【文章內(nèi)容簡介】 ..... 46 洞內(nèi)照明 ............................................................................................... 46 照明布置 ......................................................................................................... 48 中間段照明計算 ................................................................................... 48 入口段照明計算 ................................................................................... 48 過渡段照明計算 ................................................................................... 49 出口段照明計算 ................................................................................... 50 緊急停車帶照明計算 ........................................................................... 50 8 結(jié) 論 ............................................................................................ 52 參考文獻(xiàn) ........................................................................................... 53 致 謝 .............................................................................................. 54 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ..................................................... 55 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 ......................................................... 56 附錄 .................................................................................................. 57 1 緒論 1 1 緒論 課題背景及目的 為全面完善自己在大學(xué)所學(xué)知識并對其進(jìn)行綜合性訓(xùn)練，特進(jìn)行源于工程實際的秦嶺地區(qū)新建隧道設(shè)計。與此同時，由于交通事業(yè)的發(fā)展及人類生產(chǎn)、生活的不斷需求，世界各國所建交通隧道的里程得到迅速延長 ,隧道工程建設(shè)已經(jīng)成為社會發(fā)展和人類生活中非常重要的內(nèi)容。通過對隧道施工設(shè)計等方面進(jìn)行一次全面的、系統(tǒng)的訓(xùn)練，了解隧道施工設(shè)計所包括的工作內(nèi)容、工作程序等，為今后從事隧道工程設(shè)計、施工工作打 下良好的基礎(chǔ)。 沖埡口 公路隧道位于 貴州 省 畢節(jié)市 境內(nèi) ，屬 杭瑞 高速公路 貴州省畢節(jié)至都格段，是我國 高速公路網(wǎng)中的一條東西橫線，編號為 G56，它起 于 浙江 杭州 ，終于云南 瑞麗。 此題目來源于工程實際，通過對此題目的完成要 求對隧道設(shè)計的初步階段有完整的掌握，為今后工作實際問題的解決做實戰(zhàn)準(zhǔn)備。 隧道工程是土木工程的重要研究領(lǐng)域，目前世界上的隧道設(shè)計方法經(jīng)過幾十年的完善，已經(jīng)提出了比較成熟的設(shè)計方法，世界上大多采用的施工方法主要有新奧法、地下連續(xù)墻法、臺階法、盾構(gòu)法、全斷面法等。其中新奧法是采用最多的方法。我國的隧道及地下工程在施工技術(shù)上居于世界先進(jìn)水平的行列。但是目前我國的隧道建設(shè)還存在許多應(yīng)該解決的問題，如地下空間的利用與開發(fā)還屬于粗放型，配套設(shè)備的國產(chǎn)能力低，施工效率低，環(huán)境差。施工超前地質(zhì)預(yù)報水平低，不良地質(zhì)條件的綜合 技術(shù)水平不高等不利因素。但是隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題將在不久的將來得到有效的解決。 國內(nèi)外研究情況 國內(nèi)外隧道施工中形成了兩大理論體系：一種是 20 世紀(jì) 20 年代提出的傳統(tǒng)“松弛荷載理論”，其核心內(nèi)容是穩(wěn)定的圍巖有自穩(wěn)能力，對隧道不產(chǎn)生荷載，而不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌，需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支承巖體荷載。這樣，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能坍塌的巖體重力。另一種是 20 世紀(jì) 50年代提出的“巖承理論”。其核心內(nèi)容是隧道圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力，不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定是 具有一個過程的，如在這個過程中提供必要的支護(hù)或限制，則圍巖仍然能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)?！皫r承理論”則是在新奧法設(shè)計施工的基礎(chǔ)上提出來的。 隧道修建技術(shù)的進(jìn)步為長大隧道工程和開發(fā)利用地下空間奠定了基礎(chǔ)，同時，大規(guī)模的地下工程的建設(shè)也必將對隧道建設(shè)技術(shù)提出新的更高要求。為了適應(yīng)今后隧道工程大規(guī)模發(fā)展的需要，展望隧道施工的發(fā)展方向，隧道施工應(yīng)開展以下方面的研究： （ 1）隧道施工階段中的地質(zhì)勘探工作 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 （ 2）加強(qiáng)隧道機(jī)械化施工 （ 3）發(fā)展隧道治水和融冰的技術(shù) （ 4）加強(qiáng)隧道的防火效果 （ 5）加強(qiáng)應(yīng)用施工新技術(shù)的研究 （ 6）發(fā)展高性能混凝土施工技術(shù)，完善施工工藝，改善施工環(huán)境，提高支護(hù)質(zhì)量、速度和效果。 （ 7）加強(qiáng)對預(yù)制拼裝式襯砌的研究應(yīng)用 （ 8）加強(qiáng)隧道施工現(xiàn)代化管理 采用現(xiàn)代化管理方式可最大限度的發(fā)揮機(jī)械效率，確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。 本設(shè)計研究的主要內(nèi)容及研究方法 主要內(nèi)容： 本設(shè)計研究的是沖埡口隧道初步設(shè)計，公路等級為單向雙車道汽車專用公路隧道。本設(shè)計研究的主要內(nèi)容有 : ①線路的方案比選（包括至少兩個方案的比較） ②隧道的幾個設(shè)計 (包括橫、縱斷面設(shè)計，洞門設(shè)計，明洞設(shè)計，橫通道，緊急停車帶 ) ③隧道防 、排水設(shè)計 ④隧道襯砌結(jié)構(gòu)計算 ⑤隧道運營通風(fēng)設(shè)計及計算 ⑥隧道運營照明設(shè)計及計算 ⑦隧道結(jié)構(gòu)計算 研究方法 對于該題目的研究采用將力學(xué)計算、數(shù)值分析以及經(jīng)驗評估融為一體的方法，在地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會人文和環(huán)境等調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)公路等級、隧道長度、交通量以及環(huán)保要求，對隧道進(jìn)行初步階段的設(shè)計。 2 工程概況 3 2 工程概況 工程簡介 沖埡口隧道位于貴州省畢節(jié)市境內(nèi)，屬杭瑞高速公路貴州畢都段。隧道為單向雙車道隧道，左線起訖樁號 ZK81+110~ZK82+255，全長 1145m，右 線起訖樁號YK80+825~YK82+235，全長 1410m。隧道進(jìn)口段左右線間距為 95m，出口段左右線間距為 ，部分為小凈距隧道。設(shè)置人行橫洞 2處，車行橫洞 1 處。 地形地貌及工程地質(zhì)條件 地理位置及地形 本路段屬侵蝕中山地貌區(qū)，山體主要由三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組 (T1f)強(qiáng)、中風(fēng)化砂巖組成。隧道區(qū)山巒起伏相連，整體地形較陡，自然坡度角約 3546176。 地質(zhì)情況 本路段地質(zhì)復(fù)雜，處于川滇經(jīng)向構(gòu)造帶和川黔經(jīng)向構(gòu)造帶之間過渡地帶，構(gòu)造簡單，為單斜地層，主要巖性由新至老為三疊系 下統(tǒng)飛仙關(guān)組強(qiáng)、中風(fēng)化粉砂巖構(gòu)成。 地震 本路段地處山區(qū)，基本處于地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境所處區(qū)域的地震動峰值加速度為 ，地震基本烈度為Ⅳ度。 氣象條件 本路段位于亞熱帶至溫帶云貴高原濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，降水量充沛，無霜期長，嚴(yán)寒酷暑時間較短，無霜期約 250 天，年平均氣溫 1115℃，年平均最低氣溫04℃，無酷暑嚴(yán)寒，氣候溫和，年均降雨量 1250mm。 水文地質(zhì)條件 地表水不發(fā)育，僅于隧道進(jìn)出口外側(cè)沖溝中存在雨源型地表小徑流，預(yù)計有水，旱季水量小或斷流。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。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 環(huán)境條件 隧址區(qū)斜坡下部地帶種植旱地植物，植被少量發(fā)育，山體頂部植被較發(fā)育，以灌木為主。 3 隧道總體設(shè)計 5 3 隧道總體設(shè)計 隧道選址 隧道路線方案 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定以及地形圖和水文地質(zhì)情況了解，參考《公路隧道設(shè)計細(xì)則》 JTGTD70— 20xx 對隧道選址，現(xiàn)對隧道進(jìn)行多方案比選，比選方案羅列如下： 方案 A：左線起訖樁號 ZK81+110（地面高程 ）～ ZK82+255（地面高程為 ），全長 1145m；右線起訖樁號 YK80+825（地面高程 ）～YK82+235（地面高程 ），全長 1410m。 方案 B：將 A 方案左線下移，從 ZK81+100（地面高程為 ）～ ZK82+255（地面高程為 ），全長 1155m。右線同 A方案。 方案 C：左線起訖樁號 ZK81+260（地面高程為 ）～ ZK82+255（地面高程為 ），全長 995m。右線同 A 方案。 隧道方案比選 根據(jù)地形圖和各種調(diào)查資料，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較之后，最后確定一條路線。比較要點是：線形適當(dāng)（平面順 適、縱坡均衡、橫面合理），順應(yīng)地形，路線延長對鄰近地區(qū)的影響；安全性、用地、建設(shè)投資、養(yǎng)護(hù)費、行駛性能、施工的難易、與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)等。 （ 1）地形條件與隧道位置選擇 越嶺路線的隧道，應(yīng)進(jìn)行較大面積的方案選擇，擬定不同的越嶺標(biāo)高進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇工程地質(zhì)條件較好的地段穿越。因為大面積方案已大致確定，所以只需要對標(biāo)高，和施工地段優(yōu)劣情況進(jìn)行選擇。當(dāng)隧道口標(biāo)高低時，則隧道長，但展線短、線路拔起高度小、運營條件好，如方案 A、 B；當(dāng)隧道口標(biāo)高高時，隧道短，但展線長、線路拔起高度大、運營條件差，如方 案 C。 （ 2）地質(zhì)條件與隧道位置選擇 一般情況下，隧道位置應(yīng)盡可能選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡單、節(jié)理裂隙不發(fā)育、巖性較好的穩(wěn)固的地層中通過，盡量避免穿越偏壓大，地下水豐富和排水困難的溝谷低洼處等不良地質(zhì)地段，以及地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，含有有害氣體、高溫等地層。若必須通過時，應(yīng)有切實可靠的工程措施。 A、 B、 C 三個方案均無不良地質(zhì)情況，但 A 方案中隧道左線入口處處于偏壓狀態(tài)。因此方案 A 中的左線入口段對設(shè)計、施工及輔助施工等標(biāo)準(zhǔn)要求較高。 （ 3）洞口與隧道位置選擇 隧道洞口地質(zhì)條件較差，巖層多破碎、松散、風(fēng)化嚴(yán)重，當(dāng)開挖進(jìn)洞時破 壞西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 了山體原有的平衡，極易產(chǎn)生坍方、順層滑動，古滑坡復(fù)活等現(xiàn)象。故規(guī)定“一般情況，隧道宜早進(jìn)洞，晚出洞”。盡量根據(jù)地形、地質(zhì)，考慮隧道仰坡和路塹邊坡的穩(wěn)定性，避開不良地質(zhì)段。隧道進(jìn)出口中線力求與地形等高線正交或接近正交穿越最為有利。若不能滿足，則要盡量要以大角度斜交進(jìn)洞，保證地形等高線與線路中線斜交角度大于 45176。為上，但松軟地層中，不宜采用斜交洞口。 A、B、 C 三個方案洞口地質(zhì)情況良好， A 方案進(jìn)出口皆與等線大角度相交，但 B、 C方案進(jìn)口段與與等高線斜角角度大約為 45176。 表 方案比較表 方案 優(yōu) 劣 A 地質(zhì)情況良好，高程最低，洞門中線與地形等高線大角度相交，線形適當(dāng)，順應(yīng)地形，線路長度適中，運營條件好 隧道左線入口處處于偏壓狀態(tài)，設(shè)計、施工及輔助施工等標(biāo)準(zhǔn)要求較高。 B 地質(zhì)情況良好，高程較低，運營條件較 好，線形適當(dāng)，順應(yīng)地形 線路長，與公路銜接曲率大，與公路整體設(shè)計協(xié)調(diào)適應(yīng)性較差，洞門中線與地形等高線夾角約為 45176。 C 地質(zhì)情況良好，線路最短，線形適當(dāng) 展線較長，高程最高，運營相對較困難， 洞門中線與地形等高線夾角約為 45176。 綜合各方面因素考慮，最終選擇方案 A。 隧道的幾何設(shè)計 隧道平面設(shè)計是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的一個組成部分，因此，隧道的平面線形除應(yīng)滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定外，還應(yīng)考慮到由于隧道內(nèi)的運營和養(yǎng)護(hù)條件比洞外明線差的特點，應(yīng)適當(dāng)提高現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。 隧道內(nèi)應(yīng)避免設(shè)置平曲線，因為隧道位于曲線上，通常需要設(shè)置超高和加寬，使得施工變得復(fù)雜，而且斷面不統(tǒng)一， 以及對于隧道洞口連接過渡段的設(shè)計、施工要求較高。所以本設(shè)計未設(shè)置平曲線。 隧道縱斷面設(shè)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(shè)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(fēng)排水有利，尤其是下行單向隧道通風(fēng)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(fēng)不利。 隧道內(nèi)縱面線形，應(yīng)以行車安全、排水、通風(fēng)、防災(zāi)為基礎(chǔ)，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(yīng)盡量設(shè)置緩坡，但隧道內(nèi)縱坡西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 不應(yīng)小于 %，有考慮到施工誤差，一般不要小于 % ~ %。隧道的最大值應(yīng)該充分考慮： ① 施工中出渣或材料運輸?shù)淖鳂I(yè)效率（縱坡過大則作業(yè)效率低）；② 營運