畢業(yè)設計--高速公路隧道綜合設計

1、<p>　　二 ○ 一 四 屆 畢 業(yè) 設 計</p><p>　　東牧護高速公路隧道綜合設計</p><p>　　學 院：公路學院</p><p>　　專 業(yè)：巖土與隧道工程</p><p><b>　　二〇一四年五月</b></p><p><b>　　摘 要&

2、lt;/b></p><p>　　概況：東牧護高速公路隧道位于陜西省商洛市商州區(qū)，平均海拔1200m以上，地形起伏較大。此區(qū)段山脈走向大致為南北向，總體地勢特征為東高西低。隧道總長5840米，其中1號隧道3920米，2號隧道3920米。地質條件較差，并且2號隧道經過斷層。圍巖多為強、弱風化的白云巖、石灰?guī)r和花崗巖，圍巖級別分為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。</p><p>　　建筑限界：隧道高度5米

3、，行車道寬度3.75米，雙車道布置，凈寬10.50米，其中左側向寬度為0.5m，右側向寬度為1.00m，左側檢修道寬度為0.75m，右側檢修道寬度為0.75m，路面橫坡采用2%的坡。 </p><p>　　緊急停車帶建筑限界：緊急停車帶的總寬度14m，包含右側向寬度應取3.5m，其余均和正常隧道建筑限界相同，停車帶的路面橫坡取2%的單坡。</p><p>　　車行橫通道：車行橫通道建筑限界

4、高度5米，路面寬度為4米，不設側向余寬，左右側檢修道寬度均為0.5米。</p><p>　　人行橫通道：人行橫通道建筑限界高度2.5米，路面寬2.2米，不設側向余寬和檢修道。</p><p>　　內輪廓：設計車速為v=100km/h情況下的橫斷面規(guī)定，斷面為三心圓，r1=560cm，r2=800cm，r3=100cm，r4=1500cm，H1=160.6cm，H2=200cm ,斷面周長為

5、32.69m，面積為80.22m²。</p><p>　　.隧道施工：施工時以新奧法理論為基礎，采用控制爆破，加強初期支護和監(jiān)控量測，及時修正支護參數的施工方法。隧道襯砌結構采用復合式襯砌，二次襯砌計算時采用荷載-結構法。</p><p>　　隧道防排水：隧道防排水設計遵循“防、排、堵、截結合，因地制宜，綜合治理”的原則，以達到“堵水有效、防水可靠、排水暢通、經濟合理”的目的；堅

6、持以結構自防水為主，外輔加防水層為輔的原則；隧道縱向采用分區(qū)防水，防止局部防水板破壞造成地下水在隧道內的貫通，便于查滲漏點，方便維修。</p><p>　　隧道通風：隧道通風方式采用射流風機縱向通風，射流風機在隧道進出口附近集中布置。隧道采用高壓鈉燈照明，并按各區(qū)段的亮度要求選擇合適的布燈間距。1、2號隧道燈具布置采用雙排布置，高壓鈉燈光電照明。通風方式選擇風機縱向機械通風，需要布置18組共36臺1120型風機。

7、</p><p>　　隧道照明：基本照明時：需要布置150W的高壓鈉燈218距9m，全長布置）。加強照明時：入口段需布置400W的高壓鈉燈126組（間距1m，布置126m）(共136m，前10m不布置)。過渡段照明時：過渡段Ⅰ需布置250W的高壓鈉燈47組（間距2.3m，布置106m）；過渡段Ⅱ需布置150W的高壓鈉燈21組（間距5.5m，布置111m）；過渡段Ⅲ需布置100W的高壓鈉燈5組（間距38.5m，布置

8、167m），出口段照明需布置250W的高壓鈉燈19組（間距3.2m，布置60m）。</p><p>　　洞門：（1）東牧護1號隧道左線進、出口和右線的進口處，洞口設置端墻式洞門。（2）東牧護1號隧道右線出口處，此處設置臺階式洞門。（3）東牧護2號隧道為長大隧道，左線進口和右線出口處設置柱式洞門。（4）東牧護2號隧道的左線出口和右線進口處，設置削竹式洞門。</p><p>　　隧道施工組織設

9、計：東牧護施工過程中合理的場地布設會從很大程度上方便隧道施工，縮短工期，保護施工設備和施工場地周圍的環(huán)境，東牧護2號隧道施工時由東西兩側同時開挖。</p><p>　　關鍵詞：隧道工程，新奧法，監(jiān)控量測，復合式襯砌， 結構計算，通風照明</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Overview:The Mo C

10、hako highway tunnel is located in Shangzhou, Shangluo in Shanxi Province,The average altitude of 1200m above undulating terrain. This section of the mountains to the roughly north-south, the overall topography is charact

11、erized East West.The total length of the tunnel is 5840 meters, of which the first tunnel is 3920 meters in length and the second tunnel 3920 meters. The geologic condition of the tunnel is bad and there is one fault exi

12、sts there. Most surrounding rocks of the tu</p><p>　　Construction Clearance:The principle theory of construction is New Austrian Tunnelling Method, taking the method of controlled blasting and strengthening

13、the primary support and monitoring and measuring, revising the parameter of support for construction. The lining of the tunnel is composite lining .The method of calculation of secondary lining is load-structure method.

14、 </p><p>　　Emergency strip construction clearance: the total width of the emergency strip of 14m, width should be included on the right to take 3.5m, and the rest are the same as normal tunnel construction

15、 clearance, parking pavement cross slope of 2% is taken with single slope. </p><p>　　Dealers cross channel: Dealer cross channel construction clearance height of 5 meters, the road width of 4 meters, no more

16、 than the lateral width of the left and right side access road width of 0.5 meters. </p><p>　　Pedestrian cross channel: pedestrian cross channel construction clearance height of 2.5 m, 2.2 m wide road, with

17、no more than a lateral width and overhaul road. </p><p>　　Inner contour: a cross-sectional design speed of v = 100km / h in case of provisions, sections of three concentric circles, r1 = 560cm, r2 = 800cm, r

18、3 = 100cm, r4 = 1500cm, H1 = 160.6cm, H2 = 200cm, section circumference of 32.69m, an area of ??80.22m ².</p><p>　　Tunnel waterproofing and drainage:Tunneling waterproof and drainage follows the princip

19、le of “preventing, displacing, disconnecting, plugging, adjusting measures to local conditions, taking comprehensive management” to reach the purposes of “water plugging effective, waterproof and drainage unblocked relia

20、bility, reasonable economy”.；Adhere to the structure from water-based, waterproof outer layer plus auxiliary principle supplemented; tunnel longitudinal partitions using waterproof, waterproof </p><p>　　Tunn

21、el Ventilation：The way of tunnel ventilation is longitudinal ventilation by jet fans and the jet fans are arranged centralised near the entrances and the exits of the tunnel. High voltage sodium lamps are ued for the ill

22、umination of the tunnel, and arranged in a appropriate spacing based on the request of brightness of each section. 1,2 tunnel lighting layout with double layout, high pressure sodium photoelectric lighting. Select the ve

23、rtical ventilation fan mechanical ventilation, need 36 u</p><p>　　Tunnel lighting:When basic lighting: Need arrangement 150W HPS 218 from 9m, full-length layout). When enhanced lighting: entrance layout requ

24、ired 126 400W HPS group (spacing 1m, arranged 126m) (total of 136m, 10m is not arranged before). When the transition section Lighting: transition section Ⅰ need 250W HPS arranged 47 group (spacing 2.3m, arranged 106m); t

25、ransition section Ⅱ need 150W HPS arranged 21 group (spacing 5.5m, arranged 111m); transition section Ⅲ need layout 100W HPS group 5 (pitch</p><p>　　Portal: (1) East Pastoral Care on the 1st tunnel into the

26、left lane, export and import of the right line, the end wall openings to Portal. (2) protect the 1st Dongmu right lane tunnel exit, set here stepped Portal. (3) protect the 2nd East husbandry tunnel long tunnel, the left

27、 line import and export right line set at column portal. (4) Dongmu guard left lane exit and entrance of the 2nd right lane tunnel, setting cut bamboo-style portal.</p><p>　　Dongmuhu reasonable construction

28、process from site layout will largely facilitate the tunnel construction, shorten the construction period, construction equipment and construction sites to protect the surrounding environment, east and west sides of the

29、excavation by the same animal husbandry while retaining the 2nd tunnel.</p><p>　　Keywords: NATM, Monitoring and Measurement,composite lining, structural calculations,ventilation lighting目 錄</p><p&

30、gt;　　第一章 設計總說明13</p><p>　　1.1 隧道設計概況13</p><p>　　1.2 隧道設計標準規(guī)范13</p><p>　　1.3 隧道主要技術標準13</p><p>　　1.4 隧道建設地區(qū)工程概況14</p><p>　　1.4.1 區(qū)域地形、地貌14</p>

31、<p>　　2.4.2 水文與氣象14</p><p>　　1.4.3 地質條件14</p><p>　　1.4.4 水文地質條件16</p><p>　　1.4.5 不良地質現象16</p><p>　　1.5 橫斷面設計17</p><p>　　1.5.1 建筑限界17</p>

32、<p>　　1.5.2 隧道內輪廓17</p><p>　　1.6 隧道襯砌結構設計18</p><p>　　1.6.1 圍巖分級18</p><p>　　1.6.2 本隧道襯砌設計18</p><p>　　1.7 防、排水設計19</p><p>　　1.7.1 隧道防排水設置的目的19<

33、;/p><p>　　1.7.2 隧道防、排水設計原則19</p><p>　　1.7.3 地下水對隧道的危害19</p><p>　　1.7.4 結構防、排水技術措施20</p><p>　　1.7.5 實施工藝及要求21</p><p>　　1.8 通風設計22</p><p>　　1.

34、8.1 隧道通風應符合的要求22</p><p>　　2.8.2 本隧道通風概況22</p><p>　　1.9 照明設計23</p><p>　　1.9.1 照明設計原則23</p><p>　　1.9.2 本隧道照明情況23</p><p>　　1.10 洞口及洞門24</p><p

35、>　　1.10.1 洞口位置選擇24</p><p>　　1.10.2 洞門選擇24</p><p>　　1.11 隧道施工25</p><p>　　1.11.1 隧道施工方案設計25</p><p>　　1.11.2 隧道施工原則25</p><p>　　1.11.3 隧道施工布置25</p&

36、gt;<p>　　1.11.4. 隧道總體方案26</p><p>　　1.11.5 施工中的難點及解決方案。26</p><p>　　1.12 隧道內路基和路面27</p><p>　　1.12.1 路基27</p><p>　　1.12.2 路面27</p><p>　　1.12.3 棄渣方

37、案27</p><p>　　1.13 監(jiān)控量測28</p><p>　　1.14 環(huán)境保護28</p><p>　　1.15 施工組織設計28</p><p>　　1.15.1 總述29</p><p>　　1.15.2 重要意義29</p><p>　　1.15.3 本區(qū)段場地布置

38、29</p><p>　　第二章 方案比選說明31</p><p>　　2.1 概述：31</p><p>　　2.2 選線原則：31</p><p>　　2.2.1 線路方向的選定31</p><p>　　2.2.2 決定線路方向的主要因素：31</p><p>　　2.3 隧道

39、位置的選定32</p><p>　　2.3.1 地形條件32</p><p>　　2.3.2 地質條件32</p><p>　　2.4 線路方案比選32</p><p>　　2.4.1 方案比選的要點32</p><p>　　2.4.2 方案比較及確定最佳方案33</p><p>　

40、　第三章 結構計算36</p><p>　　3.1 基本資料36</p><p>　　3.2 荷載確定36</p><p>　　3.3 襯砌幾何要素37</p><p>　　3.4 計算位移39</p><p>　　3.5 解力法方程47</p><p>　　3.6 計算主動荷載和

41、被動荷載（）分別產生的襯砌內力48</p><p>　　3.7 最大抗力值的求解49</p><p>　　3.8 計算襯砌總內力50</p><p>　　3.9 襯砌截面強度檢算51</p><p>　　3.10 內力圖52</p><p>　　第四章 隧道通風計算53</p><p&

42、gt;　　4.1隧道需風量計算53</p><p>　　4.2單向交通隧道射流風機縱向通風計算58</p><p>　　第五章 照明計算61</p><p>　　5.1基本資料61</p><p><b>　　5.2接近段61</b></p><p>　　5.3基本照明計算61<

43、;/p><p>　　5.4加強照明計算62</p><p><b>　　5.5結論64</b></p><p><b>　　5.6調光64</b></p><p>　　第六章 施工組織設計66</p><p><b>　　6.1概述66</b>&l

44、t;/p><p>　　6.1.1 工程內容66</p><p>　　6.1.2 施工安排66</p><p>　　6.1.3 施工順序66</p><p>　　6.2施工方法及工藝66</p><p>　　6.2.1 工程特點及主要技術措施66</p><p>　　6.2.2 進洞施工方法

45、67</p><p>　　6.2.3 明洞施工67</p><p>　　6.2.4主要工序的施工70</p><p>　　6.2.5 施工通風75</p><p>　　6.2.6 施工用風、水、電76</p><p>　　6.3環(huán)境保護76</p><p><b>　　致

46、謝78</b></p><p><b>　　參考文獻79</b></p><p>　　附件 英文文獻翻譯80</p><p><b>　　CAD 圖91</b></p><p>　　第一章 設計總說明</p><p>　　1.1 隧道設計概況</

47、p><p>　　東牧護高速公路隧道位于陜西省商洛市，是本段高速公路修建中的控制性工程。東牧護高速公路隧道分為1號隧道和2號隧道，其中1號隧道起點樁號為K0+000，終點樁號為K3+920，全長3920mm；2號隧道起點樁號為K0+000，終點樁號為 K3+920,全長為3920m。隧道為上、下行分離式隧道，行車道寬度均按設計行車速度100km/h考慮，內設緊急停車帶1處,人行橫通道3處和車行橫通道1處。隧道圍巖以風化

48、、弱風化的白云巖、石灰?guī)r和花崗巖為主，圍巖級別主要為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。隧道襯砌結構設計采用“新奧法”復合式襯砌，圍巖較差區(qū)段采用超前小導管注漿、超前大管棚等方法處理。1、2號隧道燈具布置采用雙排布置，高壓鈉燈光電照明。通風方式選擇風機縱向機械通風，需要布置18組共36臺1120型風機。1號隧道洞門型式主要采用端墻式洞門和臺階式洞門，2號隧道洞門型式主要采用柱式洞門和削竹式洞門。該公路能有效解決當地交通問題，對克服地形障礙、改善線形、提高車速

49、、縮短里程、節(jié)約燃料、加強地區(qū)間交流、降低運輸成本、節(jié)省運輸時間、促進經濟發(fā)展將會起到顯著的作用。</p><p>　　1.2 隧道設計標準規(guī)范</p><p>　　1.2.1 《公路隧道設計規(guī)范》（JTGD70—2004）</p><p>　　1.2.2 《公路隧道施工技術規(guī)范》（JTG F60—2009）</p><p>　　1.2.3

50、《公路隧道通風照明設計規(guī)范》（JTJ026.1—1999）</p><p>　　1.2.4 《公路隧道勘測技術規(guī)范》（JTJ063－85）</p><p>　　1.2.5 《公路工程技術標準》（JTJ001—97）</p><p>　　1.3 隧道主要技術標準</p><p>　　本隧道采用單洞雙向隧道。</p><p&g

51、t;　　公路等級： 高速公路；</p><p>　　設計交通量： 近期20000輛/日（2025年），遠期32000輛/日（2035年）；</p><p>　　隧道設計車速： 100km/h；</p><p><b>　　隧道建筑限界：</b></p><p>　　隧道凈寬：

52、 10.5m ( 3.75×2+1.0+0.5+0.75+0.75)；</p><p>　　隧道凈高： 5.0m；</p><p><b>　　隧道內衛(wèi)生標準</b></p><p>　　CO允許濃度： 300ppm；</p><p>　　煙霧允許濃度K： 0.0065。

53、</p><p>　　1.4 隧道建設地區(qū)工程概況</p><p>　　1.4.1 區(qū)域地形、地貌</p><p>　　本項目位于陜西省西安市商洛市，平均海拔1200m以上，地形起伏較大。此區(qū)段山脈走向大致為南北向，總體地勢特征為東高西低，地貌類型分河谷沖積階地、黃土臺塬、黃土丘陵、山地，區(qū)域地貌地形復雜。 </p><p>　　東牧護隧道橫

54、穿山脈，地形崎嶇，地勢險要，地形起伏較大，植被茂密。區(qū)內海拔一般在1100以上，隧道西口為東牧護，最低高程為1260m，附近有溝谷，為東-西走向，由北向南海拔逐漸降低；隧道洞身經過深埋和淺埋兩種差異較大地質情況，最大埋深處海拔1266m，埋深296m，較小埋深14m，河谷多為“V”字形,，地勢相對相對平緩，較寬闊，方便場地布置和建筑施工的進行。項目所在地圍巖等級主要是Ⅲ級、Ⅳ級和Ⅴ級。</p><p>　　2.4

55、.2 水文與氣象</p><p>　　受地勢影響，該處屬海拔1000m左右的中高山區(qū)，為溫帶大陸性季風氣候，由于受山地氣候垂直變化的影響，氣候差異也較大，區(qū)內氣候一月份平均氣溫，7月份平均氣溫31.2℃，年平均氣溫25℃，極端最低氣溫-12.3℃，早霜期始于10月下旬，晚霜期終于3月下旬，無霜期225天，年降水量800～1000mm，而雨季一般集中在7月至9月，具有春寒、伏旱、夏洪、秋澇的特點。年平均風速1.9米

56、/秒，最大風速17米/秒。降雪期為11月至翌年2月，積雪厚度一般為2～4cm，最大18cm，高山氣候陰濕，中低山區(qū)雨量充沛。</p><p>　　1.4.3 地質條件</p><p><b>　　1、構造特征</b></p><p>　　該地區(qū)巖體構造主要為斷層和節(jié)理，未見褶皺，巖層僅為向西南傾斜的單斜層。</p><p&g

57、t;<b>　?。?）斷層</b></p><p>　　該區(qū)段內斷層較發(fā)育，已查明斷層達4條，以南北走向斷層為主，其次為近西走向。斷層性質以壓扭性、壓性、扭性為主，個別為張性、張扭性。斷層呈多期活動的特點，早期以壓性、壓扭性、扭性為主，且規(guī)模較大；晚期主要以張性為主，規(guī)模相對小。本區(qū)段斷層主要為早期斷層。</p><p>　　對隧道有影響的斷層有1條，為脆性斷層，走向

58、為南北走向，有一定長度的斷層破碎帶和斷層影響帶，巖石破碎，富水性較強，對隧道影響嚴重。</p><p><b>　?。?）節(jié)理</b></p><p>　　勘察區(qū)主要發(fā)育有四組節(jié)理，其走向分別為10-200，50－600，290－3000，330－3400，節(jié)理多具扭性特征。</p><p>　　節(jié)理發(fā)育的密度在不同的巖石中和統(tǒng)一巖石不同的部位

59、部位差異較大，在中厚層細晶白云巖中，一般發(fā)育兩組，每組3-12條/米，在斷層破碎帶兩側一般發(fā)育2-4組，每組一般5-15條/米，最密可達30條/米；在薄-中層白云巖中，一般發(fā)育2組，每組3-8條/米，在斷層破碎帶兩側，一般發(fā)育2組，每組4-13條/米；在厚-巨厚層含礫微晶灰?guī)r中，一般發(fā)育兩組，每組一般3-6條/米；在中厚層花崗巖中，一般發(fā)育2組，每組1—3條/米。</p><p>　　節(jié)理的存在對圍巖穩(wěn)定性有較大

60、影響，它會使完整圍巖開裂破碎，加劇其風化，又是降水下滲、地下水運移的通道和儲存的空間，致使圍巖穩(wěn)定性降低。節(jié)理的走向與隧道軸線夾角以及節(jié)理的傾角不同，其對隧道穩(wěn)定的影響程度相應的就會不同。區(qū)內對隧道穩(wěn)定影響較大的節(jié)理使其走向（290～3000，330～3400）與隧道軸線呈小角度斜交，對隧道穩(wěn)定不利，洞頂易發(fā)生掉塊，坍塌等。</p><p>　　2.地震活動及地殼穩(wěn)定性概略分析</p><p&

61、gt;　　根據國家地震局資料，勘查區(qū)的地震基本烈度為Ⅵ度預測未來最大震級為5級，因此，可以認為勘查區(qū)為相對穩(wěn)定。</p><p><b>　　3.巖石類型</b></p><p><b>　?。?）結晶白云巖</b></p><p>　　灰白色，細晶，團塊狀結構，塊狀構造。主要礦物為白云巖，含量大于90%，方解石2～10%

62、，少量有機質。白云巖部分已重結晶，顆粒較大，一般0.2～0.6mm，重結晶的白云石呈團塊狀分布，表面較干凈，部分未結晶白云石，粒度小于0.05mm，表面渾濁不清。巖石較堅硬，但風化較嚴重，較破碎，整體完整性較差。</p><p><b>　?。?）千枚巖</b></p><p>　　顯微變晶片理發(fā)育面上呈絹絲光澤的低級變質巖。典型的礦物組合為絹云母、綠泥石和石英，可含

63、少量長石及碳質、鐵質等物質。有時還有少量方解石、雛晶黑云母、黑硬綠泥石或錳鋁榴石等變斑晶。常為細粒鱗片變晶結構，粒度小于0.1毫米，在片理面上常有小皺紋構造。原巖為黏土巖、粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r，是低級區(qū)域變質作用的產物。因原巖類型不同，礦物組合也有所不同，從而形成不同類型的千枚巖。</p><p><b>　?。?）強風化花崗巖</b></p><p>　　褐黃加灰白

64、色，中粗?；◢徑Y構，塊狀構造，巖石風化強烈，結構、構造大多已破壞，礦物成分為石英、長石、云母等，少量礦物略有風化，部分礦物已經失去原有光澤，裂隙很發(fā)育，巖芯多呈現碎塊狀，RQD=50～75%，巖質較軟，錘擊聲悶，采取率65%～89%。碎塊狀。</p><p><b>　　（4）中風化花崗巖</b></p><p>　　灰白色加黑色斑點，中粗?；◢徑Y構，塊狀構造，礦物成

65、分主要為石英、長石、角閃石、云母等，巖石節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖石較完整，多呈現10～50厘米的柱狀、長柱狀，偶夾3-8厘米碎塊狀，RQD=75-95%，巖質較硬，錘擊聲脆，采取率90%以上。大部分較完整，局部破碎。</p><p><b>　　（5）石灰?guī)r</b></p><p>　　以方解石為主要成分的碳酸鹽巖。有時含有白云石、粘土礦物和碎屑礦物，有灰、灰白、灰黑、黃、

66、淺紅、褐紅等色，結構較為復雜，有碎屑結構和晶粒結構兩種。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮晶膠結物構成。巖石較堅硬，巖體完整性不佳，淺層較風化。</p><p><b>　　（6）泥巖</b></p><p>　　黃色，泥質結構，塊狀構造。主要成份為粘土礦物，含少量粉砂粒。巖石軟弱，整體完整性差。物理力學性質差，接近于半成巖的粘性土。</p><p&g

67、t;　　綜上所述，此地區(qū)圍巖整體工程地質性質較差。千枚巖分布范圍較少；白云巖和石灰?guī)r雖較堅硬，但隧道埋深較淺處，較破碎，風化較嚴重，整體完整性較差；花崗巖雖堅硬，抗風化能力較強，力學性質較高，整體完整性較好，但其出露寬度窄；泥巖受構造變形大，巖石軟弱不完整，抗風化能力弱，其工程地質條件差。</p><p>　　1.4.4 水文地質條件</p><p><b>　　(1)地下水&l

68、t;/b></p><p>　　勘查區(qū)地下水的補給主要來自大氣降水。區(qū)內降水量較多，平均降水量為800-1000mm。植被較茂盛，山體較高，坡度較陡，溝谷深切，即地表徑流暢通，降水量又相對集中于夏季，大部分以地表徑流匯于溝谷中，不利于降水的下滲。故地下水補給作用較弱，區(qū)內地下水較貧乏。</p><p>　　地下水徑流條件取決于含水層孔隙，裂隙，溶隙的發(fā)育程度及其連通性的強弱?；鶐r風化

69、殼厚度及風化程度雖有差異，但其裂隙，溶隙，溶孔較發(fā)育，連通性也較好。構造破碎帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，連通性好。故區(qū)內地下水徑流暢通，以分水嶺為界沿山坡流向溝谷。</p><p>　　地下水的排泄多以地下徑流的方式補給區(qū)外，局部以泉水方式排泄于溝谷。</p><p>　　(2)地下水類型及富水性</p><p>　　勘查區(qū)地下水按含水介質的差異概括成三種類型。</p&

70、gt;<p><b>　?、偎缮r類孔隙水</b></p><p>　　埋藏于殘坡積層中。這些松散層堆積厚度一般為2-12米，局部地段厚度可達15-25米。該層受降水補給，局部地段可得到基巖裂隙溶隙水補給，水量較大，并隨季節(jié)變化，豐水期增大，枯水期水量變小或干枯。</p><p><b>　?、趯訝顜r類裂隙水。</b></p&

71、gt;<p>　　主要埋藏在泥巖中。分布于勘查區(qū)西部。由于該類含水層露出范圍小，未發(fā)現該類水的出露點。據有關資料，該類水主要受大氣降水補給，在溝谷底以下徑流的形式補給第四系殘坡積層。該類水系裂隙含水，含水性不均一，富水性差。</p><p><b>　?、蹣嬙炱扑閹Я严端?lt;/b></p><p>　　主要分布于斷層破碎帶及其影響帶內。這些部位巖石破碎，地

72、下水補給和儲水條件好。該類水為區(qū)內地下水的主要存在形式。調查時未見泉水出露。此類水相對較豐富，水量較大，對隧道施工及圍巖穩(wěn)定不利。</p><p>　　綜上所述，勘察區(qū)地下水普遍較貧乏。在第四系殘坡積層厚度較大的溝谷低洼地段，其匯水條件較好，地下水埋藏較淺，水量相對較豐富。在構造帶部位，地下水補給徑流條件較好，水量較豐富。其余部位含水性差，為相對貧水區(qū)。</p><p><b>

73、　　(3)水質評價</b></p><p>　　勘查過程中，分別對地下水天然露頭（泉水）及人工揭露點（民井、鉆孔中水）取樣分析，其結果表明水質良好。物理性質均為無味，無臭，透明液體。礦化度0.154—0.332g/L，PH為7.4—7.8，侵蝕性CO2 為零，SO42-含量0—29.2mg/l，Mg2+ 含量16.9—27.1mg/l，HCO3-含量3.18—5.69mol/l,.按《巖土工程勘查規(guī)范

74、》（GB50021—94）規(guī)定評價，表明勘查區(qū)地下水對混凝土結構無腐蝕性。</p><p>　　1.4.5 不良地質現象</p><p>　　區(qū)段常見的不良地質現象有滑坡、泥石流，多發(fā)生在7-9月份的雨季，因而要加強植被防護，施工季節(jié)也要盡量避過這段時期。</p><p><b>　　1.5 橫斷面設計</b></p><p

75、>　　1.5.1 建筑限界</p><p>　　(1)正常隧道建筑限界</p><p>　　根據《公路隧道設計規(guī)范》JTG D70-2004，隧道高度5米，行車道寬度3.75米，雙車道布置，凈寬10.50米，其中左側向寬度為0.5m，右側向寬度為1.00m，左側檢修道寬度為0.75m，右側檢修道寬度為0.75m，路面橫坡采用2%的坡。并且同時考慮了下列因素：</p>&

76、lt;p>　?、贆z修人員步行時的安全；</p><p>　?、诰o急情況下，駕乘人員拿取消防設備方便；</p><p>　?、蹪M足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求。</p><p>　　(2)緊急停車帶建筑限界</p><p>　　根據《公路隧道設計規(guī)范》JTG D70-2004，長、特長隧道應在行車方向的側設置緊急停車帶。緊急停車帶

77、的總寬度14m，包含右側向寬度應取3.5m，其余均和正常隧道建筑限界相同，停車帶的路面橫坡取2%的單坡。</p><p><b>　　(3)車行橫通道</b></p><p>　　根據《公路隧道設計規(guī)范》JTG D70-2004的規(guī)定，車行橫通道建筑限界高度5米，路面寬度為4米，不設側向余寬，左右側檢修道寬度均為0.5米。</p><p>&l

78、t;b>　　(4)人行橫通道</b></p><p>　　根據《公路隧道設計規(guī)范》JTG D70-2004的規(guī)定，人行橫通道建筑限界高度2.5米，路面寬2.2米，不設側向余寬和檢修道。</p><p>　　1.5.2 隧道內輪廓</p><p><b>　　(1)正常隧道段</b></p><p>　　

79、正常隧道內輪廓設計除應滿足隧道建筑限界的規(guī)定以外，還應滿足洞內路面、排水設施、裝飾的需要，并為通風、照明、消防、監(jiān)控、運營管理等設施提供安裝空間，同時考慮圍巖變形、施工方法影響的預留變形量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全、經濟、合理的原則。本隧道根據《公路隧道設計規(guī)范》對設計車速為v=100km/h情況下的橫斷面規(guī)定，斷面為三心圓，r1=560cm，r2=800cm，r3=100cm，r4=1500cm，H1=160.6cm，H2=20

80、0cm ,斷面周長為32.69m，面積為80.22m²。</p><p><b>　　(2)緊急停車帶</b></p><p>　　緊急停車帶內輪廓線根據《公路隧道設計規(guī)范》對設計車速為v=100km/h情況下的橫斷面的規(guī)定，緊急停車帶位于Ⅲ級圍巖，取r1=560cm，r2=800cm，r3=150cm，r5=870.49cm ，H1=169.98cm，H2

81、=200cm作緊急停車帶橫斷面。</p><p>　　1.6 隧道襯砌結構設計</p><p>　　隧道襯砌設計應綜合考慮地質條件、斷面形狀、支護結構、施工條件等方面，并應充分利用圍巖的自承能力。襯砌應具有足夠的強度和穩(wěn)定性，保證隧道長期安全使用。</p><p>　　1.6.1 圍巖分級</p><p>　　隧道圍巖級別劃分主要依據巖體彈性

82、波速度、巖樣飽和極限抗壓強度、巖石質量指標，并結合圍巖風化程度、完整性、堅硬程度、節(jié)理發(fā)育程度、斷層及地下水影響程度等進行綜合分類。</p><p>　　依據實際資料在確定隧道圍巖級別時，制定以下原則：</p><p>　?。?）以交通部行業(yè)標準《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D70-2004）提供數據為圍巖級別劃分標準。</p><p>　?。?）遇斷層破碎帶，圍巖

83、級別較同類巖石降低1-2等級，影響帶推至洞底以上40-80米與斷層交界處。</p><p>　?。?）為便于隧道施工，按隧道開挖過程中可能遇到的地層和構造情況分段劃分評價。</p><p>　?。?）未有鉆孔控制段，參照勘查區(qū)同類巖石已有資料進行類比分級。</p><p>　　1.6.2 本隧道襯砌設計</p><p>　　隧道斷面設計除符合

84、規(guī)范規(guī)定的建筑限界要求外，考慮到洞內排水、通風、照明、消防、監(jiān)控等運營附屬設施所需空間，并考慮到圍巖收斂變形及施工等必要的預留量，內輪廓采用三心圓。隧道襯砌結構型式均采用“新奧法”復合式襯砌，襯砌設計參數以工程類比法并結合計算分析確定，斷面型式采用等截面三圓心，對于Ⅲ級圍巖采用不帶仰拱襯砌，對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖均采用帶仰拱襯砌。</p><p>　?、蠹墖鷰r段：初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿。系統(tǒng)錨桿采用水泥砂漿錨桿，直徑

85、為25mm，長度為2.5m，環(huán)向間距為1.2m，縱向間距1.5m；噴射C20混凝土厚度為12cm，預留變形量為5cm；鋼筋網直徑為8mm，間距為25×25按矩形布置。</p><p>　?、艏墖鷰r段：初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿、超前小導管（必要時）周壁預注漿，鋼拱支撐配合鋼筋網噴射混凝土形成整體。系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，直徑為25mm，長度為3m，環(huán)向間距為1m，縱向間距1.2m；超前小導管采用直徑為4

86、2mm的無縫鋼管，長度為3.5m，外插角為10-30°，水平搭接長度不小于100cm，環(huán)向間距為50cm。Ⅳ級圍巖噴射C20混凝土厚度為15cm，預留變形量為8cm。鋼拱架型號為I16，間距為100cm。鋼筋網直徑為8mm，間距為25×25mm按矩形布置。</p><p>　?、跫墖鷰r深埋段：初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿、超前小導管周壁預注漿，鋼拱支撐配合鋼筋網噴射混凝土形成整體。系統(tǒng)錨桿采用中空

87、注漿錨桿，直徑為25mm，長度為3.5m，環(huán)向間距為100cm，縱向間距為75cm；超前小導管采用直徑為42mm的無縫鋼管，長度為4m，外插角為10-30°水平搭接長度不小于100cm，環(huán)向間距為40cm。Ⅴ級圍巖噴射C20混凝土厚度為25cm，預留變形量為10cm，鋼拱架型號為I16，間距為75cm。鋼筋網直徑為8mm，間距為25×25按矩形布置。</p><p>　　Ⅴ級圍巖淺埋段：初期支

88、護采用徑向系統(tǒng)錨桿、超前小導管周壁預注漿，鋼拱支撐配合鋼筋網噴射混凝土形成整體。系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，直徑為25mm，長度為4m，環(huán)向間距為100cm，縱向間距為75cm；超前小導管采用直徑為42mm的無縫鋼管，長度為4.5m，外插角為10-30°水平搭接長度不小于100cm，環(huán)向間距為40cm。Ⅴ級圍巖噴射C20混凝土厚度為25cm，預留變形量為12cm，鋼拱架型號為I16，間距為75cm。鋼筋網直徑為8mm，間距為25

89、×25按矩形布置。</p><p>　　斷層圍巖段：初期支護采用徑向系統(tǒng)錨桿、超前小導管周壁預注漿，鋼拱支撐配合鋼筋網噴射混凝土形成整體并打設管棚。系統(tǒng)錨桿采用中空注漿錨桿，直徑為25mm，長度為4m，環(huán)向間距為100cm；超前小導管采用直徑為42mm的無縫鋼管，長度為4.5m，外插角為10-30°水平搭接長度不小于100cm，環(huán)向間距為40cm；超前管棚采用直徑為100mm的熱軋無縫鋼管，長

90、度為25m，外插角為2-5°，水平搭接長度不小于3m，環(huán)向間距為40cm。斷層段圍巖噴射混凝土厚度為25cm，預留變形量為12cm，鋼拱架型號為I16，間距為75cm。</p><p>　　通過圍巖監(jiān)控量測，最終在初期支護相對穩(wěn)定的條件下，全斷面模筑二次襯砌混凝土。襯砌采用曲邊墻拱形斷面，明洞二次襯砌厚度為60cm，Ⅲ級圍巖二次襯砌厚度為35cm，Ⅳ級圍巖二次襯砌厚度為40cm，Ⅴ級圍巖深埋和淺埋段的二

91、次襯砌厚度均為45cm，斷層段二次襯砌墻腳下采用加厚曲邊墻型式以減小隧道沉降，其厚度為60cm。</p><p>　　1.7 防、排水設計</p><p>　　1.7.1 隧道防排水設置的目的</p><p>　?。?）維持正常的運營環(huán)境、降低維修維護成本；</p><p>　?。?）保證隧道工程的堅固性和耐久性；</p>&l

92、t;p>　?。?）保護隧道的工作環(huán)境及地下水資源</p><p>　　1.7.2 隧道防、排水設計原則</p><p>　?。?）隧道防排水設計遵循“防、排、截、堵結合，因地制宜，綜合治理”的原則，使隧道建成后達到洞內基本干燥的要求，保證結構和運營設備的正常使用及行車安全。隧道防排水設計對地表水、地下水妥善處理，洞內外形成完整通暢的防排水系統(tǒng)。</p><p>

93、;　?。?）堅持以結構自防水為主，外輔加防水層為輔的原則，關鍵是保證混凝土抗裂、抗?jié)B性，處理好施工縫與變形縫防水，確立混凝土結構自防水體系，并已將此作為系統(tǒng)工程對待。</p><p>　?。?）隧道縱向采用分區(qū)防水，防止局部防水板破壞造成地下水在隧道內的貫通，便于查滲漏點，方便維修。</p><p>　　1.7.3 地下水對隧道的危害</p><p>　　大量的工程

94、調查表明，新奧法隧道病害大部分誘因來自于地下水。其主要原因如下：</p><p>　　(1)地下水通常降低巖土體的物理力學參數，如降低圍巖的內摩擦角、粘聚力等，從而增大對結構壓載作用，超過結構自身承載力而導致結構發(fā)生破壞，主要發(fā)生在洞口處及洞身淺埋段。</p><p>　　(2)地下水流動過程中可能攜帶腐蝕性離子而破壞結構材料本身，使地下結構喪失使用功能，嚴重的造成結構整體破壞，主要發(fā)生在

95、地下水具有腐蝕性地區(qū)。</p><p>　　(3)地下水流動過程中由于動水壓力大于微粒自身有效重度而攜帶微粒結構(當動水壓力較大時甚至可能攜帶較大塊石)，形成地下水通道而“掏空”圍巖，造成圍巖坍塌，主要發(fā)生在地下水豐富且水壓很高地區(qū)。</p><p>　　(4)施工縫、變形縫處由于水壓過高而在襯砌表面出現滲透水、甚至出現少量涌水，嚴重惡化隧道內設備設施及運行條件，主要出現在大部分已運營的隧

96、道中。因此，如何控制隧道內滲透水的問題一直是工程設計界關注的焦點。</p><p>　　1.7.4 結構防、排水技術措施</p><p>　?。?）隧道洞口防、排水方案</p><p>　　隧道洞口區(qū)應避免水流的匯集，防止夏季水流沖蝕洞口和冬季洞口基礎的凍脹破壞。根據地形情況在洞門、明洞邊坡刷坡線5m外順地勢布設洞頂截水溝，將地面徑流通過天溝引入自然溝谷排走。洞口路

97、基水嚴禁流入洞內，必要時可設置反坡。</p><p>　?。?）隧道明洞防、排水方案</p><p>　　明洞襯砌外層采用土工布（400g/m²）加1.2mm隧道專用防水卷材，回填土體底層采用Φ10cm排水管排除下滲積水；明洞襯砌基礎兩側縱向排水管與橫向引水管相連，將明洞襯砌背后水引入隧道中心排水管排走；明洞頂回填土體表層設一層粘土隔水層以防地面徑流下滲，并在回填地表坡度的作用下

98、流入洞頂排水溝排走；在結構構造防水方面，采用橡膠止水帶和遇水膨脹式止水帶于明洞施工縫、變形縫處布設，同時結構采用自防水混凝土以形成完善的明洞防排水體系。</p><p>　?。?）隧道暗洞防、排水方案</p><p>　　隧道內設置縱向排水管、環(huán)向排水管、橫向排水管、中央排水管等形成巖體－環(huán)向排水管－縱向排水管－橫向排水管－中央排水管－洞外一個完整的閉合回路，施工中保證結構接縫的施工質量。

99、沿隧道縱向設置檢查井以方便定期疏導檢查縱向排水管。路面水單獨通過邊溝排出，在洞外凈化處理后排放。具體措施如下：</p><p>　?、?隧道開挖后，根據各類圍巖地下水的發(fā)育狀況，在巖面環(huán)向布設Ω型彈簧排水管，以引排圍巖滲漏水至基底縱向水管內，使隧道初期支護內排水良好。</p><p>　　② 為了有效地排除二次襯砌背后積水，消除二次襯砌背后的靜水壓力，在初期支護與防水層之間間隔一定距離設置

100、排水盲管，再將盲管與邊墻底部的縱向排水管相連接，然后通過橫向排水管，將水引入排水盲管排出洞外。</p><p>　?、?在初期支護和二次襯砌之間敷設一層復合防水卷材，作為第一道防水措施。</p><p>　?、?拱部和邊墻二次襯砌滿足抗?jié)B要求，作為第二道防水措施。</p><p>　?、?在施工縫處布設中埋式橡膠止水帶，確保施工縫、變形縫、沉降縫處防水效果。<

101、/p><p>　?、?路面沖洗水通過路拱橫坡排入邊溝，在洞外引入路基排水邊溝，凈化處理后排放。</p><p>　　⑦ 路面滲水及無仰拱段路面下滲水通過路面結構層泄水孔和碎石墊層排入兩側排水盲管引出洞外自然溝谷，以此形成完善的、便于維修的暗洞防排水體系。兩側排水盲管縱坡與隧道縱坡一致。</p><p>　　⑧ 對于出水量較大的地段，采用超前注漿堵水，漿液采用水泥和水玻璃

102、混合漿液，以加快其凝固速度。</p><p>　?、?由于隧道所在區(qū)域冬季較為寒冷，故采取中心排水管深埋的措施。</p><p>　　但是以上防排水設計仍存在一些不足，施工縫、沉降縫等“三縫”是滲漏水處理的薄弱點。從抗?jié)B漏理論上講，止水帶與止水條是有效的。但在實際施工中，止水帶與止水條的安裝即使花費大量時間仍很難正確安設到預定位置，造成應設防處存在一定程度的“真空”，起不到應有的作用。而隧

103、道一旦出現滲漏水情況很難進行有效徹底整治。借鑒日本青函隧道的部分經驗，即為解決隧道施工縫滲漏水問題，在施工縫設計嵌縫槽，如出現滲漏水現象，在嵌縫槽注漿堵水并嵌填防水材料實施最后一道封堵。此外，應加大新材料的開發(fā)力度，例如水泥漿顆粒較粗，可灌性差，水泥水玻璃雖然可灌性稍強，但結石強度差且耐久性差，超細水泥價格昂貴。目前，新研發(fā)的膨脹橡膠密封膠材料具有方便施工、且易于保證質量等特性，通過結合配套材料進行交叉施工，對所有滲漏水部位進行封堵后，

104、并對表面進行防護，能達到一級防水效果。但同時，新材料的研發(fā)除應具有良好的可灌性、強度形成快及耐久性強等優(yōu)點外，還應具有價格合理，方便使用的特點。</p><p>　　1.7.5 實施工藝及要求</p><p><b>　　（1）圍巖保護</b></p><p>　　圍巖的松弛變形不僅給地下水形成了儲水空間，其既有地下水路的“破壞-穩(wěn)定”過程及后

105、果也是漫長而未知的，設計強調施工要保護圍巖，即是保證巖體自身的穩(wěn)定性及既有水路受最小的施工影響。保護圍巖可以從以下方面實施：</p><p>　　①采用安全的施工方法控制圍巖變形，對土質及軟巖加強預支護；對硬巖采用控制爆破；</p><p>　?、?加強監(jiān)控量測，及時施作臨時支護及初期支護，適時施作模筑二次襯砌。</p><p>　　另外隧道開挖后及時對圍巖狀況做好

106、地質素描，以使后續(xù)處理工作更具針對性。</p><p><b>　?。?）注漿工藝</b></p><p>　　① 單孔注漿作業(yè)不宜中斷，特殊條件下間歇注漿應先掃孔至原設計深度以后進行復注。單孔結束標準為注漿壓力逐步升高至設計終壓，并繼續(xù)注漿10min以上且進漿量小于20L/min；</p><p>　?、?全段結束標準：注漿后涌水量小于2m&

107、#179;/m.d；</p><p>　　③ 注漿效果評定，設檢查孔，每循環(huán)設2～3個檢查孔，檢查孔鉆取巖芯，觀察漿液充填情況，并測量檢查孔內涌水量，檢查孔涌水量小于0.2L/m·min。</p><p><b>　　（3）噴射混凝土</b></p><p>　　要求初支噴射混凝土采用濕噴纖維混凝土，按相關規(guī)范進行噴射作業(yè)，對鋼架背后

108、、接頭處應特別處理，避免存在空洞。</p><p>　?。?）排水管的鋪裝及縱向施工縫的處理</p><p>　　對縱向排水管的鋪裝要求直、順、標高準確。應注意按設計要求做好排水體及排水管保護層，做好管頭的保護措施。</p><p>　　在拱墻襯砌前應對縱向施工縫面層清理，做好界面劑。</p><p>　?。?）土工布、防水板鋪裝</p

109、><p>　　防水板鋪裝前應對噴射混凝土表面凸出物進行處理，對滲漏水點應結合地質素描情況分類采用引排、注漿等處理措施。</p><p>　　防水板鋪裝應注意以下幾點：</p><p>　?、?懸掛點不得有焊穿，破損點及時修補； </p><p>　?、?相鄰懸掛點間板材松緊度合適，以鋪裝人員焊接前手壓觸及噴射混凝土表面為宜，也不宜過松，避免內襯澆

110、筑后造成防水板的破壞或形成空洞。</p><p>　?、?隧道內爆破震動、煙塵影響，防水板超前襯砌跟進的距離不宜大于二環(huán)模板的長度。</p><p>　?。?）二襯施工、背后壓漿</p><p>　　隧道二襯在施作前，應在拱頂部位縱向鋪裝隔縫聚氯乙烯管或帶橡膠套的開孔PVC管，并預設注漿孔，襯砌完畢達到設計強度后進行拱背壓漿。壓漿系為保證初支、防水板及內襯密貼，避免

111、因防水板意外損壞滲入水縱向竄流的可能，同時也為保證結構安全，避免結構開裂破損。</p><p><b>　　（7）系統(tǒng)檢查</b></p><p>　　防排水措施實施完畢后，應及時采用壓氣或壓水的辦法對環(huán)向尤其是縱向排水管進行檢查，對發(fā)生的堵塞的地段進行疏通處理。</p><p><b>　　（8）系統(tǒng)維護</b><