【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)的確定 據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021），隧道所在地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 ，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期均為 。對(duì)應(yīng)地震基本烈度 ≤Ⅵ 度，依據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ00489），本隧道可簡(jiǎn)易設(shè)防。 圍巖等級(jí)確定 隧道洞身段頂板上覆巖體主要為二疊系峨眉山玄武巖組（ P2β）地層，巖性以強(qiáng)風(fēng)化下帶～ 弱風(fēng)化玄武巖為主、夾火山熔巖集塊巖，屬硬質(zhì)巖，巖石柱狀節(jié)理很發(fā)育，充填鐵錳質(zhì)、泥質(zhì)，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，巖體較破碎～破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬～硬，圍巖級(jí)別為 Ⅳ ～ Ⅲ 級(jí)，圍巖自穩(wěn)能力較好。根據(jù) JTG D702021 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》經(jīng)綜合評(píng)定，隧道圍巖大致為 III 級(jí)、 IV 級(jí)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 青龍山隧道選址 綜合分析本隧道的地形地質(zhì)圖，根據(jù)以下原則對(duì)隧道進(jìn)行選址。 隧道位置應(yīng)盡可能選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖性較好，穩(wěn)定的地層中通過。應(yīng)注意避免巖層軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層，必須通 過時(shí)，應(yīng)使隧道的通過長(zhǎng)度最小 ； 隧道穿越兩種巖性迥然不同的巖層接觸帶時(shí)，應(yīng)避免平行和接近平行，應(yīng)盡 可能垂直或接近垂直方向穿越接觸帶 ； 當(dāng)隧道通過單斜構(gòu)造時(shí)，隧道中線以垂直巖層走向穿越最為有利。當(dāng)隧道中 線與非水平巖層走向一致或斜交角很小時(shí)，應(yīng)力求將隧道置于巖性較好、強(qiáng)度較高的層 內(nèi)。如巖層傾角較大，又有粘著力較差的軟弱夾層時(shí)，應(yīng)注意有產(chǎn)生順層滑動(dòng)的可能 ； 當(dāng)隧道通過褶曲構(gòu)造時(shí)，隧道位置選擇在褶曲構(gòu)造一翼或背斜褶皺中軸處通 過較為有利。不宜將隧道置于向斜軸部通過 ； 越嶺隧道首先可以從地形角度 選擇可能穿越的埡口，擬定該埡口處越嶺標(biāo)高 及兩側(cè)相應(yīng)的展線方案。綜合考慮工期、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)難度等，選擇合適的臨界標(biāo)高 ； 選擇隧道的臨界標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意下列因素：要盡可能把隧道埋置于較好的地 層中；應(yīng)使洞口位置處于較好的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的地方，便于施工場(chǎng)地布置；隧道 長(zhǎng)度應(yīng)考慮施工期限和施工技術(shù)條件 。 根據(jù)隧道選址的原則，結(jié)合本地段的地形地質(zhì)情況，歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：選擇合適的臨界標(biāo)高，在保證隧道埋深的前提下盡量減少隧道的長(zhǎng)度；洞口段中線盡量選擇與地形等高線垂直。經(jīng)過分析本隧道的上行線選址為 K257+100K258+650，下行線選址為 K257+98K258+650。 隧道洞口選擇及線形考慮 隧道洞口選擇 （ 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(yùn)營(yíng)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(jìn)洞、晚出洞 ； （ 2）洞口段所在位置為坡積層地質(zhì)，地形緩和，埋深較淺，應(yīng)采用有效措施，做好防排水工作，不應(yīng)采取刷坡清方，以免破壞山體穩(wěn)定，招致坍方、滑坡病害。必要時(shí)宜接長(zhǎng)明洞，確保施工和運(yùn)營(yíng)安全 ； （ 3）青龍山隧 道為長(zhǎng)隧道，洞口位置選擇應(yīng)結(jié)合施工方法綜合考慮，則應(yīng)具有較好的交通條件和外部電源條件 ； （ 4）隧道線路應(yīng)力求與地形等高線垂直或近似垂直進(jìn)洞。如不能滿足上述要求時(shí)，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 應(yīng)以大角度斜交進(jìn)洞為宜。 根據(jù)上面的分析，結(jié)合地質(zhì)圖，本隧道洞口段均位于坡積層上，且坡度較緩，圍巖為 Ⅳ 類，因此應(yīng)考慮避免大挖大刷，早進(jìn)洞，晚出洞。綜合考慮地形地質(zhì)以及路線需要，將青龍山隧道左端初步設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)資料所給的路線方案，進(jìn)口端左線隧道進(jìn)口樁號(hào)為 K257+100，出口樁號(hào)為 K258+650，隧道底高程為 ～ ，全長(zhǎng)1350m，為長(zhǎng)隧道，隧道最大埋深位于 K258+250，最大埋深 ，隧道縱坡整體為人字面坡，縱坡坡度為 %。洞口附近出露二疊系大隆組（ P2d）地層，巖性為強(qiáng)風(fēng)化含煤砂巖，屬軟質(zhì)巖，松散體～碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，節(jié)理裂隙很發(fā)育，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，未見斷層等構(gòu)造發(fā)育。隧道洞身段上覆巖體主要為二疊系峨眉山玄武巖組（ P2β）地層，巖性以強(qiáng)風(fēng)化下帶～弱風(fēng)化玄武巖為主、夾火山熔巖集塊巖，屬硬質(zhì)巖，巖石柱狀節(jié)理很發(fā)育，充填鐵錳質(zhì)、泥質(zhì)，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，巖體較破碎～破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬～硬， 圍巖級(jí)別為 Ⅳ ～ Ⅲ 級(jí)，圍巖自穩(wěn)能力較差。 平面設(shè)計(jì) 根據(jù)地質(zhì)、地形、路線走向、通風(fēng)等因素確定隧道的平曲線線形。隧道平面線形原 則 上 采 用 直 線 ， 避 免 曲 線 。 本 隧 道 全 長(zhǎng) 1350m, 上行線路線樁號(hào)為K257+100K258+650，下行線路線樁號(hào)為 K257+98K258+650 地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，平面線形采用直線，可避免曲線線形中由于視距問題而造成的斷面不統(tǒng)一，以及相互過渡時(shí)施工難度的增加，同時(shí)利于通風(fēng)。設(shè)計(jì)時(shí)速 100km/h，根據(jù)地形地質(zhì)資料，確定采用直線隧道。 青龍山隧道為雙向四車道分離式高速公路隧道。高速公 路的隧道應(yīng)設(shè)計(jì)為上下行分離的獨(dú)立雙洞 ,上行線的上坡段從 K257+100K258+550，下坡段路線樁號(hào)為K258+550K258+650。下行線上坡段為 K257+98K258+550，下坡段路線樁號(hào)為K258+550K258+650。隧道平面圖如圖 。 圖 隧道平面圖 縱斷面設(shè)計(jì) 隧道縱斷面規(guī)定： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ 1）隧道內(nèi)縱斷面線形應(yīng)考慮行車安全性，營(yíng)運(yùn)通風(fēng)規(guī)模，施工作業(yè)效率和排水要求，隧道縱坡不應(yīng)小于 %，一般情形不應(yīng)大于 3%； （ 2）隧道內(nèi)的縱坡形式一般宜采用單向坡，地下 水發(fā)育的長(zhǎng)隧道，特長(zhǎng)隧道可采用雙向坡 ； （ 3）隧道洞外連接線應(yīng)與隧道線形相協(xié)調(diào)，并符合以下規(guī)定 ： ① 隧道洞口內(nèi)外各 3 秒設(shè)計(jì)速度行程長(zhǎng)度范圍的平面線形應(yīng)一致 ； ② 隧道洞口內(nèi)外各 3 秒設(shè)計(jì)速度行程長(zhǎng)度范圍的縱面線形應(yīng)一致 ； ③ 長(zhǎng)、特長(zhǎng)的雙洞隧道，宜在洞口外合適位置設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，以利車輛調(diào)頭。 青龍山隧道縱坡設(shè)計(jì) 青龍山隧道縱坡設(shè)計(jì)采用縱面坡，考慮到該隧道地下水，采用 %的縱坡坡率，最大埋深約 。本課題為青龍山隧道 K257+100～ K258+650 設(shè)計(jì) ，隧道洞口內(nèi)外各 3 秒設(shè)計(jì)速度行程長(zhǎng)度范圍 （ 100m）的縱斷面線形應(yīng)一致。 橫斷面設(shè)計(jì) 建筑限界 在建筑限界內(nèi)不得有任何部件侵入，根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》選取隧道建筑限界的基本值如下 建筑限界設(shè)計(jì)見圖 a) 兩車道建筑限界 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 b)含緊急停車帶建筑限界 圖 主洞建筑限界（單位： cm） 圖 緊急停車帶（單位： cm） 圖 人橫、車行洞建筑界限（單位： cm） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 隧道凈寬： +1+2++1= 長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道按規(guī)范應(yīng)在行車方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車帶，雙向行車隧 道，其緊停車帶應(yīng)雙側(cè)交錯(cuò)設(shè)置。青龍山隧道左洞為 1350m，屬于長(zhǎng)隧道，需要緊急停車帶，并且需要設(shè)車行橫通道、人行橫洞，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，人行橫洞和車行橫洞的建筑限界如圖 和圖 所示。本隧道應(yīng)設(shè)置四個(gè)行人橫洞，設(shè)計(jì)位置分別為 K257+350、K257+700、 K258+200、 K258+450，分別為 Ⅲ 級(jí)和 Ⅳ 級(jí)圍巖段。本隧道共設(shè)置一個(gè)行車通道位于 K257+750,為 Ⅲ 級(jí)圍巖。 隧道凈空斷面 隧道的凈空設(shè)計(jì)除應(yīng)在符合隧道建筑限界的規(guī)定外，還應(yīng)考慮洞內(nèi)排水、通風(fēng)、照明、防火、監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)管理等附屬設(shè)施 所需要的空間并考慮土壓力的影響、施工等必要的富余量，使確定的斷面形式及尺寸達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理。本隧道屬于兩車道斷面隧道，采用三心圓確定襯砌內(nèi)輪廓線。 其內(nèi)輪廓線及各圓心半徑見圖 和圖 所示。 圖 含緊急停車帶的內(nèi)輪廓圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓圖 本章小結(jié) 通過對(duì)本章的編寫，使我學(xué)習(xí)到由工程地質(zhì)情況確定洞門類型、位置。并對(duì)隧道平、縱、橫線型設(shè)計(jì)。 根據(jù)青龍山地形地貌確定圍巖等級(jí)以及隧道洞口位置，將上行線入口段設(shè)在 K257+100，出口端設(shè)在 K258+650 處，將下行線入口段 設(shè)在 K257+98處，出口端設(shè)在 K258+650 處，左右線平面均設(shè)為直線，該隧道決定采用雙向坡。隧道長(zhǎng) 1350m，因而在總體設(shè)計(jì)中設(shè)置了 1 處緊急停車帶，設(shè)置 4 處人行橫向通道和 1處車行橫向通道。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 3 章 洞口設(shè)計(jì) 洞口段地質(zhì)評(píng)價(jià) 出口端 洞口附近出露二疊系大隆組（ P2d）地層，巖性為強(qiáng)風(fēng)化含煤砂巖，屬軟質(zhì)巖，松散體～碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，節(jié)理裂隙很發(fā)育，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，未見斷層等構(gòu)造發(fā)育。隧道洞身段上覆巖體主要為二疊系峨眉山玄武巖組（ P2β）地層，巖性以強(qiáng)風(fēng)化下帶～弱風(fēng)化玄武巖 為主、夾火山熔巖集塊巖，屬硬質(zhì)巖，巖石柱狀節(jié)理很發(fā)育，充填鐵錳質(zhì)、泥質(zhì)，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，巖體較破碎～破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬～硬，圍巖級(jí)別為 Ⅳ 級(jí)，圍巖自穩(wěn)能力較差。 入口端 主要為二疊系峨眉山玄武巖組（ P2β）地層，巖性以強(qiáng)風(fēng)化下帶～弱風(fēng)化玄武巖為主、夾火山熔巖集塊巖，屬硬質(zhì)巖，巖石柱狀節(jié)理很發(fā)育，充填鐵錳質(zhì)、泥質(zhì)，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，巖體較破碎～破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬～硬，圍巖級(jí)別為 Ⅳ 級(jí)，圍巖自穩(wěn)能力較差。 隧道洞口選擇 隧道洞口 選擇的原則： （ 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(yùn)營(yíng)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(jìn)洞、晚出洞 ； （ 2）洞口段所在位置為坡積層地質(zhì)，地形緩和，埋深較淺，應(yīng)采用有效措施，做好防排水工作，不應(yīng)采取刷坡清方，以免破壞山體穩(wěn)定，招致坍方、滑坡病害。必要時(shí)宜接長(zhǎng)明洞，確保施工和運(yùn)營(yíng)安全 ； （ 3）青龍山隧道為長(zhǎng)隧道，洞口位置選擇應(yīng)結(jié)合施工方法綜合考慮，則應(yīng)具有較好的交通條件和外部電源條件 ； （ 4）隧道線路應(yīng)力求與地形等 高線垂直或近似垂直進(jìn)洞。如不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)以大角度斜交進(jìn)洞為宜。 根據(jù)上面的分析，結(jié)合地質(zhì)圖，本隧道洞口段均位于坡積層上，且坡度較緩，圍巖為 Ⅳ 類，因此應(yīng)考慮避免大挖大刷，早進(jìn)洞，晚出洞。綜合考慮地形地質(zhì)以及路線需要，將青龍山隧道左端初步設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)資料所給的路線方案，進(jìn)口端左線隧道進(jìn)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 口樁號(hào)為 K257+100，出口樁號(hào)為 K258+650，隧道底高程為 ～ ，全長(zhǎng)1350m，為長(zhǎng)隧道，隧道最大埋深位于 K258+250，最大埋深 ，隧道縱坡整體為人字面坡，縱坡坡度為 %。洞口 附近出露二疊系大隆組（ P2d）地層，巖性為強(qiáng)風(fēng)化含煤砂巖，屬軟質(zhì)巖，松散體～碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，節(jié)理裂隙很發(fā)育，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，未見斷層等構(gòu)造發(fā)育。隧道洞身段上覆巖體主要為二疊系峨眉山玄武巖組（ P2β）地層，巖性以強(qiáng)風(fēng)化下帶～弱風(fēng)化玄武巖為主、夾火山熔巖集塊巖，屬硬質(zhì)巖，巖石柱狀節(jié)理很發(fā)育，充填鐵錳質(zhì)、泥質(zhì)，巖體破碎多呈塊狀、碎石狀，巖體較破碎～破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)或裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較硬～硬，圍巖級(jí)別為 Ⅳ ～ Ⅲ 級(jí)，圍巖自穩(wěn)能力較差。 洞門設(shè)計(jì) 洞門類型選擇 入口端 入口端洞口段地表為斜 坡地形，坡度為 7176?！?8176。，圍巖級(jí)別為 Ⅳ 級(jí)，地質(zhì)狀況一般，上覆土層較薄。但該處地形平緩，地勢(shì)開闊，便于施工場(chǎng)地的布置，且洞口段地下水貧乏，不用設(shè)置特殊防排水措施。因此，考慮到支護(hù)和施工上的便利，入口端左、右洞洞口段均設(shè)置明洞，左、右洞洞門形式選擇為翼墻式洞門。翼墻式洞門基本參數(shù)設(shè)置詳見翼墻式洞門圖。 出口端 出口端洞口段地表為緩斜坡地形， 8176?！?10176。，左、右洞進(jìn)口處均處在坡積層內(nèi)，圍巖級(jí)別為 Ⅳ 級(jí)，隧道上覆地層厚度較薄。但該處地形平緩，地勢(shì)開闊，便于施工場(chǎng)地的布置，且洞口段地下水貧乏，不用設(shè)置特殊防排水措施 。因此，考慮到支護(hù)和施工上的便利，出口端左、右洞洞口段均設(shè)置明洞，左、右洞洞門形式選擇為翼墻式洞門。翼墻式洞門基本參數(shù)設(shè)置詳見翼墻式洞門圖。 洞門設(shè)計(jì) 依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》，洞門結(jié)構(gòu)、形式設(shè)計(jì)需要滿足一定的要求。洞門示意圖見圖 和 。洞門建筑材料選用如表 。 表 洞門建筑材料 材料種類 工程部位 混凝土 鋼筋混凝土 片石混凝土 砌體 端墻 C25 C30 C20 M15 水泥砂漿砌片石、塊石或混凝土砌塊鑲面 頂帽 C25 C30 — M15 水泥砂漿粗料石 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 續(xù)上表 洞口擋 土墻 C25 C30 C20 M10 水泥砂漿砌片石 側(cè)溝、截水溝 C20 — — 水泥砂漿砌片石 護(hù)坡 C20 — — 水泥砂漿砌片石 圖 翼墻式洞門立面示意圖 圖 翼墻式洞門側(cè)視示意圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 本章小結(jié) 本章對(duì)洞口段的地質(zhì)作出評(píng)價(jià)，出口段根據(jù)隧道縱斷面設(shè)計(jì)圖，入口段入口端洞口段隧道地表為斜坡地形，坡度 7176?！?8176。，坡面植被茂盛。 出口端左洞口段隧道地表為斜坡地形，坡度 8176?！?10176。，坡面植被茂盛。洞門設(shè)計(jì)，考慮