【正文】 146 149 149 150 151 151 152 153 153 159 154 155 156 156 156 156 157第八章 隧道運營設施及其設計 通風設計 158 調查 158 158 159 160 160 160 防排水系統(tǒng)設計 161 防排水的一般規(guī)定 161 隧道防水 162 隧道排水 163 164 165 行車道道路面設計 165 結束語 167參考文獻 168附錄A 開題報告 169 附錄B 英文翻譯 175 4 湖南城市學院畢業(yè)設計（論文） 摘要 2 摘 要本設計的題目是“常益高速公路清山?jīng)_隧道左線施工圖設計”，公路等級為高速公路，設計時速為80km/h，隧道全長165m,按雙向四車道設計。隧道進出口洞門均采用翼墻式洞門，進口里程為K108+310，出口里程為K108+475。 Determination the location of the tunnel Portal Part and design the structure of Portal Part?？偨Y國內(nèi)外長大公路隧道的建設經(jīng)驗，分析現(xiàn)代公路隧道的存在問題和發(fā)展趨勢，對今后長大公路隧道的成功修建和運營服務水平的提高，都有重要的現(xiàn)實和歷史意義。但是后兩種方法受巖石類別和工程規(guī)模所限制。二次支護時間主要是指實施兩次支護的時間，特別是對地質條件較差的情況，初次支護和掌子面的距離，二次支護的實施時間，仰拱的成環(huán)作用時間等。但是，一些關鍵技術和參數(shù)仍是制約這些發(fā)展的障礙。所以，對于長大公路隧道衛(wèi)生標準的制定，必須兼顧國家環(huán)境衛(wèi)生規(guī)和投資者所承受能力兩方面的因素，仔細研究，慎重取值。而火災的預防和救援必須和通風方案綜合考慮。許多特長隧道、大跨度扁平隧道、雙層隧道、沉管隧道、盾構隧道、高海拔隧道、寒區(qū)隧道相繼建成。設計行車速度：80km/h。距319國道較近，交通較便利。隧道常德段洞口位于坡腳下的沖溝內(nèi)，溝內(nèi)發(fā)育季節(jié)性水流，雨季水量較大，溝底高程193m；益陽段洞口近山坡底，該段自然邊坡坡度30176。前震旦系板溪群馬底驛組（Ptbnm）：② 板巖：灰色，中厚層狀，發(fā)育節(jié)理強風化層，灰黃色，巖芯破碎，多呈碎石狀，；弱風化巖，巖質堅硬，巖石較完整，巖芯呈柱狀極少量碎塊狀?！?4176。∠61176。地震 根據(jù)1：400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001），對應的地震基本烈度為Ⅶ度。勘察期間孔內(nèi)未測得地下水，從該場地地形及地下水分布特征推測，隧道在地下水位以上。洞口中線基本與等高線正交?！?1176?！?1176。左右?！?1176。∠61176。洞身圍巖穩(wěn)定性評價 常德端洞口～K108+332及K108+453～益陽端洞口圍巖類別為Ⅴ類。圍巖主要為弱風化板巖、石英砂巖。∠81176。∠61176。水文地質評價 該隧道區(qū)地下水對混凝土不具有腐蝕性。是確定洞口位置的過程中，需要多次前后挪動洞口位置反復比選，以確定最為合理的位置。計算后應計算成果進行分析，必要時修改設計重新計算。2）隧道總體設計應遵循一下原則：在地形、地貌、地質、氣象、社會人文和環(huán)境等調查的基礎上，綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線行、洞口位置等，提出推薦方案。隧道內(nèi)外平、縱線行應協(xié)調，以滿足行車的安全、舒適要求。當隧道與相鄰建筑物互有影響時，應在設計與施工中采取必要的措施。隧道區(qū)為低山丘陵地貌，地形起伏較大，切割較深，沖溝較發(fā)育，沿線地表植被較發(fā)育，主要為雜木、雜草及少量松林等。1 ）應根據(jù)地質、地形、路線走向、通風等因素確定隧道的平曲線線形。2）隧道內(nèi)縱面線形應考慮行車安全性、營運通風規(guī)模、施工作業(yè)效率和排水要求，%，一般情況不應大于3%；受地形等條件限制時，高速公路、一級公路的中短隧道可適當加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道縱坡可與該公路隧道外路線的指標相同。 隧道建筑限界的確定隧道建筑限界的定義隧道建筑限界是為了保證隧道內(nèi)各種交通的正常運行，而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間限界。隧道建筑限界的組成及規(guī)范規(guī)定[1] 公路隧道建筑限界由行車道寬度（W），路緣帶（S），側向寬度（L），人行道（R）或檢修道（J）等組成。并符合以下規(guī)定：1）建筑限界高度，高速公路、一級公路；三、。4）當路面采用單面坡時，建筑限界底邊線與路面重合；當采用雙面坡時，建筑限界底邊線應水平置于路面最高處。 公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（m）公路等級設計速度車道寬度W側向寬度余寬C人行道R檢修道J隧道建筑凈寬左側LL右側LR左側右側設檢修道設人行道不設人行道檢修道高速公路一級公路1202　　11　　10021　　　　802　　　　602　　　　二級公路三級公路四級公路802　1　　　11　602　1　　　10　402　　　　9　302　　　　　注：1）三車道隧道除增加車道數(shù)外，其它寬度同表；。設計為雙洞形式，本設計只討論一個其中一個單洞的設計情況。洞門也是標志隧道的建筑物，與隧道規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調。洞門設計應與自然環(huán)境相協(xié)調。端墻式洞門的應用端墻式洞門，適用于仰坡陡峻、山凹地形、斜交地形的狹窄地帶。 明洞式洞門的明洞拱背可采用土石回填、漿砌片 石回填，拱背裸露或部分裸露。隧道洞門形式不提倡宏大、雄偉、醒目，應提倡簡潔、隱蔽，淡化洞口處理，營造一種“悄悄進洞”的氣氛，使車輛自然駛入隧道。 明洞式洞門，仰坡坡率平緩、洞門結構簡單 ，仰坡、邊坡便于恢復植被，易與周圍景觀協(xié)調。特別是位于城鎮(zhèn)、風景區(qū)附近的隧道，行人及旅游者多，車輛也多，設計一個好的洞門，將給人留下美的感受。遵從“早進洞，晚出洞”的設計原則，并考慮洞門的實用、經(jīng)濟、美觀等因素，因此本隧道采用翼墻式洞門。；。采用擋墻式洞門時，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗算，并應驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。15020～1:43～4518～1:38～4017～ 洞門墻主要驗算規(guī)定強身截面荷載效應值Sd≤結構抗力效應值Rd（按極限狀態(tài)算）強身截面荷載效應值Sd≤結構抗力效應值Rd（按極限狀態(tài)算墻身截面偏心距e≤滑動穩(wěn)定安全系數(shù)Kc≥基底效應值σ≤地基容許承載力傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Ko≥基底偏心距e巖石地基≤B/5～B/4土質地基≤B/6———— 1 、計算參數(shù)計算參數(shù)如下：1) 邊、仰坡坡度1:1；2) 仰坡坡腳ε=45176。2）容許壓應力【σa】=，重度γt=22kN/ m3。 —地層重度（kN/m3） λ—側壓力系數(shù)； ω—墻背土體破裂角； b—洞門墻計算條帶寬度（m），取b=1m； ξ—土壓力計算模式不確定系數(shù)，可取ξ=。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩E的公式，可得：，計算結果滿足要求。本隧道采用了復合式襯砌。襯砌內(nèi)力按荷載—結構法來計算，在對內(nèi)力計算前，首先得計算結構承受的荷載，隧道結構受的荷載主要類型有主動荷載和被動荷載。結構自重按混凝土容重乘以體積來計算。3）膨脹壓力：當巖體具有吸水崩解的特征時，由于圍巖吸水膨脹崩解所引起的壓力。統(tǒng)計法是目前常用的方法，本設計采用的統(tǒng)計法。根據(jù)公路使用要求，隧道圍巖地質條件和施工條件，按照《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D70—2004）中襯砌結構設計規(guī)定，按新奧法原理設計，該公路隧道應采用復合式襯砌，即由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式，其中初期支護采用噴、錨、網(wǎng)、鋼架支護。 在礦山法施工的條件下，Ⅳ～Ⅵ級圍巖取HP=；Ⅰ～Ⅲ級圍巖取HP=2hq；所以取HP=。 側向壓力e按均布荷載考慮時， （） 式中： e=側向均布壓力（KN/m2）； =圍巖計算摩擦角（176。 據(jù)正弦定理可得： （） 將式（）代入式（）可得： 式中： λ—側壓力系數(shù)；其他符號意義同前。 換算為作用在支護結構上的均布荷載為： q淺 =Q淺/Bt=γH（1） （） 作用在支護結構兩側的水平側壓力為： e1=γHλ， e2=γhλ （） 側壓力視為均布壓力時： e=1/2（e1+e2） （）1) Ⅴ級圍巖淺埋段圍巖壓力計算 顯然Ⅴ級圍巖淺埋段屬于埋深小于hq的情況，按此種方法計算。50176。得： q=γH=22= e=22（+1/2）tan2(45176。 淺埋隧道支護結構上的荷載Ⅳ類圍巖結構內(nèi)力計算與分析Ⅳ類圍巖計算說明 計算程序計算所采用的軟件是：“同濟曙光－公路隧道設計系統(tǒng)”。側墻結構圓弧段夾角θ2 176。3） 圍巖基本參數(shù)圍巖級別變形模量E(kN/m2)重度(容重)γ(kN/m3)泊松比內(nèi)摩擦角堅固系數(shù)Ⅳ級+0034 ）地層彈簧參數(shù)單位彈性抗力： kN/m5 ）荷載㈠、圍巖壓力圍巖壓力計算方法：泰沙基法。分列如下：工況 1：二襯工況組合圍巖壓力 ＋ 外水壓力 ＋ 襯砌自重 ＋ 地層彈簧工況 2：初襯工況組合圍巖壓力 ＋ 襯砌自重 ＋ 地層彈簧其中參與計算的當前工況為：二襯工況組合7） 圍巖壓力分擔比例二襯分擔比例：初襯分擔比例：1）內(nèi)力計算成果㈠、內(nèi)力圖 彎矩圖 軸力圖、 剪力圖2 ）當前工況的內(nèi)力計算結果如下： 內(nèi)力計算結果單元節(jié)點號軸力N(kN)彎矩M(kN軸力最小值發(fā)生在單元號為 13 的單元處，其值為： kN。m。該處的軸力為： kN。鋼筋直經(jīng)： mm。鋼筋混凝土結構構件的強度安全系數(shù)K：2）正常使用極限狀態(tài)驗算的相關參數(shù)計算方法依據(jù)《公路隧道設計規(guī)范（JTG D70—2004）》鋼筋混凝土結構構件最大裂縫寬度允許值δfmax： mm。軸力最小值發(fā)生在單元號為 13 的單元處，該處所配受拉鋼筋的面積為： mm2；所配受壓鋼筋的面積為： mm2。 —：表示“無須驗算”。5. Nmax表示軸力最大值；Nmin表示軸力最小值；Mmax表示彎距最大值；Mmin表示彎距最小值。 計算參數(shù)1） 斷面參數(shù)隧道斷面類型：三心圓襯砌斷面設仰拱(二襯)__分離式隧道 隧道斷面參數(shù)表參數(shù)名參數(shù)值隧道結構中心線與R1的夾角θ1 176。2. 混凝土慣性矩程序中已經(jīng)自動計算了。第五章第二節(jié)計算參數(shù)：基本烈度：7度重要性修正系數(shù)：綜合影響系數(shù)：水平地震系數(shù)：地震作用方向：水平向右單元塊體寬度(網(wǎng)格劃分的長度)： m右部：墻、拱結構單元塊體平均厚度： m右部：仰拱結構單元塊體平均厚度： m左部：墻、拱結構單元塊體平均厚度： m左部：仰拱結構單元塊體平均厚度： m襯砌材料重度： kN/m3地震荷載設計值：墻，拱結構水平地震荷載設計值： kN/m2仰拱結構水平地震荷載設計值： kN/m26）工況和荷載組合本次計算中，共定義了 2種 工況。m。彎矩最大值發(fā)生在單元號為 7 的單元處，其值為： kNm。㈡、鋼筋參數(shù)鋼筋種類：HPB235鋼筋類型：螺紋鋼筋。荷載組合：永久＋基本可變荷載。軸力最大值發(fā)生在單元號為 26 的單元處，該處所配受拉鋼筋的面積為： mm2；所配受壓鋼筋的面積為： mm2。 混凝土結構強度驗算1） 混凝土結構強度驗算結果表 混凝土結構強度驗算結果表單元編號軸力N(kN)彎距M()左值(kN)右值(kN)k1k2抗壓強度驗算抗拉強度驗算極值類型1—Y—2Y——3Y——4—Y—5—Y—6—Y—7—YNmin8—