【正文】 I 目 錄 第一章 緒論 .................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................ 1 隧道的工程概況 ............................................................. 1 工程概況 ................................................................ 1 氣象特征 ................................................................ 2 地層巖性 ................................................................. 2 水文地質(zhì)條件 ......................................................... 2 工程地址條件評(píng)價(jià) ................................................. 4 設(shè)計(jì)原則及有關(guān)技術(shù)指標(biāo) ............................................. 4 設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范 ................................................................ 5 第二章 隧道洞口位置及形式選擇 .............................................. 6 洞門(mén)位置選擇： ................................................................ 6 ： ............................. 6 ： ............................. 6 洞門(mén)形式的選擇： ............................................................ 7 洞門(mén)確定： ........................................................................ 7 第三章 隧道洞門(mén)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、穩(wěn)定性檢算 .............................. 9 洞門(mén)設(shè)計(jì)： ........................................................................ 9 洞門(mén)穩(wěn)定性及強(qiáng)度檢算： ................................................ 9 進(jìn)出口洞門(mén)的檢算： 進(jìn)口采用帶耳墻式洞門(mén) ..... 9 第四章 隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 .................................................... 14 Ⅴ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 ..................................... 14 荷載計(jì)算 ............................................................... 14 內(nèi)力計(jì)算 ............................................................... 15 配筋計(jì)算及檢算 ................................................... 18 Ⅳ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 ..................................... 24 荷載計(jì)算 ............................................................... 24 內(nèi)力計(jì)算 ............................................................... 25 II 配筋計(jì)算及檢算 .................................................. 26 Ⅲ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)計(jì)及配筋 ..................................... 32 荷載計(jì)算 ............................................................... 32 內(nèi)力計(jì)算 ............................................................... 33 配筋計(jì)算及檢算 ................................................... 34 第五章 隧道施工組織設(shè)計(jì) .......................................................... 39 隧道概述： ...................................................................... 39 資料依據(jù)： ........................................................... 40 施工準(zhǔn)備工作 ....................................................... 40 施工方法： ...................................................................... 40 施工方法選擇的原則 ........................................... 40 棄碴處理 ......................................................................... 42 第六章 隧道工程數(shù)量計(jì)算 .......................................................... 43 進(jìn)口開(kāi)挖： ..................................................................... 43 出口挖方 ......................................................................... 44 1 第一章 緒論 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 實(shí)現(xiàn)高速鐵路隧道修建技術(shù)的創(chuàng)新與突破，是 當(dāng)前中國(guó)鐵路技術(shù)進(jìn)步的重要課題之一。截至 2021 年底，我國(guó)已成功修建了 7500 多座、總長(zhǎng)超過(guò) 4300 km 的鐵路隧道，隧道數(shù)量和總長(zhǎng)度均居世界前列?！笆濉逼陂g，我國(guó)將修建超過(guò) 3000km的鐵路隧道，其中客運(yùn)專線隧道超過(guò) 1000km?，F(xiàn)階段正是我國(guó)大力修建高速客運(yùn)專線的時(shí)候 ,在建的有哈大線、京滬線、合武線、石太線、鄭西線、武廣線等。 我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于鐵路隧道的研究雖然已經(jīng)走在了世界的前列，但是要與日本的青函隧道（目前世界最長(zhǎng)的鐵路隧道，全長(zhǎng) ，海底長(zhǎng)度）和英法海底隧道（世界第二長(zhǎng)的鐵路 隧道，長(zhǎng)度 ，海底長(zhǎng)度 ）相比我國(guó)還有一定的差距。對(duì)于隧道的設(shè)計(jì)與計(jì)算理論的發(fā)展，其中支護(hù)結(jié)構(gòu)體系是隧道設(shè)計(jì)的最重要的組成部分，多年來(lái)，隧道支護(hù)體系系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)從單一到多樣，計(jì)算從簡(jiǎn)到繁，從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步上升到理論分析等階段。新奧法（ NATM）的出現(xiàn)將噴錨支護(hù)的作用提高到一個(gè)新的理論高度，并迅速在各項(xiàng)地下工程中廣泛采用。我國(guó)在20 世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)始采用以后，逐漸取代了耗費(fèi)大量木材的木支撐。我國(guó)又在 70 年代末，開(kāi)始用格柵或鋼拱支撐加噴混凝土以提高支護(hù)的強(qiáng)度和剛度。隨著不良地層施工技 術(shù)的發(fā)展，小導(dǎo)管注漿等超前預(yù)支護(hù)和地層加固技術(shù)已廣泛應(yīng)用。意大利、日本等國(guó)把管棚、旋噴拱、預(yù)支護(hù)（預(yù)切槽）稱作先進(jìn)的預(yù)支護(hù)技術(shù)。管棚在我國(guó)已經(jīng)成功推廣，旋噴拱和預(yù)切槽正在研究實(shí)驗(yàn)階段。 隧道的工程概況 工程概況 隧址位于榜山鎮(zhèn)林美村與后塘村之間，屬低山丘陵地貌，地形起伏較 2 大，相對(duì)高差達(dá) ；自然坡度為 1015 度，偶見(jiàn)陡坡，植被發(fā)育。 氣象特征 測(cè)區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，常年氣候溫和濕潤(rùn)，陽(yáng)關(guān)充足，雨水充沛，年平均氣溫約 ℃，年平均降雨量 ， 四至九月暴雨較為集中，為汛期，降雨量占全年的 70%80%，沿線各地每年不同程度地受臺(tái)風(fēng)襲擊， 79 月臺(tái)風(fēng)威脅最大。 區(qū)內(nèi)地層由新到老依次出露有：第四系 全 新統(tǒng)坡殘積層（ Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花崗 閃長(zhǎng) 巖（ γ52（ 3）），各地層分述如下： 152粉質(zhì)黏土（ Q4dl+el)：褐黃色 、灰黃色 ，硬塑 ，成份以黏粉粒為主，含有 15%中粗砂，黏性一般 。主要分布在隧道區(qū)域表層，屬 Ⅱ 級(jí)普通土， C 組填料 。 171花崗 閃長(zhǎng) 巖 W4（ γ52（ 3））：全風(fēng)化，褐紅色、灰黃色 ， 原巖結(jié)構(gòu) 已破壞 ，巖 芯呈土柱狀 ， 礦物以長(zhǎng)石、石英為主、含少量黑云母 ， 除石英礦物外，其他礦物基本分化成黏土狀，遇水易軟化 、 崩解，屬 Ⅲ 級(jí)硬土， C 組填 料 。 172花崗 閃長(zhǎng) 巖 W3（ γ52（ 3））：強(qiáng)風(fēng)化，灰 黃 色、灰褐色 ，中 粒結(jié)構(gòu)， 塊狀構(gòu)造，主要礦物成分由石英、長(zhǎng)石、角閃石及少量黑云母等組成，裂隙很發(fā)育，巖芯呈碎塊狀， 錘擊易碎，屬 Ⅳ 級(jí)軟石， A 組填 料 。 173花崗 閃長(zhǎng) 巖 W2（ γ52（ 3））：弱風(fēng)化，灰白色， 中 粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖質(zhì)新鮮，成分以長(zhǎng)石、石英、 角閃石 為主，巖體裂隙較發(fā)育 ，巖芯呈柱狀，錘擊聲較脆，較 難 碎， 巖體完整程度為 較破碎， 屬 Ⅴ 級(jí)次堅(jiān)石 ， A 組填料 。 （ 1）地表水 測(cè)區(qū)地表水主要為沖溝水， 多為季節(jié)性沖溝，主要接受大氣降水補(bǔ)給，地表水多沿溝槽排泄， 溝槽內(nèi)地表水流量隨季節(jié)變化，雨季時(shí)較大，可增 3 大數(shù)倍 。 （ 2）地下水 地下水主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水。 測(cè)區(qū)表層第四系覆蓋層較薄，以粉質(zhì)黏土為主， 第四系 孔隙潛水不發(fā)育， 并且隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化大，由地表水補(bǔ)給 ； 地下水主要為基巖裂隙水，賦存于花崗閃長(zhǎng)巖的裂隙中，主要接受大氣降水及地下水側(cè)向補(bǔ)給，水量變幅較大， 由于上覆粉質(zhì)黏土為較好的隔水層，地形坡度較大，大氣降水 多沿坡面往下徑流，入滲水量較小，基巖裂隙水發(fā)育程度受基巖風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度、裂隙貫通性的影響， 全風(fēng)化巖屬弱含水層，富水性差，強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化巖的導(dǎo)水性和富水性主要受構(gòu)造裂隙控制，具各向異性，總體地下水量不大。地下水運(yùn)動(dòng)主要受地形、地貌控制。 （ 3）水化學(xué)特征及其侵蝕性 測(cè)區(qū)段內(nèi)采取地下水進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析，水質(zhì)類型為 HCO3 SO42 Cl— Na+ Ca2+型，水質(zhì)呈弱酸性，根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（鐵建設(shè) [2021]157 號(hào)），在環(huán)境作用類別為氯鹽環(huán)境和化學(xué)環(huán)境環(huán)境時(shí)，地下水對(duì)鋼筋混 凝土具有侵蝕性。 （ 4）隧道涌水量預(yù)測(cè) 采用大氣降水入滲法預(yù)測(cè)隧道涌水量。 大氣降水入滲法： Q= FaW 式中： W— 隧址區(qū)多年平均降水量（ mm），本地區(qū)為 。 F— 隧道通過(guò)各含水巖體地段的滲入補(bǔ)給面積（ km2） , 本隧道集水面積為 3 km2。 a— 入滲系數(shù)（根據(jù)含水巖組巖性、入滲能力取地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值，凝灰熔巖類取 。 Q— 涌水量（ m3/d） 隧道正常涌水量為： Q= FaW= 3 =（ m3/d） 4 隧道洞身主要穿越燕山早期侵入花崗閃長(zhǎng)巖，總體上巖體節(jié)理、裂隙一般發(fā)育，側(cè)壁基本穩(wěn)定。局部地段巖體較碎，裂隙發(fā)育，可能發(fā)生掉塊，巖崩等病害，裂隙發(fā)育段有利于地下水的聚居，隧道施工中可能出現(xiàn)涌水，其中 DK9+310～ DK9+420 為小凹槽，為雨水重要匯集排泄區(qū)域，凹槽最低埋深約 ，地面橫坡約 23%。地表植被較發(fā)育巖層，巖土層強(qiáng)度較低，遇水可能發(fā)生軟化，崩解，工程地質(zhì)條件一般。 設(shè)計(jì)原則及有關(guān)技術(shù)指標(biāo) (1)主要構(gòu)件的使用年限為 100 年。根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的 要求，采取有效措施，保證結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度，滿足結(jié)構(gòu)耐久性要求 (2)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合周圍地面建筑物，地下構(gòu)筑物狀況，通過(guò)對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能的綜合比較，合理選擇結(jié)構(gòu)形式。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工、運(yùn)營(yíng)、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)等要求。 (4)結(jié)構(gòu)的凈空尺寸除應(yīng)滿足建筑限界要求外，尚應(yīng)考慮施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)變形和沉陷等因素。 (5)斷面形狀和襯砌形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、埋深、施工方法等條件，從地層穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)受力合理和環(huán)境保護(hù)等方面綜合確定。 (6)隧道結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)“破損階段”法，以材料 的極限強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (7)施工引起的地層沉降應(yīng)控