm120 厚喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，必要时，配置钢筋网120 mm150 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m长的锚杆120 mm150厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆（1）80 mm100 厚喷射混凝土；（2）50 厚喷射混凝土，设置 m 长的锚杆（1）120 mm150 厚喷射混凝土，必要时，配置钢筋网；（2）80 mm100 厚喷射混凝土

41、，设置 m 长的锚杆，必要时，配置钢筋网100 mm150 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆150 mm200 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆80 mm100 厚喷射混凝土，设置 m长的锚杆100 mm150 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，必要时，配置钢筋网150 mm200 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，必要时，采用仰拱120 mm150 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，必要时，采用仰拱150 mm200 厚钢筋网喷射混凝土，设置 m 长的锚杆，采用仰拱，必要时，加设钢架注：(1)表中的支护类型和参数，是指隧洞和倾角小于30的斜井的永久支护，包括初期

42、支护与后期支护的类型和参数；(2)服务年限小于10年及洞跨小于 的隧洞和斜井，表中的支护参数，可根据工程具体情况适当减小；(3)复合衬砌的隧洞和斜井，初期支护采用表中的参数时，应根据工程的具体情况予以减小；(4)急倾斜岩层中的隧洞或斜井易失稳的一侧边墙和缓倾斜岩层中的隧洞或斜井顶部，应采用表中第（2）种支护类型和参数，其他情况下，两种类型的参数均可采用；(5)、类围岩中的隧洞和斜井，当边墙高度小于10 时，边墙的锚杆和钢筋网可不予设置，边墙喷射混凝土厚度可取表中数据的下限值；类围岩中的隧洞和斜井，边墙高度小于10 时，边墙的锚喷支护参数可适当减小。附录D 锚喷支护工程实例锚喷支护工程实例，见表

43、D1。表D1 锚喷支护工程实例表序号工程尺寸，（长宽高）洞室主要地质情况锚喷支护参数施工年月备注182348最大埋深50m80。石灰岩和砂页岩。围岩分别划为AB类，D和类AB类围岩：拱、墙喷8cm10混凝土；D类围岩：拱墙喷10cm15混凝土；类围岩：拱、墙喷20混凝土。锚杆：25，长3，间距。网：10，20cm2019761978257最大埋深15。紫红色凝灰岩，受构造影响严重，三组节理发育，开挖过程中易塌方掉块，遇水后呈松散体。洞内无地下水活动，划为类围岩拱、墙喷混凝土15，锚杆20，长，间距，网：8，20cm20cm19803408最大埋深50 。石炭系下统缓倾角厚层石灰岩，层厚大于1

44、，间夹有1 cm4 泥质夹层。洞轴线与岩层走向垂直。有溶洞，涌水量200 ，划为类围岩拱、墙一般喷10 混凝土，局部加悬吊锚杆197619781981年10月检验，情况良好41418最大埋深90 。灰褐色流纹岩，三组节理，局部地段节理密集，间距50 左右，大多闭合，多为方解石充填。围岩呈块状破碎状结构。光爆质量较好，4500 m/s5500 ，松 m ，140 MPa190 MP。有少量断层充填高岭土，局部地段有渗水、滴水现象，划为和类围岩类围岩：拱、墙喷混凝土5 ；类围岩：拱喷混凝土10 ，墙喷混凝土5 ，个别或局部不稳定岩体，加悬吊锚杆18，长 m2 （共52根）19771981年10月检

45、查，情况良好524186最大埋深50 。灰绿色或红色流纹凝灰岩。主要节理两组，局部节理裂隙发育。微裂隙充方解石，个别地段有较小的错动，其中可见断层角砾岩块状结构体。84000 m/s5000 ，松，100 MP，划为类围岩拱喷混凝土10 ，墙喷混凝土5 ，局部危岩加悬吊锚杆，18，长2 m3 197619791981年10月检查，情况良好620076最大埋深130 。完整的花岗片麻岩。120 MP。节理裂隙间距约1 ，局部有渗水现象，划为类围岩拱、墙喷混凝土10 19761981年10月检查，情况良好738485大理岩和云母片岩。大理岩90 MP，云母片岩60 MP，施工中有塌方现象，划为类围

46、岩拱、墙喷混凝土5 19709731982年1月检查，情况良好8455埋深30 m60 。侏罗纪中细粒砂岩、泥岩互层。砂岩多为钙质胶结，泥岩多为泥质胶结，泥岩不透水，其中夹有绿色条带，遇水崩解，极易风化。三组节理，节理密度2 条4 条。洞轴线与岩层交角24，34，软弱夹层地段12，划为类围岩拱墙喷射10 混凝土，拱部（含起拱线以下1 ）配系统砂浆锚杆，1820，长 ，排间距为 m 序号工程尺寸，（长宽高）洞室主要地质情况锚喷支护参数施工年月备注97埋深约500 。风化轻微的块状闪长岩。二组节理，间距 m 。100 MPa170 MP，开挖过程中多次有滴水现象。划为类围岩。风化破碎的闪长岩，34

47、 MPa50 MP，节理间距约10 ，结构面充填绿泥石等泥质物，遇水易软化。可划为类围岩类围岩：拱墙喷射8 cm10 混凝土。配系统砂浆锚杆，18长 m，间距 m 。类围岩：拱墙喷射10 cm12 混凝土。配系统砂浆锚杆和网筋，18长 m，间距 。网筋68，40 cm40 197419811065埋深20 。严重风化破碎的黑色千枚岩，遇水浸泡后很快软化，10 MP，岩体本身粘结力为 MP，松 （位移计量测值），划为类围岩拱墙喷射15 cm18 混凝土，配系统砂浆锚杆和网筋，22长 ，间距，网筋12，20 cm20 。设仰拱厚20 ，复合衬砌25 混凝土19791980最大收敛值为40 mm47

48、 ，位移经30天后基本稳定1110004岩石巷埋深358 。缓倾角（18）砂岩、砂页岩和页岩互层，局部为破碎带。砂岩2200 m/s5000 ，一般均大于3500 。砂岩可划为类围岩；砂页岩互层及破碎带可划为类围岩。位移计量测砂页岩边墙S mm ，拱顶S mm ；测杆量测砂页岩边墙位移量S mm ，砂岩边墙S m ，拱顶S 拱墙喷射混凝土10 ，配系统倒楔形金属锚杆，16长 ，排间距 m 1979岩中巷服务年限10年，将先后六次承受动压影响124埋深500 ，风化轻微的块状闪长岩。二组节理，间距 m 。100 MPa170 MP。局部有滴水现象。可划为类围岩风化强烈的破碎闪长岩，34 MPa5

49、0 MP，节理间距约10 左右。结构面充填绿泥石等泥质物，遇水易软化，围岩稳定性较差，可划为类围岩类围岩：拱墙喷射5 cm8 混凝土类围岩：拱墙喷射12 cm15 混凝土19741981巷道服务年限10年30年，喷层曾发生开裂、离层和剥落现象，经修补后情况良好135埋深200 m280 。中厚层灰绿色群溪板岩，二组节理，岩体坚硬完整，78；断层破碎带34。可划为类围岩拱墙喷射10 cm混凝土，顶拱配系统摩擦砂浆锚杆，12长 19761983年调查，情况良好14拱墙喷射5 cm混凝土，断层破碎带配6网筋，20 cm20 15埋深60 ，石英二长岩。断层破碎带穿切其间，节理裂隙发育，绿泥石、高岭土

50、化，有的地方用手可抓动，开挖后毛洞自稳时间小于8小时，可划为类围岩拱墙喷射混凝土15 ，配系统砂浆锚杆，20长 ，间排距 m ，间排距 m ，网筋8，25 cm25 19731977年调查，情况良好1644埋深 m 。第三纪强风化赤山砂岩（上覆亚粘土及砂砾层），发育两组陡倾角节理。裂隙多闭合光滑，裂隙中常年含水砂岩软化后呈泥状， MP。可划为类围岩拱墙实际喷射15 混凝土，配128网筋，30 cm30 1976通过试验认为，喷层可减薄至8 cm10 173埋深约300 。中厚层粉砂岩、砂、页岩和中砂岩，倾角4045，岩体呈块状和碎裂结构。粉砂岩遇水易风化潮解，可划为类围岩拱墙喷射10 混凝土，

51、配系统树脂砂浆锚杆，16长 ，间距 m 1980对中砂岩较好地段，该矿曾用单一锚杆支护，经二十多年，至今情况良好1843埋深90 m690 。砂页岩互层，倾角约22拱墙喷射5 混凝土，配系统树脂砂浆锚杆，16长 ，间距 m 地压大的地段一般作30 厚的复合初砌（预制混凝土块）19801980年以前施工的锚喷工程，质量较差，维修工程量大埋深超过400 ，地压逐渐增大序号工程尺寸，（长宽高）洞室主要地质情况锚喷支护参数施工年月备注2031911最大埋深80 m90 。均为紫红色流纹凝灰岩。5洞三组节理，其中两组发育，节理缝宽一般为1 mm5 ，大多闭合，部分为高岭土或方解石充填，平均节理间距大于

52、，局部有漏水点。开挖断面成型一般，2、4洞主要节理二组，其中一组发育，平均间距大于1 ，开挖断面成型较好。2洞有少量断层，其附近围岩严重风化和破碎，140 MPa190 MP。2洞实测4100 m/s4600 ，松 。属整体状-块状-碎裂状结构体，划为、类围岩类围岩：拱、墙喷混凝土5 ；类围岩：拱喷混凝土10 ，边墙喷混凝土5 cm10 ；类围岩：拱喷混凝土15；类围岩，个别或局部不稳定岩体，设悬吊锚杆或局部系统锚杆，18，长 m3 ，间距 m 19781981年10月检查，情况良好212109 最大埋深163 m237 。二迭系阳新中厚层石灰岩，局部夹有薄层，节理裂隙发育，三组节理将岩体切割

53、成块状或碎裂状结构体，裂隙大部闭合，少量张开，宽2 cm4 ，充填粘土或方解石，间有少量溶洞，划为类围岩 拱喷混凝土10 ，墙喷混凝土5 ，除一条洞库顶拱设系统锚杆外，其余均局部设系统锚杆20，长 m3 ，间距 m m19701971年开挖，19801981年锚喷1981年10月，有一条洞库拱项混凝土喷层坍落22966 坚硬花岗闪长岩，局部有花岗岩脉侵入。二组节理，多呈闭合或微张，4 条2，地下水不发育，划为类围岩 顶拱和边墙喷混凝土5 197519801982年1月检查，情况良好，光爆质量好233969 最大埋深58 。花岗闪长岩，三组节理，多闭合，无充填，平均节理间距 m 。 MPa MP

54、。812，划为C类围岩，48，划为D类围岩 C类围岩：拱喷混凝土12 ，边墙喷混凝土8 ，拱部锚杆18，长2 ，间距 m ； D类围岩：拱喷混凝土16 ，边墙喷混凝土12 ，拱部锚杆25，长 ，间距1 m1 ，局部加网610，20 cm20 cm30 cm30 197619781981年9月检查，情况良好24749最大埋深29 。安山玢岩。进入主洞后，仍有4 段微风化。划为C和D类围岩C类围岩：拱、墙喷混凝土7 ，拱部锚杆18，长2 ，间距 m ；D类围岩：拱、墙喷混凝土15 ，拱部锚杆20，长 ，间距 m ，网68，20 cm20 19801981年9月检查，情况良好256509 最大埋深3

55、3 m66 。安山岩和安山角砾岩。三组节理发育，间距 m ，多闭合，少量充填方解石，地下水活动受季节控制。主洞口部风化严重。3洞在施工中由于岩石松散破碎，曾出现大片喷混凝土剥落情况。块状至碎裂状结构，大部分划为C和D类围岩（48），个别地段划为类围岩(35） C类围岩：拱喷混凝土10 ，边墙喷混凝土8 。锚杆18，长2 ，间距 m D类围岩：拱喷混凝土16 ，边墙喷混凝土12 。锚杆25，长大于等于 ，间距1 m1 ，局部加网6，20 cm20 cm30 cm30 类围岩：拱、墙喷混凝土16 ，锚杆25，长大于等于 ，间距1 m1 ，网614，20 cm20 cm30 cm30 ，边墙局部加网

56、197619781981年9月检查，情况良好261275 最大埋深60 m100 。震旦系花岗片麻岩，石英含量多，云母含量少，23组节理。60 MP，岩体中云母含量多的地段，则岩体较为软弱，除个别破碎地段滴水较严重外，洞内基本无渗漏现象 拱喷混凝土10 ，边墙喷混凝土5 。破碎带地段拱喷混凝土15 ，边墙喷混凝土10 。三叉地段拱加锚杆20，长 ，间距19761978序号工程尺寸，（长宽高）洞室主要地质情况锚喷支护参数施工年月备注27210 最大埋深60 。中厚层石灰岩，二组节理发育，有少量断层和溶洞，有季节性地下水活动，60 MP，5200 m/s6500 ，完整性系数为，划为类围岩 顶拱喷

57、混凝土12 ，边墙喷混凝土8 。局部系统锚杆，断层部位加网。锚杆20，长 ，间距 m ，网8，20 cm20 cm19791981289 坚硬完整的肉红色花岗岩8和68 拱、墙喷混凝土5 cm8 ，拱局部设系统锚杆，20，长 ，间距 m ，网6，20 cm20 19791980291904 破碎的石灰岩 拱、墙喷混凝土10 ，锚杆20，长 m ，间距 m ，网6，30 cm30 1979边开挖边锚喷309 最大埋深13 m95 。全洞地质条件变化大，好差围岩都遇到。34组节理，缓倾和陡倾均有，洞轴线与岩层交角大于75 类围岩：支护长度31 ，为整块状大理岩间夹有钙质板岩，80 MP，开挖断面规

58、则 类围岩：支护长度251 ，钙质板岩或夹有大理岩。40 MPa80 MP，发育极少数溶蚀裂隙，一般宽 mm ，少数有泥质充填。开挖过程中有个别掉块现象，开挖断面较规则 类围岩：支护长度 。钙质板岩夹大理岩。25 MPa40 MP，地下水活动强烈，开挖过程中局部有塌方现象，裂隙间充填泥质。开挖断面不规则 类围岩：支护长122 ，泥质板岩，5 MPa10 MP，断层裂隙发育，多充填泥质物。有大面积淋水现象，支护紧跟作业面 类围岩：支护长度148 ，泥质片（板）岩，绿泥石片岩和断层破碎带。断层和片理极发育，夹泥含水并淋水。5 MP，埋深小于倍洞径，支护紧跟作业面 类围岩：拱墙喷射5 混凝土。从14

59、拱跨处开挖，配系统砂浆锚杆。拱墙配1820，长 m ，间距 m ；底部配18，长 ，间距 m （以下各类围岩底部锚杆均与此相同） 类围岩：拱喷射15 混凝土，墙喷射5 混凝土。拱部14跨内配系统砂浆锚杆，1618，长 ，间距 m ；拱墙配系统砂浆锚杆，1822，长 m ，间距 m 类围岩：除拱墙配系统砂浆锚杆1822，长 m 外，其余支护参数同类围岩 类围岩：拱墙喷射20 混凝土（边墙12高度以下减薄至5 ）。拱墙配系统砂浆锚杆，1822，长 m ，间距1 m1 （拱）；1822，长 ，间距 m （墙） 类围岩：绿泥石片岩，拱墙喷10 混凝土。配系统砂浆锚杆，1822，长 m ，间距 m （拱

60、）；1822长 ，间距 m （边墙）。泥质片岩及断层破碎带，拱墙喷射20 混凝土（边墙高度12以下减薄至10 ），拱墙配系统砂浆锚杆，同类绿泥石片岩 试验洞得到的结果： 喷射混凝土与岩间粘结力为： MPa MP，平均为 MP 类围岩喷层厚15 已够安全31894坚硬的闪长岩，810，可划为类围岩拱墙喷射3 cm7 混凝土19711977年调查，情况良好32埋深约450 。石英斑岩，100 MP。23组节理，其中一组发育，岩层倾角约4060。可划为类围岩拱墙喷射10 cm15 混凝土，拱配系统砂浆锚杆和网筋1822长 m3 ，间距 m 。网筋810，30 cm30 ；边墙配18，长2 ，间距 m