公路分离式单向行驶两车道隧道左线全长m

贵州六盘高速公路吴家寨隧道左线六盘端初步设计摘要随着科技的发展、社会的不断进步，高速公路的重要性越来越显著，而作为公路的一部分——隧道，对于施工和设计的要求也越来越高。本设计课题为高速公路隧道，重点研究新奥法施工。贵州六盘高速公路吴家寨隧道为分离式单向行驶两车道隧道，左线全长298m，围岩的基本情况为：Ⅱ级围岩长155m；Ⅲ级围岩长90m；Ⅳ级围岩长53m。隧道洞门设计成翼墙式洞门；隧道采用新奥法施工，隧道衬砌采用复合式衬砌；隧道开挖Ⅱ、Ⅲ级围岩使用全断面开挖法，Ⅳ级围岩使用台阶分部开挖法，采用钻爆法开挖；隧道的辅助施工方法有超前小导管注浆和超前锚杆；隧道通风方式为自然通风。隧道经过多次计算和验算后，洞门、衬砌、照明和通风合格，可以正常施工。关键词：隧道；新奥法；围岩；复合式衬砌目录HYPERLINK\l"_Toc232571633"第1章设计原始资料1HYPERLINK\l"_Toc232571634"1.1采用的技术标准及设计标准规范1HYPERLINK\l"_Toc232571635"1.1.1主要技术标准1HYPERLINK\l"_Toc232571636"1.1.2主要设计标准规范1HYPERLINK\l"_Toc232571637"1.2工程概况1HYPERLINK\l"_Toc232571638"1.3工程地质概况1HYPERLINK\l"_Toc232571639"第2章总体设计3HYPERLINK\l"_Toc232571640"2.1选址的考虑3HYPERLINK\l"_Toc232571641"2.2洞口选择及线形考虑3HYPERLINK\l"_Toc232571642"2.3纵断面设计4HYPERLINK\l"_Toc232571643"2.4横断面设计4HYPERLINK\l"_Toc232571644"建筑限界4HYPERLINK\l"_Toc232571645"2.4.2紧急停车带及横向通道5HYPERLINK\l"_Toc232571647"2.4.3内轮廓设计5HYPERLINK\l"_Toc232571649"第3章洞门设计及强度与稳定性验算6HYPERLINK\l"_Toc232571650"3.1洞口段地质评价6HYPERLINK\l"_Toc232571651"3.1.1六盘水端6HYPERLINK\l"_Toc232571652"3.1.2盘县端6HYPERLINK\l"_Toc232571653"3.2洞门设计6HYPERLINK\l"_Toc232571654"3.2.1洞门类型选择6HYPERLINK\l"_Toc232571655"3.2.2洞门设计6HYPERLINK\l"_Toc232571656"第4章衬砌设计10HYPERLINK\l"_Toc232571657"4.1初期支护10HYPERLINK\l"_Toc232571658"4.2二次衬砌11HYPERLINK\l"_Toc232571659"4.3围岩压力的计算13HYPERLINK\l"_Toc232571660"断面参数确定13HYPERLINK\l"_Toc232571661"计算垂直均布压力：13HYPERLINK\l"_Toc232571662"4.3.2浅埋和深埋隧道的分界：15HYPERLINK\l"_Toc232571663"围岩压力计算16HYPERLINK\l"_Toc232571664"第5章防排水设计20HYPERLINK\l"_Toc232571665"5.1防排水要求20HYPERLINK\l"_Toc232571666"5.2防排水的原则20HYPERLINK\l"_Toc232571667"5.3本隧道的防排水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571668"5.3.1防水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571669"5.3.2排水措施21HYPERLINK\l"_Toc232571670"5.3.3衬砌的排水措施：22HYPERLINK\l"_Toc232571671"5.3.4洞口排水设计：23HYPERLINK\l"_Toc232571672"第6章通风照明设计24HYPERLINK\l"_Toc232571673"6.1通风24HYPERLINK\l"_Toc232571674"通风计的标准：24HYPERLINK\l"_Toc232571675"6.1.2需风量计算：25HYPERLINK\l"_Toc232571681"6.1.3确定通风方式；28HYPERLINK\l"_Toc232571682"6.2照明设计29HYPERLINK\l"_Toc232571683"照明设计的选择和布置29HYPERLINK\l"_Toc232571684"照明计算30HYPERLINK\l"_Toc232571685"照明设计：33HYPERLINK\l"_Toc232571686"第7章隧道路面设计37HYPERLINK\l"_Toc232571687"第8章施工设计39HYPERLINK\l"_Toc232571688"8.1施工准备39HYPERLINK\l"_Toc232571689"8.2辅助施工方法39HYPERLINK\l"_Toc232571692"8.2.1超前锚杆40HYPERLINK\l"_Toc232571713"8.2.2超前小导管注浆40HYPERLINK\l"_Toc232571716"8.3施工设计42HYPERLINK\l"_Toc232571717"8.3.1总体方案和部署42HYPERLINK\l"_Toc232571718"8.3.2洞口施工42HYPERLINK\l"_Toc232571719"8.3.3隧道内施工43HYPERLINK\l"_Toc232571722"8.4现场监控量测54HYPERLINK\l"_Toc232571723"施工的监控量测54HYPERLINK\l"_Toc232571724"监控量测的任务54HYPERLINK\l"_Toc232571725"监控量测的内容和方法54HYPERLINK\l"_Toc232571726"营运阶段的监控量测56HYPERLINK\l"_Toc232571727"参考文献57HYPERLINK\l"_Toc232571728"致谢58HYPERLINK\l"_Toc232571729"附录A：衬砌结构验算电算结果59第1章设计原始资料1.1采用的技术标准及设计标准规范主要技术标准（1）隧道按规定的远期的交通量设计，采用分离式单向行驶两车道隧道（上、下行分离）。（2）隧道设计车速，隧道几何线形与净空按100km/h设计，隧道照明设计速度按照100km/h设计。主要设计标准规范（1）《公路隧道设计规范》 JTJ026-90；（2）《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999；（3）《公路工程技术标准》JTJ001-97；（4）《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89；（5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；（6）《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；（7）隧道围岩级别按《公路隧道设计规范》JTJ026-90。1.2工程概况吴家寨隧道为分离式短隧道，隧道轴线走向234°，左线隧道进口桩号为K26+260，出口桩号为K26+558，隧道底高程为1190.9～1184.5m，隧道宽10.75m，高5.0m，全长298m；右线隧道进口桩号为YK26+292，出口桩号为YK26+558，隧道底高程为1189.3～1183.4m，隧道宽10.75m，高5.0m，全长266m。隧道最大埋深位于K26+460，最大埋深71.1m，隧道纵坡整体为一单坡，纵坡坡度为-1.80%。1.3工程地质概况该隧道洞口六盘水端隧道围岩级别为Ⅳ级，岩性为强风化下带～弱风化玄武岩为主，岩石柱状节理很发育，岩质较硬，完整性差。盘县端隧道围岩级别为Ⅳ级岩性为强风化下带～弱风化玄武岩为主，岩石柱状节理很发育，岩质较硬，完整性差。隧道K26+295～K26+349段围岩级别为Ⅲ级，岩性为弱风化玄武岩，属硬质岩，岩石柱状节理较发育，裂隙块状结构～镶嵌碎裂结构，节理裂隙面结合一般，岩质硬～坚硬，较完整。K26+504～K26+540段围岩级别为Ⅲ级，岩性为弱风化玄武岩，属硬质岩，岩石柱状节理较发育，裂隙块状结构～镶嵌碎裂结构，节理裂隙面结合一般，岩质硬～坚硬，较完整。K26+349～K26+504段围岩级别为Ⅱ级，岩性为弱风化、微风化玄武岩，属硬质岩，岩石柱状节理不发育，块状整体结构岩体，较完整。表1-1各类围岩主要物理力学指标表围岩级别力学指标ⅣⅢⅡ备注密度ρ(×1033kg/m3)2.50～2.602.60～2.802.70～2.90弹性抗力系数K((MPa/mm)00弹性模量(静态))E(Gpa)8.0~10.0015.0~20..025.0~30..0泊松比μ0.25~0.2200.20~0.1150.16~0.112计算内摩擦角φ((°)50~5455~6060~65容许承载力σ。((kPa)1500～200002600～300003000～35000饱和抗压强度Rbb(Mpa)12.0~20..035.0~60..050.0~80..0摩擦系数f(圬圬工与围岩)Ⅱ、Ⅲ级围岩为表面不光光滑时详细地质情况参见隧道纵断面设计图。第2章总体设计2.1选址的考虑隧道总体设计应遵循以下原则：（1）在地形、地貌、地质、气象、社会人文和环境等调查基础上，综合必选隧道各轴线方案的走向、平纵线形、洞口位置等，提出推荐方案。地质条件很差时，特长隧道的位置应控制路线走向，以避开不良地质地段；长隧道位置亦应尽可能避开不良地质地段，并与路线走向综合考虑；中、短隧道可服从路线走向。（2）根据公路等级和设计速度确定车道数和建筑界限。在满足隧道功能和结构受力良好的前提下，确定经济合理的断面内轮廓。隧道内外、纵线形应协调，以满足行车的安全、舒适要求。（3）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。必要时特长隧道应做防灾专项设计。（4）应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和运营要求，对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等做综合考虑。（5）当隧道与相邻建筑物互有影响是，应在设计与施工中采取必要的措施。吴家寨隧道位置选择包括洞身位置和洞口位置的选择两项，主要以地形、地质为主等进行综合考虑，宜首先排除显著不良地质地段，按地形条件拟定隧道及接线方案，在进行深入的地址调查，综合各方面因素，选定隧道位置。2.2洞口选择及线形考虑（1）隧道洞口位置应根据地形、工程地质及水文地质情况，着重考虑隧道仰坡、边坡的稳定，保证施工及运营的安全，并结合洞口有关工程及施工条件，综合研究比选确定。一般情况隧道宜早进洞、晚出洞。（2）洞口端岩层为二叠系峨眉山玄武岩组（P2β）地层，岩性为强风化下带～弱风化玄武岩为主，岩石柱状节理很发育，充填铁锰质、泥质，岩体破碎多呈块状、碎石状，碎裂状或裂隙块状结构，岩质较硬，完整性差，未见断层等构造发育，但洞口附近主要为强风化玄武岩下带，岩石柱状节理裂隙发育，对进口段边坡稳定性有一定影响，应进行防护。（3）隧道洞口及洞身基本在基岩中通过，对地面影响甚微，即使在埋深小的地段，只要及时支护，也不会产生地面塌陷等地质灾害。洞身围岩主要为弱～微风化岩层，为弱透水层，且隧道地处孤山，无地表水体，隧道开挖及运营过程中不会产生疏干地表水等危害。因此，吴家寨隧道根据上述分析，并结合地质图，本隧道洞口及洞身基本在基岩中通过，隧道围岩较好，隧道选线条件较宽松。隧道左线六盘水端洞口设置在K26+260，盘县端洞口设置在K26+558；右线六盘水端洞口设置在YK26+292，盘县端洞口设置在YK26+558。隧道为小曲率隧道，详细情况参见吴家寨隧道（地质）平面图。2.3纵断面设计本隧道的基本坡道形式设为单坡。坡道形式的选择依据和纵坡坡度的主要控制因素为通风问题和对汽车行驶的利害。隧道的纵坡以不防碍排水的缓坡为宜，坡度过大，对汽车行驶、隧道施工和养护管理都不利。单向通行的隧道设计成单坡对通风是非常有利的，因汽车都是单坡行驶，发动机产生的有害气体少，对通风也很有利。因此，吴家寨隧道纵坡整体设计为单坡，纵坡坡度为-1.80%。2.4横断面设计2.4.1建筑限界吴家寨隧道的建筑限界按100km/h时速设计，建筑限界取值如下：建筑限界横断面宽度如下表：表2-1建筑限界设置（单位：m）设计速度（km//h）车道宽度W侧向宽度检修道J顶角宽度左侧右侧左侧右侧左侧右侧1002x3.750.501.000.750.750.500.50图2-1隧道建筑界限（单位：cm）2.4.2紧急停车带及横向通道鉴于本隧道属于短隧道，所以本隧道不设置紧急停车带和横向通道。内轮廓设计根据建筑限界，利用三心圆法，得出隧道断面内轮廓图如下：图2-2隧道内轮廓线（单位：cm）第3章洞门设计及强度与稳定性验算3.1洞口段地质评价六盘水端根据隧道地质纵断面图，隧道六盘水端洞口位于斜坡上，洞口附近隧道轴线与地形线呈47°度角相交，斜坡自然坡度约42°，洞口端岩层为二叠系峨眉山玄武岩组（P2β）地层，岩性为强风化下带～弱风化玄武岩为主，岩石柱状节理很发育，充填铁锰质、泥质，岩体破碎多呈块状、碎石状，碎裂状或裂隙块状结构，岩质较硬，完整性差，未见断层等构造发育，但洞口附近主要为强风化玄武岩下带，岩石柱状节理裂隙发育。盘县端隧道盘县端洞口位于陡坡上，洞口附近隧道轴线与地形线基本正交，山坡自然坡度约72°。盘县端洞口岩层为二叠系峨眉山玄武岩组（P2β）地层，岩性为强风化下带～弱风化玄武岩为主，岩石柱状节理很发育，岩体破碎多呈块状、碎石状，碎裂状结构或裂隙块状结构，未见断层等构造发育，但洞口附近主要为强风化玄武岩下带，岩石柱状节理裂隙发育，对进口段边坡稳定性有一定影响。3.2洞门设计洞门类型选择本隧道六盘水端和盘县端洞口围岩基本相同，为Ⅳ级围岩，地质状况一般，拟采用翼墙式洞门。洞门设计（1）参数设定翼墙式洞门的正墙斜度取1：0.1，仰坡坡率取1：0.75，设端墙厚度为B=2.4m设基础埋深为1m，衬砌拱顶外缘至洞门顶部的距离取为3m,设墙高H=13m。（2）各项物理指标f=0.5水泥砂浆砌片石（3）土压力计算最危险破裂面与垂直面夹角(3-1)==0.421.9°土压力系数按下式计算：(3-2)==0.08土压力按下式计算：E=（3-3）=墙体自重按下式计算：G=（3-4）=（4）稳稳定性及强度度验算①抗倾覆稳定的验算算根据公式（3-55）（3-6）（3-7）又==162.224KN/mm=16.224KKN/m分别代入公公式（3-66）、（3-7）得满足抗倾覆要求。②滑动稳定性验算（3-8）代代入公式（33-8）得③墙身截面偏心验算算（3-9）=代入（3-9）得得偏心距：﹤0.3B=0.772④合力的偏心距的验验算：﹤满足基底合合力的偏心距距。⑤墙身截面强度验算算应力计算：（3-10）又代入(3-10)得得到＜＜满足墙身截面强度度的要求。由以上验算，确定定出主墙墙厚厚为2.4m。第4章衬砌设计吴家寨隧道支护结结构采复合式式衬砌，分初初期支护和二二次支护，初初期支护采用用喷锚支护，二二次衬砌采用用现浇模筑混混凝土。根据吴家寨隧道地地质纵断面图图可以得到隧隧道围岩分布布情况见下表：表4-1围岩分布布情况标段每段围岩长度(单单位：m)围岩级别K26+260~~K26+229535ⅣK26+295~~K26+334954ⅢK26+349~~K26+5504155ⅡK26+504~~K26+554036ⅢK26+540~~K26+555818Ⅳ4.1初期支护护初期支护采用喷锚锚支护，由喷喷射混凝土、锚锚杆、钢筋网网和钢架等支支护形式组合合使用，根据据不同围岩级级别区别组合合。锚杆支护护采用全长粘粘结锚杆。由由工程类比法法，结合《公公路隧道设计计规范》，初初期支护喷射射混凝土材料料采用C200级混凝土，支支护参数取值值如下表：表4-2初期支护参数表围岩级别喷射砼厚度(cmm)锚杆(m)钢筋网钢拱架拱墙仰拱位置长度间距杆体材料Ⅱ8-局部2.0-20MnSi钢筋筋--Ⅲ12-拱、墙2.51.020MnSi钢筋筋拱、墙@25x25-Ⅳ15-拱墙3.01.220MnSi钢筋筋拱、墙(双层)@25x25-其他参数、锚杆布布置见衬砌断断面图。4.2二次衬砌砌二次衬砌采用现浇浇模筑混凝土土，利用荷载载结构法进行行衬砌内力计计算和验算。二次衬砌厚度设置如下表：表4-3二次衬砌砌支护参数单位：cm围岩级别拱、墙混凝土厚度度仰拱混凝土厚度Ⅱ30_Ⅲ35_Ⅳ3535图4-1Ⅳ级围岩岩衬砌图(单位：cm)图4-2Ⅲ级围岩岩衬砌图（单位：cm）图4-3Ⅱ级围围岩衬砌图（单位：cm）4.3围岩压力力的计算断面参数确定隧道高度h=内轮轮廓线高度+衬砌厚度+预留变形量量隧道跨度b=内轮轮廓线宽度+衬砌厚度+预留变形量量表4-4预留变形形量单位：mm围岩级别两车道隧道Ⅱ-Ⅲ20~50Ⅳ50~80注：围岩破碎时取大大值；围岩完完整时取小值值。所以：预留变形量量Ⅱ级围岩为0；Ⅲ级围岩为0..004m；；Ⅳ围岩为0.0005m得出：Ⅱ级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩计算垂直均布压力力：垂直均布压力计算算式：（4-1）而（44-2）将（4-2）代入（4-1）得式中：为围岩重度度，此处：Ⅱ级围岩；Ⅲ级围岩；Ⅳ级围岩。为每增加1m时围岩岩压力的增减减率，以=5m的围岩垂垂直均布压力力为准，当﹤5m时时，取=0..2，当﹥5m时，取=0..1。为隧道开挖高度，Ⅱ级围岩；Ⅲ级围岩；Ⅳ级围岩。为围岩类别，Ⅱ级级围岩；Ⅲ级围岩；Ⅳ级围岩。（1）Ⅱ级围岩段围岩均布布压力计算开挖宽度度开挖高度围岩容重重﹥5m，取=0.11又经计算=37.575（2）Ⅲ级围岩段围岩均布布压力计算已知：开挖宽度开挖高度围岩容重﹥5m，取=0.11高宽比﹤1..7经计算：=72.3777（3）Ⅳ级围岩段围岩均布布压力计算已已知开挖宽度开挖高度围岩容重﹥5m，取=0.11高宽比﹤1.7经计算=131.0766浅埋和深埋隧道的的分界：（1）浅埋和深埋隧道的的分界，按荷载等效效高度值，并并结合地质条条件、施工方方法等因素综综合判定。荷荷载等效高度度值的计算公公式如下：（4-3）式中：—浅埋隧道道分界深度（）—荷载等效高度（），，q为由式（4-3）算出的深埋埋隧道垂直均均布压力（）；；为围岩的重重度（）。在矿山法施工条件件下，Ⅳ—Ⅵ级围岩取；Ⅰ—Ⅲ级围岩取。因此，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩的等等效荷载高度度值分别为Ⅱ级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩故，浅埋隧道分界界深度Ⅱ级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩（2）浅埋段的确定六盘水端：坡度大大约为42°左右，纵断断面坡度1..80%，设进口段段xm处埋深为，根据几何关系：：所以有12.9775m的浅埋段。盘县端：坡度大约约为72°左右，纵断断面坡度-11.80%，设出口段段xm处埋深为，根根据几何关系系：则盘县端有3.8895m的浅埋段。围岩压力计算.1深埋隧道围围岩压力计算算由式（4-1），坍坍落拱高度，由由式（4-2），垂直直压力，水平平均布压力根根据围岩计算算如下表：表4-5水平均布压力计算算表围岩级别ⅡⅢⅣ水平均布压力e0注：均小于1.77。4.3.3.2浅埋埋隧道围岩压压力计算（1）埋深小于或等于等等效荷载高度度的隧道垂直压力：（4-4）H—隧道埋深侧向压力：（4-5）—隧道高度，—围岩岩计算摩擦角角。（2）埋深大于等效荷载载高度时的围围岩压力计算算垂直力：（4-6）——隧道宽度水平侧压力：水平侧压力视为均均布压力时按按下式计算：：（4-7）（4-8）—隧道底部至地面的的高度侧压力系数计算：：（4-9）（4-10）各级围岩的值见下下表：表4-6各级围岩的值围岩级别Ⅰ、Ⅱ、ⅢⅣⅤ0.90.80.6利用上述公式，计计算各级围岩岩压力如下：：Ⅱ级围岩：该围岩处于于深埋段故Ⅲ级围岩：该围岩处于于深埋段故Ⅳ级围岩：深埋段：浅埋段：①时②时第5章防排水设计水对隧道的危害是是多方面的，漏漏水的长期作作用可能造成成隧道的侵蚀蚀破坏，危害害隧道的结构构耐久性；寒寒冷地区，尤尤其是严寒地地区，隧道衬衬砌渗水反复复的冻融循环环在衬砌的内内部造成衬砌砌混凝土冻胀胀开裂破坏；；隧道漏水还还将使隧道拱拱部和侧墙产产生冰凌侵入入净空；隧道道滴水将使路路面结冰，降降低轮胎与路路面的附着力力，恶化隧道道的营运条件件，危及行车车安全；隧道道渗漏水还将将极大地降低低隧道内各种种设施的使用用功能和寿命命。因此，隧隧道的防排水水环节至关重重要，不容忽忽视。5.1防排水要求求一般规定：拱部、边墙、路面面、设备箱洞洞不渗水；有冻害地段的隧道道衬砌背后不不积水，排水水沟不冻结；；车行横通道、人行行横通道等服服务通道拱部部不滴水，边边墙不淌水。当隧道内渗水引起起地表水减少少，影响居民民生产、生活活用水时，应应对围岩采取取堵水措施，减减少地下水的的渗漏，同时时应注意保护护自然环境。高速公路隧道的防防水要求，隧隧道采用复合合式衬砌时，在在初期支护与与二次衬砌之之间应设置防防水板及无纺纺布。要求：：①无纺不密度度不小于3000g/m2；②防水板应采采用易于焊接接的防水卷材材，厚度不小小于1.0mmm，接缝搭搭接长度不小小于100mmm。二次衬衬砌应满足抗抗渗要求。排水要求，隧道洞洞内宜按地下下水和运营清清洗污水、消消防污水分离离排放的原则则设置纵向排排水系统，应应能保证排水水畅通，避免免洞内积水。5.2防排水的原原则隧道防排水应根据据“防、排、截截、堵结合，综综合治理”的原则，采采取切实可靠靠的设计、施施工措施，达达到防水可靠靠、排水畅通通、经济合理理的目的。隧道防排水水工作，应结结合水文地质质条件、施工工技术水平、材材料来源和成成本等，因地地制宜，选择择适宜的方法法，以满足保保证使用期内内结构和设备备的“正常使用和和行车安全”的目的。5.3本隧道的防防排水措施该隧道的衬砌设计计采用的复合合式衬砌，根根据全面的考考虑对防水设设计采用在初初期支护与二二次衬砌之间间设置防水板板及无纺布。防水措施本设计采取的措施施：①无纺布密度度为300g/m2；②防水板采用用易于焊接的的防水卷材，厚厚度为1.0mm，接缝搭搭接长度为1150mm。排水措施（1）洞内排水:在路面两侧设纵向向排水沟，引引排运营清洗洗水，消防水水和其他水。隧道纵向排水坡与与隧道纵坡一一致。在路侧边沟设置开开口式明沟。在检修道设置1..5%的横坡。图5-1开口式明明沟（2）路面底部排水：在路面结构下设纵纵向中心水沟沟，集中引排排地下水。在隧道底设置直径径为100mm，横向向坡度为2%%，纵向间距距为40m的横向导水水管。用来连连接中心水沟沟和衬砌墙被被排水盲管。见下图，中心水沟沟示意图。图5-2中心水沟沟图图5-2中心水沟沟纵向间距例例衬砌的排水措施：：①在衬砌的两侧边墙墙背后的底部部设置沿隧道道的纵向排水水盲管（沟），其其孔径为1000mm。②沿衬砌背后环向设设置导水盲管管，其纵向间间距为20mm，环向盲管、竖竖向盲管的直直径为50mmm。③环向盲管、竖向盲盲管与边墙底底部的纵向排排水盲管（沟沟）连通；纵纵向排水盲管管应与横向导导水管连通，以以形成完整的的纵横向排水水系统。环向向盲管、竖向向盲管、纵向向盲管应用无无纺布包裹。图5-3隧道主要要防排水措施施洞口排水设计：在洞口仰坡外缘55m以外，设设置天沟，并并加以铺砌。对对洞顶地表的的陷穴、深坑坑加以回填，对对裂缝进行堵堵塞。为防止止洞外水流入入隧道，在地地表水上游设设反向排水边边沟或采取截截流措施，地地下水上游设设泄水洞，洞洞外井点降水水。图5-4排水沟（左左）、截水沟沟（右）形式式（单位：cmm）通风照明设计6.1通风一般的公路隧道只只有进出口与与大气相通，隧隧道内污染物物不能很快的的扩散出去，空空气中污染物物的含量会逐逐渐累积。这些污染物物含量比较小小的时候，通通常影响不大大。但是，如如果含量超过过一定程度就就会造成很大大的危害。比比如：当CO等含量增加加到一定程度度时，会对人人体产生不同同程度的中毒毒症状，甚至至危害生命；；另外，空气气中的烟雾和和粉尘如果浓浓度达到一定定程度，会使使能见度下降降，严重时会会妨碍正常行行车，对民众众造成伤害。因因此，隧道通通风主要是对对CO（一氧化碳碳）、烟雾（或或粉尘）和异味味等进行稀释释。通风计的标准：(1)CO 设计含量表6-1全横向、半半横向通风时时，CO设计含量（体体积分数）（单单位：）隧道长度/m≤1000≥3000/10-6250200（2）烟雾的设计含量表6-2烟雾设计计含量K计算行车速度/((km/h))100806040K/m-10.00650.00700.00750.0090（3）异味稀释及其他他要求隧道内不间断换气气频率不宜低低于每小时5次。采用纵纵向通风的隧隧道，隧道内内还清风速不不应低于2..5m/s。通风设计时还必须须考虑火灾对对策，长度大大于15000m且交通量量较大的隧道道应考虑排烟烟措施。火灾灾时的排烟风风速可按2~3m/s取值。选用用的风机，在在环境温度为为250℃情况下其可可靠运转时间间不低于60min。需风量计算：吴家寨隧道通风设设计基本参数数：道路等级：高速公公路，分离式式单向两车道（计算算单洞）行车速速度：1000km/h空气密度：ρ=11.2隧道起止桩号、长长度、纵坡和和设计标高：：左洞桩号：K266+260～～K26+5558,全长长298m；纵纵坡：为-1.8%，设计标高：进洞口口PH=11990.9m，出洞口PH==1184..5m设计交通量：25500辆/h交通组成：汽油车车：小型客车车15%，小型货车车18%，中型货车车24%柴油车：中型货车车24%，大型客车车13%，大型货车车6%；隧道内平均气温：：（1）CO排放量①取CO基准排放量为：②考虑CO的车况系数为：ffa=1.0③依据规范，分别考考虑工况车速速100kmm/h，80km//h，60km//h，40km//h，20km//h，10km//h（阻滞），不不同工况下的的速度修正系系数fiv和车密度修正正系数fd如表7-1所示：表6-3不同工况况下的速度修修正系数和车车密度修正系系数取值工况车速（km//h)10080604020101.41.21.01.01.00.80.60.7511.536④考虑CO的海拔高度修正系系数：平均海拔高度：⑤考虑CO的车型系数如表：：表6-4考虑COO的车型系数数表车型各种柴油车汽油车小客车旅行车、轻型货车车中型货车大型货车112.557⑥交通量分解：汽油车：小型客车车375，小型型货车4500，中型货车车600柴油车：中型客车车600，大型客车车325，大型型货车1500⑦计算各工况下全隧隧道CO排放量：（6-1）当时=0.03440其他各种工况车速速下CO的排放量用用同样的方法法计算，得出出计算结果如如表6-5：表6-5各工况车车速下CO的排放量工况车速（km//h）1008060402010CO量（）0.06920.06480.08240.12360.20970.1138⑧最大CO排放量：由上述计计算可以看出出，在工况车车速为20kkm/h时，CO排放量最最大，为：QQco=。（2）稀释CO的需风风量①根据技术要求，CCO设计浓度度为：正常行行驶，发生事故时时（15min）②隧址设计温度tmm=20℃,换算成为绝绝对温度T==273+220=2993。③隧址大气压无实测测值，按下式式计算：（6-2）④稀释CO的需风量：（6-3）（3）烟雾排放量（66-4）①取烟雾基准排放量量为：②考虑烟雾的车况系系数为：fa=1..0③依据规范，分别考考虑工况车速速100kmm/h，80km//h，60km//h，40km//h，20km//h，10km//h（阻滞），不不同工况下的的速度修正系系数fiv和车密度修正正系数fd如表所示：：表6-6不同工况下下的速度修正正系数和车密密度修正系数数取值工况车速（km//h)10080604020102.62.62.21.450.850.850.60.7511.536④柴油车交通量如下下：柴油车：中型客车车360，大型客车车195，大型型货车90⑤考虑烟雾的海拔高高度修正系数数：平均海拔高度：⑥考虑烟雾的车型系系数如表：表6-7考虑烟雾雾的车型系数数表柴油车轻型货车中型货车重型货车、大型货货车、拖挂车车集装箱车0.41.01.53~4⑦计算各工况下全隧隧道烟雾排放放量：计算结果远远小于于在工况车速速为20kmm/h时的烟雾排放量量。算出各工况车速下下的烟雾排放放量如下表：：表6-8各工况车车速下的烟雾雾排放量工况车速（km//h）1008060402010烟雾量（）3.2343.02643.855.7757.79565.6832⑧最大烟雾排放量：：由上述计算算可知，在工工况车速为220km/hh时，烟雾排排放量最大，为为：。确定通风方式；根据《公路隧道通通风照明设计计规范》（JJTJ02261-19999）规定定宜设置机械械通风的条件件为单向交通隧道（6-5）式中L———隧道长度度（m）N——设计交通流量量（辆/h）本设计按25000辆/h进行设计计故本隧道采用自然然通风6.2照明设计公路隧道的照明，是是为了把必要要的视觉信息息传递给司机机，防止因视视觉信息不足足而出现交通通事故，提高高驾驶的安全全性和舒适感感。隧道照明明与道路照明明的显著不同同时白天也需需要照明，而而且白天照明明问题比夜间间更复杂。从从理论上讲隧隧道照明与道道路照明一样样，也需要考考虑路面也具具有一定的亮亮度水平，同同时还进一步步考虑设计速速度，交通量量，线性等影影响因素。并并从驾驶上的的安全性和舒舒适性等方面面综合确定照照明水平，特特别是在隧道道入口及其相相应区段需要要考虑人的视视觉适应过程程。汽车司机在白天从从明亮的环境境接近、进入入和通过隧道道过程中，将将产生种种视视觉问题：（1）进入隧道道前的视觉问问题（白天）。白白天进入照明明不充分的隧隧道，会造成成黑洞及黑框框的现象；（2）进入隧道立即出出现视觉问题题（白天）。视觉的滞后现象，这是因为急剧的亮度变化导致人的视觉不能迅速的适应而造成的；（3）隧道内部的视觉觉问题（白天天、黑夜）。由由于烟雾等造造成隧道内部部能见度不够够；（4）隧道出口口处的视觉问问题，这也是是隧道光线急急剧变化产生生的影响，白白天产生炫光光效应，晚上上看到的就是是黑洞。解决决上述视觉问问题的方法是是设置合理的的灯光照明，以以利于行车安安全。规范规规定：长度大大于100mm的隧道应设设置照明。照明设计的选择和和布置(1)光源的选择选择效率高，迷雾雾性能较好的的光源；配光光特性符合照照明目的；光光源使用寿命命不小于100000h；；具有公路隧隧道防眩装置置。(2)照明工具的选选择与布置隧道的照明灯具的的主要作用是是控制配光及及保护光源。所所以防护等级级不低于IPP65；性状状和尺寸小而而坚固；灯具具结构便于更更换灯泡和附附件；灯具零零部件应具有有良好的防腐腐性能，必要要时要施以表表面处理。灯灯具符合设置置该照明器场场所的几何条条件，灯具配配件安装，维维修方便，并并能调整安装装角度；对隧隧道墙面的配配光及烟尘的的污染应充分分注意；灯具具不得侵入隧隧道的建筑限限界；在满足足照明质量，环环境条件及防防触电保护的的要求下，尽尽量选用光输输出比高，利利用系数高，寿寿命长，光通通衰减少的照照明器。(3)灯具的布置方方式本设计采用双排对对称布置，布布置方式与下图C一致。图6-1灯具的的布置照明计算（1）入口段照明入口段照明长度计计算可按下式式计算（6-6）式中—入口段照明明长度（m）—照明停车视距（mm），取1688mh—洞孔内净空空高度（m），本设计计为8.988m通过计算得：表6-9洞外亮度度（cd/m2）天空面积百分比洞口朝向或洞外环环境10035%~50%南洞口4500北洞口600025%南洞口4500北洞口550010%暗环境3500亮环境45000%暗环境2500亮环境4000注：①天空面积百分比指指20°视场中天空空面积百分比比；②南洞口指北行车辆辆驶入的洞口口，北洞口指指南行车辆驶驶入的洞口；；③东洞口与西洞口取取用南洞口与与北洞口之中中间值；④暗环境指洞外景物物（包括洞门门建筑）反射射率低的环境境；亮环境指指洞外景物（包包括洞门建筑筑）反射率高高的环境。(1)入口段亮度：：（6-7）式中：—入口段亮亮度（）—入口段亮度折减系系数，取；—洞外亮度（），本本隧道设计为为4500cd/m22。故有：入口段照明明由基本照明明和加强照明明两部分组成成，基本照明明灯具选用功功率为1500W的夜灯（兼兼紧急照明，UPS供电），灯具交错排列布置，间距为12m。加强照明由功率为400W的加强灯组成，间距为1m，入口段灯具从洞口以内10m处开始布置。（2）过渡段照明在隧道照明中，介介于入口段与与中间段之间间的照明区段段称为过渡段段。其任务是是解决从入口口段高亮度到到中间段低亮亮度的剧烈变变化给司机造造成的不适应应现象，使之之能有充分的的适应时间。过过渡段由过渡1段、过渡2段，过渡3段三个照明段段组成。该设设计的隧道为为短隧道故各各段照明要求求和设计如下下：过度段长度（3）过度段亮度表6-11过渡段段亮度计算关关系表照明段亮度①过度段的亮度为：：早：中：晚：基本照明选用功率率为150WW的夜灯（兼兼紧急照明，UPS供电），灯具对称排列布置，加强照明由250W功率的加强灯间距2m交错排列布置。②过渡段亮度计算：：早：中：晚：③过渡段亮度计算早：中：晚：基本照明选用功率率为150WW的夜灯（兼兼紧急照明，UPS供电），灯具对称排列布置，加强照明由250W功率的加强灯间距10m交错排列布置。（4）出口段本隧道为单向交通通隧道，设置置出口段照明明，出口段长长度取60mm，亮度设计计为，基本照照明选用功率率为150WW的夜灯（兼兼紧急照明，UPS供电），灯具对称排列布置，加强照明为功率为400W的加强灯，设置数量与基本照明灯相同。（5）中间段该隧道为短隧道中中间段为0mm，故不考虑虑（6）洞外引道照明该隧道行车速度按按照100kkm/h计算算，根据下表表取值：表6-12洞外外引道布灯长长度与路面亮亮度计算行车速度（kkm/h）路面亮度（cd//m2）长度（m）1002.0180801.0130600.595400.560隧道洞外引道布灯灯长度与路面面亮度按规范范取值如下：：长度取180m，路路面亮度取。因因此光源考虑虑采用1500W低压钠灯灯，灯具间距距为8m。照明设计：路面平均水平照度度计算公式：：（6-8）.1路面亮度计算算：根据《公路隧道通通风照明设计计规范》可知知，对于水泥泥砼路面，平平均亮度和平平均照度之间间的关系可按按下式计算：：（6-9）本设计取换算系数数为10则：基本照明的水平照照度QUOTEQUOTEEMBEDEquation.3=路面的亮度.2入口段照明计计算本段照明有基本照照明和加强照照明组成，加加强段照明计计算参数见下下列：光源：高压钠灯路面类型水泥砼路面面功率400W路面宽度W=10.775m灯具TG87灯具具安装方式交错排列布布置灯具利用系数=0.4灯具间距S=1m灯具光通量=400000lm灯具养护系系数M=00.7灯具布置系数为对称布置置N=2用上述方法可计算算加强照明对对路面平均水水平照度为：：=路面亮度为：基本照明亮度与加加强照明亮度度的叠加值为为：=208.37+66.511==214.888cd/mm2＞202.55cd/mm2满足要求.3过渡段照明计计算：（1）段照明计算：与入口段照明计算算方法相同，基基本照明段与与中间段相同同，加强段照照明计算资料料见下列：光源：高压钠灯路面类型水泥砼路面面功率250W路面宽度W=10.775m灯具TG87灯具具安装方式对称排列布置置灯具利用系数=0.4灯具间距S=2.0m灯具光通量=250000lm灯具养护系系数M=00.7灯具布置系数为对称布置置N=2加强照明对路面平平均水平照度度为：=路面亮度为：基本照明亮度与加加强照明亮度度的叠加值为为：满足要求（2）段照明计算：与入口段照明计算算方法相同，基基本照明段与与中间段相同同，加强段照照明计算资料见下列：光源：高压钠灯路面类型水泥砼路面面功率250W路面宽度W=10.775m灯具TG87灯具具安装方式对称排列布置置灯具利用系数=0.4灯具间距S=2.0m灯具光通量=250000lm灯具养护系系数M=00.7灯具布置系数为对称布置置N=2加强照明对路面平平均水平照度度为：路面亮度为：基本照明亮度与加加强照明亮度度的叠加值为为：=13.0233+6.5111=19..534cdd/m2>17.5cdd/m2满足要求(33)段照明计计算根据经验，结合前前面两个过度度段的计算结结果，可知本本段照明的设设置满足要求求。6.2.3.4出出口段照明计计算：与入入口段照明计计算方法相同同，基本照明明段与中间段段相同，加强强段照明计算算资料下列：：光源：高压钠灯路面类型水泥砼路面面功率400W路面宽度W=10.775m灯具TG87灯具具安装方式对称排排列布置灯具利用系数=0.4灯具间距S=4.0m灯具光通量=250000lm灯具养护系系数M=00.7灯具布置系数为对称布置置N=2加强照明对路面平平均水平照度度为：=路面亮度为：基本照明亮度与加加强照明亮度度的叠加值为为：=52.093+66.511==58.6004cd/mm222.5ccd/m2满足要求。第7章隧道路面设计计隧道内的路基路面面是承受车辆辆长期行使的的基本载体，因因此设计时路路面应稳定、密密实、均质，为为路面结构提提供均匀的支支承。隧道路路面应具有足足够强度、平平整、耐久、抗抗滑和耐磨等等性能。各级公路隧道都可可以采用水泥泥混凝土路面面。有条件时时，可以采用用沥青混合料料上面层与水水泥混凝土下下面层组成的的复合式路面面。不设仰拱拱的隧道路面面结构宜设整整平层、基层层和面层；设设仰拱的隧道道路面可只社社基层和面层层。各级水泥混凝土路路面结构可靠靠度设计标准准、材料性能能和结构参数数及变异水平平、设计方法法、标准轴载载、材料组成成和性质参数数均应符合先先行《公路水水泥混凝土路路面设计规范范》（JTGDD40）的有关规规定。基石路基的整平层层混凝土的弯弯拉强度值应应与基层相同同，厚度为115cm。基基层宜采用素素混凝土，适适宜的厚度范范围为15cm，其抗压压强度不能低于C20或弯拉强度度不能低于1.8MPPa。当其弯拉强度度值超过1.8MPPa时，应设置置与混凝土面面层相对应的的横向缩逢；；一次摊铺宽宽度大于7..5m时，应应设纵向缩逢逢。本隧道采用的是水水泥混凝土路路面。水泥混混凝土路面设设计方案，应应根据公路的的使用任务、性性质和要求，结结合当地的气气候、水文、土土质、材料、施施工技术、实实践经验以及及环保要求等等，通过技术术经济分析确确定。水泥混混凝土路面混混凝土路面的的结构应按规规定的安全等等级和目标可可靠度，承受受预期的荷载载作用，并同同所处的自然然环境相适应应，满足预定定的使用性能能要求。表7-1各级公公路水泥混凝凝土路面面层层的表面构造造深度要求公路等级高速公路、一级公公路二、三、四级公路路，汽车横向向通道构造深度（mm）0.8~1.20.6~1.0注：采用复合式路路面时，作为为下面层的水水泥混凝土，其其表面构造除除外。路面路基施工：洞洞内15cmm稳定基层浇浇筑前应先清清除有仰拱地地段仰拱面上上的杂物及积积水，无仰拱拱地段的基底底必须碾压密密实后，方能能浇筑混凝土土，基层浇筑筑时要控制好好标高及排水水横坡。隧道道路面为钢性性路面，面层层为C35水泥砼砼，厚度为225cm，垫层为15cm厚C20素混凝土。布置图如下下：a）b）a—不设仰拱的情况b—设仰拱的情情况图7-1水泥混凝凝土路面结构构第8章施工设计8.1施工准备备吴家寨隧道进洞口口地势较高，不不利于布置施施工场地，职职工住处、配配电房、压风风机房、混凝凝土搅拌站、钢钢筋车间等生生产房屋隧道道布设不方便便。因此，作作业队进驻施施工场地后，必必须做好现场场调查，将其其建在距离施施工洞口不远远的地方，且且选址时注意意方便运输，以以及环境保护护。此外，作业队进驻驻施工场地后后，还要做好好以下施工前前准备工作：：（1）隧道施工用电由附附近乡镇高压压电引接，接接线长约3..5km，在在隧道出口安安装一台3115KVA变变压器，另外外配备一台1120KW发发电机以作备备用。（2）施工用水：根据现现场条件，吴吴家寨隧道出口附近没有可供供水源的天然然河流，水源源缺乏，必须从远处引水，并在施工现现场设两个蓄水池。（3）施工用风：在隧道道出口设供风风站一处，内内设电动空压压机1台。（4）三管两线布置：综综合施工现场场实际情况，将将高压风管、高高压水管、通通风管布置在在洞口右侧，动动力线和照明明线布置在左左侧。照明线线面成洞地段段采用2200V，掌子面面附近采用336V安全电电压。（5）砼工厂：在隧道进进口设2台JS5000强制式拌合合机，混凝土土由混凝土输输送泵输送。（6）必须做好临时交通通便道，便于于同外界交通通，以及各种种材料的运输输。8.2辅助施工工方法隧道施工过程中，可可能会遇到开开挖工作面不不能自稳，或或地表沉陷过过大等情况，为为了确保隧道道工程顺利进进行和施工安安全，必须采采取一定的工工程措施对地地层进行预支支护或预加固固，称之为辅辅助施工措施施。预支护措措施有预留核核心土、喷射射混凝土封闭闭开挖面、超超前锚杆、管管棚及临时仰仰拱封底。预预加固措施有有预注浆加固固地层和地表表喷锚加固等等。而兼有预预支护和预加加固双重作用用的有超前小小导管注浆等等。辅助措施的选用，应应视围岩条件件、涌水状况况、施工方法法、环境要求求等因素综合合而定，可以以单独使用一一种措施，也也可以几种联联合使用。一一般在设计阶阶段应对辅助助施工措施有有初步考虑，并并在设计图中中表示出来。在在施工阶段往往往还要根据据开挖的具体体情况予以修修改，或是加加强，或是减减弱甚至取消消。超前锚杆在隧道开挖之前，在在开挖面的拱拱部一定范围围内，沿隧道道断面的周边边，向地层内内打入一排纵纵向锚杆（或小钢管），通过锚杆杆对围岩的加加固作用，形形成超前于工工作面的围岩岩加固棚，在在此棚的保护护下进行开挖挖。开挖一个个进尺后，再再打入一排纵纵向锚杆，再再掘进，如此此往复推进，如如下图所示。图8-1超前锚杆杆布置图（单位：cm）超前锚杆主要适用于于土砂质地层层、膨胀性地地层、裂隙发发育的岩体以以及断层破碎碎带等，其设设计参数见下下表：表8-1超前锚杆、超超前小钢管设设计参数围岩级别锚杆直径/mm小钢管直径/mmm锚杆、小钢管长度度/mm环向间距/mm外插角锚杆小钢管Ⅳ18~22323~540~605°~10°5°~10°本设计的超前锚杆杆的基本设置置为：锚杆直直径取Φ22，长4m，间距取400mm，外插插角取12°°。超前小导管注浆超前小导管注浆也也是一种广泛泛使用的辅助助施工措施，他他往往与钢拱拱架一起设置置。设置方式式见下图。图8-2超超前小导管设设置方式（单位：cm）图8-3超前小导导管钢管构造造图（单位：cm）小导管注浆属于渗渗入性注浆，虽虽然钢筋本身身的支护能力力不如管棚，但但其注浆加固固地层的效果果要比管棚好好。超前小导导管注浆支护护刚度和预支支护效果均大大于超前锚杆杆。在开挖掘掘进之前，先先用喷射混凝凝土将开挖面面和5m范围内的的隧道围岩壁壁面封闭，然然后沿拱部周周边一定范围围打入小导管管，导管的外外插角设置为为12°，小导管插插入钻孔之后后外露长度为为20cm，以以便连接注浆浆管。两组小小导管的前后后纵向搭接长长度为1m。小导管管采用40mmm的无缝钢钢管，管壁钻钻有梅花形布布置的注浆孔孔，其孔径为为6mm，间距距为40mmm。注浆以后应进行效效果检查，可可以用地质钻钻取注浆后的的岩芯检查，也也可以用声波波探测仪测量量岩体声波速速度，判断注注浆效果。检检查结果如为为达到要求应应进行补孔注注浆，如已达达到设计要求求，可进行开开挖。8.3施工设计8.3.1总体体方案和部署署（1）吴家寨隧道隧道整整体高宽比都都小于1.77，可以采用光面面爆破开挖，但应控制好爆破破用药量，减减少对围岩的的扰动，保证证开挖轮廓圆圆顺，减少超超挖，不允许许欠挖。（2）初次支护紧跟开挖挖面，爆破以以后立即对围围岩进行初喷喷、打设锚杆杆、挂钢筋网网、初喷厚度度不小于4mmm，喷射砼砼分1~3次复喷喷达到设计要要求，并覆盖盖钢筋网和锚锚杆露头。中中空锚杆施工工采用专门设设备和专用工工艺。要求注注浆饱满。（3）钢筋网必须单根现现场绑扎，并并随岩面起伏伏，贴岩面。（4）初期支护达到设计计要求后的地地段距开挖面面的距离不得得大于10mm。（5）二次衬砌砼浇筑采采用机械泵送送，一次成型型。（6）加强施工监控量测测工作，及时时掌握围岩衬衬砌的应力、应应变状态。量量测信息应及及时反馈，施施工、监理、设设计随时掌握握围岩和结构构的工作状态态，以便及时时调整设计参参数，制定合合理的施工措措施和支护手手段，节约工工程费用，保保证施工安全全。8.3.2洞口施施工吴家寨隧道隧道洞洞口及洞身基基本在基岩中中通过，洞口口围岩为Ⅳ级围岩，施施工开挖对地地面影响甚微微，即使在埋埋深小的地段段，只要及时时支护，也不不会产生地面面塌陷等地质质灾害。洞身身围岩主要为为弱～微风化化岩层，为弱弱透水层，且且隧道地处孤孤山，无地表表水体，隧道道开挖及运营营过程中不会会产生疏干地地表水等危害害。总的来说，隧道建建设对地质环环境影响轻微微。但隧道区区地质环境脆脆弱，在设计计和施工时，应应给予高度重重视，特别是是对环境影响响大的弃渣的的处治，设计计时不应将弃弃渣置于斜坡坡地段或冲沟沟、村庄附近近。隧道开挖挖应采取超前前支护，开挖挖后及时进行行支护。在进进行洞口施工工时，必须坚坚决执行晚出出洞的原则，避避免大挖大刷刷，做好洞口口防排水工作作，保护植被被，尽量使洞洞口简洁、美美观、自然，与与环境协调。本隧道洞口施工必必须做好以下下事项：（1）在场地清理时，先先清理洞口上上方及侧面有有可能滑塌的的表土、树木木、山坡危石石等，平整洞洞顶地表，施施做好洞口边边、仰坡坡顶顶处的天沟，防防止雨水流入入施工场地。（2）按洞门设计上的边边、仰坡坡率率放线，人工工自上而下逐逐段开挖边、仰仰坡，打锚杆杆、喷射C220级混凝土土、挂钢筋网网维持边坡稳稳定，同时做做好边坡防护护工程。（3）洞门拱墙应与洞内内相邻的拱墙墙衬砌同时施施工连成整体体，确保拱墙墙连接良好。洞洞门墙端的砌砌筑与回填必必须两侧同时时进行，防止止对衬砌产生生偏压。（4）鉴于上述隧道进出出口段的工程程地质条件，进进出洞口过渡渡地段围岩易易产生掉块、崩崩塌，可采用用超前多层锚锚杆支护或管管棚支护，局局部节理裂隙隙相对发育地地段应采取超超前小导管注注浆，以固定定洞壁和洞顶顶易松动的围围岩。此外，隧隧道进出口洞洞口段开挖时时，爆破震动动过大易使围围岩产生坍塌塌，同时，围围岩暴露时间间长时，可能能会出现局部部坍塌。施工工时应注意用用小爆破开挖挖，并及时做做好衬砌。8.3.3隧道道内施工吴家寨隧道采用新新奥法施工，新新奥法的基本本概念是以控控制爆破(光面爆破、预预裂爆破等)为开挖方法法；以喷锚作作为主要支护护手段，通过过监测控制围围岩变形，动动态修正设计计参数和变动动施工方法的的隧道施工理理念，其核心心内容是充分分发挥围岩的的自承能力。8.3.3.1开挖方式吴家寨隧道围岩级级别分别为ⅡⅡ级、Ⅲ级、Ⅳ级，有深埋段段和浅埋段，因因此根据《公公路隧道施工工技术规范》，类类比其他工程程，本隧道各各级围岩所采采用的开挖方方式如下。(1)Ⅱ、Ⅲ级围岩：Ⅱ、Ⅲ级级围岩地质条条件较好，围围岩基本稳定定，故采用全全断面法开挖挖。其优点是是有较大的作作业空间，有有利于采用大大型配套机械械化作业，提提高施工速度度，且工序少少，干扰少，便便于施工组织织与管理，采采用深孔爆破破时，可加快快掘进速度，且且爆破对围岩岩的震动次数数较少，有利利于围岩的稳稳定。其缺点点是由于开挖挖面较大，围围岩相对稳定定性降低，且且每循环工作作量相对较大大，要求施工工单位有较强强的开挖、出出渣与运输及及支护能力，采采用深孔爆破破时，产生的的爆破震动较较大，对钻爆爆设计和控制制爆破作业要要求较高。全断面法施工工序序如下：①用钻孔台车车钻眼，然后后装药、连接接导火线；②退出钻孔台台车，引爆炸炸药，开挖出出整个隧道断断面；③排除危石；④喷射拱圈混混凝土，必要要时安设拱部部锚杆；⑤用装渣机将将石渣装入运运输车辆，运运出洞外；⑥喷射边墙混混凝土，必要要时安设边墙墙锚杆；⑦根据需要可可喷第二层混混凝土和隧道道底部混凝土土；⑧开始下一轮轮循环，施作作二次模注混混凝土衬砌。开挖和支护顺序见下图：图8-4全断面施工工方法图全断面开挖法的注注意事项：加强对开挖面前方方的工程地质质和水文地质质的调查。对对不良地质情情况，要及时时预测、预报报和分析研究究，随时准备备好应急措施施，以确保施施工安全和工工程进度。各工序机械设备要要配套。如钻钻孔、装渣、运运输、支护、衬衬砌等主要机机械和相应的的辅助机具，在在尺寸、性能能和生产能力力上要相互配配合，工作方方面要环环紧紧扣，不致彼彼此受牵制而而影响掘进，以以充分发挥机机械设备的使使用效率和工工序之间的协协调作用。加强各种辅助施工工方法的设计计和施工检查查。尤其是软软弱破碎围岩岩，应对支护护后围岩的动动态量测与监监控，辅助作作业的管理要要求保持技术术上的良好状状态。重视和加强对施工工操作人员的的技术培训，使使其能熟练掌掌握各种机械械和推广新技技术，不断提提高功效，改改进施工管理理，加快施工工速度。在选择支护类型时时，应优先考考虑锚杆和喷喷射混凝土、挂挂网、拱架等等支护形式。（2）Ⅳ级围岩：鉴于Ⅳ级级围岩稳定性性不如Ⅱ、Ⅲ级围岩，故故采用台阶分分部开挖法。台阶分部开挖法又又称环形开挖挖留核心土法法，适用于一一般土质或易易坍塌的软弱弱围岩地段。上部留核心土可以支挡开挖工作面，增强开挖工作面的稳定，核心土及下部开挖在拱部初期支护下进行，施工安全性较好。一般环形开挖进尺为0.5~1.0m，不宜过长，上下台阶可用单臂掘进机开挖，开挖和支护顺序见下图：图8-5台阶分部开挖挖法其优点是上下台阶阶干扰小，施施工速度可加加快。其缺点点有开挖中围围岩要经受多多次扰动，而而且断面分块块多，支护结结构形成全断断面封闭的时时间长，将可可能使围岩变变形增大，需需要结合辅助助施工措施对对开挖工作面面及前方岩体体进行预支护护或预加固。8.3.3.2掘掘进方法吴家寨隧道为山岭岭隧道，考虑虑到经济及施施工进度，主主要采用钻爆爆法掘进，浅浅埋段和进洞洞开挖在必要要时采用人工工掘进。钻爆爆法开挖掘进进时采用光面面爆破法。爆爆破作业时，先先根据爆破设设计中的参数数进行爆破，在在爆破作业中不断积累经验验并修正设计计爆破参数，以以达到最佳爆爆破效果。爆破设计（1）钻爆参数的确定本隧道光面爆破掘掘进采用如下下表的参数：：表8-1爆破参数数表围岩级别炮眼直径（mm）炮眼深度（m）装药不偶合系数DD周边眼间距E（ccm）周边眼最小抵抗线线V（cm）相对距离E/V周边眼装药集中度度q（kg/m）Ⅱ453.01.464800.80.35Ⅲ422.51.564800.80.35Ⅳ381.21.756700.80.25（2）爆破器材的选用光面爆破的器材主主要有：炸药药、非电塑料料导爆系统、毫毫秒雷管和导导爆管等。本隧道光面爆破的的周边眼对所所其使用的炸药的的要求有：炸炸药要选择低低爆速、低密密度、低猛度度、高爆力、小小直径、传播播性能良好的的炸药。光面爆破的周边使使用的雷管选选用的要求有有：选择分段段多，起爆同同时性好的毫毫秒雷管。根根据上述要求求选用的器材材如下：2号岩石炸药药，药卷直径径分别为288mm、22mm、20mm，炸药爆速为为2100mm/s；在掏槽眼采采用毫秒雷管管，其余炮眼眼采用间隔为为100~2200ms的的等差雷管，其其振动速度为为毫秒雷管采采用振速的660%，并利用雷雷管自身的误误差进行降振振。导爆管：：采用普通、抗抗水的导爆管管。（3）起爆顺序：光面爆爆破分区起爆爆顺序是：掏掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼。（4）炮眼设计①炮眼数目—炮眼数量，不包括括未装药的空空眼数—单位炸药消耗量，一一般取—开挖面面积—装药系数，即装药药长度与炮眼眼全长的比值值—每米药卷的炸药质质量，表8-2炮眼数数量参考值岩石级别开挖面积/m24~67~910~1213~1540~43软石（Ⅳ~Ⅴ）10~1315~1617~1920~24—次坚石（Ⅲ~Ⅳ）11~1616~2018~2523~30—坚石（Ⅱ~Ⅲ）12~1817~2421~3027~3575~90炮眼布置图见图88-6.1—掏槽眼2—周周边眼3—辅助眼4—底板眼图8.6炮眼布置置图注：本炮眼布置图图适合全断面面开挖法施工工，如Ⅱ、Ⅲ级围岩②掏槽眼：采用双临空平行直直眼掏槽，中中空眼钻孔由由小钻头改为为大钻头将钻钻孔扩大，掏掏槽眼布置在在开挖中心线线左侧1.00m，高度为为1.2m的位位置。掏槽眼眼深度比其他他炮眼深0..2m。③周边眼间距E根据上表取取用，周边眼眼至内圈眼距距离为0.66m，采用不偶合合和间隔装药药结构，不偶偶合系数见上上表。周边眼设计计位置考虑00.04的外外插斜率。④底板眼：底板眼间间距0.6mm。⑤其它炮眼：采用横横向间距0..8m，竖向向间距1m。（5）钻孔钻孔采用风动凿岩岩机进行钻孔孔作业。钻孔孔作业方法步步骤:①钻孔前，钻工要熟熟悉炮眼布置置图，严格按按照钻爆设计计实施。②定人、定位、对周周边眼、掏槽槽眼由经验丰丰富的司钻工工司钻。③严格控制炮眼间距距，误差不得得大于6cmm，方向相互互平行，严禁禁相互交错，炮炮眼利用率达达90%以上，软软岩开挖轮廓廓要圆顺、符符合隧道设计计轮廓线尺寸寸的要求。④严格控制周边眼钻钻孔外插角度度，相邻两茬茬炮之间错台台不大于100cm。8.3.3.3出渣与运输输施工单位的出渣运运输作业应符符合下列要求求：（1）装渣设备能在隧道道开挖断面内内发挥高效率率，其装渣能能力应与每次次开挖土石方方量及运输车车辆的容量相相适应。（2）机械装渣作业应严严格按操作规规程进行，不不得损坏已有有的支护及临临时设备。在在台阶或棚架架上向下扒渣渣时，应保证证渣堆稳定，防防止滑坍伤人人。（3）卸渣作业应根据弃弃渣场地形条条件、弃渣利利用情况、车车辆类型，妥妥善布置卸渣渣线，卸渣应应在布置的卸卸渣线上依次次进行。（4）卸渣场地应修筑永永久排水设施施和其他防护护工程，确保保地表径流不不致冲蚀弃渣渣堆。（5）因隧道长度较长，开开挖中应采用用有轨运输，减减少机械的烟烟雾排放量。8.3.3.4初期支护施施工初期支护主要作业业为打锚杆、挂挂钢筋网和喷喷射混凝土。施施工顺序大致致为：先喷射射5cm混凝土—钻孔安设锚锚杆—挂钢筋网—喷射剩余厚厚度混凝土。（1）锚杆施工要点：①检查锚杆材料、类类型、规格、质质量以及性能能是否与设计计相符；按设设计要求截取取砂浆锚杆杆杆体，并整直直、除锈和除除油。②钻孔前必须根据设设计要求定出出孔位，作出出标记，孔位位允许偏差为为mm，孔深允允许偏差为mmm，孔径大于杆杆体直径155mm。③钻孔要求圆且直，钻钻孔方向尽量量与岩层主要要结构面垂直直。④砂浆配合比为：，砂砂的最大粒径径为3mm。砂浆浆必须拌和均均匀，一次拌拌和的砂浆必必须在初凝前前用完。⑤灌浆作业中，注浆浆管应插至距距孔底为5ccm左右，随随水泥砂浆的的注入缓慢匀匀速拔出，随随即迅速将杆杆体插入，锚锚杆杆体插入入孔内的长度度不得短于设设计长度的995%。如孔口无无砂浆流出，应应将杆体拔出出重新注浆。如如有特殊原因因注浆中途暂暂停超过300min时，必必须用水润滑滑灌浆罐及其其管路，保证证灌浆罐通畅畅。⑥在局部有水地段，如如遇孔内流水水，可在附近近另行钻孔安安设锚杆。（2）喷射混凝土采用湿湿喷法，水平平输送距离限限制为40mm，避免设备备管路因距离离太长塞堵。其其施工要点如如下：①选用普通硅酸盐水水泥，细度模模数大于2..5的硬质洁洁净砂或粗砂砂，粒径5~~12mm连续续级配碎（卵卵）石，化验验合格的拌和和用水。喷射射混凝土配合合比：灰骨比：1：4，骨料含砂率率：50%，水灰比：0..4。②喷射混凝土严格按按照设计配合合比拌合和及及搅拌的均匀匀性每班检查查不少于两次次。③喷射混凝土前,认认真检查隧道道断面尺寸,对欠挖部分分及所有开裂裂、破碎、崩崩解的破损岩岩石进行清理理和处理，清清除浮石和墙墙角虚渣。④喷射混凝土分段、分分块、先墙后后拱、自下而而上的顺序进进行；喷射作作业时，喷嘴嘴做反复缓慢慢的螺旋运动动，螺旋直径径约20~30mm，以保证混混凝土喷射密密实。同时掌掌握风压、水水压及喷射距距离，减少混混凝土的回弹弹量。⑤隧道喷射混凝土厚厚度﹥5cm时，分分两层作业。第第二次喷射混混凝土如在第第一层混凝土土终凝1小时后进行行，需冲洗第第一层混凝土土面。两次喷喷射注意找平平岩面，以便便于铺设防水水层。⑥喷射混凝土终凝22小时后，进进行喷水养护护，养护时间间不少于144天，喷射混凝凝土后开挖时时，下次爆破破距喷射混凝凝土完成时间间的间隔，不不得小