【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ticularly important. This Study Design of Fujiadi Tunnel belongs to the mountain tunnel, city highway Tunnel. This design narrated the parison and selection in different design phases, with thought about the geographic environment and geological environment。 It emphatically introduced the structural design of the tunnel and analyzed the security of lining and portal. During the course of design, the lining were full considerate the characteristics of stress in the rock 、 structure stress、 inner section、 durability、 safety and calamity、 ventilation and so on， in order to make structure optimized, ensure operation security and prolong the service life. By midias twodimensional, threedimensional modeling to reach the optimal structure, ensure operational safety and prolong the service life of purpose. Finally, pay attention to environmental protection projects, greening and environmental engineering postevaluation. Keywords: tunnel, parison and selection, structural design， tunnel lining 二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 隧道的產(chǎn)生 隧道最早出現(xiàn)在原始時(shí)代，是人類利用隧道來防御自然威脅的穴居，隧道是用獸骨、石器等工具開挖，修筑在可以自身穩(wěn)定而無需支撐的地層中；到了遠(yuǎn)古時(shí)代，隧道是為了生活和軍事防御目的而修建的，這個(gè)時(shí)代隧道的開發(fā)技術(shù)形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)；到了中世紀(jì)，歐洲文明的低潮期，建設(shè)技術(shù)發(fā)展緩慢，隧道技術(shù)沒有顯著的進(jìn)步，但由于對(duì)地下銅、鐵等礦產(chǎn)資源的需求，開始了礦石開采；近代，隨著炸藥的發(fā)明和應(yīng)用，加速了隧道技術(shù)的發(fā)展，城市的發(fā)展修建地下鐵道、上下水道等，使得隧道的技術(shù)得到極大的發(fā)展， 其應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。 我國(guó)在 1949 年以前的近百年里，由于長(zhǎng)期處于半殖民地半封建社會(huì)，經(jīng)濟(jì)落后，地下建筑發(fā)展速度極其緩慢，隧道修建屈指可數(shù)，而且主要依靠人力開挖。 1949 年以來，為改變國(guó)家的經(jīng)濟(jì)布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟(jì)，先后修建了數(shù)十條隧道比重較大的山區(qū)鐵路，使得我國(guó)在鐵路隧道的數(shù)量和施工技術(shù)上有了較大發(fā)展，逐漸掌握了隧道建筑的近代技術(shù)，從人力為主體的施工轉(zhuǎn)向以機(jī)械開挖為主體的施工，技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍。 隧道的現(xiàn)狀和特點(diǎn) 目前隧道的現(xiàn)狀和特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面： （ 1）隧道越修越長(zhǎng) 隨著道路 等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高和隧道設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，公路隧道的修筑長(zhǎng)度從上世紀(jì)初的二、三公里已發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)十公里，長(zhǎng)大公路隧道的成功修建，除了道路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，人們寧繞勿穿觀念的改變外，新的施工工藝，現(xiàn)代通風(fēng)監(jiān)控技術(shù)和許多成功的經(jīng)驗(yàn)起著決定性的作用。 （ 2）曲線隧道逐漸增多 在新的隧道設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)的推動(dòng)下，特別是在總結(jié)公路隧道運(yùn)營(yíng)管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后，現(xiàn)代公路隧道的選線，已完全打破了過去的寧直勿彎的規(guī)則，曲線隧道逐漸增多，國(guó)外更是到處可見。曲線隧道的設(shè)計(jì)，不僅可以避開不良地質(zhì)，而且對(duì)促使行駛 中的司機(jī)，提高警惕和不受出口 “白洞 ”影響，避免引起交通事故很有幫助。 （ 3）雙洞取代單洞 由于單洞雙向交通不能充分利用汽車交通風(fēng)，并且要求通風(fēng)設(shè)備裝機(jī)容量增加，呂玉山：付家滴隧道設(shè)計(jì) 2 特別是單洞雙向交通的事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙洞單向交通。故而近十多年來，雙洞單向交通隧道逐漸取代單洞雙向交通隧道。國(guó)外目前正在將早期 100 多座單洞雙向交通隧道，改變?yōu)殡p洞單向隧道。這對(duì)降低通風(fēng)難度，節(jié)約能量，減少事故很有幫助，而且還可以提高交通量，滿足防災(zāi)救災(zāi)和備戰(zhàn)的要求。 （ 4）隧道服務(wù)水平很高 隨著公路隧道通風(fēng)、照明、監(jiān)控等項(xiàng)技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)代公 路隧道的服務(wù)水平逐漸提高。特別是在一些長(zhǎng)大公路隧道中，高質(zhì)量的照明效果，適應(yīng)不同交通工況和防火救災(zāi)的通風(fēng)系統(tǒng)，完善的交通標(biāo)識(shí)，不同模式的監(jiān)控方法，盡可能詳細(xì)的防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案，齊備的基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)以及定期的檢測(cè)維護(hù)技術(shù)，這些均保證公路隧道具有一個(gè)很高的服務(wù)水平。 （ 5）跨海隧道成為共識(shí) 繼英法海底隧道成功地穿越了英吉利海峽后，隧道方案已成為跨海交通的主要形式。因?yàn)楹５姿淼啦坏苊饬藰蛄悍桨杆鶐淼暮＠恕⑴_(tái)風(fēng)一系列結(jié)構(gòu)力學(xué)問題，而且絲毫不影響海面航道交通和自然景觀，香港的海底隧道就是顯著的例子。海峽隧道、國(guó) 內(nèi)的瓊州海峽隧道、勃 海灣隧道等。對(duì)于較長(zhǎng)的海底隧道，毫無疑問利用鐵路的擺度方案明顯地優(yōu)于公路直通方案。 （ 6）單功能向多功能轉(zhuǎn)變 旅游觀光是現(xiàn)代長(zhǎng)大公路隧道的另一顯明特點(diǎn)，突出的例子有英吉利海峽隧道、東京灣隧道、香港灣隧道、上海延安東路隧等。人們不僅將隧道當(dāng)作是交通通道，而且視其為旅游觀光場(chǎng)所。 隧道未來發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 隧道技術(shù)的發(fā)展表明：今后隧道技術(shù)的研究方向?yàn)榉潜频臋C(jī)械化施工、合理規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)、設(shè)計(jì)可靠合理、使用安全等方面。重視隧道設(shè)計(jì)前的水文地質(zhì)調(diào)查、勘測(cè)的預(yù)設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)）工作，必須 進(jìn)行施工中的地質(zhì)超前預(yù)提及變位量測(cè)工作，處理好隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和支護(hù)時(shí)間、通風(fēng)方式的選擇與方案的設(shè)計(jì)，及時(shí)進(jìn)行信息化反饋施工設(shè)計(jì)。這種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工、動(dòng)態(tài)管理是符合地下工程不確定性客觀規(guī)律的，是克服施工中不確定性因素的重要手段，是確保安全、可靠、適用、優(yōu)質(zhì)建成工程的關(guān)鍵。隧道修建完成后，運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、防災(zāi)救災(zāi)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也是未來主要研討課題。 二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 本隧道設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)之 付家滴 隧道位于 云陽(yáng)縣向陽(yáng)鄉(xiāng)道班灣 ， 付家滴 隧道 起止樁號(hào)為 K6+996～K7+340，全長(zhǎng) 344m。 通過對(duì)隧道區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及當(dāng)?shù)?自然地貌與氣象的考慮并結(jié)合安全、經(jīng)濟(jì)等方面的因素所設(shè)計(jì)的隧道，將體現(xiàn)出公路隧道便捷、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。 選題目的與意義 目的：學(xué)生通過本階段對(duì)隧道平、縱斷面計(jì)、隧道橫斷面和洞門的確定、隧道防排水設(shè)計(jì)以及隧道施工方法和施工組織甚至包括通風(fēng)、照明環(huán)保等各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，掌握隧道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、基本原理、設(shè)計(jì)方法、主要技術(shù)，結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、強(qiáng)度檢算、施工組織與管理、計(jì)算機(jī)繪圖等各知識(shí)環(huán)節(jié)的知識(shí)。為畢業(yè)后參加工程建設(shè)，盡早適應(yīng)快節(jié)奏、高效率工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)及施工打下堅(jiān)實(shí)基 礎(chǔ)。 意義：畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程教學(xué)中的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)四年來所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和實(shí)踐，是提升專業(yè)學(xué)術(shù)水平、實(shí)踐能力和學(xué)以致用的重要手段，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才目標(biāo)的具體體現(xiàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅要求獨(dú)立完成設(shè)計(jì)成果，掌握設(shè)計(jì)理論、方法和相關(guān)技術(shù)，還會(huì)培養(yǎng)我們分析、解決問題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關(guān)設(shè)計(jì)、施工等具體實(shí)踐工作奠定基礎(chǔ)。 呂玉山：付家滴隧道設(shè)計(jì) 4 第 2 章 設(shè)計(jì)原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)原則 隧道設(shè)計(jì)遵循安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，在遵守交通部頒發(fā) 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ —2020）的同時(shí)，借鑒、參考國(guó)外公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范及國(guó)內(nèi)外若干條件隧道的實(shí)例，按新奧法理論，結(jié)合隧道的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CJJ3790） （ 2）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B012020） （ 3）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D702020） （ 4）《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ） （ 5）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ04209） （ 6）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（ GB501082020） （ 7）《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ01194） （ 8）《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ00489） （ 9）《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D402020） （ 10）《鐵路隧道設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國(guó)鐵路出版社 1995 年版 （ 11）《中華人民共和國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文（公路工程部分）》 （ 12）交通部《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》（ 1996 年 1 月 1 日） 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 隧道按 二級(jí)公路雙向 隧道設(shè)計(jì)。采用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下： （ 1） 行 車速度：隧道設(shè)計(jì)車速為 40 hKm/ 。 （ 2） 隧道建筑限界：限界凈寬： ；行車道寬度： 2? ；限界凈高： 5m （ 3） 設(shè)計(jì)交通量： 交通量： 3925 輛 /日；高峰小時(shí)交通量： 589 輛 /h 。 （ 4） 行駛方向：雙 向行駛 （ 5） 設(shè)計(jì)荷載：公路 II 級(jí) （ 6） 隧道 縱坡度： % （ 7） 隧道內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)： 二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 CO 允許濃度： 正常行使時(shí)為 150 ppm 發(fā)生事故時(shí)，短時(shí)間（ 20min ）以內(nèi)，為 300 ppm 煙霧允許濃度： 正 常營(yíng)運(yùn)時(shí)為 1?m 當(dāng)煙霧濃度 為 1?m ， 采用交通管制 進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)為 1?m （ 8）隧道縱向風(fēng)速小于 7 sm/ 呂玉山：付家滴隧道設(shè)計(jì) 6 第 3 章 工程概況 地理位置、地形地貌 付家滴 隧道位于 云陽(yáng)縣向陽(yáng)鄉(xiāng)道班灣 ，起止樁號(hào)為 3407~9966 ?? KK ，全長(zhǎng)344m。 通過對(duì)隧道區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及當(dāng)?shù)刈匀坏孛才c氣象的考慮并結(jié)合安全、經(jīng)濟(jì)等方面的因素所設(shè)計(jì)的隧道，將體現(xiàn)出公路隧道便捷、節(jié)能、經(jīng)濟(jì) 、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。隧道進(jìn)出口位于曲線上，路線設(shè)計(jì)縱坡 % 隧道區(qū)的地層主要為：第四系全新統(tǒng)填筑土層（ meQ ） 、殘坡積層（ 114 deQ? ） 、殘坡積層（ 114 deQ? ）、沖洪積層（ 114 paQ? ） 和中生界侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組（ zJ1 ） 。 氣象、水文 云陽(yáng)處于北回歸線以北的東南中亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū) ，四川盆地中亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)，春早、夏熱、秋涼、冬暖。初夏雨量充沛，盛夏炎熱多伏旱，秋多綿雨，冬少日照。年平均氣溫 ℃。 1 月平均氣溫 ℃。 7 月平均氣溫 ℃。年平均日照數(shù) 小時(shí)。年平均降水量 毫米。無霜期 304 天。 因長(zhǎng)江橫貫其中，南北各有 2 條支流，頗多小溪，全縣共有較大溪河 13 條，主要有長(zhǎng)江、彭溪河、長(zhǎng)灘河、湯溪河、磨刀溪河，總長(zhǎng) 公里。長(zhǎng)江在縣境流程 公里，總流域面積 萬(wàn)平方公里。平地有路陽(yáng)壩、高陽(yáng)壩、漁塘壩、洞溪壩、木古壩等河谷低壩和山間平壩，占全縣 面積的 %。丘陵主要分布在磨刀溪、激湯溪、彭溪等河流平行嶺谷區(qū)的河谷地帶，占全縣面積的 %。年徑流總量 億立方米。 隧道規(guī)模 付家滴 隧道位于 云陽(yáng)縣向陽(yáng)鄉(xiāng)道班灣 ，起止樁號(hào)為 3407~9966 ?? KK ，全長(zhǎng)344m。 隧道為雙向行駛，進(jìn)出口都位于曲線上。 工程地質(zhì)情況 地形地貌 隧址區(qū)為構(gòu)造剝蝕侵蝕低山地貌。最高點(diǎn)高程 772 m ，位于東側(cè)坡頂，最低點(diǎn)高二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 程為 ，位于北西側(cè)斜坡坡腳西牛河一帶，相對(duì)高差約為 . 地層巖性 根據(jù)地面工程地質(zhì)測(cè)繪及鉆探揭露，隧址區(qū)的地層主要為 第四系全新統(tǒng)填筑土層（ meQ ） 、殘坡積層（ 114 deQ? ） 、殘坡積層（ 114 deQ? ）、沖洪積層（ 114 paQ? ） 和中生界侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組（ zJ1 ） 。 其特征由老到新分述如下： (1) 第四系全新統(tǒng)填筑土層（ meQ ） 人工填筑土：密實(shí)，主要成分為灰?guī)r碎片，次棱角狀，粒徑 1~6cm ，含量 35%~90%，其余成分為亞粘土，黃褐色，可塑，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)，主要分布于原有公路位置隧道進(jìn)口一帶 ，厚度 3cm 左右，回填時(shí)間 45 年。 (2) 第四系 殘坡積層（