土木工程专业毕业论文-公路隧道设计

第1章绪论近代国家中，所有地区各种特性的产生和发展，都是以交通为前提的。道路隧道作为交通系统重要结构物之一，具有以下优点：1、 提高公路等级和行车舒适性；2、 缩短行车里程，减少汽车损耗，节约能源和运费；3、 降低越岭公路高程，保证常年通车；4、 减少人为公路病害和水土流失；5、 节约土地，保护生态环境。可是，由于受资金限制及其他因素影响，我国在80年代以前的公路建设中很少修建隧道。在许多越岭路段，本来打一个不太长的隧道就能穿过，却往往习惯于用较大纵坡绕行和展线去翻越垭口。这样既增长公路里程，又降低了路线技术等级，并增大了投资及养护费和运输费用。随着公路建设的发展，特别是高等级公路的加速发展，我国公路隧道在数量与规模上有了很大发展，施工技术有了很大提高。目前，隧道工程矿山法施工中.已较普遍采用新奥法；岩石隧道施工采用钻爆法掘进，并开始采用先进高效的掘进机施工；城市道路浅埋隧道明控或盖挖法施工中开始使用地下连续墙.暗挖施工时采用的盾构法和浅埋暗挖法，都已具有了较高的技术水平。本设计拟建之坝口梁隧道属于城口至岚皋公路城口段的重要组成部分。通过对隧道区内工程地质、水文地质及当地自然地貌与气象的考虑并结合安全、经济等方面的因素所设计的分水隧道，将体现出公路隧道便捷、节能、经济、环保等优点。第2章设计依据及技术标准2.1总体设计原则遵守现行的有关规范、规程，借鉴、参考国内外类似工程的成功经验，结合现场实际情况，隧道按安全、经济、合理、环保的原则进行设计。2.2设计依据及技术标准设计依据《省道202线城口至陕西岚皋二级公路改建工程小河口至穿心店段峡口隧道施工图设计说明》《道路工程制图标准》(GBJ50162-92)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(9GB50086-2001)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)《工程建设标准强制性条文(公路工程部分)》(建标[2002]99号)《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)《公路工程名词术语》(JTJ200-87)《公路自然区划标准》(JTJ003-86)《公路勘测范围》(JTJ061-99)《公路工程地质勘查规范》(JTJ064-98)《公路土工试验规程》(JTJ051-93)《公路线路设计规范》(JTJ011-94)《公路排水设计技术规范》(JTJ081-96)《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)《公路隧道设计规范》(JTJD70-2004)《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)《公路环境保护设计规范》(JTJ/T006-98)技术标准公路等级：二级公路⑵设计车速：40km/h⑶设计交通量：10000辆/日中型车隧道建筑限界：宽9.0m(单洞)、高5.0m设计荷载：汽车一20级，挂车-100级隧道内卫生标准：一氧化碳(CO)允许浓度：正常营运时为150ppm发生事故时，短时间(20min)以内，为300ppm烟尘允许浓度：0.0090m-1⑺照明标准：按40km/h计算第3章工程概况3.1地理位置及隧道概况峡口隧道位于城口县城北东9.5Km，行政区划属城口县龙田乡玉坪村，即有城（口）岚（皋）公路紧邻隧道右侧通过，右侧紧邻半河，交通方便。隧道区属流水侵蚀型低中山峡谷地貌，河谷多为深切割的“V”型谷，拟建隧道右邻的半河最低点标高为1059m，近岸山岭标高多在1800〜1900m，相对高差740〜840m。3.2气象、水文隧道区属四川盆地北亚热带山地气候，系亚热带季风气候区，由于山高谷深，高差大，具有山区立体气候的特征。主要气候特点是：气候温和，雨量充沛，日照较足，四季分明，冬长夏短，春季气温回升快，但不稳定，常有“倒春寒”天气出现；夏季雨水集中，七、八月多干旱，伏前、伏后多洪涝；秋季降温快，多连绵阴雨天气；冬季时间较短，气温低。隧道区多年平均气温13.8°C，最高气温38.9°C，最低气温-13.2°C，多年平均降雨量1171.1毫米，常年日照时间1534.1小时，常年无霜期234天。隧道区最多风向为西北风，盛行偏西风，年均风速2米/秒，最大风速12米/秒，瞬间最大风速达19米/秒。隧道位于半河右岸坡下部，该岸坡走向与隧道洞轴线基本一致，即呈NNE向，坡向SEE，坡度44°左右，洞轴线之上减缓至40°左右。隧址区尚发育有三条横向冲沟，其流向都为S50°E左右，大致呈等间距分布，除洞身段一条外，其余二条分别位于隧道进、出口略外侧。隧址区灌木密集，间有少量乔木，无耕地及民房分布。在隧址区附近，半河略有曲折，总体流向为S26°W，与洞轴线大体平行。河床宽3〜7m，局部宽14m，偶有跌水，河床主要为块石及漂卵石土组成，局部为基岩质河床。隧址区河床标高1058〜1070m，低于隧道路面11m左右，平常期河水深近1m，流量约0.5m3/s，洪期水位上涨3〜5m，流量增大10余倍，但对隧道无影响。隧址区半河切割较深，表明河床纵向上不稳定，两岸坡陡峻，基岩为软质岩，且节理较发育，岸坡亦不稳定。第4章工程地质与水文地质条件4.1工程地质4.1.1地质构造隧址区位于秦岭地槽系（12）北大巴山冒地槽褶皱带（116）,其南西5.5Km处即为城巴深大断裂带，受其影响隧址区地层都为倒转产出，但地层产状变化不大，总体为一单斜构造。其走向为S60〜65°E，与洞轴线夹角82〜85°，倾向SW,倾角50°左右，岩层层间结合一般~好，局部结合差。隧道区岩层节理较发育，据统计共见4组节理发育，①走向N30〜50°W，倾向SW，个别倾向NE，倾角28〜54°，间距0.5〜1.0m，面平直，开度1〜3mm，无充填，长0.5〜5m，个别长达10〜30m，切层好；②走向N0〜20°W，倾向SW，倾角20~29°，部分达47°，间距0.07〜1.5m，面平直，局部具大的起伏，开度1〜3mm，局部开度达0.2m，无充填，长1〜2m，个别长10余米，切层；③走向N40〜60°E，倾向NW或SE，倾角30~75°，间距0.1〜1.5m，面平直，开度1〜3mm，无充填，长3〜5m，部分达20m，切层。④走向N70〜80°E，倾向NW，个别倾向SE，间距0.12〜1m，开度1〜3mm，无充填，面平直，长0.5〜1.0m，个别达5〜8m。4.1.2地层岩性隧址区出露地层有第四系全新统崩洪积层（Q4c+Pi）、崩坡积层（Q4c+di）、人工填筑土（Q4me）及震旦系下统木坐组（Z1m）浅变质的粉砂质绢云板岩。（1） 漂石土：灰色，湿，稍密〜中密，成分主要为近源性绿灰、灰绿色粉砂质绢云板岩、变余砂岩，漂石约占50%，另有约20%的块石，一般粒径30〜50cm，其余为卵石、碎石及少量圆砾、砂等，漂石为次圆状。无分选，粒径、厚度变化大。仅分布在龙潭河床及其漫滩，面积很狭小。（2） 碎石土：褐黄、灰绿、绿灰色，稍湿，松散，碎石约占65%，粒径3〜8cm，成分主要为粉砂质绢云板岩，块石约占10%，其余为角砾、砂，粘粒含量很少，在斜坡下部及冲沟沟床分布，面积小。（3） 人工填土：黄灰色，稍湿、稍密〜密实，其中块、碎石约占60%，其余为砾、砂及少量粘粒，成分主要为变余细砂岩、粉砂质绢云板岩，棱角状，粒径、厚度变化大。为即有公路修建时填筑及邻公路附近原开挖弃土，分布面积亦很狭小。粉砂质绢云板岩：绿、灰绿色，变余粉砂及显微鳞片变晶结构，中至厚板状构造，变质矿物有绢云母、绿泥石等，变质程度低，大量保留了原始组构。质较软性脆，近地表1.2〜3m为强风化，节理及风化裂隙较发育。隧址区广泛分布。4.1.3不良地质现象隧址区基岩出露良好，节理较发育，近地表风化、御荷裂隙亦较发育，加之隧址区地形坡度大，故偶有岩块坠落现象发生，尤其是隧道出口施工时的震动，可致上部陡崖的个别岩块坠落。隧址区未发现其它不良地质现象。隧址区揭露的地层岩性从上到下依次为：Q4al+plQ4pl+dl亚粘土①：褐黄色，冲洪积物土质均匀，孔隙不发育，一般层厚2〜3米，分布于中庄河河床两侧阶地较高处地表，物理力学指标为：天然含水量W=19.8%、天然孔隙比e=0.644、塑性指数Ip=17、液性指数IL=0.2、压缩系数a=0.2MPa-1、压缩模量Es=8.0MPa、剪应力C=37.0KPa、内摩擦角件17.2°,稍湿，稍密；洪坡积物颜色变化大，结构致密，土质均匀，含灰绿色、黄色亚粘土斑块，可见黑色有机质斑点。主要分布于冲沟地表，稍湿，硬塑。Q3eol黄土②：褐黄色，土质均匀，结构疏松，针孔及大孔发育，含白色钙质条纹，偶见蜗牛壳，层厚约2.30米，主要分布于黄土残塬、丘陵地表，物理力学指标为：天然含水量W=20.1%、天然孔隙比e=0.65、塑性指数Ip=17.7、液性指数IL=0.1、压缩系数a=0.3MPa-1、压缩模量Es=6.7MPa、剪应力C=22KPa、内摩擦角9=19°，硬塑，稍湿，具中偏低压缩性。Q3pl+dl亚粘土③：黄褐色〜棕红色，土质较均，结构紧密，含白色菌丝体及钙质条纹，见棕红色亚粘土斑点，层厚5.2〜10.5米，主要见于钻孔中，南坡局部有出露，主要物理力学指标为：天然含水量W=20.9%、天然孔隙比e=0.619、塑性指数Ip=17.6、液性指数Il=0.2、压缩系数a=0.2MPa-1、压缩模量Es=7MPa、剪应力C=38KPa、内摩擦角9=17°，硬塑，稍湿，具中偏低压缩性。K3q全风化泥岩夹砂岩④：灰绿色，结构构造已破坏，呈粘土亚粘土状，土质不均，局部见红褐色与灰绿色亚粘土呈互层状，含泥质斑点及泥岩角砾，砂岩夹层厚度大，层厚均匀，一般呈粉砂状，含粗砂砾砂。风化岩体呈稍有压密的大块状，岩心易断易碎，刀切较易，揭露层厚22.5米，局部地表出露面积较大，主要物理力学指标为：天然含水量W=22.4%、天然孔隙比e=0.655、塑性指数Ip=20、液性指数Il=0.2、压缩系数a=0.2MPa-i、压缩模量Es=10.5MPa、剪应力C=26.8KPa、内摩擦角9=20.7°,稍湿〜湿，硬塑〜半坚硬，K3q强风化泥岩夹砂岩⑤：棕红色，泥质结构，厚层块状构造，夹灰绿色泥岩斑点，砂岩呈厚层状，砂质结构。岩芯呈短柱〜柱状，易断不易碎，刀切不易，层厚约10.00〜11.00米，仅见于钻孔中，容重为2.1〜2.12g/cm3,抗压强度Rb=1.02〜1.28MPa，稍湿〜湿，半坚硬，K3q弱风化泥岩夹砂岩⑥：棕红色〜灰绿色，泥质结构，块状构造，局部可见砾粒、泥岩团块，岩芯呈柱状，长一般为30cm，轻击可断，断面整齐，揭露层厚大于10米，密度为2.04〜2.24g/cm3，抗压强度Rb=0.86〜1.33MPa。4.1.4地震据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)，隧址区地震反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度丑度，隧址区属川湘鄂弱活动断裂构造区，场地稳定。4.2水文地质4.2.1地表水隧址区地表水体有与隧道走向一致的半河，与隧道走向几近垂直的三条季节性溪沟。半河常年有水，河床宽度3〜7m，洪水期中泓线水位上涨约3m，河床坡降3%。据本次在隧道旁侧半河采取水样一件分析成果，半河水水质类型为HCO3-+SO42 Ca2+型水；PH=6.9,矿化度33.22mg/L，侵蚀性CO2为0.00mg/L，该型水为中性低矿化度淡水，对砼无侵蚀性。其余三条溪沟的动态随季节性变化而变化。4.2.2地下7水隧址区地下水主要为第四系崩坡积层的孔隙潜水、粉砂质绢云板岩的基岩裂隙水。第四系崩坡积层在隧址区厚度较小，虽有较大的贮水空间，其富水贫乏，仅为上层滞水。基岩裂隙水为隧址区主要含水层，据水文地质测绘，粉砂质绢云板岩性脆，风化裂隙及构造裂隙较发育，尤其是地表强风化带的导水性较好，在隧道开挖时以滴水为主，局部呈片状或股状涌出。4.2.3地下水的补给、迳流及排泄条件隧址区地下水的补给主要以大气降水和洞身上方一条季节性溪沟水补给为主。一部分大气降水下渗到第四系孔隙含水层，该含水层的自由水沿基岩风化裂隙及构造裂隙向洞身迳流，其迳流量随深度的增加而减弱，在洞身以浸润状或滴水排泄为主；另一部分大气降水以坡面流直接排泄于地形低洼处。洞身上方的季节性溪沟，其沟床长期受地表水的冲刷、剥蚀，沟床下方的强风化带发育相对较深，再加之补给源相对稳定，因此隧道在掘进至K15+825〜+845时，亦应防止垮塌或小的突水。半河水位标高低于隧底标高，对隧道开挖无充水影响。综上所述，隧址区水文地质条件简单。4.3隧道稳定性评价4.3.1洞口稳定性评价进口为一圆弧状顺向斜坡，斜坡走向约N65°E，与洞轴线夹角43°，坡向SE，坡度47°，坡长70m，其上坡度减缓至39°左右，据SZK21，洞门附近为碎石土覆盖，厚8.1m，洞口段灌木杂草丛生。进口段基岩为粉砂质绢云板岩，属软质岩，表层2〜3m左右属强风化，洞门处于强、弱风化界线附近，顶板薄。岩层产状为210°Z51°，倾向洞外，岩层走向与洞轴线夹角82°，岩层主要发育二组节理：①走向N75°E，倾向NW（洞内），倾角44°，间距0.5〜1.0m，开度1〜3m，无充填，面平直，长5〜8m，每米测线见3条；②走向N34°W，倾向SW（洞外），部分倾向NE，倾角58°，间距0.3〜1.0m，开度1〜3mm，局部见泥质半充填，面平直，长2〜3m，每米测线见4条；另见部分节理及风化裂隙，其产状有：10°N47°、147°Z48°>324°Z30°等，岩体体积节理数Jv=18条/m。结构面组合形态不利于拱顶及右侧壁稳定。进口段横坡大，具偏压影响。总体而言，进口段工程地质条件一般。出口位于陡崖下部，陡崖走向N20°W，与洞轴线夹角40°，坡向NE，为反向坡，坡度73°，高70〜80m，陡崖之上地形坡度在42°左右。陡崖附近基岩裸露外，其余段灌木、杂草丛生。出口段基岩为粉砂质绢云板岩，属软质岩，近地表0.5m左右属强风化，洞门处于弱风化带内。岩层产状205°Z49°，倾向洞内，岩层走向与洞轴线夹角85°。岩层层间结合一般，局部较差，主要发育二组构造节理：①走向N80°E，倾向NW，倾角46°，间距0.12〜0.15m，开度1〜3mm，无充填，面平直，长0.7〜1.0m，每米测线见8条；②走向N40〜44°W，倾向SW，倾角54°，部分为28°，间距0.05〜0.7m，开度1〜3mm，无充填，长0.5〜1.0m，个别达5m左右，每米测线见4条；另有部分节理及风化裂隙产状为：65°Z59°>164°Z63°>269°Z47°等，岩体体积节理数Jv=19条/m3。结构面组合形态不利于右侧壁及拱顶的稳定。出口洞门右壁已临空，横坡很大，偏压影响严重。总体而言，出口段工程地质条件一般。4.3.2隧道洞身段工程地质评价洞身段围岩为粉砂质绢云板岩，虽其重结晶程度低，但结构较均一，虽岩性较软，其抗风化能力仍较强，岩层层间结合一般，局部较差，唯节理对其完整性影响较大，尤其隧道埋深不大，其右侧水平方面岩层厚度也不大，一般在30〜50m，节理及风化裂隙对隧道施工有一定影响。隧址区无可溶岩及煤层分布，且埋深小，故无岩溶及瓦斯及岩爆等危害，总体而言，隧道洞身段工程地质条件较好。4.3.3洞口工程地质条件及评价根据工程地质调绘及钻探揭露，隧道上行线进口、下行线出口位于黄土丘陵及冲沟下延部分，地表多田坎，坡度约5°〜10°，洪坡积亚粘土、风积黄土层厚度3〜6米，地下水位较浅，一般埋深3米，坡形完整，现处于稳定状态，其土石等级属III类，洞口开挖时建议边仰坡率为1：1〜0.75,同时应切实解决好排水及边仰坡防护问题；上行线出口、下行线进口位于黄土丘陵陡坡坡底，地表多田坎，坡度约12°〜15°，洪坡积亚粘土层厚6.5〜14.9米，地下水位埋深大于20米，土石等级属III类，坡形完整，现处于稳定状态，开挖时建议边仰坡率为1:1〜0.75，同时应切实解决好排水及边仰坡防护问题，洞口应避免大量开挖，防止造成山体失稳。4.4隧道围岩的分类及分布隧道围岩为低变质粉砂质绢云板岩，岩性较软，据SZK21号钻孔采样试验资料，岩石天然密度2.59〜2.60g/cm3，天然抗压强度34.8〜38.3MPa，饱和抗压强度27.9〜30.8MPa，抗拉强度2.73〜3.01MPa，内摩擦角43°，粘聚力8.24MPa，变形模量6.57〜9.13GPa，泊松比0.26〜0.28。因此，隧道围岩属软质岩，其力学性质较好。隧道围岩节理较发育，据地表实测，进、出口附近岩体体积节理数Jv=18〜19条/m3，洞身段一般在10〜12条/m3，隧道洞身段围岩岩体较破碎〜较完整，进、出口段较破碎〜破碎。根据地面地质测绘及钻探成果并结合本区域地质资料，将隧道围岩类别划分III、W共二类，其中I类共二段，合计长80m，占隧道总长47.1%，里程桩号为K15+750〜+800、K15+890〜+920，为进、出口风化及偏压影响段；W类共一段，合计长90m，占隧道总长52.9%，里程桩号为K15+800〜+890，为隧道围岩主要类别。4.5水文地质评价隧道涌水量预测：隧址区无可溶岩分布，水文地质条件简单，隧道建设对地表水、地下水影响不大。水质评价：经取水样分析，隧道段地下水对混凝土无侵蚀性。4.6天然建筑材料隧道区筑路材料丰富，其中尤以石料、砂、水源最丰，粘土及生石灰等次之。1、 石料：沿线广泛分布的石灰岩可开采加工块石、片石，石料强度高，碎石可在沿线石灰岩地区就地开采加工。利用既有道路运输，运输条件好。2、 砂：采用任河或半河中粗砂，储量丰富，运输方便。施工用水隧道紧邻半河，施工用水可从半河抽取。4、 施工用电：洞口附近有动力电可搭接。4.7结论与评价峡口隧道位于城口县城北东9.5Km，行政区划属城口县龙田乡玉坪村。隧道区属流水侵蚀型低中山峡谷地貌，河谷多为深切割的“V型谷，拟建隧道右邻的半河最低点标高为1059m，近岸山岭标高多在1800〜1900m，相对高差740〜840m。隧址区半河切割较深，表明河床纵向上不稳定，两岸坡陡峻，基岩为软质岩，且节理较发育，岸坡亦不稳定。隧址区出露地层有第四系全新统崩洪积层（Q4c+pi）、崩坡积层（Q4c+di）、人工填筑土（Q4me）及震旦系下统木坐组（Z1m）浅变质的粉砂质绢云板岩。基岩出露良好，节理较发育，近地表风化、御荷裂隙亦较发育，加之隧址区地形坡度大，故偶有岩块坠落现象发生，尤其是隧道出口施工时的震动，可致上部陡崖的个别岩块坠落。隧址区未发现其它不良地质现象。根据地面地质测绘及钻探成果并结合本区域地质资料，将隧道围岩类别划分III、*共二类，其中III类共二段，合计长80m，占隧道总长47.1%，里程桩号为K15+750〜+800、K15+890〜+920，为进、出口风化及偏压影响段；W类共一段，合计长90m，占隧道总长52.9%，里程桩号为K15+800〜+890，为隧道围岩主要类别。隧址区基岩出露良好，节理较发育，近地表风化、御荷裂隙亦较发育，加之隧址区地形坡度大，故偶有岩块坠落现象发生，尤其是隧道出口施工时的震动，可致上部陡崖的个别岩块坠落。隧址区未发现其它不良地质现象。纵观隧址区工程地质条件，除上行线进口浅埋稳定性受影响，洞室围岩类别较低外，总体上看，工程地质条件良好，隧道选址基本合理。隧址区地表水不发育，仅局部见有小泉点（井）出露。地下水以地表覆盖层及风化层孔隙、裂隙潜水为主，一般弱风化及其下部的泥岩均可视为相对隔水岩层。按岩性、地下水出露情况、富水性推测V级围岩段，围岩含少量地下水，洞室泥岩区有潮湿湿润感，砂岩区局部有渗水、滴水现象；丑级围岩段，洞室浅埋，土体孔隙发育，岩体受节理及风化裂隙构造的影响不完整，尤其是砂岩下部与泥岩接触带附近，随着大气降水的入渗，围岩含少量地下水，洞室以渗水、滴水为主，局部会有线状滴水。水文地质条件相对较简单。隧址区地表水体有与隧道走向一致的半河，与隧道走向几近垂直的三条季节性溪沟。半河常年有水，河床宽度3〜7m，洪水期中泓线水位上涨约3m,河床坡降3%。据本次在隧道旁侧半河采取水样一件分析成果，半河水水质类型为HCO3-+SO42 Ca2+型水；PH=6.9，矿化度33.22mg/L，侵蚀性CO2为0.00mg/L，该型水为中性低矿化度淡水，对砼无侵蚀性。其余三条溪沟的动态随季节性变化而变化。隧址区地下水主要为第四系崩坡积层的孔隙潜水、粉砂质绢云板岩的基岩裂隙水。第四系崩坡积层在隧址区厚度较小，虽有较大的贮水空间，其富水贫乏，仅为上层滞水。基岩裂隙水为隧址区主要含水层，据水文地质测绘，粉砂质绢云板岩性脆，风化裂隙及构造裂隙较发育，尤其是地表强风化带的导水性较好，在隧道开挖时以滴水为主，局部呈片状或股状涌出。隧址区地下水的补给主要以大气降水和洞身上方一条季节性溪沟水补给为主。一部分大气降水下渗到第四系孔隙含水层，该含水层的自由水沿基岩风化裂隙及构造裂隙向洞身迳流，其迳流量随深度的增加而减弱，在洞身以浸润状或滴水排泄为主；另一部分大气降水以坡面流直接排泄于地形低洼处。洞身上方的季节性溪沟，其沟床长期受地表水的冲刷、剥蚀，沟床下方的强风化带发育相对较深，再加之补给源相对稳定，因此隧道在掘进至K15+825〜+845时，亦应防止垮塌或小的突水。半河水位标高低于隧底标高，对隧道开挖无充水影响。综上所述，隧址区水文地质条件简单。据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)，隧址区地震反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度0.05g，地震基本烈度丑度，隧址区属川湘鄂弱活动断裂构造区，场地稳定。第5章方案比选峡口隧道共设计了三个隧道方案：第一方案为A线双向双洞隧道，第二方案为B线双向单洞隧道，第三方案为A线双向连拱隧道。三个方案的比选如表5-1所示。表5-1方案比选表、\方案类别比较项目、\第一方案第二方案第三方案结构类型双向双洞隧道双向单洞隧道双向连拱隧道隧道长度(m)170170170施工方法难易程度较易较大施工困难、施工工艺复杂工期较短较短较长养护维修工作量少少大优点直线线形，线形好偏压较小上下行分离，互不干扰缺点洞口有较小偏压洞口段需设圆曲线及缓和曲线；内装修复杂；增加通风抗阻，对自然通风不利洞口有偏压；需对支护参数和施工方法进行特殊设计；辅助施工措施设计防止推力不平衡对中墙结构造成危害造价比(与第一方案比选)11.243经以上技术、经济综合比较可看出第三方案造价高且施工困难等；第二方案造价最低但是洞口段需设圆曲线，对施工、通风、行车均不利；第一方案造价比第二方案相差不大且线性较好，因此，推选第一方案作为推荐隧道方案。第6章隧道设计6.1线形设计6.1.1平面线形设计进口设计标高1072.324m，出口设计标高1079.12m隧道内为单向坡：3%,其详见隧道（地质）纵断面设计图。K15+750〜K15+780洞门进口段：上部碎石土厚5〜8m，松散，基岩为粉砂质娟云板岩，单轴饱和抗压强度Rb=27.9〜30.8MPa,属软质岩，层间结合一般，节理较发育，岩体较破碎，具偏压影响，块碎状镶嵌结构，局部角砾状松散结构，拱顶偶有小塌方，洞门处可能产生大塌方，湿润及点滴状出水，局部可能有片状出水。属于III级围岩。K15+780〜K15+895洞身段：粉砂质娟云板岩，层间结合一般，节理较发育，岩体较破碎〜较完整，大块状砌体及块状镶嵌结构，拱顶偶有小坍塌，侧壁基本稳定，点滴状及侵润状出水为主，K15+825〜K15+845段地表为一冲沟，可能有股状或片状出水。K15+780〜K15+850段属于IV级围岩，K15+850〜K15+895段属于IV级围岩。K15+895〜K15+920洞门出口段：粉砂质娟云板岩，属软质岩，层间结合一般，局部较差，节理较发育，具偏压影响。左侧壁基本稳定，湿润或侵润状出水。K15+895〜K15+920段属于III级围岩。6.1.2纵面线形设计6.2洞口工程隧道洞门是隧道洞口用圬工砌筑并加以建筑装饰的支挡结构物。洞门的作用在于支挡洞口正面仰被和路堑边坡，拦截仰坡上方的小量剥落、掉块、保持边仰坡的稳定。洞门还是隧道唯一的外露部分，对它进行适当的建筑艺术处理，可起到美化环境的作用。隧道洞门的形式很多，从构造形式上大致可分为：端墙式、翼墙式、台阶式、柱式、削竹式、喇叭口式等。各种洞门的形式及特点见表6—1。表6-1常见隧道门形式及适用条件表基本形式适用条件及特点端墙式端墙式洞门俗称一字式洞门，适用于自然山坡陡峻，洞口地形开阔，岩层较为坚硬完整，山体压力很小，开挖坡度1:0.3〜1:0.5的洞口地段。这种洞门具有结构简单、工程量小、施工简便的优点，在岩层较好时使用最为经济。唯洞门顶排水条件稍差，若横向山坡一侧较低时，宜开挖沟槽横向引排。柱式柱式洞门是从端墙式洞门发展而来的。当岩层有较大主动侧压力时；如米用端墙式洞门则过于安全、浪费圬工；为此，区别受力大小，设计成横向不等厚、最厚部位即呈柱形的柱式洞门。柱式洞门运用于洞口地形较陡，有较大侧压力的地段，或洞口处地位狭窄，设置翼墙无良好基础时，其仰坡开挖坡度为1:0.5〜1:0.75。此外.在城市、风景区，采用柱式洞门较为雄伟美观。翼墙式翼墙式洞门是在端墙式洞门的两侧或一侧加设翼墙(挡墙)而成。翼墙起支撑端墙及保持路堑边坡稳定的作用.同时对减少洞口开挖高度和压缩端墙宽度均为有利。由于翼墙与端墙很大一部分面积相接触，设计时考虑其共同作用，可节省大量圬工，且能增加洞门的抗滑和抗倾覆稳定性。因此，当地质条件较差，仰、边坡较缓时，通常均采用翼墙式洞门。台阶式傍山隧道洞口，地而横坡较陡，为了适应地形，减少开挖，多米用如图右所示的台阶式洞门。亦称偏压隧道门。它在靠山侧通常用设置挡墙，以降低边坡开挖高度，并压缩端墙宽度。低山坡一侧，如地质饺差，地面较高，也可采用矮挡墙。选用台阶式洞门时，通常需要根据洞口地形地质条件，与采用明洞作技术经济比较。2、隧道洞门的构造要求洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m,洞门墙顶高出仰坡脚不小于0.5m,洞门墙应根据实际需要设置仲缩缝、沉降缝和泄水孔；洞门墙的厚度可按计算或结合其它工程类比确定。洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地形及地质条件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定。松软地基上的基础，可采取加固基础措施。洞门结构应满足抗震要求。本隧道进出口路线地形较为陡峭，采用翼墙式洞门，能满足结构安全的要求。洞口位置的确定：洞口位置应根据地形、地质、水文等条件着重考虑边城及仰坡的稳定，隧道工作者在实践中提出确定隧道位置、宜早进洞、晚出洞。宁可让隧道稍长些，避免开挖高边坡路堑，这也有利于保护自然环境。当然“早进晚出”并不是说盲目地把隧道定得越长越好，而是应当更着重地从安全和环保方面来考虑问题。在一般情况下，这一指导思想是符合实际。根据我国实践经验，在不同地形、地质条件下，确定隧道洞门位置时应考虑以下原则：要避开不良地质地段，如滑坡、崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等处。当洞口位于沟谷内时，应尽量避免设置在汇水区的中央，洞口要选在沟的一侧。位于悬崖陡壁下的洞口，一般不宜切削原山坡，当坡面及岩顶稳定，无危石存在，可贴壁进洞。否则应延伸洞口设置明洞。漫坡浅埋段洞口位置.应结合路堑地质、少占农田、弃碴、填方利用、排水条件及有利施工等因素综合分析确定。早进晚出的原则，具体落实在洞口边、仰坡开挖高度的控制上。洞口的线路走向应尽量和该处地形等高线正交，这样可不造成一侧开挖面畸高.同时应注意避免另侧岩壁过薄致产生偏压危害。。洞口最好有一方开阔平缓场所，用作施工基地。如果桥隧相连，洞口位置还要考虑相关工程的需要。6.2.2洞口位置保证山体开挖扰动小，洞口位置应设于山坡稳定、地质条件好的地方，考虑围岩稳定，施工时采用洞口边坡开挖、仰坡加固、截水沟施作同时进行。结合隧道洞口区的平面线形和地形、地质条件，以及上述要求选定隧道洞口位置：进口端洞口：K15+750， 设计高程：1072.324m出口端洞口：K15+920， 设计高程：1079.12m6.3洞身工程6.3.1隧道截面拟定公路隧道横断面设计内容包括以下两个方面：其一是道路等级确定隧道建筑限界，其二就是确定净空断面大小及隧道内轮廓形状和几何尺寸。所谓隧道建筑限界是为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何部件侵入的空间限界。表6-2公路隧道建筑限界横断面组成最小宽度（单位：m）公路等级设计速度（km/h）车道宽度wM向宽度L余宽c人行道R检修道J隧道建筑限界净宽左侧右侧设检修道设人行道不设检修道、人行道左侧Ll右侧Lr高速公路一级公路1203.75x20.751.250.750.7511.001003.75x20.501.000.750.7510.50803.75x20.500.750.750.7510.25603.50x20.500.750.750.759.75二级公路三级公路四级公路803.75x20.750.751.0011.00603.50x20.500.501.0010.00403.50x20.250.250.759.00303.25x20.250.250.257.50203.00x20.250.250.257.00各级公路隧道建筑限界基本宽度应按表6-2执行，并符合以下规定：建筑限界高度，高速公路、一级公路、二级公路取5.0m;三、四级公路取4.5m.当设置检修道或人行道时，不设余宽；当不设置检修道或人行道时，应设不小于25cm的余宽。隧道路面横坡，当隧道为单向交通时，应取单面坡；当隧道为双向交通时，可取双面坡。坡度应根据隧道长度，平、纵线形等因素综合分析确定，一般可采用1.5%〜2.0%。当路面采用单面坡时，建筑限界底边线与路面重合；当采用双面坡时，建筑限界底边线应水平置于路面最高处对于高速公路和一级公路隧道内应设置检修道。其它等级公路隧道，应根据隧道所在地区的行人密度、隧道长度、交通量及交通安全等因素确定人行道的设置。检修道或人行道宜双侧设置；检修道或人行道的宽度按表4.2.1-1规定选取。检修道或人行道的高度可按20〜80cm取值，并综合考虑以下因素：检修人员步行时的安全；紧急情况时，驾乘人员拿取消防设备方便；满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求。根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)和《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)的有关技术要求，确定隧道建筑限界净宽9.3米(单洞)，净高7.1米。隧道净空内轮廓设计除了满足隧道建筑限界和洞内设备安装空间要求外，还应满足技术、视觉和施工工艺的要求。经反复比较确定衬砌内轮廓为三心圆曲墙拱，拱部圆半径R2=4.6m，边墙圆半径为R1=6.8m，隧道内空净宽9.3m，净高7.1m，内净空面积62.5m2。拟订的内轮廓使隧道开挖面积最省，结构受力合理，且内净空与建筑限界之间的净空预留了内装饰层净空，同时还考虑照明、营运管理等设施所需空间。6.3.2洞身衬砌根据《公路隧道设计规范》第8.1.4条：隧道洞口内应设置加强衬砌段，加强衬砌段的长度应根据地形、地质和环境条件确定。隧道按新奥法施工原理进行洞身结构设计，即以系统锚杆、喷射混凝土、钢筋网、工型钢组成初期支护与二次模筑(钢筋)混凝土相结合的复合式衬砌形式；锚杆采用中空注浆锚杆，并加设垫板。同时围岩较差的地段向围岩较好的地段延伸10米。其详见隧道各级围岩衬砌图。隧道洞身深埋段各级围岩支护参数如表6-3所示。表6-3 隧道复合式衬砌设计参数围LU石级别初期支护二次衬砌厚度（cm）喷射混凝土厚度（cm）锚杆（m）钢筋网钢架拱、墙混凝土仰拱混凝土III20①22；长2.5m@=120x120cm@=25x25cm；^814号H型钢4040IV20①22；长3.0m@=80x80cm@=25x25cm；^814号H型钢4040洞口加强段30；钢筋混凝土①22；长3.5m@=60x60cm@=20x20cm；双层；^822a号H型钢60；钢筋混凝土60；钢筋混凝土6.4通风设计根据我国《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）中规定：单向交通隧道：LxNN2x106，宜设置机械通风。式中：L—隧道长度，mN一设计交通量（辆/h）峡口隧道：LxN=170x3000/24=2.125x104<2x106所以不需要设置机械通风。6.5防排水设计为避免和减少水的危害，根据隧道区的水文地质特征，确定隧道防排水的“截、堵、排相结合”的综合治水原则。6.5.1洞口防排水为了截排地表水，使洞口工程不被坡面水冲蚀，并保证洞口路段良好的营运条件，在洞顶设置洞顶排水沟，在边坡、仰坡以上设置了洞外截水沟。洞口范围雨水经截、排水沟汇入路基水沟或自然沟渠中。6.5.2洞身防排水设计隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设EVA防水板及无纺布，二次衬砌施工缝设置止水条，沉降缝设置止水带。隧道衬砌排水：A、 在衬砌两边墙墙脚外侧纵向设置6100HDPE双壁打孔波纹管（纵向盲沟）。B、 衬砌背后环向设置650单壁打孔波纹管（环向盲沟）。C、 纵向排水管与隧道中央排水沟用6100HDPE双壁无孔波纹管（横向排水管）连接。D、 隧道内的路面水通过路面横坡排至两边排水边沟中。E、 二次模筑混凝土采用防水混凝土浇筑，其抗渗标号不低于$6,施工时应渗入AEA抗裂防水膨胀剂。F、 隧道洞身沉降缝必须设置651型橡胶止水带，所有施工缝均必须设置BW-96型橡胶止水条。G、 全隧道满铺防水卷材和无纺布，施工时采用热焊无钉铺挂工艺，且应保证搭接长度及接缝质量。防水层采用EVA类检测指标进行检测。纵向盲沟全隧贯通；环向盲沟在有集中水流处设置，并向下伸至边墙脚与纵向盲沟相连，衬砌背后地下水从环向盲沟、无纺布汇集至纵向盲沟后，通过横向排水管将地下水引入中央排水沟，排出洞外。防排水材料防水板：EVA防水卷材，厚1.0mm无纺布：300g/m2纵向排水边沟及缘石：25号现浇混凝土电缆沟盖板：25号预制混凝土施工缝止水条：BW-96遇水膨胀型，30cm（宽）x20cm（高）沉降缝止水带：E型橡胶止水带，宽30cm弹簧排水管：TS软式透水管6.6洞内装饰设计隧道洞门采用SD型隧道专用防火涂料，厚12mm，其中底层厚11mm，面层1mm,墙部面层为乳白色瓷砖镶面，瓷砖反射率P>0.55拱部面层为铁蓝色，耐火等级二级。6.7环境保护与路基路面、桥涵工程相比，隧道建设对环境的影响相对较小，而且有其特殊性。隧道建设对环境的影响主要有：（1） 隧道开挖降低局部区地下水位，影响洞顶生态环境；（2） 隧道边仰坡开挖改变原有地形、地貌、可能导致边坡失稳；（3） 隧道弃渣可能导致水土流失；（4） 机械通风的隧道，汽车尾气集中排放对洞口生态环境的影响。在设计和施工中，只要对上述可能影响生态环境的问题引起重视，采取相应的处置对策，可以将隧道建设对环境的影响降低到最低点。1、 洞口避免大刷大挖，防止边坡失稳设计减少边仰坡的开挖量，同时边仰坡开挖设计喷、锚、网临时支护和路堑墙、边坡等防护措施，对具备绿化条件的边仰坡一律植树、植草皮绿化。2、 洞渣处理隧道弃渣尽量利用，作为路基填方及两线间填方，对于不能利用的弃渣采用集中堆放处理，弃渣场做好防护排水和绿化处理。第7章隧道消防与照明7.1隧道消防与救援1、洞内消防根据隧道交通量及重要性，隧道内设置防灾与救灾设施。（1） 隧道内每隔50m设置一消防栓，灭火器以2个为一组，装入侧墙上设置的储藏箱内，与消火栓放置在一处。每隔200m设置一部报警电话。（2） 隧道内设喷水雾装置，喷头间距为5m，设置在检修道一侧的侧墙上部，设置高度为距车道面3.7m。（3） 为了避免在隧道内发生火灾后造成交通混乱，影响疏散和救援，在距隧道洞口220m处设警报显示板。（4） 本隧道设有通风设施，火灾时利用原来的风机，转换为排烟系统使用。2、隧道发生火灾时的救援当发生火灾后，首先应调整风机运行状态，采用救援风速控制火灾的发展和烟气流动方向，待隧道内逃生人员完全安全撤离后，再启动排烟通风组织系统。排烟通风组织系统的机械通风应根据火灾点的位置，选择不同的通风方向。发出火警后隧道同时关闭，严禁车辆驶入；同时行车速度限制在30km/h以内，并严禁超车；车辆快速有序地驶出事故隧道。7.2隧道照明设计1、 总述运营照明设计的基本思路是在保证行车安全和舒适的条件下，满足视觉信息的不间断性和照明的济济性，使照明回路操作简便，尽量节约能源。隧道照明必须不分昼夜的连续进行，只是在点灯率上有所变化。一般来说，白天照明比夜晚更加复杂。从理论上讲，隧道照明与道路照明一样，需要考虑路面应具有的一定亮度水平，同时，考虑设计速度、交通量、洞口环境和线形等因素。2、 照明区段划分及各段亮度取值长隧道照明基本上可为接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段五个区段。隧道洞外亮度随季节、时间而变化，并且因隧道所处环境而不同。如将洞外亮度降到较低的程度，可使驾驶员在进入洞内时感受到的亮度变化较为缓和。在隧道附近植常绿植被时一种较为简便、经济的降低洞外亮度，在洞口山坡上种植具有水平成层枝叶的乔木可减弱阳光对路面的照射，对降低路面亮度十分有益。在照明设计中，车速与洞外亮度是两个主要基准值，车速由道路等级确定，本设计为40km/h，洞外亮度值本设计根据取值为Li=3000cd/m\由公路隧道通风照明规范取值得：中间段：Lin=1.5入口段：Lth=kxL20;k=0.01;L20=3000cd/^;Lth=30cd/m2；Dth=1.154xDs-(h-1.5)/tan10°=1.154x25-(5.0-1.5)/tan10°=9.0m过度段：Ltr1=0.3Lth=9.0cd/m2；Ltr2=0.1Lth=3.0cd/m2；Ltr3=0.035Lth=10.5cd/m2；Dtr1=26m;Dtr2=44m;Dtr3=67m由于是双向隧道故不设置出口段照明，最终参数如下：中间段：Lin=1.5入口段：Lth=30.0cd/m;Dth=10.0m过度段：Ltr1=9.0cd/m2;Ltr2=3.0cd/^;Ltr3=10.5cd/^;Dtr1=30m;Dtr2=40m3、照明系统的设置隧道用照明器的主要作用是控制配光及保护光源。选择照明器时，应充分注意以下几个方面：照明器的配光特性要符合照明目的，并符合照明器场所的几何条件，尺寸小,安装维修方便料具有良好的耐腐蚀性能，加强表面处理。考虑墙面反光及烟尘污染的影响。满足质量,环境条件的基础上,尽量选用光输出比高，寿命长,光通衰减少的灯具。5、应急照明隧道应急照明采用深夜单侧灯照明灯具的一半(即白天照明的四分之一)作为应急照明使用，采用独立照明系统;兼做平时工作照明。应急照明供电可由隧道外一端引入380/220V电源。7.3隧道供电隧道是公路交通的要塞，若隧道的应急照明中断供电，容易出现车辆追尾、撞车等重大交通事故，造成人员伤亡和交通阻塞。若隧道的交通监控设施、电光标志、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾的监测、报警、控制设施及中央控制设施中断供电，监控中心无法了解隧道的运行情况，对经过隧道的车辆难以及时进行引导、指示和控制，将造成交通阻塞。若此时隧道内发生火灾、交通事故等，监控中心将无法确定隧道内事故发生的具体位置，难以合理地调度人力、物力、进行施救，这将可能扩大事故地发生范围，造成严重的政治影响和经济损失，所以，隧道的供配电十分重要。本隧道用电主要设备有风机、照明和控制监视装置等。隧道长约170m，因若隧道单端设变配电所，洞内用电设备供电电缆造价比两端设变配电所的电缆造价高，高出的这部分费用与在隧道另一端再设一个相应规模变配电所的费用相当，故采用两端供电。为了与外电网配合，隧道高压配电电压宜采用10kv。7.4信号与监控交通信号设置隧道交通信号控制是整个道路交通信号控制的一部分，属于干线道路控制类型，目的是为隧道区段安全行车提供通行权。本隧道信号灯设置的方法是：沿行车方向每车道上方分别设一组红绿灯。正常情况下，可分为两种状态：一种是隧道中发生普通交通事故，如抛锚或在一条车道上发生尾撞，导致一条车道中断，但另一车道仍然通畅时，则为简单事故状态。此时信号灯的布设与点灯状态也比较简单，在事故车道上的事发点之后信号灯应转为红灯，以阻止后续车的涌入。在事发点之前绿灯不变，使车辆自行脱离现场。另一种是隧道中发生火灾或两车道车辆互撞，则为复杂事故事故状态。隧道监控随着交通运输业的发展，交通电视监视系统得到了广泛的应用，在长及特长公路隧道中采用交通电视监视系统，有利于交通管理人员同时了解多点交通实况。本设计中，在隧道的进口、中间段、出口处分别布设两组车辆检测器和遥控摄像机；在隧道入口处设置一个可变限速标志和一个可变情报板，用于控制进入隧道的车流量，以避免或排除隧道内交通阻塞，引导车辆运行，并当突发事件发生时关闭隧道；在隧道入口处安装隧道控制器，它接受来自于车辆检测器、通风设备和电力设备工作状态检测到的数据，并将这些数据进行综合处理后上传监控分中心，由监控分中心作出控制方案后，驱动可变情报板和可变限速标志，以达到交通控制控制的目的。第8章施工组织设计施工组织与管理是施工过程中十分重要和复杂的工作，它的目的是要保证工程按设计要求的质量，计划规定的进度和低于设计预算或合同价格的成本，安全顺利地完成施工任务。它贯穿于工程从准备阶段，施工阶段到竣工验收阶段整个全过程。现代化地施工组织与管理应该是先进的科学技术、合理的经济手段和科学的经营管理方法三者的有机结合。8.1编制原则1、 安全第一的原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠，措施得力和确保安全的原则。以此确定施工方案，特别是软弱土层施工的安全。在安全措施落实到位，确保万无一失的前提下施工。2、 优质高效的原则加强领导，强化管理，优质高效的施工。根据在施工组织设计中明确的质量目标，贯彻ISO9001质量标准化管理，控制成本，降低工程造价。3、 方案优化的原则科学组织，合理安排，优化施工方案是施工管理的行动指南。在近接条件下，内支撑施工方案综合对比，在技术可行的前提下择优选用最佳方案。4、 合理布局的原则节省临时用地，减少破坏，搞好环保，认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地，做好环境保护和营区理化。工程完成后及时平整场地，恢复地面正常交通。

图8.1施工组织设计编制程序8.2施工场地布置隧道洞口场地一般比较狭窄，而隧道施工的机械设备和材料等又多，如果事前没有很好的规划，很容易造成相互干挠，使用不便，效率不高等不合理现象，甚至发生不安全事故。为此，施工前要根据洞口的地形特点，结合劳动力安排、机械设备、材料用量、工期要求，施工方法和弃渣场位置等因素，进行全面规划统筹安排、合理布置，使工地秩序井然，忙而不乱，充分发挥人力物力的最大效然，为快速施工创造有利条件。8.2.1弃渣场地及卸渣道路的布置隧道弃渣尽量利用，作为路基填方及两线间填方，对于不能利用的弃渣采用集中堆放处理，弃渣场做好防护排水和绿化处理。弃渣场上的卸渣线应不小于两条，有前有后，有利弃渣。8.2.2大宗材料的堆放场地和料库的布置大宗材料的存放地点应考虑材料运进工地方便，易于卸车，并靠近使用地点。1、 砂石料堆放和水泥仓库均应和混凝土搅拌站布置在一起。2、 木材仓库和木材加工场应布置在一起，并靠近道路。3、 钢材仓库与钢筋加工场地应布置在一起，以便于加工和工程使用。8.2.3生产房屋和生产设施的布置1、 蓄水池在山上的高度要能产生足够的压力差以满足工作面用水的需要。2、 搅拌机应尽量靠近洞口，靠近砂石料，且应有一定垂直高度，便于装车运输。3、 炸药和雷管要分别存放。其库房要选择离工地300m〜400m以外的隐蔽地点，并安装避雷装置。4、 机械队场所的位置，要求便道可直达，用电用水要方便。5、 发电机房不一定太靠近洞口而与其它房屋争场地。如采用外来高压电线输电，变电站应设在洞口附近。6、 工地的临时道路应充分利用原有道路。工地的主干道宜呈环状布置，次要道路可布置成枝状，但应考虑回车的可能性。7、 行政管理和生活福利设施，应方便生产，方便工人的生活。工地办公室和医疗室应靠近施工现场。行政管理办公室可位于工地出入口附近。生活福利设施要首先考虑利用永久性房屋，不足时则修建临时房屋。8.2.4生活房屋的布置条件许可时，生活用房要与洞口保留一定距离，以保证工人和其他工作人员有一个安静的休息环境。但又不宜过远，同时要注意行动方便。整个生活区要适当集中，以便于学习和管理。要妥善考虑职工室外文体活动场地的布置。生活区要靠近水源，在水源四周50m以内不得设厕所、畜圈和垃圾坑等。生活区位置要特别注意防洪防水要求。总的来说，每个隧道工地的自然条件是千变万化各不相同的。因此，在考虑隧道工地布置时，要因地制宜，对具体的情况作具体的分析。注意做好环境保护工作。8.3施工进度计划施工进度计划是控制工程施工进度和工程竣工期限等各项活动的依据.单位工程施工进度计划是施工方案在时间上的反映，是指导单位工程施工的基本文件之一。它的主要任务是以施工方案为依据，安排单位工程中各施工过程的施工顺序和施工时间，使单位工程在规定的时间内有条不紊地进行。施工进度计划与施工方法是否合理、工期是否满足要求等有直接的关系，而这些因素往往相互影响和制约。因此，编制施工进度计划应细致周密的考虑这些因素。单位工程施工进度计划，是在既定施工方案的基础上，根据规定的工期和各种资源供应条件，对单位工程的各分部分项工程的施工顺序、施工起止时间及衔接关系进行合理的计划。施工进度图（横道图）如图8.2所示。月1234准备工作洞口施工'锚歼预制 ，———————————工字钢预制———————————钢S5网预制：——洞身施工'监控量测'出口施工浇路面'洞内技璜—图8.2施工进度图8.4施工方案峡口隧道施工采用新奥法原理进行，初期支护采用喷、锚、网支护，二次衬砌采用模筑混凝土，工字钢作为初期支护的加劲措施，防止隧道开挖过程中出现塌方。由于隧道穿过的洞口地层岩性较差，隧道开挖截面大，因此，施工中必须遵循“稳扎稳打，坚持不塌就是有进度”的指导思想。根据隧道本身的特点，结合隧道结构设计分析资料，拟定本隧道施工方案：隧道采用全断面法开挖，开挖施工中加强监控量测工作，及时调整支护参数，做到动态设计、动态施工。施工注意事项：（1） 、作业面多而窄，施工相互干挠大，须统一指挥协调。（2） 、围岩开挖挠动次数多，稳定性差，要加强对爆破的控制，尽量采用短进尺松动弱爆破。（3） 、下部开挖要注意对上部支护结构的影响。（4） 、上下部型钢要对接好，使初期支护与围岩形成整体。（5） 、两侧马口开挖要错开，避免上部断面两侧拱脚同时悬空。（6） 、下部边墙要短进尺开挖，并及时使作初期支护。（7） 、监控量测应跟踪实施。8.5施工监控量测8.5.1隧道的监控量测因为地下工程地质环境和施工技术条件复杂，实际施工时，需要通过对围岩和衬砌监控量测来获得信息来反馈修正设计设计和指导施工。通过现场监控量测可达到以下目的：掌握围岩和支护的动态，按照动态管理量测断面的信息，正确而经济地施工。从而保证隧道和围岩的稳定和施工安全。量测数据经过分析处理与必要的计算和判断，预测和确定隧道最终稳定时间，指导施工工序和施做二次衬砌的时间。②信息反馈修正设计。根据隧道开挖后围岩稳定性的信息，进行综合分析.检验和修正施工前的预设计。

④积累资料。已有工程的量测结果可应用到其它类似的工程中，作为设计和施工的依据。表8-1是本隧道设计的监测项目与方法。表8-1监测项目及方法序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1〜15d16d〜1个月1〜3个月大于3个月1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2周边位移各种类型收敛计每10〜50m一个断面，每断面2〜3对测点。1〜2次/天1次/2天1〜2e1IA31〜3次/月3拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每10〜50m1一个断面1〜2次/天1次/2天1〜2次凋1〜3次/月4锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拨器每10m一个断面，每个断面全少做三根锚杆5地表下沉水平仪、水准尺每5〜50m一个断面，每断面全少7个测点，每隧道全少2个断面。中线每5〜20m一个测点八、、开挖面距量测断面前后＜2B时，1〜2次/天。开挖面距量测断面前后＜5B时，1次/2天。开挖面距量测断面前后＞5B时，1次/周。6围岩体内位移（洞内设点）洞内钻孔中安设单点、多点杆式或纲丝式位移计每5〜100m一个断面，每断面2〜11个测点。1〜2次/天1次/2天1〜2次倜1〜3次/月7围岩体内位移（地表设地面钻孔中安设各类位移计每代表性地段一个断面，每断面同地表下沉要求

点）3〜5个钻孔8围岩压力及两层支护间压力各种类型压力盒每代表性地段一个断面，每断面宜为15-20个测点1〜2次/天1次/2天1〜2次倜1〜3次/月9钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10棉钢拱支撑一对测力计1〜2次/天1次/2天1〜2次凋1〜3次月10支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测各类混凝土内应变计、应力计、测缝计及表面应力解除法每代表性地段一个断面，每断面宜为11个测点。1〜2次天1次/2天1〜2WJ9.1〜3次/月11围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置注：B为隧道开挖宽度。8.5.2量测项目及方法根据本路段隧道的地质特征、围岩特点，设计考虑进行如下必测项目：A、地质和初期支护观测8、水平净空收敛C、 拱顶下沉D、 地表下沉第9章施工安全、保障措施9.1组织保证措施成立项目经理领导的安全生产领导小组，全面负责本项目的安全生产工作，主管安全生产的副经理为安全生产的直接责任人，总工程师为安全生产的技术负责人。未经安全教育培训，并经考试合格的管理人员及生产人员不准上岗。9.2制度保证措施必须严格执行安全生产责任制，各级各部门必须有明确的安全责任、经济承包中有安全生产指标。执行三级安全教育制度，并作好登记。变换工种、工序前应接受所从事的工序的安全教育。所有特种作业人员（爆破员、电焊工等），必须持证上岗，严禁非特殊工种人员从事特种作业。必须执行定期安全检查制度，每次检查必须有记录，查出的事故隐患整改要定人、定时间、定措施，对重大隐患整改通知书，必须如期按要求完成。进入施工现场人员，必须戴好安全帽，危险作业、高空作业人员按规定佩带劳动保护用品和安全带等安全用具。9.3技术保证措施①施工现场1、 施工现场必须按施工组织设计搞好“三通一平”大型构件、材料堆放合理有序，现场有醒目的标语，宣传栏、安全措施、安全标志。2、 参加施工人员必须经过安全教育，熟知本工种安全操作规程，特种作业工作持证上岗。在工作中遵守操作规程，坚守工作岗位。严禁酒后上岗。3、 正确使用安全防护用品和安全防护措施。进入施工现场的人员，必须戴安全帽。不得穿高跟鞋、拖鞋、硬底易滑鞋。在无防护设施的高处作业必须系安全带。距地面2米以上处所作业要有防护栏杆，挡板或安全网。4、 施工现场的坑、沟、洞、井等危险处应设防护,也间有红色警示灯.5、 脚手架的材质，立杆基础、杆柜、扫地杆、杆的连接、外侧防护、脚手板铺设等必须符合规程要求。由专业架子工搭设。拆除脚手架由上而下地逐步拆除，严禁推倒或拉倒的方法拆除。严禁上下同时作业。拆下的材料严禁投仍。②工序施工安全措施1、 隧道施工应做好施工前期准备工作，正确选用施工方法，并结合地形、地质等实际情况，编制施工技术方案，并向施工人员进行技术交底，合理安排施工。2、 隧道施工各班组间，应建立完善的交接班制度。在交接班时，交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况。每班开工前未认真检查工作面安全状况，不得施工。3、 施工中应对围岩加强检查与量测。对不良地质段隧道施工，应采取弱爆破、短开挖、强支护、早衬砌、先护顶等小循环的施工方法。隧道施工要充分利用监测手段预测预报围岩位移与支护结构受力状况，量测要为生产安全服务。4、 如发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或派专人看守，并迅速报告施工现场负责人，及时采取措施处理，情况危险时，应将工作人员全部撤离危险区，并立即上报。5、 所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带好安全防护用品，遵章守法听从指挥。6、 未刷好洞口仰坡或未做好洞顶防护和排水设施的洞门，不得开挖进洞。7、 隧道掌子面钻眼钻眼人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动的岩石，应立即加以支护或处理。台车和凿岩机进行钻眼时，必须采用湿式凿岩。严禁在残眼中继续钻眼。不在工作面拆卸修理凿岩设备。8、 爆破作业洞内爆破作业必须持证上岗，统一指挥。进行爆破时，所有人员必须撤至不受有害气体、振动及飞石伤害警戒区外，并设置安全警戒，其安全警戒的距离应遵守有关规定。a独头坑道内不小于100m；b相邻的上下导坑不小于200m；c洞内爆破不得使用TNT(三硝基甲苯)、苦味酸、黑色火药等产生大量有害气体的炸药。爆破后必须经过通风排烟15min后，其他工作人员才准进入工作面。d如发现瞎炮，必须由原爆破人员按规定进行处理。e严禁在炸药加工房以外地点进行炸药加工工作，加工人员严禁穿着化纤衣物。f每日放炮时间及次数，应根据施工条件有明确规定，装药后到点炮时间不应过久。9、 支护隧道各部开挖后要立即支护。施工期间，现场施工负责人应会同有关人员对各部支护进行定期检查。在不良地质地段，每班应责成专人检查，当发现支护变异或损坏时，应立即整修加固。当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩，或喷锚后变形量超过设计容许值以及发生突变的围岩，宜用钢架支撑进行支护。安装钢架支撑，应遵守起重和高处作业等有关安全规则，宜用小型机具进行吊装。对开挖后自稳程度很差的围岩，应采用超前锚杆和挂网喷射砼的办法进行临时支护。应把喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容之一，经常进行观察与检查，并作为施工危险信号引起警惕。(7)喷砼及注浆作业，要按规定带好防护用品。10、 装碴与运输(1)装碴前及装碴过程中，应检查开挖面围岩的稳定情况，发现松动岩石或有塌方征兆时，必须先处理后装碴。(2)我部拟用装载机装碴，施工过程中，机械回旋范围内不得有人通过。防止与人挤碰。11、 二次衬砌衬砌工作台上应搭设不低于1m的栏杆，跳板设防滑条，梯子应安装牢固，不得有钉子露头和突出尖角。工作台、跳板、脚手架的承重量，不得超负荷，并应在现场挂牌标明。脚手架与工作台的底板应铺设严密，木板的端头必须搭在支点上。吊装拱架、模型板时，工作地段应有专人监护。在隧道内作业地段倾卸衬砌材料时，人员与车辆不得穿行。在2m以上高处工作时，应符合高处作业的有关规定。检查、修理压浆机械及管路，应停机并切断风源与电源。拆除混凝土输送软管或管道，必须停止混凝土泵的运转。12、 防尘隧道施工必须采用综合防尘措施，定期检查测定粉尘浓度。隧道施工在凿岩和装碴工作面，必须做好下列防尘工作：a放炮前后必须进行喷雾与洒水b出碴前应用水淋透碴堆和喷湿岩壁13、 供电与电气设备施工机械、机具和电气设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后才可运行。隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V。所有电力设备设专人检查维护，并设警示标志。(3)在操作洞内电气设备时，要符合以下规定：a非专职电气操作人员，不得操作电气设备。b操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板上。c手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位，要有良好的绝缘，使用前应进行绝缘检查。d低压电气设备宜加装触电检查。电气设备要有良好的接地保护，每班均由专职电工检查。电气设备的检查、维修和调整工作，必须由专职的电气维修工进行。洞内照明的灯光应保证亮度充足、均匀及不闪烁，凡易燃、易爆等危险品的库房或洞室，必须采用防爆型灯具或间接式照明。14、紧急预案在施工过程中难免会发生突发事件，因此必需制定切实可行的紧急预案以防止突发事件的发生。对每一种可能的事故或紧急情况，现场负责人可越级上报，并立即临场指挥对突发事件的处理。9.4施工中应注意的问题1、 隧道施工前，应对导线网进行复测，并定期对其基准点和水准点进行校核。洞内控制点根据施工进度设定。2、 隧道两洞口同时施工时，施工测量应加强协调和联系，以保证隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值均符合交通部现行的《公路隧道勘测规程(JTJ063-85)》的规定。3、 隧道洞口施工前应先作好洞外截水沟的施工，尽早完善洞口排水系统，洞外截水沟按边仰坡实际开挖边缘线放线，在边仰坡开挖边缘线5米以外修筑。4、 洞口边仰坡开挖时应自上而下，边开挖边支护，严禁大开大挖或淘底开挖。5、 施工中，若围岩情况与设计不符时，应及时调整支护参数，避免发生工程事故。6、 隧道内初期支护必须紧跟掌子面及时施作，控制好围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力。7、 隧道施工过程中必须注意洞内排水，洞内的渗水、施工用水必须及时沿临时边沟或永久边沟及时排出洞外，不得散流。8、 隧道施工应注意对周围生态环境的保护，隧道洞渣不得随意堆放，弃渣场应有防护措施，并尽量植树绿化。

第10章洞门稳定性验算10.1计算数据1、 地质特征：IV级围岩，端墙背后采用粗颗粒土回填。地层容重r=25KN/m3地层计算摩擦角①=70°基底摩擦系数f=0.6基底设计控制压应力［。］=0.8Mpa2、 建筑材料容重：墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆的强度等级为M10。容许压应力［oa］=2.2MPa,重度yt=22KNZm3。M结构抗力效应值Rd<0.3截面宽度岩石基底<BZ4,M结构抗力效应值Rd<0.3截面宽度岩石基底<BZ4,土质<BZ6<地基允许承载力>1.3>1.6滑动稳定系数Kc倾覆稳定系数K03、洞门计算系数按比表10-1取表10-1计算系数表仰坡坡度计算摩擦角①(°)容重r(KN/m3)基底摩擦系数f控制压应力(Mpa)1:0.5070250.60.81:0.7560240.50.61:150200.40.4〜0.351:1.2543〜45180.40.3〜0.251:1.538〜40170.35〜0.40.254、土压力计算数据墙厚1.5m,墙背倾角a=6°，仰坡坡角£=63.5°，围岩计算摩擦角中=70°,基底摩擦系数f=0.6,tana=0.1,tan£=2,tan①=2.7510.2洞门稳定性验算10.2.1洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)，洞门土压力计算：最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：tan2©+tan以tane-、.(1+tan2©)(tan©-tane)(tan©+tan以)(1-tan以tane)tan①= tane(l+tan2©)-tan©(1-tan以tane)式中：中——围岩计算摩擦插脚；£一洞门后仰坡坡脚；a——洞门墙面倾角。代入数值可得：tan们tair70+tan6tan63.5-J(1+tan270)(tan70—tan63.5)(tan70+tan6)(1-tan6tan63.5)tan63.5(1+tan270)-tan70(1-tan6tan63.5)tans_0.266故：s=14.89°根据《公路隧道设计规范》(JTG—2004)，土压力为：E=2似［H2+h{h'~匕)］说(tans-tan以)(1-tan以tane)人= tan(s+中)(1-tanstane)h，= tan①一tana式中：E——土压力(kN)；y 地层重度(kN/m3)；X一侧压力系数；①——墙背土体破裂角；

b 洞门墙计算条带宽度（m）,取b=1m；6 土压力计算模式不确定系数，可取6=0.6。把数据代入各式，得：(tan14.89°-tan6°)(1-tan6°tan63.5°)人= =0.0561.5tan(14.89°+63.5°)(1-tan14.89°tan63.5°)1.5h'= =9.33tan30.35°-tan6°由三角关系可得：h0=1.5m洞门土压力E：E=2yX[H2+h0(h-h0)]此=-x22x0.056x[122+1.5(9.33-1.5)]x1.0x0.62=57.56KNE=E-cos(5-a)=57.56xcos(30°-6°)=52.584KNE=E•sin(8-a)=57.56xsin(30°-6°)=23.412KN式中：8 墙背摩擦角 8=30°10.2.2抗倾覆验算£Mk= >1.60式中：K0——倾覆稳定系数，k0>1.6；£M 全部垂直力对墙趾0点的稳定力矩;£M——全部水平力对墙趾0点的稳定力矩。0墙身重量G：G=1.5x12x22x1=396KNEx对墙趾的力臂：Z=H3=1%=4mEy对墙趾的力臂：Z=B+(Htana%=1.5+12tan6°3=1.92m

G对墙趾的力臂：Z=B+Htan二=技+⑵"1.3珈g2 2SM=GxZg+ExZ=396x1.38+23.412x1.92=591.431怀-mZM0=EX*=52.584x4=210.336KN-m代入上式得:v591.431K= =2.8>1.60210.336故抗倾覆稳定性满足要求。10.2.3抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性:>1.3式中：Kc——滑动稳定系数；SN——作用于基底上的垂直力之和；SE——墙后主动土压力之和，取SE=E；xF——基底摩擦系数，取f=0.4。由图3.3得：K=(G+Ey)x°.6=(396+23.412)x0.6=4.79>1.3cE 52.584尤故抗滑稳定性满足要求10.2.4基底合力偏心矩验算设作用于基底的合力法向分力为SN，其对墙趾的力臂为ZN，合力偏心矩为e，则：SM—SM GxZ+ExZ-ExZN SNG"""GG+E Y'y396x1.38+23.412x1.92-210.336396+23.412= =396+23.412e=2-0.91=0.09>02合力在中心线的右侧。回=0.09<B=0.25计算结果满足要求.max=1^（1土竺）=396+23.412（1土竺些）=380.267KpaminBB 1.5 1.5 178.949Kpaa哑=380.267Kpa<基底控制压应力[a]=0.6Mpa，计算结果满足要求。10.2.5墙身截面偏心矩及强度验算（1）墙身截面偏心矩ee=M<0.3B

N式中：M——计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后;N——作用于截面以上垂直力之后。M=E-（—马-E-B=52.584x2-23.412x15=87.609KN-mx23y2 2N=G+.丫=396+24.412=419.412KN-m将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：e=M=87.609=0.209<0.3B=0.3x1.5=0.45m，计算结果满足要求。N419.412（2）应力oa=H（1+竺）

bba=坐也（1+冬明=0.513Mpav[