杵岭隧道毕业设计说明书
目录
摘 1
ABSTRACT 2
1 绪 3
2 杵岭隧道方案确定 4
3 概述 5
31 隧道设计技术标准 5
32 设计执行标准 5
33 隧道设计原 5
34 工程建设标准强制性条文执行情况 5
35 隧道规模 6
351 隧道长度 6
352 级围岩占隧道例 6
4 工程概况 7
41 隧址区然条件 7
411 理位置形貌 7
412 气候质概况 7
42 工程质条件 7
421 层岩性 7
422 质构造 7
423 水文质条件 8
43 良质现象 8
44 隧道工程质评价 9
441 隧道洞室围岩级划分 9
442 隧道围岩稳定性评价 9
45 震基烈度 10
5 隧道体工程 11
51 隧道面线形设计 11
511 隧道面 11
52 隧道断面设计 11
53 隧道横断面设计 11
531 横断面设计 11
532 衬砌轮廓 11
54 隧道洞门设计 12
541 洞门设计原 12
542 洞门设计 12
55 隧道衬砌结构设计 12
551 隧道衬砌结构设计原 12
552 洞身段支护参数 13
553 特殊洞身结构设计 13
56 隧道防排水工程设计 14
561 隧道洞防排水 14
562 施工缝变形缝防水 14
563 隧道洞口防排水 15
57 隧道路面洞装饰 15
58 隧道检修道行道设计 15
6 隧道动态施工设计 16
61 隧道现场监控量测 16
611必测项目 16
612选测项目 16
7 隧道施工方案设计 17
71 施工工艺求 17
72 施工方案设计 17
8 隧道弃渣方案时工程 19
9 隧道通风设计 20
10 隧道明设计 21
101 明设计亮度 21
102 灯具灯具布置形式 21
103 洞外引道明 21
104 明组合方式 21
11监控系统防灾系统 22
111 系统概况 22
112 交通监视控制系统 22
113 通信系统 22
114 通风系统 22
115 通报报警系统 23
116 消防系统 23
117 救援系统 23
118 供电系统 23
119 中央控制系统 23
12 环境保护 24
13拱形曲墙式衬砌结构计算 25
131 基资料 25
132 荷载确定 25
1321 围岩竖压力 25
1322 计算衬砌重 26
133 衬砌素 26
1331 衬砌尺寸 26
1332 半拱轴线长度S分段轴长△S 26
1333 分块截面中心素 27
134 计算位移 27
1341 单位位移： 27
1342 载位移——动荷载基结构中引起位移 28
1343 载位移——单位弹性抗力相应摩擦力引起位移 32
1344 墙底（弹性基刚性梁）位移 35
135 解力法方程 36
136 计算动荷载动荷载分产生衬砌力 37
137 计算抗力值 38
138 计算衬砌总力 38
139 检验截面强度 40
1391 拱顶（截面0）： 40
1392 截面7： 40
1393 墙底(截面8)偏心检查： 40
1310力图 41
14 隧道通风计算 42
141 基条件： 42
142 车辆组成 42
143 需风量计算 42
1431 设计浓度 42
1432 CO排放量稀释CO需风量 43
1433 雾排放量稀释烟雾需风量 44
1433 稀释空气异味需风量 44
144 通风设计计算 45
1441 计算条件 45
1442 通风阻抗力 45
1444 交通通风力 46
1445 风机选型配置 46
15 隧道明计算 48
151 基条件 48
152 白天明区段长度明求 48
1521 老城区段 48
1522 新城区段 49
153 夜间明区段长度明求 51
154 明计算 51
1541 度计算： 51
1542 应急明 52
1543 洞外引道明 52
1544 接段减光措施 52
结 53
参考文献 54
致谢 55
摘
设计隧道设计容包括质形济环保方面路线方案确定隧道面断面横断面设计满足济合理安全施工容易等求隧道衬砌结构设计计算保证衬砌够满足围岩压力求排水设计遵循防排截堵相结合制宜综合治理原采完整防排水体系隧道防水排水通畅保证运营期间隧道渗漏基干燥根隧道进出口形工程质条件结合开挖边仰坡稳定性洞口防排水需选济美观利视线诱导洞门形式考虑量少刷坡隧道早进洞晚出洞原确定洞门位置选择合适隧道施工方案满足隧道围岩节理发育围岩稳定易发生变形等求隧道通风明设计计算
关键词：方案选衬砌结构施工方法结构计算排水洞门通风明
Abstract
The routes selection of the tunnel design are mainly from the geological topographical economic and environmental protection programs Plane of the tunnel vertical section of the tunnel crosssectional of the tunnel design to meet the needs of the economy a reasonable safe easy construction etc Structural design of tunnel lining and calculation to ensure the lining to meet the requirements of pressure of surrounding rock In the drainage design to follow defense platoon section block by combining the light of local conditions in a comprehensive way principle adopting a complete drainage system make water inside the tunnel reliable efficient drainage to ensure that operators do not dialysis during the tunnel does not leak basic dry Import and Export under the tunnel and engineering geological conditions of the terrain combined with the excavation side slope stability and Yang drainage holes need to choose the economic aesthetic and conducive to the form of attentioninduced portal Brush as little as possible in considering the slope and tunnel geting in the tunnel portal as aerly as possible and getting out the tunnel portal as late as possible principle to determine the location of Portal Choosing the right tunnel construction program to meet the joint development of tunnel surrounding rock rock deformation prone to instability etc Designing and calculating of ventilation and illumination of the tunnel
Key wordsroutes selectionstructure lining Construction method structural calculationdrainagePortalVentilationillumination
1 绪
着国济形势发展现交通远远满足城市交通发展需求国重城市常常出现交通拥挤现象时长通行时间严重阻碍济发达区间交流济发展发展铁等成 解决交通问题重工具承受具交通量缩短城市距离提高运行效率全面促进城市济繁荣国提出力发展西部区济战略规划谓致富先修路解决路问题解决济发展部分问题国西部基山区修铁路高速公路时候必须穿越许山必须修建量隧道宜铁路恩施段清楚种现象种形势隧道工程需求会越越隧道工程数量幅度增加隧道长度明显增长
通结合工程实际进行毕业设计助充分考虑济质文化等方面素情况制定合理隧道设计方法工作累积验基础
隧道设计容包括方案选隧道面断面横断面设计隧道衬砌结构设计计算洞门设计隧道明隧道通风计算确定合适施工工艺
2 杵岭隧道方案确定
面工程设置目综合分析工程位置形质工程条件环境安全济合理环保原时考虑投入养护理等方面分析修建隧道优越性
石台县新老城区间座山阻隔开两城区间道路相连道路距离浪费时间运行效率高适应交通发展未济发展老城区端高程6519m开发区高程7466m北侧高峰263m南侧高峰298m果直接修建道路达城市道路设计规范求需开挖200m高程差左右山体具开挖量时环境会造成损坏缩短城区间距离提高运行效率促进两城区整合济发展等方面考虑修建隧道合理选择克服形高程障碍改善线形提高车速缩短里程节约燃料节省时间减少开挖环境植造成损坏保护生态环境
石台县老城区开发区修建隧道综合方面素合理选择
3 概述
31 隧道设计技术标准
1）公路等级：次干路Ⅱ级
2）道路计算行车速度40kmh
隧道计算行车速度40kmh
3）隧道建筑限界：净宽：1100m净高：50m
4）洞路面设计荷载 公路Ⅱ级
5）隧道路面横坡2双面坡
6）通风方式机械通风
7）通风卫生标准：
正常状态：CO设计浓度δ：150ppm 烟雾设计浓度K：00090m1
交通阻滞（控制时间20分钟）：CO设计浓度δ：300ppm 烟雾设计浓度K：0012m1
32 设计执行标准
1）公路工程技术标准（JTG B012003）
2）公路隧道设计规范（JTG D702004）
3）公路隧道通风明设计规范（JTG D702004）
4）工程防水技术规范（GB501082001）
5）公路工程抗震设计规范（JTJ00489）
6）公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）
7）石台县工业集中区基础设施杵岭隧道工程详细工程质勘察报告
8）工程建设标准强制性条文·公路工程部分（2002年）
9）公路隧道交通工程设计规范（JTFT D712004）
10）供配电系统设计规范（GB5005295）
施工中涉设计文件未列标准规范应国家关标准规范严格执行
33 隧道设计原
1）隧道充分考虑隧道设置目隧道身结构特征综合分析隧道位置形质工程条件环境素等
2）隧道安全济合理环保原新奥法理结合隧道实际情况进行设计时考虑隧道投入养护理等力求隧道总体安全济
34 工程建设标准强制性条文执行情况
隧道体结构物永久性建筑物设计具规定强度稳定性耐久性建筑限界部件侵入洞口边仰坡必须保证稳定避免挖刷洞门必须置稳固基隧道衬砌隧规规定安全系数选取隧道应结合衬砌采取防排水措施保证期行车安全设备正常表水水采取妥善处理洞外形成完整畅通防排水系统隧道供电系统设计必须做保障身安全供电隧道水泥混凝土路面设计弯拉强度5MPa
35 隧道规模
351 隧道长度
杵岭隧道位石台县城郊连接老城区开发区重通道隧道长度洞口桩号见表31
表31 隧道始终点高程
项目名称
隧道长度
老城区端洞口
开发区端洞口
桩号
高程
桩号
高程
杵岭隧道
114500
K1+67000
6591
K2+81500
7766
352 级围岩占隧道例
根石台县工业集中区基础设施杵岭隧道工程详细工程质勘察报告杵岭隧道穿越围岩级ⅤⅣ级两种围岩级围岩占隧道例见表32
表32 级围岩占隧道例
围岩级
Ⅴ级
Ⅳ级
长度（m）百分（）
1450127
10000873
4 工程概况
41 隧址区然条件
411 理位置形貌
杵岭隧道处皖南山区西北部石台县境单洞双行车隧道曲线长隧道
隧址区位皖南山区北缘属低山区隧道轴线呈东西山间展布南北两侧山体中北侧高峰263m南侧298m山体走东西面坡度般30～40°
412 气候质概况
隧址区属亚热带季风性气候区气候温全年热月份78两月气温高达40℃左右12月份寒冷低气温－115℃年均气温165℃年均降雨量1100mm霜期210天
隧址区构造单元隶属扬子准台江南台隆扬子坳陷交接部位附出露层形成古生代震旦纪奥陶纪历印支燕山喜山等构造运动质构造较复杂断层褶皱较发育
42 工程质条件
421 层岩性
隧址区出露层寒武系奥陶系隧道层奥陶系仑山组仑山组段(O1l)灰白深灰色厚层白云岩灰质白云岩部灰岩夹层较白云质含量相较少含白云石层理发育风化面灰黑色表面呈刀砍状极粗糙颗粒般较粗局部粗者似糖粒状等特征处岩性稳定局部灰灰黑色薄层瘤状泥质灰岩厚度约700m
422 质构造
1）断层
隧址区处四级构造单元石台穹褶断束石台穹褶断束江拱断褶带南部次级单元南江南深断裂皖南陷褶断带相接致位宣城南陵青阳石台东带呈北东带状展布
隧址区处层奥陶系仑山组白云岩灰质白云岩岩石物理属性较脆区构造形式断层节理破裂构造中发育NWWNWNENNE四组断层
隧址区断层规模隧道工程影响限断层性质：
①EW断层
该组断层呈270°－290°展布数倾北东倾角中等该组断层行区域构造线方位早期显示逆断层性质期断层性质表现右行移
②NW断层
该套断层走290°～330°NE倾斜居组断层性质右行移性质
③NE断层
该组断层走60°～80°中三组倾南东两组倾北西倾角高角度75°～85°间该组断层切割早期先存断层左行移
④NNE断层
NNE断层走10°～35°倾角较陡（75°直立）野外研究发现该套断层切割前期东西断层该方断层形成时代晚
2）节理裂隙
隧址区发育NW ～NWWNENNE三组节理裂隙节理区形成组断层方位吻合外发现断层旁侧形成派生节理根野外节理充填切割关系系统统计分析该区发育期节理中NWW东西节理行区构造线方位形成时代相早次NE节理区发育 NNE南北节理形成晚
423 水文质条件
1）表水
隧址区附表水体山坡较陡利表水入渗表径流较强烈
2）水
隧址区水裂隙孔隙潜水水赋存构造裂隙中裂隙连通性差异水位相变化水径流条件受构造影响钻孔水位般埋深5～20m层呈弱～中等透水性渗透性进口出口逐渐变现象特ZK2孔压水试验时坡面附金龙洞水渗出出口段渗透性较隧道掘进利
根区域水文质资料附工点水质分析资料水混凝土腐蚀性
43 良质现象
隧址区山势较陡岩体较单坚硬完整没发现崩塌滑坡等良质现象良质岩溶组成工作区岩性碳酸盐岩类岩石脆性具定溶性受断层影响易形成较深沟受节理劈理影响岩石浅层次形成溶失沟槽溶洞溶芽钻探程岩芯鉴定中均未发现溶蚀现象推定隧址区岩溶发育仅浅层表溶蚀现象洞身影响甚微
44 隧道工程质评价
441 隧道洞室围岩级划分
根公路工程质勘察规范公路隧道设计规范规定围岩分级方法隧道洞室围岩级划分序进行：
1）根岩石坚硬程度岩体完整程度两基素定性特征定量岩体基质量指标BQ综合进行初步分级
2）围岩进行详细定级时应岩体基质量分级基础考虑修正素影响修正岩体基质量指标值
3）修正岩体基质量指标[BQ]结合岩体定性特征综合评判确定围岩详细分级
根勘报告提供类岩组物理力学参数岩体结构结构面发育特征项定性定量成果资料分析全隧道围岩划分ⅤⅣ级两种围岩级洞身工程质评价详见勘报告隧道质断面图
442 隧道围岩稳定性评价
1）隧道洞口稳定性评价
老城区端洞口段位西坑村沟南侧山坡面然坡度15～20°缓陡坡面岩石出露良风化裂隙发育岩石新鲜呈微风化状局部05m厚坡积层断层通结构面岩层产状10°∠15°外发育两组节理5°E∠58°45°ES∠40°结构面走洞轴夹角15～40°节理轴线角度相交节理裂隙发育岩层产状轴线坡面角度相交洞口稳定带利影响综合计算修正围岩基质量指标[BQ]2485公路隧道设计规范围岩级属Ⅴ级
开发区端洞口段位永丰村杵岭沟南侧山坡面然坡度30°坡面岩石出露较差植发育岩石破碎岩石硬质岩石碎石状镶嵌结构受构造影响严重节理裂隙发育中等透水性未见断层通结构面岩层产状0°∠15°节理裂隙产状273°NE∠15°280°NE∠85°节理轴线坡面角度相交倾角缓陡岩体破碎整体性差综合计算修正围岩基质量指标[BQ]2185公路隧道设计规范围岩级Ⅴ级
2）隧道洞身围岩稳定性评价
隧道围岩仑山组段(O1l)灰白深灰色厚层白云岩灰质白云岩部灰岩夹层较白云质含量相较少隧道洞口洞身段围岩稳定性均较差
45 震基烈度
隧址区属华南震区震活动太强长江中游震区区构造基稳定线未发现构造断裂带未见破坏性震震活动强隧址区活动性断层场稳定性根中国震动参数区划图GB183062001工程区震动峰值加速度005g长隧道应提高级防护
5 隧道体工程
51 隧道面线形设计
511 隧道面
隧道方案路线方案控制路线方案中已详述具体隧道位置根隧址区形质工程条件环境造价功等素综合确定综合考虑线形指标工程造价前提通实勘察充分研究隧道处域形质情况考虑隧道进出口形条件隧址区工程质条件营运理设施场等素拟定隧道方案
52 隧道断面设计
隧道断面设计综合考虑隧道长度施工方通风排水洞口位置隧道进出口接线等素隧道面指标见表51
表51 隧道指标概况览表
隧道名称
起讫桩号
坡（）
曲线
杵岭隧道
K1+670～K2+815
+1000
1145
曲线（R2000m）
53 隧道横断面设计
531 横断面设计
1）隧道洞：
限界净宽：1100m150m行道+025m左侧宽度+2×375m行车道+025m右侧宽度+150m行道
限界净高：行车道净高50m检修道净高25m
532 衬砌轮廓
隧道轮廓应符合相关公路隧道设计规范公路工程技术标准规定建筑限界求考虑明通讯排水装饰等设施需空间种设备均侵入建筑限界衬砌轮廓形状尺寸应考虑围岩类结构受力特点便施工设计轮廓采单心圆轮廓
设计中轮廓具体设计参数表52
表52 轮廓设计参数表
参数
隧道名称
轮廓形式
轮廓半径
净 高
净 宽
备 注
杵岭隧道
单心圆
570m
710m
1117m
40kmh
注：净高设计高程点拱顶高点
54 隧道洞门设计
541 洞门设计原
根隧道进出口形工程质条件结合开挖边仰坡稳定性洞口防排水需选济美观利视线诱导洞门形式考虑量少刷坡隧道早进洞晚出洞原确定洞门位置确保洞口边仰坡稳定性受出现然灾害气象灾害影响时车辆行影响较隧道均修建洞门
542 洞门设计
老城区端洞口面横坡较缓坡度较缓考虑早进洞原接长明洞修筑削竹式洞门
开发区端洞口面横坡较陡坡度较缓接长明洞设置具徽派建筑风格台阶式洞门
洞门基础应落稳定基岩开挖基承载力满足洞门求应采注浆设置基底锚杆加固层提高基承载力开挖果质条件设计相符时应时通知业设计单位根隧道具体质条件针座隧道洞门进行处理
隧道洞口边坡仰坡防护采铺设三维固土网植草绿化时仰坡根具体质条件采锚网喷混凝土进行防护
隧道洞门建筑材料采C20片石混凝土达施工方便安全快速洞门墙采饰面材料装饰
55 隧道衬砌结构设计
551 隧道衬砌结构设计原
隧道洞口段结合形质条件设置明洞外余均新奥法原理设计采柔性支护体系结构复合式衬砌超前钢注浆加固层系统锚杆喷射混凝土挂钢筋网工字钢型钢钢架格栅拱架等初期支护模筑混凝土钢筋混凝土二次支护两次衬砌间敷设PVC防水卷材纺土工布防水层隧道衬砌类型衬砌断面型式衬砌结构尺寸方案设计采工程类法结合构造求济技术较根围岩类洞室埋深条件拟定相应支护类型隧道结构进行必理分析计算校核确定支护衬砌模式
断面型式：隧道均采曲墙带仰拱衬砌风机悬挂段衬砌采钢筋混凝土衬砌
552 洞身段支护参数
隧道类围岩复合式衬砌断面支护参数见表53
表53 隧道复合式衬砌支护设计参数
项目
单位
支护参数
Ⅴ级加强
超前支护
超前导
mm
φ50×5
环间距
cm
40
长度
m
45
喷射砼
C25早强砼
cm
25
锚杆
直径
mm
25
长度
cm
400
锚杆布置
cm
80×80
钢筋网
直径
mm
8
钢筋网格
cm
20×20
钢架
截面尺寸
mm
I18工钢
间距
cm
80
二次衬砌
拱墙
cm
45
仰拱
cm
45
注：Ⅴ级围岩中锚杆系统锚杆采中空注浆锚杆开挖视具体质情况调整设计参数隧道围岩断面预设计围岩变形量
553 特殊洞身结构设计
1）明洞工程
减少路基开挖形成高边坡等病害隧道口威胁洞口均设置明洞衬砌明洞采C25钢筋混凝土结构
2）Ⅴ级围岩洞口浅埋段处理
隧道洞口段埋深较浅均Ⅴ级围岩设置钢筋混凝土衬砌洞口段超前支护采中棚支护锚网喷支护时辅工字钢钢拱架支撑施工时应进洞前首先做边仰坡防护加固量减少围岩扰动做超前强支撑确保施工安全
3）跨越断层段
隧道穿越条断层断层破碎带节理裂隙较发育围岩稳定性差水集中施工时应施作超前钻孔探测前方质水情况发生涌水突水情况应时通知设计研究处理措施必时超前预注浆设计时断层破碎带采带超前导支护工字钢钢拱架支撑Ⅴ加强衬砌结构
56 隧道防排水工程设计
隧道防排水设计遵循防排截堵相结合制宜综合治理原采完整防排水体系隧道防水排水通畅保证运营期间隧道渗漏基干燥隧道防水等级二级
561 隧道洞防排水
隧道防排水设计复合式结构衬砌原进行设计隧道二次衬砌防水衬砌采防水混凝土根隧道围岩裂隙水采取防排水措施防排水措施：初期支护二次衬砌间设置PVC防水板（12mmPVC防水板+350gm2纺土工布）防水实现钉铺设采半圆排水PVC排水等形成完善防排水系统
隧道衬砌排水初期支护防水层间设置环半圆排水环半圆排水设置间距5～10m排水采PVC波纹设置洞初期支护边墙脚隧道两侧全隧道贯通环半圆排水隧道拱背环布设水排入PVC波纹然通PVC塑料排水水导入隧道底部φ300中央排水引水洞外排水沟遇水较段集中渗水段喷层中遇较渗水段应加设半圆排水水导入排水
隧道路面采双面坡路面水通开口流入缝隙缝隙设两侧洞缝隙排放消防清洗水衬砌背围岩水污染水分离排放隧道中央排水设置沉砂井检查井边墙脚排水设置检查井隧道排水设施具维修性
隧道遇涌水段应发生涌水段采堵水处理根国外堵水验隧道具体情况采超前探水等物理勘探手段查明隧道前方水分布状况水量适时采取预注浆量水封堵围岩隧道开挖出现量涌水隧道续施工创造条件确保隧道施工安全 时完成
562 施工缝变形缝防水
隧道变形缝设置PVC背贴式止水带加中埋式橡胶止水带两道防水嵌缝材料求防水环施工缝具体根施工情况进行调整环施工缝设置PVC背贴式止水带加橡胶止水条两道防水
仰拱边墙施工缝应设置电缆沟盖板
施工时应注意防水板搭接排水预埋止水带安装注浆预埋等等遇安装位置合适时应作适调整
563 隧道洞口防排水
隧道开挖前应做防排水处理工作山顶坡面低洼沟槽应整做排水设施结合洞口形情况设置洞门墙排水沟洞顶仰坡方设置截水沟防止雨水坡面洞口危害引表水路基边沟洞门外端然沟谷形成完善洞外排水系统
57 隧道路面洞装饰
隧道采水泥混凝土刚性路面面层采26cm厚水泥混凝土刚性路面设计弯拉强度5MPa混凝土标号25号路面设15cm厚C20素混凝土基层外提高路面防侧滑力隧道洞外洞口100m范围路面表面构造应施做横刻槽段路面采刻槽
隧道装饰前必须混凝土墙面进行处理达表面圆整光洁隧道拱部喷涂铁兰色墙部喷涂米黄色隧道专厚型防火涂料15mm防火极限180分钟
58 隧道检修道行道设计
便隧道设施维修养护日常行通隧道设置双侧行道防止汽车检修道确保隧道养护员检修道安全考虑洞发生事便员疏散时结合电缆槽设置求设计检修道高度25cm宽度150cm检修道道面设1横坡利道面水排入缝隙
6 隧道动态施工设计
61 隧道现场监控量测
隧道现场监控量测新奥法复合式衬砌设计施工核心技术隧道采信息化设计重组成容隧道断面预设计围岩变形量应通施工现场监测掌握围岩支护施工程中力学动态稳定程度保障施工安全评价修改初期支护参数力学分析二次衬砌施作时间提供信息积累资料设计提供类确保隧道安全达隧道施工安全节约工程投资目根次项目隧道设计具体情况参关规范新奥法设计指南建议施工中进行量测项目
611必测项目
1） 质支护状况观察
通隧道开挖岩性结构面产状支护裂缝观察描述评价隧道围岩工程质特性支护措施合理性洞室稳定状态
2）隧道围岩变形量测
通洞变形收敛量测监控洞室稳定状态评价隧道变形特征该项量测项目包括净空收敛量测拱顶沉量测围岩部位移量测
3)隧道表沉变形量测
通洞口浅埋段表变形量测监控洞室稳定状态评价隧道变形特征洞口仰坡进行动态监测
4)采锚杆抗拔计进行锚杆抗拔试验
612选测项目
1) 应力～应变量测
采应变计应力盒测力计等监测钢拱架格栅支撑锚杆衬砌受力变形情况进检验评价支护效果
2）围岩稳定性支护效果分析
通量测数整理回分析找出规律围岩稳定性支护效果进行评价然采位移反分析法反求围岩初始应力场围岩综合物理力学参数实际结果验证
7 隧道施工方案设计
71 施工工艺求
1）隧道穿越ⅤⅣ级围岩段岩层节理裂隙较发育隧道系统锚杆ⅤⅣ级围岩选中空压注浆锚杆锚杆必须设置垫板施工时锚杆垫板必须围岩密贴锚杆量垂直岩石层面节理裂隙面施工钢支撑尺寸圆架立准确密贴围岩
2）喷射混凝土采湿喷工艺
3）二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱然进行拱墙部二次衬砌浇筑
4）二次衬砌浇筑应采摸板台车泵送混凝土整体浇筑保证二次衬砌密实
5）锚杆选择：φ25中空压注浆锚杆壁厚5mm单位重量25Kgm杆体材料抗拉力180KN垫板厚6mm150mm×150mm
6）导注浆：注浆压力05～1MPa棚注浆：注浆压力1～2MPa压力维持时间般5～10分钟浆液配合注浆量根现场质情况酌情调整
7）隧道片石混凝土片石含量超混凝土体积30石块厚度150mm石块抗压强度低30Mpa石块应清洗干净均匀分布净距100mm
8）防排水严格执行工程防水技术规范（GB501082001）防水板接头严格密封充气采标准荷载检测类施工缝沉降缝防水构造安装准确位
9）施工程中加强监控量测时分析处理数调整支护参数
72 施工方案设计
隧道明洞段采明挖法施工确保洞口边坡稳定条件然模筑全断面整体式钢筋混凝土暗洞均采新奥法施工Ⅴ级围岩洞口段采注浆中棚进洞Ⅴ级围岩Ⅳ级围岩加强段采注浆导超前锚杆超前支护初期支护锚网喷支护辅钢拱架该段模注混凝土仰拱求早施作开挖方式应根围岩支护类型断面型式等具体情况选择采环形开挖中心留核心土法部留核心土支挡开挖工作面利时施作拱部初期支护加强开挖工作面稳定性核心土部开挖初期支护保护进行施工安全性般环形开挖进尺：05～10米宜太长台阶长度开挖洞径15倍避免初期支护拱脚沉榀增加4～6根拱脚锁定锚杆杆长相应围岩类匹配根隧道围岩特征开挖应力分布情况建议Ⅳ级围岩般段采台阶法开挖施工
该隧道施工开挖时Ⅴ级围岩段应采机械开挖预裂爆破严禁强度爆破施做初期支护时根洞室软弱围岩稳定时间较短特点必须时施做初期支护等锚杆需作拉拔试验Ⅴ级围岩抗拔力50KNⅣ级围岩抗拔力70KN根围岩监控量测结果观察拱顶沉拱脚收敛情况变形速率值突然增加强初期支护外必须立封闭仰拱围岩段系统锚杆均采压注浆锚杆通压力注浆未胶结围岩形成整体定厚度承载圈提高身承载力终根围岩监控量测结果初期支护趋稳定条件全断面模筑二次混凝土衬砌
隧道初期支护采先拱墙法施工隧道二次衬砌施工采取施工边墙拱顶前先施作仰拱隧道开挖支护衬砌监控量测等须公路隧道施工技术规范求办理参锚杆喷射混凝土支护技术规范
隧道施工开挖时应少扰动岩体严格控制超欠挖钢筋网钢支撑必须密贴围岩面支撑紧密加混凝土预制块垫楔紧初期支护时二次衬砌采混凝土运输车输送泵衬砌模板台车机械化配套施工方案确保混凝土质量达实外光
8 隧道弃渣方案时工程
隧道开挖洞渣洞口开挖土方全部洞渣路线统调配
施工时房材料堆放加工场应放附坡较缓带妨碍洞口截水沟结构设置施工电接入施工水提取
9 隧道通风设计
根交通量情况隧道长度坡计算隧道通风需风量：2538m3s 需风量均换气火灾排烟控制
隧道通风考虑正常阻塞火灾三种情况计算确定隧道采全射流通风需安装8台射流风机
射流风机选φ1120型风机技术参数：轴推力1124N出口风速30ms流量300 m3s电机功率30Kw风机转速1470rmin
10 隧道明设计
101 明设计亮度
隧道明公路隧道通风明设计规范求设计保证行车安全明计算行车车速采40Kmh洞外环境取3500cdm2 隧道明设计亮度见表：
表101 隧道明设计亮度
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
420
22x2
渡段1
126
26x2
渡段2
42
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
102 灯具灯具布置形式
隧道明采高压钠灯基明两侧交错式布灯间距取5米明灯具安装高度53米灯具均位隧道建筑限界外
隧道应急明采洞外间断电源供电应急明灯时兼基明
103 洞外引道明
隧道洞外引道应布设路灯设计规范确定引导明路面设亮度05cdm2 长度60米
104 明组合方式
隧道明晴天阴天夜间深夜分四级控制
晴天：洞全部灯具开启洞外路灯关闭
阴天：加强灯开启部分基灯全开洞外路灯关闭
夜间：加强灯全关基灯全开洞外路灯开启
深夜：加强灯全关基灯开启半洞外路灯开启
11监控系统防灾系统
111 系统概况
杵岭公路隧道属长隧道重点保证运营安全前提着实济原考虑设置监控系统防灾系统该公路隧道长度交通状况交通工程等级A级设置八监控系统防灾系统：
1）交通监视控制系统
2）通讯系统
3）环境检测系统
4）运营通风系统
5）明系统
6）报警消防系统
7）供电系统
8）中央控制系统
112 交通监视控制系统
系统中控室交通监控计算机闭路电视系统变情报板变限速标志视频车辆检测器入口信号灯车道表示器等组成
闭路电视系统：洞摄机间距160m洞口设台相关显示传输控制系统视频车辆检测器摄头CCTV系统合
交通信号灯车道表示器：洞250m洞口道
变情报板：洞3000m洞口道
变限速标志：洞1000m洞口道
洞口设道超高监测系统
113 通信系统
系统紧急电话电视监控广播线通信组成
紧急电话系统：洞250m处设前进方右侧
线广播系统：间距160m设前进方左侧
线通信：四信道基站光中继器天线光传输设备等组成
114 通风系统
针隧道交通量交通特征然理条件工程条件济技术条件综合选采射流风机式通风通风设计单洞双行车考虑
通风控制： 1）正常状态：CO≤150ppm烟雾浓度VI≤0009m1(透率475)
2）阻滞状态：20minCO≤300ppm
3）火灾发生时风机采紧急状况进行排烟洞风速25ms
115 通报报警系统
1）手动报警钮：50m处设消防栓箱
2）动报警装置：设消防栓箱
3）火灾检测器：贯穿全隧道感温光纤电缆
4）紧急电话：50m处
5）交通信号灯情报板：关述规定设置
116 消防系统
1）灭火器：50m处2组设消防栓箱中
2）消防栓箱：50m处喷水喷泡沫
117 救援系统
1）两洞口均设隧道理消防队消防车2辆（中辆干粉消防车）救援车辆
2）方专业消防队
118 供电系统
供电电源：均110kv变电站出线35kv架空线路分供两洞口两端洞口设3510kv变电隧道供电隧道两端洞口电源互备（单回路供电）隧道明通信信号监控报警监测消防通风等电力负荷均级负荷洞口洞风机房变配电设施均设置防雷接设施
119 中央控制系统
系统综合控制台模拟显示屏幕监视器柜中心计算机网络构成实施中心控制项目：通风控制明交通流检测控制环境检测光强检测闭路电视紧急电话线广播线通信火灾报警等 系统启动运行停止控制装置集中设置理监控中心计算机网络双中心计算通太网工作站模拟显示屏幕操作站通信工作站组成
12 环境保护
采隧道方案着节约土资源减少表生态环境破坏起着保护生态环境作隧道设计中考虑环境保护素量避免素导致新山体病害产生量进少工程附历史文物风景区建筑居民生活生产生态环境良影响环保设计中考虑采取措施：
1）隧道设计时采早进洞晚出洞原减少深挖路段保护然坡体植
2）隧道设计时考虑隧道开挖隧道顶水文农作物影响避免表水流失保护表植
3）隧道开挖石渣调配作路基填料弃方根实际情况集中堆放专门弃渣场渣体堆放时应做坡脚挡墙防护防止洪水走形成泥石流弃渣顶覆盖土层复垦田植树造林
4）洞口设计注意周围环境协调洞口边仰坡开挖严禁放炮作永久防护（护坡工程）防护采绿色（植物）防护
5）隧道洞顶水排放结合周围环境排放
6）做施工场竣工清理绿化复耕田工作保护然环境
7）施工中环境产生危害废水化学浆液处理方排放
13拱形曲墙式衬砌结构计算
131 基资料
公路等级 次干路Ⅱ级
围岩类 Ⅴ类
围岩容重
衬砌材料 C25混凝土
弹性抗力系数
材料容重
弹性模量
二衬厚度 d045m
图13—1 衬砌结构断面
132 荷载确定
1321 围岩竖压力
根公路隧道设计规范(JTG D702004)关计算公式已知围岩参数代入公式：
(131)
中：S——围岩级取S5γ——围岩容重取γ18 KNm3ω——宽度影响系数式ω1+i(B5)计算B隧道宽度B123+2×01125m式中01侧均超挖量B>5时取i 01ω1+01×(1255)175
围岩竖荷载
式中：04折减系数处超挖回填层重忽略计
1322 计算衬砌重
根中南学编隧道工程第五章规定：
(132)
根国复合式衬砌围岩压力现场量测数模型实验参考国外关资料建议Ⅱ类围岩衬砌承受8060围岩压力安全储备里取：67 KNm2
（1）全部垂直荷载
(133)
（2）围岩水均布压力
(134)
中：Ⅴ类围岩压力均布水力里取中间值04
133 衬砌素
1331 衬砌尺寸
轮廓线半径：
径画圆曲线终点截面竖直轴夹角：α1024864°
拱顶截面厚度045 m 拱底截面厚度045m
1332 半拱轴线长度S分段轴长△S
(135)
半拱轴长度等分8段
(136)
(137)
1333 分块截面中心素
1）竖直轴夹角
均分配弧长均园周弧段应圆心角相等
角度闭合差
2）接缝中心点坐标计算
计算时采计算公式：
(138)
(139)
具体数值见表131
134 计算位移
1341 单位位移：
辛普生法似计算（结构力学教程Ⅰ第8章详细介绍计算原理）计算列表进行单位位移计算见表131
(1310)
（1311)
(1312)
计算精度校核：
(1313)
(1314)
闭合差
表131 单位位移计算表
截面
α(°)
sinα
cosα
x
y
d
1I
yI
y2I
(1+y)2I
积分系数13
0
00000
00000
10000
00000
00000
04500
1316872
00000
00000
1316872
1
1
128108
02217
09751
13136
01475
04500
1316872
194281
28663
1734098
4
2
256216
04324
09017
25620
05824
04500
1316872
766982
446712
3297549
2
3
384324
06216
07833
36830
12839
04500
1316872
1690795
2170891
6869352
4
4
512432
07798
06260
46203
22160
04500
1316872
2918123
6466414
13619531
2
5
640540
08992
04375
53278
33328
04500
1316872
4388887
14627339
24721986
4
6
768648
09738
02272
57698
45788
04500
1316872
6029746
27609243
40985607
2
7
896756
10000
00056
59250
58918
04500
1316872
7758773
45713293
62547710
4
8
1024864
09763
02162
57846
72060
04500
1316872
9489360
68380185
88675777
1
∑
10534976
28350002
129195222
196430202
注：1I——截面惯性矩b取单位长度2考虑轴力影响
1342 载位移——动荷载基结构中引起位移
1） 块作力
竖力：
(1314)
水压力：
(1316)
式中：—衬砌外缘相邻两截面间竖直投影长度图132量取：
重力：
(1317)
式中：接缝i衬砌截面厚度
作楔形块力均列入表132集中力均通相应图形形心均图132直接量值见表132集中力均通相应图形形心
附图13—2 衬砌结构计算图示
2）外荷载基结构中产生力
楔块集中力接缝力臂图132量分记力式计算：
弯矩：
(1318)
轴力：
(1319)
式中：——相邻两接缝中心点坐标增
值式计算：
(1320)
(1321)
计算见表132附表133
表132 载位移计算表
截面
投影长度
集中力
力臂
Qaq
Gag
b
h
Q
G
E
aq
ag
ae
0
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
1
13637
01531
1067436
131838
47936
06319
06528
02959
674513
86064
2
12958
04516
1014287
131838
141396
05536
06120
04287
561510
80685
3
11634
07277
910651
131838
227843
04448
05408
05401
405058
71298
4
09730
09676
761616
131838
302956
03141
04426
06246
239224
58352
5
07343
11592
574773
131838
362946
01678
03225
06781
96447
42518
6
04590
12932
359282
131838
404901
00134
01862
06977
04814
24548
7
01608
13628
125866
131838
426693
01446
00407
06827
18200
05366
8
00000
13645
00000
131838
427225
0
01068
06336
00000
14080
续表132
Eae
∑i1（Q+G）
∑i1E
x
y
Δx
Δy
Δx∑i1（Q+G）
Δy∑i1E
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
14184
00000
0000
13136
01475
13136
01475
00000
00000
774761
60616
1199274
47936
2562
05824
12484
04349
1497174
20847
2995594
123058
2345400
189332
3683
12839
11210
07015
2629194
132816
6357017
189226
3387890
417174
46203
2216
09373
09321
3175469
388848
10408136
246113
4281344
720130
53278
33328
07075
11168
3029051
804241
14626506
282499
4987956
1083076
57698
45788
04420
12460
2204676
1349512
18492556
291303
5479076
1487976
5925
58918
01552
13130
850353
1953713
21575091
270690
5736781
1914669
57846
7206
01404
13142
805444
2516258
23542514
表133 载位移计算表
截
面
α
sinα
cosα
∑i（Q+G）
∑iE
sinα× ∑i（Q+G）
cosα×∑iE
0
00000
0
10000
00000
00000
00000
00000
00000
1
128108
02217
09751
1199274
47936
265879
46742
219137
2
256216
04324
09017
2345400
189332
1014151
170720
843431
3
384324
06216
07833
3387890
417174
2105912
326773
1779140
4
512432
07798
0626
4281344
720130
3338592
450801
2887791
5
64054
08992
04375
4987956
1083076
4485170
473846
4011324
6
768648
09738
02272
5479076
1487976
5335524
338068
4997456
7
896756
1
00056
5736781
1914669
5736781
10722
5726058
8
1024864
09763
02162
5868619
2341894
5729533
506317
6235850
基结构中动荷载产生弯矩校核：
(1322)
(1323)
(1324)
(1325)
方面表132中
闭合差 (1326)
3）动荷载位移
计算程见表134
表134 动荷载位移计算表
截面
1I
yI
1+y
积分系数13
0
00000
960000
00000
1000
00000
00000
00000
1
1
774761
1316872
194281
11475
102026121
15052169
117074974
4
2
2995594
1316872
766982
15824
394481331
229756775
624227258
2
3
6357017
1316872
1690795
22839
837137787
1074840969
1911938991
4
4
10408136
1316872
2918123
32160
1370618259
3037221532
4407908322
2
5
14626506
1316872
4388887
43328
1926123618
6419408872
8345508413
4
6
18492556
1316872
6029746
55788
2435232982
11150542189
13585677762
2
7
21575091
1316872
7758773
68918
2841163299
16739622745
19580729221
4
8
23542514
1316872
9489360
82060
3100247798
22340339131
25440633433
1
∑
11442238747
49390359709
60832422167
(1327)
(1328)
计算精度校核：
(1329)
方面表134中：
(1330)
闭合差
1343 载位移——单位弹性抗力相应摩擦力引起位移
1）接缝处抗力强度
抗力零点假定接缝3
抗力值假定接缝5
抗力值截面抗力强度式计算：
(1331)
查附表131算：
抗力值截面抗力强度式计算：
(1332)
式中：考察截面外缘点抗力截面垂直距离墙脚外缘点抗力截面垂直距离
附图132中量：
：
例求抗力绘图132
2）楔块抗力集中力
式似计算：
(1333)
式中：——楔块i外缘长度通量取夹角弧长公式求图132直接量 方垂直衬砌外缘通楔块抗力图形形心
3）抗力集中力摩擦力合力
似计算
(1334)
式中： μ——围岩衬砌间摩擦系数取μ02
作方抗力集中力夹角βarctgμ113099°摩擦阻力方衬砌位移方相反方画图时取切：径1：5例求出合力方作点衬砌外缘交点
方线延长交竖直轴量取夹角 (竖直轴反时针方量度)分解水竖两分力： (1335)
计算例入表135中 参见图132
表135 弹性抗力摩擦力计算表
截面
σi(σh)
(σi1+σi)2
△S外(σh)
R(σh)
ψk
sinψk
cosψk
RH(σh)
RV(σh)
3
00000
00000
00000
00000
00000
00000
10000
00000
00000
4
05252
02671
13744
03744
586395
08539
05204
03197
01948
5
10000
07671
13744
10752
697323
09381
03464
10086
03724
6
08727
093635
13744
13124
816397
09894
01454
12985
01908
7
0516
069435
13744
09732
939432
09976
00688
09709
00669
8
00000
0258
13744
03616
1049063
09663
02572
03494
00930
4）计算单位抗力图相应摩擦力基结构中产生力
弯矩： (1336)
轴力： (1337)
式中：力抗力截面接缝中心点力臂图132量
计算见表136表137
表 136 计算表
截面号
R403744σh
R510752σh
R613124σh
R709732σh
R803616σh
Moσ(σh)
r4i
R4r4i
r5i
R5r5i
r6i
R6r6i
r7i
R7r7i
r8i
R8r8i
4
04425
01657
01657
5
17696
06625
06243
06712
13337
6
30565
11443
19389
20847
07100
09318
41607
7
42631
15960
32295
34723
20370
26734
07678
07472
84889
8
53106
19881
44681
48040
33146
43501
20863
20304
09559
03457
13518
表147 Nσ0计算表
截面号
α
sinα
cosα
4
512432
07798
0626
01948
03197
01519
02001
00482
5
64054
08992
04375
05673
13283
05101
05811
00710
6
768648
09738
02272
07581
26267
07382
05968
01414
7
896756
10000
00056
06912
35976
06912
00201
06710
8
1024864
09763
02162
05982
39471
05840
08534
14373
5）单位抗力相应摩擦力产生载位移计算程见表138
表138 单位抗力相应摩擦力产生载位移计算表
截面号
（σh）
1I
yI
(1+y)
积分系数 13
4
01657
1316872
2918123
32160
218152
483414
701576
2
5
13337
1316872
4388887
43328
1756338
5853547
7609863
4
6
41607
1316872
029746
55788
5479149
25088148
30567078
2
7
84889
1316872
7758773
68918
11178737
65863107
77041621
4
8
135183
1316872
9489360
82060
17801863
128279954
146082084
1
Σ
26978922
155429898
182408443
(1338)
（1339)
校核： (1340)
(1341)
闭合差
1344 墙底（弹性基刚性梁）位移
1）单位弯矩作转角：
(1342)
2）动荷载作转角：
（1343)
3）单位抗力相应摩擦力作转角：
(1344)
135 解力法方程
衬砌矢高：
计算力法方程系数：
(1345)
(1346)
(1347)
(1348)
(1349)
单位抗力相应摩擦力产生位移动荷载载位移
求解方程：
(1350)
式中：
（1351）
中：
136 计算动荷载动荷载分产生衬砌力
计算公式： （1352）
（1353）
计算程列入表139表1310中
表139 动荷载作衬砌弯矩计算表
截面
Mop
X1p
y
X2p×y
Mp
Moσ(σh)
X1σ(σh)
X2σ×y(σh)
Moσ(σh)
0
00000
228371
0
00000
2283710
00000
27312
00000
27312
1
774761
228371
01475
435942
1944891
00000
27312
03316
23996
2
2995594
228371
05824
1721305
1009422
00000
27312
13095
14217
3
6357017
228371
12839
3794615
278692
00000
27312
28867
01555
4
10408136
228371
2216
6549472
1574954
01657
27312
49825
20856
5
14626506
228371
33328
9850217
2492579
13337
27312
74935
34285
6
18492556
228371
45788
13532817
2676029
41607
27312
102950
34030
7
21575091
228371
58918
17413439
1877942
84889
27312
132471
20271
8
23542514
228371
7206
21297607
38802
135183
27312
162020
00475
表1310 动荷载作衬砌轴力计算表
截面
Nop
cosα
X2p cosα
Np
Noσ(σh)
X2σcosα（σh)
Nσ (σh)
0
00000
10000
2955538
2955538
00000
22484
22484
1
219137
09751
2881945
3101082
00000
21924
21924
2
843431
09017
2665009
3508439
00000
20274
20274
3
1779140
07833
2315073
4094213
00000
17612
17612
4
2887791
06260
1850167
4737957
00482
14075
13593
5
4011324
04375
1293048
5304372
00710
09837
09126
6
4997456
02272
671498
5668954
01414
05108
06523
7
5726058
00056
16551
5742609
06710
00126
06836
8
6235850
02162
638987
5596863
14373
04861
09512
137 计算抗力值
参王毅编隧道工程第七章—隧道结构计算（P120）：
式： （1354）
（1355）
考虑接缝5径位移水方定偏离修正：
（1356）
（1357）
计算程列入表1311
表1311 抗力位移修正计算表
截面号
MpI
MσI
yi
y5yi
MpI(Y5Yi)
MσI(Y5Yi)
积分系
数13
0
3007353755
3596641
00000
33328
1002290860
11986884
1
1
2561172167
3159915
01475
31853
815810171
10065276
4
2
1329279241
1872239
05824
27504
365604962
5149406
2
3
367001556
204801
12839
20489
75194949
419617
4
4
2074012276
2746462
2216
11168
231625691
3067249
2
5
32824074
4514958
33328
00000
00000
00000
1
Σ
141090343
18244612
位移值：
抗力：
（1358）
138 计算衬砌总力
式进行计算： （1359）
截面号
Mp
Mσ
[M]
MI
MyI
Np
Nσ
[N]
e
积分系数13
0
2283710
1958511
325199
42824579
00000
2955538
1612301
4567839
00712
1
1
1944891
1720696
224194
29523526
4355680
3101082
1572154
4673237
00480
4
2
1009422
1019507
10085
1328077
773509
3508439
1453812
4962251
00020
2
3
278692
111522
167170
22014126
28264983
4094213
1262915
5357128
00312
4
4
1574954
1495555
79398
10455730
23169375
4737957
974744
5712701
00139
2
5
2492579
2458570
34009
4478498
14925995
5304372
654449
5958820
00057
4
6
2676029
2440282
235747
31044913
142149690
5668954
467741
6136695
00384
2
7
1877942
1453585
424357
55882351
329248755
5742609
490214
6232824
00681
4
8
38802
34078
04724
622095
4482804
5596863
682118
6278981
00008
1
Σ
84538856
600012852
计算程列入表1312
表1312 衬砌总力计算表
计算精度校核：
根拱顶切开点相转角相水位移应零条件检查
（1360）
式中：
闭合差：
（1361）
式中：
闭合差：
139 检验截面强度
检算控制截面（参公路隧道设计规范(JTJ02690)附录E）：
1391 拱顶（截面0）：
：
：
（1362）
（1363）
式中：——混泥土极限抗压强度取
1392 截面7：
：
：
1393 墙底(截面8)偏心检查：
截面偏心均045d
综述验算满足强度求
1310力图
力计算结果例尺绘制弯矩图M轴力图N图133示
附133 衬砌结构力图
14 隧道通风计算
141 基条件：
道路等级 次干路Ⅱ级
车道数交通条件 两车道双交通
设计行车速度： v 40 kmh 1111 ms
设计交通量 N 1300辆时
行交通 1 5：1
隧道坡 i1 1 L1 1145 m
均海拔高度 H(6597+7766)27179 m
隧道断面 Ar ＝ 6638 m2
量直径 Dr ＝83m
设计温度 根气象资料年均温度165摄氏度 2895K
然风引起洞风速 Vn 15 ms
142 车辆组成
柴油车 280辆 中柴油车中： 中型货车 150辆
重型货车 80辆
集装箱车 50辆
汽油车 1800辆 中： 客车 1020辆
143 需风量计算
分采40kmh20kmh10kmh(交通阻滞均速度)设计速度车辆值计算：
CO： 280×10+1020×101300
VI：150×10+15×80+50×3420
1431 设计浓度
表141 设计浓度表
车速（kmh）
40
20
10
CO设计浓度（ppm）
150
150
300
烟雾设计浓度K(m1）
0009
0009
0012
1432 CO排放量稀释CO需风量
1)CO排放量
Qco×qco×fa×fd×fh×fiv×L× (141)
式中 Qco隧道全长CO排放量（m3s）qcoCO基准排放量（m3辆 km）取001 m3辆 kmfa考虑CO车况系数规范查fd车密度系数规范查fh 考虑CO海拔高度系数规范查考虑CO车型系数规范查fiv考虑CO坡车速系数规范查n车型类数相应车型设计交通量（辆h）
查表：
qco 001 fa 11 fd 15 fh 1 L 1145 fiv 10
Qco ×001×11×10×15×10×1145×130000068
2)稀释CO需风量
Qreq(co) (142)
式中：Qreq(co)隧道全长稀释CO春风量标准气压 隧址设计气压标准气温隧道夏季设计气温
中 po101325 KNm2 To273K T2895K δ150 ppm
ppopgh101325120×981×00717910048KN㎡
Qreq(co)＝00068150×10132510048×2895273×1064848
采40kmh 20kmh交通阻滞（10kmh长度1000m）设计速度时 计算程CO排放量稀释CO需风量列表：
表142 稀释CO需风量计算表
车速（kmh）
qco
fa
fd
fh
fiv1
Qco
Qreq(co)
40
001
11
15
1
1
0068
4848
20
001
11
3
1
1
0068
9696
10
001
11
6
1
1
0068
9696
1433 雾排放量稀释烟雾需风量
1）烟雾排放量
QVI×qVI×fa(VI)×fd×fh(VI)×fiv(VI)×L× (143)
式中：QVI隧道全烟雾排放量（m3s）qVI烟雾基准排放量（m3辆km）取25 m3辆kmfa(VI)考虑烟雾车况系数规范查fd车密度系数规范查fh(VI) 考虑烟雾海拔高度系数规范查(VI)考虑烟雾车型系数规范查fiv(VI)考虑烟雾坡车速系数规范查n车型类数相应车型设计交通量（辆h）
查表：
qVI＝25 L 1145 fa(VI)＝12 fd 15 fh(VI)＝1 fiv(VI)＝145
QVI＝1(36×106)×25×12×15×1×145×1145×420
＝0872m3s
2）稀释烟雾需风量
(144)
式中：隧道全长稀释烟雾浓度（m3s）K烟雾设计浓度（m1）查规范
＝008720009＝9687m3s
采40kmh 20kmh交通阻滞（10kmh长度1000m）设计速度时计算程烟雾排放量稀释烟雾需风量列表：
表143 稀释烟雾需风量表
车速（kmh）
qVI
fa(vi)
fd
fh(vi)
fiv1
Qvi
Qreq(vi)
40
25
12
15
1
145
0872
9687
20
25
12
3
1
145
0872
19374
10
25
12
6
1
145
0872
2538
1433 稀释空气异味需风量
隧道空间间断换气频率宜低时5次隧道换气风速应低25ms
(145)
12>5
综计算结果出：
需风量阻塞烟雾需风量决定值 Qreq2538 m3s
144 通风设计计算
1441 计算条件
前面列条件外面附加条件：
行方交通量率 r＝60％
型车率 r10215
计算行车速度 vt 40kmh＝1111ms
然风引起洞风速 Vn15ms
隧道需风量 Qreq2538 m3s
隧道设计风速 vr＝25386638＝38ms
隧道需升压力 ⊿P⊿Pr+⊿Pm⊿Pt (146)
1442 通风阻抗力
pr(1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vr2 (147)
式中：通风阻抗力（） 隧道设计风速38ms隧道入口损失系数查公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）隧道壁面摩阻损失系数查公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）隧道断面量直径（m）
pr(1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vr2
(1+06+002×114583)×06×382
3777KN㎡
1443 然风阻力
△Pm (1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vn2 (148)
(1+06+002×114583)×06×152
588KN㎡
式中：△Pm然风阻力vn然作引起洞风速取15ms
1444 交通通风力
△pt Am Ar×ρ2×n+×(vt+vr)2 Am Ar×ρ2×n×(vtvr)2 (149)
式中：交通通风力（）隧道车辆数（辆）隧道反车辆数（辆）工况车速（ms）反工况车速（ms）汽车等效阻抗面积式计算：
(1410)
式中：型汽车正面投影面积（）取213型汽车空气阻力系数取05型汽车正面投影面积（）取537型汽车空气阻力系数取10 型车例时0215
n 1300×1145×0436001111＝1489辆
n+ 1300×1145×0636001111＝22334辆
Am (1r1)×Acs×ζcs+r1×Ac1×ζc1
0785×213×05+0215×537×10
199m2
△pt Am Ar×ρ2×n+×(vt+vr)2 Am Ar×ρ2×n×(vtvr)2
△pt1996638×06×2233×（1111468）2
1996638×06×1489×（1111+468）2
＝5017 N㎡
△P△pr+△pm△pt3777+588+50179382N㎡
1445 风机选型配置
射流风机选φ1120型风机技术参数：轴推力1124N出口风速30ms流量300 m3s电机功率30Kw风机转速1470rmin台射流风机升压力风机出口面积098m2：
(1411)
式中：射流风机出口风速射流风机出口面积射流风机位置摩阻系数公路隧道通风明设计规范表355取值
⊿pj12×302×（0986638）×(13830) 1392Pa
i⊿p⊿pj93821392394 7(台)
应4组布置8台风机具体布置图详见相关图纸
15 隧道明计算
151 基条件
公路等级 次干路Ⅱ级
计算车速 40kmh
设计交通量 1300辆h
路面类型 水泥路面
路面宽度 W80m
选灯具 高压钠灯 100w——10000lm
200w——20000lm
400w——45000lm
维护系数 M07
利系数 η04
152 白天明区段长度明求
1521 老城区段
洞口市区建筑物林立环境中外部环境亮度取3500
1）中间段亮度
根计算行车速度交通量查表：
2）入口段亮度
(151)
式中：——入口亮度折减系数——洞外亮度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝0012 ＝3500cd
基明：
加强明：
3）入口段长度 (152)
式中：——入口段长度（m）——明停车视距（m） ——洞口净空高
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝27m h＝71m 06m
根隧道工程入口段长度应2S通距离算入口段长度22m
4）渡段亮度
渡段三明段组成应亮度分取值：
（153）
（154）
< （155）
需设置第三渡段
5）渡段长度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
6）出口段亮度
设计规范查出口段亮度应中间段亮度5倍：
（156）
7）出口段长度
设计规范查出口段长度应取60m
1522 新城区段
1）中间段亮度
根计算行车速度交通量查表：
2）入口段亮度
式中：——入口亮度折减系数——洞外亮度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝0012＝3500cd
基明：
加强明：
3）入口段长度
式中：——入口段长度（m）——明停车视距（m） ——洞口净空高度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝26m h＝71m 18m
根隧道工程入口段长度应2S通距离算入口段长度22m
4）渡段亮度
渡段三明段组成应亮度分取值：
<
需设置
5）渡段长度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
6）出口段亮度
设计规范查出口段亮度应中间段亮度5倍：
7）出口段长度
设计规范查出口段长度应取60m
进出口区段白天需设计亮度布置长度见表151
表151 白天隧道段亮度长度表
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
420
22x2
渡段1
126
26x2
渡段2
42
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
153 夜间明区段长度明求
夜间隧道路段路面亮度白天隧道中间段亮度相进出口区段夜间需设计亮度布置亮度曲线长度见表15—2
表152 隧道夜间段亮度长度
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
25
22x2
渡段1
25
26x2
渡段2
25
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
154 明计算
1541 度计算：
路面均水度式计算：
（157）
式中：——利系数灯具利系数曲线图查取04——灯具额定光通量（lm）
M——灯具养护系数取07N——灯具布置系数称布置时取 2交错中线布置时取1W——隧道路面宽度(m)S——灯具间距（m）
1）入口段：基明采100W优质高压钠灯额定光通量φ10000lm加强明采400W优质高压钠灯额定光通量φ45000lm均称布置悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07
根公路隧道通风明设计规范4152取灯具布设间距：
基明：
加强明：
2） 渡段： 200W优质高压钠灯额定光通量φ20000lm悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07
第段：两侧称布置
第二段两侧称布置
中间段：选100W品高压纳灯额定光通量ф10000lm悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07两侧称布置
根计算结果渡段基情况灯具布置拟定表153：
表153 隧道段灯具布置表
区段
灯具瓦数(W)
光通量（lm）
间距（m）
长度（m）
灯具台数
A入口段
400
45000
6
22
4组8台
100
10000
10
22
3组6台
渡段1
200
20000
9
26
3组6台
渡段2
200
20000
27
44
2组4台
1542 应急明
规范规定长度1000米隧道应该设置应急明系统保证明中断时间超03s维持时间超3min
配合应急明系统应洞外定距离设置信号灯信息板显示警告信息启紧急明系统洞路面亮度应洞路面亮度1002cd㎡长度2000m 隧道中应设置避灾引导灯
1543 洞外引道明
隧道洞外引道应布设路灯设计规范确定引导明路面亮度05cd㎡长度60米
1544 接段减光措施
接段采减光措施：
1）接段起点开始路基两侧种植常青树
2）两侧边坡进行面积绿化
结
快月时间毕业设计完成隧道设计历搜集相关资料包括隧道处质情况济效应相隧道设计规范隧道方面参考文献然整理熟悉资料隧道设计初步掌握接着参考种资料仔细分析遇困难问题时做隧道学讨者老师寻求帮助步步完成设计设计完成方案选隧道面断面横断面设计隧道衬砌结构设计计算洞门设计隧道明隧道通风计算确定合适施工工艺等方面学老师帮助指导利完成设计通设计隧道特点设计程隧道设计相关知识较全面认识时图形绘制更加熟练工作坚实基
参考文献
[1] 王毅隧道工程民交通出版社2000
[2] 中华民国交通部公路隧道明设计规范民交通出版社1999JTJ 0261
[3] 中华民国交通部公路隧道设计规范（JTG D70—2004）民交通出版社
[4] 中华民国交通部公路隧道施工技术规范（JTJ042—94）民交通出版社
[5] 中华民国交通部公路工程技术标准（JTG B012003）民交通出版社
[6] 书翰 杜谟远隧道施工民交通出版社1999
[7] 吕康成 公路隧道运营理 民交通出版社2006
[8] 夏永旭 王永东隧道结构力学计算民交通出版社2004
[9] 重庆交通科研设计院 公路隧道交通工程设计规范民交通出版社2005
[10] 李晓红隧道新奥法量测技术科学出版社2002
[11] 公路隧道勘察设计（讲义）
[12] Veerasak Likhitruangsilp Photios G IoannouStochastic Evaluation of Tunneling Performance Using DiscreteEvent Simulation 2004
[13] Xiuying Wang Mengshu Wang Analysis of the Mechanism of Water Inrush in Karst Tunnels 2006
[14]工程天津学出版社1987
致谢
毕业文完成学生生涯行事段落机会四年帮助表示深深感谢
撰写文期间恩师XX老师始终耐心教导循循善诱课题选择项目终完成张老师帮解决设计中遇许问题样做起设计容易位组学文结构提出宝贵修改意见致谢感谢窗友彼相互扶持互相勉励切磋正老师悉心指导关怀学热情帮助利完成设计非常谢谢
时感谢四年直伴学帮助支持克服困难疑惑生活许欢笑许美回忆生活丰富彩予指导老师辅导员认真严谨工作态度感染孜孜倦教诲学会做做事
学生涯告段落生远没结束会生活学中作榜样记住美片段
次表示感谢谢谢四年帮助学老师
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目录
摘 1
ABSTRACT 2
1 绪 3
2 杵岭隧道方案确定 4
3 概述 5
31 隧道设计技术标准 5
32 设计执行标准 5
33 隧道设计原 5
34 工程建设标准强制性条文执行情况 5
35 隧道规模 6
351 隧道长度 6
352 级围岩占隧道例 6
4 工程概况 7
41 隧址区然条件 7
411 理位置形貌 7
412 气候质概况 7
42 工程质条件 7
421 层岩性 7
422 质构造 7
423 水文质条件 8
43 良质现象 8
44 隧道工程质评价 9
441 隧道洞室围岩级划分 9
442 隧道围岩稳定性评价 9
45 震基烈度 10
5 隧道体工程 11
51 隧道面线形设计 11
511 隧道面 11
52 隧道断面设计 11
53 隧道横断面设计 11
531 横断面设计 11
532 衬砌轮廓 11
54 隧道洞门设计 12
541 洞门设计原 12
542 洞门设计 12
55 隧道衬砌结构设计 12
551 隧道衬砌结构设计原 12
552 洞身段支护参数 13
553 特殊洞身结构设计 13
56 隧道防排水工程设计 14
561 隧道洞防排水 14
562 施工缝变形缝防水 14
563 隧道洞口防排水 15
57 隧道路面洞装饰 15
58 隧道检修道行道设计 15
6 隧道动态施工设计 16
61 隧道现场监控量测 16
611必测项目 16
612选测项目 16
7 隧道施工方案设计 17
71 施工工艺求 17
72 施工方案设计 17
8 隧道弃渣方案时工程 19
9 隧道通风设计 20
10 隧道明设计 21
101 明设计亮度 21
102 灯具灯具布置形式 21
103 洞外引道明 21
104 明组合方式 21
11监控系统防灾系统 22
111 系统概况 22
112 交通监视控制系统 22
113 通信系统 22
114 通风系统 22
115 通报报警系统 23
116 消防系统 23
117 救援系统 23
118 供电系统 23
119 中央控制系统 23
12 环境保护 24
13拱形曲墙式衬砌结构计算 25
131 基资料 25
132 荷载确定 25
1321 围岩竖压力 25
1322 计算衬砌重 26
133 衬砌素 26
1331 衬砌尺寸 26
1332 半拱轴线长度S分段轴长△S 26
1333 分块截面中心素 27
134 计算位移 27
1341 单位位移： 27
1342 载位移——动荷载基结构中引起位移 28
1343 载位移——单位弹性抗力相应摩擦力引起位移 32
1344 墙底（弹性基刚性梁）位移 35
135 解力法方程 36
136 计算动荷载动荷载分产生衬砌力 37
137 计算抗力值 38
138 计算衬砌总力 38
139 检验截面强度 40
1391 拱顶（截面0）： 40
1392 截面7： 40
1393 墙底(截面8)偏心检查： 40
1310力图 41
14 隧道通风计算 42
141 基条件： 42
142 车辆组成 42
143 需风量计算 42
1431 设计浓度 42
1432 CO排放量稀释CO需风量 43
1433 雾排放量稀释烟雾需风量 44
1433 稀释空气异味需风量 44
144 通风设计计算 45
1441 计算条件 45
1442 通风阻抗力 45
1444 交通通风力 46
1445 风机选型配置 46
15 隧道明计算 48
151 基条件 48
152 白天明区段长度明求 48
1521 老城区段 48
1522 新城区段 49
153 夜间明区段长度明求 51
154 明计算 51
1541 度计算： 51
1542 应急明 52
1543 洞外引道明 52
1544 接段减光措施 52
结 53
参考文献 54
致谢 55
摘
设计隧道设计容包括质形济环保方面路线方案确定隧道面断面横断面设计满足济合理安全施工容易等求隧道衬砌结构设计计算保证衬砌够满足围岩压力求排水设计遵循防排截堵相结合制宜综合治理原采完整防排水体系隧道防水排水通畅保证运营期间隧道渗漏基干燥根隧道进出口形工程质条件结合开挖边仰坡稳定性洞口防排水需选济美观利视线诱导洞门形式考虑量少刷坡隧道早进洞晚出洞原确定洞门位置选择合适隧道施工方案满足隧道围岩节理发育围岩稳定易发生变形等求隧道通风明设计计算
关键词：方案选衬砌结构施工方法结构计算排水洞门通风明
Abstract
The routes selection of the tunnel design are mainly from the geological topographical economic and environmental protection programs Plane of the tunnel vertical section of the tunnel crosssectional of the tunnel design to meet the needs of the economy a reasonable safe easy construction etc Structural design of tunnel lining and calculation to ensure the lining to meet the requirements of pressure of surrounding rock In the drainage design to follow defense platoon section block by combining the light of local conditions in a comprehensive way principle adopting a complete drainage system make water inside the tunnel reliable efficient drainage to ensure that operators do not dialysis during the tunnel does not leak basic dry Import and Export under the tunnel and engineering geological conditions of the terrain combined with the excavation side slope stability and Yang drainage holes need to choose the economic aesthetic and conducive to the form of attentioninduced portal Brush as little as possible in considering the slope and tunnel geting in the tunnel portal as aerly as possible and getting out the tunnel portal as late as possible principle to determine the location of Portal Choosing the right tunnel construction program to meet the joint development of tunnel surrounding rock rock deformation prone to instability etc Designing and calculating of ventilation and illumination of the tunnel
Key wordsroutes selectionstructure lining Construction method structural calculationdrainagePortalVentilationillumination
1 绪
着国济形势发展现交通远远满足城市交通发展需求国重城市常常出现交通拥挤现象时长通行时间严重阻碍济发达区间交流济发展发展铁等成 解决交通问题重工具承受具交通量缩短城市距离提高运行效率全面促进城市济繁荣国提出力发展西部区济战略规划谓致富先修路解决路问题解决济发展部分问题国西部基山区修铁路高速公路时候必须穿越许山必须修建量隧道宜铁路恩施段清楚种现象种形势隧道工程需求会越越隧道工程数量幅度增加隧道长度明显增长
通结合工程实际进行毕业设计助充分考虑济质文化等方面素情况制定合理隧道设计方法工作累积验基础
隧道设计容包括方案选隧道面断面横断面设计隧道衬砌结构设计计算洞门设计隧道明隧道通风计算确定合适施工工艺
2 杵岭隧道方案确定
面工程设置目综合分析工程位置形质工程条件环境安全济合理环保原时考虑投入养护理等方面分析修建隧道优越性
石台县新老城区间座山阻隔开两城区间道路相连道路距离浪费时间运行效率高适应交通发展未济发展老城区端高程6519m开发区高程7466m北侧高峰263m南侧高峰298m果直接修建道路达城市道路设计规范求需开挖200m高程差左右山体具开挖量时环境会造成损坏缩短城区间距离提高运行效率促进两城区整合济发展等方面考虑修建隧道合理选择克服形高程障碍改善线形提高车速缩短里程节约燃料节省时间减少开挖环境植造成损坏保护生态环境
石台县老城区开发区修建隧道综合方面素合理选择
3 概述
31 隧道设计技术标准
1）公路等级：次干路Ⅱ级
2）道路计算行车速度40kmh
隧道计算行车速度40kmh
3）隧道建筑限界：净宽：1100m净高：50m
4）洞路面设计荷载 公路Ⅱ级
5）隧道路面横坡2双面坡
6）通风方式机械通风
7）通风卫生标准：
正常状态：CO设计浓度δ：150ppm 烟雾设计浓度K：00090m1
交通阻滞（控制时间20分钟）：CO设计浓度δ：300ppm 烟雾设计浓度K：0012m1
32 设计执行标准
1）公路工程技术标准（JTG B012003）
2）公路隧道设计规范（JTG D702004）
3）公路隧道通风明设计规范（JTG D702004）
4）工程防水技术规范（GB501082001）
5）公路工程抗震设计规范（JTJ00489）
6）公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）
7）石台县工业集中区基础设施杵岭隧道工程详细工程质勘察报告
8）工程建设标准强制性条文·公路工程部分（2002年）
9）公路隧道交通工程设计规范（JTFT D712004）
10）供配电系统设计规范（GB5005295）
施工中涉设计文件未列标准规范应国家关标准规范严格执行
33 隧道设计原
1）隧道充分考虑隧道设置目隧道身结构特征综合分析隧道位置形质工程条件环境素等
2）隧道安全济合理环保原新奥法理结合隧道实际情况进行设计时考虑隧道投入养护理等力求隧道总体安全济
34 工程建设标准强制性条文执行情况
隧道体结构物永久性建筑物设计具规定强度稳定性耐久性建筑限界部件侵入洞口边仰坡必须保证稳定避免挖刷洞门必须置稳固基隧道衬砌隧规规定安全系数选取隧道应结合衬砌采取防排水措施保证期行车安全设备正常表水水采取妥善处理洞外形成完整畅通防排水系统隧道供电系统设计必须做保障身安全供电隧道水泥混凝土路面设计弯拉强度5MPa
35 隧道规模
351 隧道长度
杵岭隧道位石台县城郊连接老城区开发区重通道隧道长度洞口桩号见表31
表31 隧道始终点高程
项目名称
隧道长度
老城区端洞口
开发区端洞口
桩号
高程
桩号
高程
杵岭隧道
114500
K1+67000
6591
K2+81500
7766
352 级围岩占隧道例
根石台县工业集中区基础设施杵岭隧道工程详细工程质勘察报告杵岭隧道穿越围岩级ⅤⅣ级两种围岩级围岩占隧道例见表32
表32 级围岩占隧道例
围岩级
Ⅴ级
Ⅳ级
长度（m）百分（）
1450127
10000873
4 工程概况
41 隧址区然条件
411 理位置形貌
杵岭隧道处皖南山区西北部石台县境单洞双行车隧道曲线长隧道
隧址区位皖南山区北缘属低山区隧道轴线呈东西山间展布南北两侧山体中北侧高峰263m南侧298m山体走东西面坡度般30～40°
412 气候质概况
隧址区属亚热带季风性气候区气候温全年热月份78两月气温高达40℃左右12月份寒冷低气温－115℃年均气温165℃年均降雨量1100mm霜期210天
隧址区构造单元隶属扬子准台江南台隆扬子坳陷交接部位附出露层形成古生代震旦纪奥陶纪历印支燕山喜山等构造运动质构造较复杂断层褶皱较发育
42 工程质条件
421 层岩性
隧址区出露层寒武系奥陶系隧道层奥陶系仑山组仑山组段(O1l)灰白深灰色厚层白云岩灰质白云岩部灰岩夹层较白云质含量相较少含白云石层理发育风化面灰黑色表面呈刀砍状极粗糙颗粒般较粗局部粗者似糖粒状等特征处岩性稳定局部灰灰黑色薄层瘤状泥质灰岩厚度约700m
422 质构造
1）断层
隧址区处四级构造单元石台穹褶断束石台穹褶断束江拱断褶带南部次级单元南江南深断裂皖南陷褶断带相接致位宣城南陵青阳石台东带呈北东带状展布
隧址区处层奥陶系仑山组白云岩灰质白云岩岩石物理属性较脆区构造形式断层节理破裂构造中发育NWWNWNENNE四组断层
隧址区断层规模隧道工程影响限断层性质：
①EW断层
该组断层呈270°－290°展布数倾北东倾角中等该组断层行区域构造线方位早期显示逆断层性质期断层性质表现右行移
②NW断层
该套断层走290°～330°NE倾斜居组断层性质右行移性质
③NE断层
该组断层走60°～80°中三组倾南东两组倾北西倾角高角度75°～85°间该组断层切割早期先存断层左行移
④NNE断层
NNE断层走10°～35°倾角较陡（75°直立）野外研究发现该套断层切割前期东西断层该方断层形成时代晚
2）节理裂隙
隧址区发育NW ～NWWNENNE三组节理裂隙节理区形成组断层方位吻合外发现断层旁侧形成派生节理根野外节理充填切割关系系统统计分析该区发育期节理中NWW东西节理行区构造线方位形成时代相早次NE节理区发育 NNE南北节理形成晚
423 水文质条件
1）表水
隧址区附表水体山坡较陡利表水入渗表径流较强烈
2）水
隧址区水裂隙孔隙潜水水赋存构造裂隙中裂隙连通性差异水位相变化水径流条件受构造影响钻孔水位般埋深5～20m层呈弱～中等透水性渗透性进口出口逐渐变现象特ZK2孔压水试验时坡面附金龙洞水渗出出口段渗透性较隧道掘进利
根区域水文质资料附工点水质分析资料水混凝土腐蚀性
43 良质现象
隧址区山势较陡岩体较单坚硬完整没发现崩塌滑坡等良质现象良质岩溶组成工作区岩性碳酸盐岩类岩石脆性具定溶性受断层影响易形成较深沟受节理劈理影响岩石浅层次形成溶失沟槽溶洞溶芽钻探程岩芯鉴定中均未发现溶蚀现象推定隧址区岩溶发育仅浅层表溶蚀现象洞身影响甚微
44 隧道工程质评价
441 隧道洞室围岩级划分
根公路工程质勘察规范公路隧道设计规范规定围岩分级方法隧道洞室围岩级划分序进行：
1）根岩石坚硬程度岩体完整程度两基素定性特征定量岩体基质量指标BQ综合进行初步分级
2）围岩进行详细定级时应岩体基质量分级基础考虑修正素影响修正岩体基质量指标值
3）修正岩体基质量指标[BQ]结合岩体定性特征综合评判确定围岩详细分级
根勘报告提供类岩组物理力学参数岩体结构结构面发育特征项定性定量成果资料分析全隧道围岩划分ⅤⅣ级两种围岩级洞身工程质评价详见勘报告隧道质断面图
442 隧道围岩稳定性评价
1）隧道洞口稳定性评价
老城区端洞口段位西坑村沟南侧山坡面然坡度15～20°缓陡坡面岩石出露良风化裂隙发育岩石新鲜呈微风化状局部05m厚坡积层断层通结构面岩层产状10°∠15°外发育两组节理5°E∠58°45°ES∠40°结构面走洞轴夹角15～40°节理轴线角度相交节理裂隙发育岩层产状轴线坡面角度相交洞口稳定带利影响综合计算修正围岩基质量指标[BQ]2485公路隧道设计规范围岩级属Ⅴ级
开发区端洞口段位永丰村杵岭沟南侧山坡面然坡度30°坡面岩石出露较差植发育岩石破碎岩石硬质岩石碎石状镶嵌结构受构造影响严重节理裂隙发育中等透水性未见断层通结构面岩层产状0°∠15°节理裂隙产状273°NE∠15°280°NE∠85°节理轴线坡面角度相交倾角缓陡岩体破碎整体性差综合计算修正围岩基质量指标[BQ]2185公路隧道设计规范围岩级Ⅴ级
2）隧道洞身围岩稳定性评价
隧道围岩仑山组段(O1l)灰白深灰色厚层白云岩灰质白云岩部灰岩夹层较白云质含量相较少隧道洞口洞身段围岩稳定性均较差
45 震基烈度
隧址区属华南震区震活动太强长江中游震区区构造基稳定线未发现构造断裂带未见破坏性震震活动强隧址区活动性断层场稳定性根中国震动参数区划图GB183062001工程区震动峰值加速度005g长隧道应提高级防护
5 隧道体工程
51 隧道面线形设计
511 隧道面
隧道方案路线方案控制路线方案中已详述具体隧道位置根隧址区形质工程条件环境造价功等素综合确定综合考虑线形指标工程造价前提通实勘察充分研究隧道处域形质情况考虑隧道进出口形条件隧址区工程质条件营运理设施场等素拟定隧道方案
52 隧道断面设计
隧道断面设计综合考虑隧道长度施工方通风排水洞口位置隧道进出口接线等素隧道面指标见表51
表51 隧道指标概况览表
隧道名称
起讫桩号
坡（）
曲线
杵岭隧道
K1+670～K2+815
+1000
1145
曲线（R2000m）
53 隧道横断面设计
531 横断面设计
1）隧道洞：
限界净宽：1100m150m行道+025m左侧宽度+2×375m行车道+025m右侧宽度+150m行道
限界净高：行车道净高50m检修道净高25m
532 衬砌轮廓
隧道轮廓应符合相关公路隧道设计规范公路工程技术标准规定建筑限界求考虑明通讯排水装饰等设施需空间种设备均侵入建筑限界衬砌轮廓形状尺寸应考虑围岩类结构受力特点便施工设计轮廓采单心圆轮廓
设计中轮廓具体设计参数表52
表52 轮廓设计参数表
参数
隧道名称
轮廓形式
轮廓半径
净 高
净 宽
备 注
杵岭隧道
单心圆
570m
710m
1117m
40kmh
注：净高设计高程点拱顶高点
54 隧道洞门设计
541 洞门设计原
根隧道进出口形工程质条件结合开挖边仰坡稳定性洞口防排水需选济美观利视线诱导洞门形式考虑量少刷坡隧道早进洞晚出洞原确定洞门位置确保洞口边仰坡稳定性受出现然灾害气象灾害影响时车辆行影响较隧道均修建洞门
542 洞门设计
老城区端洞口面横坡较缓坡度较缓考虑早进洞原接长明洞修筑削竹式洞门
开发区端洞口面横坡较陡坡度较缓接长明洞设置具徽派建筑风格台阶式洞门
洞门基础应落稳定基岩开挖基承载力满足洞门求应采注浆设置基底锚杆加固层提高基承载力开挖果质条件设计相符时应时通知业设计单位根隧道具体质条件针座隧道洞门进行处理
隧道洞口边坡仰坡防护采铺设三维固土网植草绿化时仰坡根具体质条件采锚网喷混凝土进行防护
隧道洞门建筑材料采C20片石混凝土达施工方便安全快速洞门墙采饰面材料装饰
55 隧道衬砌结构设计
551 隧道衬砌结构设计原
隧道洞口段结合形质条件设置明洞外余均新奥法原理设计采柔性支护体系结构复合式衬砌超前钢注浆加固层系统锚杆喷射混凝土挂钢筋网工字钢型钢钢架格栅拱架等初期支护模筑混凝土钢筋混凝土二次支护两次衬砌间敷设PVC防水卷材纺土工布防水层隧道衬砌类型衬砌断面型式衬砌结构尺寸方案设计采工程类法结合构造求济技术较根围岩类洞室埋深条件拟定相应支护类型隧道结构进行必理分析计算校核确定支护衬砌模式
断面型式：隧道均采曲墙带仰拱衬砌风机悬挂段衬砌采钢筋混凝土衬砌
552 洞身段支护参数
隧道类围岩复合式衬砌断面支护参数见表53
表53 隧道复合式衬砌支护设计参数
项目
单位
支护参数
Ⅴ级加强
超前支护
超前导
mm
φ50×5
环间距
cm
40
长度
m
45
喷射砼
C25早强砼
cm
25
锚杆
直径
mm
25
长度
cm
400
锚杆布置
cm
80×80
钢筋网
直径
mm
8
钢筋网格
cm
20×20
钢架
截面尺寸
mm
I18工钢
间距
cm
80
二次衬砌
拱墙
cm
45
仰拱
cm
45
注：Ⅴ级围岩中锚杆系统锚杆采中空注浆锚杆开挖视具体质情况调整设计参数隧道围岩断面预设计围岩变形量
553 特殊洞身结构设计
1）明洞工程
减少路基开挖形成高边坡等病害隧道口威胁洞口均设置明洞衬砌明洞采C25钢筋混凝土结构
2）Ⅴ级围岩洞口浅埋段处理
隧道洞口段埋深较浅均Ⅴ级围岩设置钢筋混凝土衬砌洞口段超前支护采中棚支护锚网喷支护时辅工字钢钢拱架支撑施工时应进洞前首先做边仰坡防护加固量减少围岩扰动做超前强支撑确保施工安全
3）跨越断层段
隧道穿越条断层断层破碎带节理裂隙较发育围岩稳定性差水集中施工时应施作超前钻孔探测前方质水情况发生涌水突水情况应时通知设计研究处理措施必时超前预注浆设计时断层破碎带采带超前导支护工字钢钢拱架支撑Ⅴ加强衬砌结构
56 隧道防排水工程设计
隧道防排水设计遵循防排截堵相结合制宜综合治理原采完整防排水体系隧道防水排水通畅保证运营期间隧道渗漏基干燥隧道防水等级二级
561 隧道洞防排水
隧道防排水设计复合式结构衬砌原进行设计隧道二次衬砌防水衬砌采防水混凝土根隧道围岩裂隙水采取防排水措施防排水措施：初期支护二次衬砌间设置PVC防水板（12mmPVC防水板+350gm2纺土工布）防水实现钉铺设采半圆排水PVC排水等形成完善防排水系统
隧道衬砌排水初期支护防水层间设置环半圆排水环半圆排水设置间距5～10m排水采PVC波纹设置洞初期支护边墙脚隧道两侧全隧道贯通环半圆排水隧道拱背环布设水排入PVC波纹然通PVC塑料排水水导入隧道底部φ300中央排水引水洞外排水沟遇水较段集中渗水段喷层中遇较渗水段应加设半圆排水水导入排水
隧道路面采双面坡路面水通开口流入缝隙缝隙设两侧洞缝隙排放消防清洗水衬砌背围岩水污染水分离排放隧道中央排水设置沉砂井检查井边墙脚排水设置检查井隧道排水设施具维修性
隧道遇涌水段应发生涌水段采堵水处理根国外堵水验隧道具体情况采超前探水等物理勘探手段查明隧道前方水分布状况水量适时采取预注浆量水封堵围岩隧道开挖出现量涌水隧道续施工创造条件确保隧道施工安全 时完成
562 施工缝变形缝防水
隧道变形缝设置PVC背贴式止水带加中埋式橡胶止水带两道防水嵌缝材料求防水环施工缝具体根施工情况进行调整环施工缝设置PVC背贴式止水带加橡胶止水条两道防水
仰拱边墙施工缝应设置电缆沟盖板
施工时应注意防水板搭接排水预埋止水带安装注浆预埋等等遇安装位置合适时应作适调整
563 隧道洞口防排水
隧道开挖前应做防排水处理工作山顶坡面低洼沟槽应整做排水设施结合洞口形情况设置洞门墙排水沟洞顶仰坡方设置截水沟防止雨水坡面洞口危害引表水路基边沟洞门外端然沟谷形成完善洞外排水系统
57 隧道路面洞装饰
隧道采水泥混凝土刚性路面面层采26cm厚水泥混凝土刚性路面设计弯拉强度5MPa混凝土标号25号路面设15cm厚C20素混凝土基层外提高路面防侧滑力隧道洞外洞口100m范围路面表面构造应施做横刻槽段路面采刻槽
隧道装饰前必须混凝土墙面进行处理达表面圆整光洁隧道拱部喷涂铁兰色墙部喷涂米黄色隧道专厚型防火涂料15mm防火极限180分钟
58 隧道检修道行道设计
便隧道设施维修养护日常行通隧道设置双侧行道防止汽车检修道确保隧道养护员检修道安全考虑洞发生事便员疏散时结合电缆槽设置求设计检修道高度25cm宽度150cm检修道道面设1横坡利道面水排入缝隙
6 隧道动态施工设计
61 隧道现场监控量测
隧道现场监控量测新奥法复合式衬砌设计施工核心技术隧道采信息化设计重组成容隧道断面预设计围岩变形量应通施工现场监测掌握围岩支护施工程中力学动态稳定程度保障施工安全评价修改初期支护参数力学分析二次衬砌施作时间提供信息积累资料设计提供类确保隧道安全达隧道施工安全节约工程投资目根次项目隧道设计具体情况参关规范新奥法设计指南建议施工中进行量测项目
611必测项目
1） 质支护状况观察
通隧道开挖岩性结构面产状支护裂缝观察描述评价隧道围岩工程质特性支护措施合理性洞室稳定状态
2）隧道围岩变形量测
通洞变形收敛量测监控洞室稳定状态评价隧道变形特征该项量测项目包括净空收敛量测拱顶沉量测围岩部位移量测
3)隧道表沉变形量测
通洞口浅埋段表变形量测监控洞室稳定状态评价隧道变形特征洞口仰坡进行动态监测
4)采锚杆抗拔计进行锚杆抗拔试验
612选测项目
1) 应力～应变量测
采应变计应力盒测力计等监测钢拱架格栅支撑锚杆衬砌受力变形情况进检验评价支护效果
2）围岩稳定性支护效果分析
通量测数整理回分析找出规律围岩稳定性支护效果进行评价然采位移反分析法反求围岩初始应力场围岩综合物理力学参数实际结果验证
7 隧道施工方案设计
71 施工工艺求
1）隧道穿越ⅤⅣ级围岩段岩层节理裂隙较发育隧道系统锚杆ⅤⅣ级围岩选中空压注浆锚杆锚杆必须设置垫板施工时锚杆垫板必须围岩密贴锚杆量垂直岩石层面节理裂隙面施工钢支撑尺寸圆架立准确密贴围岩
2）喷射混凝土采湿喷工艺
3）二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱然进行拱墙部二次衬砌浇筑
4）二次衬砌浇筑应采摸板台车泵送混凝土整体浇筑保证二次衬砌密实
5）锚杆选择：φ25中空压注浆锚杆壁厚5mm单位重量25Kgm杆体材料抗拉力180KN垫板厚6mm150mm×150mm
6）导注浆：注浆压力05～1MPa棚注浆：注浆压力1～2MPa压力维持时间般5～10分钟浆液配合注浆量根现场质情况酌情调整
7）隧道片石混凝土片石含量超混凝土体积30石块厚度150mm石块抗压强度低30Mpa石块应清洗干净均匀分布净距100mm
8）防排水严格执行工程防水技术规范（GB501082001）防水板接头严格密封充气采标准荷载检测类施工缝沉降缝防水构造安装准确位
9）施工程中加强监控量测时分析处理数调整支护参数
72 施工方案设计
隧道明洞段采明挖法施工确保洞口边坡稳定条件然模筑全断面整体式钢筋混凝土暗洞均采新奥法施工Ⅴ级围岩洞口段采注浆中棚进洞Ⅴ级围岩Ⅳ级围岩加强段采注浆导超前锚杆超前支护初期支护锚网喷支护辅钢拱架该段模注混凝土仰拱求早施作开挖方式应根围岩支护类型断面型式等具体情况选择采环形开挖中心留核心土法部留核心土支挡开挖工作面利时施作拱部初期支护加强开挖工作面稳定性核心土部开挖初期支护保护进行施工安全性般环形开挖进尺：05～10米宜太长台阶长度开挖洞径15倍避免初期支护拱脚沉榀增加4～6根拱脚锁定锚杆杆长相应围岩类匹配根隧道围岩特征开挖应力分布情况建议Ⅳ级围岩般段采台阶法开挖施工
该隧道施工开挖时Ⅴ级围岩段应采机械开挖预裂爆破严禁强度爆破施做初期支护时根洞室软弱围岩稳定时间较短特点必须时施做初期支护等锚杆需作拉拔试验Ⅴ级围岩抗拔力50KNⅣ级围岩抗拔力70KN根围岩监控量测结果观察拱顶沉拱脚收敛情况变形速率值突然增加强初期支护外必须立封闭仰拱围岩段系统锚杆均采压注浆锚杆通压力注浆未胶结围岩形成整体定厚度承载圈提高身承载力终根围岩监控量测结果初期支护趋稳定条件全断面模筑二次混凝土衬砌
隧道初期支护采先拱墙法施工隧道二次衬砌施工采取施工边墙拱顶前先施作仰拱隧道开挖支护衬砌监控量测等须公路隧道施工技术规范求办理参锚杆喷射混凝土支护技术规范
隧道施工开挖时应少扰动岩体严格控制超欠挖钢筋网钢支撑必须密贴围岩面支撑紧密加混凝土预制块垫楔紧初期支护时二次衬砌采混凝土运输车输送泵衬砌模板台车机械化配套施工方案确保混凝土质量达实外光
8 隧道弃渣方案时工程
隧道开挖洞渣洞口开挖土方全部洞渣路线统调配
施工时房材料堆放加工场应放附坡较缓带妨碍洞口截水沟结构设置施工电接入施工水提取
9 隧道通风设计
根交通量情况隧道长度坡计算隧道通风需风量：2538m3s 需风量均换气火灾排烟控制
隧道通风考虑正常阻塞火灾三种情况计算确定隧道采全射流通风需安装8台射流风机
射流风机选φ1120型风机技术参数：轴推力1124N出口风速30ms流量300 m3s电机功率30Kw风机转速1470rmin
10 隧道明设计
101 明设计亮度
隧道明公路隧道通风明设计规范求设计保证行车安全明计算行车车速采40Kmh洞外环境取3500cdm2 隧道明设计亮度见表：
表101 隧道明设计亮度
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
420
22x2
渡段1
126
26x2
渡段2
42
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
102 灯具灯具布置形式
隧道明采高压钠灯基明两侧交错式布灯间距取5米明灯具安装高度53米灯具均位隧道建筑限界外
隧道应急明采洞外间断电源供电应急明灯时兼基明
103 洞外引道明
隧道洞外引道应布设路灯设计规范确定引导明路面设亮度05cdm2 长度60米
104 明组合方式
隧道明晴天阴天夜间深夜分四级控制
晴天：洞全部灯具开启洞外路灯关闭
阴天：加强灯开启部分基灯全开洞外路灯关闭
夜间：加强灯全关基灯全开洞外路灯开启
深夜：加强灯全关基灯开启半洞外路灯开启
11监控系统防灾系统
111 系统概况
杵岭公路隧道属长隧道重点保证运营安全前提着实济原考虑设置监控系统防灾系统该公路隧道长度交通状况交通工程等级A级设置八监控系统防灾系统：
1）交通监视控制系统
2）通讯系统
3）环境检测系统
4）运营通风系统
5）明系统
6）报警消防系统
7）供电系统
8）中央控制系统
112 交通监视控制系统
系统中控室交通监控计算机闭路电视系统变情报板变限速标志视频车辆检测器入口信号灯车道表示器等组成
闭路电视系统：洞摄机间距160m洞口设台相关显示传输控制系统视频车辆检测器摄头CCTV系统合
交通信号灯车道表示器：洞250m洞口道
变情报板：洞3000m洞口道
变限速标志：洞1000m洞口道
洞口设道超高监测系统
113 通信系统
系统紧急电话电视监控广播线通信组成
紧急电话系统：洞250m处设前进方右侧
线广播系统：间距160m设前进方左侧
线通信：四信道基站光中继器天线光传输设备等组成
114 通风系统
针隧道交通量交通特征然理条件工程条件济技术条件综合选采射流风机式通风通风设计单洞双行车考虑
通风控制： 1）正常状态：CO≤150ppm烟雾浓度VI≤0009m1(透率475)
2）阻滞状态：20minCO≤300ppm
3）火灾发生时风机采紧急状况进行排烟洞风速25ms
115 通报报警系统
1）手动报警钮：50m处设消防栓箱
2）动报警装置：设消防栓箱
3）火灾检测器：贯穿全隧道感温光纤电缆
4）紧急电话：50m处
5）交通信号灯情报板：关述规定设置
116 消防系统
1）灭火器：50m处2组设消防栓箱中
2）消防栓箱：50m处喷水喷泡沫
117 救援系统
1）两洞口均设隧道理消防队消防车2辆（中辆干粉消防车）救援车辆
2）方专业消防队
118 供电系统
供电电源：均110kv变电站出线35kv架空线路分供两洞口两端洞口设3510kv变电隧道供电隧道两端洞口电源互备（单回路供电）隧道明通信信号监控报警监测消防通风等电力负荷均级负荷洞口洞风机房变配电设施均设置防雷接设施
119 中央控制系统
系统综合控制台模拟显示屏幕监视器柜中心计算机网络构成实施中心控制项目：通风控制明交通流检测控制环境检测光强检测闭路电视紧急电话线广播线通信火灾报警等 系统启动运行停止控制装置集中设置理监控中心计算机网络双中心计算通太网工作站模拟显示屏幕操作站通信工作站组成
12 环境保护
采隧道方案着节约土资源减少表生态环境破坏起着保护生态环境作隧道设计中考虑环境保护素量避免素导致新山体病害产生量进少工程附历史文物风景区建筑居民生活生产生态环境良影响环保设计中考虑采取措施：
1）隧道设计时采早进洞晚出洞原减少深挖路段保护然坡体植
2）隧道设计时考虑隧道开挖隧道顶水文农作物影响避免表水流失保护表植
3）隧道开挖石渣调配作路基填料弃方根实际情况集中堆放专门弃渣场渣体堆放时应做坡脚挡墙防护防止洪水走形成泥石流弃渣顶覆盖土层复垦田植树造林
4）洞口设计注意周围环境协调洞口边仰坡开挖严禁放炮作永久防护（护坡工程）防护采绿色（植物）防护
5）隧道洞顶水排放结合周围环境排放
6）做施工场竣工清理绿化复耕田工作保护然环境
7）施工中环境产生危害废水化学浆液处理方排放
13拱形曲墙式衬砌结构计算
131 基资料
公路等级 次干路Ⅱ级
围岩类 Ⅴ类
围岩容重
衬砌材料 C25混凝土
弹性抗力系数
材料容重
弹性模量
二衬厚度 d045m
图13—1 衬砌结构断面
132 荷载确定
1321 围岩竖压力
根公路隧道设计规范(JTG D702004)关计算公式已知围岩参数代入公式：
(131)
中：S——围岩级取S5γ——围岩容重取γ18 KNm3ω——宽度影响系数式ω1+i(B5)计算B隧道宽度B123+2×01125m式中01侧均超挖量B>5时取i 01ω1+01×(1255)175
围岩竖荷载
式中：04折减系数处超挖回填层重忽略计
1322 计算衬砌重
根中南学编隧道工程第五章规定：
(132)
根国复合式衬砌围岩压力现场量测数模型实验参考国外关资料建议Ⅱ类围岩衬砌承受8060围岩压力安全储备里取：67 KNm2
（1）全部垂直荷载
(133)
（2）围岩水均布压力
(134)
中：Ⅴ类围岩压力均布水力里取中间值04
133 衬砌素
1331 衬砌尺寸
轮廓线半径：
径画圆曲线终点截面竖直轴夹角：α1024864°
拱顶截面厚度045 m 拱底截面厚度045m
1332 半拱轴线长度S分段轴长△S
(135)
半拱轴长度等分8段
(136)
(137)
1333 分块截面中心素
1）竖直轴夹角
均分配弧长均园周弧段应圆心角相等
角度闭合差
2）接缝中心点坐标计算
计算时采计算公式：
(138)
(139)
具体数值见表131
134 计算位移
1341 单位位移：
辛普生法似计算（结构力学教程Ⅰ第8章详细介绍计算原理）计算列表进行单位位移计算见表131
(1310)
（1311)
(1312)
计算精度校核：
(1313)
(1314)
闭合差
表131 单位位移计算表
截面
α(°)
sinα
cosα
x
y
d
1I
yI
y2I
(1+y)2I
积分系数13
0
00000
00000
10000
00000
00000
04500
1316872
00000
00000
1316872
1
1
128108
02217
09751
13136
01475
04500
1316872
194281
28663
1734098
4
2
256216
04324
09017
25620
05824
04500
1316872
766982
446712
3297549
2
3
384324
06216
07833
36830
12839
04500
1316872
1690795
2170891
6869352
4
4
512432
07798
06260
46203
22160
04500
1316872
2918123
6466414
13619531
2
5
640540
08992
04375
53278
33328
04500
1316872
4388887
14627339
24721986
4
6
768648
09738
02272
57698
45788
04500
1316872
6029746
27609243
40985607
2
7
896756
10000
00056
59250
58918
04500
1316872
7758773
45713293
62547710
4
8
1024864
09763
02162
57846
72060
04500
1316872
9489360
68380185
88675777
1
∑
10534976
28350002
129195222
196430202
注：1I——截面惯性矩b取单位长度2考虑轴力影响
1342 载位移——动荷载基结构中引起位移
1） 块作力
竖力：
(1314)
水压力：
(1316)
式中：—衬砌外缘相邻两截面间竖直投影长度图132量取：
重力：
(1317)
式中：接缝i衬砌截面厚度
作楔形块力均列入表132集中力均通相应图形形心均图132直接量值见表132集中力均通相应图形形心
附图13—2 衬砌结构计算图示
2）外荷载基结构中产生力
楔块集中力接缝力臂图132量分记力式计算：
弯矩：
(1318)
轴力：
(1319)
式中：——相邻两接缝中心点坐标增
值式计算：
(1320)
(1321)
计算见表132附表133
表132 载位移计算表
截面
投影长度
集中力
力臂
Qaq
Gag
b
h
Q
G
E
aq
ag
ae
0
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
1
13637
01531
1067436
131838
47936
06319
06528
02959
674513
86064
2
12958
04516
1014287
131838
141396
05536
06120
04287
561510
80685
3
11634
07277
910651
131838
227843
04448
05408
05401
405058
71298
4
09730
09676
761616
131838
302956
03141
04426
06246
239224
58352
5
07343
11592
574773
131838
362946
01678
03225
06781
96447
42518
6
04590
12932
359282
131838
404901
00134
01862
06977
04814
24548
7
01608
13628
125866
131838
426693
01446
00407
06827
18200
05366
8
00000
13645
00000
131838
427225
0
01068
06336
00000
14080
续表132
Eae
∑i1（Q+G）
∑i1E
x
y
Δx
Δy
Δx∑i1（Q+G）
Δy∑i1E
00000
00000
00000
00000
00000
00000
00000
14184
00000
0000
13136
01475
13136
01475
00000
00000
774761
60616
1199274
47936
2562
05824
12484
04349
1497174
20847
2995594
123058
2345400
189332
3683
12839
11210
07015
2629194
132816
6357017
189226
3387890
417174
46203
2216
09373
09321
3175469
388848
10408136
246113
4281344
720130
53278
33328
07075
11168
3029051
804241
14626506
282499
4987956
1083076
57698
45788
04420
12460
2204676
1349512
18492556
291303
5479076
1487976
5925
58918
01552
13130
850353
1953713
21575091
270690
5736781
1914669
57846
7206
01404
13142
805444
2516258
23542514
表133 载位移计算表
截
面
α
sinα
cosα
∑i（Q+G）
∑iE
sinα× ∑i（Q+G）
cosα×∑iE
0
00000
0
10000
00000
00000
00000
00000
00000
1
128108
02217
09751
1199274
47936
265879
46742
219137
2
256216
04324
09017
2345400
189332
1014151
170720
843431
3
384324
06216
07833
3387890
417174
2105912
326773
1779140
4
512432
07798
0626
4281344
720130
3338592
450801
2887791
5
64054
08992
04375
4987956
1083076
4485170
473846
4011324
6
768648
09738
02272
5479076
1487976
5335524
338068
4997456
7
896756
1
00056
5736781
1914669
5736781
10722
5726058
8
1024864
09763
02162
5868619
2341894
5729533
506317
6235850
基结构中动荷载产生弯矩校核：
(1322)
(1323)
(1324)
(1325)
方面表132中
闭合差 (1326)
3）动荷载位移
计算程见表134
表134 动荷载位移计算表
截面
1I
yI
1+y
积分系数13
0
00000
960000
00000
1000
00000
00000
00000
1
1
774761
1316872
194281
11475
102026121
15052169
117074974
4
2
2995594
1316872
766982
15824
394481331
229756775
624227258
2
3
6357017
1316872
1690795
22839
837137787
1074840969
1911938991
4
4
10408136
1316872
2918123
32160
1370618259
3037221532
4407908322
2
5
14626506
1316872
4388887
43328
1926123618
6419408872
8345508413
4
6
18492556
1316872
6029746
55788
2435232982
11150542189
13585677762
2
7
21575091
1316872
7758773
68918
2841163299
16739622745
19580729221
4
8
23542514
1316872
9489360
82060
3100247798
22340339131
25440633433
1
∑
11442238747
49390359709
60832422167
(1327)
(1328)
计算精度校核：
(1329)
方面表134中：
(1330)
闭合差
1343 载位移——单位弹性抗力相应摩擦力引起位移
1）接缝处抗力强度
抗力零点假定接缝3
抗力值假定接缝5
抗力值截面抗力强度式计算：
(1331)
查附表131算：
抗力值截面抗力强度式计算：
(1332)
式中：考察截面外缘点抗力截面垂直距离墙脚外缘点抗力截面垂直距离
附图132中量：
：
例求抗力绘图132
2）楔块抗力集中力
式似计算：
(1333)
式中：——楔块i外缘长度通量取夹角弧长公式求图132直接量 方垂直衬砌外缘通楔块抗力图形形心
3）抗力集中力摩擦力合力
似计算
(1334)
式中： μ——围岩衬砌间摩擦系数取μ02
作方抗力集中力夹角βarctgμ113099°摩擦阻力方衬砌位移方相反方画图时取切：径1：5例求出合力方作点衬砌外缘交点
方线延长交竖直轴量取夹角 (竖直轴反时针方量度)分解水竖两分力： (1335)
计算例入表135中 参见图132
表135 弹性抗力摩擦力计算表
截面
σi(σh)
(σi1+σi)2
△S外(σh)
R(σh)
ψk
sinψk
cosψk
RH(σh)
RV(σh)
3
00000
00000
00000
00000
00000
00000
10000
00000
00000
4
05252
02671
13744
03744
586395
08539
05204
03197
01948
5
10000
07671
13744
10752
697323
09381
03464
10086
03724
6
08727
093635
13744
13124
816397
09894
01454
12985
01908
7
0516
069435
13744
09732
939432
09976
00688
09709
00669
8
00000
0258
13744
03616
1049063
09663
02572
03494
00930
4）计算单位抗力图相应摩擦力基结构中产生力
弯矩： (1336)
轴力： (1337)
式中：力抗力截面接缝中心点力臂图132量
计算见表136表137
表 136 计算表
截面号
R403744σh
R510752σh
R613124σh
R709732σh
R803616σh
Moσ(σh)
r4i
R4r4i
r5i
R5r5i
r6i
R6r6i
r7i
R7r7i
r8i
R8r8i
4
04425
01657
01657
5
17696
06625
06243
06712
13337
6
30565
11443
19389
20847
07100
09318
41607
7
42631
15960
32295
34723
20370
26734
07678
07472
84889
8
53106
19881
44681
48040
33146
43501
20863
20304
09559
03457
13518
表147 Nσ0计算表
截面号
α
sinα
cosα
4
512432
07798
0626
01948
03197
01519
02001
00482
5
64054
08992
04375
05673
13283
05101
05811
00710
6
768648
09738
02272
07581
26267
07382
05968
01414
7
896756
10000
00056
06912
35976
06912
00201
06710
8
1024864
09763
02162
05982
39471
05840
08534
14373
5）单位抗力相应摩擦力产生载位移计算程见表138
表138 单位抗力相应摩擦力产生载位移计算表
截面号
（σh）
1I
yI
(1+y)
积分系数 13
4
01657
1316872
2918123
32160
218152
483414
701576
2
5
13337
1316872
4388887
43328
1756338
5853547
7609863
4
6
41607
1316872
029746
55788
5479149
25088148
30567078
2
7
84889
1316872
7758773
68918
11178737
65863107
77041621
4
8
135183
1316872
9489360
82060
17801863
128279954
146082084
1
Σ
26978922
155429898
182408443
(1338)
（1339)
校核： (1340)
(1341)
闭合差
1344 墙底（弹性基刚性梁）位移
1）单位弯矩作转角：
(1342)
2）动荷载作转角：
（1343)
3）单位抗力相应摩擦力作转角：
(1344)
135 解力法方程
衬砌矢高：
计算力法方程系数：
(1345)
(1346)
(1347)
(1348)
(1349)
单位抗力相应摩擦力产生位移动荷载载位移
求解方程：
(1350)
式中：
（1351）
中：
136 计算动荷载动荷载分产生衬砌力
计算公式： （1352）
（1353）
计算程列入表139表1310中
表139 动荷载作衬砌弯矩计算表
截面
Mop
X1p
y
X2p×y
Mp
Moσ(σh)
X1σ(σh)
X2σ×y(σh)
Moσ(σh)
0
00000
228371
0
00000
2283710
00000
27312
00000
27312
1
774761
228371
01475
435942
1944891
00000
27312
03316
23996
2
2995594
228371
05824
1721305
1009422
00000
27312
13095
14217
3
6357017
228371
12839
3794615
278692
00000
27312
28867
01555
4
10408136
228371
2216
6549472
1574954
01657
27312
49825
20856
5
14626506
228371
33328
9850217
2492579
13337
27312
74935
34285
6
18492556
228371
45788
13532817
2676029
41607
27312
102950
34030
7
21575091
228371
58918
17413439
1877942
84889
27312
132471
20271
8
23542514
228371
7206
21297607
38802
135183
27312
162020
00475
表1310 动荷载作衬砌轴力计算表
截面
Nop
cosα
X2p cosα
Np
Noσ(σh)
X2σcosα（σh)
Nσ (σh)
0
00000
10000
2955538
2955538
00000
22484
22484
1
219137
09751
2881945
3101082
00000
21924
21924
2
843431
09017
2665009
3508439
00000
20274
20274
3
1779140
07833
2315073
4094213
00000
17612
17612
4
2887791
06260
1850167
4737957
00482
14075
13593
5
4011324
04375
1293048
5304372
00710
09837
09126
6
4997456
02272
671498
5668954
01414
05108
06523
7
5726058
00056
16551
5742609
06710
00126
06836
8
6235850
02162
638987
5596863
14373
04861
09512
137 计算抗力值
参王毅编隧道工程第七章—隧道结构计算（P120）：
式： （1354）
（1355）
考虑接缝5径位移水方定偏离修正：
（1356）
（1357）
计算程列入表1311
表1311 抗力位移修正计算表
截面号
MpI
MσI
yi
y5yi
MpI(Y5Yi)
MσI(Y5Yi)
积分系
数13
0
3007353755
3596641
00000
33328
1002290860
11986884
1
1
2561172167
3159915
01475
31853
815810171
10065276
4
2
1329279241
1872239
05824
27504
365604962
5149406
2
3
367001556
204801
12839
20489
75194949
419617
4
4
2074012276
2746462
2216
11168
231625691
3067249
2
5
32824074
4514958
33328
00000
00000
00000
1
Σ
141090343
18244612
位移值：
抗力：
（1358）
138 计算衬砌总力
式进行计算： （1359）
截面号
Mp
Mσ
[M]
MI
MyI
Np
Nσ
[N]
e
积分系数13
0
2283710
1958511
325199
42824579
00000
2955538
1612301
4567839
00712
1
1
1944891
1720696
224194
29523526
4355680
3101082
1572154
4673237
00480
4
2
1009422
1019507
10085
1328077
773509
3508439
1453812
4962251
00020
2
3
278692
111522
167170
22014126
28264983
4094213
1262915
5357128
00312
4
4
1574954
1495555
79398
10455730
23169375
4737957
974744
5712701
00139
2
5
2492579
2458570
34009
4478498
14925995
5304372
654449
5958820
00057
4
6
2676029
2440282
235747
31044913
142149690
5668954
467741
6136695
00384
2
7
1877942
1453585
424357
55882351
329248755
5742609
490214
6232824
00681
4
8
38802
34078
04724
622095
4482804
5596863
682118
6278981
00008
1
Σ
84538856
600012852
计算程列入表1312
表1312 衬砌总力计算表
计算精度校核：
根拱顶切开点相转角相水位移应零条件检查
（1360）
式中：
闭合差：
（1361）
式中：
闭合差：
139 检验截面强度
检算控制截面（参公路隧道设计规范(JTJ02690)附录E）：
1391 拱顶（截面0）：
：
：
（1362）
（1363）
式中：——混泥土极限抗压强度取
1392 截面7：
：
：
1393 墙底(截面8)偏心检查：
截面偏心均045d
综述验算满足强度求
1310力图
力计算结果例尺绘制弯矩图M轴力图N图133示
附133 衬砌结构力图
14 隧道通风计算
141 基条件：
道路等级 次干路Ⅱ级
车道数交通条件 两车道双交通
设计行车速度： v 40 kmh 1111 ms
设计交通量 N 1300辆时
行交通 1 5：1
隧道坡 i1 1 L1 1145 m
均海拔高度 H(6597+7766)27179 m
隧道断面 Ar ＝ 6638 m2
量直径 Dr ＝83m
设计温度 根气象资料年均温度165摄氏度 2895K
然风引起洞风速 Vn 15 ms
142 车辆组成
柴油车 280辆 中柴油车中： 中型货车 150辆
重型货车 80辆
集装箱车 50辆
汽油车 1800辆 中： 客车 1020辆
143 需风量计算
分采40kmh20kmh10kmh(交通阻滞均速度)设计速度车辆值计算：
CO： 280×10+1020×101300
VI：150×10+15×80+50×3420
1431 设计浓度
表141 设计浓度表
车速（kmh）
40
20
10
CO设计浓度（ppm）
150
150
300
烟雾设计浓度K(m1）
0009
0009
0012
1432 CO排放量稀释CO需风量
1)CO排放量
Qco×qco×fa×fd×fh×fiv×L× (141)
式中 Qco隧道全长CO排放量（m3s）qcoCO基准排放量（m3辆 km）取001 m3辆 kmfa考虑CO车况系数规范查fd车密度系数规范查fh 考虑CO海拔高度系数规范查考虑CO车型系数规范查fiv考虑CO坡车速系数规范查n车型类数相应车型设计交通量（辆h）
查表：
qco 001 fa 11 fd 15 fh 1 L 1145 fiv 10
Qco ×001×11×10×15×10×1145×130000068
2)稀释CO需风量
Qreq(co) (142)
式中：Qreq(co)隧道全长稀释CO春风量标准气压 隧址设计气压标准气温隧道夏季设计气温
中 po101325 KNm2 To273K T2895K δ150 ppm
ppopgh101325120×981×00717910048KN㎡
Qreq(co)＝00068150×10132510048×2895273×1064848
采40kmh 20kmh交通阻滞（10kmh长度1000m）设计速度时 计算程CO排放量稀释CO需风量列表：
表142 稀释CO需风量计算表
车速（kmh）
qco
fa
fd
fh
fiv1
Qco
Qreq(co)
40
001
11
15
1
1
0068
4848
20
001
11
3
1
1
0068
9696
10
001
11
6
1
1
0068
9696
1433 雾排放量稀释烟雾需风量
1）烟雾排放量
QVI×qVI×fa(VI)×fd×fh(VI)×fiv(VI)×L× (143)
式中：QVI隧道全烟雾排放量（m3s）qVI烟雾基准排放量（m3辆km）取25 m3辆kmfa(VI)考虑烟雾车况系数规范查fd车密度系数规范查fh(VI) 考虑烟雾海拔高度系数规范查(VI)考虑烟雾车型系数规范查fiv(VI)考虑烟雾坡车速系数规范查n车型类数相应车型设计交通量（辆h）
查表：
qVI＝25 L 1145 fa(VI)＝12 fd 15 fh(VI)＝1 fiv(VI)＝145
QVI＝1(36×106)×25×12×15×1×145×1145×420
＝0872m3s
2）稀释烟雾需风量
(144)
式中：隧道全长稀释烟雾浓度（m3s）K烟雾设计浓度（m1）查规范
＝008720009＝9687m3s
采40kmh 20kmh交通阻滞（10kmh长度1000m）设计速度时计算程烟雾排放量稀释烟雾需风量列表：
表143 稀释烟雾需风量表
车速（kmh）
qVI
fa(vi)
fd
fh(vi)
fiv1
Qvi
Qreq(vi)
40
25
12
15
1
145
0872
9687
20
25
12
3
1
145
0872
19374
10
25
12
6
1
145
0872
2538
1433 稀释空气异味需风量
隧道空间间断换气频率宜低时5次隧道换气风速应低25ms
(145)
12>5
综计算结果出：
需风量阻塞烟雾需风量决定值 Qreq2538 m3s
144 通风设计计算
1441 计算条件
前面列条件外面附加条件：
行方交通量率 r＝60％
型车率 r10215
计算行车速度 vt 40kmh＝1111ms
然风引起洞风速 Vn15ms
隧道需风量 Qreq2538 m3s
隧道设计风速 vr＝25386638＝38ms
隧道需升压力 ⊿P⊿Pr+⊿Pm⊿Pt (146)
1442 通风阻抗力
pr(1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vr2 (147)
式中：通风阻抗力（） 隧道设计风速38ms隧道入口损失系数查公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）隧道壁面摩阻损失系数查公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）隧道断面量直径（m）
pr(1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vr2
(1+06+002×114583)×06×382
3777KN㎡
1443 然风阻力
△Pm (1+ζe+ λr×L Dr)×ρ2×vn2 (148)
(1+06+002×114583)×06×152
588KN㎡
式中：△Pm然风阻力vn然作引起洞风速取15ms
1444 交通通风力
△pt Am Ar×ρ2×n+×(vt+vr)2 Am Ar×ρ2×n×(vtvr)2 (149)
式中：交通通风力（）隧道车辆数（辆）隧道反车辆数（辆）工况车速（ms）反工况车速（ms）汽车等效阻抗面积式计算：
(1410)
式中：型汽车正面投影面积（）取213型汽车空气阻力系数取05型汽车正面投影面积（）取537型汽车空气阻力系数取10 型车例时0215
n 1300×1145×0436001111＝1489辆
n+ 1300×1145×0636001111＝22334辆
Am (1r1)×Acs×ζcs+r1×Ac1×ζc1
0785×213×05+0215×537×10
199m2
△pt Am Ar×ρ2×n+×(vt+vr)2 Am Ar×ρ2×n×(vtvr)2
△pt1996638×06×2233×（1111468）2
1996638×06×1489×（1111+468）2
＝5017 N㎡
△P△pr+△pm△pt3777+588+50179382N㎡
1445 风机选型配置
射流风机选φ1120型风机技术参数：轴推力1124N出口风速30ms流量300 m3s电机功率30Kw风机转速1470rmin台射流风机升压力风机出口面积098m2：
(1411)
式中：射流风机出口风速射流风机出口面积射流风机位置摩阻系数公路隧道通风明设计规范表355取值
⊿pj12×302×（0986638）×(13830) 1392Pa
i⊿p⊿pj93821392394 7(台)
应4组布置8台风机具体布置图详见相关图纸
15 隧道明计算
151 基条件
公路等级 次干路Ⅱ级
计算车速 40kmh
设计交通量 1300辆h
路面类型 水泥路面
路面宽度 W80m
选灯具 高压钠灯 100w——10000lm
200w——20000lm
400w——45000lm
维护系数 M07
利系数 η04
152 白天明区段长度明求
1521 老城区段
洞口市区建筑物林立环境中外部环境亮度取3500
1）中间段亮度
根计算行车速度交通量查表：
2）入口段亮度
(151)
式中：——入口亮度折减系数——洞外亮度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝0012 ＝3500cd
基明：
加强明：
3）入口段长度 (152)
式中：——入口段长度（m）——明停车视距（m） ——洞口净空高
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝27m h＝71m 06m
根隧道工程入口段长度应2S通距离算入口段长度22m
4）渡段亮度
渡段三明段组成应亮度分取值：
（153）
（154）
< （155）
需设置第三渡段
5）渡段长度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
6）出口段亮度
设计规范查出口段亮度应中间段亮度5倍：
（156）
7）出口段长度
设计规范查出口段长度应取60m
1522 新城区段
1）中间段亮度
根计算行车速度交通量查表：
2）入口段亮度
式中：——入口亮度折减系数——洞外亮度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝0012＝3500cd
基明：
加强明：
3）入口段长度
式中：——入口段长度（m）——明停车视距（m） ——洞口净空高度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
＝26m h＝71m 18m
根隧道工程入口段长度应2S通距离算入口段长度22m
4）渡段亮度
渡段三明段组成应亮度分取值：
<
需设置
5）渡段长度
根公路隧道通风明设计规范（JTJ02611999）查：
6）出口段亮度
设计规范查出口段亮度应中间段亮度5倍：
7）出口段长度
设计规范查出口段长度应取60m
进出口区段白天需设计亮度布置长度见表151
表151 白天隧道段亮度长度表
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
420
22x2
渡段1
126
26x2
渡段2
42
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
153 夜间明区段长度明求
夜间隧道路段路面亮度白天隧道中间段亮度相进出口区段夜间需设计亮度布置亮度曲线长度见表15—2
表152 隧道夜间段亮度长度
区 段
亮度（cdm2）
长度(m)
入口段
25
22x2
渡段1
25
26x2
渡段2
25
44x2
中间段(基明)
25
全隧道
应急明
05
全隧道
154 明计算
1541 度计算：
路面均水度式计算：
（157）
式中：——利系数灯具利系数曲线图查取04——灯具额定光通量（lm）
M——灯具养护系数取07N——灯具布置系数称布置时取 2交错中线布置时取1W——隧道路面宽度(m)S——灯具间距（m）
1）入口段：基明采100W优质高压钠灯额定光通量φ10000lm加强明采400W优质高压钠灯额定光通量φ45000lm均称布置悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07
根公路隧道通风明设计规范4152取灯具布设间距：
基明：
加强明：
2） 渡段： 200W优质高压钠灯额定光通量φ20000lm悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07
第段：两侧称布置
第二段两侧称布置
中间段：选100W品高压纳灯额定光通量ф10000lm悬挂高度H5m灯具利系数η04灯具养护系数M07两侧称布置
根计算结果渡段基情况灯具布置拟定表153：
表153 隧道段灯具布置表
区段
灯具瓦数(W)
光通量（lm）
间距（m）
长度（m）
灯具台数
A入口段
400
45000
6
22
4组8台
100
10000
10
22
3组6台
渡段1
200
20000
9
26
3组6台
渡段2
200
20000
27
44
2组4台
1542 应急明
规范规定长度1000米隧道应该设置应急明系统保证明中断时间超03s维持时间超3min
配合应急明系统应洞外定距离设置信号灯信息板显示警告信息启紧急明系统洞路面亮度应洞路面亮度1002cd㎡长度2000m 隧道中应设置避灾引导灯
1543 洞外引道明
隧道洞外引道应布设路灯设计规范确定引导明路面亮度05cd㎡长度60米
1544 接段减光措施
接段采减光措施：
1）接段起点开始路基两侧种植常青树
2）两侧边坡进行面积绿化
结
快月时间毕业设计完成隧道设计历搜集相关资料包括隧道处质情况济效应相隧道设计规范隧道方面参考文献然整理熟悉资料隧道设计初步掌握接着参考种资料仔细分析遇困难问题时做隧道学讨者老师寻求帮助步步完成设计设计完成方案选隧道面断面横断面设计隧道衬砌结构设计计算洞门设计隧道明隧道通风计算确定合适施工工艺等方面学老师帮助指导利完成设计通设计隧道特点设计程隧道设计相关知识较全面认识时图形绘制更加熟练工作坚实基
参考文献
[1] 王毅隧道工程民交通出版社2000
[2] 中华民国交通部公路隧道明设计规范民交通出版社1999JTJ 0261
[3] 中华民国交通部公路隧道设计规范（JTG D70—2004）民交通出版社
[4] 中华民国交通部公路隧道施工技术规范（JTJ042—94）民交通出版社
[5] 中华民国交通部公路工程技术标准（JTG B012003）民交通出版社
[6] 书翰 杜谟远隧道施工民交通出版社1999
[7] 吕康成 公路隧道运营理 民交通出版社2006
[8] 夏永旭 王永东隧道结构力学计算民交通出版社2004
[9] 重庆交通科研设计院 公路隧道交通工程设计规范民交通出版社2005
[10] 李晓红隧道新奥法量测技术科学出版社2002
[11] 公路隧道勘察设计（讲义）
[12] Veerasak Likhitruangsilp Photios G IoannouStochastic Evaluation of Tunneling Performance Using DiscreteEvent Simulation 2004
[13] Xiuying Wang Mengshu Wang Analysis of the Mechanism of Water Inrush in Karst Tunnels 2006
[14]工程天津学出版社1987
致谢
毕业文完成学生生涯行事段落机会四年帮助表示深深感谢
撰写文期间恩师XX老师始终耐心教导循循善诱课题选择项目终完成张老师帮解决设计中遇许问题样做起设计容易位组学文结构提出宝贵修改意见致谢感谢窗友彼相互扶持互相勉励切磋正老师悉心指导关怀学热情帮助利完成设计非常谢谢
时感谢四年直伴学帮助支持克服困难疑惑生活许欢笑许美回忆生活丰富彩予指导老师辅导员认真严谨工作态度感染孜孜倦教诲学会做做事
学生涯告段落生远没结束会生活学中作榜样记住美片段
次表示感谢谢谢四年帮助学老师
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