跑马山二号隧道

摘要第一章工程概述1.1工程地质条件1.1.1地形地貌康定县城地处高原大雪山中段，雪山东坡的高山多为悬崖峭壁，地表破碎不堪，高差相差极大。雪山高原海拔多在4500m左右，河谷下切较浅，顶面开阔平缓、水草丰茂。隧道区位于折多山以东康定县，一般海拔标高2500m～5000m，山高坡陡，不断会受到风化雨水的侵蚀，康定县河谷一般海拔标高2450m～2650m，河谷多呈V字型，河谷内河流堆积地貌。跑马山二号公路隧道位于山岭地区，采用分离式布置，左线进口桩号为ZK322+216，出口桩号为ZK324+386，全长2170m；右线进出口桩号为YK322+156，出口桩YK324+276，全长2120m。全隧均采用1.5﹪纵坡、1.5﹪横坡。1.1.2区域稳定性隧址区跨越两个大地构造区域，造成了地壳运动的基本格局。随着青藏高原物质向西的相对运动，高原东部地区表现出地壳的开裂变形和旋转，向一侧堆挤的复杂现象，导致隧址区域内的地震活动相对较为频繁。1.1.3水文地质根据气象资料显示，本地区的年平均降水量804mm左右，降雨集中的月份为5月到9月，占全年降水量的65%～85%，基本都为大暴雨，最大的日降雨量为66mm.冬季降雨量较少，月降雨量在20mm以下。线路经过的区域水资源丰富，水源主要来自瓦斯河。瓦斯河源于折多山，是大渡河的一个支流，穿越康定县城，上游河流有2条，分别为雅拉河、折多河，在康定县城内会合流于瓦斯河内，河水的主要来源为地表降水和高山的冰雪融化而来，再流到下游会与大渡河。1.2围岩等级的确定在现行的规范中将隧道的围岩等级分为6个等级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，其中等级越小的代表围岩等级越好，Ⅰ级围岩是最好的，但根据现场条件的不同，在符合规定的条件下选用经济、合理的围岩等级，本次跑马山二号公路隧道选用的是Ⅴ级围岩。1.3隧道设计说明设计标准及遵循规范（1）本隧道采用分离式双车道单向行驶。（2）隧道设计车速为80km/h，隧道内纵向风速小于等于10m/s。（3）隧道施工图设计根据要求进行相应的优化。

第二章隧道整体设计2.1一般规定与设计原则2.1.1隧道的一般规定隧道的设计需要满足公路交通的需求，应按照《公路工程技术标准》进行隧道断面、围岩衬砌、通风和照明的进行计。2.1.2隧道设计原则（1）在地形、地貌、地质、气象和环境等调查的基础上，综合对比选隧方案的方向、路线、洞口位置等，提出最合理的方案。（2）隧道平起、比例协调，符合行车和行人要求。（3）根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等，选择合理的通风方式，确定通风、照明、监控等主要设施的布置。（4）根据公路等级、隧道长度、施工的方法和环境保护的要求，对隧道内外排水、消防通道、废渣的处理等进行全面考虑。2.2隧道横断面的设计原则隧道横断面设计原则如下所示：（1）隧道限界高度不同的公路等级有不同的隧道限界高度。（2）隧道内轮廓设计隧道内轮廓设计除了应满足隧道限界的规定外，还要满足隧道洞内外排水和装饰，并为通风、照明等设施提供安装空间。（3）公路隧道的建筑限界要给汽车足够的空间，还要满足驾驶人的舒适程度，所有需要布置的东西都不能在建筑限界内。2.3隧道建筑界限图2-1公路隧道建筑界限建筑限界高度：；修道高度：；车道宽度：；左侧向宽度：；右侧向宽度：；左顶角宽度：；右顶角宽度：；检修道左侧：；检修道右侧：；路面坡度：；隧道建筑限界净宽：10.50m2.4隧道衬砌内轮廓设计隧道的内轮廓拱部为单心半圆，侧墙为大半径圆弧，仰拱圆弧半径，仰拱与侧墙间用一个小半径圆弧连接。两车道的80km/h标准内轮廓图如图2-2图2-2隧道内轮廓线

第三章洞门设计3.1洞口地质条件隧道入口，稳定性差，偏压较大，会出现不同程度的沉降，为第四系冲击洪、残破积土层及强弱风化层，施工条件差，划分为Ⅴ类围岩。风化严重，施工过程应多注意防护。3.2洞门的设计方案3.2.1洞门的形式通过调查等手段最后决定用端墙式洞门，端墙式洞门简图如3-1。图3-1端墙式洞门简图3.2.2洞门的基本构造要求（1）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。3.2.3验算满足条件表3-1洞门墙设计参数仰坡坡率计算摩擦角容重基底摩擦系数基底控制压应力(Mpa)1：0.570250.600.801：0.7560240.500.601：150200.400.40~0.351：1.2543~45180.400.30~0.251：1.538~40170.35~0.400.25表3-2洞门墙主要验算规定墙身截面荷载效应值≤结构抗力效应值（按极限状态算）墙身截面荷效应值≤结构抗力效应值(按极限状态计算)墙身截面偏心距≤0.3倍截面厚度滑动稳定安全系数基底应力σ≤地基容许承载力倾覆稳定安全系数基底偏心距岩石地基≤B/5～B/4；土质地基≤B/63.3洞门结构设计计算3.3.1洞门计算参数边、仰坡坡度仰坡坡角，地层容重地层计算摩擦角基底摩擦系数0.4；基底控制应力3.3.2洞门建筑材料的容重和容许应力（1）端墙的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为MU100，水泥砂浆的强度为M10。（2）容许压应力，重度。3.3.3洞门各部尺寸拟定拟定洞门端墙高度：H=8m，基底埋入地基的深度为1.0m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为1.5m，洞门墙顶高出仰坡坡脚1m，墙厚1.5m，设计仰坡1：1.5。3.4洞门验算3.4.1洞门土压力计算图3-2洞门土压力计算图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：(3-1)式中：代入数值可得：故：土压力为：（3-2）（3-3）（3-4）式中：；；；；。得：得：。洞门土压力：3.4.2抗倾覆验算（3-5）；图3-3端墙计算简图由图3-3可知：墙身重量：得：（满足）3.4.3抗滑动验算（3-6）式中：；。（满足）3.4.4基底合力偏心距验算合力在中心线的右侧。计算结果满足要求。基底控制压应力，满足。3.4.5墙身截面偏心距及强度验算（1）偏心矩（3-7）式中：代入的公式：（2）应力（3-8）（满足）3.5洞口边坡锚固设计对洞口边坡进行复合式锚固，利用混凝土和钢筋箍筋进行锚固设计，使其达到施工条件。第四章衬砌内力计算（深埋）4.1基本资料跑马山二号公路隧道，围岩等级为Ⅴ级，容重为，围岩弹性抗力系数，衬砌材料为C25混凝土，弹性模量是，容重。图4-1衬砌结构断面4.2荷载确定（1）围岩的竖向均布压力为:（4-1）式中毛洞跨度（2）围岩水平均布压力:4.3衬砌几何要素4.3.1衬砌几何尺寸；；中心角：4.3.2半拱轴线长度S及分段轴长△S4.3.3各分块接缝(截面)中心几何要素（1）与竖直轴夹角闭合差（2）接缝中心点坐标

接缝中心点坐标截面XY00m0m11.5142m0.1846m22.9403m0.7235m34.1985m1.5857m45.2155m2.7220m55.9338m4.0673m66.3117m5.5446m76.3654m6.8568m86.1498m8.3139m图4-2衬砌结构坐标计算图示4.4计算位移4.4.1单位位移表4-1单位位移的计算截面积分系数1/300.00000.00001.00000.00000.00000.450.0076131.57890.00000.0000131.57891113.73840.23750.97141.51420.18460.450.0076131.578924.289464.483835184.64174227.47680.46140.88722.94030.72350.450.0076131.578995.1973368.87527390.84882341.34810.66060.75074.19851.58570.450.0076131.5789208.6447330.8478879.71614455.08640.82000.57235.21552.72200.450.0076131.5789358.1578974.90541822.82568.82480.93250.36125.93384.06730.450.0076131.5789535.17092176.73378.6214682.56320.99160.12946.31175.54460.450.0076131.5789729.55244045.0765635.762794.33820.9971-0.07566.36546.85680.450.0076131.5789902.21026186.2758122.27448103.90.9707-0.24026.14988.31390.450.0076131.57891093.9349094.85611414.31∑1008.77163380.336718021.932025791.3763单位位移计算如下：校核：4.4.2载位移—主动荷载在基本结构中引起的位移(1)每一楔块上的作用力竖向力：水平压力：自重力：式中：接缝的衬砌截面厚度。

衬砌截面外缘投影长度截面bh00m0m11.5671m0.1912m21.4769m0.5579m31.3022m0.8927m41.0529m1.1764m50.7434m1.3928m60.3914m1.5295m70.0279m1.5774m80m1.5123m图4-3衬砌截面外缘投影示意图表4-2载位移Mp截面集中力力臂00.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00001275.804614.704216.82530.72410.75150.3611-199.7101-11.0502-6.07562259.929714.704249.09430.61760.69710.5227-160.5326-10.2503-25.66163229.183014.704278.55620.47580.60300.6544-109.0453-8.8666-51.40724185.307014.7042103.52130.30680.47440.7487-56.8522-6.9757-77.50645130.836014.7042122.56420.12020.31870.8001-15.7265-4.6862-98.0636668.885114.7042134.5936-0.07330.14470.80585.0493-2.1277-108.455574.910314.7042138.8087-0.2523-0.07730.78961.23891.1366-109.603380.000014.7042133.08000.0000-0.15260.69580.00002.2439-92.5971表3-2续0.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00000.00001.51420.18460.00000.0000-216.8359290.508816.82531.42610.5389-414.2946-9.0672-836.6422565.142765.91961.25820.8622-711.0625-56.8359-1773.8597809.0299144.47581.01701.1363-822.7834-164.1679-2902.14531009.041247.99710.71831.3453-724.7942-333.6305-4079.04631154.581370.56130.37791.4773-436.3162-547.4302-5168.32661238.171505.15490.05371.3122-66.4898-662.8643-6004.90851257.785643.9636-0.21561.4571271.1784-938.3194-6762.4027(2)外荷载在基本结构中产生的内力弯矩：（4-2）轴力：（4-3）（4-4）（4-5）表4-3载位移计算表截面00.00001.00000.00000.00000.00000.00000.000010.23750.9714290.508816.825368.995816.344152.651720.46140.8872565.142765.9196260.756858.4839202.272930.66060.7507809.0299144.4758534.4452108.4580425.987240.82000.57231009.041247.9971827.4136141.9287685.484950.93250.36121154.581370.56131076.6468133.8467942.800160.99160.12941238.171505.15491227.770465.36701162.403470.9971-0.07561257.785643.96361254.1374-48.68361302.821080.9707-0.24021272.489777.04361235.2051-186.64591421.8510主动荷载产生弯矩的校核为：闭合差（3）主动荷载位移表4-4主动荷载位移计算表截面积分系数1/300.0000131.57890.00000.00000.00000.00000.000011-216.8359131.578924.289461.1846-28531.0292-5266.8269-33797.857242-836.6422131.578995.197331.7235-110084.4604-79646.1036-189730.567423-1773.8597131.5789208.64472.5857-233402.5081-370106.4249-603508.865144-2902.1453131.5789358.15783.7220-3818619759-1421286.962925-4079.0463131.5789535.17095.0673-536716.4252-2182986.8795-2719703.141446-5168.3266131.5789729.55246.5446-680042.7289-3770565643427-6004.9085131.5789902.21027.8568-790119.2550-5417689.6988-6207808.962948-6762.4027131.57891093.9349.3139-889789.5086-7397622.2352-8287410.50441∑-3196280.9765-16360365.2882-19556645.3861校核：4.4.3载位移（1）各接缝处的抗力强度接缝3，QUOTE接缝5，最大抗力值以上各截面抗力强度按下式计算：（4-6）算得：QUOTE最大抗力值以下各截面抗力强度按下式计算：（4-7）得：QUOTE各楔块上的抗力集中力R按下式近似计算：（4-8）抗力集中力与摩擦另力的合力R按下式计算：（4-9）则：（4-10）将R分解为水平与竖直两个分力：（4-11）表4-5弹性抗力及摩擦力计算表截面30.00000.00001.58260.00000.00000.00001.00000.00000.000040.54500.27251.58260.439761.69380.88040.47420.38720.208651.00000.77251.58261.246773.79510.96030.27911.19730.348060.89040.94521.58261.525486.75420.99840.05661.52310.086370.54760.7191.58031.158799.41230.9865-0.16351.1431-0.189580.00000.27381.53450.4284108.96350.9457-0.32500.4052-0.1393（5）计算单位抗力及其相应摩擦力在其基本结构中产生的内力弯矩：（4-12）轴力：（4-13）表4-6计算表截面R4=0.4398R5=1.2468R6=1.5255R7=1.1587R8=0.428540.5462-0.2402-0.240252.0711-0.91090.7273-0.9068-1.817763.5516-1.56202.2515-2.80720.8137-1.2413-5.610574.9126-2.16063.7291-4.64942.3432-3.57460.8555-0.9913-11.375986.0973-2.68165.0786-6.33203.8025-5.80072.3503-2.72331.0128-0.4340-17.9716表4-7计算表截面455.08640.82000.57230.20860.17110.38720.2216-0.0505568.82480.93250.36120.55660.51901.58450.5723-0.0533682.56320.99160.12940.64290.63753.10760.40210.2354794.33820.9971-0.07560.45340.45214.2507-0.32140.77358103.90.9707-0.24020.31410.30494.6559-1.11831.4232（6）单位抗力及相应摩擦力产生的载位移表4-8单位抗力及摩擦力产生的载位移计算表截面()积分系数1/34-0.2402131.5789358.15783.7220-31.6053-86.0295-117.634925-1.8177131.5789535.17095.0673-239.1710-972.7801-1211.951246-5.6105131.5789729.55246.5446-738.2234-4093.1537-4831.376927-11.3759131.5789902.21027.8568-1496.8284-10263.4530-11760.281448-17.9716131.57891093.9349.3139-2364.6834-19659.7443-22024.42471∑-3616.1128-24321.0144-27937.1262计算精度校核闭合差4.4.4墙底位移一个弯矩转角：荷载作用的转角：抗力及其相应摩擦力的转角：4.5解力法方程衬砌矢高：系数为：

求解方程为：4.6计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力（4-14）（4-15）表4-9主被动荷载作用下衬砌弯矩表截面00.0000517.65920.0000517.65920.0000-4.16630.0000-4.16631-216.8359517.6592139.1677439.9910.0000-4.16630.4871-3.67922-836.6422517.6592545.4377226.45470.0000-4.16631.9090-2.25733-1773.8597517.65921195.4396-60.76090.0000-4.16634.18390.01764-2902.1453517.65922052.0820-332.404-0.2402-4.16637.18202.77555-4079.0463517.65923066.2870-495.1-1.8177-4.166310.73164.74766-5168.3266517.65924180.0052-470.662-5.6105-4.166314.62944.85267-6004.9085517.65925169.2565-317.993-11.3759-4.166318.09172.54958-6762.4027517.65926267.746123.0026-17.9716-4.166321.9362-0.2017表4-10主、被动荷载作用下衬砌轴力计算表截面00.0000753.8876753.88760.00002.63852.6385152.6517732.3264784.97810.00002.56302.5632202.2729668.8491871.12200.00002.34092.34093425.9872565.9434991.93060.00001.98071.98074685.4849431.44991116.9348-0.05051.51001.45955942.8001272.30421215.1043-0.05330.95300.899761162.403497.55311259.95650.23540.34140.576871302.8210-56.99391245.82710.7735-0.19950.57481421.8510-181.08381240.76721.4232-0.63380.78944.7最大抗力值（4-16）（4-17）修正如下：（4-18）（4-19）表4-11最大抗力位移修正表截面积分系数1/3068113.0281-548.19720.00004.0673277036.1192-2229.68251157893.5318-484.10510.18463.8827224783.2159-1879.63494229796.6603-297.01310.72353.343899634.0727-993.152423-7994.85242.31581.58572.4816-19840.02575.746944-43737.3527365.19722.72201.3453-58839.8606491.299825-65144.7134624.68404.06730.00000.00000.00004∑392799.1014-3576.3132位移值为：可以得到的最大抗力是：4.8计算衬砌总内力（4-20）校核：（4-21）闭合差：式中：闭合差：表4-12衬砌总内力计算表截面Me积分系数1/30517.6592-451.97165.68828643.18110.0000753.8876286.23131040.11890.06311439.991-399.12940.8625376.5770992.5161784.9781278.04091063.01900.03842226.4547-244.878-18.4233-2424.1175-1753.8490871.1220253.94691125.0689-0.01623-60.76091.909294-58.8516-7743.6288-12279.0722991.9306214.87151206.8021-0.04944-332.404301.0935-31.3105-4119.8011-11214.09861116.9348158.33041275.2652-0.02525-495.1515.03219.9322622.630610667.02541215.104397.60181312.70610.01546-470.662526.422755.76077336.931640680.35091259.956562.572761322.52930.04227-317.993276.5764-41.4166-5449.5507-37366.47921245.827162.269011308.0961-0.0324823.0026-21.88091.1217147.59211227.06601240.767285.636161326.40340.0011∑-3466.3628-31764.05574.9内力图将内力计算结果按比例绘制弯矩图M及轴力图N图4-3衬砌结构内力图4.10衬砌验算（4-22）（4-23）（4-24）1.拱顶截面（截面0）（1）根据构造适配今筋（2）偏心距的计算（3）假定为大偏心构件偏心距增大系数。（4）在弯矩作用平面的强度验算纵向受力钢筋采用HRB335，面积，钢筋直径。箍筋选。混凝土强度等级采用，混凝土保护层厚度为，经查规范抗拉强度标准分别为，，混凝土强度值为。N作用于和中心之间时由式得解得而。且2，。为小偏心受压构件，截面承载力验算按下式计算：（4-25）左边=右边=左边<右边由于作用在钢筋与钢筋重心之间故还应满足下式：（4-26）由于，故上式显然满足2、最大轴力面（截面8）（1）根据构造配筋（2）偏心距计算（3）假定为大偏心构件偏心距增大系数。（4）在弯矩作用平面的强度验算纵向受力钢筋采用HRB335，面积，钢筋直径。箍筋选。混凝土强度等级采用,混凝土保护层厚度取，经查规范抗力强度标准值分别为，混凝土强度标准值为。，N作用于和中心之间解得而，。且，。为小偏心受压构件截面承载力验算按下式计算：（4-27）左边：右边：由于N作用在钢筋和钢筋重心之间，故还应满足下式：（4-28）由于，故上式显然满足。

第五章衬砌内力计算（浅埋）5.1围岩压力计算5.1.1围岩竖向压力（5-1）式中：隧道埋深取;侧压力系数；（5-2）其中：；侧压力系数：所以围岩竖向荷载2、水平侧压力为：5.1.2衬砌几何要素1、衬砌几何尺寸；；；5.1.3半拱轴线长度S及分段轴长△S5.1.4各分块接缝(截面)中心几何要素（1）与竖直轴夹角（2）接缝中心点坐标接缝中心点坐标截面XY00m0m11.4177m0.1706m22.7543m0.6727m33.9337m1.4776m44.8885m2.5394m55.5640m3.7973m65.9218m5.1797m75.9510m6.6127m85.7236m8.0241m图5-1接缝中心坐标示意图表5-1单位位移的计算见截面积分系数1/301.00000.550.013971.942471.94241113.72510.23730.97141.41770.17060.550.013971.942412.273382.09383998.58304227.45020.46100.88742.75430.67270.550.013971.942448.3956832.55578201.28962341.17530.65840.75273.93371.47760.550.013971.9424106.3022157.0721441.61884454.90040.81820.57504.88852.53940.550.013971.9424182.6906463.9246901.24842568.62550.93120.36455.56403.79730.550.013971.9424273.18711037.3731655.68974682.35060.99110.13315.92185.17970.550.013971.9424372.64031930.1652747.38792794.31520.9972-0.07525.95106.61270.550.013971.9424475.73383145.8854169.295148103.99160.9703-0.24185.72368.02410.550.013971.9424577.27344632.0995858.58851∑755.39523288.03220793.083028124.5443单位位移计算如下：校核：5.1.5载位移—主动荷载在基本结构中引起的位移(1)每一楔块上的作用力竖向力：水平压力：自重力：衬砌截面外缘投影长度截面bh00m0m11.4829m0.1785m21.3982m0.5252m31.2337m0.8420m40.9987m1.1106m50.7067m1.3159m60.3743m1.4459m70.0308m1.4903m80m1.4572m图5-2衬砌外缘投影示意图表5-2载位移Mp截面集中力力臂-Qa-Ga-EaQGE01673.618918.105936.42050.67090.70370.4008-451.9309-12.7411-14.597342635.143318.1059107.16000.55660.65330.5486-353.5208-11.8286-58.787983560.417818.1059171.79870.41050.56560.6650-230.0515-10.2407-114.24614453.667318.1059226.60290.24110.44550.7434-109.3792-8.0662-168.45665321.024018.1059268.49160.05780.30010.7793-18.5552-5.4336-209.23556170.028718.1059295.0164-0.12880.13750.770821.8997-2.4896-227.3986713.991118.1059304.0756-0.2984-0.02350.72504.17490.4255-220.454880.000018.1059297.32200.0000-0.14350.65710.00002.5982-195.3703续上表1.41770.1706-479.2693691.724836.42051.33660.5021-924.559-18.2867-1846.25241344.9740143.58051.17940.8049-1586.26-115.5679-3902.61861923.4977315.37920.95481.0618-1836.56-334.8696-6359.95022395.2709541.98210.67551.2579-1618.01-681.7593-8892.94382734.4008810.47370.35781.3824-978.369-1120.3988-11199.70012922.53541105.49010.02921.433-1.8518-1584.1673-13085.05982954.63241409.5657-0.22741.4114671.8834-1989.4610-14595.4095(2)外荷载在基本结构中产生的内力弯矩：（5-3）轴力：（5-4）式中相邻两接缝中心点的坐标增值，按照下式进行计算:（5-5）（5-6）表5-3载位移计算表截面01.00010.23730.9714691.724836.4205164.146335.3789128.767420.46100.88741344.9740143.5805620.0330127.4133492.619730.65840.75271923.4977315.37921266.4309237.38591029.04540.81820.57502395.2709541.98211959.8107311.63971648.17150.93120.36452734.4008810.47372546.2740295.41772250.856360.99110.13312922.53541105.49012896.5248147.14072749.384170.9972-0.07522954.63241409.56572946.3594-105.99933052.358780.9703-0.24182972.73831706.88772884.4480-412.72543297.1734基本结构中，主动荷载产生弯矩的校核为：闭合差（3）主动荷载位移表5-4主动荷载位移计算表截面积分系数1/3071.94241.000011-479.269371.942412.273381.1706-34479.7837-5882.2542-40362.034842-1846.252471.942448.395681.6727-132823.8287-89350.6403-222174.418223-3902.618671.9424106.30222.4776-280763.7484-414856.9429-695620.263044-6359.950271.9424182.69063.5394-4575501180-1619452.757625-8892.943871.9424273.18714.7973-639779.7200-2429437.5272-3069215.250946-11199.700171.9424372.64036.1797-805733.3045-4173459.6052-4979190.101727-13085.059871.9424475.73387.6127-941370.6062-6225005.2219-7166372.013548-14595.409571.9424577.273497884-8425541.6665-9475564.78951∑-3809272.8835-18525232.06-22334492.53校核：5.1.6载位移（1）各接缝处的抗力强度接缝3，QUOTE接缝5，（5-7）得：QUOTE最大抗力值以下各截面抗力强度按下式计算：（5-8）算得：QUOTE（2）各楔块上的抗力集中力R按下式近似计算：（5-9）（3）抗力集中力与摩擦另力的合力R（4）按下式计算：（5-10）（5）则：（5-11）将R分解为水平与竖直两个分力：（5-12）表5-5弹性抗力及摩擦力计算表截面σR31.497240.54400.2721.49720.415361.62310.87980.47530.36540.197451.00000.7721.49721.178773.56700.95920.28291.13060.333560.89170.94591.49721.444286.60420.99820.05921.44160.085570.55330.72251.49341.100399.97850.9849-0.17331.0837-0.190780.27671.47770.4170108.84720.9464-0.32300.3946-0.1347（6）计算单位抗力及其相应摩擦力在其基本结构中产生的内力弯矩：（5-13）轴力：（5-14）表5-6计算表截面R4=0.4153R5=1.1787R6=1.4442R7=1.1003R8=0.417040.5263-0.2186-0.218651.9541-0.81150.7101-0.8370-1.642263.3404-1.38732.1372-2.51910.7723-1.1154-5.021874.6151-1.91673.5186-4.14742.2072-3.18760.8233-0.9059-10.157385.7488-2.38754.8080-5.66723.6026-5.20292.2528-2.47880.9986-0.4164-16.1528表5-7计算表截面454.90040.81820.57500.19740.16150.36540.2101-0.0486568.62550.93120.36450.53090.49441.4960.5453-0.0509682.35060.99110.13310.61640.61092.93760.39100.2199794.31520.9972-0.07520.42570.42454.0213-0.30240.72698103.99160.9703-0.24180.2910.28244.4159-1.06781.3502（7）单位抗力及相应摩擦力产生的载位移表5-8单位抗力及摩擦力产生的载位移计算表截面()积分系数1/34-0.218671.9424182.69063.5394-15.7266-39.9362-55.662825-1.642271.9424273.18714.7973-118.1438-448.6279-566.771346-5.021871.9424372.64036.1797-361.2803-1871.3251-2232.604127-10.157371.9424475.73387.6127-730.7405-4832.1709-5562.908548-16.152871.9424577.27349.0241-1162.0712-9324.5818-10486.64671∑-1770.5407-11423.4332-13193.9666计算精度校核闭合差5.1.7墙底位移单位弯矩作用下的转角：主动荷载作用下的转角：单位抗力及其相应摩擦力作用下的转角：5.2解力法方程衬砌矢高：计算力法方程的系数为：

求解方程为：5.3计算主动荷载和被动荷载分别产生的衬砌内力（5-15）（5-16）表5-9主、被动荷载作用下衬砌弯矩计算表截面01154.11251154.1130-3.7398-3.73981-479.26931154.1125286.8192961.6624-3.73980.4212-3.31852-1846.25241154.11251130.9690438.8291-3.73981.6610-2.07873-3902.61861154.11252484.1970-264.3090-3.73983.6486-0.09164-6359.95021154.11254269.3360-936.5020-0.2186-3.73986.27052.31215-8892.94381154.11256384.1650-1354.6700-1.6422-3.73989.376673.99466-11199.70011154.11258708.3080-1337.2800-5.0218-3.739812.79024.02867-13085.05981154.112511117.5200-813.4270-10.1573-3.739816.32872.43168-14595.40951154.112513490.420049.1230-16.1528-3.739819.8139-0.0786表5-10主、被动荷载作用下衬砌轴力计算表截面01681.2381681.2382.46932.46931128.76741633.1551761.9222.39872.39872492.61971491.9311984.5512.19132.191331029.0451265.4682294.5131.85861.858641648.171966.71192614.883-0.04861.41981.371252250.8563612.81132863.668-0.05090.90010.849262749.3841223.77282973.1570.21990.32870.548673052.3587-126.4292925.930.7269-0.18570.541283297.1734-406.5232890.651.3502-0.59710.75315.4最大抗力值求解（5-17）（5-18）修正如下：（5-19）（5-20）表5-11最大抗力位移修正计算表截面积分系数1/3083029.6600-269.05010.00003.7973315288.5-1021.661169184.3000-238.74320.17063.6267250910.7-865.8524231570.4200-149.54630.67273.124698644.93-467.27423-19015.2315-6.558261.47762.3197-44109.1-15.213244-67374.2263166.34092.53941.2579-84750209.240225-97458.2255287.38633.79730.00000.00000.00004∑390094.9-1687.33位移值为：则可得最大抗力：5.5计算衬砌总内力按下式进行计算：（5-21）（5-22）闭合差：闭合差：表5-12衬砌总内力计算表截面积分系数1/301154.1130-842.223311.889822438.13211681.238556.09972237.33770.139411961.6624-747.353214.309315417.93562630.29801761.922540.20022302.12220.093042438.8291-468.134-29.3054-2108.3154-1418.25421984.551493.49262478.0436-0.011823-264.3090-20.5297-284.8387-20492.3251-30278.95352294.513418.56682713.0798-0.104944-936.5020520.7064-415.7956-29913.3235-75961.93422614.883308.80162923.6846-0.142225-1354.6742899.6219-455.0481-32737.3566-124313.23122863.668191.24443054.9124-0.148946-1337.2823907.2692-430.0108-30936.5640-160239.4322973.157123.54773096.7047-0.138827-813.4270547.6185-265.8085-19122.9231-126454.12925.93121.88123047.8112-0.08724849.1230-17.721431.40162259.106318127.33552890.65169.60223060.25220.01021∑-109651.63-523591.625.6内力图将内力计算结果按比例绘制弯矩图M及轴力图N图5-3衬砌结构内力图5.7衬砌验算（5-23）（5-24）（5-25）1.拱顶截面（截面0）（1）根据构造适配今筋（2）偏心距的计算（3）在弯矩作用平面的强度验算纵向受力钢筋采用HRB335，面积，钢筋直径。箍筋选。混凝土强度等级采用，混凝土保护层厚度取，经查规范抗拉强度标准分别为，，混凝土强度值为.N作用于和中心之间时由式得解得而。且，。为小偏心受压构件截面承载力验算按下式计算：（5-26）左边=右边=左边<右边由于作用在钢筋与钢筋重心之间故还应满足下式：（5-27）由于，故上式显然满足2、最大轴力面（截面8）（1）根据构造配筋其中：b为截面宽度，d为截面宽度（2）偏心距计算（3）在弯矩作用平面的强度验算纵向受力钢筋采用HRB335，面积，钢筋直径25mm。箍筋选10mm。混凝土强度等级采用C25,混凝土保护层厚度取50mm，经查规范抗力强度标准值分别为，混凝土强度标准值为。，N作用于和中心之间解得而，。且，。为小偏心受压构件截面承载力验算按下式计算：（5-28）左边：右边：由于N作用在钢筋和钢筋重心之间，故还应满足下式：（5-29）由于，故上式显然满足。

第六章通风计算6.1隧道需风量计算道路等级:高速公路，分离式双向4车道（计算单洞）设计交通量：近期：14100辆/日，远期25100辆/日，高峰小时交通量按日交通量的14％计算;6.1.1CO排放量计算（1）取CO基准排放量为：近期远期（2）考虑CO的车况系数为：（3）依据规范，分别考虑工况车速80km/h，60km/h，40km/h，20km/h，10km/h(阻滞)。不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数如下表表6-1速度修正系数和车密度修正系数工况车速（km/h）80604020101.00001.00001.00000.80000.80000.75001.00001.50003.00006.0000（4）CO的海拔高度修正系数：相对海拔高度：H=（2560+2521.6）/2=2540.8m，（5）CO的车型系数如下表：表6-2CO的车型系数车型各种柴油车汽油车小客车旅行车、轻型货车中型货车大型货车、拖挂车1.00001.00002.50005.00007.0000（6）交通量分解：（上下行交通量不均衡系数1.1）表6-3车辆折算系数汽车代表车型车辆折算系数说明小客车119座的客车和载质量2t的货车中型车1.5>19座的客车和载质量>2t7t的货车大型车214t载质量>7t，货车拖挂车3载质量>14t，货车单洞高峰小时交通量为：近期：远期：计算各情况下全隧道的CO排放量：同样可以计算其他各工况车速下CO排放量如表所示：表6-4各工况车速下CO排放量工况车速8060402010近期CO排放量2.63253.515.26518.424116.8481远期CO排放量4.03015.37348.060112.896125.79236.1.2稀释CO所需需风量（1）根据规范。取CO设计浓度为：（2）隧道内平均气温：,换算为绝对温度（3）隧址大气压无实测值，按下式计算计算可得：（4）稀释CO的需风量：（以工况车速为10Km/h）表6-5稀释CO的需风量工况车速8060402010近期稀释CO需风量138.1867184.2489276.3786442.2026884.4001远期稀释CO需风量211.5503282.0636423.0953676.94941353.90426.1.3烟雾排放量计算（1）取烟雾的基准排放量为：近期：远期：（2）考虑烟雾的车况系数为：（3）速度修正速度和车密度修正系数如下表：表6-6速度修正速度和车密度修正系数工况车速80604020100.70.650.630.450.450.7511.536（4）柴油车交通量（如CO）平均海拔高度：H=（2560+2521.6）/2=2540.8m，考虑烟雾的车型系数如下表：表6-7车型系数柴油车轻型货车中型货车重型货车、大型客车、拖挂车集装箱车0.41.01.534计算各工况下全隧道的烟雾排放量：同样可以计算其他各工况车速下烟雾排放量如表所示：表6-8各工况车速下烟雾排放量（单位：）工况车速8060402010烟雾排放量（近期）1.17711.452.113.02676.0534烟雾排放量（远期）1.79822.223.234.62399.24786.1.4稀释烟雾所需需风量（1）烟雾浓度设计值为，则烟雾稀释系数为（2）烟雾稀释的需风量为：表6-9稀释烟雾的需风量单位工况车速8060402010烟雾稀释需风量（近期）168.1571207.1429301.4286432.3857864.7714烟雾稀释需风量（远期）256.8857317.1429461.4286660.55711321.1146.1.5稀释空气内异味的需风量每小时换气5次：6.1.6考虑火灾时排烟的需风量6.1.7结论表6-10不同工况车速下各自的最大需风量工况车速（Km/h）8060402010CO近期138.1867184.2489276.3786442.2026884.4001远期211.5503282.0636423.0953676.94941353.9042烟雾近期168.1571207.1429301.4286432.3857864.7714远期256.8857317.1429461.4286660.55711321.114稀释空气内异味256.0901256.0901256.0901256.0901256.0901考虑火灾需风量254.91254.91254.91254.91254.91最终确定近期需风量256.0901256.0901301.4286432.3857884.4001最终确定远期需风量256.8857317.1429461.4286676.94941353.90426.2单向交通隧道射流风机纵向通风计算6.2.1计算条件隧道设计风速：表6-11不同工况车速下需风量和设计风速车速（m/s）22.2216.6711.115.562.78近期需风量（）256.0901256.0901301.4286432.3857884.4001远期需风量（）256.8857317.1429461.4286676.94941353.9042近期设计风速（m/s）3.01393.01393.54755.088710.4084远期设计风速（m/s）3.02333.73245.43057.966915.93396.2.2隧道内所需升压力（1）空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出入口损失为：（2）隧道两洞口的等效压差。由于无实测资料，引起隧道自然风流的洞口的等效压差取（3）交通风产生的风压力为：（6-1）汽车等效抗阻面积：隧道内车辆数：近期：远期：则近期：远期：所需的升压力为：近期：远期：6.2.31120型射流风机所需台数射流风机每台的升压力计算：（6-2）表6-12各工况车速下的所需风机台数车速km/h8060402010近期（pa）-151.0127-77.7716-4.0208104.4831162.5785远期（pa）-302.0618-147.8223-4.255787.2723-353.9237风机台数（近期）11--风机台数（远期）10--根据公式由之前表中查的，根据公式，得根据公式（6-3）取近期远期再根据公式（）得：近期：远期：1120型射流风机每台的升压力：（6-4）由于：则，近期：远期：所需风机台数：近期：远期：第七章照明计算7.2照明基本参数接近段长度，洞外亮度入口段亮度：入口段平均照度：入口段长度：路面平均照度公式为：过渡段Ⅰ的亮度：平均照度：长度：过渡段Ⅱ的亮度：平均照度：长度：过渡段Ⅲ的亮度：平均照度：长度：中间段亮度：出口段亮度取中间段亮度的5倍，即：，长度取60m。7.3灯具布置基本段取中间段布灯间距：取，，（100w高压钠灯）加强段：入口段的布灯间距：（400w高压钠灯）过渡段Ⅰ的布灯间距：（250w高压钠灯）过渡段Ⅱ的布灯间距：（150w高压钠灯）过渡段Ⅲ的布灯间距：（100w高压钠灯）出口端的布灯间距：（150w高压钠灯）7.4基本资料（远期）隧道设计车速80km/h，双车道单向交通，水凝混凝土路面，纵坡-1.5%，设计交通量1933辆/小时，隧道内路面宽度W=8.75m，灯具安置高5.5米，双侧对称布置。7.5照明基本参数接近段长度，洞外亮度入口段亮度：入口段平均照度：入口段长度：路面平均照度公式为：过渡段Ⅰ的亮度：平均照度：长度：过渡段Ⅱ的亮度：平均照度：长度：过渡段Ⅲ的亮度：平均照度：长度：中间段亮度：出口段亮度取中间段亮度的5倍，即：，长度取60m。7.6灯具布置（远期）基本段取中间段布灯间距：取，，（100w高压钠灯）加强段：入口段的布灯间距：（400w高压钠灯）过渡段Ⅰ的布灯间距：（250w高压钠灯）过渡段Ⅱ的布灯间距：（150w高压钠灯）过渡段Ⅲ的布灯间距：（100w高压钠灯）出口端的布灯间距：（150w高压钠灯）7.8调光表7-1白天调光分级亮度调光Ⅰ晴天L20（S）开所有灯Ⅱ多云天0.5L20（S）开一半的灯Ⅲ阴天0.25L20（S）开1/4的灯表7-2夜间调光分级亮度调光Ⅰ交通量较大与Lin相同开所有基本照明灯Ⅱ交通量较小0.5Lin但不小于1cd/m2开一半的基本照明灯第八章施工组织设计8.1工程概况公路等级：高速公路；设计时速：80km/h；围岩等级：Ⅴ级围岩；隧道类型：曲墙拱隧道；支护形式：复合式衬砌；洞门类型：端墙式洞门；8.2预定目标承诺质量目标：符合《公路工程质量检验评定标准》，保证各项指标的达标率安全目标：减少和避免人员的伤亡率环境保护目标：减少在施工过程过程中的环境的污染，及时清理使用过的施工废料8.3编制说明（1）根据现场的地质勘察报告，进行水文地质交通情况等的进行调查（2）根据国家的相关规定，从设计规范、施工过程、技术要求等。（3）《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)8.4工程施工总体部署8.4.1施工原则（1）根据现有的初步设计进行施工组织的编制（2）采用新技术、新材料、新工艺、新设备，保证质量安全（3）减少对环境的危害，追求可持续发展（4）满足施工的工期、施工的安全、环境的保护和工程质量的要求8.5工程质量和工期的保证原则8.5.1质量保证原则在施工过程中进行控制和管理。建立健全质量保证体系，明确工程质量方针，、采取有效的的质量保证措施，用心组织、用心施工，保证质量的达标、力争国优。对材料的检测。对水泥、钢筋等进行有效期限和合格证的检测，严格要求质量符合要求，对砂、石等进行强度测试，同样严格要求符合设计要求。在施工过程中的检查。对水泥、砂、石的比例的进行检查，及配合比和坍落度的实验检测，并记录在施工过程表中，以确保达到规定要求。在钢筋绑扎和混凝土浇筑的过程进行严格的审查和监督。严格把关模板的质量，从设计、加工、安装、拆模等方面严格控制，为混凝土施工打好基础。施工过程中，按实验检测规定的方法和工的要求使用对应的仪器进行检测，用检测出的数据进行指导施工和质量评定，有情况立即上报。8.5.2工期保证原则根据本工程的工期要求，使用网络计划技术，采取动态管理，科学组织施工，合理配置资源，使各项分部工程施工施工有序，充分利用资源，保证施工的总体进度，从而保证工程的顺利完成。优化资源配置。优先保证人力、物资、设备的高效利用。精心组织，精密安排，保证材料设备的进场不影响施工进度。保证在节假日内的工程进度，认真安排后续工作。8.6环保原则充分了解隧道周边情况