【正文】 section。二、關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題地質(zhì)超前預(yù)報(bào)地質(zhì)師進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，因而除了進(jìn)行常規(guī)的地質(zhì)勘察外，施工過(guò)程中的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)十分重要。另外，通過(guò)對(duì)已經(jīng)成功修建的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理評(píng)價(jià)，得出一些對(duì)今后公路隧道支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義的量化指標(biāo)，是目前值得重視的研究課題。如何提升監(jiān)控在隧道運(yùn)營(yíng)中的地位，變被動(dòng)為主動(dòng)成為今后監(jiān)控方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 4 湖南城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)任務(wù)第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)清山?jīng)_隧道地形地質(zhì)平面圖。沿線地表植被發(fā)育，主要為雜木、雜草及少量松林等。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 隧道區(qū)未見(jiàn)大的斷層等構(gòu)造形跡?！?1176。洞口穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 常德端洞口位于一山坡坡腳下的沖溝內(nèi)，邊坡傾向北東，自然坡度35176?！?1176?！?4176。洞門(mén)處的仰坡及兩側(cè)邊坡開(kāi)挖后，坡體上部巖性為碎石及強(qiáng)風(fēng)化巖，易碎落，要做好坡面防護(hù)措施?！?4176?！?1176。最后，按最佳方案改正原定的初步設(shè)計(jì)，將洞口里程確定下來(lái)；進(jìn)行洞口地段的其它設(shè)計(jì)，布置洞口地段的排水系統(tǒng)（截水天溝等），繪制洞口布置圖及洞口相關(guān)工程設(shè)計(jì)圖（擋墻、地表錨桿加固等）；進(jìn)行洞門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制洞門(mén)結(jié)構(gòu)圖，并應(yīng)考慮洞門(mén)檢查梯的布置；進(jìn)行隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度確定車道數(shù)和建筑限界。考慮以上各種情況綜合考慮后決定將該隧道建于清塘鎮(zhèn)，隧道右側(cè)為319國(guó)道，隧道軸線走向?yàn)?66176。當(dāng)由于特殊條件限制隧道平面線形設(shè)計(jì)為需設(shè)超高的曲線時(shí)，%，技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。隧道建筑限界是決定隧道凈空尺寸的依據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)都很重要，而且隧道是永久性的建筑，一旦建成，就很難改動(dòng)。3）隧道路面橫坡，當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡；當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面坡。3）設(shè)計(jì)速度120km/h時(shí)，；設(shè)計(jì)速度100km/h時(shí)。 隧道洞門(mén)應(yīng)遵循“早進(jìn)洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡即仰坡的穩(wěn)定。為防止上仰坡飛石，視情況應(yīng)適當(dāng)?shù)慕娱L(zhǎng)明洞；2) 山凹地形、溝谷地形、地形狹窄地帶，兩側(cè)路塹邊坡較高時(shí)，宜采用端墻式洞門(mén)；3) 橋隧相連、延長(zhǎng)明洞困難，可采用端墻式洞門(mén)；4) 斜交地形、傍山進(jìn)洞，可采用端墻式明洞式洞門(mén)是與隧道主體連接的洞口段襯砌突出 于山體坡面的結(jié)構(gòu)。 采用端墻式洞門(mén)時(shí)， 應(yīng)注意洞門(mén)端墻對(duì)駕駛員視線的影響。洞門(mén)形式結(jié)合實(shí)際地形、地質(zhì)情況選定。（4）松軟地基上的基礎(chǔ)，可采取加固基礎(chǔ)措施。；3) 地層容重γ=20KN/m3；4) 地層計(jì)算摩擦角φ=50176。計(jì)算結(jié)果滿足要求基底控制壓應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果滿足要求。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中兩車道隧道復(fù)合襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)可得：Ⅴ級(jí)圍巖：45cm Ⅳ級(jí)圍巖：35cm本隧道包含Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)圍巖。從狹義來(lái)理解，圍巖壓力是圍巖作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力，分為以下四類：1）松動(dòng)壓力：由于開(kāi)挖而松動(dòng)或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力2）形變壓力：由于圍巖變形受到與之緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)的抑制，而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同變形過(guò)程中，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。深埋、淺埋和明洞的結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算采取不同的計(jì)算方法。 將數(shù)據(jù)帶入式得： =25120[1+（）] = Ⅴ級(jí)圍巖DK108+310～DK108+332段 H==Ⅴ級(jí)圍巖DK108+453～DK108+475段 H==從以上數(shù)據(jù)分析可知：隧道Ⅴ級(jí)圍巖均屬埋深（H）小于或等于等效荷載高度hq的淺埋情況。得T值后，代入式（）可求得作用在HG面上的總垂直力Q淺： Q淺=W—2Tsinθ=W—γh2λtanθ （） 由于GC、HD與EG、EF相比往往較小，而且襯砌與土之間的摩擦角也不同，前面分析時(shí)按θ計(jì)，當(dāng)中間土塊下滑時(shí)，由HF及EG面轉(zhuǎn)遞，考慮壓力稍大些對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)也偏于安全，因此，摩阻力不計(jì)隧道部分而只計(jì)洞頂部分，即在計(jì)算中用H代替h，這樣式（）為：Q淺= W—γH2λtanθ。 =24122[1+（）] = Ⅳ級(jí)圍巖DK108+332～DK108+342段 h=Ⅳ級(jí)圍巖DK108+444～DK108+453段 h=Ⅳ級(jí)圍巖壓力計(jì)算1）Ⅳ級(jí)圍巖深埋段垂直均布?jí)毫τ?jì)算 根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D702004)中規(guī)定，深埋隧道圍巖壓力由（）得： =24122[1+（）] =2 ）Ⅳ級(jí)圍巖淺埋段圍巖壓力計(jì)算顯然Ⅳ級(jí)圍巖淺埋段埋深可分為兩部分，一部分埋深小于hq，另一部分介于hq與Hq之間，符合上述第一、二種情況，下面我們分別按第一、二種情況計(jì)算。 計(jì)算方法桿系有限元法。計(jì)算方法可查閱《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 00489)。m。受拉區(qū)保護(hù)層厚度： mm。㈡、極值點(diǎn)處配筋情況極值點(diǎn)指軸力、彎矩的最大最小值處。3. 安全系數(shù)K1：；安全系數(shù)K2：系由驗(yàn)算公式計(jì)算所得。拱部圓弧半徑R1 m側(cè)墻圓弧半徑R2 m側(cè)墻與仰拱連接段圓弧半徑R3 m仰拱圓弧半徑R4 m拱頂厚度D1 m側(cè)墻結(jié)構(gòu)頂部厚度D2 m側(cè)墻結(jié)構(gòu)底部厚度D3 m仰拱頂部厚度D4 m仰拱底部厚度D5 m2） 材料參數(shù) 隧洞斷面襯砌材料參數(shù)表材料名稱彈性模量E(kPa)重度γ(kN/m3)面積A(m2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I(m4)二襯：拱頂襯砌材料+007二襯：側(cè)墻襯砌材料+007二襯：仰拱襯砌材料+007初襯：襯砌材料3e+007說(shuō)明: 1. 初襯材料總E＝(E砼I砼+E鋼I鋼）247。m)剪力Q(kN)123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657其中軸力、彎矩的最大最小值為: 軸力最大值發(fā)生在單元號(hào)為 26 的單元處，其值為： kN。該處的軸力為： kN。㈢、計(jì)算方法：按單一安全系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法計(jì)算。彎矩最大值發(fā)生在單元號(hào)為 7 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。3） 配筋及正常極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果㈠、各節(jié)點(diǎn)配筋及驗(yàn)算結(jié)果詳細(xì)的配筋及正常極限狀態(tài)驗(yàn)算結(jié)果從略。1） 配筋的相關(guān)參數(shù)㈠、混凝土參數(shù)混凝土等級(jí)：C40受壓區(qū)保護(hù)層厚度： mm。該處的彎矩為： kN計(jì)算參數(shù)：水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比：上覆層厚度： m( 其他圍巖信息請(qǐng)參考“圍巖基本信息參數(shù)表”)圍巖壓力折減系數(shù)：頂部：左側(cè)：底部：右側(cè)：圍巖壓力：垂直均布?jí)毫Γ?kN/m2左側(cè)水平側(cè)壓力： kN/m2右側(cè)水平側(cè)壓力： kN/m2㈡、外水壓力地下水位線深度（從隧道底部中心線算起） m外水壓力折減系數(shù)：㈢、地震荷載計(jì)算方法：地震荷載僅考慮水平作用。規(guī)范依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D702004，由上海同巖土木工程科技有限公司和同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系聯(lián)合編制。彎矩最小值發(fā)生在單元號(hào)為 30 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。配筋方式：對(duì)稱配筋。彎矩最小值發(fā)生在單元號(hào)為 30 的單元處，其值為： kN該處的彎矩為： kNI總。/2) =埋深大于hq小于Hq按上述第二種情況，依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D702004）：，c=，γ=22KN/m3。50176。 2）隧道深埋大于hq小于HP，見(jiàn)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70—2004），隧道上覆巖體EFHG的重力為W，兩側(cè)三棱體FDB或ECA的重力為W1，未擾動(dòng)巖體整個(gè)滑動(dòng)土體的阻力為F，當(dāng) EFHG下沉，兩側(cè)受阻力T或T＇，作用于HG面上的垂直壓力總值Q淺為： Q淺=W—2 T＇=W—2Tsinθ （） 三棱體自重為： （）式中： h—隧道底部到地面的距離（m）； β—破裂面與水平面的夾角（176。、淺埋1) Ⅴ級(jí)圍巖深埋和淺埋得分界，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定。通常由“巖爆”引起的。被動(dòng)荷載是指圍巖的彈性抗力，它只產(chǎn)生被襯砌壓縮的圍巖周邊上。詳圖見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙湖南城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析第四章 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析隧道開(kāi)挖后，由于破壞了周圍圍巖體的原始平衡狀態(tài)，使周圍巖體的應(yīng)力從新分布，并發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而，圍巖變形，導(dǎo)致松動(dòng)、掉塊或崩塌。 洞門(mén)土壓力計(jì)算 根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG2004）， 洞門(mén)土壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖最危險(xiǎn)滑裂面與垂直面之間的夾角：式中: ——圍巖計(jì)算摩擦插腳； ε——洞門(mén)后仰坡坡腳； α——洞門(mén)墻面傾角；代入數(shù)值可得：= =故：w=176。 洞門(mén)墻設(shè)計(jì)參數(shù)仰坡坡率計(jì)算內(nèi)摩擦角φ（176。（2）洞門(mén)墻硬根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門(mén)墻的厚度可按計(jì)算結(jié)合其他工程類比確定。 。 按照 “安全性原則、整體協(xié)調(diào)性原則、自然性原則 ”的新的設(shè)計(jì)理念。目前，我國(guó)公路隧道數(shù)量不是很多，故洞門(mén)形式一般比較簡(jiǎn)單，有端墻式、翼墻式、柱式、臺(tái)階式、削竹式、喇叭口等。 清山?jīng)_隧道隧道建筑限界圖本隧道全長(zhǎng)165m，是連拱短隧道，連拱隧道的左側(cè)可不設(shè)檢修道或人行道，但應(yīng)設(shè)25cm的余寬，可不設(shè)緊急停車帶。其他等級(jí)公路隧道，應(yīng)根據(jù)隧道所在地區(qū)的行人密度、隧道長(zhǎng)度、交通量及交通安全等因素確定人行道的設(shè)置。其中檢修道的功能如下： ㈠、便于養(yǎng)護(hù)人員、司機(jī)處理緊急事故，而不影響交通；㈡、檢修道的路緣石可以阻止車輛爬車道，是檢修人員的安全界限；㈢、檢修道路緣石可以作為駕駛員的行駛方向線，比車道邊線更能吸引駕駛員的注意力，有利于行車安全； ㈣、檢修道下部空間可以用來(lái)安裝管線等附屬設(shè)施。隧道內(nèi)的縱坡形式，一般采用單向坡；地下水發(fā)育的長(zhǎng)隧道、特長(zhǎng)隧道可采用雙向坡。隧道常德端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193M；吉首端洞口近山坡底，該段自然邊坡坡度30176。必要時(shí)特長(zhǎng)隧道應(yīng)作防災(zāi)專項(xiàng)設(shè)計(jì)。全面整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖，準(zhǔn)備答辯提綱。 隧道的兩端洞口位于沖溝內(nèi)或坡面上，應(yīng)防止大氣降水匯成的面流沖刷及地表水的下滲，更應(yīng)防止雨季溝內(nèi)流水向洞口倒灌，影響隧道的施工及運(yùn)營(yíng)，應(yīng)做好兩端洞口的排水工作；洞身內(nèi)布設(shè)縱橫向排水溝，利用隧道底板自然坡度將積水排出洞外?！?1176。圍巖易坍塌?！?1176。洞門(mén)處的仰坡及兩側(cè)邊坡開(kāi)挖后，坡體巖性為碎石及強(qiáng)風(fēng)化巖，易碎落，要做好坡面防護(hù)措施；洞口位于沖溝內(nèi)，溝內(nèi)雨季水量較大，在洞口附近要采取一定的截、排水措施，防止雨季溝內(nèi)流水往洞口倒灌?！?4176。地下水主要為基巖裂隙水，主要賦存于基巖淺層裂隙中，主要接受大氣降水補(bǔ)給，洞身部位圍巖裂隙基本閉合，水量較?。贿M(jìn)出口附近受地形條件的影響，圍巖賦水性能較差，水量也較小?！?1176。地層巖性隧道區(qū)覆蓋主