【正文】 隧道施工開挖時應少擾動巖體，嚴格控制超、欠挖，鋼筋網(wǎng)和鋼支撐必須密貼圍巖面，支撐緊密，再加混凝土預制塊墊、“楔”緊，使初期支護及時可靠。二次襯砌采用混凝土運輸車、輸送泵和襯砌模板臺車的機械化配套施工方案，確保混凝土質量達到內實外光。 8 隧道棄渣方案及臨時工程 本隧道開挖洞渣及洞口開挖 的土方 ，全部洞渣由路線統(tǒng)一調配。 施工臨時用房及材料堆放加工場地應放在附近坡地較緩地帶，但不得妨礙洞口及截水溝結構的設置，施工用電可就近接入，施工用水可就近提取。 9 隧道通風設計 根據(jù)交通量情況及隧道長度、縱坡，經(jīng)計算本隧道通風需風量為： ， 需風量均以換氣及火災排煙控制。 隧道通風考慮正常、阻塞和火災三種情況，經(jīng)計算確定本隧道采用全射流縱向通風，共需安裝 8臺射流風機。 射流風機選用φ 1120 型，風機技術參數(shù)：軸向推力 1124N，出口風速 30m/s， 流量 m3/s，電機功率 30Kw，風機轉速 1470r/min。 10 隧道照明設計 照明設計亮度 隧道照明依據(jù)《公路隧道通風照明設計規(guī)范》的要求設計，為保證行車安全，照明計算行車車速采用 40Km/h,洞外環(huán)境取 3500cd/m2 。隧道內照明設計亮度見下表： 表 101 隧道內照明設計亮度 武漢理工大學畢業(yè)設計 17 區(qū) 段 亮度（ cd/m2） 長度 (m) 入口段 22x2 過渡段 1 26x2 過渡段 2 44x2 中間段 (基本照明 ) 全隧道 應急照明 全隧道 燈具及燈具布置形式 隧道內照明采用高壓鈉燈，基本照明按兩側交錯式布燈，間距取 5米。照明燈具安裝高度為 ，所有燈具均位于隧道建筑限界以外。 隧道內應急照明采用洞外不間斷電源供電，應急照明燈平時兼基本照明。 洞外引道照明 在隧道洞外引道應布設路燈，由設計規(guī)范確定引導照明路面 設亮 度為 ，長度為 60 米。 照明組合方式 隧道內照明按晴天、陰天、夜間和深夜分四級控制。 晴天：洞內全部燈具開啟，洞外路燈關閉。 陰天 ：加強燈開啟部分，基本燈全開 ,洞外路燈關閉。 夜間：加強燈全關，基本燈全開 ,洞外路燈開啟。 深夜：加強燈全關，基本燈開啟一半 ,洞外路燈開啟。 11 監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng) 系統(tǒng)概況 杵嶺 公路隧道屬長隧道，在重點保證運營安全的前提下，本著“實用、可靠、經(jīng)濟”的原則，考慮設置監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)。該公路隧道按其長度和交通狀況，交通工程等級為 A級。設置八個監(jiān)控系統(tǒng)及防災系統(tǒng)： 武漢理工大學畢業(yè)設計 18 1）交通監(jiān)視和控制系統(tǒng)； 2）通訊系統(tǒng)； 3）環(huán)境檢測系統(tǒng)； 4）運營通風系統(tǒng)； 5）照明系統(tǒng)； 6）報警、消防系統(tǒng)； 7）供電 系統(tǒng)； 8）中央控制系統(tǒng)。 交通監(jiān)視控制系統(tǒng) 系統(tǒng)由中控室的交通監(jiān)控計算機、閉路電視系統(tǒng)、可變情報板、可變限速標志、視頻車輛檢測器、入口信號燈及車道表示器等組成。 閉路電視系統(tǒng)：洞內攝像機間距 160m，洞口各設一臺，以及與其相關的顯示及傳輸、控制系統(tǒng)。視頻車輛檢測器攝像頭與 CCTV 系統(tǒng)合用。 交通信號燈或車道表示器：洞內 250m,洞口各一道。 可變情報板：洞內 3000m，洞口各一道。 可變限速標志：洞內 1000m，洞口各一道。 洞口各設一道超高監(jiān)測系統(tǒng)。 通信系統(tǒng) 系統(tǒng)由緊急電 話、電視監(jiān)控、廣播和無線通信組成。 緊急電話系統(tǒng)：洞內 250m 一處，設于前進方向右側。 有線廣播系統(tǒng)：間距 160m，設于前進方向左側。 無線通信：由四信道基站、光中繼器、天線、光傳輸設備等組成。 通風系統(tǒng) 針對隧道的交通量、交通特征、自然地理條件、工程條件、經(jīng)濟和技術條件，綜合比選后采用射流風機縱向式通風。通風設計按單洞雙向行車考慮。 通風控制： 1）正常狀態(tài)： CO≤ 150ppm。煙霧濃度 VI≤ (透過率 %)。 2）阻滯狀態(tài)： 20min 內 CO≤ 300ppm； 3）火災發(fā)生 時風機采用緊急狀況進行排煙，洞內縱向風速 。 通報、報警系統(tǒng) 1）手動報警按鈕： 50m 一處，設于消防栓箱上； 武漢理工大學畢業(yè)設計 19 2）自動報警裝置：設于消防栓箱上； 3）火災檢測器：貫穿全隧道的感溫光纖電纜； 4）緊急電話： 50m 一處； 5）交通信號燈、情報板：按有關上述規(guī)定設置。 消防系統(tǒng) 1）滅火器： 50m 一處， 2個一組，設于消防栓箱中； 2）消防栓箱： 50m 一處，既能噴水，也能噴泡沫 。 救援系統(tǒng) 1）兩洞口均設隧道管理所消防隊，消防車 2輛（其中一輛為干粉消防車），救援車一輛； 2） 地方專業(yè)消防隊。 供電系統(tǒng) 供電電源：均由 110kv 變電站出線，用 35kv 架空線路分別供至兩洞口，在兩端洞口各設 35/10kv 變電所向隧道供電。隧道兩端洞口電源互為備用（單回路供電）。本隧道照明、通信、信號、監(jiān)控、報警、監(jiān)測、消防、通風等電力負荷均為一級負荷。洞口及洞內風機房變配電設施均設置防雷接地設施。 中央控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要由綜合控制臺、模擬顯示屏幕、監(jiān)視器柜、中心計算機網(wǎng)絡構成。實施中心控制的項目有：通風控制、照明、交通流檢測與控制、環(huán)境檢測、光強檢測、閉路電視、緊急電話、無線廣 播、無線通信、火災報警等。 各系統(tǒng)的啟動、運行與停止的控制裝置集中設置于管理所內。監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡由雙中心計算通過以太網(wǎng)工作站、模擬顯示屏幕操作站、通信工作站組成。 12 環(huán)境保護 采用隧道方案有著節(jié)約土地資源，減少對地表生態(tài)環(huán)境的破壞，起著保護生態(tài)環(huán)境之作用。在隧道設計中考慮了環(huán)境保護因素，盡量避免因人為的因素而導致新的山體病害的產(chǎn)生，盡量進少對工程附近的歷史文物、風景區(qū)、建筑、居民生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的不良影響。為此，在環(huán)保設計中主要考慮了采取以下幾個措施： 1）在隧道設計時采用早進洞、晚出洞的原則， 減少深挖路段，保護自然坡體及植被。 武漢理工大學畢業(yè)設計 20 2）在隧道設計時，考慮隧道開挖對隧道頂?shù)乃暮娃r(nóng)作物的影響，避免地表水流失，以保護地表植被。 3）隧道開挖石渣盡可能縱向調配，作路基填料。棄方根據(jù)實際情況，集中堆放在專門棄渣場地。渣體堆放時，應做好坡腳擋墻防護，以防止洪水沖走，形成人為泥石流，并在棄渣頂覆蓋土層，復墾還田或植樹造林。 4）洞口設計注意和周圍環(huán)境的協(xié)調，洞口邊仰坡開挖嚴禁放大炮，并作永久防護（護坡工程），防護采用綠色（植物）防護。 5）隧道內及洞頂水的排放，結合周圍環(huán)境排放。 6）做好施工場地竣工后的清理、 綠化及復耕還田工作，保護自然環(huán)境。 7）施工中對環(huán)境可能產(chǎn)生危害的廢水，化學漿液，處理后方可排放。 13 拱形曲墻式襯砌結構計算 基本資料 公路等級 次干路Ⅱ級 圍巖類別 Ⅴ類 圍巖容重 318 /s KN m? ? 襯砌材料 C25 混凝土 彈性抗力系數(shù) 60. 18 10 /K K N m?? 材料容重 323 /h KN m? ? 彈性模量 10hE KPa?? 二襯厚度 d= 武漢理工大學畢業(yè)設計 21 圖 13— 1 襯砌結構斷面 荷載確定 圍巖豎向壓力 根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范》 (JTG D702021)的有關計算公式及已知的圍巖 參數(shù)，代入公式： 2 Sq ???? ? ? ? (131) 其中： S—— 圍巖的級別，取 S=5；γ —— 圍巖容重，取γ =18 KN/m3；ω —— 寬度影響系數(shù)，由式ω =1+i(B5)計算 ， B為隧道寬度， B=+2 =，式中 為一側平均超挖量 。B5 時，取 i =，ω =1+ ()= 所以圍巖豎向荷載 5 1 2q= 2 18 = K N /m? ? ? ? 式中 ： 為折減系數(shù) ， 此處超挖回填層重忽略不計。 計算襯砌自重 根據(jù)中南大學主編的《隧道工程》第五章的規(guī)定： 20g= 0. 5 ( ) = 0. 5 ( 0. 45 0. 45 29 .5 13 .2 75 K N / mnhd d r? ? ? ? ? ? ? (132) 根據(jù)我國復合式襯砌圍巖壓力現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)和模型實驗，并參考國內外有關資料，建議Ⅱ類圍巖襯砌承受 80%60%的圍巖壓力，為安全儲備這里?。?67 KN/m2 武漢理工大學畢業(yè)設計 22 （ 1）全部垂直荷載 2q = 6 7 + g = 7 8 .2 7 5 K N /m (133) （ 2）圍巖水平均布壓力 2e = 0 .4 q = 0 .4 7 8 .2 7 5 = 3 1 .3 1 K N /m?? (134) 其中： Ⅴ 類圍巖壓力的均布水平力 11e=( )q32?，這里取中間值 襯砌幾何要素 襯砌幾何尺寸 內輪廓線半徑： r m?? 內徑所畫圓曲線的終點截面與豎直 軸的夾角：α =176。 拱頂截面厚度 0d = m ,拱底截面厚度 nd =。 半拱軸線長度 S 及分段軸長△ S 1 1 0 2 .4 8 6 4 3 .1 4 5 .7 1 0 .1 9 0 61 8 0 1 8 0S r m? ?? ? ? ? ? (135) 將半拱軸長度等分為 8段，則 (136) 881 . 2 7 3 8 4 . 3 1 8 1 00 . 2 9 5 1 0hSE ?? ? ? ?? (137) 各分塊截面中心幾何要素 1）與豎直軸的夾角 i? 由于所要平均分配的弧長均在同一園周上，因此，各弧段對應的圓心角也是相等的，即 1 / 8 ? ?? 21 1 2 .8 1 0 8 2 5 .6 2 1 6??? ? ? 32 1 2 .8 1 0 8 3 8 .4 3 2 4??? ? ? 43 1 2 .8 1 0 8 5 1 .2 4 3 2??? ? ? 54 ??? ? ? 65 1 2 .8 1 0 8 7 6 .8 6 4 8??? ? ? 76 1 2 .8 1 0 8 8 9 .6 7 5 6??? ? ? 87 1 2 .8 1 0 8 1 0 2 .4 8 6 4??? ? ? 10 .1 90 6 / 8 1. 27 38Sm? ? ?武漢理工大學畢業(yè)設計 23 1 2 .8 1 0 8 8 1 0 2 .4 8 6 4? ? ? ? 角度閉合差 0???。 2） 接縫中心點坐標計算 計算時采用以 下計算公式： ( 0 5 / 2) siniix ??? (138) ( 0 5 / 2) (1 c os )y ?? ? ? ? (139) 具體數(shù)值見表 131。 計算位移 單位位移： 用辛普生法近似計算（《結構力學教程Ⅰ》第 8章詳細介紹計算原理），按計算列表進行。單 位位移的計算見表 131。 8611 11 4 . 3 1 8 1 0 1 0 5