【文章內(nèi)容簡介】 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)設計 1 第 1 章 緒 論 隧道的產(chǎn)生 隧道最早出現(xiàn)在原始時代，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；到了遠古時代，隧道是為了生活和軍事防御目的而修建的，這個時代隧道的開發(fā)技術形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術的基礎；到了中世紀，歐洲文明的低潮期，建設技術發(fā)展緩慢，隧道技術沒有顯著的進步，但由于對地下銅、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)明和應用，加速了隧道技術的發(fā)展，城市的發(fā)展修建地下鐵道、上下水道等，使得隧道的技術得到極大的發(fā)展， 其應用范圍迅速擴大。 我國在 1949 年以前的近百年里，由于長期處于半殖民地半封建社會，經(jīng)濟落后，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，為改變國家的經(jīng)濟布局，發(fā)展內(nèi)地和山區(qū)的經(jīng)濟，先后修建了數(shù)十條隧道比重較大的山區(qū)鐵路，使得我國在鐵路隧道的數(shù)量和施工技術上有了較大發(fā)展，逐漸掌握了隧道建筑的近代技術，從人力為主體的施工轉(zhuǎn)向以機械開挖為主體的施工，技術上有了質(zhì)的飛躍。 隧道的現(xiàn)狀和特點 目前隧道的現(xiàn)狀和特點包括以下幾個方面： （ 1）隧道越修越長 隨著道路 等級標準的逐漸提高和隧道設計理論和施工技術的不斷改進，公路隧道的修筑長度從上世紀初的二、三公里已發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)十公里，長大公路隧道的成功修建，除了道路等級標準要求的提高，人們寧繞勿穿觀念的改變外，新的施工工藝，現(xiàn)代通風監(jiān)控技術和許多成功的經(jīng)驗起著決定性的作用。 （ 2）曲線隧道逐漸增多 在新的隧道設計理論和施工技術的推動下，特別是在總結(jié)公路隧道運營管理的實踐經(jīng)驗后，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，國外更是到處可見。曲線隧道的設計，不僅可以避開不良地質(zhì)，而且對促使行駛 中的司機，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，并且要求通風設備裝機容量增加，呂玉山：付家滴隧道設計 2 特別是單洞雙向交通的事故率遠遠高于雙洞單向交通。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。這對降低通風難度，節(jié)約能量，減少事故很有幫助，而且還可以提高交通量，滿足防災救災和備戰(zhàn)的要求。 （ 4）隧道服務水平很高 隨著公路隧道通風、照明、監(jiān)控等項技術的不斷完善，現(xiàn)代公 路隧道的服務水平逐漸提高。特別是在一些長大公路隧道中，高質(zhì)量的照明效果，適應不同交通工況和防火救災的通風系統(tǒng)，完善的交通標識，不同模式的監(jiān)控方法，盡可能詳細的防災救災預案，齊備的基礎信息管理系統(tǒng)以及定期的檢測維護技術，這些均保證公路隧道具有一個很高的服務水平。 （ 5）跨海隧道成為共識 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。因為海底隧道不但避免了橋梁方案所帶來的海浪、臺風一系列結(jié)構(gòu)力學問題，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 內(nèi)的瓊州海峽隧道、勃 海灣隧道等。對于較長的海底隧道，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)代長大公路隧道的另一顯明特點，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。人們不僅將隧道當作是交通通道，而且視其為旅游觀光場所。 隧道未來發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 隧道技術的發(fā)展表明：今后隧道技術的研究方向為非爆破的機械化施工、合理規(guī)劃與環(huán)境保護、設計可靠合理、使用安全等方面。重視隧道設計前的水文地質(zhì)調(diào)查、勘測的預設計（初步設計）工作，必須 進行施工中的地質(zhì)超前預提及變位量測工作，處理好隧道支護結(jié)構(gòu)形式和支護時間、通風方式的選擇與方案的設計，及時進行信息化反饋施工設計。這種動態(tài)設計、動態(tài)施工、動態(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)建成工程的關鍵。隧道修建完成后，運營監(jiān)控、防災救災的優(yōu)化設計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)設計 3 本隧道設計 本設計之 付家滴 隧道位于 云陽縣向陽鄉(xiāng)道班灣 ， 付家滴 隧道 起止樁號為 K6+996～K7+340，全長 344m。 通過對隧道區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及當?shù)?自然地貌與氣象的考慮并結(jié)合安全、經(jīng)濟等方面的因素所設計的隧道，將體現(xiàn)出公路隧道便捷、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保等優(yōu)點。 選題目的與意義 目的：學生通過本階段對隧道平、縱斷面計、隧道橫斷面和洞門的確定、隧道防排水設計以及隧道施工方法和施工組織甚至包括通風、照明環(huán)保等各個環(huán)節(jié)的設計，掌握隧道設計的主要內(nèi)容、基本原理、設計方法、主要技術，結(jié)構(gòu)計算分析、強度檢算、施工組織與管理、計算機繪圖等各知識環(huán)節(jié)的知識。為畢業(yè)后參加工程建設，盡早適應快節(jié)奏、高效率工程勘測、設計及施工打下堅實基 礎。 意義：畢業(yè)設計是土木工程教學中的重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對四年來所學知識的總結(jié)和實踐，是提升專業(yè)學術水平、實踐能力和學以致用的重要手段，是培養(yǎng)應用型人才目標的具體體現(xiàn)。畢業(yè)設計不僅要求獨立完成設計成果，掌握設計理論、方法和相關技術，還會培養(yǎng)我們分析、解決問題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關設計、施工等具體實踐工作奠定基礎。 呂玉山：付家滴隧道設計 4 第 2 章 設計原則及技術標準 設計原則 隧道設計遵循安全、經(jīng)濟、合理的原則，在遵守交通部頒發(fā) 《公路隧道設計規(guī)范》（ —2020）的同時，借鑒、參考國外公路隧道設計規(guī)范及國內(nèi)外若干條件隧道的實例，按新奧法理論，結(jié)合隧道的實際情況進行設計。 設計依據(jù) （ 1）《城市道路設計規(guī)范》（ CJJ3790） （ 2）《公路工程技術標準》（ JTG B012020） （ 3）《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702020） （ 4）《公路隧道通風照明設計規(guī)范》（ ） （ 5）《公路隧道施工技術規(guī)范》（ JTJ04209） （ 6）《地下工程防水技術規(guī)范》（ GB501082020） （ 7）《公路路線設計規(guī)范》（ JTJ01194） （ 8）《公路工程抗震設計規(guī)范》（ JTJ00489） （ 9）《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（ JTG D402020） （ 10）《鐵路隧道設計手冊》中國鐵路出版社 1995 年版 （ 11）《中華人民共和國工程建設標準強制性條文（公路工程部分）》 （ 12）交通部《公路工程基本建設項目設計文件編制辦法》（ 1996 年 1 月 1 日） 主要技術標準 隧道按 二級公路雙向 隧道設計。采用的主要技術標準如下： （ 1） 行 車速度：隧道設計車速為 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） 設計交通量： 交通量： 3925 輛 /日；高峰小時交通量： 589 輛 /h 。 （ 4） 行駛方向：雙 向行駛 （ 5） 設計荷載：公路 II 級 （ 6） 隧道 縱坡度： % （ 7） 隧道內(nèi)衛(wèi)生標準： 二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設計 5 CO 允許濃度： 正常行使時為 150 ppm 發(fā)生事故時，短時間（ 20min ）以內(nèi)，為 300 ppm 煙霧允許濃度： 正 常營運時為 1?m 當煙霧濃度 為 1?m ， 采用交通管制 進行養(yǎng)護時為 1?m （ 8）隧道縱向風速小于 7 sm/ 呂玉山：付家滴隧道設計 6 第 3 章 工程概況 地理位置、地形地貌 付家滴 隧道位于 云陽縣向陽鄉(xiāng)道班灣 ，起止樁號為 3407~9966 ?? KK ，全長344m。 通過對隧道區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及當?shù)刈匀坏孛才c氣象的考慮并結(jié)合安全、經(jīng)濟等方面的因素所設計的隧道，將體現(xiàn)出公路隧道便捷、節(jié)能、經(jīng)濟 、環(huán)保等優(yōu)點。隧道進出口位于曲線上，路線設計縱坡 % 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 云陽處于北回歸線以北的東南中亞熱帶濕潤氣候區(qū) ，四川盆地中亞熱帶濕潤區(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。年平均降水量 毫米。無霜期 304 天。 因長江橫貫其中，南北各有 2 條支流，頗多小溪，全縣共有較大溪河 13 條，主要有長江、彭溪河、長灘河、湯溪河、磨刀溪河，總長 公里。長江在縣境流程 公里，總流域面積 萬平方公里。平地有路陽壩、高陽壩、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 云陽縣向陽鄉(xiāng)道班灣 ，起止樁號為 3407~9966 ?? KK ，全長344m。 隧道為雙向行駛，進出口都位于曲線上。 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。最高點高程 772 m ，位于東側(cè)坡頂，最低點高二 O一三屆土木工程（巖土及地下工程方向）畢業(yè)設計 7 程為 ，位于北西側(cè)斜坡坡腳西牛河一帶，相對高差約為 . 地層巖性 根據(jù)地面工程地質(zhì)測繪及鉆探揭露，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，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，干強度中等，韌性中等，無搖振反應，主要分布于原有公路位置隧道進口一帶 ，厚度 3cm 左右，回填時間 45 年。 (2) 第四系 殘坡積層（