【正文】 詞 ................................................................................................................... 39 3 前言 隧道是一種修建在地下， 兩端有出口， 供車輛、行人、水流及管線等通過的工程建筑物。 通過本次設(shè)計，我系統(tǒng)地鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識，并對隧道工程進(jìn)行了前所未有的探索。 由于本人水平有限， 設(shè)計中 難免有不足和 錯誤 之處 ， 敬 請各位老師 和同學(xué)批評 指正，本人將虛心接受并 加 以更正。 a、隧道路面橫坡：單向坡 2%(直線段 )。 c、設(shè)計荷載：公路－ I 級。 （ 3）、防水卷材，采用熱風(fēng)雙焊縫無釘鋪設(shè)工藝，保證了防水層的完整性又便于施工。 地形地貌：隧道區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，山體形態(tài)不規(guī)則，其山脈走向大致呈東西向，洞身橫穿山體鞍部，山坡植被茂密，坡面溝谷呈雞爪狀四面延伸，地形切割強(qiáng)烈，起伏變化較大，地面高程變化在 95235m 之間，高差 50～ 130m。左線洞門右側(cè)有偏壓，山坡自然坡度約 30～35176。 2） 板溪群五強(qiáng)溪組（ Ptbnw） ① 變質(zhì)砂巖：中厚層狀，變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，廣泛分布于隧道區(qū)。 微風(fēng)化，紫紅色夾灰綠色，變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有兩組，一組傾角約 65176。兩翼巖層傾角較陡，隧道長沙端洞門附近巖層產(chǎn)狀 312333∠ 3257176。、 205∠ 45176。隧道區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未見活動性斷裂構(gòu)造活動，擬建隧道區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 穩(wěn)定 。 ⑵ 基巖裂隙水：主要賦存于基巖風(fēng)化節(jié)理裂隙、層面裂隙及構(gòu)造裂隙中，以風(fēng)化裂隙含水為主，含水巖組主要包括板溪群五強(qiáng)溪組變質(zhì)砂巖等。地下水動態(tài)隨季節(jié)變化較大，一般僅雨季有水，且水量不大，旱季常干涸。 工程地質(zhì)評價 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性評價 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和勘探成果，擬建龍洞隧道與次級背斜大角度相交通過，巖石出露穩(wěn)定，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未見活動性斷裂構(gòu)造活動痕跡，擬建隧道區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 穩(wěn)定 。走向與路線較大角度相交，仰坡為順向坡，調(diào)查未見不利的軟弱結(jié)構(gòu)面，隧道洞門邊坡、仰坡較穩(wěn)定，但上部松散粉質(zhì)黏土及全－強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖，雨水沖刷易產(chǎn)生滑塌。圍巖上部為碎石土厚 ，下部為板溪群五強(qiáng)溪組變質(zhì)砂巖，強(qiáng)－中風(fēng)化，為軟巖；薄層狀結(jié)構(gòu)，巖體破碎；主要結(jié)構(gòu)面為層面及節(jié)理裂隙面，結(jié)構(gòu)面的不利組合對圍巖有影響；地下水以基巖裂隙水為主，圍巖為弱透水，可產(chǎn)生點(diǎn)滴狀出水，局部可產(chǎn)生線狀出水；圍巖穩(wěn)定性差。根據(jù)上述特征，建議邊坡及仰坡坡比采用 1： ，坡面采用混凝土框格內(nèi)漿砌片石護(hù)面，邊坡及仰坡坡頂設(shè)置截排水溝。、 312∠ 64176。 隧道區(qū)分布的兩種類型的地下水，在隧道的不同部位產(chǎn)生的影響各不同 :松散覆蓋層中的孔隙水在隧道進(jìn)出口 部位，因覆蓋層（持水層）厚度較薄，水量不大，對隧道影響較小，但在豐水季節(jié)地下水較豐富，其逕流、排泄較快，其作用降低了巖、土體力學(xué)強(qiáng)度，容易造成邊、仰坡松散土層滑塌等現(xiàn)象，施工設(shè)計中應(yīng)特別注意防護(hù)。 A 隧道區(qū)為灰?guī)r，巖溶弱發(fā)育，查表 選擇的降水入滲系數(shù)α值為 ～，隧道集水面積 A為 ，年降水量 W為 1358mm，計算隧道正常涌水量為 190～ 340m3/d。 根據(jù)洞身圍巖性質(zhì)和特征，隧道洞身段圍巖定為Ⅴ級－Ⅲ級，詳見工程10 地質(zhì)縱斷面圖。 隧道湘潭端第四系覆蓋層很薄，巖層傾向坡外，建議邊坡及仰 坡坡比采用 1： ，坡面采用混凝土框格內(nèi)漿砌片石護(hù)面，邊、仰坡坡頂設(shè)置截排水溝。 隧道區(qū)變質(zhì)砂巖風(fēng)化層起伏變化較大，有背斜通過，建議詳勘中應(yīng)加大勘探工作量，進(jìn)一步查明風(fēng)化層起伏變化情況，查明有無軟弱夾層分布，為隧道設(shè)計提供更加詳細(xì)和可靠的依據(jù)。 按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG D702021）的要求 ,在隧道中部布置了一處人行橫通道，以方便左右隧道洞內(nèi)的聯(lián)系和發(fā)生事故時的救援和逃生，當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)等事故時，左右洞互為救援和逃生通道。翼墻式洞門適用于洞口地質(zhì)較差，山體水平推力較大的Ⅳ級及以下的圍巖?；茁袢胪临|(zhì)的深度不小于 ，嵌入巖石地基的深度不小于 ，取埋入深度 h=，截面寬度暫設(shè) mb ? ，洞門墻埋入段截面寬度取 01 ?? 。 擋土墻采用 水泥砂漿砌片石，混凝土采用 C20，石材強(qiáng)度等級采用 MU80， （查規(guī)范p3034） 則有：322 KN m? ?墻， 1140KPa? ?墻 ， 350KPa? ?墻 。因此，只需要分別驗算下圖中所示的 A、 B、 C、 D、 E 各部分的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，就可以確定結(jié)構(gòu)的尺寸和厚度。 則主動土壓力水平向分力為： KNEE X 9 6 9 . 9 2 1)c o s ( ??? ?? 主動土壓力豎直向分力為： KNEE y 5 4 4 . 0 5 0)s i n ( ??? ?? 17 主動土壓力水平向分力作用點(diǎn)至墻趾 O 的力臂為： mHx 0 ?? 主 動 土 壓 力 豎 直 向 分 力 作 用 點(diǎn) 至 墻 趾 O 的 力 臂 為 ：mbhHy )3(b 00 ????? ? 則有： ? ?????????? mKNbEWM yyy .1 7 1 8 . 7 9 4 4 . 0 5 .940cWc 2211。 基底合力偏心矩驗算 對于水平基底： NZbe ?? 21 式中： e－水平基底偏心矩； 1b －水平基底寬度； 18 mN MMZ yN ????? ?? ? 則有： mbmZbeN 11 ???????（滿足） 基底壓應(yīng)力驗算： KP aKP ab eb N ) ( )61(11m a xm i n ????????? ? ?? （滿足）。 ??? ??＇ 墻身 20H 截面處墻后主動土壓力水平向分力作用點(diǎn)至墻前的力臂為： mHx 0 ??＇ 墻身 20H 截 面 處 墻 后 主 動 土 壓 力 豎 直 向 分 力 作 用 點(diǎn) 至 墻 前 的 力 臂 為 ：19 mbHy a n6b 00 ??? ?＇ 則有： mN MMZ yN ?? ???????? ?? ?＇ ＇＇＇ mbmZbe N 0 ??????? ＇＇ ０ （滿足） 墻身20H截面處壓應(yīng)力驗算： KP aKP ab eb N 11400 ) ( )61(m a xm i n ????????? ? ?? （滿足）。 得出各斷面內(nèi)如下圖 % 一 橫向人行通道設(shè)計內(nèi)輪廓圖如下： 22 襯砌的支護(hù)設(shè)計 初期支護(hù) 初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)，由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式組合使用，根據(jù)不同圍巖 級別區(qū)別組合。 圍巖壓力的計算 計算斷面參數(shù)確定 隧道高度 h=內(nèi)輪廓線高度 +襯砌厚度 +預(yù)留變形量 隧道跨度 b=內(nèi)輪廓線寬度 +襯砌厚度 +預(yù)留變形量 荷載確定 （一）根據(jù)圍巖壓力計算公式：σ z=?2S1? ω （二） 計算圍巖豎向均布壓力： q=?2S1? ω 式中： s—— 圍巖 等級 ，此處 s=5； ? —— 圍巖容重，此處 ? =； ? —— 跨度影響系數(shù) m1 ( 5)? ? ? ?il 毛洞跨度 ml =11+2?+2?= 其中 ml =5m， i =，此處 ? =1+（ ） =。 內(nèi)徑 1r 、 2r 所畫曲線的終點(diǎn)截面與豎直軸的夾角， φ 1=90176。θ 2=13176。 將其分為 8 段 進(jìn)行計算。豎直力不會直接加在襯砌上。 假設(shè)抗力的上零點(diǎn)位于 第 4 截面上 ， 即位于位置， 最大抗力位于第 6 截面， 抗力的下零點(diǎn)位 于墻腳，即第 8 截面處。 ，作用位置可由下圖近似求出。 30 （ 5）單位抗力產(chǎn)生的載位移 計算見表 8。 最大抗力值的求解 首先求出最大抗力方向向內(nèi)的位移 33 于是： 上式單位為 kPa， 力矩的單位為 kNm，力的單位為 kN， 長度單位為 m 計算襯砌總內(nèi)力 按下式計算襯砌總內(nèi)力。 彎 矩 設(shè) 計 值 mKNM ???? 9 6 8 . 8 4 0 48 0 7 . 3 6 ， 軸 力 設(shè) 計 值35 KNN 1 3 6 3 . 4 1 9 61 1 3 6 . 1 8 ??? 截面長度： L= 高度： mmahh s 450505000 ????? 計算長度： ml 60? 偏心距： mmNMe 71110001363. 4196968. 84040 ???? 附加偏心矩： mmea 20? （ 20mm 和 1/30 偏心方向截面尺寸中較大值） 初始偏心矩： =20+711=731mm 偏心距增大系數(shù)： ???? hoeo? ，所以取 ?? ???? hlo? 所以構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率影響的系 ?? 則偏心矩增大系數(shù)： 0 0 6 6450/7311 4 0 011/1 4 0 011221200???????????????????? ???hlhe i 179。039。 37 附錄 湖南工業(yè)大學(xué) 課程設(shè)計任務(wù)書 2021 —2021 學(xué)年第 1 學(xué)期 包裝土木 學(xué)院（系、部） 土木工程 專業(yè) 10 班級 課程名稱： 隧道工程 設(shè)計題目： 某隧道工程洞門設(shè)計 完成期限：自 2021 年 12 月 17 日至 2021 年 12 月 21 日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù) 某高速公路隧道位于南方丘陵地帶，埋深最大為 100m，洞身采用復(fù)合式襯砌，圍巖級別從洞口到洞身中部由 V 級圍巖變?yōu)?III 級圍巖，根據(jù)該隧道說明及圖件，進(jìn)行洞門或洞身支護(hù)設(shè)計。在每次設(shè)計遇到問題