【文章內(nèi)容簡介】 隙水的影響，有滲水或滴水 現(xiàn)象 。 K126+110～ K127+375 段圍巖級別為 Ⅳ 級，該段圍巖長 1265m，深一般新黃土和老黃土，少量泥巖，節(jié)理裂隙極發(fā)育，呈松散結(jié)構(gòu)，圍巖易坍塌，側(cè)壁可能發(fā)生小坍塌，受大氣降水影響，局部有滲水現(xiàn)象。 K127+375～ K127+685 段圍巖級別為 Ⅴ 級，該段圍巖長 310m,一般新黃土，局部老黃土，在影響厚度范圍內(nèi)存在老黃土的段落受大氣降水及地表黃土層空隙水影響，局部有滲水、滴水現(xiàn)象。 蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 3 第 2 章 總體設(shè)計 選址考慮 隧道總體設(shè)計應(yīng)遵循以下原則： （ 1）在地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會人文和環(huán)境等調(diào)查基礎(chǔ)上，綜合必選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。地質(zhì)條件很差時，特長隧道的位置應(yīng)控制路線走向，以避開不良地質(zhì)地段；長隧道位置亦應(yīng)盡可能避開不良地質(zhì)地段，并與路線走向綜合考慮；中、短隧道可 服從路線走向。 （ 2）根據(jù)公路等級和設(shè)計速度確定車道數(shù)和建筑界限。在滿足隧道功能和結(jié)構(gòu)受力良好的前提下，確定經(jīng)濟合理的斷面內(nèi)輪廓。隧道內(nèi)外、縱線形應(yīng)協(xié)調(diào)，以滿足行車的安全、舒適要求。 （ 3）根據(jù)隧道長度、交通量及其構(gòu)成、交通方向及環(huán)保要求等，選擇合理的通風(fēng)方式，確定通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控等機電設(shè)施的設(shè)置規(guī)模。 （ 4）應(yīng)結(jié)合公路等級、隧道長度、施工方法、工期和運營要求，對隧道內(nèi)外防排水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、輔助通道、棄渣處理、管理設(shè)施、交通工程設(shè)施、環(huán)境保護等做綜合考慮。 （ 5）當隧道與相鄰建筑物互有影響時，應(yīng)在 設(shè)計與施工中采取必要的措施。后坡隧道位置選擇包括洞身位置和洞口位置的選擇兩項，主要以地形、地質(zhì)為主等進行綜合考慮，宜首先排除顯著不良地質(zhì)地段，按地形條件擬定隧道及接線方案，在進行深入的地址調(diào)查，綜合各方面因素，選定隧道位置。 洞口選址及線型考慮 （ 1）隧道洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，著重考慮隧道仰坡、邊坡的穩(wěn)定，保證施工及運營的安全，并結(jié)合洞口有關(guān)工程及施工條件，綜合研究比選確定。一般情況隧道宜早進洞、晚出洞。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探資料，隧道上行線進口位于黃土斜坡上，洞口前緣及兩側(cè)發(fā)育 有黃土沖溝，黃土斜坡地表多為田坎，坡形較完整，坡度 54176。～ 63176。，風(fēng)積黃土層厚 ～ ；上行線出口位于黃土緩坡上，地形相對較平坦，地表為農(nóng)田，坡度約， 25176。～ 28176。風(fēng)積黃土層厚度 ～ 。兩側(cè)洞口段均未發(fā)現(xiàn)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，土體現(xiàn)處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是必須切實解決好防排水及邊仰坡防護問題，洞口應(yīng)避免大量開挖，防止造成較大面積的土體失穩(wěn)。 隧址區(qū)地表覆蓋層以上由風(fēng)積黃土、飽和黃土、一般新黃土、下伏老黃土和泥巖為主。由于地層形成時代較新，故受地質(zhì)構(gòu)造變動影響較小，節(jié)理較發(fā)育。巖土體受風(fēng)化蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 4 作 用、膠結(jié)程度等自身結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響，力學(xué)性質(zhì)上呈強度低，硬度小，成巖作用差，巖體整體性較好的特點。該地區(qū)地下水資源匱乏且地下水對混凝土無腐蝕性。 因此，后坡隧道根據(jù)上述分析，并結(jié)合地質(zhì)圖，隧道為小曲率隧道，詳細情況請參見本隧道畢業(yè)設(shè)計相關(guān)圖紙。 縱斷面設(shè)計 本隧道的基本坡道形式設(shè)為單坡。坡道形式的選擇依據(jù)和縱坡坡度的主要控制因素為通風(fēng)問題。隧道的縱坡以不防礙排水的緩坡為宜，坡度過大，對汽車行駛、隧道施工和養(yǎng)護管理都不利。單向通行的隧道設(shè)計成單坡對通風(fēng)是非常有利的，因汽車都是單坡行駛，發(fā) 動機產(chǎn)生的有害氣體少 ，對通風(fēng)有利。因此，隧道縱坡整體設(shè)計為 單坡 ,i=%，L=1660m。 橫斷面設(shè)計 建筑限界 后坡隧道的建筑限界按 100km/h 時速設(shè)計，建筑限界取值如下： 表 建筑限界設(shè)置（單位： m） 設(shè)計速 度（ km/h） 車 道 寬 度W 硬路肩寬度 檢修道寬度 凈寬 凈高 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 100 2? 緊急停車帶及橫向通道 緊急停車帶及橫向通道橫斷面均采 用《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG D702020）設(shè)計速度 v=100km/h 的標準斷面。 緊急停車帶拱頂部采用 R=747cm 圓弧，拱下部采用 R=543cm 圓弧，側(cè)墻采用R=820cm 大半徑圓弧，仰拱半徑為 1800cm，仰拱與側(cè)墻間采用 R=150cm 小半徑圓弧連接。緊急停車帶路面寬度為 ，拱頂高 792cm。緊急停車帶寬度包括右側(cè)硬路肩為，緊急停車帶建筑限界凈寬 ，凈高 。 橫向通道包括行車橫洞及人行橫洞。行車橫洞斷面按單心圓直墻式襯砌設(shè)計，建筑限界凈寬 ，凈高 。 人行橫洞斷面按單心圓直墻式襯砌設(shè)計，建筑限界凈寬 ，凈高 。 內(nèi)輪廓設(shè)計 隧道主洞橫斷面采用《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG D702020）設(shè)計速度 v=100km/h的標準斷面。主洞拱部采用 R=570cm 單心半圓，側(cè)墻采用 R=820cm 大半徑圓弧，仰拱蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 5 半徑為 1500cm，仰拱與側(cè)墻間采用 R=100cm 小半徑圓弧連接。主洞內(nèi)路面寬度為，拱頂高 。 隧道內(nèi)輪廓建筑限界行車道中心線隧道中心線R2 =8 20R2 =8 20R4=15002%O 1R1=570O 2O 3O 2O 41 9176。59176。75 50 3 7 5 3 7 5 1 0 0 751 1 4 0735100110250200501 0 023510011025268R100165設(shè)計標高12176。404014176。 圖 隧道內(nèi)輪廓及建筑限界設(shè)計圖 蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 6 第 3 章 洞口設(shè)計 洞口段地質(zhì)評價 根據(jù)工程地質(zhì)調(diào) 查 及鉆探資料得知： 隧道 上行線進口洞口位于黃土斜坡上，洞口前緣及兩側(cè)發(fā)育有黃土沖溝，黃土斜坡地表多為田坎，坡形較完整，坡度約 54～ 63176。，風(fēng)積黃土層厚 ～ 米，鉆孔深度范圍內(nèi)未見有地下水，其土石等級屬 Ⅰ ～ Ⅱ 類，洞口開挖時建議邊仰坡率為 1： ～。 隧道上行線出洞口位于黃土緩坡上，地形相對較平坦，地表為農(nóng)田，坡度約 25176?！?8176。，風(fēng)積黃土層厚 ～ 米，鉆孔深度范圍內(nèi)未見有地下水，其土石等級屬 Ⅰ ～Ⅱ 類，洞口開挖時建議邊仰坡率為 1： ～ 。 隧道兩端洞口應(yīng)同時切實解決好防排水及邊仰坡防護問 題。兩側(cè)洞口段未發(fā)現(xiàn)滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，土體現(xiàn)處于穩(wěn)定狀態(tài)，洞口應(yīng)避免大量開挖，防止造成較大面積的土體失穩(wěn)。 洞口設(shè)計 洞門類型選擇 根據(jù)地質(zhì)評價本隧道進口端圍巖較松軟，應(yīng)避免大挖大刷，故采用削竹式洞門；出口端圍巖地質(zhì)較穩(wěn)定，故洞口擬采用端墻式洞門。 洞口設(shè)計 在洞口工程設(shè)計中，將洞口工程作為一項重要的景觀設(shè)計，同時滿足安全功能與景觀功能，從而實現(xiàn)隧道景觀與自然景觀的有機結(jié)合。根據(jù)洞口地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件，著重考慮邊、仰坡的穩(wěn)定，同時貫徹 “早進洞、晚出洞 ”的原則，確定洞門位 置和形式，使其與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。后坡隧道進口洞門為削竹式洞門，出口端洞門為端墻式洞門。隧道洞口工程設(shè)計始終堅持 “保護生態(tài)、保護環(huán)境 ”的設(shè)計理念，隧道洞口開挖避免了大挖大刷，較好地控制了隧道仰坡高度，隧道邊坡及仰坡主要采用菱形框架內(nèi)種草的綠色護面。端墻地基均采用水泥穩(wěn)定砂礫換填，地基承載力不小于 250kPa。菱形框架護腳地基均采用 60cm 厚水泥石灰穩(wěn)定土換填，地基承載力不小于 200kPa。隧道洞門端墻及帽石采用粗料石飾板貼面，明洞拱圈外緣采用漢白玉飾面。在隧道進出口上下行線間設(shè)了回車匝道 ,以確保隧道運營管理 安全、方便。 蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 7 第 4 章 隧道防排水 防排水要求 水對隧道的危害是多方面的，漏水的長期作用可能造成隧道的侵蝕破壞，危害隧道的結(jié)構(gòu)耐久性；寒冷地區(qū)，尤其是嚴寒地區(qū)，隧道襯砌滲水反復(fù)的凍融循環(huán)在襯砌的內(nèi)部造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞；隧道漏水還將使隧道拱部和側(cè)墻產(chǎn)生冰凌侵入凈空；隧道滴水將使路面結(jié)冰，降低輪胎與路面的附著力，惡化隧道的營運條件，危及行車安全；隧道滲漏水還將極大地降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的使用功能和壽命。因此，隧道的防排水環(huán)節(jié)至關(guān)重要，不容忽視。 一般規(guī)定： （ 1）拱部、邊墻、路面、設(shè)備箱洞不滲水； （ 2）有凍害地段的隧道襯砌背后不積水，排水溝不凍結(jié)； （ 3）車行橫通道、人行橫通道等服務(wù)通道拱部不滴水，邊墻不淌水。 當隧道內(nèi)滲水引起地表水減少，影響居民生產(chǎn)、生活用水時，應(yīng)對圍巖采取堵水措施，減少地下水的滲漏，同時應(yīng)注意保護自然環(huán)境。 高速公路隧道的防水要求，隧道采用復(fù)合式襯砌時，在初期支護與二次襯砌之間應(yīng)設(shè)置防水板及無紡布。要求： ① 無紡布密度不小于 300g/m2； ② 防水板應(yīng)采用易于焊接的防水卷材，厚度不小于 ，接縫搭接長度不小于 100mm。二次襯砌應(yīng)滿足抗?jié)B要求。 排水要求：隧道洞內(nèi)宜按地下 水和運營清洗污水、消防污水分離排放的原則設(shè)置縱向排水系統(tǒng)，應(yīng)能保證排水暢通，避免洞內(nèi)積水。 防排水原則 隧道防排水應(yīng)根據(jù) “防、排、截、堵結(jié)合，綜合治理 ”的原則，采取切實可靠的設(shè)計、施工措施，達到防水可靠、排水暢通、經(jīng)濟合理、不留后患的目的。 隧道防排水工作，應(yīng)結(jié)合水文地質(zhì)條件、施工技術(shù)水平、材料來源和成本等，因地制宜，選擇適宜的方法，以滿足保證使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的 “正常使用和行車安全 ”的目的。 后坡隧道的防排水措施 洞外防排水 隧道洞口均設(shè)置截水溝、排水溝疏導(dǎo)地表水，洞頂排水溝距邊、仰 坡開挖線距離不小于 2m。各級碎落臺均設(shè) 10cm 厚 C15 混凝土壓頂，明洞回填頂面設(shè)置 1m 厚粘土隔水蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 8 層，下設(shè)一層 JFM1 加筋復(fù)合土工膜。排水構(gòu)造物開挖基坑后，對基底進行夯實 ,壓實度不小于 90%。排水設(shè)施每隔 10ｍ或地質(zhì)變化處設(shè)一道瀝青麻絮沉降縫。排水設(shè)施底部均鋪設(shè)一層 JFM1 加筋復(fù)合土工膜，其搭接長度不小于 50cm。排水構(gòu)造物縱坡大于10％時，每隔 4m 設(shè)一道底寬 1m 的防滑坎。施工時根據(jù)實際地形合理布置，且應(yīng)設(shè)置在原狀土上。施工時做好周圍陷穴、沖溝等不良地質(zhì)的處理，確保排水構(gòu)造物安全、穩(wěn)定。使隧道排水與路基排 水形成一個完善的排水系統(tǒng)，以確保安全、暢通。 洞內(nèi)防排水 洞內(nèi)防排水設(shè)施主要有：隧道暗埋段完成一次襯砌或初期支護后，模注襯砌外全斷面鋪設(shè) 1mm 厚 EVA 復(fù)合防水板， Ⅳ 級圍巖襯砌施工縫處設(shè)遇水膨脹止水條， Ⅴ 、 Ⅵ 級圍巖襯砌施工縫處設(shè)橡膠止水帶。襯砌墻腳外側(cè)設(shè)縱向波紋管及碎石集水場、仰拱內(nèi)設(shè)置縱向透水管、仰拱下設(shè)置橫向波紋管，通過橫向波紋管將水導(dǎo)入仰拱下中心水溝，然后排出洞外。仰拱內(nèi)橫向排水管在 Ⅴ 、 Ⅵ 級圍巖間距為 5ｍ， Ⅳ 級圍巖間距為 10ｍ。仰拱下橫向排水管在 Ⅵ 級圍巖間距為 5m，在 Ⅴ 級圍巖間距為 10m,在 Ⅳ 級圍巖間距為 30m。裂隙水發(fā)育段每 5m 設(shè)一道環(huán)向透水盲溝，其余地段襯砌每 20m 設(shè)一道環(huán)向透水盲溝，環(huán)向透水盲溝均與墻腳盲溝連通，縱、環(huán)向排水管以及縱、橫向排水管均采用三通連接。明洞防排水采用在墻腳外側(cè)設(shè)置砂礫盲溝，盲溝底部設(shè)置縱向排水管，沿襯砌外側(cè)全斷面設(shè)置防水層，并在明洞頂及仰坡外側(cè)設(shè)置完善的排水系統(tǒng)，使地表水能順利排出洞口進入邊溝。隧道洞內(nèi)中心水溝與路面同坡，每間隔 50m 設(shè)一檢查井，以備檢查清淤，正洞與行車橫洞交叉處增設(shè)一檢查井。施工時應(yīng)嚴格控制蓋板頂標高與路面標高保持一致。隧道路緣邊溝每隔 100m 設(shè)一 處路緣沉沙井，以便清理洞內(nèi)邊溝淤泥。隧道緊急停車帶中心水溝底比主洞中心水溝底低 67cm, 其水溝底坡度須做適當調(diào)整與主洞中心水溝順接。隧道在離洞門 50m 范圍內(nèi)每隔 10ｍ處及襯砌結(jié)構(gòu)變化處設(shè)一道沉降縫，橡膠止水帶設(shè)于隧道沉降縫處。隧道 Ⅴ 、 Ⅵ 級圍巖襯砌施工縫設(shè) 302 型橡膠止水帶， Ⅳ 級圍巖襯砌施工縫設(shè) 2? 2 遇水膨脹止水條。 蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 9 第 5 章 初期支護計算 后坡公路隧道，圍巖級別為 Ⅵ 級，采用復(fù)合式襯砌，下面用收斂 —約束法對其初期支護進行驗算。 確定計算參數(shù) （ 1）按工程類比 法確定的支護參數(shù) 表 支護參數(shù)表 （ 2）隧道幾何尺寸及圍巖計算參數(shù) 表 隧道幾何尺寸及圍巖計算參數(shù) 注： ① 表中初始應(yīng)力 Hp ??0 ② 表中隧道當量半徑 a 為將隧道視為圓形式圓的半徑。 此隧道的開挖高度 F=1052cm,開挖寬度 B=1302cm，所以 a=651cm.