高速公路隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　XX高速公路XX隧道初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)為蘭州至海口高速公路甘川界至XX段G7合同段XX到XX處的XX隧道左線主體的初步設(shè)計(jì)，全長(zhǎng)1165.5m。起止樁號(hào)ZK20+230至ZK21+396，設(shè)計(jì)速度80km/h。</p><p>　　本次任務(wù)主要內(nèi)容包括有隧道平面

2、設(shè)計(jì)、隧道縱斷面設(shè)計(jì)、隧道橫斷面設(shè)計(jì)、隧道洞門設(shè)計(jì)、隧道初期支護(hù)設(shè)計(jì)、隧道二次襯砌設(shè)計(jì)、隧道防排水設(shè)計(jì)、隧道施工方法確定、隧道施工組織設(shè)計(jì)、工程數(shù)量計(jì)算等部分。隧道的線性設(shè)計(jì)主要依靠的是線路勘察時(shí)所取得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計(jì)；洞門設(shè)計(jì)依靠地質(zhì)情況進(jìn)行比選；初期支護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)公路隧道規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)；二次襯砌設(shè)計(jì)時(shí)使用結(jié)構(gòu)-荷載模型進(jìn)行計(jì)算，用有限元分析法得出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，繪出結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和配筋，最后確定襯砌結(jié)構(gòu)的具體

3、參數(shù)；防排水設(shè)計(jì)和施工方法是使用工程類比法進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)包括隧道設(shè)計(jì)時(shí)的各個(gè)方面，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，具體施工還需要更加詳細(xì)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：有限元分析法；公路隧道；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；隧道施工； </p><p>　　Preliminary design of  XX tunnel&#

4、160;in XX expressway</p><p>　　Abstract：This design for Lanzhou to Haikou highway Gan-Chuan Part to Yaodu to Guangyuan section of the G7 contract section Qi Ma tunnels of the left line design, the tota

5、l length of 1165.5m. Start-stop pile NO. ZK20+230 to ZK21+396. Design speed of 80 km/h.</p><p>　　The mission graphic design main content includes Tunnel plane design, profile design, cross-sectional design,

6、tunnels burrows, tunnel primary support, secondary tunnel lining design and tunnel waterproof and drainage design and tunnel construction methods and tunnel construction organization design, engineering quantity calculat

7、ion, etc. Linear design of tunnel mainly depends on the route survey and the data obtained, to plane, profile, cross-sectional design; Tunnel exit and entrance design rel</p><p>　　This design including all a

8、spects of the tunnel design, to the preliminary design of each part, the specific construction also need more detailed design.</p><p>　　Keywords: The finite element analysis ； Highway tunnel; </p>

9、<p>　　Structure design; The tunnel construction; </p><p><b>　　第1章 前言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)原則</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　?。?）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B

10、01-2003）</p><p>　　（2）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70-2004） </p><p>　?。?）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ042－94）</p><p>　?。?）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108－2008）</p><p>　?。?）《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB 50086－2001）<

11、;/p><p>　?。?）交通部2007年7月3日頒發(fā)的《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》（交公路發(fā)〔2007〕358號(hào)）</p><p>　?。?）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064－98）</p><p>　　（8）《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》（公路工程部分）</p><p>　?。?）《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》(JTJ076-95

12、)</p><p>　?。?0）《XX隧道工程地質(zhì)詳勘報(bào)告》（2009年6月）</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　?。?）公路等級(jí)：雙向四車道高速公路</p><p>　　（2）隧道設(shè)計(jì)速度：80km/h</p><p>　　（3）隧道建筑限界基本標(biāo)準(zhǔn)見表1-1： </p>&l

13、t;p>　?。?）隧道路面橫坡：?jiǎn)蜗蚱?% (直線段) ,超高不大于±4%。</p><p>　?。?）隧道內(nèi)最大縱坡：±3%；最小縱坡：±0.3%。</p><p>　?。?）洞內(nèi)路面設(shè)計(jì)荷載：公路－I級(jí)。</p><p>　?。?） 隧道防水等級(jí)：一級(jí)；二次襯砌砼抗?jié)B等級(jí)不小于S6。</p><p>　

14、　（8）本隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)方式采用全縱向射流通風(fēng)方式。</p><p>　　表1-1 隧道建筑限界基本標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　1.1.3 設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）隧道設(shè)計(jì)遵循充分發(fā)揮隧道功能，安全、經(jīng)濟(jì)的基本原則。設(shè)計(jì)中有完整的勘測(cè)、調(diào)查資料，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、氣象、地震和交通量及其構(gòu)成，以及營(yíng)運(yùn)和施工條件，進(jìn)行了多方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保比較，使

15、隧道設(shè)計(jì)符合安全實(shí)用、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求。</p><p>　?。?）隧道主體結(jié)構(gòu)按永久性建筑設(shè)計(jì)，具有規(guī)定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性；加強(qiáng)了隧道支護(hù)襯砌、防排水、路面等主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與照明、供配電、消防、交通監(jiān)控等營(yíng)運(yùn)設(shè)施設(shè)計(jì)之間的協(xié)調(diào)，形成合理的綜合設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）隧道設(shè)計(jì)體現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的思想，制定地質(zhì)觀察和監(jiān)控量測(cè)的總體方案。</p>

16、<p>　?。?）隧道設(shè)計(jì)貫徹國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，積極慎重地采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝。</p><p>　　（5）隧道設(shè)計(jì)符合國(guó)家有關(guān)國(guó)土管理、環(huán)境保護(hù)、水土保持等法規(guī)的要求。注意節(jié)約用地，保護(hù)農(nóng)田及水利設(shè)施，盡量保護(hù)原有植被，妥善處理?xiàng)壴臀鬯?lt;/p><p>　　1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)</p><p>　　1.2.1 工程概況&l

17、t;/p><p>　　隧道位于XX市XX縣XX鄉(xiāng)曹家溝右岸。隧址右側(cè)有XX～XX鄉(xiāng)碎石公路，進(jìn)口坡腳有大圓壩～XX鄉(xiāng)碎石路，出口位于XX溝右岸，無路相通，交通不便。</p><p>　　隧址區(qū)在區(qū)域上屬構(gòu)造剝蝕、侵蝕中山，區(qū)內(nèi)山勢(shì)陡峻，溝谷縱橫，呈現(xiàn)嶺谷相間的自然景觀，總體上看，山嶺走向?yàn)楸睎|—南西向。隧道穿越一北東—南西向山脊，脊頂較窄，兩側(cè)斜坡寬厚，坡度陡緩不均，變化較大，橫向溪溝較發(fā)育，

18、山脊北西坡為順層坡，坡度10～35°，局部為陡坎，大部墾為旱地，植被零星分布；南東坡為逆層坡，較陡，坡角20～50°，局部為陡崖，較緩處墾為旱地，大部地段植被較茂密，主要為喬灌木。河（溝）谷有少量侵蝕堆積地貌發(fā)育。隧址左側(cè)最高峰海拔為1097m，最低點(diǎn)高程為577.2m間，相對(duì)高差約519.8米。</p><p>　　1.2.2 地層巖性</p><p>　　場(chǎng)地內(nèi)經(jīng)地

19、調(diào)及鉆探揭露地層為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層（Q4del）、人工填土層（Q4me）、近代河流沖積層 （Q4-2al）、坡洪積層（Q4dl+pl）、崩坡積層（Q4c+dl）及古生界志留系黃坪組一段（Shn1）、元古界震旦系元吉組（Zy）、元古界震旦系胡家寨組(Zh)，現(xiàn)分述如下：</p><p>　?。?) 人工填土層（Q4me）</p><p>　　由粘土、塊石、砂卵石及磚瓦碎塊混雜組成，松散

20、，潮濕，分布于隧道進(jìn)口下簡(jiǎn)易公路至河邊的民居分布區(qū)，鉆探揭露厚度1.6～5.0m。</p><p>　?。?) 滑坡堆積層（ Q4del）</p><p>　　由覆蓋層失穩(wěn)而成。為粘土和塊石組成，松散，潮濕，零星分布于隧道左側(cè)簡(jiǎn)易公路內(nèi)邊坡，厚度4～8m。</p><p>　?。?) 近代河流沖積層（Q4-2al）</p><p>　　砂質(zhì)粉

21、土：黃灰色，成份以粉粒為主，含30%粉細(xì)砂及少量粘粒，潮濕，松散。</p><p>　　卵石：灰色，石質(zhì)成份為白云巖、千枚巖、石英等，呈次棱角～次園狀，軟巖風(fēng)化較強(qiáng)，粒組：Φ＞200mm占5%，200～60mm占30%，60～20mm占40%，20～2mm占10%，余為砂及少量粉粘粒，松散～中密，潮濕～飽和，透水性好。厚6.27～11.3m。</p><p>　　Q4-2al分布于進(jìn)口處的

22、方石河河床，厚8～13m。</p><p>　?。?) 坡洪積層（Q4dl+pl）</p><p>　　漂(塊)石：灰～灰褐色，石質(zhì)成分以石英千枚巖及凝灰質(zhì)千枚巖為主，少量含礫千枚巖，強(qiáng)～中風(fēng)化，次棱角～次圓狀，粒組：Φ＞200mm占55%，200～60mm占15%，60～20mm占15%，20～2mm占5%，余為砂及少量粉粘粒，松散，潮濕～飽和，結(jié)構(gòu)不均，局部漂（塊）石集中。沿曹家溝溝床

23、分布。</p><p>　　（5) 崩坡積層（Q4c+dl）</p><p>　　塊石：棕褐色，塊石成份：進(jìn)口附近為白云巖，少量千枚巖，其余地段為千枚巖，棱角狀，軟巖風(fēng)化強(qiáng)，粒組：Φ＞200mm約55％，100～60mm占20%，60～20mm占10%，余為粘土、角礫充填，松散～稍密，潮濕，局部粘粒富集。主要分布于進(jìn)口斜坡及部分洞頂坳溝地帶。鉆探揭露厚度1.4～4.2m。</p>

24、;<p>　　碎石：灰褐色，石質(zhì)成分為千枚巖，少量石英，棱角狀，風(fēng)化強(qiáng)，粒組：Φ＞200mm約10％，200～60mm占40%，60～20mm占20%，余為角礫、粘土充填，松散～稍密，潮濕，主要分布于出口外斜坡地帶，一般厚度<5m。</p><p>　　角礫：灰黃～灰褐色，石質(zhì)成分為千枚巖，風(fēng)化強(qiáng)，上部手捏呈土狀，角礫含量約75%，余為粘粒充填，稍密～中密，透水性較差。分布于洞頂北西坡。厚度約

25、1.0～20m。</p><p>　　（6) 古生界志留系黃坪組一段（Shn1）</p><p>　　主要由絹云千枚巖、砂質(zhì)千枚巖組成，分布于進(jìn)口外北側(cè)，構(gòu)成XX斷層的上盤，出露于陡坡、陡坎或臥于松散堆積層之下，厚度〉300m。</p><p>　　砂質(zhì)千枚巖：灰～深灰色，礦物成分以絹云母、石英為主，少量綠泥石，變余粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，具弱絲絹光澤，結(jié)構(gòu)不

26、均，片理面絹云母集中，局部有彎曲變化，巖石強(qiáng)度較低。 </p><p>　　絹云千枚巖：灰黃色～灰色～深灰色，礦物成份以絹云母為主，少量石英，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造。片理較為發(fā)育，片理面具絲絹光澤，不均勻分布銹色鐵質(zhì)變斑晶。局部見石英布丁或石英細(xì)脈。</p><p>　　巖體受構(gòu)造作用影響較強(qiáng)烈，巖層因剪切變形常形成劈理發(fā)育帶，并伴有巖層揉皺現(xiàn)象，片理面傾角多變化在40～60°

27、間，強(qiáng)風(fēng)化帶片理面有水銹色，中～微風(fēng)化帶巖石錘擊易沿片理開裂，較新鮮，呈深灰色。</p><p>　?。?) 元古界震旦系元吉組（Zy）</p><p>　　隧址區(qū)主要由白云巖、鈣質(zhì)千枚巖構(gòu)成，分布于隧道進(jìn)口端洞門前后，厚約120m。與上覆古生界志留系黃坪組一段（Shn1）地層呈斷層接觸。</p><p>　　白云巖：灰色，礦物成份為白云石、硅質(zhì)等，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層

28、（塊狀）構(gòu)造，XX斷層影響巖體含石英脈較多，寬1～10mm，寬者＞5cm，節(jié)理較發(fā)育，地表可見溶隙、溶槽，據(jù)鉆探揭露，巖石偶有小溶孔（坑），質(zhì)硬。該地層分布不連續(xù)，斷續(xù)出露于大圓壩兩側(cè)斜坡較高地帶。</p><p>　　鈣質(zhì)千枚巖：灰白色，風(fēng)化后呈棕紅（黃）色，礦物成份為方解石、絹云母，少量綠泥石，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，片理明顯，巖石沿片理方向強(qiáng)度較低，結(jié)構(gòu)不均，片理面上絹云母集中，局部段有輕微溶蝕現(xiàn)象。&l

29、t;/p><p>　　（8) 元古界震旦系胡家寨組(Zh)</p><p>　　由凝灰質(zhì)千枚巖、石英千枚巖局部夾含礫千枚巖組成，與上覆元古界震旦系元吉組（Zy）地層呈假整合接觸，接觸帶局部可見韌性剪切特征，含石英細(xì)脈、布丁，片理發(fā)育，有小撓曲，巖體破碎。分布于隧道洞身及出口段，是隧道穿越的主要巖性，厚〉1000m。</p><p>　　凝灰質(zhì)千枚巖：灰色～灰白色，礦物成

30、分以絹云母為主，石英少量，含凝灰質(zhì)，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，微具絲絹光澤，結(jié)構(gòu)不均，巖體受構(gòu)造擠壓嚴(yán)重，片理發(fā)育，巖體中局部夾石英脈，巖質(zhì)軟。</p><p>　　石英千枚巖：灰色～淺灰綠色，礦物成分為石英，少量絹云母、綠泥石，粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，微具絲絹光澤，結(jié)構(gòu)不均，局部石英布丁體發(fā)育，巖質(zhì)較硬。</p><p>　　含礫千枚巖：灰色，礫石成分主要為花崗巖，次為脈石英及少量

31、火山巖，呈次圓狀，礫徑一般2×4cm，最大3×15cm，層厚約20～50m，夾于石英千枚巖中。</p><p>　　1.2.3 氣象及水文條件</p><p>　　場(chǎng)地內(nèi)地下水類型主要有：松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水。</p><p>　　松散堆積層孔隙水主要賦存于淺表松散堆積層中，接受大氣降水、農(nóng)田灌溉用水、河水的補(bǔ)給，向河（溝）谷低洼

32、地帶及下游排泄。在斜坡地帶，孔隙水主要賦存于塊、碎石土中，透水性較好，富水性弱，分布不廣，水量不豐，厚度不大，年動(dòng)態(tài)受季節(jié)控制明顯，局部具上層滯水特點(diǎn)。在河谷地帶，孔隙水主要賦存于砂卵石層中，透水性較好，富水性好，具分布較廣，水量較豐，厚度較大，年動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定的特點(diǎn)。</p><p>　　基巖裂隙水賦存于Shn層、Zy層、Zh層的風(fēng)化裂隙、劈理密集帶、韌性剪切帶、不同巖性接觸帶中，接受上覆松散堆積層孔隙水、鄰近場(chǎng)地

33、地下水及大氣降水的補(bǔ)給，向進(jìn)出口兩側(cè)及右側(cè)的河谷中排泄，因巖石為千枚巖，中風(fēng)化帶裂隙不甚發(fā)育，巖石間孔、裂隙連通性較差，因此基巖裂隙水貧乏。</p><p>　　巖溶水賦存于進(jìn)口斜坡處的白云巖，厚度薄，分布面積有限，溶蝕現(xiàn)象輕微，巖體雖有節(jié)理發(fā)育，因受分布面積、厚度的限制，賦水性不豐，但在隧道進(jìn)口左側(cè)沖溝左岸陡坡處有一裂隙泉出露，流量0.2L/S，出露高程623m左右，該泉可能與沖溝上游溝水有聯(lián)系。</p&

34、gt;<p>　　總之，基巖裂隙水、巖溶水具有與降水關(guān)系密切，年動(dòng)態(tài)變幅大的特征。</p><p>　　場(chǎng)地屬Ⅱ類環(huán)境，對(duì)場(chǎng)地地下水取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，結(jié)果判定，場(chǎng)地水化學(xué)類型為HCO3－Ca型，礦化度小于500mg /L，場(chǎng)地環(huán)境水對(duì)混凝土無結(jié)晶、分解、結(jié)晶分解復(fù)合型腐蝕。</p><p>　　1.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震</p><p>　　測(cè)區(qū)處于龍門

35、山后山斷裂帶南側(cè)（下盤），細(xì)米山向斜的南翼。受區(qū)域性大斷裂影響，區(qū)內(nèi)巖層揉皺發(fā)育，地層連續(xù)性差，產(chǎn)狀不穩(wěn)定。地層為志留系黃坪組絹云、砂質(zhì)千枚巖，元古界震旦系元吉組（Zy）白云巖、鈣質(zhì)千枚巖；胡家寨組(Zh) 凝灰千枚巖、石英千枚巖，呈南西－北東走向，褶皺軸面與層面(片理面)平行，均傾向北西，受來自北西方向的擠壓，巖體中片理、劈理發(fā)育。</p><p>　　隧址區(qū)附近發(fā)育有XX場(chǎng)斷層，該斷層呈弧形于隧道進(jìn)口外（K2

36、0+120）通過，為滑脫—推覆—剪切性質(zhì)。走向NE—SW向，傾NW，傾角30～50°，斷層帶中石英布丁化、局部千糜巖化、片理化、炭化，寬10～15m。XX大橋C5K20591鉆孔揭露該斷層，巖芯揉搓嚴(yán)重，石英布丁發(fā)育，千枚巖泥化、炭化，巖體極破碎。斷層上盤為志留系黃坪組(Shn)千枚巖夾硅質(zhì)白云巖、灰?guī)r透鏡體，下盤為元吉組(Zy) 硅質(zhì)白云巖、鈣質(zhì)千枚巖，或胡家寨組（Zh）凝灰質(zhì)千枚巖，在斷層附近元吉組(Zy)地層斷續(xù)延伸，斷

37、層兩盤巖體擠壓嚴(yán)重，巖體破碎，特別是斷層上盤，巖體中劈理及牽引小褶皺極發(fā)育。據(jù)5.12汶川大地震震后場(chǎng)地調(diào)查，該斷層未見明顯地表錯(cuò)斷等活動(dòng)跡象。</p><p>　　韌性剪切帶：發(fā)育于K21+121附近，與隧道軸線近正交，地貌上形成凹槽。產(chǎn)狀330～352°∠45～50°，寬30～50m，發(fā)育于胡家寨組（Zh）石英千枚巖地層中，剪切帶劈理、石英布丁極發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)疏松，質(zhì)極軟，遇水強(qiáng)度急劇降低

38、，手捏呈碎片狀。</p><p>　　受區(qū)內(nèi)斷裂影響，測(cè)區(qū)內(nèi)片理優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀353～12°43～52，節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有四組節(jié)理。巖體在節(jié)理切割下硬巖呈塊狀結(jié)構(gòu)，軟巖呈薄層～碎裂結(jié)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 18306-2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》第1號(hào)修改單，場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度區(qū)。</p

39、><p>　　1.4 主要工程地質(zhì)問題</p><p><b>　　1.4.1 滑坡</b></p><p>　　隧道進(jìn)口右側(cè)碎石公路旁上邊坡有一表層土體滑坡，呈近似扇形，寬30m，長(zhǎng)45m，滑床為Zh組凝灰千枚巖，在雨季土體不斷滑塌，其規(guī)模小，遠(yuǎn)離洞口，對(duì)隧道無影響。</p><p><b>　　1.4.2 巖溶

40、</b></p><p>　　在隧道進(jìn)口段分布有一層厚約30m的白云巖，呈透鏡體狀展布，坡表見有少量的溶隙、溶槽，屬淺表型，內(nèi)充填粘土、角礫，據(jù)鉆探揭示巖石局部有小溶孔（坑）發(fā)育，該巖層分布面積小，厚度不大，溶蝕現(xiàn)象輕微，巖體較完整，巖溶不發(fā)育。</p><p>　　1.4.3 不良地質(zhì)</p><p>　　主要的不良地質(zhì)情況是千枚巖遇水軟化。隧道洞身穿

41、越的圍巖巖性主要以千枚巖為主（包括鈣質(zhì)千枚巖、凝灰千枚巖、石英千枚巖等），層間分布有多條韌性剪切帶和布丁帶（如查明K20+373～+386段分布的布丁帶、K21+070～+106段分布的韌性剪切帶）以及難以準(zhǔn)確查明的各種層間次級(jí)褶皺、斷層等不良地質(zhì)構(gòu)造，擠壓變形明顯，受構(gòu)造影響嚴(yán)重，巖體局部片（劈）理極發(fā)育，巖石呈薄片狀、碎片狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)極軟，巖體破碎,該構(gòu)造帶易成為地表水入滲、地下水儲(chǔ)存、運(yùn)移的通道。</p><p

42、>　　1.4.4 韌性剪切帶</p><p>　　于隧道K21+121附近發(fā)育一韌性剪切帶，寬約30～50m，擠壓變形明顯，巖體破碎；因受構(gòu)造影響，巖體局部（一般為不同巖性接觸帶）片（劈）理極發(fā)育，巖石呈薄片狀、碎片狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)極軟，破碎。該破碎帶為地表水入滲、地下水儲(chǔ)存、運(yùn)移的通道。</p><p>　　1.5 圍巖級(jí)別劃分</p><p>　　1.5.1.

43、 圍巖分級(jí)方法</p><p>　　按照《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70—2004）3.6節(jié)中規(guī)定的圍巖分級(jí)方法：隧道圍巖分級(jí)采用兩步進(jìn)行分級(jí)，首先根據(jù)巖體的堅(jiān)硬程度和完整程度兩個(gè)定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ進(jìn)行初步分級(jí)；然后進(jìn)一步分級(jí)時(shí)，在基本質(zhì)量分級(jí)上再考慮修正因素的影響，修正巖體的基本質(zhì)量指標(biāo)，最后根據(jù)[BQ]進(jìn)行詳細(xì)分級(jí)。</p><p><b>　?。?）初

44、步分級(jí)：</b></p><p>　　巖體的堅(jiān)硬程度定量指標(biāo)用巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度RC表達(dá)。RC一般用實(shí)測(cè)值，如無實(shí)測(cè)值可用實(shí)測(cè)的巖石荷載強(qiáng)度指數(shù)Is（50）換算。Rc=22.82 Is（50）0.75計(jì)算。</p><p>　　巖體的完整程度的定量指標(biāo)用巖體完整性系數(shù)Kv表示。Kv一般用彈性波探測(cè)值，如無探測(cè)值時(shí)，可用巖體體積節(jié)理數(shù)Jv劃分。 </p><

45、p>　　圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ根據(jù)分級(jí)的定量指標(biāo)Rc和Kv值進(jìn)行計(jì)算。BQ=90+3Rc+250Kv其中當(dāng)Rc>90Kv +30時(shí)應(yīng)以Rc=90Kv +30 Kv和代入計(jì)算；當(dāng)Kv >0.04 Rc +0.4時(shí)，應(yīng)以Kv =0.04 Rc +0.4和Rc代入計(jì)算。</p><p><b>　?。?）詳細(xì)分級(jí)：</b></p><p>　　詳細(xì)分級(jí)時(shí)，如

46、果遇到特殊情況，有地下水、圍巖穩(wěn)定受軟弱結(jié)構(gòu)面的影響，且由一組起控制作用、存在高初始應(yīng)力任一種情況就需要對(duì)BQ進(jìn)行修正。</p><p>　　修正值：[BQ]=BQ－100（K1+K2+K3）K1、K2、K3分別代表地下水修正系數(shù)，軟弱結(jié)構(gòu)面修正系數(shù)，初始應(yīng)力修正系數(shù)，相關(guān)取值參照公路隧道規(guī)范附錄A中表A.0.3規(guī)定進(jìn)行確定。具體[BQ]、BQ值對(duì)應(yīng)的圍巖級(jí)別下表1-2</p><p>　

47、　表 1-2 公路隧道圍巖分級(jí)</p><p>　　注：1.本表不適用于特殊條件的圍巖分級(jí)，如膨脹性圍巖、多年凍土等。</p><p>　　2.當(dāng)根據(jù)巖體BQ與[BQ]值確定的級(jí)別不一致時(shí)，應(yīng)重新審查定性特征和定量指標(biāo)計(jì)算參數(shù)的可靠性，并重新觀察、測(cè)試。</p><p>　　1.5.2 XX隧道圍巖分級(jí)</p><p>　　根據(jù)本文檔1.5.

48、1的隧道圍巖分級(jí)辦法，同時(shí)參考《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》，綜合考慮隧道工程地質(zhì)條件，主要是巖性特征及組合，巖層產(chǎn)狀，裂隙發(fā)育及風(fēng)化情況，巖體結(jié)構(gòu)結(jié)合Rc、Kv、BQ和[BQ]指標(biāo)，巖體物理力學(xué)指標(biāo)及水文地質(zhì)情況，對(duì)隧道圍巖進(jìn)行分級(jí)，詳見表1-3。XX隧道的圍巖分級(jí)長(zhǎng)度詳見附圖2－XX隧道（地質(zhì)）縱斷面設(shè)計(jì)圖。</p><p>　　表1-3 XX隧道圍巖分級(jí)表</p><p>　　1.6

49、隧道洞口及洞身穩(wěn)定性評(píng)價(jià)</p><p>　　1.6.1洞口穩(wěn)定性評(píng)價(jià)</p><p><b>　?。?) 進(jìn)口段</b></p><p>　　XX隧道進(jìn)口位于山脊北西坡下部，坡度10～35°，局部為陡坎，坡表被松散堆積體覆蓋，厚度薄，墾為旱地，基巖零星出露，為順向坡。未見不良地質(zhì)現(xiàn)象，自然斜坡穩(wěn)定。</p><

50、p>　　隧道進(jìn)口段穿越的基巖為白云巖、鈣質(zhì)千枚巖，巖石中主要發(fā)育五組結(jié)構(gòu)面，代表性節(jié)理J1：8064 ， J2：11765， J3：22078， J4：17750和片理(552)。巖體受其切割千枚巖主要呈薄層狀～碎裂結(jié)構(gòu)，白云巖呈厚層～塊狀結(jié)構(gòu)。進(jìn)口斜坡面349 o∠34o，線路走向153°。片理面與進(jìn)口坡面小角度相交，為順層，對(duì)斜坡穩(wěn)定不利，開挖不當(dāng)易發(fā)生順片理滑塌；其余結(jié)構(gòu)面均與斜坡呈大角度相交，對(duì)斜坡穩(wěn)定影響不大；

51、在節(jié)理與片理組合下洞口巖體順層，開挖不當(dāng)易發(fā)生順片理滑塌，應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)。</p><p>　　綜合進(jìn)口段巖體結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)指標(biāo)等，劃為V級(jí)圍巖。支護(hù)不及時(shí)，可產(chǎn)生坍塌，仰坡白云巖厚度薄，與千枚巖接觸面為軟弱面，開挖后處理不當(dāng)將失穩(wěn)，應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)。地下水有滴水或淋雨?duì)睿浻矌r、Zy、Zh接觸帶，有股狀水流，雨季水量稍大。仰坡巖體易風(fēng)化，注意保護(hù)植被，并對(duì)開挖坡面防護(hù)。</p><p>　　圖1-

52、1 XX隧道出口段圖</p><p><b>　?。?) 出口段</b></p><p>　　隧道出口位于山脊南東坡下部，石英千枚巖大面積出露，為逆向坡，較陡，坡角20～50°，局部為陡崖，較緩處墾為旱地，大部地段植被較茂密，主要為喬灌木，斜坡表層有重力變形現(xiàn)象，但厚度不大，未見開裂、滑塌，自然斜坡穩(wěn)定。圖1-1為出口段圖。</p><p

53、>　　斜坡石英千枚巖中主要發(fā)育三組結(jié)構(gòu)面，節(jié)理J1(34975)、節(jié)理J2(26382)和片理(35346)。巖體受其切割主要呈薄層狀及鑲嵌結(jié)構(gòu)，出口斜坡面180∠50o，線路走向176°。片理面與出口斜坡傾向相反，對(duì)斜坡穩(wěn)定有利。其余結(jié)構(gòu)面均與斜坡呈大角度相交，對(duì)斜坡穩(wěn)定影響不大，出口上方陡崖高約15m，裂隙不發(fā)育，巖體完整，呈巨塊狀，不會(huì)產(chǎn)生崩塌。</p><p>　　綜合出口段巖體結(jié)構(gòu)、巖石

54、力學(xué)指標(biāo)等，劃為V級(jí)圍巖。支護(hù)不及時(shí)，可產(chǎn)生坍塌，地下水不豐富，有滴水或淋雨?duì)?，雨季水量稍大，但出口左?cè)沖溝水緊鄰洞口，注意截排，防止沖刷洞口。仰坡巖體易風(fēng)化，注意保護(hù)植被，并對(duì)開挖坡面防護(hù)。</p><p>　　1.6.2隧道洞身段圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)</p><p>　　擬建隧道最大埋深約220m，隧道洞身段地表均大部基巖裸露，局部緩坡處有少量覆蓋層。地表植被較發(fā)育，多為松樹、青崗木及少量灌

55、木。山形完整，山體穩(wěn)定。巖性為呈薄層狀及鑲嵌結(jié)構(gòu)凝灰千枚巖、石英千枚巖、鈣質(zhì)千枚巖，巖體片理方向單斜，產(chǎn)狀變化為5～12～353 o∠53～42～46o。片理面絹云母集中，片理間結(jié)合較差，巖體受構(gòu)造擠壓作用較強(qiáng)，巖質(zhì)軟硬不均，局部較破碎，洞身段節(jié)理成組性差，延伸性差，不甚發(fā)育，巖體較完整，片理為巖體的控制性結(jié)構(gòu)面，片理與隧道軸線多呈大角度相交，且片理傾角較陡，一般大于45 o。凝灰千枚巖飽和抗壓強(qiáng)度8.77MPa，巖質(zhì)軟，Kv=0.7，

56、 BQ=291.3，[BQ]=251.3，依據(jù)[BQ]值圍巖劃為偏弱的Ⅳ級(jí)；石英千枚巖、鈣質(zhì)千枚巖飽和抗壓強(qiáng)度18.94～26.07MPa，屬較軟巖，Kv=0.71～0.72， BQ=324.3～330.2，[BQ]=290.2～294.3，洞頂最大埋深約225m，依據(jù)[BQ]值，圍巖劃為Ⅳ級(jí)。在K21+121附近有一韌性剪切帶垂直通過隧道，寬30～50m，有擠壓揉皺現(xiàn)象，劈理、石英布丁極發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)疏松，質(zhì)極軟，成洞性差，韌性剪切&

57、lt;/p><p>　　隧道地下水不豐富，主要以滴水狀、淋雨?duì)顬橹?，局部段（韌性剪切帶、不同巖性接觸帶）有股狀水流。破碎帶、軟弱帶、凝灰千枚巖，遇水易軟化、變形，隧道開挖應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)支護(hù)。</p><p>　　第2章 隧道洞口位置的比選及洞門形式選擇</p><p>　　2.1 洞口設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）.洞口位置應(yīng)根據(jù)地形

58、、地質(zhì)條件，同時(shí)結(jié)合環(huán)境保護(hù)、洞外有關(guān)工程及施工條件、營(yíng)運(yùn)要求，通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較確定。</p><p>　?。?）.隧道應(yīng)遵循“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡及仰坡的穩(wěn)定。有條件時(shí)，應(yīng)貼壁進(jìn)洞；條件限制時(shí)邊坡及仰坡的設(shè)計(jì)開挖最大高度按表2-1確定；</p><p>　　表2-1 邊仰坡坡率及高度確定</p><p>　　注：設(shè)計(jì)開挖高度系從路基邊

59、緣算起。</p><p>　?。?）.洞口邊坡、仰坡頂面及其周圍，應(yīng)根據(jù)情況設(shè)骨排水溝及截水溝，并和路基排水系統(tǒng)綜合考慮布置。</p><p>　?。?）.洞門設(shè)計(jì)應(yīng)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。</p><p>　　2.2 洞口位置確定原則</p><p>　　洞口是隧道的咽喉，是隧道施工中的通道。洞口位置選擇是否合理，將對(duì)隧道的施工工期、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)安

60、全產(chǎn)生重要影響。</p><p>　　隧道的進(jìn)出口是隧道建筑物惟一的暴露部分，也是整個(gè)隧道的薄弱環(huán)節(jié)。由于洞口處地質(zhì)條件差，多為嚴(yán)重風(fēng)化的堆積體；覆蓋層厚度較薄，若地形傾斜又易造成淺埋側(cè)壓；還受地表地表水的沖刷，加上隧道一旦開挖，山體手?jǐn)_動(dòng)等原因，容易造成山體失穩(wěn)，產(chǎn)生滑動(dòng)和坍塌。如洞口位置選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致洞口坍方而無法進(jìn)洞，或病害整治工程量過大，甚至遺留后患，隧道洞口不宜設(shè)在滑坡、坍塌、巖堆、危巖落石、泥石流

61、等不良地質(zhì)及排水困難的溝谷低洼處或不穩(wěn)定的懸崖陡壁下，應(yīng)遵循“早進(jìn)晚出”的原則，合理選定洞口位置，避免在洞口行成高邊坡和高仰坡。并避免單純經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來選定隧道洞口。</p><p>　　2.3 洞口位置比選</p><p>　　2.3.1隧道洞身段XX端（進(jìn)口端）比選方案</p><p>　　方案1：設(shè)在YK20+225處。</p><p>　

62、　方案2：設(shè)在YK20+230處</p><p>　　方案3：設(shè)在YK20+235處</p><p>　　圖2-1 XX端隧道進(jìn)口洞門比選縱斷面示意圖</p><p>　　圖2-2 XX端隧道進(jìn)口洞門比選橫斷面示意圖</p><p>　　參考進(jìn)口段巖體結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)指標(biāo)及本文檔1.6.1中洞口穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)合進(jìn)口段橫縱斷面圖，對(duì)三種方案進(jìn)行

63、比選：</p><p>　　方案一：由橫縱斷面圖可以看出，方案一將隧道洞口外移，做接長(zhǎng)明洞。但是從隧道出口洞門比選橫斷面示意圖可以看出，由于地形看出，需對(duì)洞門的基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，洞口造價(jià)較高。</p><p>　　方案二：遵循洞口的規(guī)定，方案二也要做接長(zhǎng)明洞。但相對(duì)于方案一，對(duì)洞門基礎(chǔ)做好處理，就可以保證洞門的穩(wěn)定，同時(shí)需要做擋墻保證邊坡穩(wěn)定，會(huì)增加一定造價(jià)。</p><

64、;p>　　方案三: 從隧道進(jìn)口洞門比選縱斷面圖得出，需對(duì)洞門基礎(chǔ)做處理，且對(duì)于洞口上方的巖層進(jìn)行開挖，開挖方大，不夠安全，且對(duì)邊坡處理技術(shù)也較為復(fù)雜。</p><p>　　綜上所述：隧道洞口位置的選擇，進(jìn)口洞門選擇方案二較合理。里程ZK20+230處，設(shè)計(jì)高程619.34m。</p><p>　　2.3.2隧道洞身段XX端（出口端）比選方案</p><p>　

65、　方案1：設(shè)在YK20+391處。</p><p>　　方案2：設(shè)在YK21+396處</p><p>　　方案3：設(shè)在YK20+401處</p><p>　　圖2-3 XX端隧道出口洞門比選縱斷面示意圖</p><p>　　圖2-4 XX端隧道出口洞門比選橫斷面示意圖</p><p>　　參考出口段巖體結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)

66、指標(biāo)及本文檔1.6.1中洞口穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)合出口段洞門橫縱斷面圖對(duì)三種方案進(jìn)行比選：</p><p>　　方案一：從開挖橫、縱斷面圖中可以看到，開挖方量太大，不利于洞口穩(wěn)定，不符合隧道“宜長(zhǎng)不宜短”和遵循“早進(jìn)洞，晚出洞”的原則。施工時(shí)可能使邊、仰坡誘發(fā)落石等地質(zhì)災(zāi)害，影響施工安全。</p><p>　　方案二：隧道埋深較淺，需要做明洞。隧道出口斜坡，為V級(jí)圍巖，不穩(wěn)定，開挖容易造成山體失穩(wěn)

67、，需要進(jìn)行支護(hù)，要加大成本，出于安全性考慮，方案二采用接長(zhǎng)明洞是較合理的。</p><p>　　方案三：從縱斷面圖中看，山體坡度陡峭，開挖方量少，不用大刷坡，有利于洞口穩(wěn)定符合“早進(jìn)洞，晚出洞”的原則。但是隧道需做長(zhǎng)明洞，且由于洞口地形限制，不利于場(chǎng)地布置，可能會(huì)影響隧道引線橋梁的修建。</p><p>　　綜上所述：隧道洞口位置的選擇，出口洞門選擇方案二較合理。里程ZK21+396處，設(shè)

68、計(jì)高程652.07m。</p><p>　　2.4 洞門形式的確定</p><p>　　2.4.1洞門結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)</p><p>　　洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證洞口附近的邊坡和仰坡的穩(wěn)定。洞門也是標(biāo)志隧道的建筑物，與隧道規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調(diào)，所以隧道應(yīng)修建洞門。</p>&l

69、t;p>　　目前，我國(guó)公路隧道的洞門形式有：端墻式、冀墻式、臺(tái)階式、柱式、削竹式、環(huán)框式等。洞門的形式及特點(diǎn)見表2-2。</p><p>　　表2-2 洞門形式及特點(diǎn)</p><p>　　2.4.2洞門形式的選擇</p><p>　　根據(jù)隧道進(jìn)出口地質(zhì)條件可知，進(jìn)口位于山脊北西坡下部，為順向坡，自然斜坡穩(wěn)定；隧道出口位于山脊南東坡下部，為逆向坡，較陡，局部為

70、陡崖，較緩處墾為旱地，大部地段植被較茂密，主要為喬灌木，雖然斜坡表層有重力變形現(xiàn)象，但厚度不大，未見開裂、滑塌，自然斜坡穩(wěn)定。所以選擇洞門形式時(shí)，應(yīng)盡量減少洞口邊仰坡開挖高度，同時(shí)兼顧洞口地形、地質(zhì)條件，以及左右洞口的協(xié)調(diào)美觀等綜合因素，故選用經(jīng)濟(jì)、美觀、和諧自然并有利于行車視線誘導(dǎo)的環(huán)框式洞門型式。故進(jìn)出口都可以采用環(huán)框式洞門，具體洞門設(shè)計(jì)見附圖5。</p><p>　　第3章 隧道平縱橫斷面設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)&l

71、t;/p><p>　　隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影，縱斷面是中心線展直后在垂直面上的投影。隧道的平面形式分為直線型和曲線型兩種。</p><p>　　隧道是交通線路的一個(gè)組成部分，因此隧道的平面、縱斷面除應(yīng)滿足明線地段的要求外，還應(yīng)考慮到由于隧道內(nèi)的運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)條件比洞外明線地段差的特點(diǎn)，應(yīng)適當(dāng)提高。</p><p>　　3.1 隧道線性設(shè)計(jì)的要求</p&

72、gt;<p>　　隧道內(nèi)的路中心線是整個(gè)線路中心線的一個(gè)區(qū)段,設(shè)計(jì)時(shí)，首先滿足整個(gè)線路的各種技術(shù)指標(biāo)，而隧道內(nèi)的環(huán)境比露天要差，無論汽車運(yùn)營(yíng)還是維修養(yǎng)護(hù)，都處于不利條件下，所以，為了適應(yīng)隧道的特點(diǎn)還要附加一些技術(shù)要求。</p><p>　?。?）應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形、路線等因素確定平面線，技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路隧規(guī)》規(guī)定。</p><p>　?。?）設(shè)曲線時(shí)，宜采用不設(shè)超高的平曲線

73、半徑并滿足視距要求。根據(jù)停車視距可以算出設(shè)置曲線時(shí)不加寬的最小曲線半徑。</p><p>　　（3）隧道內(nèi)縱面線應(yīng)考慮行車安全、營(yíng)運(yùn)通風(fēng)規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求，隧道縱坡不小于0.3%，一般情況不應(yīng)大于3%。特殊情況采用較大縱坡時(shí)，必須對(duì)行車安全性、通風(fēng)設(shè)備和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用、施工效率的影響等做充分的論證。</p><p>　?。?）隧道內(nèi)的縱坡形式，一般采用單向坡；地下水發(fā)育的長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧

74、道可采用雙向坡，縱坡變更的豎曲線的最小半徑和最小長(zhǎng)度必須符合公路隧規(guī)。</p><p>　?。?）高速公路、一級(jí)公路隧道應(yīng)設(shè)計(jì)為上下分離的雙洞。分離式獨(dú)立雙洞的最小凈距，按照結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害影響的原則，結(jié)合隧道平面線性、圍巖地質(zhì)條件、斷面形狀和尺寸、施工方法等因素確定。</p><p>　　3.2 隧道平面設(shè)計(jì)</p><p>　　隧道內(nèi)的路中心線是整個(gè)線路中心線的一

75、個(gè)區(qū)段,設(shè)計(jì)時(shí)，首先滿足整個(gè)線路的各種技術(shù)指標(biāo)，由于隧道內(nèi)的環(huán)境比露天要差，無論汽車運(yùn)營(yíng)還是維修養(yǎng)護(hù)，都處于不利條件下，所以，在設(shè)計(jì)隧道內(nèi)的線路時(shí)，除遵照露天線路所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)以外，還要附加一些技術(shù)要求。</p><p>　?。?）平面設(shè)計(jì)的一般要求</p><p>　　很明顯，線路是越直越好。線路順直，則距離短，行車速度快。隧道位于曲線上將有以下缺點(diǎn)：</p><p

76、>　?、?曲線隧道的建筑界限需要加寬開挖尺寸，加大了開挖土石方，也增加了襯砌的圬工量。</p><p>　　②.曲線上，隧道斷面是變化的，不同斷面上的支護(hù)和襯砌尺寸不一致，因而施工時(shí)技術(shù)上較復(fù)雜。</p><p>　?、?因?yàn)槎瓷韽澢幢趯?duì)汽車的阻力大，使通風(fēng)條件變差。且因?yàn)榍€關(guān)系，洞內(nèi)進(jìn)行施工測(cè)量時(shí)，操作變的復(fù)雜，精度也有所降低。</p><p>　?、?/p>

77、.曲線隧道的維護(hù)工作比直線隧道困難，而反向曲線隧道比曲線隧道更差。</p><p>　　從以上幾點(diǎn)考慮，希望在隧道洞身不設(shè)置曲線。但如果隧道洞口正朝東西方向時(shí)，為避開陽(yáng)光直射駕駛員視野，可將洞口段設(shè)計(jì)成曲線，或者為避開不良地質(zhì)條件時(shí)候，可以選擇洞身可設(shè)計(jì)為曲線。</p><p>　　綜上所述，本隧道左線總長(zhǎng)1165m，是長(zhǎng)隧道，為適應(yīng)線路總體設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)情況（在ZK20+373段和ZK2

78、1+100段的主要巖體千枚巖遇水軟化, 在K21+121附近發(fā)育一韌性剪切帶），若采用直線隧道，隧道進(jìn)口洞門開挖困難，隧道洞門和洞身的安全和穩(wěn)定得不到保證，所以，決定在進(jìn)口段和洞身段，采用曲線隧道，隧道出口（XX方向）段為直線隧道。其中進(jìn)口段采用，半徑為1366.466m的曲線隧道，隧道進(jìn)口段曲線長(zhǎng)為464.646m，緩和曲線長(zhǎng)155m；隧道洞身段圓曲線長(zhǎng)815.136m，緩和曲線長(zhǎng)180m；出口段采用直線隧道，長(zhǎng)118m。</p

79、><p>　　（2）平面曲線要素 </p><p>　?、?進(jìn)口曲線曲線要素：</p><p><b>　　緩和曲線常數(shù)</b></p><p><b>　　曲線綜合要素：</b></p><p>　　其中： ——圓曲線半徑，為1366.5m；</p><

80、;p>　　——緩和曲線總長(zhǎng)，為155m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)向角，為12°59'0.38''。</p><p>　?、?洞身曲線曲線要素：</p><p><b>　　曲線綜合要素：</b></p><p>　　其中： ——圓曲線半徑，為1039.701m；</

81、p><p>　　——緩和曲線總長(zhǎng)，為180m；</p><p>　　——轉(zhuǎn)向角，為35°3'22.19''。</p><p>　　3.3 隧道縱斷面設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）隧道縱斷面設(shè)計(jì)的一般規(guī)定</p><p>　　隧道內(nèi)縱斷面線形應(yīng)考慮行車安全性，運(yùn)營(yíng)通風(fēng)規(guī)模，施工作業(yè)效率和排

82、水要求，《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD70—2004）隧道縱坡不小于0.3%；一般情況不應(yīng)大于3%；受地形等條件限制時(shí)，高速公路、一級(jí)公路的中短隧道可適當(dāng)加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道縱坡可該公路隧道外路線的指標(biāo)相同。當(dāng)采用較大縱坡時(shí)，必須對(duì)行車安全、通風(fēng)設(shè)備和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、施工效率的影響等作充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合論證。</p><p>　　（2）隧道縱坡形式有：?jiǎn)纹潞腿俗制?。（如圖3-1）</p>

83、<p>　　圖3-1 隧道縱坡形式</p><p>　　①.單坡多于線路緊坡地段或是展線的地區(qū)，因?yàn)閱纹驴梢誀?zhēng)取高程，當(dāng)隧道處于單坡上時(shí)，兩洞口的高差較大，由此產(chǎn)生的氣壓差和熱位差就能促進(jìn)進(jìn)洞的自然通風(fēng)，在施工過程中，低位洞口有利挖掘廢渣的運(yùn)出，運(yùn)輸動(dòng)力消費(fèi)低，產(chǎn)生的廢氣少，水也自然的順坡道排出；而高位洞口不利，因其是向下坡方向掘進(jìn)，出渣、排水不便車輛排除廢氣多。</p><p&

84、gt;　?、?人字坡多用于山嶺隧道，尤其是越嶺隧道無需爭(zhēng)取高程的情況。其優(yōu)點(diǎn)是利于兩端施工時(shí)的出渣和排水；缺點(diǎn)是對(duì)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)不利。</p><p>　　結(jié)合XX隧道實(shí)際情況，XX隧道采用單向坡。</p><p>　　表3-1 XX隧道（左線）縱坡表</p><p>　　注：1.XX至XX方向上坡為正，下坡為負(fù)。</p><p>　　2.隧道縱斷

85、面設(shè)計(jì)詳見隧道縱斷面圖。</p><p>　　3.4 隧道結(jié)構(gòu)橫斷面</p><p>　　3.4.1 橫斷面設(shè)計(jì)一般規(guī)定</p><p>　　（1）.建筑限界高度，高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路取5.0m；三、四級(jí)公路取4.5m。</p><p>　　（2）.當(dāng)設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬。

86、</p><p>　?。?）.隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度，平、縱線形等因素綜合分析確定，一般可采用1.5％~2.0％。</p><p>　　（4）.當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑限界底邊線與路面重合；當(dāng)采用雙面坡時(shí)，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。</p><p>　?。?）.單車道四級(jí)公路的隧道應(yīng)

87、按雙車道四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)修建。</p><p>　　各參數(shù)取值最小寬度應(yīng)符合《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG.D70-2004）表4.4.1中規(guī)定，本設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)見表3.2：</p><p>　　表3-2 公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（單位：m）</p><p>　　3.4.2 XX隧道的建筑限界</p><p>　　根據(jù)表3-2規(guī)定：設(shè)計(jì)廣甘

88、高速公路XX隧道的建筑限界，詳見下圖3-2。</p><p>　　圖3-2 XX隧道建筑限界圖（單位：cm）</p><p>　　3.4.3 XX隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)</p><p>　　參考根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)條文說明圖4-6。在XX隧道中，設(shè)計(jì)時(shí)速為v=80km/h兩車道隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面，設(shè)計(jì)如下：</p><p>　

89、?。?）.根據(jù)建筑限界要求以及電纜溝、排水溝、隧道通風(fēng)需要以及機(jī)電設(shè)施等所需空間尺寸，擬定拱高715cm，上半圓半徑為553cm的三心圓曲邊墻結(jié)構(gòu)，凈空面積（含仰拱）78.22m2，周長(zhǎng)（含仰拱）32.29m。</p><p>　?。?）.車行橫通道建筑限界凈寬4.5m，凈高5.0m；每個(gè)車行橫通道安設(shè)兩道電動(dòng)鋼質(zhì)防火卷簾門。</p><p>　　（3）.人行橫通道建筑限界凈寬2m，凈高2

90、.5m；每個(gè)人行橫通道安設(shè)兩道雙開平推防火門。注：詳見附圖3－隧道主洞界限及內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)圖</p><p>　　XX隧道兩車道隧道內(nèi)輪廓如圖3-3：</p><p>　　圖3-3 XX隧道兩車道隧道內(nèi)輪廓</p><p>　　第4章 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 一般規(guī)定</b></p>

91、<p>　　公路隧道應(yīng)作襯砌，根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求可分別采用噴錨襯砌、整體式襯砌、復(fù)合式襯砌。高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路的隧道應(yīng)采用復(fù)合式襯砌；三級(jí)及三級(jí)以下公路隧道，在I、II、III級(jí)圍巖條件下，隧道洞口段應(yīng)采用復(fù)合式襯砌或整體式襯砌，其它段可采用噴錨襯砌。</p><p>　　按照公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，XX隧道應(yīng)采用復(fù)合式襯砌。</p><p><b

92、>　　4.2 復(fù)合式襯砌</b></p><p>　　復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式。復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　（1）.初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用。錨桿支護(hù)宜采用中空注漿錨桿；</p><p>　　（2）.二次襯砌宜采用模筑混凝土或模

93、筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓順的等厚襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同；</p><p>　?。?）.在確定開挖斷面時(shí)，除應(yīng)滿足隧道凈空和結(jié)構(gòu)尺寸外，還應(yīng)考慮圍巖及初期支護(hù)的變形，并預(yù)留適當(dāng)?shù)淖冃瘟俊ｎA(yù)留變形量的大小可根據(jù)圍巖級(jí)別、斷面大小、埋置深度、施工方法和支護(hù)情況等，采用工程類比法預(yù)測(cè)。當(dāng)無預(yù)測(cè)值時(shí)可參考預(yù)留變形量表4-1選用，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。</p><p&

94、gt;　　表4-1 預(yù)留變形量</p><p>　　復(fù)合式襯砌可采用工程類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過理論分析進(jìn)行驗(yàn)算。公路隧道設(shè)計(jì)復(fù)合式襯砌時(shí)應(yīng)根據(jù)公路隧道規(guī)范上襯砌支護(hù)參數(shù)參照表4-2選用。 </p><p>　　表4-2單線隧道復(fù)合式襯砌的設(shè)計(jì)參數(shù)表</p><p><b>　　4.3 初期支護(hù)</b></p><p>　　

95、XX隧道區(qū)域內(nèi)的圍巖等級(jí)為Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，圍巖較差，所以初期支護(hù)可采用系統(tǒng)錨桿、噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼架等支護(hù)。噴射混凝土能對(duì)圍巖節(jié)理、裂縫起進(jìn)行填充，將不連續(xù)的巖層層面膠結(jié)起來，并產(chǎn)生楔效應(yīng)而增加巖塊間的摩擦系數(shù)，防止巖塊沿軟弱面滑移，促使表面巖塊穩(wěn)定。為了更好地發(fā)揮和利用圍巖的自承作用，應(yīng)將圍巖、支護(hù)以及襯砌視為統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)。為此，初期支護(hù)應(yīng)作到及時(shí)、柔性、密貼，并能與圍巖共同變形。初期支護(hù)應(yīng)按破損階段進(jìn)行截面強(qiáng)度的檢算，但由于截面變

96、形量比較大，所以允許出現(xiàn)不影響整體穩(wěn)定的裂縫存在。</p><p>　　4.4 復(fù)合式襯砌中間防水層</p><p>　　兩層襯砌間的防水層，可采用噴涂乳化瀝青等防水膠劑，或采用厚度不等的軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，并固定在支護(hù)上。可根據(jù)以下要求進(jìn)行比選① 防水板的寬度應(yīng)盡量較大,以 2~4m 為宜。② 防水板的厚度要適中，以現(xiàn)場(chǎng)條件為主。③ 由于以錨噴支護(hù)作為初期支護(hù)

97、后, 圍巖仍在變形, 因此防水板應(yīng)具有較高的延伸率和抗拉強(qiáng)度。④ 二次襯砌時(shí)某些地段需要采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 故要求防水板具有一定的耐刺穿性。⑤ 防水板應(yīng)具有良好的耐久性、耐水性、耐腐蝕性和耐菌性等。在本設(shè)計(jì)中防水層采用EVA防水板加無紡布。</p><p>　　4.5 隧道復(fù)合式襯砌初步設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　結(jié)合XXXXXX隧道的地質(zhì)勘查報(bào)告，采用工程類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合《公路隧

98、道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D70—2004）》表8.4.2-1兩車道隧道復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)XX隧道復(fù)合式襯砌初步設(shè)計(jì)見表4-3，并初步擬定Ⅳ級(jí)圍巖采用的預(yù)留變形量為70mm；Ⅴ級(jí)圍巖采用的預(yù)留變形量為100mm；淺埋段預(yù)留變形量為120mm。</p><p>　　表4.3 XX隧道復(fù)合式襯砌參數(shù)表（單位：除鋼筋直徑以mm計(jì)外，其余均以cm計(jì)）</p><p>　　以上初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)根

99、據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圍巖監(jiān)控量測(cè)信息對(duì)設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整。二次襯砌設(shè)計(jì)最終參數(shù)可采用ANSYS有限元分析軟件分析確定。</p><p>　　第5章 二次襯砌結(jié)構(gòu)驗(yàn)算及配筋計(jì)算</p><p><b>　　5.1 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG.D70-2004）規(guī)定，復(fù)合式襯砌中的二次襯砌，I-Ⅲ級(jí)圍巖中為安全

100、儲(chǔ)備，并按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)；Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中為承載結(jié)構(gòu)，可采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算內(nèi)力和變形。然而，對(duì)二襯采用荷載—結(jié)構(gòu)法計(jì)算的方法已經(jīng)比較成熟，故也對(duì)可其采用荷載－結(jié)構(gòu)法計(jì)算。</p><p>　　結(jié)合隧道實(shí)際情況，選擇Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖不位置的隧道斷面，采用荷載—結(jié)構(gòu)法,通過ANSYS有限元軟件分析襯砌內(nèi)力，檢算安全系數(shù)。按照檢算的結(jié)果對(duì)二次襯砌支護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并再計(jì)算，或是對(duì)需要配筋的進(jìn)行配筋計(jì)算。對(duì)需配筋計(jì)算的，完成后進(jìn)行

101、鋼筋強(qiáng)度檢算和裂縫寬度檢算。</p><p>　　5.2 荷載—結(jié)構(gòu)法原理</p><p>　　該計(jì)算方法認(rèn)為，地層對(duì)結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在地下結(jié)構(gòu)上的荷載（包括主動(dòng)的地層壓力和由于圍巖約束結(jié)構(gòu)變形而形成的彈性反力），以計(jì)算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變形的方法稱為荷載一結(jié)構(gòu)法。其設(shè)計(jì)原理是按圍巖分級(jí)或由實(shí)用公式確定圍巖壓力，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的約束作用是通過彈性支承來體現(xiàn)的，而圍巖的承

102、載能力則在確定圍巖壓力和彈性支承的約束能力時(shí)間接地考慮。圍巖的承載能力越高，它給予支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力越小，彈性支承約束支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的彈性反力越大，相對(duì)來說，支護(hù)結(jié)構(gòu)所起的作用就變小了。</p><p>　　5.3 襯砌上物理力學(xué)參數(shù)</p><p>　　5.3.1 圍巖深、淺埋劃分</p><p>　　洞身襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載主要考慮永久作用及圍巖約束襯砌變形的彈性反力。作

103、用在洞身襯砌上的永久作用包括結(jié)構(gòu)自重、垂直壓力及側(cè)向壓力、墻背彈性反力、土壓力等，但未考慮落石沖擊力、汽車活載等附加荷載。在Ⅳ至Ⅵ級(jí)圍巖中，深埋隧道的圍巖壓力為松動(dòng)荷載時(shí)，其垂直均布?jí)毫梢园凑帐较率竭M(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　5-1</b></p><p>　　式中 — 等效荷載高度，</p><p>　　S — 圍巖級(jí)別

104、 </p><p><b>　　γ— 圍巖的容重</b></p><p>　　ω— 寬度影響系數(shù)，其計(jì)算公式如式下</p><p><b>　　5-2</b></p><p>　　其中 B——坑道寬度</p><p>　　i——B每增加1m時(shí)，圍巖壓力的增減率（以B=5

105、m為基準(zhǔn)），當(dāng)B<5m時(shí)取i=0.2 B>5m時(shí)，取i=0.1</p><p>　　因B=11.06m 所以取i=0.1</p><p>　　計(jì)算得出 Ⅳ級(jí)圍巖中 hq=5.7816m Ⅴ級(jí)圍巖中 hq=11.5632m</p><p>　　Hp =（2—2.5）×hq</p><p>　　式中： Hp——

106、隧道分界深度</p><p>　　隧道Ⅴ級(jí)圍巖臨界深度為 Hp=28.91 Ⅳ級(jí)圍巖臨界深度 Hp=14.45</p><p>　　表5-1 Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖不同位置的隧道斷面</p><p>　　5.3.2 圍巖壓力計(jì)算方法</p><p>　?。?）. 深埋襯砌上圍巖壓力計(jì)算方法：</p><p>　　圖5-1 深埋

107、圍巖壓力計(jì)算模型</p><p>　　①.垂直均布?jí)毫梢园凑帐?-1進(jìn)行計(jì)算 </p><p>　　表5-2 釋放荷載分擔(dān)比例表</p><p>　　由于隧道洞身進(jìn)行初期支護(hù)分擔(dān)圍巖對(duì)二次襯砌上作用，故等于q×分?jǐn)偙壤?lt;/p><p>　　②.側(cè)向力計(jì)算按下表計(jì)算</p><p>　　表5-3 圍巖水平

108、均布?jí)毫?lt;/p><p>　　注：應(yīng)按式（5-1）及表5-3時(shí)，必須同時(shí)具備下列條件：</p><p>　　(1).H/B<1.7,H為隧道開挖高度（m），B為隧道開挖寬度（m）；</p><p>　　(2).不產(chǎn)生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖；</p><p>　　（2）. 淺埋襯砌上圍巖壓力計(jì)算方法：</p><p

109、>　　圖5-2 淺埋圍巖壓力計(jì)算模型</p><p>　　淺埋隧道圍巖壓力分下列兩種情況分別計(jì)算</p><p>　　1）.埋深（H）小于或等于等效荷載高度 </p><p>　　①此時(shí)的荷載視為均布垂直壓力：q=γ×H (5-3)</p><p>　　式中： γ——

110、坑道上覆圍巖容重；</p><p>　　——隧道埋深，即坑頂至地面的距離。 </p><p>　?、趥?cè)向壓力e，其值為：</p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　式中： ——洞底埋深；</p><p><b>　　——洞頂側(cè)壓力；</b>&l

111、t;/p><p><b>　　——洞底側(cè)壓力；</b></p><p><b>　　——側(cè)壓力系數(shù)，。</b></p><p>　　2）.埋深大于、小于</p><p>　　此隧道Ⅴ級(jí)淺埋圍巖H=Hq屬于此類型。為便于計(jì)算，作如下假定：</p><p>　　圖5-3 淺埋圍巖計(jì)

112、算模型圖</p><p>　　為便于計(jì)算，假定土體中形成的破裂面是一條與水平成角的斜直線，如圖5-3所示：EFGH巖土體下沉，帶動(dòng)量測(cè)三棱土體（FDB和ECA）下沉，整個(gè)土體ABCD下沉?xí)r，又要受到為擾動(dòng)巖土的阻力；斜線AC或BD是假定的破裂面，分析時(shí)考慮內(nèi)聚力C，并采用了計(jì)算摩擦角；另一滑面FH或EG則并非破裂面，因此，滑面阻力要小于破裂面的阻力，若該滑面的摩擦角為，則值應(yīng)小于值，因無實(shí)測(cè)資料，可按表5-4采用