【文章內(nèi)容簡介】 生浸潤狀滲水、局部滴狀漏水。 YK121+658～ YK122+399 段 圍巖為微風(fēng)化～未風(fēng)化厚層狀變質(zhì)砂巖、夾中～厚層狀砂質(zhì)板巖，巖性堅硬，巖體完整呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)。圍巖類別為Ⅱ類； YK171+950～ YK172+399 段巖層走向與洞身軸線小角度相交且傾角平緩，頂板可能產(chǎn)生塌落。圍巖為弱透水層，可能產(chǎn)生浸潤狀滲水、局部滴狀漏水，節(jié)理裂隙發(fā)育段可能產(chǎn)生線狀滴水。 橫斷面設(shè)計要點 隧道凈 空斷面除應(yīng)符合建筑限界的規(guī)定以外，還應(yīng)考慮通風(fēng)設(shè)備及排水、照明、消防、監(jiān)控、管線電纜等設(shè)施所需的空間，并考慮土壓影響，施工方法等必要的富裕量。經(jīng)綜合考慮該隧道采用曲墻式斷面構(gòu)造。 凈空 經(jīng)過斷面優(yōu)化分析后確定隧道凈空斷面為單心圓。內(nèi)空考慮了側(cè)墻預(yù)留裝修層5cm，拱部考慮了施工誤差 5cm，凈高 ，并預(yù)留 20cm，拱頂部可安裝一組（兩臺）直徑Φ 1120mm 的射流風(fēng)機，通訊、消防、配電洞室等在側(cè)墻部位另留空間。 （ 1）隧道橫斷面采用錨噴支護復(fù)合模筑混凝土襯砌，內(nèi)夾防排水層。 （ 2）路面采 用單面橫坡，坡度 2%，路面單側(cè)設(shè)排水溝，路基中心設(shè)中心排水溝。 （ 3）橫斷面右側(cè)溝槽設(shè)弱電纜及消防配水管，左側(cè)溝槽設(shè)強電電纜。 （ 4）緊急停車帶凈空斷面增加緊急停車帶寬 ，其它同標準斷面 12 隧道凈空與限界的基本概念 隧道凈空：隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，根據(jù)“隧道建筑限界”確定的。 隧道建筑限界：為了保證隧道內(nèi)各種交通的正常運行與安全，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 范 圍 。 H建筑限界高度； W行車道寬度； LL左側(cè)向?qū)挾龋?LR右側(cè)向?qū)挾龋?C余寬； J檢修道 寬度； R人行道寬度； h檢修道或人行道的高度； EL建筑限界左頂角寬度， EL=LL； ER建筑限界右頂角寬度，當 LR≤ 1m 時， ER=LR, 當 LR＞ 1m 時 ,ER=1m 建筑限界高度，高速公路、一級公路、二級公路取 ；三、四級公路取 。 當設(shè)置檢修道或人行道時，不設(shè)余寬；當不設(shè)置檢修道或人行道時，應(yīng)設(shè)不小于25cm 的余寬。 檢修道和人行道的設(shè)計 高速公路和一級公路隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置檢修道。其它等級公路隧道，應(yīng)根據(jù)隧道所在地區(qū)的行人密度、隧道長度、交通量及交通安全等因素確定人行道的設(shè)置 。檢修道或人行道宜雙側(cè)設(shè)置；檢修道或人行道的寬度按表 規(guī)定選?。粰z修道或人行道的高度可按 20— 80cm 取值，并綜合考慮以下因素： 1 檢修人員步行時的安全； 2 緊急情況時，駕乘人員拿取消防設(shè)備方便； 3 滿足其下放置電纜、給水管等的空間尺寸要求。 13 隧道路面橫坡，當隧道為單向交通時，應(yīng)取單面坡；當隧道為雙向交通時，可取雙面坡。坡度應(yīng)根據(jù)隧道長度，平、縱線形等因素綜合分析確定，一般可采用％ — ％。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(yīng)水平置于路面最高處。 隧道內(nèi)輪廓設(shè)計除應(yīng)符合隧道建筑限界的規(guī)定外，還應(yīng)滿足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾的需要，并為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控、營運管理等設(shè)施提供安裝空間，同時考慮圍巖變形、施工方法影響的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全、經(jīng)濟、合理的原則。隧道內(nèi)路側(cè) 邊溝 應(yīng)結(jié)合檢修道、側(cè)向?qū)挾?、余寬等布置，其寬度?yīng)小于側(cè)向?qū)挾?，并布置于車道兩?cè)。 緊急停車帶設(shè)計 長、特長隧道應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶。 雙向行車隧道，其緊急停車帶應(yīng)雙側(cè)交錯設(shè)置。緊急停車帶的寬度，包含右側(cè)向?qū)挾?應(yīng)取 3． 5m，長度應(yīng)取 40m，其中有效長度不得小于 30m。 緊急停車帶的設(shè)置間距不宜大于 750m。 停車帶的路面橫坡，長隧道可取水平，特長隧道可取 0． 5％ — 1． 0％或水平。緊急停車帶建筑限界的構(gòu)成如圖。 14 15 . 橫向通道的設(shè)置 上、下行分離式獨立雙洞的公路隧道之間應(yīng)設(shè)置橫向通道，并符合下列規(guī)定： 1 橫通道的斷面建筑限界一般規(guī)定如圖 。 2 人行橫通道的設(shè)置間距可取 250m，并不大于 500m。 3 車行橫通道的設(shè)置間距可取 750m，并不得大于 1000m；長 1000～ 1500m 的隧道宜設(shè) 1 處，中、短隧道可不設(shè)。 16 第四章 洞門設(shè)計 《規(guī)范》關(guān)于洞口的一般規(guī)定 1 洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件，同時結(jié)合環(huán)境保護、洞外有關(guān)工程及施工條件、營運要求，通過經(jīng)濟、技術(shù)比較確定。 2 隧道應(yīng)遵循“早進洞、晚出洞”的原則，不得大挖大刷，確保邊坡及仰坡的穩(wěn)定。 3 洞口邊坡、仰坡頂面及其周圍，應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置排水溝及截水溝，并和路基排水系統(tǒng)綜合考慮布置。 4 洞門設(shè)計應(yīng)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。 確定洞門位置 洞口位置的確定應(yīng)符合下列要求 1 洞口的邊坡及 仰坡必須保證穩(wěn)定。 2 洞口位置應(yīng)設(shè)于山坡穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好處。 3 位于懸崖陡壁下的洞口，不宜切削原山坡；應(yīng)避免在不穩(wěn)定的懸崖陡壁下進洞。 4 跨溝或沿溝進洞時，應(yīng)考慮水文情況，結(jié)合防排水工程，充分比選后確定。 5 漫坡地段的洞口位置，應(yīng)結(jié)合洞外路塹地質(zhì)、棄渣、排水及施工等因素綜合分析確定。 6 洞口設(shè)計應(yīng)考慮與附近的地面建筑及地下埋設(shè)物的相互影響，必要時采取防范措施。 7 洞門宜與隧道軸線正交；地質(zhì)條件較好； 做好防護 ； 設(shè)置明洞 洞口地質(zhì)條件 常德至吉首巖門界隧道右線洞口入口端均位于山體斜坡下部，斜坡 自然坡度約35176。左右，隧道軸線與地形等高線在右洞為大角度相交，位置較好，覆蓋層為碎石質(zhì)土等殘坡積物，厚度約 ～ ，下伏基巖為弱風(fēng)化硅質(zhì)巖，強度高，巖體破碎呈塊碎石鑲嵌結(jié)構(gòu)。巖層表層裂隙較發(fā)育，在淺部略有張開，往下閉合；巖層走向與線路近正交，傾向與坡向相近，傾角 25～ 35176。，自然邊坡較穩(wěn)定，開挖后易產(chǎn)生崩塌及順層滑動。出口端洞門位于側(cè)沖溝中，溝底地形較緩，地形坡度約 8176。覆蓋層為可塑狀亞粘土，厚度 3m 左右，下伏強弱風(fēng)化炭質(zhì)硅質(zhì)板巖、灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖，巖體破碎，開挖后穩(wěn)定性差。 進出口均位于山體斜 坡下部及沖溝中，洞門以上匯水面積較大，易形成短暫性小洪流，對洞口易產(chǎn)生不利影響，應(yīng)采取截水措施。 確定洞門類型 洞門類型及適用條件 洞門的形式很多，從構(gòu)造形式、建筑材料以及相對位置等可以劃分許多類型。目前，我國公路隧道的洞門形式有 : 端墻式洞門 翼墻式洞門 環(huán)框式洞門 臺階 17 式洞門 柱式洞門 遮光棚式洞門等。 端墻式洞門 適用于巖質(zhì)穩(wěn)定的Ⅲ級以上圍巖和地形開闊的地區(qū)，是最常使用的洞門型式 翼墻式洞門 適用于地質(zhì)較差的Ⅳ級以下圍巖，以及需要開挖路塹的地方。翼墻式洞門由端墻及翼墻組成。翼墻是 為了增加端墻的穩(wěn)定性，同時對路塹邊坡也起支撐作用。其頂面一般均設(shè)置水溝，將端墻背面排水溝匯集的地表水排至路塹邊溝內(nèi) 環(huán)框式洞門 當洞口巖層堅硬、整體性好（ I 級圍巖）、節(jié)理不發(fā)育，路塹開挖后仰坡極為穩(wěn)定，并且沒有較大的排水要求時采用 臺階式洞門 當洞門傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊坡較高時，為減小仰坡高度及外露長度，可以將端墻頂部改為逐步升級的臺階形式，以適應(yīng)地形的特點，減少仰坡土石方開挖量。 遮光棚式洞門 當洞外需要設(shè)置遮光棚時，其入口通常外伸很遠。遮光構(gòu)造物有開放式和封閉式之分，前者遮光板之間是透空 的，后者則用透光材料將前者透空部分封閉。但由于透光材料上面容易沾染塵垢油污，養(yǎng)護困難，所以很少使用后者。形狀上又有喇叭式與棚式之分 洞門形式的選擇 按分類，常德至吉首巖門界隧道右線屬長隧道，基本服從于路線走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結(jié)構(gòu)設(shè)計。洞門形式結(jié)合實際地形、地質(zhì)情況選定。根據(jù)洞門所處地段的地形地貌及工程地質(zhì)條件，遵從“早進洞，晚出洞”的設(shè)計原則，并考慮洞門的實用、經(jīng)濟、美觀等因素，因此本隧道使用翼墻式洞門（帶擋土墻）。翼墻式洞門簡圖見圖 。 %1% 1% 正面 18 ①詳圖 1： 20 側(cè)面 洞門構(gòu)造要求 按《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG2021） ,洞門構(gòu)造要求為： (1)洞門仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離不宜小于 ，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度不小于 ，洞門墻頂高出仰坡腳不小于。 (2)洞門墻應(yīng)根據(jù)實際需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結(jié)合其他工程類比確定。 (3)洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，應(yīng)視地基及地形條件，埋置足夠深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不小于 ，嵌入巖石地基的深度不小于 ；基底標高應(yīng)在最大凍結(jié)線以下不小于 ?；茁裰蒙疃葢?yīng)大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。 (4)松軟地基上的基礎(chǔ)，可采取加固基礎(chǔ)措施。洞門結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗震要求。 驗算滿足條件 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(yīng) 驗算繞墻趾傾覆及沿基底滑動的穩(wěn)定性。驗算時應(yīng)符合表 和表 （《公路隧道設(shè)計規(guī)范》 JTG2021）的規(guī)定，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。 表 洞門墻設(shè)計參數(shù) 19 表 洞門主要驗算規(guī)定 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。， tanε =1，α =6176。； (3)地層容重γ =20KN/m3。 (4)地層計算摩擦角φ =50176。； (5)基底摩擦系數(shù) ； (6)基底控制應(yīng)力【σ】 = 建筑材料的容重和容許應(yīng)力 （ 1）墻端的材料為水泥砂漿片石砌體，片石的強度等級為 Mu100，水泥砂漿的強度等級為 M10。 （ 2）容許壓應(yīng)力【σ a】 =，重度γ t=22KN/ m3。 洞門各部尺寸的擬定 根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG2021），結(jié)合洞門所處地段的工程地質(zhì)條件，擬定洞門翼墻的高度： H=12m；其中基底埋入地基的深度為 1,0m，洞門翼墻與仰坡之間的水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度 ，洞門翼墻與仰坡間的的水溝深度為 ，洞門墻頂高出仰坡坡腳 ，洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為 ，墻厚 ，設(shè)計仰坡為 1:1,具體見圖紙。 洞門土壓力計算 根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG2021），洞門土壓力計算圖示具體見圖 。 20 圖 洞門土壓力計算簡圖 最危險滑裂面與垂直面之間的夾角： 222ta n ta n ta n ( 1 ta n ) ( ta n ta n ) ( ta n ta n ) ( 1 ta n ta n )ta n ta n ( 1 ta n ) ta n ( 1 ta n ta n )w ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 式中 :? —— 圍巖計算摩擦角 。 ε —— 洞門后仰坡坡腳； α —— 洞門墻面傾角 代入數(shù)值可得： tanw = 222ta n 5 0 ta n 6 ta n 4 5 ( 1 ta n 5 0 ) ( ta n 5 0 ta n 4 5 ) ( ta n 5 0 ta n 6 ) ( 1 ta n 6 ta n 4 5 )ta n 4 5 ( 1 ta n 5 0 ) ta n 5 0 ( 1 ta n 6 ta n 4 5 )? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? = 故： w=176。 根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（ JTG— 2021），土壓力為； 2 001 [ ( ) ]2E H h h h b?? ??? ? ? ( ta n ta n ) (1 ta n ta n )ta n ( ) (1 ta n ta n )? ? ? ?? ? ? ? ???? ?? tan tanah ???? ? 式中 : E—— 土壓力（ KN） 。 ? —— 地層重度（ KN/m3） λ —— 側(cè)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=； ξ —— 土壓力計算模式不確定系數(shù)，可取ξ =。 把數(shù)據(jù)代入各式，得： 21 ta n 3 0 . 3 5 ta n 6 ) ( 1 ta n 6 ta n 4 5 )ta n ( 3 0 . 3 5 4 5 ) ( 1 ta n 3 0 . 3 5 ta n 4 5 )? ? ? ? ?