隧道施工图设计计算说明书1.doc

目 录目 录1摘 要I第一章 设计总说明11.1设计原则概述11.2技术标准11.3隧道建设地区工程地质条件21.3.1区域地形、地貌21.3.2地质构造与地震21.3.3地质条件21.4隧道围岩分级41.4.1隧道主要工程地质问题评价5第二章 隧道洞门设计62.1 隧道洞门设计原则62.2 隧道洞门设计内容62.3洞门选择7第三章 隧道总体设计83.1隧道平面及纵断面设计83.2隧道横断面设计83.2.1建筑限界83.2.2隧道内轮廓93.3衬砌结构方案设计93.3.1 洞口衬砌93.3.2 洞身段衬砌93.3.3辅助施工设计103.4防排水设计113.5通风设计113.6照明设计113.7施工方案123.7.1 施工方案设计123.7.2施工中存在问题及解决方案123.7.3弃渣方案123.7.4施工中注意事项123.8环境保护13第四章 路线方案比选14第五章 二次衬砌内力计算165.1基本资料165.2荷载确定16第六章 施工组织设计246.1概述246.1.1工程内容24 6.1.2施工安排24 6.1.3施工顺序24 6.2施工方法及工艺24 6.2.1工程特点及主要技术措施24 6.2.2进洞施工方法25 6.2.3洞口施工25 6.2.4主要工序的施工28 6.2.5施工通风34 6.2.6施工用风、水、电34 第七章 总结36 7.1设计总结36 7.2致谢36摘 要我国经济的高速发展，使得人们对交通设施建设的标准也越来越来高，在道路的修建中也越来越来重视行车的舒适性和环保，同时也要求提高其抵抗灾害的能力。因此，为了顺应地形减少对环境的破坏满足线形要求，保证行车的安全经济，本设计根据广西范存隧道地区的地质地貌情况，选定隧道方案。隧道全长422.5m。在设计中，主要进行了隧道的结构、通风、照明、防排水及施工组织设计。首先，选定隧道路线，确定洞口位置，然后进行合理的隧道几何设计和结构设计计算，并且通过计算分析说明其支护结构的合理性；通风照明方面，是在满足交通量和运营状况的条件下，通过计算结合施工的便利与否加以调整设计；施工组织设计中主要安排了监控量测、施工进度安排防排水等，并介绍了具体施工方法及其详细的施作过程。关键词：隧道工程，设计，结构，通风，照明， 防排水，施工组织ABSTRACTThe rapid development of China's economy, makes transport facilities construction standards and more to high, built of the road is more and more to pay attention to in the comfort and environmental protection, but also requires improving its ability to resist disasters. Therefore, in order to follow the terrain to reduce environmental damage meet alignment requirements, ensuring safe economic, this design according to the Guangxi Province Fangcun village area of geological and geomorphological conditions, selected the bored tunnel approach. 422.5m tunnel length. In the design of the tunnel structure, ventilation, lighting, drainage and construction organization design. First of all, the selected routes, determine the entrance location, and then make reasonable tunnel geometry design and structure design, analysis and its support structure of rationality; ventilation and lighting, is to meet traffic and operation conditions, by calculating the combined construction of convenience or not adapted design; coordinate major arranged supervision, construction schedule and drainage, and so on, and describes specific construction methods and detailed procedures for the application.KEY WORDS: Tunnel engineering, design, structure, ventilation, lighting, drainage, construction organization第一章 设计总说明1.1设计原则概述拟建的高速公路是连接广西方村附近某段的重要交通公路，能有效解决当地交通问题，加强地区间交流，降低运输成本，节省运输时间，促进经济发展。公路隧道位于此高速公路上，起始桩号为ZK97+087.5ZK97+510，总长约为422.5m。隧道分为上、下行线分离式隧道，行车道宽度均按设计行车速度80km/h考虑；隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌、高压钠灯光电照明、机械通风；隧道洞门型式主要采用削竹式、端墙式洞门。隧道围岩岩性以碎粉岩、碎裂岩、碎裂状白云岩为主，围岩级别以级、级为主。该隧道对克服地形障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏以及保护生态环境起到了重要作用。设计依据及执行规范： 1、公路工程技术标准（JTG B01-2003）;2、公路隧道设计规范（JTG D70-2004）;3、公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）;4、公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）;5、公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.1-1999）;6、低压配电设计规范（GB50054-95）;7、建筑设计防火规范（GBJ16-87）;8、建筑灭火器配置设计规范（GBJ141-90）;9、建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）;10、公路工程基本建设项目设计文件编制办法（1996）; 1.2技术标准 公路等级 高速公路设计行车速度 80km/h隧道建筑限界隧道净宽 10.25m ( 3.75×2+0.75+0.5+0.75+0.75)隧道净高 5.0m交通量 预测2028年年平均日交通量为：20076辆/日（实际车），35838辆/日（标准小客车）；，双车道单向行驶隧道内卫生标准：CO允许浓度上行线275ppm,下行线275ppm；VI允许浓度为0.0070，隧道内纵向风速小于等于10m/s1.3隧道建设地区工程地质条件 1.3.1区域地形、地貌 1.3.1.1气象勘察区属于中纬度亚热带暖湿季风气候区。气候温和湿润，雨量充沛，四季分明，冬多绵雨，全年无霜期295天。多年平均气温16.4,一月平均气温：5.1,七月平均气温: 27.5,极最高气温: 43.1,极端最低气温-9.2。多年平均降水量：1179mm，其中3月8月降水量占全年68%以上，最大3日降水量为200350mm，最大24小时降水量80120mm。蒸发量：历年最大蒸发量1701mm，历年最小蒸发量671mm。常年平均数风速为1.90m/s，瞬间极大风速为35.00m/s，风向N。30年一遇十分钟平均最大风速为18.30m/s，风向为SSE、S；100年一遇十分钟平均最大风速为23.00m/s，风向为WSW。1.3.1.2地形地貌隧道进洞口被冲沟切割较深，呈大“V”字形，地形自然坡度角为30-40°；出洞口被冲沟切割较浅，地形自然坡度角为30-40°，轴线通过段高程在346.00482.00m之间，相对高差136.00m，地形起伏较大，场地地貌上属于构造剥蚀低山地貌。1.3.2地质构造与地震1.3.2.1地质构造 构造上位于朱衣背斜北翼。岩层产状12°61°。经地表调绘及钻探揭露，桥位区岩石较完整，主要发育有两组裂隙：组：产状105110°6372°，裂隙张开35mm，间距为1.001.50m，延伸35m，裂面平直，无充填，结合一般；组：产状200210°5771°，裂隙张开12mm，间距为0.501.50m，延伸510m，裂面平直，无充填，结合一般。1.3.2.2地震根据中国地震参数区划图（GB18306-2001）表明，该区地震基本烈度相当于6度，地震动峰值加速度为0.05g；地震动反应谱特征周期为0.35s。1.3.3地质条件1.3.3.1地层分类根据地表工程地质调绘及钻探揭露：隧道区被残坡积亚粘土（Q4el+dl）和块石土覆盖，下伏基岩为三叠系中统巴东组（T2b）的泥灰岩、灰岩和泥岩不等厚互层。现将各岩土层工程地质基本特征由上至下（从新到老）分述如下：（1）残坡积层（Q4el+dl）亚粘土：黄棕色，主要由粘粒及粉粒组成，含有块石，块石粒径一般为10-100mm，最大可达250mm，含量占20-25，无摇震反应，无光泽，呈可塑状。主要分布于隧道洞口段，本次勘察钻探揭露厚度为2.303.10m。块石：黄棕色，主要由泥灰岩块石及粘粒组成，块石粒径一般为70-200mm，最大可达250mm，含量占70，呈稍密状，稍湿，弹性波速为550-900m/s。主要分布于隧道出洞口段，本次勘察钻探揭露厚度为5.30m。（2）三叠系中统巴东组（T2b）泥灰岩：浅黄色。主要由方解石、白云石和70的粘土矿物组成，隐晶质结构，中厚层状构造。强风化带岩芯多呈碎块状，岩质较软，厚度为1.60-22.90m，岩石质量指标RQD=16-29%；弱风化带岩芯节长为4-11cm的柱状，岩石强度较高，质较硬，有溶蚀孔洞。岩石天然单轴抗压强度25.20-18.90MPa，饱和单轴抗压强度13.20-18.70MPa，为软质岩。岩石质量指标RQD=47%，弹性波速为2400-3900m/s。分布于整个隧道区。经采弱风化泥灰岩作室内物理力学试验。其室内物理力学性质指标详见附表。灰岩：深灰色。主要由方解石、白云石组成，微晶质结构，中厚层状构造，岩芯呈短长柱状，岩石强度较高，质较硬，本次揭露为弱风化带。岩石质量指标RQD=53%。分布于进洞口处。泥岩：紫红色。主要由粘土矿物组成，泥质结构，厚层状构造。本次揭露为弱风化带，其岩芯呈短长柱状，岩石强度较高，质较硬，岩石天然单轴抗压强度20.30MPa，饱和单轴抗压强度15.20MPa，为软岩，弹性波速为2400-3900m/s。岩石质量指标RQD=5159%。分布于隧道出洞口处。1.3.3.2隧址区水文地质条件（1）地表水 测区主要地表水体为隧道进出洞口各一条冲沟。隧道进口处的冲沟为白溪沟，常年有水，距拟建隧道进洞口约130.00m，与路线近于直交，向南流入朱衣河后向东汇入长江。经现场调查，该冲沟沟谷狭窄，纵坡大，多跌水，主要接受大气降水和沿沟两侧坡地地表径流的补给，流量受大气降水控制，具有暴涨暴落的特点，暴雨时大量坡流汇入冲河，流量猛增，雨停流量锐减。在隧道进口附近处采用简易水文观测，其沟水流量为1.60L/s(2005年4月24日矩形堰测)。隧道出口处的冲沟，常年有水，与路线近于正交，向南流入附近的水渠。经现场调查，该冲沟沟谷狭窄，纵坡大，多跌水，主要接受大气降水和沿沟两侧坡地地表径流的补给，流量受大气降水控制，具有暴涨暴落的特点，暴雨时大量坡流汇入冲河，流量猛增，雨停流量锐减。在隧道口附近处采用简易水文观测，其沟水流量为0.80L/s (2004年11月25日三角堰测)。 （2）地下水松散土层孔隙水拟建隧道横穿方村山包，场地相对高差为136.00m，地形起伏较大,当大气降水时，迅速形成地表径流向低洼处排泄，最终汇入冲沟内，场地土层薄，以低液限粘土为主，结构呈硬塑状，透水性和富水性均较差，不利于地表水下渗，土层孔隙水水量有限且动态不稳定。基岩风化裂隙水通过工程地质测绘和调查，场地基岩风化裂隙水，主要分布在泥岩的强风化裂隙中，无统一水位，其流量受季节性变化影响。主要接受大气降水补给，在基岩露头部分为补给区，向低洼处排泄，基岩风化裂隙水具有就近补给就近排泄的特点，隧址区无泉水出露。岩溶裂隙水在隧洞段的泥灰岩，岩溶发育较弱，地表未见溶洞和石芽，仅发育有溶蚀裂隙，地下水主要靠大气降水补给，沿着溶蚀裂隙或溶蚀洞穴系统运动，向低洼处排泄，富水性差。1.4隧道围岩分级根据公路隧道设计规范JTG D70-2004规定的围岩分级方法，采用“两步分级”，隧道洞室围岩级别划分主要考虑以下因素：1）围岩岩性强度，即岩性特征；2）围岩岩体的结构特征、结构面特征；3）围岩岩体的完整性，岩石质量；4）构造影响程度；5）地下水活动特征对围岩强度的影响；6）围岩岩体物理力学指标，弹性参数等；7）初始应力状态对围岩强度的影响。根据地勘报告提供的各类岩组的物理力学参数、岩体结构、结构面发育特征及各项定性、定量成果资料分析，将隧道围岩划分为两级。各级围岩对应衬砌长度见表1。 隧道围岩分级表 表1编号隧道名称洞门桩号各级围岩对应衬砌长度（m）级级合计1方村隧道ZK97+087.5ZK97+510153247.5422.51.4.1隧道主要工程地质问题评价隧道自西向东横穿方村附近的山包，其最大埋深136.00m，并以、级围岩为主。本隧道主要工程地质问题包括软质岩的变形、隧道涌水量预测、有害气体评价对拟建隧道影响等几个方面。（1）软质岩的变形隧道穿越段的软质岩主要是泥岩、泥灰岩等。岩石的饱和抗压强度13.2018.70MPa，软化系数0.700.75，具饱水及易风化的特性。当连续分布时，具裂隙岩体变形破坏特点，破坏形式以掉块及坍塌为主；当以夹层分布时，由于泥灰岩与泥岩界面和泥灰岩的层面一般是地下水比较活跃的部位，泥岩易软化、泥化并形成软弱结构面，变形破坏以坍塌为主。（2）隧道地应力评价本次勘察未进行地应力测试。由于拟建隧道最大埋深136.00m，隧道围岩主要为泥岩、泥灰岩，其饱和单轴抗压强度为13.2018.70MPa，属软岩；经查区域地质资料，该区属低等应力水平地区。这些因素综合表明：在本次勘察的隧道段，地应力较低，在隧道的开挖施工过程中，不会产生岩爆现象。（3）隧道涌水量预测由前述水文地质条件可知，泥岩为相对隔水层，隧道主要含水层段为泥灰岩，故其含水对隧道影响较小，局部地带可能存在基岩裂隙水。因此，隧道开挖后，以滴水为主，泥岩与砂岩接触带易出现淋水及线状。在浅埋段，由于岩层裂隙发育，透水性好，大气降水可能沿裂隙下渗而出现淋水。隧道一般涌水量为195.96207.36m3/d。从该区各地层的水文地质条件来看，其计算结果是可信的。需要指出的是，各参数的求得，是在枯季进行的。由于区内地下水动态受降水影响，变化较大，雨季施工时隧道涌水量可能有较大的增幅。因此综合分析：在不考虑任何防水措施的情况下，隧道在枯水期总涌水量为207.36m3/d；隧道在雨季总涌水量为枯水期总涌水量的1.5倍，计311.04m3/d。（4）有害气体评价本隧道未穿越含煤系地层，不存在瓦斯突出危险。但隧道施工时，应注意洒水防尘工作，并调节好风量，避免岩尘飞扬，将粉尘浓度控制在煤矿安全规程的规定以内，否则岩尘飞扬可导致意外事件并危害人员安全。第二章 隧道洞门设计2.1 隧道洞门设计原则结合隧道洞口区的平面线型及地形、地质条件，选用经济、美观并有利于视线诱导的洞门形式，在考虑尽量少刷破和隧道早进晚出的原则下确定洞门桩号。主要遵循以下原则：1.按因地制宜、早进晚出的原则确定洞口位置，尽可能避开滑坡、崩积体等不良地质现象。2.隧道进出口的处理对环境影响较大，为淡化洞口处理，沿线隧道在有条件时，尽可能采用零开挖洞口。3.洞口边仰坡防护形式应合理、有效，以确保洞口边仰坡的稳定。4.洞门型式应综合洞口地形、地质、原生植被、洞口排水及边仰坡稳定等因素确定。一、洞口工程的设计应遵循下列规定：1.洞口此安排、仰坡应根据实际情况采取加固防护措施，有条件时应优先采用绿化坡。2.当洞口处有塌方、落石、泥石流等时，应采取清刷、延伸洞口、设置明洞、或支档构造物等措施。二、洞门构造及基础设置应遵循下列规定：1.洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不宜小于1.5m，洞门墙角与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不小于1.0m，洞门墙顶高出仰坡角不小于0.5m。2.洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔；洞门墙的厚度可按计算或结合其他工程类比确定。3.洞门墙基础必须置于稳固地基上，应视地形及地质条件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定。基地埋入土质地基的深度不应小于1.0m，嵌入岩石地基的深度不应小于0.5m；基底标高应在最大冻结线以下不小于0.25m；地基为冻胀土层时，应进行防冻胀处理。基底埋置深度应大于各种沟、槽底的埋置深度。4.松软地基上的基础，可采取加固基础措施。5.洞门结构应满足抗震要求。2.2 隧道洞门设计内容公路隧道洞门设计是隧道设计的重要环节，在设计时要有预见性的视觉效果。当构思洞门时就有似乎看到建成后的形象，模拟出立体图形，不满意之处就修改。公路隧道洞门既是受力结构，又具有造景功能，是体现隧道美学的主体。在洞门设计内容方面应重视以下几点。一、洞门规划隧道洞门是主体工程的重要组成部分，设计时需要对洞门进行总体规划。路线定位后，隧道洞门只能在线位前后方向移动，在确定洞门具体位置时，要考虑洞口与路基的连接，地形、地质对洞门施工及营运期安全的影响，与周围环境的协调，洞门的地位与其它建筑设施关系等因素。二、方案比选隧道洞门设计为做到造型新颖，经济合理的效果，设计时进行方案比选，择优选用是很重要的。公路隧道洞门方案比选虽不多见，但已起步。三、装饰应用公路隧道洞门是一个立体结构，要靠自身结构形态让人们觉得美观是很困难的，需要借助于装饰手段才能达到美观目的。除洞门自身装饰外，亦可在洞门结构物间建装饰性小品，例如当地特色动植物标志，使驾驶员在行车途中有新鲜感。四、洞门前处理公路隧道洞门前处理是设计中不可忽视的，它包括挡墙、明洞、小品建筑、仰坡、绿化和路基衔接等。处理好它们间的关系会收到整体美的效果。1、挡墙拉槽进洞是常见的情况，为保持边坡稳定设置挡墙与洞门翼墙连接。要注意两个问题：一是挡墙高度和形状应与翼墙协调，或与洞门相匹配；二是宜避免高挡墙，形成“峡谷”，给人压抑感。2、明洞当隧道洞顶覆盖较薄，难于采用暗挖法施工；或洞口及洞门前路堑地段有坍方、落石等病害发生，危及营运安全时，应设置明洞。3、绿化洞门前的绿化应纳入总体规划设计之中，它的型式、规模应根据地形、环境、气候和水源等条件选定。绿化洞门弥补不足之处使隧道建筑回归大自然，给人有如从大自然中生长出来的感觉。2.3洞门选择 隧道洞门形式的选择和隧道洞口的地形，地质条件以及隧道照明需要有关，洞门附近围岩一般比较松碎松软，所以应根据实际情况，选择合适的洞门形式，并对边仰坡进行适当护坡。洞门是隧道的咽喉，也是外露部分，要适当进行洞门和动口环境的美化和协调。山岭隧道常用的洞门形式主要有端墙式、翼墙式、台阶式、柱式、削竹式和喇叭口式。本隧道洞门均采用翼墙式。第三章 隧道总体设计3.1隧道平面及纵断面设计隧道主要服从路线总体走向，在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，主要考虑隧道进、出口条件、隧址区工程地质条件、营运管理设施场地等因素；隧道纵断面设计综合考虑了隧道长度、主要施工方向、通风、排水、洞口位置以及隧道进、出口接线等因素。3.2隧道横断面设计隧道单洞净宽10.25m，横断面组成为：（0.75+0.5+3.75×2+0.75+0.75），限界高度5.0m。双侧设检修道，内轮廓考虑对结构受力有利及便于施工和模板台车的制作，衬砌断面内轮廓采用三心圆。隧道净空、横断面组成除满足行车净空要求外，还考虑到通风、照明、消防及其它运营管理设施所需空间。隧道净高采用7.0m。 3.2.1建筑限界根据公路隧道设计规范，隧道高度5米，行车道宽度3.75米，双车道布置，净宽10.25米，其中左侧余宽为0.5m，右侧余宽为0.75m，左右侧检修道宽度均为0.75m，路面坡度采用1.5%；车行横通道高5m，路面宽度为4m，不设侧向余宽，左右侧检修道宽度均为0.25m；人行横通道高2.5m，路面宽2m，不设侧向余宽和检修道；并且同时考虑了下列因素：（1）检修人员步行时的安全；（2）紧急情况下，驾乘人员拿取消防设备方便；（3）满足其下放置电缆、给水管等的空间尺寸要求，修道高度设为30cm。3.2.2隧道内轮廓隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定以外，还应满足洞内路面、排水设施、装饰的需要，并为通风、照明、消防、监控、运营管理等设施提供安装空间，同时考虑围岩变形、施工方法影响的预留富裕量，使确定的断面形式及尺寸符合安全、经济、合理的原则。本隧道采用公路隧道设计规范附录B提供的v=80km/h情况下的标准断面，断面为单心圆，R1=5.43m，R3=1.2m，R4=15m.3.3衬砌结构方案设计3.3.1 洞口衬砌隧道洞口段结合地形、地质情况采用钢筋混凝土混凝土结构，分偏压与标准二种断面形式。3.3.2 洞身段衬砌隧道洞身段衬砌均按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以锚杆、喷射混凝土、钢拱架、格栅钢架等为初期支护，超前注浆小导管、超前锚杆等为施工辅助措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。二次衬砌采用模筑混凝土或钢筋混凝土，二次衬砌抗渗等级不低于S6。衬砌结构设计采用工程类比法，结合构造要求，根据隧道埋置深度、围岩级别、结构跨度、受力条件，施工因素等，参照有关规范及国内外类似工程经验进行拟定有关参数，并根据地质资料所提供资料及相关的规范取用计算参数，选用3D-和同济曙光“GeOFBA2D”有限元程序进行结构计算校核。最后综合考虑各种影响因素确定各类型复合支护的参数。本合同段张家包隧道出口一定长度范围内按小净距隧道设计，各级围岩复合式衬砌支护参数如表3。小间距隧道施工重点在于采取措施确保两洞室之间岩体尽可能减少扰动。张家包隧道进口段和中间段按分离式隧道设计，各级围岩复合式衬砌支护参数如表4。隧道左、右出口分别有44.5m、120m级围岩段按小净距隧道浅埋衬砌设计。各级围岩隧道初期支护系统锚杆的设置应尽可能与岩层倾向垂直。隧道断面设计除符合建筑限界要求外，考虑到洞内排水、通风、照明、消防、监控等运营附属设施所需空间，并考虑到围岩收敛变形及施工等必要的预留量，内轮廓采用单心圆。隧道衬砌结构型式均采用“新奥法”复合式衬砌，衬砌设计参数以工程类比法并结合计算分析确定，断面型式采用等截面单圆心，对于、级围岩均采用带仰拱衬砌。 级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用D25中空注浆锚杆,长度为3.0m，环向间距为1.0m；级围岩喷射混凝土厚度为22cm，预留变形量为7cm，钢拱架型号为I16，间距为1m。级围岩初期支护采用径向系统锚杆，钢拱支撑配合喷射混凝土形成整体。系统锚杆采用D25中空注浆锚杆，长度为3m，环向间距为1.0m。级围岩喷射混凝土厚度为26cm，预留变形量为10cm，钢拱架型号为I20，间距为50cm。通过围岩监控量测，最终在初期支护相对稳定的条件下，全断面模筑二次混凝土衬砌。衬砌采用曲边墙拱形断面，级围岩二次衬砌厚度为45cm，级围岩二次衬砌厚度为50cm.。3.3.3辅助施工设计本隧道采用的辅助施工措施主要有如下几项：（1）超前长管棚：设于两端洞口，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体对结构的弹性抗力，改善结构受力条件。管棚钢管均采用直径108×6mm热轧无缝钢管，环向间距50cm。接头用长15cm的丝扣直接对口连接。相邻钢管接头数至少应错开1m。（2）超前小导管：设置在隧道洞内无长管棚支护的级围岩地段，采用外径42mm，壁厚3.5mm，长400cm的普通钢管，在钢管距尾端1m范围外钻直径6mm压浆孔。钢管环向间距40cm，外插角控制在1015度左右，尾端支撑于钢架上，也可以焊接于系统锚杆的尾端，每排小导管的纵向搭接长度至少为1.0m。（3）超前锚杆：设置在隧道洞身级围岩浅埋地段。锚杆采用直径22mm，长350cm的砂浆锚杆，环向间距约40cm，外插角可采用515度不等。采用早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的搭接长度不小于1.0m。3.4防排水设计（1）隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。设计中采用的措施要求达到：排水通畅、防水可靠、施工方便，是隧道洞内基本干燥，保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全，形成完整的防排水体系。（2）洞内复合式衬砌采用1.2mm厚EVA防水板防水，300g/m2土工布，土工布与防水板间的连接采用双缝焊机的焊接技术，接缝处留10cm长搭接长度，以备质量检查。铺设时采用无钉热合铺设法。（3）隧道内设置纵向排水管、环向排水管、横向排水管、环向盲管等形成岩体环向排水管纵向排水管横向盲管侧式透水管洞外一个完整的闭合回路，使岩体内的渗水可以畅通的排出，另外对于集中出水点，可预埋半管。对于路面排水，设置开口式边沟，为防止预制块接缝间漏水，在接缝间设置防水板。（4）隧道内所有施工缝和沉降缝均设置中埋式排水橡胶止水带。（5）对于出水量较大的地段，采用超前注浆堵水，浆液采用水泥和水玻璃混合浆液，以加快其凝固速度。3.5通风设计隧道为双向单隧道，长度为422.5m，设计行车速度为80km/h，设计高峰小时交通量近期为1471辆/h，远期为2472辆/h，大型车混入率为21%，通风断面面积62.67m2，当量直径为8.09m，CO设计浓度为275PPm，烟尘允许浓度为0.0070m-1。在综合考虑隧道所处的自然条件、交通量、隧道内行驶的车辆情况、隧道工程造价及维修保养费用、车辆行驶的活塞风作用下，通过计算确定在设计行车速度状态下上、下行线隧道均不需机械通风。在隧道内发生火灾时，并考虑最坏情况即在隧道出口发生火灾而隧道内停满了车辆，设4台1120型射流风机，每两台一组，进出口集中布置。3.6照明设计为使司机行车安全、舒适，解决隧道进出口的“黑洞” 、“白框”效应以及满足洞外亮度变化时的调光要求，隧道入口段照明分为基本照明和加强照明。隧道照明要考虑四种状况即：晴天、多云天、阴天、傍晚。分别考虑各种工况下的灯具照明情况，合理布置灯具，主控室预先设计程序在不同工况下控制各灯具的开关。基本照明：布置100w高压钠灯48组（间距8.8m，全长布置）；加强段照明：入口段需布置400W的高压钠灯53组（间距1.5m，布置80m(共90m，前10m不布置)），过渡段需布置250W的高压钠灯77组（间距3.3m，布置252.5m），出口段照明需布置400W的高压钠灯40组（间距1.5m，布置60m）。隧道采用高压钠灯照明，并配有自充式电具作为应急照明使用。隧道墙壁装饰采用防水涂料全断面喷涂。3.7施工方案3.7.1 施工方案设计本隧道主要以、级围岩为主兼，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理论基础，确定本隧道掘进施工原则为：弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、强支护、勤量测、紧封闭。新奥法理论要点如下：（1）围岩是主要的承载单元，应充分保护围岩，采用控制爆破或机械开挖。（2）允许围岩变形，但又要限制围岩变形，采用柔性支护，及时喷锚。（3）进行监控量测，修正施工方法、支护参数。（4）采用复合式衬砌，防止渗漏，减小而衬开裂。（5）及时封闭，隧道断面形状尽量圆滑，避免拐角处应力集中。隧道级围岩开挖采用台阶开挖法，由于隧道地质条件较差，因此要按短台阶、多循环要求开挖；隧道级围岩开挖采用拱部留核心土环形开挖。隧道开挖过程中要及时进行施工监控量测，它是保证工程质量的重要措施，也是判断围岩和衬砌是否稳定的，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。3.7.2施工中存在问题及解决方案隧道所处地段地质条件较差，围岩级别大多为、级，自稳能力差。解决办法：施工中缩短台阶长度，短进尺，及时施做初期支护，尽早施做仰拱，使结构尽早成环，改善围岩受力性能。施工中短进尺，早封闭，强支护，加强施工中的监控量测，密切注意围岩变形，如有异常，马上采取措施。3.7.3弃渣方案 本项目路线隧道开挖洞渣除部分洞外浆砌工程外，其余需要调配利用和弃除。 进出口冲沟发育，地形切割强烈，隧道弃土采取在冲沟内设坝弃土造田的方案。弃土场尽量冲沟支沟内，并于沟口设置土质拦挡坝，坝外侧坡面植树种草防护，坝体内侧弃土应碾压夯实。具体弃渣场地由路线统一考虑。3.7.4施工中注意事项隧道开工前对洞门位置，明洞长度根据地形条件进一步核查，必要时现场研究确定。洞门及明洞施工必须在雨季到来之前完成。隧道进出口埋藏浅，覆盖层薄，地质条件差，明洞长度可视实际边仰坡特定情况酌情调整。新奥法设计施工是一体，施工图应视为预设计，施工过程中根据地质变化及监控量测情况进行信息反馈设计。施工中时刻注意，要求严格执行围岩的监控量测程序（起内容包括地质监控、安全检查监控和量测监控），若围岩级别划分与地质不符合以及量测收敛值超过规定等情况，应及时与设计单位联系，搞好信息反馈设计，特别是雨季和大雨过后要加强监控量测。初期支护钢拱架要尽可能与喷射混凝土密贴，每榀钢拱架拱腰、拱脚必须与墙脚锚杆焊成一体，超挖时必须用喷射混凝土充实密填。初期支护完成后，在其表面沿隧道纵向3米（渗漏段）至5米（无渗漏段），在拱腰墙顶及墙下打3-4个泄水孔，孔深50cm,然后沿周边设160排水半管贴壁排水，并在半管外及时用砂浆封闭，使其与衬砌墙脚纵向排水管连通，要求初期支护表面用砂浆填平后，才能进行防水层的施做。施工全过程中，拱脚、边墙及墙脚不得排水和积水，围岩为土质或遇水易软化的软岩时，洞内施工排水不得采用自流排水，应设积水坑，用泵抽排水。隧道运营期间的监控、照明、通风等设施，在施工中必须做好预埋件的埋设工作。3.8环境保护隧道设计时考虑了环境保护因素，尽可能避免因人为因素而导致新的山体病害的产生，减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和环境的不良影响。为此，在环保设计中主要考虑以下几个方面：（1）采用早进晚出的原则，减少深挖路段，保护自然坡体和植被。（2）开挖出的石渣，尽可能纵向调配，作为路基填料；对于可用于做石料的石渣应集中堆放，经加工后用于砌体工程；对于废弃的石渣，应根据各工点的实际情况，集中堆弃。弃渣场地做好护坡挡墙防护，并做好排水设施，以防止洪水期冲走弃渣形成人为的泥石流。有条件时，在弃渣顶覆盖土层复垦还田，种树造林。（3）施工期的污水应集中排放，并应经过沉淀、过滤。（4）洞口边仰坡开挖应以光面爆破为主，辅以人工开挖，严禁爆破。（5）做好施工场地竣工后的清理、绿化及复垦还田工作。第四章 路线方案比选方案比较是选线中确定路线总体布局的有效方法。在可能布局的多种方案中，通过方案比较决定取舍，选择出技术合理、费用经济、切实可行的最优方案。这里主要从线性指标、工程数量、地质条件、施工难度、隧道功能、营运及养护费用、环境保护、工程病害等对二条路线方案进行比较。详见下表：方案选线一选线二选线三线形直线曲线曲线进口高程350360360出口高程354368363围岩等级 、 、（44.5） 、（258） 、（120）（41） 、（306） 、（80）隧道长度406.7m422.5m427m隧道曲线半径019780m18820m地质概况围岩多为弱风化泥灰岩，开挖易发生坍塌。进出口概况进口处需刷坡处理，隧道为单面破，出口处是残坡积土，地形平缓，进出口各有一条冲沟，常年有水进口处需刷坡处理，隧道为单面破，出口坡度较缓。优点线路短，进出口施工场地较好线路适中，与两端线路接线较好，施工场地适宜，利于施工组织等。线路适中缺点与两端路线接线较差，影响车辆正常行驶级围岩偏多，开挖时需控制爆破等，开挖后以发生坍塌隧道线路较长，工期较长施工难度进出口有较小偏压且线形不太理想，出口施工场地不太理想。隧道出入口较理想,施工场地等布置方便。营运及养护费用营运及养护费用较低营运及养护费用一般营运及养护费用较高环境保护开挖地方不是很多，对原来自然环境的破坏比较小。工程病害填挖方工程量大，破坏原有的应力平衡，会产生一系列的水文地质病害，比如：滑坡、泥石流、崩塌等。综合上述比较可得，方案2虽然运营及养护费用相对于方案1、3略高，工程数量较多，但技术指标合理，对自然环境破坏小，线形较好，行车舒适安全，总投资小，工期短且工程病害较少。综合上述分析，结合高速公路的基本指标要求，选择方案2为推荐方案。第五章 二次衬砌内力计算5.1基本资料方村高速公路隧道，结构断面如图所示图1 衬砌结构断面5.2荷载确定（1）根据公式，围岩竖向均布压力:式中:错误！未找到引用源。围岩等级；错误！未找到引用源。围岩容重；跨