隧道工程设计崔恒宾

目录目录 11工程概况3HYPERLINK\l"_Toc169575543"1.1气候地质条件3HYPERLINK\l"_Toc169575544"1.2设计任务及要求4HYPERLINK\l"_Toc169575545"1.3主要设计步骤 42隧道定位6HYPERLINK\l"_Toc169575547"2.1隧道线路选择6HYPERLINK\l"_Toc169575548"2.2洞口位置确定 63隧道尺寸结构设计 10HYPERLINK\l"_Toc169575550"3.1隧道平面设计 10HYPERLINK\l"_Toc169575551"3.2隧道纵断面设计 10HYPERLINK\l"_Toc169575552"3.3隧道横断面设计 12HYPERLINK\l"_Toc169575553"3.4洞身衬砌结构设计 13HYPERLINK\l"_Toc169575554"3.5洞门结构设计 164隧道施工方法 18HYPERLINK\l"_Toc169575556"4.1隧道进洞和开挖 18HYPERLINK\l"_Toc169575557"4.2衬砌支护施工 23HYPERLINK\l"_Toc169575558"4.3施工通风 26HYPERLINK\l"_Toc169575559"4.4防水排水 275隧道施工组织 29HYPERLINK\l"_Toc169575563"5.1施工管理 29HYPERLINK\l"_Toc169575564"5.2隧道施工安排总体布置 31HYPERLINK\l"_Toc169575565"5.3施工进度计划安排 316隧道工程和工期的保障措施 32HYPERLINK\l"_Toc169575567"6.1隧道工程质量保障措施 32HYPERLINK\l"_Toc169575568"6.2隧道工期保障措施 32HYPERLINK\l"_Toc169575569"6.3现场安全措施 327施工中可能出现的问题 33HYPERLINK\l"_Toc169575573"7.1超欠挖问题337.2塌方的预防33参考文献351工程概况1.1气候地质条件川北隧道位于四川北的山岭重丘区，是一条高速公路上一段全长为2714m的隧道。该隧道的设计桩号为k1+370～k4+084,位于市区北方向，距离市区23km。该隧道一般地段埋深为100～200m，最大埋深不超过300m，设计纵坡范围为-3.0%～3.0%，定为2.75%。根据隧道设计条件中所出的地区气候类型及其埋深情况，估计隧道内的平均气温为19℃～20℃。依据业主的要求，该工程将于2005年6月1日开工2008年6月1日建成竣工。并且要通过检查验收，交付使用。总工期为3年整。1.地貌路线跨越区域为山岭重丘区，相对高差约500m，受构造影响，山势陡峻，山形零乱，沟谷纵横，透视条件十分困难。山体植被发育。隧道前为山岭发育区，地势成北高南低势，沟谷纵横交错，地势起伏大，地势陡峻，出口至终点地形较平坦。2.气候条件位于川西北的山岭重丘区，属亚热带季风性湿润气候，春暖多雨，夏季干热，秋季凉爽，冬季寒冷，四季分明，严寒期短，暑热期长。平均降雨量1357.8mm，平均降雨天数154.7天，多集中在4—8月，平均降雪天数10.7天，极端最高气温40.7℃，极端最低气温-13.7℃。昼夜温差较大，一般在12℃左右，霜冻期一般在25天左右。工程地质、水文地质概况隧道围岩类别主要为Ⅲ—Ⅳ类，洞口部位少量为Ⅱ类，区域性地质构造为单斜构造，岩层层理平缓，倾角5°—10°。根据地质调查点及钻孔资料综合分析，岩体多呈薄片状及中厚层状构造，岩石质软，易风化瓦解，节理裂隙发育，未发现大的断裂构造及不良工程地质现象，工作区内无大的地表水体，岩石含水性、导水性差，隧道处在隔水层中，水文地质比较简单，隧道在K2+600～K3+200过磨子峪水库地段，隧道距水库边缘350m左右，隧道顶面在水面下55m左右。隧道围岩情况见表1-1。表1-1隧道分段工程地质描述序号围岩类别桩号长度(m)工程地质情况1ⅡK1+740..5～K1+9926.55K4+012..5～K4+0084257.5上覆第四系土层层主要为碎碎石，下伏伏泥质砂岩岩、石英砂砂岩、砂质质页岩，呈呈互层状，岩岩石风化强强烈，节理理裂隙发育育，呈角砾砾、碎石松松散结构，并并受地表水水冲刷影响响，围岩稳稳固性较差差。2ⅢK3+923..5～K4+0012.55K3+838..5～K3+9923.55K1+926..5～K2+0012.55630.5泥质砂岩、石英英砂岩、砂砂质页岩互互层，节理理裂隙发育育，呈块石石、碎石状状镶嵌结构构，岩层为为厚层、中中厚层状，层层间结合较较差，基岩岩内含微弱弱风化裂隙隙水，围岩岩稳固性一一般。3ⅣK2+012..5～K2+1106K2+106～～K3+1133.55K3+133..5～K3+8838.551826泥质砂岩岩、石英砂砂岩、砂质质页岩互层层，岩石新新鲜，节理理裂隙不甚甚发育，呈呈大块砌体体结构，岩岩层为薄层层、中厚层层状，层间间结合一般般，基岩内内含微弱风风化裂隙水水，围岩属属隔水地层层，地下水水对隧道影影响甚小，围围岩稳固性性较好。1.2设计任务及要求本设计主要进行一座公路隧道的结构与施工设计即川北隧道：1．确定隧道洞口位置进行隧道的结构计算和设计。2．按照新奥法原理进行隧道衬砌结构设计。3．隧道施工方案与施工组织设计。1.3主要设计步骤根据原始资料所给定的线路条件、地形以及工程地质条件，初步选定洞门结构及隧道衬砌类型，位于曲线上的隧道计算净空加宽值；根据选定的隧道结构类型，结合地质条件确定洞口边仰坡最大开挖高度和路基标高，遵照“早进洞、晚出洞”的原则，初步定出隧道进出口里程，然后，前后挪动洞口位置，仔细反复比选，以找出最为合理的洞门位置，并将洞口里程确定下来。1.3.3进行洞口地段的其它设计：布置洞口地段的排水系统绘制洞口位置布置图及洞口相关工程设计。1.3.4进行洞门结构设计，检算其强度和稳定性，绘制洞门结构图。1.3.5进行隧道支护结构设计包括临时支护与永久支护布置大小避车洞，绘制衬砌结构图。1.3.6绘制隧道纵断面总布置图，图中应预留总工程数量表位置，以便将陆续算出的各工程量汇总填入其中。1.3.7施工组织设计。1.3.8采用电算程序检算有关隧道衬砌结构。1.3.9全面整理设计说明及设计图纸，准备答辩提纲。2隧道定位2.1隧道线路选择隧道线路的选择必须结合地形、地质条件对诸多因素综合研究，全面分析，以选定既节省工程量又利于隧道运营的方案。(1)隧道的平面线形设计成直线形，减少了隧道的设计长度和在施工中的曲线隧道的加宽和超挖。这样就大大降低了工程的造价。并且隧道在K2+600～K3+200处经过磨子峪水库地段，但是，隧道距离水库边沿350m左右，隧道顶面在水面以下55m左右。这样对开来隧道影响不是很大，只是在该段的防水和衬砌时，要加强些。(2)川北隧道的纵坡坡度依据地形图的设计标高，定为2.75%，完全满足设计规范和运营条件的要求，在施工中，为了加快进度，可以两头同时对开施工。2.2洞口位置确定理想的洞口位置应选择在地质条件较好，地势开阔，施工方便，技术，经济合理之处。在选择隧道洞口位置时竟注意以下几个原则：1.洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。因为，一般情况下，垭口沟谷在地质构造上是最薄弱的环节，经常会遇到断层带，古塌方，冲击土等不良地质条件。此外，地表流水都汇集在沟底，再加上洞口路堑开挖，破坏了山体原有的平衡，更容易引起塌方，甚至不能进洞。所以，洞口最好选在沟谷一侧，让出沟心作为协税的通路。2.洞口应避开不良地质地段，如断层，滑坡，岩堆，岩容。流砂，泥石流，盐岩，多年冻土，雪崩，冰川等，以及避开地表水汇集处。3.不破坏或少破坏地表坡面。当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动火烧刷动原生地表，以保持山体的天然平衡。此时，洞口位置就要根据具体情况，采取贴壁进洞或设置一段明洞，或修建特殊结构洞门。4.减少洞口路堑段长度，延长隧道提前进洞。对处于漫坡地形的隧道，洞口位置变动较大。一般采用延长隧道的办法，以解决路堑弃土及排水的困难。如工期允许，可根据“土方调配”来确定隧道洞口的位置。5.洞口线路已于等高线正交。使隧道正面进入山体，洞口结构无不至受到偏侧压力。对于傍山隧道因限于地形，有时无法与等高线正交，只有斜交洞口时，其交角不应太小。并根据具体情况，采取斜交洞门，台阶式正交洞门或修建一段明洞。6.当线路位于有水淹没的河滩或水库影响范围以内时，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防止洪水灌入隧道。7.为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高。否则，不仅施工时容易发生塌方，行车后边坡也常常滚石块，危及行车安全，最后不得不再修建明洞接长隧道，后患无穷，以往教训十分深刻。例如，宝天段隧道共123座，修建明洞接长隧道的游59座，占隧道总数的48%。8.当洞口附近与见水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁后涵洞，排泄水流。如水量较大，上述方法仍不能满足要求时，应修建明洞接长隧道把水利引进到洞顶水沟中排走。9.当洞口地势开阔，有利于施工现场布置时，可利用弃渣有计划，有目的的改造洞口场地，以便不知运输便道，材料堆放场，生产设施及生活用房等，另外，在桥梁相连时，应注意防止因弃渣乱堆造成堵塞桥孔或堆坏桥梁墩台建筑物洞口位置选择：1.洞口部分在地质上通常是不稳定的。应当考虑避开滑坡、崩塌、泥石流等不良地质地段。确定洞门位置时，对边、仰坡的稳定性应着重考虑，以免造成难以整治的病害，危及施工和运营安全。一般应设在山体稳定，地质条件好、排水有利的地方。隧道宜长不宜短，应“早进洞晚出洞”，尽量避免大挖大刷，破坏山体稳定。2.洞口不应设在沟谷低洼河汇水沟处，沟谷地势狭窄，施工条件差，防洪困难，工程地质条件也较差，还常常有断层、滑坡、冲积层等不良地质现象，地下水也比较丰富，对施工和养护管理都不利。所以最好移到沟谷一侧有足够宽的山嘴处，3.隧道穿过悬崖陡壁时，要注意岩壁的稳定性。施工时洞口不宜扰动原坡面和破坏地表植被及暴露风化破碎层。如果岩壁稳定，无崩塌或落石可能时，可以考虑贴壁进洞，否则应接长明洞，将洞口延伸至危险范围以外3至5m。4.洞口地势平缓时，一般也应早进洞晚出洞。这种情况，洞口位置选择余地比较大，应结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定，如果洞口位于堆积层上，为避免引起坍塌、滑坡、保持山体稳定，一般不宜大量清刷。需要时可以接长明洞，以确保施工和运营安全。5.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，道路隧道一般不宜设计斜交洞门。6.长大隧道在洞门附近考虑施工场地、弃渣场以及便道等的位置，对组织施工时的难易和进度又很大影响。7.洞口部分埋深较小，应考虑附近的地上构筑物、地下埋设物对隧道的影响和对策。8.预先考虑运营后，通风设备排出的废气和噪声对周围环境影响程度和解决办法。9.研究雪崩、阵风、风吹雪等对安全行驶的影响，考虑设置防雪工程、防风工程和防止路面冻害工程的必要性。10.在城市隧道部分的进出路上，平交路口对隧道交通有无影响，如何解决等。总之，隧道洞口位置的选择，应根据地形、地质条件、考虑边坡、仰坡的稳定，结合洞外有关工程及施工难易程度，本着“早进晚出”的指导思想，全面综合地分析确定。考虑到洞口地质条件差，山体压力大，仰坡坡度在1：0.75——1：1.5之间；围岩类型主要Ⅲ类围仅少量为Ⅱ类围岩，地质构造为区域性单斜构造，岩层层理平缓，倾角为5~10。洞口处地面坡度为26~28，植被发育，残坡积土后0.5~2.0m，硅质灰岩强风化厚度为1.0~1.6m，中风化厚度0.5~2.0m，硅质灰岩节理发育，故洞口形式宜采用适合于Ⅲ类围岩以下的翼墙式洞门。3隧道尺寸结结构设计3.1隧道平平面设计公路隧道的平面面设计要按按照《公路路工程技术术标准》规规定进行，隧隧道的平面面线形设计计原则上采采用直线，避避免曲线，但但此隧道长长度为27714米，为特长长隧道，应应该在满足足公路设计计规范的前前提下，设设置一圆曲曲线，又因因为要满足足视距要求求和隧道设设计规范的的要求，故故此要设计计大半径的的圆曲线。按按照视距的的要求，设设计的曲线线半径为：：；S——距长，与与设计车速速有关；bb——车道中线线至较远的的隧道边界界的距离；；隧道平面线形应应尽量避免免曲线。隧隧道如果位位于曲线上上，将有下下列缺点：：1.曲线隧道内部净净空需要加加宽，造成成开挖和衬衬砌工程量量的增加；；2.隧道通风条件恶恶化，尤其其是小半径径曲线和反反向曲线更更为不利；；3.增加了隧道施工工难度，如如测量、内装、吊顶等工工作困难。在综合考虑了该隧道跨越区域地形地质，地貌的情况，连接隧道两端引线的位置以及施工经济性，运营顺畅性等控制因素后，确定了该隧道的平面线形采用长直线。3.2隧道纵纵断面设计计隧道的的纵坡以不不妨碍排水水的缓坡为为宜。隧道道纵坡过大大，不论对对汽车的行行驶还是在在施工及养养护管理上上都是不利利的。公路路隧道控制制坡度的主主要目的是是从隧道的的通风方面面进行考虑虑，在公路路隧道内，汽汽车排放的的有害物质质，遂纵坡坡度的增加加而急剧增增加。在变坡点应放入入足够的竖竖曲线，最最小半径为为2000米，最小长长度为50米。纵坡度度应不小于于0.3%，且不大大于3%，一般把把隧道纵坡坡保持在2%以下较好好。超过2%时有害物物质的排出出量迅速增增加。本隧隧道纵坡入入口处采用用2%的坡度，出出口处的坡坡度为-2%。隧道纵断面是指指隧道中心心线展之后后在垂直面面的投影。这这条线也是是由直线河河曲线组成成的。直线线短的技术术指标是纵纵坡坡度，曲曲线段的技技术指标是是竖曲线最最小半径和和曲线最小小长度。这这些指标的的选用同样样要遵守标标准和规范范的规定。隧道纵坡坡度：：公路山岭隧道控控制坡陡的的主要因素素是通风问问题，汽车车排出有害害物质随着着上坡的坡坡度增大而而急剧增多多。一般把把纵坡保持持在2%以下比较较好，超过过2%时有害物物质的排出出量迅速增增加，因此此纵坡大于于3%时不可取取的。对于于不存在通通风问题的的隧道，可可按普通公公路设置坡坡度。对于于单向通风风的隧道，设设计成下坡坡对通风非非常有利，可可不受2%坡度的限限制，但要要注意坡度度对刹车距距离的影响响。当坡度大于3%%时，列车车行驶就有有不平顺的的感觉。为为此，在变变坡点处应应设置竖曲曲线连接。同同时要注意意，如果隧隧道内有平平曲线，务务必不要使使平面曲线线与竖曲线线重叠，以以免列车到到此，既要要摆动又要要俯仰。隧道内线路坡度度不但要考考虑上述因因素，还要要演算列车车在相应坡坡段上的行行车速度。按按照实践经经验，隧道道内的最小小行车速度度的数值，也也有相应的的界定。川北隧道在方案案的确定时时，在1/50000的地形图图上，已经经将隧道的的路线和洞洞口的位置置进行了确确定，进口口隧道的地地面标高位位600m，为了减减小开挖量量，就将进进口的设计计高度定为为600m。出口的的地面标高高为680m。又因为为该地区的的大致地势势是北高南南低，并且且是南边的的地势比较较平坦。所所以，就将将出口的设设计标高定定为680m。而该段段隧道有是是位于某城城市的北方方向23kmm,从总体上上考虑，应应使该高速速公路的总总路线的长长度最短，从从而最大限限度地减少少工程造价价。节省成成本。平面面线形我采采用了直线线形。这样样，既减少少了隧道施施工的难度度，又节省省了工程造造价。表3-1桩号号设计标高高列表桩号设计标高桩号设计标高K1+370920.00K2+750932.24K1+400920.30K2+800932.05K1+500921.30K2+900931.30K1+600922.30K3+000930.05K1+700923.30K3+100928.55K1+800924.30K3+200927.05K1+900925.30K3+300925.55K2+000926.30K3+400924.05K2+100927.30K3+500922.55K2+200928.30K3+600921.05K2+300929.30K3+700919.55K2+400930.30K3+800918.05K2+500931.30K3+900916.55K2+600932.05K4+000915.05K2+700932.30K4+084913.55在纵断面的确定定中我采用用了人字形形坡，坡度度为1%和-1.55%，该坡度度可以满足足工程技术术规范的要要求。即要要小于3%的要求。在在K2+7750处设变坡坡点，控制制标高为933..8m,半径R=200000mm，曲线L=5000m,切线长T=2550m,外距E=1..56m。且在起起点桩号K1+3370处的设计计标高为920..00m,,在终点桩桩号K4+0084处的设计计标高为913..55m。各各桩号的设设计标高列列表3-1。3.3隧道横横断面设计计公路隧道的净空空除包括公公路建筑限限界外，还还包括通风风管道，照照明设备，防防灾设备，监监控设备，运运营管理设设备等附属属设备所需需要的足够够的空间。以以及富裕量量和施工误误差等。确确定隧道净净空断面应应注意以下下几个问题题：1.各级公路隧道行行车道的宽宽度，均按按隧道建筑筑“限界”的规定设设置，隧道道内的车道道宽度原则上应与与前后道路路一致，一一般应避免免产生“瓶颈”现象。2.由于受地质条件件的约束，宽宽度过大则则不经济，施施工上也增增加难度，所所以开挖面面积通常在在100㎡以下为为宜，这样样在每个隧隧道中，原原则上采用用对象行驶驶的最小单单位为2车道。3.单车道的长隧道道，应设有有错车道；；超过2kkm的隧道道，各国都都在1500m～700mm的间隔上上设加宽带带；超过110km的的特长隧道道，还应设设置可供大大型车辆使使用的U形回车场场；交通量量大的隧道道，考虑设设置紧急停停车带等。在在这些地段段隧道宽度度一般要增增加2.55m～3m，考虑虑到净空断断面形状应应与地层压压力相适应应，隧道的的净空高度度也应适当当调整，并并且两种断断面之间应应有一定长长度的过渡渡渐变断面面。道路隧道的建筑筑限界包括括：车道、路路肩、路缘缘带、人行行道等的宽宽度；隧道道限界的规规定是为了了保证道路路隧道中行行车安全，在在一定宽度度、高度的的空间范围围内任何物物件不得侵侵入的限界界。该公路隧道的建建筑限界如如图3-11：图图3-1公路隧隧道的建筑筑限界（m）3.4洞身衬衬砌结构设计川北方隧道地质质条件较差差，如何达达到设计参参数合理、安安全及可靠靠，就成为为了该隧道道设计的关关键。本隧隧道结构参参数础上，结结合内轮廓廓断面形式式、施工工工序、等综综合因素进进行支护参参数的选取取采用了工工程类比与与数值分析析相结合的的方法。以下为相关隧道道的支护参参数：表3-2广州白白云山隧道道支护参数数围岩类型型支护结构名称ⅡⅢⅣⅤ喷射混凝土厚（cm）25202015锚杆Φ22间距（cm）100×1000100×1000100×1000长度（cm）300300300钢筋网Φ620×220双层Φ620×200双层Φ620×200双层Φ620×200双层钢拱架间距75间距100仰拱（cm）50模筑衬砌厚（ccm）80454035表3-3京珠高高速公路靠靠依山隧道道支护结构构参数表围岩类型型支护结构名称ⅡⅢⅣⅤ喷射混凝土厚（cm）272510010锚杆Φ22间距（cm）150×50100×1000150×70长度（cm）350350300钢筋网Φ825×225双层Φ625×255双层Φ625×255双层Φ625×255双层钢拱架间距75间距100间距100仰拱（cm）50模筑衬砌厚（ccm）50504040由以上上隧道支护护结构参数数为依据，采用工程类比法初步确定隧道支护参数，然后结合本隧道的地质情况和岩石的完整程度进行数值分析，验证支护结构参数的合理性。1围岩压力计算由图3-1知：隧道道开挖宽度度；隧道开开挖高度：：；取两分离式洞口口之间左右右间距为440m；该该段隧道的的埋深H＝67.0087m。洞口的开挖方式式见施工组组织设计。隧道支护结构的的垂直均布布压力：其中：s=3，为安全起起见，取，B>5m,取ii＝0.1，，，荷载等效高度：：；，故为深埋隧道。2拱顶计算顶拱和边墙的厚厚度均为00.4m，宽宽度为1..0m，跨跨度l＝12.33m，拱的的矢高f＝3.7mm，垂直均均布压力，侧向均布布压力，衬衬砌选用C30混凝土，其其弹性模量量E=311GPa，围岩弹弹性抗力系系数。R=6.8m，，sin＝0.89902，cos＝0.45556，，边墙的弹性标值值：（边墙属于长梁梁）。根据计算结果进进行数值分分析和隧道道的要求得得到隧道支支护参数表表如下：表3-4隧道支支护结构参参数表围岩类型型支护结构名称ⅡⅢⅣ喷射混凝土厚（cm）2525100锚杆Φ22间距（cm）80×80100×1000100×1000长度（cm）350350300钢筋网Φ6.5200×20双层Φ625××25双层Φ625××25双层钢拱架间距75间距100间距100仰拱（cm）5050模筑衬砌厚（ccm）605040衬砌材料的要求求:结构通常需要承承受较大的的围岩压力力、地下水水压力、有有时还要受受到化学物物质的侵蚀蚀。所以要要求用于隧隧道结构的的材料应具具有足够的的强度、耐耐久性、抗抗渗性、耐耐腐蚀和抗抗冻性等另另一方面,隧道是大大型结构物物,衬砌材料料应具有价价格便宜、能能就地取材材、便于机机械化施工工的特点。在在工程施工工前，根据据设计图纸纸有关部分分分述的料料场分布地地点进行现现场考察，加加以确认，并并制定一个个自采加工工材料的计计划报监理理工程师批批准。计划划内容包括括：料场名名称、位置置、所有者者、管理者者、材料类类型、品种种规格，可可开采数量量、开采方方式、方法法、运输条条件、安全全生产措施施、环境保保护措施、本本工程使用用安排等，并并附与有关关单位或个个人的协议议文件；同同时按有关关规定对开开采的材料料进行取样样试验，以以证明符合合规范的要要求。3.5洞门结结构设计隧道洞门形式的的选择和隧隧道洞口的的地形，地地质条件以以及隧道照照明需要有有关，洞门门附近围岩岩一般比较较松碎松软软，所以应应根据实际际情况，选选择合适的的洞门形式式，并对边边仰坡进行行适当护坡坡。洞门是是隧道的咽咽喉，也是是外露部分分，要适当当进行洞门门和动口环环境的美花花和协调。公公路隧道特特别要求洞洞内外亮度度反差不能能过于剧烈烈，有时要要求对洞外外环境作某某些减光处处理，需在入口出出一侧设置置减光棚或或遮日棚等等建筑，这这些减光措措施和洞门门构成新的的入口为了了行车舒适适和安全，洞洞门需要有有拦截设施施，汇集排排除地下水水，防止在在洞门漫流流，山岭隧隧道惯用的的洞门形式式主要有端端墙式，翼翼墙式，和和环框式水水底隧道的的洞门通常常与附属建建筑物结合合在一起修修建，洞门门宜与隧道道线路正交交，但遇地地形等高线线与线路斜斜交，横向向坡度较逗逗，使用正正交洞门将将出现外侧侧壁过薄，洞洞门墙后露露空，靠山山侧边仰坡坡开挖过高高，或因靠靠河侧岩壁壁陡峭，基基础不好处处理，可采采用斜交洞洞口门。斜斜交洞门受受力状态复复杂，施工工较为困难难，尤其在在松软地层层不宜采用用，在较好好的危岩条条件下采用用斜交洞门门，其端墙墙和线路中中线交角不不应小于445°。方案1：环框式式洞门用于洞口围岩坚坚硬完整，节节理不发育育，且不宜宜风化，路路堑开挖后后仰坡稳定定，仰坡坡坡率一般为为1：0.1～1：0.3，且且无较大排排水要求的的隧道，正正交斜交均均可采用。方案2：端墙式式洞门适用于洞口岩层层节理发育育，开挖边边坡坡面稳稳定，边仰仰坡坡率为为1：0.3～1：0.5的隧隧道，正交交或斜交洞洞门均可采采用。端墙墙式洞门施施工较为简简单，便于于引排水。方案3：翼墙式式洞门适用与洞口地质质条件差，通通常为土层层，风化破破碎岩层，半半土半石以以及堆积等等，山体压压力大，仰仰坡坡率为为1：0.755～1：1.5的隧隧道，这种种洞门的结结构具有较较大的稳定定性，翼墙墙支持了洞洞门主墙，提提高了防止止滑动和倾倾倒的能力力，节省圬圬工，洞门门顶汇水可可有翼墙顶顶水沟排入入路堑侧沟沟，排水方方便。综上所属我们选选中第三种种翼墙式如图所所示：4隧道施工方方法根据地质水文条条件，断面面大小及形形状，隧道道长度，工工程的支护护形式，埋埋深，施工工技术与设设备，工程程工期等因因素的不同同，山岭隧隧道施工可可选择全断断面一次性性开挖，全全断面二次次开挖，台台阶式开挖挖，导洞法法开挖等施施工开挖方方法。4.1隧道进洞和和开挖根据各个施工方方法的特点点和当地地地质情况川川北隧道的的具体施工工方法：4.1.1进洞洞施工方法法1）先将洞门及明洞洞挖出。开开挖时，采采用挖掘机机按尺寸位位置挖出洞洞门及明洞洞位置，避避免对洞门门仰坡及边边坡的扰动动。施工过过程中加强强对仰坡的的观测，如如东门在开开挖过程中中有无滑坡坡迹象，应应对仰坡和和边坡采取取加固措施施。并采取取保留核心心土的做法法，先将明明洞和洞门门衬砌好，再再挖除核心心土石方；；2）挖出洞门及明洞洞位置后，立立即衬砌明明洞及洞门门；3）待明洞及洞门施施工完毕后后，在向前前掘进；4.1.2掘进进开挖方法法隧道位于Ⅲ类围围岩地段，采采用短台阶阶上、下半半断面法开开挖；Ⅱ类围岩地地段及紧急急停车带地地段，采用用台阶分部部开挖法，上上断面开挖挖，保留核核心土，上上、下断面面短进尺一一次开挖，或或下断面拉拉中槽挖马马口。实施施超前支护护、钢架、锚锚喷等手段段；Ⅳ类围岩采采取下导洞洞先拱后墙墙法施工，施施工顺序如如图示：钻孔：钻孔以全全液压凿岩岩台车为主主，辅以自自制台车配配多台风动动凿岩机进进行钻空工工作。4.1.3爆破破开挖和参参数设计采用预裂爆破，并并按微震控控制爆破设设计，塑料料导爆管非非电起爆隧隧道开挖施施工中根据据预裂爆破破设计，结结合现场地地质情况进进行爆破试试验，并不不断修正设设计参数，以以达到最佳佳爆破效果果，成立爆爆破组业小小组，实施施定人、定定位、定标标准的岗位位责任制，精精细规范实实施。其具体技术措施施如下：1）测量放线：①隧道中线测桩之之间距，直直线上不超超过10mm，曲线上上不超过55m，每50mm设一水准准点，并在在每排炮开开炮前准确确绘出开挖挖轮廓线、周周边眼、淘淘槽眼的位位置；②每次测量放线前前，对上次次爆破断面面进行检查查，对数据据进行处理理。及时调调整爆破参参数；2）钻孔作业方法步步骤①钻眼前，钻工要要熟悉炮眼眼布置图，严严格按照钻钻眼爆破设设计实施；；②定人、定位，对对周边眼、淘淘槽眼由经经验丰富的的司钻工司司钻；严格控制炮眼间间距，误差差不得大于于5cm，方方向相互平平行，③严禁相互交错，硬硬岩残眼率率达80%以上，中中硬岩大70%以上，软软岩开轮廓廓线要圆顺顺、符合隧隧道设计轮轮廓线慈村村的要求；；④严格控制钻孔外外插角度，相相邻两茬炮炮之间错台台不得大于于20cmm；3）爆破作业的技术术要求①装药作业要定人人、定位、定定段别；②装药前，所有炮炮眼必须用用高压风吹吹净沉沫；；③严格按设计的装装药结构和和药量装药药；④严格按钻爆设计计的联结网网络实施，注注意导爆索索的联接方方向，和联联接点的牢牢固性；4）微震控制爆破方方法：①、单段最大超爆爆药量按下下式计算，并并对相邻隧隧道及浅埋埋段地表构构筑物进行行震动检测测及时调整整爆破方案案。V==K（Q1/3R）a（cm/s）式中：Q——为单段最最大起爆药药量；R——爆破中心心距构筑物物距离（m）；K——地质介质质系数；a——地震波衰衰减系数，取a=1.5；②《爆破安全规程程》中规定定的建（构构）筑物安安全振速为为：土坯房房、毛石房房为1.00cm/s；一般砖砖房2~3cmm/s；岩石不不稳定，支支护良好的的地下巷道道为10ccm/s；岩石中中等稳定，支支护良好的的地下巷道道为20ccm/s；对中硬岩地下工工程，采取取全断面一一次爆破时时炮眼深度度为3~5米；对于软软岩工程，可可采取半断断面或台阶阶法开挖，，一一般为1.0~~3.0米的浅孔爆爆破。5）隧道爆破参数数计算和确确定1.炮眼直径径的确定：：在隧道爆破中主主要考虑断断面大小，炸炸药性能和和钻眼速度度来确定炮炮眼直径。目目前我国多多用35-455MM的炮炮眼直径。在在具体条件件下，存在在有最加炮炮眼直径，使使掘进隧道道所需钻眼眼爆破和装装岩的总工工时为最小小。2.药包量的的的计算：：最小抵抗线长：：W=LW+LZZ/2=22L/3++L/6==5L/66LW为药包顶面与自自由面的距距离LZ为药包埋埋藏深度药包量的计算Q=1225eKWW3f(n)/2166选择适当的炮孔孔直径来容容纳这些炸炸药量：Q装=LZ△D2π/4=L△D2π/12==Q装药密度t/mm33.孔深度LL（m）的确定：：浅孔L=KLLH深孔L=H+△△HKL为岩性对孔深的的影响系数数，通常，对对坚硬岩石石取1.1～1.15，中等坚坚硬岩石取取1.0，松软岩岩石取0.85～0.955。△H为超钻深度，mm，取（0.12～0.3）Wp4.孔间距的的确定：浅孔a=KaWpp深孔a=（0.77～1.4）WpKa为起爆方式对孔孔距的影响响系数，火火花起爆取取1.0～1.5，电气起起爆取1.2～2.0。5.排距b（m）的确定：b=asin660o=0.877a6.最小堵塞塞长度Lmin（m）防止爆爆生气体逸逸出，有利利于提高爆爆破效果。浅浅孔：Lmin≮L/22深孔：Lminn≮Wp7.爆破的药药量计算：：单孔装药量：QQ=0.333KHWpa各种布孔参数用用上式确定定装药量后后应根据孔孔径及最小小堵塞长度度复核是否否满足允许许最大装药药量的要求求，否则应应调整布孔孔参数。根据爆破规范和和隧道施工工周围的岩岩石确定围围岩利用上上述公式得得到爆破参参数表如下下；表4-1Ⅲ类围岩岩台阶法开开挖爆破参参数表项目爆破参数周边眼间距E((cm)45周边眼抵抗线WW(cm))60相对距E/W0.8装药集中度(kkg/m33)0.2堵塞长度(cmm)40装药结构（周边边眼）间隔装药起爆方式非电起爆表4-2Ⅳ类围围岩全断面面开挖爆破破参数表项目爆破参数周边眼间距E((cm)65周边眼抵抗线WW(cm))80相对距E/W0.8装药集中度(kkg/m))0.25堵塞长度(cmm)40装药结构（周边边眼）间隔装药起爆方式非电起爆4.2衬砌支护施施工4.2.1衬砌砌支护施工工1）喷射射混凝土;（1）施工方法：按湿湿式喷射混混凝土施工工法施工；；并掺用合合适的掺合合剂；在含砂量大的土土质地层喷喷射混凝土土，先低压压并加大掺掺合剂的掺掺如量，喷喷射一层水水泥砂浆，再再按常规喷喷射混凝土土；（2）施工要点：选用普通硅酸盐盐水泥，细细度模数大大于2.5的硬质洁洁净砂或粗粗砂，粒径径5~12mmm连续级级配碎（卵卵）石；RC65535BNN型钢纤维维，掺量335Kg//m3，化验合合格的掺和和用水；喷射混凝土严格格按照设计计配合比拌拌和，配合合比及搅拌拌的均匀性性每班检查查不小于两两次；喷射混凝土前，认认真检查隧隧道断面尺尺寸，对欠欠挖部分级级所有开裂裂、破碎、崩崩解的破损损岩石进行行清理和处处理，清除除浮石和墙墙角虚渣，并并用高压水水或高压风风冲洗岩面面，达到清清洁干净；；喷射混凝土作业业采用分段段、分块、先先墙后拱、自自上而下的的顺序施工工；喷射作作业时，喷喷嘴作反复复缓慢的螺螺旋形运动动，螺旋直直径约为20~300cm，以以保证混凝凝土的回弹弹量；喷射混凝土厚度度>5cm时，分分两层作业业。第二层层喷射混凝凝土如在第第一层混凝凝土终凝1小时后进进行，需清清洗第一层层混凝土面面。两次喷喷射注意找找平岩面，以以便于铺设设水层；喷射混凝土终凝凝2小时后，进进行喷水养养护，养护护时间，不不少于14天；喷射混凝土开挖挖时，下次次爆破距喷喷射混凝土土完成时间间的间隔，不不得少于14天；在有水地段，喷喷射混凝土土采取如下下措施：当水量不足时，可可设导管引引排水后再再喷射混凝凝土；当用用水量范围围较大时，可可设树枝状状导管后喷喷射混凝土土；当涌水水严重时可可设置泄水水孔，边排排水边喷射射混凝土；；增加用水量，改改变配合比比，喷混凝凝土由远及及近逐渐向向涌水点逼逼近，然后后在涌水点点安设导管管将水引出出，再向导导管附近喷喷射混凝土土；2）锚杆杆：锚锚杆施工程程序如图示示：钻孔钻孔插入锚杆安止浆塞、鸷板注浆装锚杆浆液制备及注浆设备就位3）挂网：按设计要求加工工钢筋网，随随受喷面起起伏铺设，同同定位锚杆杆固定牢固固，钢筋网网与受喷面面的间隙以以3cm为宜宜，混凝土土护层大于于2cm；4）钢架安装：（1）钢架安装工艺流流程，如下下图：初喷初喷架设鞍形垫块和定位锚杆焊接定位台架上安装钢拱架钢拱架预拼拱架加工、质量验收清除底角浮渣中线标高测量定位锚杆施工安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷混凝土钢架安装工艺流程图加4.3施工通风风在公路隧道质量量检验评定定标准中，隧隧道渗漏水水对工程质质量评定影影响极大。它它直接影响响到隧道外外观质量、机机电通讯设设施的正常常运行及行行车安全，由由于排水不不畅，地下下水压力还还会加大隧隧道衬砌结结构受力，影影响到隧道道衬砌结构构的营运安安全，对黄黄土及软岩岩隧道，它它还会改变变围岩的力力学特性，影影响隧道衬衬砌结构稳稳定。隧道施工通风是是一项很重重要的工作作，施工使使坑道内空空气变坏，氧氧气减少。爆爆破、人的的呼吸、机机具运转、装装渣、钻眼眼等又会产产生有害气气体或岩尘尘。岩层本本身有时也也会含有有有害气体，如如瓦斯、硫硫化氢等。这这些有害气气体及粉尘尘，对施工工人员有极极大危害中中毒，还会会引起爆炸炸（如瓦斯斯爆炸）。坑坑道内的气气温增加使使工作环境境更为恶劣劣。因此，为为施工顺利利进行，保保证施工人人员安全，提提高生产率率，改善工工作条件以以及劳动卫卫生的需要要，隧道应应进行施工工通风，尤尤其是长隧隧道的施工工通风，更更为重要。隧道施工通风方方式应根据据坑道掘进进长度、施施工方法、是是否设有辅辅助坑道、有有害气体浓浓度、机具具设备条件件等因素确确定。按供供风来源，分分自然通风风和机械通通风两类，按按风流循环环系统，又又可分为自自然通风、风风管式通风风、巷道式式通风、及及风道式通通风四种，它它们的通风风方式及适适用范围依依据不同的的施工方法法和相应的的规范要求求。施工通风应根据据洞内工作作的最多人人数或同一一时间内爆爆破最大炸炸药用量所所产生的有有害气体稀稀释到允许许浓度以下下，或洞内内最小风速速计算而定定，以其中中最大值选选择通风设设备。风量要求：按每每人每分钟钟供应新鲜鲜空气3立方米；；风速要求：全断断面开挖时时应不小于于0.155m/s，坑道内内应不小于于0.255m/s，亦不大大于6m/s。施工排水及供电电照明部分分。由于本隧道长度度为27114米，为为长隧道，故故采用机械械式通风。通风方式采用巷巷道式通风风，其特点点为：通过过最前面的的横洞，使使正洞和平平行导坑组组成一个风风流循环系系统，在平平行导坑洞洞口附近安安装通风机机，将污浊浊空气由平平行导坑抽抽出，新鲜鲜空气由正正洞流入，形形成循环风风流；4.4防水排水水隧道在K2+6600～K3+2200段有水库,所以必须须重视排水水与防水设设施的施工工。保持隧道内干燥燥无水，是是隧道正常常运营的正正常条件之之一，但是是隧道内经经常有些地地下水漏出出来，维修修工作也有有废水残留留。隧道内内有存水，缩缩短了设备备的使用寿寿命。有时道床床冒水，结结成冰膜，遮遮盖了轨面面，需要工工班人员随随时破冰，增增加了维修修养护的费费用，考虑虑上述危害害，隧道内内必须设置置排水建筑筑物。在路路面两侧设设置倒梯形形排水结构构,这样可以以排除路面面水,为了更好好的排除衬衬砌背后的的积水,我们采用用软式透水水管设置环环向盲沟。盲盲沟间隔约约50米横向设设引水沟,将纵向引引水沟与排排水沟连结结。为了减少排水,,就的作好好防水,在第一次次支护与第第二次衬砌砌之间铺设设一层PVC复合土工工防水板,作为第一一道防水措措施,防水板铺铺设范围为为自拱部至至边墙下部部泄水孔,拱部及边边墙二次衬衬砌采用不不低于S4的防水混混凝土作为为第二道防防水措施,在局部涌涌水量大的的地段应根根据情况而而改变。主要的防排水措措施：一、洞外及洞顶排水水(一)地表排水隧道围岩内的水水，多有洞洞顶地面水水补给，根根据具体部部位作截断断水源处理理。1.在隧道覆盖盖层较薄，地地表水已渗渗入隧道围围岩，造成成隧道漏水水的部位，可可采用以下的措施：（1）开沟疏导、填填平积水洼洼地，促使使地表径流流畅通；（2）覆盖土层易于于渗水，根根据地层及及土质条件件采用局部部整填粘土土，铺砌浆浆砌片石或或混凝土顶顶防渗水；；（3）洞顶岩石坚硬硬、裂隙较较少处，采采用高标号号水泥砂浆浆勾缝；裂裂隙较多，不不易勾缝时时可采用水水泥砂浆抹抹面或喷水水泥砂浆；；裂缝过大大的，用浆浆砌片填塞塞。2.在洞顶有沟沟谷通过，且且沟底裂隙隙较多的部部位，确认认地表水对对隧道影响响较大的，采采用M5水泥砂浆浆片石铺砌砌沟底或注注浆封闭。铺铺砌厚度一一般不小于于20cmm，注浆封封闭视沟底底裂隙渗漏漏情况而定定。（二）洞内排水本隧道地下水的的流程为：：围岩→环向透水水软管→纵向透水水软管→横向导（泄泄）水管→隧道侧沟→洞外出水水口。根据地区降雨量量及山体岩岩体裂隙发发育情况来来设计了洞洞内排水系系统，使洞洞内形成一一个完整的的畅通的防防排水系统统。隧道侧侧沟坡度与与线路坡度度一致，并并有不小于于1‰的纵坡，侧侧沟断面要要有足够的的过水能力力，且便于于清理和检检查。为防防止侧沟淤淤塞，在边边墙泄水孔孔出水处或或侧沟适当当位置设置置沉淀井。二次衬砌背后排排水管采用用透水软管管，管外面面用玻璃纤纤维布包裹裹，具有较较好的透水水性能、柔柔度和耐久久性。透水水软管通常常与二次衬衬砌同时施施工，在二二次衬砌施施工时采取取了防护设设施，以防防水泥浆流流如而影响响衬砌质量量或堵塞排排水系统。隧道两侧设有纵纵向排水沟沟，洞内路路面横坡由由原来的2%调整为1.5%，排水沟沟顶面和路路面边缘齐齐平，每50m设一沉砂砂池。为防止路面冒水水，在施工工仰拱时，在在路面每20m设置一道道碎石盲沟沟，盲沟尺尺寸为20cmm(宽)×500cm（高）。为了不使使盲沟顶部部混凝土灰灰浆下渗堵堵塞盲沟，施施工时在盲盲沟顶部加加盖塑料防防水板，并并用竖向直直径为100的硬塑料料管穿透仰仰拱与侧沟沟连通。在在路面找平平层底纵向向每12米设置一一道横向盲盲沟，沟内内放置直径径为50的透水软软管。整个个隧道在路路面找平层层下车辆前前进方向右右侧水沟沟沟壁处设直直径为50的透水软软管，其周周围用粒径径>3厘米碎石石填筑,并在上部部沿透水管管铺PVC复合防水水板封堵水水泥浆。直径为50的透水软软管内的水水通过泄水水孔排至侧侧沟。（三）洞口排水洞顶边坡、仰坡坡以上设有有截水沟,明洞顶为为浆沏排水水沟,分别向两两侧排水。隧道东洞洞口在右洞洞口拱部开开挖进洞15米后,拱顶仰坡坡围岩下沉沉,并出现大大的三道张张拉裂缝,缝宽5～15米不等,裂缝长20米,雨季时仰仰坡积水沿沿裂隙渗进进洞内，造造成洞内渗渗漏水严重重。病害发发生后，除除对仰坡采采用锚杆挂挂网喷射混混凝土封闭闭外，还及及时对仰坡坡裂缝进行行注浆，注注浆后洞内内渗漏水大大幅度减少少。仰坡及及明洞边坡坡，采用喷喷射C20混凝土护护坡，控制制地表水的的渗透，明明洞施工应应按照甲等等防水层（三三油三毡）。明明洞回填土土表层填20cm厚粘土隔隔水层，并并设2%单向排水水坡，有效效地将明洞洞顶地表水水截至洞顶顶横向排水水沟。横向向排水沟向向西侧排水水，并通过过洞门两侧侧的40cmm×50ccm跌水井将将水引出洞洞门外排出出。5隧道施工组组织5.1施工管理理隧道施工包括修修建隧道的的施工方法法，施工技技术和施工工管理。在在隧道施工工前，应该该做好施工工准备和施施工测量放放样工作，即即应做好现现场调查研研究，核对对设计文件件和编制隧隧道施工组组织设计的的工作。隧道施工顺序为为：施工准备→洞口口排水系统统施作→洞前、洞洞口土石方方（成洞面面加固、边边仰坡防护护）→洞门、明明洞段施工工→洞身开挖挖、初期支支护→滞后开挖挖面一定距距离进行仰仰拱、铺底底和墙脚施施工→滞后一定定距离与开开挖平行作作业进行防防水层铺设设→二次衬砌→隧道贯通通二次衬砌砌完成后进进行沟槽施施工→洞内基层层、路面施施工→洞内装饰→防火涂料料施工。公路隧道施工测测量放样，应应做好洞内内施工控制制测量，隧隧道贯通误误差的定测测及调整，辅辅助可到测测量及隧道道工程竣工工测量。隧隧道施工时时应做好下下列工作：：1.对长大公公路隧道设设置的精密密三角网或或精密导线线网，应定定期对其基基准点和水水准点进行行校核；2.对隧道洞洞外的水准准点、中线线点应根据据隧道平纵纵面、隧道道长度等定定期进行复复核，洞内内控制点应应根据施工工进度设定定；3.隧道施工工测量，包包括洞外地地表控制测测量和洞内内控制测量量，其要求求应符合《公公路路线勘勘测规程》、《公公路隧道勘勘测规程》（JYJ063——85）和《公路隧道施工技术规范》（JTJ042——94）有关规定和要求；4.隧道施工工测量是隧隧道工程建建设中不可可缺少的一一环，它是是主要任务务是保证隧隧道开挖按按规定的精精度要求贯贯通，使衬衬砌结构符符合设计要要求。因为为施工单位位必须重视视控制点、基基准点、水水准点的交交接和复核核工作，规规定通过三三角网或精精密导线网网对各点进进行校核，以以确保隧道道施工精度度；5.隧道测量量一般要求求精度较高高，其桩点点必须稳定定、可靠。因因为公路隧隧道在施工工过程中很很难用其他他方法检验验结果，而而且测量的的是否正确确并达到必必要的精度度，只要在在隧道贯通通是才知道道。因此，隧隧道施工测测量必须以以规定的精精度认真、慎慎重地进行行，避免产产生严重后后果，造成成浪费和返返工。隧道施工前必须须完成的基基本设施：：（1）施工便道：隧隧道施工便便道宽度为为6.0米，拟建厚厚度为0.2米泥结碎碎石路面，采采用平行坑坑道，设于于地下水流流向的一侧侧，距离正正洞为15米，底面标标高低于隧隧道底面标标高0.3米，综坡与与正洞相同同，进口距距320国道800米，需修便便道到洞口口。隧道施工便道整整修与新建建的基本要要求：采用用浆砌片石石挡墙方案案，尽量减减少占用农农田和避免免破坏植被被。（2）隧道施工用电电、生活用用电：本公公路隧道施施工用电以以地方供电电为主，备备用发电机机为辅。即即进、出洞洞口段自10KV高压引入入，分别在在进、出洞洞口各安设设800KKV变压器一一台，施工工前进、出出洞口分别别各配120KKV发电机过过渡，同时时作为备用用电源。洞洞外低压供供电线路采采用三相四四线制架空空线，隧道道内采用电电缆线供电电，备用315KKV变压器2台，以作作为洞内增增压。（3）隧道施工用水水、生活用用水根据现场条件，本本隧道进、出出口附近水水源较丰富富，可就近近自建泵站站，采用高高压水池供供水，确保保生产生活活用水需要要。隧道施工通讯：：由于隧道施工地地区位于山山区，通讯讯设施不发发达，通讯讯采用有线线和无线对对讲机相结结合的联络络方式；隧道施工、生产产、生活用用房：生产、生活用房房均为自建建，其中，生生产房屋11200mm2，生活用用房1000m2，结构形形式为石墙墙、波形瓦瓦。拟建厕厕所一个，工工人食堂一一个，生活活区采用简简易围墙围围护。隧道进口、洞口口外挡护及及排水工程程：本隧道在进出洞洞口外均需需做好引水水、排水和和挡护设施施，防止水水害，及山山体滑坡、滚滚石危及安安全。5.2隧道施施工安排总总体布置根据该隧道的长长度、地质质条件、工工期要求等等因素，采采用双洞掘掘进。由于于洞口部位位少量为Ⅱ类围岩，其其余为Ⅲ、Ⅳ类围岩且Ⅳ类围岩总总长度为11860米米，岩石强强度较高，故故施工以爆爆破为主，以以加快施工工进度。5.3施工进度度计划安排排根据工程总工期期的要求，结结合工程实实物工程量量，本隧道道施工拟建建三个专业业队伍。每每个施工队队对机械设设备、物