【正文】 ； s—— 圍巖級(jí)別， s=5； B—— 隧道寬度（ m）； i—— B 每增減 1m 時(shí)的圍巖壓力增減率，以 B=5m 的圍巖垂直均布?jí)毫闇?zhǔn)，當(dāng) B＜ 5m時(shí)，取 i=；當(dāng) B＞ 5m時(shí)，取 i=。 結(jié)構(gòu)尺寸 1r?543cm 1R? 573cm 2r? 793cm 2R? 823cm 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 B=1145cm， H=776cm d =60cm 基本計(jì)算數(shù)據(jù) 圍巖類(lèi)別 Ⅴ 級(jí) 巖體重度 2/20 mKN?? 圍巖的彈性反力系數(shù) mMPaK /200? 基底圍巖彈性反力系數(shù) a ? 襯砌材料用 C30 混凝土，其 具體參數(shù)如下： 受壓彈性模量 a31GPEc? 重度 2h m/24KN?? 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPck ? 襯砌計(jì)算 主動(dòng)荷載計(jì)算 垂直均布?jí)毫τ?jì)算公式為： qh?? （ 41） 2sh ??? ? ? （ 42） 式中： q—— 垂直均布?jí)毫Γ?kN/㎡）； ? —— 圍巖重度（ kN/m179。 選取 Ⅴ類(lèi)圍巖段進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，該段 隧道埋深90 米，計(jì)算摩擦角 φ= ?45 ，巖體重度 2/20 mkN?? ，圍巖的彈性反力系數(shù)mMpaK /200? ，基底圍巖彈性反力系數(shù) a ? 。18176。 本隧道照明分別設(shè)置洞外照明和洞內(nèi)照明，洞外照明為接近段，洞內(nèi)照明為：入口段、過(guò)渡段、中間段和出口段，照明計(jì)算以照明燈具的資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并考慮了隧道內(nèi)采用 瀝青 路面為計(jì)算條件 ，所有燈具均為高壓鈉燈；本設(shè)計(jì)中照明均以加強(qiáng)照明為主進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可根據(jù)白晝變化調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的光照強(qiáng)度來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的最佳效果。 隧道照明設(shè)計(jì) 隧道照明是消除隧道內(nèi)駕駛所引起的各種視覺(jué)問(wèn)題的主要方法。 （ 5）隧道工程造價(jià)的維修保養(yǎng)費(fèi)用及隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、火災(zāi)等突發(fā)情況。 （ 3）隧道所處地區(qū)地理位置、氣候條件和周?chē)h(huán)境對(duì)隧道通風(fēng)的影響。 鐵門(mén)關(guān) 公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)主要考慮的因素如下： （ 1） 鐵門(mén)關(guān) 隧道全長(zhǎng) 1727m，為中長(zhǎng)隧道，隧道所在地點(diǎn)地形相對(duì)較為復(fù)雜，隧道縱斷面采用一字坡。 通風(fēng)設(shè)計(jì) 在隧道正常運(yùn)營(yíng)期間，隧道內(nèi)應(yīng)保證良好的空氣和行車(chē)安全的必要條件。 （ 3）確定的通風(fēng)方式在交通條件等發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)具有較高的穩(wěn)定性，并能適應(yīng)火災(zāi)工況下的通風(fēng)要求。 根據(jù)《公路隧道 通風(fēng) 設(shè)計(jì) 細(xì)則 》中的相關(guān)規(guī)定，隧道通風(fēng)應(yīng)符合以下要求： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 （ 1）單向交通的隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速不宜大于 10m/s，特殊情況下可取 12m/s；雙向交通的隧道的設(shè)計(jì)風(fēng)速不應(yīng)大于 8m/s；人車(chē)混合通行的所遇到設(shè)計(jì)風(fēng)速不應(yīng)大于 7m/s。 立間距為 150cm的鋼拱架 ， 鋼筋網(wǎng)采用直徑為 8mm的鋼筋，架設(shè)間距為 20cm20cm；二次襯砌采用C30的混凝土，澆筑厚度為 60cm。 （ 2） Ⅳ 級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)：根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》及《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》 Ⅳ 級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)中，初 期 支護(hù) 錨 長(zhǎng) 3m,直徑 30mm,間距為 100cm100cm的自鉆式 注漿 錨桿； 噴射 25cm厚的 C20混凝土， 布設(shè)鋼筋網(wǎng)， 立間距為 150cm的鋼拱架；鋼筋網(wǎng)采用直徑為 ，架設(shè)間距為 25cm25cm；二次襯砌采用C30的混凝土，澆筑厚度為 50cm。復(fù)合式襯砌以錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、噴射混凝土的組合支護(hù)為初期支護(hù)，以模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次支護(hù)，在兩次支護(hù)之間設(shè)防水層及變形縫。 （ 4）既能充分發(fā)揮錨噴支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮二次襯砌的永久支護(hù)作用。 （ 2）質(zhì)量可靠，能夠最大限度的滿(mǎn)足防水 要求。 鐵門(mén)關(guān) 隧道 也 屬高速公路隧道，故其襯砌結(jié)構(gòu)為復(fù)合式襯砌。 （ 6）、凈寬大于 的橫通道與主洞的交叉段應(yīng)設(shè)加強(qiáng)襯砌，加強(qiáng)段襯砌 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 應(yīng)向各交叉洞延伸，主洞延伸長(zhǎng)度不小于 ，橫通道延伸長(zhǎng)度不小于 。 （ 4）圍巖 等級(jí) 分界處，應(yīng)以較差圍 巖的襯砌向巖況較好地段延伸 5 至 10m。 （ 3）隧道洞口段應(yīng)設(shè)加強(qiáng)襯砌。路面與仰拱之間采用混凝土填充。 （ 2）隧道圍巖狀況較差的地段應(yīng)設(shè)置仰拱。二次支護(hù)是為了保證隧道使用的凈空斷面和結(jié)構(gòu)的安全 而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)。 隧道支護(hù)設(shè)計(jì) 襯砌設(shè)計(jì)規(guī)定 在隧道工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)通常分為初期支護(hù)和二次支護(hù)。為防止洞外水流入隧道內(nèi)，在地表水上游設(shè)置反向排水邊溝或采取截流措施，地下水上游設(shè)泄水洞，洞外井點(diǎn)降水。 洞口的防排水 為了防止地表水沖刷洞口和洞口邊 ， 流入隧道 內(nèi)對(duì)行車(chē)安全造成影響 ，本設(shè)計(jì)在隧道洞口設(shè)置排水溝。 （ 2）路緣排水工程 在路面兩側(cè)設(shè)置 Φ300mm 開(kāi)口式路側(cè)排水溝，用于路面積水以及隧道清洗等污水的排除通道，排水溝縱坡與隧道縱坡一致。 （ 1）路基排水工程 路基排水工程是指路面以下的排水工程。 排水 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 為保證隧道的正常運(yùn)營(yíng)和行車(chē)安全，不讓山體內(nèi)部的水涌出，隧道內(nèi)的路面無(wú)滯水并且能迅速將隧道內(nèi)的水排出隧道， 設(shè)計(jì)中 必須考慮 隧道的 排水設(shè)計(jì)。 （ 2）二次襯砌應(yīng)符合隧道 的 抗?jié)B要求，混凝土的抗?jié)B等級(jí)不 宜 低于 S6，有侵蝕性地下水時(shí)，應(yīng)采用抗侵蝕混凝土。防水層 由防水板和無(wú)紡布組成且沿隧道全長(zhǎng)布置 ； 防水板為柔性防水卷材， 其 厚度不小于 ，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于 100mm。 防水 （ 1） 鐵門(mén)關(guān) 公路 隧道采用復(fù)合式襯砌 。隧道防排水應(yīng)遵循“以排為主，防、截、堵相結(jié)合，因地制宜 ”的原則 ，保證 襯砌內(nèi)壁不滲水，隧道結(jié)構(gòu)物和運(yùn)營(yíng)設(shè)備的正常使用和行車(chē)安全。隧道防排水是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)、施工 或 是運(yùn)營(yíng)過(guò)程中任何細(xì)小的疏忽或缺陷，都可能造成隧道防排水的失敗。洞門(mén)上方女兒墻高度取 150， ,并設(shè)排水溝渠， 并且設(shè)置擋土墻， 使地表水沿排水渠道有序排離洞門(mén)，防止地表水沿洞門(mén)流入洞內(nèi) 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 1行車(chē)道中心線(xiàn)襯砌中心線(xiàn)鐵門(mén)關(guān)隧道洞口設(shè)計(jì)立面圖（1:200) 隧道防排水設(shè)計(jì) 隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)、地形條件、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況及勘察資料進(jìn)行 。 鐵門(mén)關(guān) 隧道入口及出口處圍巖等級(jí)分別為 Ⅳ 級(jí)、 Ⅴ 級(jí)，地質(zhì)條件良好，地形相對(duì)開(kāi)闊 。 設(shè)計(jì)速度 車(chē)道寬度 側(cè)向?qū)挾? 檢修道 J 頂角寬度 (km/h) W 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 80 2375 50 75 75 75 50 75 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 隧道中線(xiàn)路面中線(xiàn)2%緊急停車(chē)帶隧道中線(xiàn)R 1 =54 3O 112 . 5R 2=793O 2R5 =737R 3 =15 0O 4R2 =79375 50375 3753 5075 75159R4=1800 圖 緊急停車(chē)帶斷面內(nèi)輪廓（單位： cm） 洞口、洞門(mén)設(shè)計(jì) 洞口的設(shè)計(jì)，應(yīng) 結(jié)合隧道進(jìn)出口地貌、地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并考慮到施工開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性，以 “早進(jìn)晚出 ”、 “少開(kāi)挖 ”為原則，確定隧道進(jìn)出口位置，洞門(mén)形式的選擇力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并與洞口地形、地貌協(xié)調(diào)一致。設(shè)計(jì)標(biāo)高110543678隧道內(nèi)輪廓圖（1 ：1 0 0 ）隧道中線(xiàn)行車(chē)道中線(xiàn)2% 圖 隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面內(nèi)輪廓（單位： cm） 緊急停車(chē)帶 鐵門(mén)關(guān) 隧道全長(zhǎng) 1727m 屬中長(zhǎng)隧道，根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》（ JTG/T D072021）要求中長(zhǎng)，長(zhǎng)隧道需要在行車(chē)方向的右側(cè)設(shè)置緊急停車(chē)帶，且間距不宜大于 750m，緊急停車(chē)帶的路面橫坡取為水平。 建筑界限 鐵門(mén)關(guān) 公路隧道的建筑界限按 80km/h 時(shí)速進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑界限取值確定如下： 1001252502550 75075 75 755001025375 375 圖 隧道建筑界限（單位： cm） 建筑界限橫斷面寬度如下表： 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 9 表 21 建筑界限設(shè)置（單位： cm） 內(nèi)輪廓設(shè)計(jì) 根據(jù)建筑界限，根據(jù)圓形斷面作圖法，得出各斷面內(nèi)輪廓如見(jiàn)下圖： 5075 75 753 7 5 3 7 525250400500176R 2= 7 93R 2 =7 9 3R1=543O 2 O O 1R3=100R4=15001 8 176。隧道內(nèi)縱斷面應(yīng)考慮行車(chē)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。單向坡多數(shù)出在越嶺線(xiàn)路的展線(xiàn)及沿河線(xiàn)隧道中，單向坡隧道對(duì)運(yùn)行時(shí)的通風(fēng)、排水有利。 結(jié)論： 綜合考慮設(shè)計(jì)規(guī)范中隧道線(xiàn)路選擇的原則，兩條線(xiàn)路均不考慮不良地質(zhì)現(xiàn)象，其所穿越山嶺圍巖等級(jí)均為 Ⅲ ， Ⅳ ， Ⅴ 級(jí)，且兩條線(xiàn)路均為直線(xiàn)，線(xiàn)路二的長(zhǎng)度 長(zhǎng) ， 而且存在曲線(xiàn)，并且在特殊地段標(biāo)高太低，屬于超淺埋，故不取線(xiàn)路二，選擇線(xiàn)路一。本隧道設(shè)計(jì)有兩個(gè)線(xiàn)路方案可供選擇： 方案一： 路線(xiàn)為直線(xiàn)，其入口 里程為 K1+398， 標(biāo)高為 ,出口 的里程為 K3+125，標(biāo)高為 ,高差 ，路線(xiàn)全長(zhǎng) 1727m,縱坡坡度為 % 方案二： 路線(xiàn)為 曲線(xiàn) ，其入口 里程為 K1+398， 標(biāo)高為 ,出口 的里程為 K3+125標(biāo)高為 ,高差 ，路線(xiàn) 長(zhǎng)度 ，入口段直線(xiàn) 長(zhǎng)度為 1084m，中間 曲線(xiàn)長(zhǎng)度 為半徑 R=2900m。 5） 低等級(jí)公路上的隧道應(yīng)考慮社會(huì)遠(yuǎn)期發(fā)展及公路改擴(kuò)建的需要，在不過(guò)多增加工程造價(jià)的情況下，宜降低隧道設(shè)計(jì)高程，提高隧道進(jìn)出口線(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)。 3） 隧道高程的設(shè)置應(yīng)保證施工和行車(chē)安全，并應(yīng)設(shè)置在常年冰凍線(xiàn)和常年積雪線(xiàn)以下。 （ 4）應(yīng)分析不同隧道設(shè)計(jì)高程對(duì)工程建設(shè)規(guī)模的影響： 1） .公路等級(jí)越高，路線(xiàn)平縱指標(biāo)越高，隧道高程越低，隧道越長(zhǎng)，工程造價(jià)相對(duì)越高。 （ 2）應(yīng)根據(jù)地形及工程地質(zhì)情況，從縮短道路里程，提高線(xiàn)形指標(biāo)，避讓嚴(yán)重不良地質(zhì)，減輕或消除高山嚴(yán)重積雪和結(jié)冰對(duì)公路的不良影響及結(jié)合施工條件與施工工期等方面，對(duì)越嶺隧道方案和越嶺展線(xiàn)方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)依據(jù) 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJD702021） 《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》（ JTJD702021） 《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（ JTGT D702022021） 《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（ JTGT D702012021） 《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》（ JTGF602021） 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 7 3 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 平面設(shè)計(jì) 根據(jù)中華人民共和國(guó)交通部《公路 隧道設(shè)計(jì)細(xì)則 》的規(guī) 定，在決定隧道的位置時(shí)，要考慮到線(xiàn)路的特性，地形地質(zhì)條件對(duì)施工難易程度的影響。 工程概況 6 氣象條件 西鄉(xiāng)屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，全年氣候溫和，屬北亞熱帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，平均氣溫 ℃，年均降水量 1100― 1200 毫米。盆地內(nèi)巖性、巖洞、巖層厚度變化較大，以碳酸鹽巖沉積為主，有少量碎屑巖沉積，地表為沖積物覆蓋層，下部為沙、礫石構(gòu)造。盆地的形成始于三迭系，由于地殼的下陷，盆地的基底地貌已基本成型，沿堰口一鐘家溝斷層帶，發(fā)育有楊河壩和涇洋河兩個(gè)互為封閉的斷裂谷，是盆地基底最低處。因受第四紀(jì)冰川作用，加之長(zhǎng)期 地表水和地下水的溶蝕、浸蝕，南部主脊地貌多出現(xiàn)峰林突兀的谷峰，北部屬南部主脊的延伸，地勢(shì)低緩，形成我國(guó)亞熱帶特有的饅頭狀渾圓的崗梁山丘。在二迭系的基礎(chǔ)上發(fā)育有中生界的三迭系（距今 億年），巖層厚 660— 6490 米，下部以頁(yè)巖為主夾泥質(zhì)灰?guī)r、紫紅色頁(yè)巖、板狀灰?guī)r；中部有矽質(zhì)及泥質(zhì)灰?guī)r互層，以灰?guī)r為主；上部有暗色含煤建造，石英砂巖，頂部夾石膏、頁(yè)巖及煤層。巴山發(fā)育較早，其發(fā)育有元古界震旦系（距今15億年）的西鄉(xiāng)山群，巖層厚 9850— 11500 米，下部巖層以云母石英片巖、斜長(zhǎng)片巖、斜長(zhǎng)變質(zhì)粒巖為主的夾火山巖和火山熔巖為主的夾凝灰?guī)r；中部為灰質(zhì)砂礫巖、夾灰質(zhì)砂巖，局部含銅；上部以云母石英片巖及千枚巖為主，夾變質(zhì)火山巖，同時(shí)還有片狀礫巖。 而陜西段又是其中重要的一環(huán)