龍?zhí)秹G公路隧道初步設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) </p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道初步設(shè)計(jì)</p><p>　　院（系）： 建筑工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　班 級(jí)： 13xx </p><p>　　學(xué) 生： xxx &l

2、t;/p><p>　　學(xué) 號(hào)： 1xx </p><p>　　指導(dǎo)教師： xxx </p><p><b>　　2017年 6月</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) </p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道初步設(shè)計(jì)</p><p>　

3、　院（系）： 建筑工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　班 級(jí)： xx </p><p>　　學(xué) 生： xx </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 1x2 </p><p>　　指導(dǎo)教師： x

4、</p><p><b>　　2017年 6月</b></p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展與不斷深入，以及“一帶一路”建設(shè)的不斷推進(jìn)。隧道建設(shè)已經(jīng)成為公路系統(tǒng)中的重要組成部分。它對(duì)優(yōu)化道路線形、

5、縮短公路里程有著重大影響；同時(shí)對(duì)促進(jìn)周邊地區(qū)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及國(guó)防建設(shè)也具有長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。</p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道位于十天高速（湖北十堰至甘肅天水），漢中東段。是我國(guó)建設(shè)的最長(zhǎng)的橫向快速陸上交通通道，它的修建對(duì)我國(guó)高速公路網(wǎng)及陜西省公路網(wǎng)建設(shè)有重大意義。伴隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，隧道工程儼然已經(jīng)成為我國(guó)公路系統(tǒng)中一條非常重要的分支。</p><p>　　隧道選線時(shí)綜合

6、考慮了地形地質(zhì)情況，在襯砌計(jì)算中，考慮彈性反力的存在，隧道規(guī)劃和設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循充分發(fā)揮隧道功能，安全經(jīng)濟(jì)的建設(shè)隧道的基本原則，完成整個(gè)隧道的初步設(shè)計(jì)。龍?zhí)秹G公路隧道起止樁號(hào)K2+50～K3+650，全長(zhǎng)1600m，為單面坡道，坡度為2.7％。隧道襯砌采用三心圓曲墻式襯砌。洞門采用翼墻式洞門，材料為M10水泥砂漿砌片石。通風(fēng)經(jīng)過(guò)計(jì)算采用SDS-12.5-6P-6-18°帶1D消聲器型射流風(fēng)機(jī)，共9臺(tái)按單排布置。照明分為入口段，過(guò)

7、渡段，中間段，出口和緊急停車帶五部分，本設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　關(guān)鍵詞：隧道；襯砌；洞門；新奧地利隧道施工法</p><p>　　The preliminary design Long Tan Wan tunnel</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rap

8、id development and constant deepening of the transportation infrastructure construction in China, and continuous promotion of “The Belt and Road”, the tunnel construction has become an important part of the highway syste

9、m. It has a significant impact on optimizing road alignment and shortening highway mileage, and it also has a long-term impact on environmental protection, economic development and national defense construction of surrou

10、nding regions.</p><p>　　Located in Shitian expressway from Hubei Shiyan to Gansu Tianshui, the east part of Hanzhong, Longtanwan Highway Tunnel is the longest horizontal and rapid land transportation channel

11、 built in China. Its construction has great significances to the highway network in our country and the construction of the highway network in Shaanxi. With the continuous development of transportation infrastructure con

12、struction, the tunnel project has become a very important branch of highway system in China.</p><p>　　Tunnel line considering topographical and geological conditions, in the lining of the calculation, consid

13、er the elastic force presence, tunnel planning and designing process to follow and give full play to function of basic principles of the construction of tunnel, tunnel safety economy, complete the preliminary design of t

14、he tunnel. Longtanwan tunnel start-stop pile No. K2+50~K3+650, length 1600m, one side slope, slope is 2.7%. Tunnel lining use three circular curved wall lining. Portal with wi</p><p>　　Key words: tunnel; Lin

15、ing; David; New Austrian method</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　主要符號(hào)表1</b></p>

16、<p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義1</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容1</p><p><b>　　2 工程概況2</b></p><p>&l

17、t;b>　　2.1工程簡(jiǎn)介2</b></p><p><b>　　2.2地形地貌2</b></p><p>　　2.3工程地質(zhì)條件2</p><p>　　2.4工程氣象條件2</p><p>　　2.5水文地質(zhì)條件3</p><p>　　3 龍?zhí)秹G公路隧道總體設(shè)計(jì)4

18、</p><p>　　3.1隧道線形設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1.1隧道位置選擇4</p><p>　　3.1.2隧道洞口位置選擇4</p><p>　　3.1.3隧道選線方案4</p><p>　　3.1.4隧道方案比選5</p><p>　　3.2隧道縱斷面設(shè)計(jì)5</

19、p><p>　　3.3隧道橫斷面設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.3.1標(biāo)準(zhǔn)斷面建筑限界5</p><p>　　3.3.2標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.3.3緊急停車帶建筑限界7</p><p>　　3.3.4 緊急停車帶內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3

20、.4洞門設(shè)計(jì)8</b></p><p>　　3.4.1洞門位置設(shè)計(jì)應(yīng)符合條件8</p><p>　　3.4.2洞口段地質(zhì)條件8</p><p>　　3.4.3洞門類型及適用條件8</p><p>　　3.4.4洞門形式的選擇9</p><p>　　3.4.5洞門尺寸及材料設(shè)計(jì)9</p>

21、;<p>　　3.5襯砌設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.5.1支護(hù)形式選擇10</p><p>　　3.5.2單洞隧道復(fù)合式襯砌一般規(guī)定10</p><p>　　3.5.3Ⅲ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.5.4Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.5.5Ⅴ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)

22、10</p><p>　　3.6防排水設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.6.1概述11</p><p>　　3.6.2防排水的原則11</p><p>　　3.6.3隧道洞口防排水11</p><p>　　3.6.4隧道洞身襯砌防排水11</p><p>　　3.7通風(fēng)設(shè)計(jì)12<

23、;/p><p>　　3.8照明設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.8.1概述12</p><p>　　3.8.2照明設(shè)計(jì)一般規(guī)定12</p><p>　　3.8.3照明設(shè)計(jì)13</p><p>　　4 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算14</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)基本資料14</p>&

24、lt;p>　　4.1.1巖體特性14</p><p>　　4.1.2襯砌材料14</p><p>　　4.1.3結(jié)構(gòu)尺寸14</p><p>　　4.2計(jì)算作用在襯砌結(jié)構(gòu)的主動(dòng)荷載15</p><p>　　4.3繪制分塊圖15</p><p>　　4.4計(jì)算半拱軸線長(zhǎng)度16</p>&l

25、t;p>　　4.5計(jì)算各分段截面中心的幾何要素17</p><p>　　4.6計(jì)算基本結(jié)構(gòu)的單位位移17</p><p>　　4.7計(jì)算主動(dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的位移和19</p><p>　　4.8墻底（彈性地基上的剛性梁）位移計(jì)算24</p><p>　　4.9求主動(dòng)荷載作用下各截面的內(nèi)力，并校核計(jì)算精度24</p&

26、gt;<p>　　4.10基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變位和26</p><p>　　4.11解單位彈性反力及其摩擦力作用下的方法方程29</p><p>　　4.12最大彈性反力值的計(jì)算31</p><p>　　4.13計(jì)算贅余力和31</p><p>　　4.14計(jì)算襯砌截面總的內(nèi)力并校核計(jì)算精度31</p>&

27、lt;p>　　4.15繪制內(nèi)力圖32</p><p>　　4.16襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)算33</p><p>　　5 通風(fēng)設(shè)計(jì)35</p><p><b>　　5.1概述35</b></p><p>　　5.2基本資料35</p><p>　　5.3通風(fēng)方式的確定35</p&g

28、t;<p>　　5.4污染空氣的稀釋標(biāo)準(zhǔn)36</p><p>　　5.4.1 CO設(shè)計(jì)濃度36</p><p>　　5.4.2煙霧設(shè)計(jì)濃度36</p><p>　　5.5相應(yīng)車型的設(shè)計(jì)交通量計(jì)算36</p><p>　　5.6需風(fēng)量計(jì)算36</p><p>　　5.6.1 CO排放量36<

29、;/p><p>　　5.6.2稀釋CO的需風(fēng)量37</p><p>　　5.6.3煙霧排放量38</p><p>　　5.6.4稀釋煙霧需風(fēng)量39</p><p>　　5.6.5稀釋空氣中異味需風(fēng)量39</p><p>　　5.7通風(fēng)計(jì)算40</p><p>　　5.7.1自然通風(fēng)力40

30、</p><p>　　5.7.2交通通風(fēng)力40</p><p>　　5.7.3通風(fēng)阻抗力計(jì)算41</p><p>　　5.7.4通風(fēng)方式的選擇41</p><p>　　5.7.5射流風(fēng)機(jī)群總升壓力41</p><p>　　5.7.6射流風(fēng)機(jī)數(shù)量的確定42</p><p>　　5.8射流

31、風(fēng)機(jī)布置42</p><p>　　6 照明設(shè)計(jì)43</p><p>　　6.1基本資料43</p><p>　　6.2基本指標(biāo)43</p><p>　　6.2.1入口段的基本指標(biāo)43</p><p>　　6.2.2過(guò)渡段基本指標(biāo)44</p><p>　　6.2.3中間段基本指標(biāo)4

32、4</p><p>　　6.2.4出口段基本指標(biāo)44</p><p>　　6.2.5緊急停車帶基本指標(biāo)45</p><p>　　6.3選用燈具的規(guī)格及布置方式45</p><p>　　6.3.1中間段45</p><p>　　6.3.2入口段45</p><p>　　6.3.3過(guò)渡段

33、46</p><p>　　6.3.4出口段47</p><p>　　6.3.5緊急停車帶48</p><p>　　6.4照明計(jì)算49</p><p>　　6.4.1照度計(jì)算（利用系數(shù)曲線圖計(jì)算法）49</p><p>　　6.4.2亮度計(jì)算49</p><p><b>　　7

34、 結(jié)論51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　致 謝54</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明55</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明56</p><p><

35、b>　　附錄57</b></p><p><b>　　主要符號(hào)表</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義</p><p>　　隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷深入，隧道工程已經(jīng)成為公路系統(tǒng)中的重要組成部分。它對(duì)優(yōu)化道路線形

36、、縮短公路里程有重大影響；同時(shí)對(duì)促進(jìn)周遍地區(qū)環(huán)境保護(hù)，景觀美化，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及國(guó)防建設(shè)也具有深遠(yuǎn)影響。 </p><p>　　在山嶺地區(qū)，建設(shè)隧道可以克服地形或高程障礙，改善線形，提高車速，縮短里程，節(jié)約燃料，節(jié)省時(shí)間，減少對(duì)植被的破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；還可克服落石、坍方、雪

37、崩、雪堆等危害，既能保證路線平順、行車安全、提高舒適性和節(jié)約運(yùn)費(fèi)，又能增加隱蔽性、提高防護(hù)能力和不受氣候影響，尤其是位于陜西省西鄉(xiāng)縣境內(nèi)，屬十天高速公路陜西線漢中東段龍?zhí)秹G隧道的建設(shè)，對(duì)完善國(guó)家的公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，突破交通屏障，改善我國(guó)陸地上的運(yùn)輸，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)文化聯(lián)系，構(gòu)建和諧社會(huì)，推動(dòng)國(guó)家公路隧道的建設(shè)都具有十分重要的意義。 </p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　隧道

38、及地下工程是我國(guó)建設(shè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)工程，也是土木工程的重要研究領(lǐng)域。目前我國(guó)已成為世界上隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的隧道大國(guó)。我國(guó)的隧道及地下工程在施工技術(shù)上居于世界先進(jìn)水平的行列。世界上大多數(shù)采用的施工方法主要有新奧法、地下連續(xù)墻法、臺(tái)階法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、全面斷面法等。這里新奧法是采用最多的方法，新奧法概念是奧地利學(xué)者提出并正式命名，之后這個(gè)方法在西歐、北歐、美國(guó)和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代隧道工

39、程新技術(shù)標(biāo)志之一。六十年代新奧法被介紹到我國(guó),七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展。至今,可以說(shuō)在所有重點(diǎn)難點(diǎn)的地下工程中都離不開(kāi)新奧法。新奧法的出現(xiàn),為隧道設(shè)計(jì)和施工提供了新的理念，從傳統(tǒng)的完全依靠襯砌和鋼木構(gòu)件支撐圍巖到現(xiàn)在充分發(fā)揮圍巖的自承能力，是人們對(duì)隧道與地下工程問(wèn)題的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解。</p><p>　　盡管近年來(lái)隧道工程建設(shè)取得了一定的成就，但是還存在著許多問(wèn)題和不足。具體說(shuō)，截止到目前，我們對(duì)圍巖的

40、性質(zhì)還沒(méi)有完全地了解，計(jì)算模型的選用和計(jì)算的理論還不完全符合實(shí)際，導(dǎo)致了人力和物力的浪費(fèi)比較大，對(duì)于這方面，今后還有待改善。</p><p>　　1.3本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：隧道選址、隧道縱橫斷面設(shè)計(jì)、洞門設(shè)計(jì)、襯砌設(shè)計(jì)、防排水設(shè)計(jì)、通風(fēng)照明設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2 工程概況</b>&

41、lt;/p><p><b>　　2.1 工程簡(jiǎn)介</b></p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道位于陜西省漢中市西鄉(xiāng)縣境內(nèi)，屬十天高速公路陜西線漢中東段，是我國(guó)建設(shè)的最長(zhǎng)的橫向快速陸上交通通道。該隧道為單向雙車道隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h。</p><p><b>　　2.2 地形地貌</b></p><p&

42、gt;　　西鄉(xiāng)縣位于漢中盆地東部，介于東經(jīng)107°15′～108°15′與北緯32°32′～33°14′之間?？h境東鄰石泉、漢陰，南界鎮(zhèn)巴和四川通江，北連洋縣，西接城固南鄭。東西長(zhǎng)94.5公里，南北寬64.5公里。總面積3240平方公里，其中山區(qū)占64.79%，丘陵占28.35%，平川占6.86%。西鄉(xiāng)縣總面積3240平方公里，海拔在371～2413米之間，山區(qū)丘陵面積占93.2%，平川占6.8%

43、。西鄉(xiāng)縣地處秦嶺巴山之間，位于中國(guó)南北氣候的分界線秦嶺——淮河以南。 </p><p>　　隧道通過(guò)地山形陡峭，地形復(fù)雜，山峰較為陡峭，山坡坡度較大，自然坡度約為25-60°，沖溝較淺，水系發(fā)育，山脈大致呈東西走向，入口段地形較為陡峭，出口段地形較為平緩。</p><p>　　2.3 工程地質(zhì)條件</p><p>　　該隧道全長(zhǎng)按圍巖等級(jí)分為五段，樁號(hào)K2

44、+50～K2+250為Ⅴ級(jí)圍巖，該部分基巖裸露，坡體穩(wěn)定，為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)程度差，巖體易破碎；樁號(hào)K2+250～K2+610為Ⅳ類圍巖，該段為中等風(fēng)化灰白色砂巖、礫巖，巖層為層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)程度較差，巖體較破碎；樁號(hào)K2+610～K3+31為Ⅲ級(jí)圍巖，該段為微風(fēng)化花崗片麻巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、石灰?guī)r，結(jié)構(gòu)面發(fā)育以構(gòu)造節(jié)理為主，節(jié)理多數(shù)閉合，巖層層理較厚，巖體較完整，穩(wěn)寫(xiě)性較好，強(qiáng)度較高。K3+31～K3+434為Ⅳ級(jí)圍巖，該段為中

45、等風(fēng)化灰白色砂巖、礫巖，巖層為層狀結(jié)構(gòu)，巖體較破碎，呈松散結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差；樁號(hào)K3+434～K3+650為Ⅴ級(jí)圍巖，隧道出口部分基巖裸露，坡體較穩(wěn)定。該段巖體為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)程度差，巖體易破碎。</p><p><b>　　2.4工程氣象條件</b></p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道所處地段屬于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，全年氣候溫和，屬北亞熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)

46、，受南北兼有的氣候以及多樣化的地形的影響，氣候溫和，雨量充沛，但時(shí)空分布差異大，光照不足；春季氣溫回升快，春季多旱；夏季氣溫適中，無(wú)酷暑，常有初夏干旱和伏旱；秋季多連陰雨，降溫時(shí)間較早；冬季無(wú)</p><p>　　嚴(yán)寒，少雨雪。春分至清明，該段時(shí)間常有黃沙。該地段全年平均氣濕14.4℃，平均降水量為1100～1200mm。</p><p><b>　　2.5水文地質(zhì)條件</

47、b></p><p>　　西鄉(xiāng)屬長(zhǎng)江水系，地跨漢江、嘉陵江兩個(gè)流域。巴山主脊以南屬嘉陵江流域，集雨面積327平方公里，占縣總面積的10%；以北屬漢江流域，集雨面積2913平方公里，占總面積的90%。全縣計(jì)有大小河流70余條(漢江、牧馬河、峽河、私渡河、沙河、桑園河、豐渠河、楊河、茅坪河、麻石河、小峽河、涇洋河、孫家河、神溪河、白勉峽河、老漁壩河、父子河、十四道河、青溪河、子午河、巴水等河流)，流域面積在10

48、至1000平方公里的河流55條。但龍?zhí)秹G公路隧道所處地段地表水比較貧瘠，地下水主要為基巖裂隙水，總體水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　3 龍?zhí)秹G公路隧道總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1隧道線形設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1隧道位置選擇</p><p>　　隧道的位置選擇應(yīng)遵循如下所述

49、原則：</p><p>　?。?）應(yīng)以路線縱斷面為主，結(jié)合地質(zhì)地理?xiàng)l件，越嶺路線高程和埡口兩側(cè)道路展線的需要，綜合選擇最合理的隧道位置。</p><p>　　（2）應(yīng)根據(jù)地形及工程地質(zhì)情況，從縮短道路里程，提高線形指標(biāo)，避讓嚴(yán)重不良地質(zhì)，減輕或消除高山嚴(yán)重積雪和結(jié)冰對(duì)公路的不良影響及結(jié)合施工條件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。</p><p>　?。?）宜以路線順直、隧道長(zhǎng)度最短

50、的埡口作為越嶺隧道方案比選的基礎(chǔ)，并分析比較各方案的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，隧道不應(yīng)從嚴(yán)重不良地質(zhì)地帶通過(guò)。</p><p>　?。?）選擇隧道的標(biāo)高時(shí)，應(yīng)使洞口位置處于較好的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的地方，便于施工現(xiàn)場(chǎng)的布置。</p><p>　　3.1.2隧道洞口位置選擇</p><p>　　（1）隧道洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，盡量避免大挖大刷，破壞

51、山體穩(wěn)定，并且盡量與地形等高線垂直，著重考慮隧道仰坡、邊坡的穩(wěn)定，并結(jié)合洞口有關(guān)工程及施工條件，綜合研究比選確定。洞口位置選擇的好壞，將接影響隧道施工、造價(jià)工期和運(yùn)營(yíng)安全，一般情況隧道宜早進(jìn)洞、晚出洞。</p><p>　　（2）洞口端巖性為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，碎裂狀或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬，完整性差，未見(jiàn)斷層等構(gòu)造發(fā)育，但洞口附近主要為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖下帶，對(duì)進(jìn)口段邊坡穩(wěn)定性有一定影響，應(yīng)進(jìn)行防

52、護(hù)。</p><p>　?。?）隧道洞口及洞身基本在基巖中通過(guò)，對(duì)地面影響甚微，即使在埋深小的地段，只要及時(shí)支護(hù)，也不會(huì)產(chǎn)生地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。洞身圍巖主要為弱～微風(fēng)化巖層，為弱透水層，且隧道地處孤山，無(wú)地表水體，隧道開(kāi)挖及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生疏干地表水等危害。</p><p>　　3.1.3隧道選線方案</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的規(guī)定以及地形圖和水文地質(zhì)情

53、況了解，參考《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則（JTGD70-2010）》對(duì)隧道選址，現(xiàn)對(duì)隧道進(jìn)行雙方案比選，比選方案羅列如下：</p><p>　　方案A：起止樁號(hào)K2+50～K3+650，隧道總長(zhǎng)1600m，設(shè)計(jì)標(biāo)高630.280～586.930，斷面采用單坡，坡度為－2.7％，隧道為長(zhǎng)隧道，為了保證隧道更好的通風(fēng)，減小隧道施工難度，以及運(yùn)營(yíng)的安全，隧道線形采用直線型，縱斷面采用</p><p>&l

54、t;b>　　單向縱坡。</b></p><p>　　方案B：起止樁號(hào)K4+50～K5+800。總長(zhǎng)1750m，設(shè)計(jì)標(biāo)高638.800～586.930，斷面采用單坡，坡度為－3％。</p><p>　　3.1.4隧道方案比選</p><p>　　在隧道方案比選時(shí)，應(yīng)該根據(jù)地形圖和各種調(diào)查資料，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較</p><p>

55、;　　之后，最后確定一條路線。一般路線比較要點(diǎn)是：線形適當(dāng)（平面順適、縱坡均衡、橫面合理），順應(yīng)地形，路線延長(zhǎng)對(duì)鄰近地區(qū)的影響；安全性、用地、建設(shè)投資、養(yǎng)護(hù)費(fèi)、行駛性能，施工的難易，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)等。</p><p><b>　　對(duì)于方案A</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：隧道長(zhǎng)度比比選方案B短150m，施工運(yùn)營(yíng)投資較省，高程低，線性適當(dāng)，順應(yīng)地形，出口成洞

56、條件較好，沒(méi)有偏壓，沿途地質(zhì)條件較好，有利于通風(fēng)和排水。</p><p>　　缺點(diǎn)：出口洞外位于山上，對(duì)于輔助施工要求較高。</p><p><b>　　對(duì)于方案B</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：隧道出口洞外地勢(shì)較平坦，線性適當(dāng)。</p><p>　　缺點(diǎn)：隧道長(zhǎng)度增加150m，施工運(yùn)營(yíng)投資大，出口洞存在偏壓。沿途地

57、質(zhì)條件差，不利于排水，有可能發(fā)生堵水現(xiàn)象，運(yùn)營(yíng)較困難，施工費(fèi)用較大。</p><p>　　綜合考慮，經(jīng)過(guò)比選，最終選擇A方案。</p><p>　　3.2隧道縱斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)龍?zhí)秹G公路隧道線形方案，設(shè)計(jì)標(biāo)高為630.28m～586.93m，平均設(shè)計(jì)標(biāo)高610.1m，設(shè)計(jì)高差為46.35m，隧道全長(zhǎng)1600m，考慮到行車安全性、營(yíng)運(yùn)通風(fēng)規(guī)模、施工作

58、業(yè)效率和排水要求，隧道縱向坡度采用單向坡度，為－2.7%，符合《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》中“隧道縱坡不應(yīng)小于0.3%，一般情況不應(yīng)大于3%”的規(guī)定。</p><p>　　3.3隧道橫斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1標(biāo)準(zhǔn)斷面建筑限界</p><p>　　公路隧道的建筑限界，不僅要提供汽車行駛的空間，還要考慮汽車行駛的安全、快捷、舒適和防災(zāi)，

59、因此要求任何部件（包括通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控和內(nèi)裝飾等附屬設(shè)施）均不得侵入隧道建筑限界之內(nèi)，現(xiàn)采用工程類比法，依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則（JTGTD70—2010）》進(jìn)行公路隧道建筑限界設(shè)計(jì)。</p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，為雙車道一級(jí)公路。根據(jù)龍?zhí)秹G公路隧道設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，為雙車道一級(jí)公路。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》，建筑限界尺寸示于表3.1。建筑限界取值如圖

60、3.1所示。</p><p>　　表3.1 建筑限界尺寸表</p><p>　　圖3.1 建筑限界圖（cm）</p><p>　　3.3.2標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)</p><p>　　隧道內(nèi)輪廓圖設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足隧道限界的規(guī)定外，還應(yīng)滿足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施，裝飾的要求，并為通風(fēng)照明、消防監(jiān)控管理等設(shè)施提供安裝空間，同時(shí)考慮圍巖變形、施工方法影響

61、的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全經(jīng)濟(jì)、合理的原則。</p><p>　　為了使隧道輪廓能夠良好的承受圍巖壓力，并且斷面面積達(dá)到最小，隧道內(nèi)輪廓圖按隧道內(nèi)輪廓統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，即拱部為單心圓，側(cè)墻為大半徑圓弧，仰拱與側(cè)墻間用小半徑圓弧連接。依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》，繪制隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 斷面輪廓圖</p&g

62、t;<p>　　3.3.3緊急停車帶建筑限界</p><p>　　長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶。緊急停車帶的寬度，包含右側(cè)向?qū)挾葢?yīng)取3.5m，長(zhǎng)度應(yīng)取40m，其中有效長(zhǎng)度不得小于30m。緊急停車帶的間距不宜大于750m。停車帶的路面坡度，長(zhǎng)隧道可取水平。緊急停車帶建筑限界如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 緊急停車帶建筑限界圖</p>

63、<p>　　3.3.4 緊急停車帶內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)</p><p>　　依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》，繪制隧緊急停車帶內(nèi)輪廓圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 緊急停車帶斷面內(nèi)輪廓圖</p><p><b>　　3.4洞門設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.4.1洞門位置設(shè)

64、計(jì)應(yīng)符合條件</p><p>　?。?）洞口的邊坡及仰坡必須保證穩(wěn)定。</p><p>　?。?）洞口位置應(yīng)設(shè)于山坡穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好處。</p><p>　?。?）位于懸崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；應(yīng)避免在不穩(wěn)定的懸崖陡壁下進(jìn)洞。</p><p>　　（4）跨溝或沿溝進(jìn)洞時(shí)，應(yīng)考慮水文情況，結(jié)合防排水工程，充分比選后確定。</p&

65、gt;<p>　　（5）漫坡地段的洞口位置，應(yīng)結(jié)合洞外路塹地質(zhì)、棄渣、排水及施工等因素綜合分析確定。</p><p>　?。?）洞口設(shè)計(jì)應(yīng)考慮與附近的地面建筑及地下埋設(shè)物的相互影響，必要時(shí)采取防范措施。</p><p>　?。?）洞門宜與隧道軸線正交；地質(zhì)條件較好； 做好防護(hù)；設(shè)置明洞。 </p><p>　　3.4.2洞口段地質(zhì)條件</p>

66、;<p>　　隧道進(jìn)洞口處地表為斜坡地形，坡度為25°～60°，巖性為風(fēng)化花崗巖，巖體破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較好。設(shè)計(jì)洞口里程樁號(hào)為K2+50，圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)。隧道出洞口處地表為斜坡形，地勢(shì)較為陡峭，植被較為茂盛。巖性為白云巖、巖體較破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，圍巖穩(wěn)定性較好。設(shè)計(jì)洞口里程樁號(hào)為K3+650，圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)。</p><p>　　3.4.3洞門類型及適用條件</

67、p><p>　　洞門的形式很多，從構(gòu)造形式、建筑材料以及相對(duì)位置等可以劃分許多類型。目前，我國(guó)公路隧道的洞門形式有: 端墻式洞門、翼墻式洞門、環(huán)框式洞門、臺(tái)階式洞門、柱式洞門、遮光棚式洞門等。</p><p><b>　?。?）端墻式洞門</b></p><p>　　適用于巖質(zhì)穩(wěn)定的Ⅲ級(jí)以上圍巖和地形開(kāi)闊的地區(qū)，是最常使用的洞門型式。</p&

68、gt;<p><b>　?。?）翼墻式洞門</b></p><p>　　適用于地質(zhì)較差的Ⅳ級(jí)以下圍巖，以及需要開(kāi)挖路塹的地方。翼墻式洞門由端墻及翼墻組成。翼墻是為了增加端墻的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)路塹邊坡也起支撐作用。其頂面一般均設(shè)置水溝，將端墻背面排水溝匯集的地表水排至路塹邊溝內(nèi)。</p><p><b>　　（3）環(huán)框式洞門</b>&l

69、t;/p><p>　　當(dāng)洞口巖層堅(jiān)硬、整體性好（I級(jí)圍巖）、節(jié)理不發(fā)育，路塹開(kāi)挖后仰坡極為穩(wěn)定，并且沒(méi)有較大的排水要求時(shí)可采用環(huán)框式洞門。</p><p><b>　?。?）臺(tái)階式洞門</b></p><p>　　當(dāng)洞門傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊坡較高時(shí)，為減小仰坡高度及外露長(zhǎng)度，可以將端墻頂部改為逐步升級(jí)的臺(tái)階形式，以適應(yīng)地形的特點(diǎn)，減少仰坡土石方

70、開(kāi)挖量。</p><p><b>　?。?）遮光棚式洞門</b></p><p>　　當(dāng)洞外需要設(shè)置遮光棚時(shí)，其入口通常外伸很遠(yuǎn)。遮光構(gòu)造物有開(kāi)放式和封閉式之分，前者遮光板之間是透空的，后者則用透光材料將前者透空部分封閉。但由于透光材料上面容易沾染塵垢油污，養(yǎng)護(hù)困難，所以很少使用后者。形狀上又有喇叭式與棚式之分。</p><p>　　3.4.4

71、洞門形式的選擇</p><p>　　按分類，龍?zhí)稙乘淼阑痉挠诼肪€走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。洞門形式結(jié)合實(shí)際地形、地質(zhì)情況選定。根據(jù)洞門所處地段的地形地貌及工程地質(zhì)條件，遵從“早進(jìn)洞，晚出洞”的設(shè)計(jì)原則，并考慮洞門的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀等因素，因此本隧道使用安化端洞口采用端墻式洞門，新化端洞口采用翼墻式洞門（帶擋土墻）。</p><p>　　3.4.5洞門尺寸及材料

72、設(shè)計(jì)</p><p>　　墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強(qiáng)度等級(jí)為Mu100，水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M10。容許壓應(yīng)力σa=2.2Mpa，重度γt=22KN/ m3。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》，結(jié)合洞門所處地段的工程地質(zhì)條件，擬定洞門翼墻的高度：H=11m；其中基底埋入地基的深度為1.0m，洞門翼墻與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度1.4m，洞門翼墻與仰坡間的的水溝深度為0.5

73、m，洞門墻頂高出仰坡坡腳0.7m，洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為1.5m，墻厚1.5m，設(shè)計(jì)仰坡為1:0.5。</p><p>　　圖3.5 隧道洞門圖</p><p><b>　　3.5襯砌設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.5.1支護(hù)形式選擇</p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道為一級(jí)公路單向雙車道隧道，圍巖級(jí)

74、別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)。由于圍巖穩(wěn)定性比較差，為了保證行車安全，襯砌斷面采用曲墻式斷面，結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌，即由初期支護(hù)和二次襯砌及中間防水層結(jié)合而成的襯砌形式。</p><p>　　3.5.2單洞隧道復(fù)合式襯砌一般規(guī)定</p><p>　?。?）應(yīng)考慮包括圍巖在內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)、斷面形狀、開(kāi)挖方法、施工工序和斷面的閉合時(shí)間等綜合因素，充分利用圍巖所具有的自承能力。</p><p

75、>　?。?）單洞隧道復(fù)合式襯砌的初期支護(hù)宜采用噴錨襯砌，即同噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用。</p><p>　　（3）二次襯砌宜采用模筑混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓順的等厚度襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。</p><p>　　3.5.3Ⅲ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2

76、004）》及《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則（JTGTD7—2010）》，考慮到圍巖巖層為層狀結(jié)構(gòu)，層理較厚，巖體較完整，穩(wěn)定性較好，故在供部、邊墻部位噴射混凝土，鋼筋型號(hào)為HPB235，直徑8混凝土強(qiáng)度為C20；拱部設(shè)置系統(tǒng)錨桿，錨桿類型為20砂漿錨桿，L=300cm，梅花形布置。二次襯砌只設(shè)置拱部和曲墻，不設(shè)置仰拱，并且采用素混凝土，混凝土強(qiáng)度C30，考慮圍巖及初期支護(hù)的變形，預(yù)留5cm變形縫。</p><p>　　3.5

77、.4Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)</p><p>　　圍巖巖層為層狀結(jié)構(gòu)，層理較厚，巖體較破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，巖體較穩(wěn)定。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》及《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則（JTGTD7—2010）》，在供部、邊墻部位設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，混凝土強(qiáng)度為C20，鋼筋型號(hào)為HPB235，直徑8，雙層布置；并且設(shè)置鋼筋格柵鋼架；在供部、邊墻部位設(shè)置系統(tǒng)錨桿，考慮到巖碎裂結(jié)構(gòu)，錨桿選用砂漿錨桿，梅花形布置?？紤]到

78、圍巖巖性較差，二次襯砌只設(shè)置拱部和曲墻，以及仰拱，并且采用鋼筋混凝土，混凝土強(qiáng)度C30?？紤]圍巖及初期支護(hù)的變形，預(yù)留8cm變形縫。</p><p>　　3.5.5Ⅴ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)</p><p>　　圍巖巖體較破碎，呈松散結(jié)構(gòu)，巖層為層狀構(gòu)造，層理較厚，穩(wěn)定性較差。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70—2004）》及《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則（JTGTD7—2010）》，在供部、邊墻部位設(shè)置鋼筋

79、網(wǎng)噴射混凝土，混凝土強(qiáng)度為C25，鋼筋型號(hào)為HPB235，直徑8，雙層布置；在供部、邊墻部位設(shè)置系統(tǒng)錨桿，錨桿選用CD25中空注漿錨桿，梅花形布置。考慮到圍巖巖性較差，二次襯砌設(shè)置拱部和曲墻，以及仰拱，并且采用鋼筋混凝土，混凝土強(qiáng)度C35?？紤]圍巖及初期支護(hù)的變形，預(yù)留12cm變形縫。</p><p>　　表3.2 隧道支護(hù)參數(shù)表</p><p><b>　　3.6防排水設(shè)計(jì)&

80、lt;/b></p><p><b>　　3.6.1概述</b></p><p>　　水對(duì)隧道的危害是多方面的，漏水的長(zhǎng)期作用可能造成隧道的侵蝕破壞，危害隧道的結(jié)構(gòu)耐久性；寒冷地區(qū)，尤其是嚴(yán)寒地區(qū)，隧道襯砌滲水反復(fù)的凍融循環(huán)在襯砌的內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開(kāi)裂破壞；隧道漏水還將使隧道拱部和側(cè)墻產(chǎn)生冰凌侵入凈空；隧道滴水將使路面結(jié)冰，降低輪胎與路面的附著力，惡化隧道

81、的營(yíng)運(yùn)條件，危及行車安全；隧道滲漏水還將極大地降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的使用功能和壽命。因此，隧道的防排水環(huán)節(jié)至關(guān)重要，不容忽視。</p><p>　　3.6.2防排水的原則</p><p>　　隧道遵循“防、排、堵、截結(jié)合因地制宜，綜合治理”的原則，爭(zhēng)取隧道建成后達(dá)到洞內(nèi)基本干燥的要求，保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)地標(biāo)歲、地下水妥善處理，形成一個(gè)完善通暢的防排水系統(tǒng)。

82、為了防止排水溝管的淤塞以及考慮到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，設(shè)計(jì)過(guò)程中堅(jiān)持將清潔的地下滲水與路面污水分開(kāi)排防的原則。</p><p>　　3.6.3隧道洞口防排水</p><p>　　隧道洞口區(qū)應(yīng)避免水流的匯集，防止夏季水流沖蝕洞口。根據(jù)地形情況在洞門、明洞邊坡線外順地勢(shì)布設(shè)洞頂截水溝，將的面徑流通過(guò)天溝引入自然溝谷排走。洞口路基水嚴(yán)禁流入洞內(nèi)，必要時(shí)可設(shè)置反坡。</p><p>

83、;　　3.6.4隧道洞身襯砌防排水</p><p><b>　　防水措施</b></p><p>　　（1）襯砌自防水結(jié)構(gòu)</p><p>　　為了防止柔性防水層由于施工原因可能出現(xiàn)局部地方防水失敗，故二次襯砌做成自防水混凝土結(jié)構(gòu)。采用低堿性膨脹水泥混凝土，自防水結(jié)構(gòu)抗?jié)B標(biāo)號(hào)要求達(dá)。為了提高混凝土抗凍性，混凝土摻加引氣劑。</p>

84、<p><b>　?。?）止水帶</b></p><p>　　在襯砌澆筑工作縫設(shè)置背貼式橡膠止水帶。橡膠止水帶需采用耐寒性能好的三元乙丙橡膠材料。</p><p>　?。?）暗洞施工要求采用泵送混凝土，以保證澆筑質(zhì)量及襯砌與初期支護(hù)之間密實(shí)不留空隙。</p><p><b>　　b.排水措施</b></p

85、><p>　?。?）在路面兩側(cè)設(shè)縱向排水溝，引排運(yùn)營(yíng)清洗水，消防水和其他水。</p><p>　　（2）隧道縱向排水坡與隧道縱坡一致。</p><p>　　（3）在路側(cè)邊溝設(shè)置暗溝。</p><p>　?。?）在路面結(jié)構(gòu)下設(shè)縱向中心水溝，集中引排地下水。</p><p><b>　　3.7通風(fēng)設(shè)計(jì)</b&g

86、t;</p><p>　　隧道通風(fēng)的目的是通過(guò)通風(fēng)改變隧道內(nèi)空氣的化學(xué)組成和氣候條件，使之滿足人員工作、車輛運(yùn)行的衛(wèi)生和安全要求，保證隧道正常運(yùn)營(yíng)。改善隧道內(nèi)空氣污染的途徑大體上有三種：生產(chǎn)無(wú)公害汽車；使用慮毒裝置還原被污染的空氣；把污染空氣的有害物質(zhì)稀釋到容許值以下。通風(fēng)設(shè)計(jì)需要考慮的主要問(wèn)題是：空氣中有害物質(zhì)的容許濃度；需風(fēng)量的計(jì)算方法；判斷自然通風(fēng)的能力；機(jī)械通風(fēng)方式的討論；通風(fēng)設(shè)備的選擇以及經(jīng)濟(jì)性等。&l

87、t;/p><p>　　依據(jù)規(guī)范以及教材，選用射流式通風(fēng)方式。射流風(fēng)機(jī)選用SDS-12.5-6P-6-18°帶1D消聲器型風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)布置為單排布置，沿隧道均勻布置。風(fēng)機(jī)軸線與隧道中心線重合，風(fēng)機(jī)下沿在隧道建筑限界上方24cm處。縱向每隔160m處布置一臺(tái)。</p><p><b>　　3.8照明設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

88、;　　3.8.1概述</b></p><p>　　隧道照明與道路照明有所不同，隧道照明白天也需要照明，而且白天照明問(wèn)題比夜間更復(fù)雜。隧道在運(yùn)營(yíng)期間，為了防止因視覺(jué)信息不足而出現(xiàn)交通事故，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)速度、交通量、線性等影響因素，并從駕駛的安全性和舒適性等方面綜合確定照明水平。 </p><p>　　3.8.2照明設(shè)計(jì)一般規(guī)定</p><p>　?。?）長(zhǎng)度

89、大于100m的隧道應(yīng)設(shè)置照明；</p><p>　　（2）照明設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮環(huán)境條件、交通狀況、土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、供電條件、建設(shè)與營(yíng)運(yùn)費(fèi)用等因素。</p><p><b>　　3.8.3照明設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ026.1-2014）》，整個(gè)隧道的照明區(qū)段劃分為入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段。每段通

90、過(guò)亮度與照度計(jì)算，確定出每段燈具的數(shù)量和間距。各段燈具數(shù)量及縱向間距如表3.3示。</p><p>　　表3.3 各段燈具規(guī)格及數(shù)量表</p><p><b>　　4 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計(jì)基本資料</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)斷面圖如下圖所示</

91、p><p>　　圖4.1 結(jié)構(gòu)斷面圖</p><p><b>　　4.1.1巖體特性</b></p><p>　　巖體為Ⅴ級(jí)圍巖，計(jì)算摩擦角，巖體重度，圍巖彈性反力系數(shù)，基底圍巖彈性反力系數(shù)。</p><p><b>　　4.1.2襯砌材料</b></p><p>　　采用C35

92、鋼筋混凝土；重度，彈性模量，混凝土襯砌軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p><b>　　4.1.3結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</

93、b></p><p><b>　　4.2</b></p><p>　　作用在結(jié)構(gòu)上的荷載形式為勻布豎向荷載和勻布水平側(cè)向荷載，其側(cè)壓系數(shù)為0.3，即。</p><p><b>　　勻布豎向荷載：</b></p><p>　　式中 ——垂均布?jí)毫Γǎ?lt;/p>

94、<p>　　——荷載等效高度（）；</p><p>　　——圍巖重度（KN/m2）；</p><p><b>　　——圍巖級(jí)別；</b></p><p><b>　　——寬度影響系數(shù)；</b></p><p>　　——隧道寬度（m）；</p><p>　　——每增

95、減1m時(shí)的圍巖壓力增減率，以的隧道圍巖垂直均布力為準(zhǔn)；當(dāng)時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，取。</p><p>　　由上式可得得 ，得 </p><p><b>　　水平均布側(cè)向荷載：</b></p><p><b>　　4.3繪制分塊圖</b></p><p>　　因結(jié)構(gòu)對(duì)稱，荷載對(duì)稱，故取半跨計(jì)算，如圖5.2。&l

96、t;/p><p>　　圖4.2 半跨結(jié)構(gòu)計(jì)算圖</p><p>　　4.4計(jì)算半拱軸線長(zhǎng)度</p><p>　　求水平線以下邊墻的軸線半徑（單位：cm）及其與水平線夾角</p><p>　　假定水平以下的軸線為一圓弧，則其半徑由圖5.3求得。</p><p>　　圖4.3 邊墻軸線計(jì)算圖</p><p&

97、gt;<b>　　由圖上量得：</b></p><p><b>　　，，。</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　計(jì)算斗拱軸線長(zhǎng)度s及分塊軸線長(zhǎng)度（單位：cm）</p><p>　　式中 ——為各圓弧軸線的半徑<

98、/p><p>　　半拱軸線長(zhǎng)度 </p><p>　　分塊長(zhǎng)度 </p><p>　　4.5計(jì)算各分段截面中心的幾何要素</p><p>　　由CAD量取各截面與豎直軸的夾角</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　

99、　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　角度校核：</b></p><p>　　各截面的中心坐標(biāo)（單位：cm）</p><p>　　由CAD量取各截面中心坐

100、標(biāo)如下：</p><p><b>　　坐標(biāo)較核</b></p><p>　　4.6計(jì)算基本結(jié)構(gòu)的單位位移</p><p>　　計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.1和表4.2。</p><p>　　4.1 曲墻拱結(jié)構(gòu)幾何要素及計(jì)算過(guò)程表（一）</p><p>　　計(jì)算基本結(jié)構(gòu)的單位位移，取單位長(zhǎng)度的襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算

101、，故b=1。</p><p>　　4.2 曲墻拱結(jié)構(gòu)幾何要素及計(jì)算過(guò)程表（二）</p><p>　　校核： </p><p>　　所以計(jì)算結(jié)果正確。 </p><p>　　4.7計(jì)算主動(dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的位移和</p><p>　　襯砌每小塊上的作用力如圖4.4所示。</p&g

102、t;<p>　　圖4.4 每小塊襯砌作用力圖</p><p>　　豎向力： </p><p>　　式中 ——相鄰兩截面之間的襯砌外緣的水平投影（由圖5.2量?。?。</p><p><b>　　；；；；</b></p><p><b>　??；；。</b>

103、;</p><p>　　側(cè)向水平力： </p><p>　　式中 ——相鄰兩截面之間的襯砌外緣的豎直投影（由圖5.2量?。?lt;/p><p><b>　??；；；；</b></p><p><b>　??；；；。</b></p><p>　　式中

104、 ——截面厚度（由圖5.2量取）。</p><p><b>　　；；；；</b></p><p><b>　　；；；。</b></p><p>　　注意：以上各集中力均通過(guò)相應(yīng)荷載圖形的形心。</p><p>　　主動(dòng)荷載在基本結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p&

105、gt;　　分塊上個(gè)集中力對(duì)下一分點(diǎn)的截面形心的力臂由分塊圖上量取，并分別記為、、。。</p><p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　軸力：</b></p><p>　　式中 、——相鄰兩截面中心點(diǎn)的坐標(biāo)增量：</p><p>　　計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.3和4.4。&

106、lt;/p><p>　　的計(jì)算過(guò)程示于表4.5。</p><p>　　表4.3 計(jì)算過(guò)程表（一）</p><p>　　表4.4 計(jì)算過(guò)程表（二）</p><p>　　表4.5 的計(jì)算過(guò)程表</p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　

107、計(jì)算誤差：</b></p><p><b>　　在誤差范圍內(nèi)。</b></p><p><b>　　主動(dòng)荷載位移和</b></p><p>　　計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.6。</p><p>　　表4.6 、計(jì)算過(guò)程表</p><p><b>　　校核：<

108、;/b></p><p><b>　　，故計(jì)算正確。</b></p><p>　　4.8墻底（彈性地基上的剛性梁）位移計(jì)算</p><p>　　單位彎矩作用下墻底截面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角</p><p>　　主動(dòng)荷載作用下墻底截面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角</p><p>　　解主動(dòng)荷載作用下的力法方程</p&

109、gt;<p>　　式中 </p><p>　　其中 ——曲墻拱軸線的矢高，。</p><p><b>　　由上述方程解得</b></p><p>　　4.9求主動(dòng)荷載作用下各截面的內(nèi)力，并校核計(jì)算精度</p><p>　　、計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.7。</p>

110、<p>　　表4.7 、計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　4.10求單位彈性反力及相應(yīng)摩擦力作用下，基本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變位和</p><p>　　各截面的彈性反力強(qiáng)度</p><p>　　最大彈性反力零點(diǎn)假定在截面3，即，最大彈性反力值假定在截面6，即。</p><p>　　拱圈任意截面的外緣彈性反力強(qiáng)度</p>&

111、lt;p>　　邊墻任意截面外緣的彈性反力強(qiáng)度</p><p>　　式中 ——所考察截面外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離；</p><p>　　——墻腳外緣點(diǎn)到h點(diǎn)的垂直距離。</p><p><b>　　由圖量取得：</b></p><p><b>　?。?；</b></p>

112、<p><b>　?。?；</b></p><p><b>　??；。</b></p><p>　　各分塊上的彈性反力集中力</p><p>　　式中 ——襯砌段外緣長(zhǎng)度。作用方向垂直襯砌外緣，并通過(guò)分塊上彈性反力圖形的形心。</p><p>　　彈性反力集中力與摩擦力集中力的

113、合力</p><p><b>　　按下式計(jì)算：</b></p><p>　　式中 ——圍巖與襯砌間的摩擦系數(shù)，取。</p><p>　　其作用方向與抗力集中力的夾角。由于摩擦阻力的方向與襯砌位移的方向相反，其方向向上。的作用點(diǎn)即為與襯砌外緣的交點(diǎn)。</p><p>　　將的方向線延長(zhǎng)，使之較于豎

114、直軸，量取夾角，將分解為水平與豎向兩個(gè)分力：</p><p>　　以上計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.8。</p><p>　　表4.8 各點(diǎn)彈性反力的計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　計(jì)算作用下基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力</p><p>　　、計(jì)算過(guò)程分別示于表4.9、表4.10。</p><p>　　表4.9 計(jì)算過(guò)程表</p&g

115、t;<p>　　表4.10 計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　計(jì)算作用下產(chǎn)生的荷載位移和 </p><p>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.11。</p><p>　　經(jīng)校核，，因此計(jì)算正確。</p><p>　　表4.11 、計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　4.11解單位彈性反力及其摩擦力作用下的方法方程&

116、lt;/p><p><b>　　式中、、和均同前。</b></p><p>　　由方程解得 </p><p>　　代入原方程檢驗(yàn)，計(jì)算正確。</p><p>　　單位彈性反力圖及摩擦力作用下截面的內(nèi)力，并校核計(jì)算精度</p><p>　　計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.12。</p>

117、<p>　　表4.12 、計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　4.12最大彈性反力值的計(jì)算</p><p><b>　　先求位移和：</b></p><p><b>　?。╮ad）</b></p><p><b>　?。╮ad）</b></p>&

118、lt;p><b>　?。╩）</b></p><p><b>　?。╩）</b></p><p>　　位移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4.13。</p><p>　　表4.13 計(jì)算過(guò)程表</p><p>　　4.13計(jì)算贅余力和</p><p>　　4.14計(jì)算襯砌截面總的內(nèi)力并

119、校核計(jì)算精度</p><p><b>　　襯砌各截面內(nèi)力</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.14。</p><p><b>　　校核計(jì)算精度</b></p><p><b>　　墻底截面最終轉(zhuǎn)角：</b></p><p><b>　　

120、（rad）</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　相對(duì)誤差： ，因此計(jì)算正確。</p><p><b>　　4.15繪制內(nèi)力圖</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果按一定比例繪制如圖5.5。</p><p>　　彎矩： 軸力

121、：</p><p>　　圖4.5 結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖</p><p>　　4.16襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　由計(jì)算可知，。故承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——軸力標(biāo)準(zhǔn)值，由計(jì)算得到，這里取；</p><p>　

122、　——混凝土初砌構(gòu)件抗壓驗(yàn)算時(shí)作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，?。?lt;/p><p>　　——混凝土初砌構(gòu)件抗壓驗(yàn)算時(shí)抗力分項(xiàng)系數(shù)，?。?lt;/p><p>　　——構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)，這里為隧道初砌，故??；</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按規(guī)范?。?lt;/p><p><b>　　——截面寬度，??；</b></p>

123、;<p>　　——第8點(diǎn)截面高度，取；</p><p>　　——軸向力偏心影響系數(shù)，??；</p><p>　　=5761.142703</p><p>　　=8448.23557</p><p>　　可見(jiàn)等式的左邊小于等式右邊，故軸力最大處的邊墻底通過(guò)檢驗(yàn)。</p><p>　　表4.14 襯砌各截面

124、內(nèi)力表</p><p><b>　　5 通風(fēng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1概述 </b></p><p>　　龍?zhí)秹G公路隧道只有進(jìn)出口與大氣相通，隧道內(nèi)污染物不能很快的擴(kuò)散，空氣中污染物的含量會(huì)逐漸積累。隧道內(nèi)空氣的污染是由汽車排出的廢氣和汽車攜帶的塵土，以及卷起的塵埃造成的。在隧道運(yùn)營(yíng)期間，隧道內(nèi)保持