【文章內(nèi)容簡介】 沖溝中存在雨源型地表小徑流，預計有水，旱季水量小或斷流。歷年平均降水量為 毫米。最多年降水量可達 毫米（ 1964 年），最少僅 毫米（ 1969 年），相差 毫米，但平均偏差只有 毫米，可以認為降水量是比較穩(wěn)定的。地下水主要由第四系空隙潛水、基巖裂隙水。區(qū)域內(nèi)總體水文地質(zhì)條件簡單。 不良地質(zhì)現(xiàn)象 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 4 雨季時洪水暴漲，常攜帶泥土、碎石，在溝口形成洪積扇區(qū)，不良地質(zhì)災害主要有滑坡、泥石流。 3 隧道總體設計 5 3 隧道 總體設計 隧道選線方案 柳橋鎮(zhèn)公路隧道位于陜西省華縣境內(nèi)，屬連霍高速公路陜西線西安至潼關段。該公路隧道能有效解決當?shù)亟煌▎栴}，加強地區(qū)間交流，降低運輸成本，節(jié)約運輸時間，促進經(jīng)濟發(fā)展。 本隧道在設計之前有兩種方案進行比選： 方案一：總長為 1725 米，起點樁號為 K63+940，終點樁號為 K65+665，隧道起點地面標高為 1533 米，終點地面標高為 1510 米，為直線型隧道，起止位置地勢平坦，地質(zhì)條件良好，圍巖等級為 II、 IV、 V 級 。 方案二：總長為 1875 米，起點樁號為 K63+830,終點樁號為 K65+705,隧道起點地面標高為 1503 米，終點地面標高為 1580 米，為直線型隧道，起止位置地勢較為平坦，地質(zhì)條件良好，圍巖等級為 II、 IV、 V 級 。 現(xiàn)從各個方面進行比較如表 ，確定推薦方案。 表 項目 方案一 方案二 隧道線性 長度 1725 米為直線型隧道 長度 1875 米為直線型隧道 隧道起點高程 1533 米 1503 米 隧道終點高程 1510 米 1580 米 隧道軸線與地形的關系 隧道進出口皆與等高線正交。 隧道進口為正交，出口與等高線有一定的傾斜角度。 施工難度 隧道線路較短，修建過程中填挖方數(shù)量不大 ，施工進度快。 隧道線路較長，施工速度慢。 營運及養(yǎng)護費用 隧道長度為 1725 米，營運及養(yǎng)護費用較低。 隧道長度為 1875 米，且穿過石泉溝，易受流水侵蝕營運及養(yǎng)護費用較高。 環(huán)境保護 填挖方量較小，沒有大填大挖，對保護邊坡仰坡很有利，對生態(tài)環(huán) 境的破壞小。 填挖方量較小，沒有大填大挖，對保護邊坡仰坡很有利，對生態(tài)環(huán)境的破壞小。 工程病害 工程病害較小 工程病害較小 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 6 隧道方案比選 通過以上比較，可以看出方案一 不用 考慮偏壓問題，縱向坡度適中，通風條件 較 好，施工難度更小，進度更快，工程造價較低，營運及養(yǎng)護費用較低 。 綜合考慮，本項目的選擇方案為方案一。 隧道縱斷面設計 隧道縱斷面是隧道中心線展直后在垂直面上的投影。隧道內(nèi)線路坡度可設置為單面坡（即向隧道一段上坡或下坡）或人字坡（即從隧道中間向洞口兩端下坡）兩種 。一般單向坡多數(shù)處在越嶺線路的展線及沿河（溪）線隧道中，單向坡隧道對運行時通風排水有利，尤其是下行單向隧道通風條件較好，但在上方洞施工困難，特別在有較大地下水時更難。人字坡常出現(xiàn)在越嶺隧道中，人自破有利于從兩端施工時的出渣和排水，但對運營通風不利。 隧道內(nèi)縱面線形，應以行車安全、排水、通風、防災為基礎，并根據(jù)施工期間的排水、出渣、材料運輸?shù)纫蟠_定。隧道內(nèi)應盡量設置緩坡，但隧道內(nèi)縱坡不應小于 %，一般情況不應大于 3%；受地形條件限制時，高速公路、一級公路的中、短隧道可適當加大，但不宜大于 4%。 隧道縱斷 面設計方案為： 隧道總長為 1725 米，起點樁號為 K63+940，終點樁號為 K65+665， 隧道進口設計高程 1553m，出口設計高程 1510m， 為直線型隧道， 線路縱斷面為單面坡，坡度 %。 隧道標準斷面橫斷面設計 建筑界限是為保證隧道內(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限界。由行車道寬度、側(cè)向?qū)挾?、人行道或檢修道等組成。在建筑限界內(nèi)，不得有任何部件侵入。根據(jù)《公路隧道設計細則》（ JTGTD702021） ，本隧道標準斷面建筑限界設計參數(shù)如下 ： W—— 行車道寬度，取 ； H—— 凈高，一般取 5m； L—— 側(cè)向?qū)挾龋?LL=。 LR=； E—— 建筑限界頂角寬度， RRL,1 ?? REm； R或 J—— 人行道或檢修道寬度，取 ； 則該隧道標準斷面建筑界限如圖 所示： 根據(jù) 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTGD702021） ，柳林鎮(zhèn)隧道標準斷面內(nèi)輪廓線設計參數(shù)如下表 。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 7 表 （ cm） 內(nèi)輪廓線如圖 。 隧道中線路面中線 圖 （單位： cm） 路面中線 隧道中線′″′″′″ 圖 （單位： cm） R1 R2 R3 R4 H1 H2 H3 標 準斷面 570 820 100 1500 200 緊急停車帶 570 820 150 1800 200 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 8 緊急停車帶 橫斷面設計 柳林鎮(zhèn)公路隧道按單向雙車道專用高速公路設計，隧道長度為 1725m，屬長隧道，因而需要設置 兩個長度為 40m 的 緊急停車帶 ，兩個緊急停 車帶 起點樁號 分別 為 K63+490 與 K63+975。 緊急停車帶建筑限界如圖 。 正常隧道中線緊急停車帶隧道中線路面中線 圖 （單位： cm） 根據(jù) 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTGD702021） ，緊急停車帶內(nèi)輪廓線設計參數(shù)如上表 。 緊急停車帶內(nèi)輪廓線如圖 。 正常隧道中線路面中線緊急停車帶隧道中線′″′″′″′″′ ″′″′″ 圖 （單位 :cm） 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 9 隧道 緊急停車帶 平面圖 如圖 。 側(cè)向?qū)挾?圖 (單位： cm)4 隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造 10 4 隧道結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 隧道襯砌設計應綜合考慮地質(zhì)條件、斷面形狀、支護結(jié)構(gòu)、施工條件等，并應充分利用圍巖的自承能力。 柳林鎮(zhèn)公路隧道圍巖等級為 II、 IV、 V 級，根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021）要求，選擇復合式襯砌。隧道初期支護采用錨噴支護，二次襯砌采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土，襯砌截面采用 三心圓曲墻式 襯砌，仰拱厚度與拱墻厚度相等。 根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021） ，隧道 圍巖襯砌 設計參數(shù)如 表。 表 圍巖襯砌 結(jié)構(gòu)設計 參數(shù) 隧道 V級圍巖襯砌斷面如下圖 。 25cmC25 噴射混凝土Φ 8 鋼筋網(wǎng)（間距2 0x 20 雙層）18 工字鋼（縱距80）預留變形量10 cm35 0g /m2無紡布 厚單面自粘防水卷材50 cm 厚 c30 鋼筋混凝土′″′″′″′″隧道中心線路面中心線Φ 25 中空注漿錨桿梅花型布置@8 0x 80 L =3 50 圍巖等級 噴射混凝土 鋼筋網(wǎng) 變形縫 錨桿 拱部邊墻 II 級 8cmC25 Φ8 2cm 200cm Φ2 2 30cmC25 IV 級 15cmC25 Φ8 8cm 300cm Φ22 40cmC25 V 級 25cmC25 Φ8 10cm 350cm Φ2 5 50cmC30 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 11 圖 V級圍巖襯砌斷面圖 （單位： cm） 洞門一般規(guī)定 洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護結(jié)構(gòu)，其作用是保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定，引離地表流水，減少洞口土石方開挖量。對于隧道洞口設計和施工，必須掌握隧道洞口附近的地形、地下水、氣象等自然條件及房屋、結(jié)構(gòu)物等社會條件，分析其對坡面穩(wěn)定、氣象災害、景觀調(diào)和的影響。 （ 1）洞口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 ， 洞門墻頂高出仰坡不小于 。 （ 2）洞門墻應根據(jù)實際需要設置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計算或結(jié)合其它工程類比確定。 （ 3）洞門墻基礎必須置于穩(wěn)固地基上，應視地形及地質(zhì)條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定?；茁袢胪临|(zhì)地基的深度不應小于 ，嵌入巖石地基的深度不應小于 ；基底標高應在最大凍結(jié)線以下不小于 ；地基為凍脹土層時，應進行防凍脹處理?；茁裰蒙疃葢笥趬吀鳒稀⒉刍椎穆裰蒙疃?。 （ 4）松軟地基上的基礎，可采取加固基礎措施。 （ 5）洞門結(jié)構(gòu)應滿足抗震要求。 洞門設計 柳林鎮(zhèn) 隧道進出口處地表為緩斜坡地形，圍巖級別為 IV 級圍巖，地質(zhì)條件較差，隧道上覆地層厚度很薄。根據(jù) 《公路隧道設計規(guī)范》（ JTG D702021） 洞門類型選擇翼墻式洞門，材料選用 M10 水泥砂漿砌片石，洞口仰坡坡腳至洞門墻背的水平距離為 ，洞門端墻與仰坡之間水溝的溝底至襯砌拱頂外緣的高度為 ，洞門墻頂高出仰坡為 。 翼墻式 洞門 如下圖 所示。 隧道遵循 “ 防、排、堵、截結(jié)合因地制宜，綜合治理 ” 的原則，爭取隧道建成后達 到洞內(nèi)基本干燥的要求，保證結(jié)構(gòu)和設備的正常使用和行車安全。隧道防排水設計應對地標歲、地下水妥善處理，形成一個完善通暢的防排水系統(tǒng)。為了防止排水溝管的淤塞以及考慮到對環(huán)境的保護，設計過程中堅持將清潔的地下滲水與路面污水分開排防的原則。 隧道洞口的防排水 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 12 隧道洞口區(qū)應避免水流的匯集，防止夏季水流沖蝕洞口。根據(jù)地形情況在洞門、明洞邊坡線 5m 外順地勢布設洞頂截水溝，將的面徑流通過天溝引入自然谷 溝 排走。洞口路基水嚴禁流入洞內(nèi)，必要時可設置反坡。 隧道中心線路面中心線%%II%%%%%%144 193 1171 193 1442021300156742392351026柳林鎮(zhèn)隧道 圖 墻式洞門 （單位： cm） 隧道洞身襯砌防排水 （ 1） 隧道開挖后，根據(jù)各級圍巖地下水的發(fā)育狀況，在巖面環(huán)向布設 Ф100半圓排水管，以引排圍巖滲漏水至基地縱向水管內(nèi)，是隧道初期支護內(nèi)排水良好。 （ 2） 為了有效地排除二次襯砌背后的靜水壓力，在初期支護與防水層之間間隔一定距離設置排水盲管，再將排水盲管與邊墻底部的縱向排水管相連接，然后通過橫向引水管，將水引入路面下縱向矩形中心排除洞外。 （ 3） 在初期支護和二次襯砌之間敷設一層復合防水卷材（ 厚單面自粘復合防水卷材）和 350g/㎡無紡布，作為第一道防水措施。 （ 4） 拱部和邊墻 二次襯砌采用不低于 S6 的防水混凝土，作為第二道防水措施。 （ 5） 在隧道施工縫采用帶注漿管的膨脹止水條、沉降縫采用橡膠止水帶，確保施工縫、變形縫、沉降縫處防水效果。施工中保證結(jié)構(gòu)接縫的施工質(zhì)量。 （ 6） 防水板搭接頭應避開施工縫、變形縫處。 （ 7） 在二次襯砌澆筑完畢后采用預留注漿管補充注漿回填襯砌背后空洞，進一步封堵地下水的排泄通道。 （ 8） 在隧道路面兩側(cè)處設 Ф20 邊溝排路面水，使污水和襯砌圍巖水分開排放。路面沖洗水通過路拱橫坡排入邊溝，在洞外引入路基排水邊溝，進化處理后西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 13 排放。 （ 9） 環(huán)向排水管、縱向排水管、橫向引水管與隧道路面下縱向中心水 溝相連。 （ 10） 沿隧道兩側(cè)縱向 50m 間距設置檢查孔以方便定期疏導縱向和橫向排水管。 （ 11） 沿隧道縱向設置檢查井以方便定期疏導檢查縱向中心水溝。 （ 12） 為了防止路面地層地下水上升到路面影響行車安全，在路面平整層下設有 Ф100HDPE 雙壁打孔波紋管將路面下水引入中心水溝，排除洞外。 （ 13） 當二次支護因混凝土質(zhì)量欠佳而產(chǎn)生滲漏，可以對其結(jié)構(gòu)進行注漿堵水。 柳林鎮(zhèn) 隧道長度為 1725m，隧道坡度為 %，設計行車速度為 100km/h，設計高峰交通量近期為 10374 輛 /日，遠期為 16047 輛 /日，大型車比例為 %，通風斷面面積 ，當量直徑為 。根據(jù) 《 公路隧道通風照明設計規(guī)范 》（ JTJ － 1999） 得 CO 設計濃度為 ，煙塵允許濃度為 。在交通阻滯情況下平均車速為 10km/h，阻滯段長度取 900m，其余路段按 40km/h計算。在綜合考慮隧道所處的自然 環(huán)境 、交通量、隧道內(nèi)車輛行駛的情況、隧道工程造價及維修保養(yǎng)費用。 擬 設置 18 臺 176。 型射流風機，按 9組兩側(cè)對稱布置。射流風機在進洞口 213m 開始布置，間距為 168m，風機橫向軸線距離 隧道中心線 ，與隧道軸線平行采用懸吊式設置，射流風機位于建筑限界以上 20cm 處。 為使司機行車安全、舒適，解決隧道進出口的 “ 黑洞 ” 、 “ 白框 ” 效應以及滿足洞外亮度變化時的調(diào)光要求