【正文】 b m? ? ? A 土壓力計(jì)算 對(duì)于端墻 22111 1 11 0 . 5 0 2 2 4 1 2 . 0 2 1 8 0 . 6 1 7 4 . 7 62 b 2 5 1 2 . 0 2 1 . 4 1 . 8 2 7 6 5 . 6 7H K NH B K N?? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?土 壓 力 : E重 力 : G 對(duì)于翼墻 22222 1 21 0 . 5 1 8 8 . 7 2 0 . 2 2 4 0 . 6 9 22b 2 5 8 . 7 2 1 . 4 1 . 8 2 5 5 5 . 4 6 4H K NH B K N? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?土 壓 力 E重 力 G 所以 12121 7 4 . 7 6 9 2 2 6 6 . 7 67 6 5 . 6 7 5 5 5 . 4 6 4 1 3 2 1 . 3 1E E E K NG G G K N? ? ? ? ?? ? ? ? ? B 穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算 0001 3 2 1 .3 1 ( 1 2 .0 2 0 .1 0 .7 ) 2 5 1 3 .1 3 6 6 .7 6 1 0 6 8 .8 23 2 .3 5 1 .6yyMMMKM? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ????? 滿足傾覆性要求。 ，ε =176。 端墻與翼墻一起作用的條帶“Ⅲ” 。 洞門穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算 翼墻式洞門應(yīng)檢算以下三點(diǎn)（如圖）： 圖 洞門驗(yàn)算條帶示意圖 翼墻 處 條帶“Ⅰ” ，靠近洞門處，寬 1m。洞門厚度 B=。 隧道洞門設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 隧道洞門設(shè)計(jì) 本隧道洞口入口段 隧道入口為 V級(jí)圍巖，強(qiáng) ~弱風(fēng)化砂質(zhì)頁巖，巖質(zhì)較軟，巖體較破碎，呈中、薄層狀結(jié)構(gòu) ， 因此選用翼墻式洞門。 洞門類型的選擇與隧道入口處的地質(zhì)情況有關(guān)聯(lián)，在進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該選擇最合理的洞門形式。 在進(jìn)行洞門設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要特別注意做好 坡頂?shù)姆琅潘O(shè)計(jì)，這是在實(shí)際情況中，被強(qiáng)調(diào)的較多的地方。在很多時(shí)候，洞門所處的地質(zhì)環(huán)境往往都比較的差，這就意味著，我們要在更加差的環(huán)境下制造出更加牢固的結(jié)構(gòu)。如圖 所示： (a) Ⅴ級(jí)Ⅵ級(jí)圍巖內(nèi)隧道內(nèi)輪廓圖 (b) Ⅲ級(jí)圍巖內(nèi)輪廓圖（單位： cm） 圖 隧道內(nèi)輪廓線 由于緊急停車帶處于五級(jí)圍巖，由《 規(guī)范》可以得到下列數(shù)值：R1=570cm， R2=820cm， R3=150cm， R4=1800cm， R5=747cm， H1=，H2=200cm， H2′ =。該隧道的內(nèi)輪廓線是根據(jù)三心圓法來實(shí)現(xiàn)的。如圖 所示： 圖 橫向人行、車行通道斷面圖 (單位： cm) 隧道內(nèi)輪廓線的確定 本隧道圍巖條件相對(duì)較差。如圖 所示： (a) (b) 圖 緊急 停車帶的建筑限界、寬度和長度 (單位： cm) (a) 寬度構(gòu)成及建筑限界 (b) 長度 該隧道為上下行分離獨(dú)立雙洞的設(shè)計(jì)。 由上述可得： 建筑限界設(shè)計(jì)如 圖 所示： 圖 隧道建筑限界圖 (單位： cm) 由規(guī)范可知，隧道里面都要設(shè)計(jì)緊急停車的地方。 隧道洞身設(shè)計(jì) 隧道橫斷面設(shè)計(jì) 隧道建筑限界的確定 帽子坡隧道右線是單向雙車道隧道，限制時(shí)速為 100km/h,建筑限界取值可為如下： —— 3 . 7 5 2 7 . 5 0 m— C0—HWCRR???建 筑 限 界 高 度 ， 取 行 車 道 寬 度 ， 選 取余 寬 ， 本 設(shè) 計(jì) 為 高 速 公 路 ， 設(shè) 置 檢 修 道 ， 取人 行 橫 道 本 設(shè) 計(jì) 為 高 速 公 路 ， 故 不 設(shè) 人 行 橫 道 ， =0 —— 5m—— 1 . 0JLJRLLLR檢 修 道 左 側(cè) 寬 度 ， 取 檢 修 道 右 側(cè) 寬 度 ， 取 左 側(cè) 向 寬 度 ， 取 右 側(cè) 向 寬 度 ， 取 米 — 0 . 5— 1 . 0— 0 . 2 5E L E L LLE R E R LRhm????建 筑 限 界 左 頂 角 寬 度 ， m建 筑 限 界 右 頂 角 寬 度 ， m檢 修 道 高 度 ， 取 那么隧道的寬度是 ： ⅹ 2+ⅹ 2++= 根據(jù) 規(guī)范 可以得到 ，橫向坡度選擇 %~%。當(dāng)汽車的運(yùn)行處于下坡時(shí)，燃油少，減少有害氣體的排放。一般對(duì)于單方向的隧道，采用單坡。本設(shè)計(jì)中的坡度設(shè)計(jì)尤為重要。但是由于 思劍高速帽子坡 隧道 進(jìn)出口高度相差太大，因此隧道中心線只能采用曲線的形式。 隧道幾何設(shè)計(jì) 隧道線路平面設(shè)計(jì) 隧道中心線越直越好，其決定著隧道平面的好壞。 思劍高速帽子坡隧道右線設(shè)計(jì)長為 1400m，進(jìn)口樁號(hào) 是 C1K1100+300，出口樁號(hào) 是 C1K1101+700。 隧道洞身位置選擇 隧道位置的選擇也比較重要，盡量避開 不穩(wěn)定的地層。 隧道右洞所處的地形環(huán)境比較優(yōu)越，洞口位置的確定只需根據(jù)“早進(jìn)晚出”的規(guī)則。對(duì)于危機(jī)施工和營運(yùn)安全的問題，一定要好好對(duì)待。洞口位置沒有選好會(huì)造成很多影響。隧道洞口施工不能僅僅考慮經(jīng)濟(jì)問題。 表 11 圍巖結(jié)構(gòu)類型 采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 (1)《公路隧道施工規(guī)范》 (JTJF602020) (2)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》 () (3)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTGD702020) (4)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 (JTGBO12020) (5)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTJ00489) (6)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》 (GB500862020) (7)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》 (GB501082020) (8)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB500102020) 2 隧道總體設(shè)計(jì) 隧道位置的選擇 隧道洞口位置選擇 隧道洞口位置的 選擇要考慮多種因素。在具體施工時(shí)，不能采用設(shè)計(jì)工程地質(zhì)縱斷面圖來進(jìn)行施工。斷裂巖的位置是由從上向下推測(cè)得到。斷裂巖中呈現(xiàn)出經(jīng)擠 壓造成的牽引小褶曲。若巖體破碎，則該處巖體級(jí)別是 Ⅳ級(jí)。根據(jù)弱風(fēng)化帶縱波的速度可以得到圍巖是 Ⅲ級(jí) ，該圍巖的巖體比較破碎。圍巖的穩(wěn)定性受到地下水的影響。 對(duì)應(yīng)地震基本烈度小于 VI度。因此在雨天施工時(shí)，隧道內(nèi)部會(huì)有少量地下水。由水的動(dòng)力性質(zhì)、區(qū)內(nèi)巖層的特性和地下水的存儲(chǔ)空間等可以把地下水分為四類。 水文地質(zhì) 該路段地下水主要是碳酸巖巖溶水和基巖裂隙水。 該隧道地質(zhì)情況較為惡劣，地質(zhì)構(gòu)造主要為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖、砂巖、泥夾層及斷裂帶。 由于明顯受到巖性構(gòu)造的控制，呈溝谷發(fā)育且地形起伏比較大。 地形地貌 帽子坡隧道處于貴州省東部山區(qū)，屬黔動(dòng)?xùn)|南州。 該隧道 地質(zhì)條件惡劣、 圍巖差、變化大。 其中左洞全長 大約 1300 米，右洞全長 1400 米。貴州思劍高速公路帽子坡隧道右線初步設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)資料 概述 隧道概況 帽子坡隧道位于黔東南州鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣境內(nèi) ， 是貴州思劍高速公路上的一項(xiàng)控制性工程。隧道 采用的是 分離式的 雙洞設(shè)計(jì)， 依照雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)。 該隧道右洞樁號(hào)為 C1K1100+300至 C1K1101+700。隧道自開挖，曾遇到 Ⅴ 級(jí)圍巖、套拱下沉、無法進(jìn)洞、地質(zhì)斷層、淺埋段等施工難題。該 段表現(xiàn)為中山、低山形態(tài)。地表的植物大多數(shù)是松木和雜木從。巖質(zhì)亂、巖體破碎，呈中、薄層狀結(jié)構(gòu)?？紫端鄬?duì)較少。分別為：基巖裂隙水、碳酸巖巖溶地下水、空隙潛水和構(gòu)造裂隙水。 地震 由 《中國地 震動(dòng)參數(shù)區(qū)規(guī)劃圖》 (GB183062020)可得到 ，場(chǎng)地區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 ，動(dòng)峰 的 加速度 小于 。 圍巖級(jí)別分段劃分及工程特性 帽子坡巖石由于受到風(fēng)化比較嚴(yán)重，呈風(fēng)化裂隙發(fā)育。根據(jù)強(qiáng)風(fēng)化帶縱波的速度可以判斷圍巖是 Ⅴ級(jí) 。根據(jù)圍巖巖體是否完整來判斷圍巖級(jí)別是否是 Ⅱ級(jí) 。 碎裂砂巖和碎裂長石石英構(gòu)成了斷裂帶巖石。其特點(diǎn)是：帶內(nèi)呈節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水較為活躍和巖石破碎。變化范圍很大。使用的襯砌結(jié)構(gòu)要由開挖顯示的斷層位置和性質(zhì)來確定。如：地理?xiàng)l件、洞口所處地勢(shì)、隧道周圍的環(huán)境以及其他相關(guān)施工。對(duì)于隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)來說，洞口位置的選擇是關(guān)鍵。如：工期、造價(jià)和施工等。因此應(yīng)慎重考慮洞口的邊坡和仰坡的穩(wěn)定性。 即進(jìn)口 樁號(hào)為 C1K1100+300，出口 樁號(hào)為 C1K1101+700。若實(shí)在避免不了，那么務(wù)必采取有保障的施工。 洞口的設(shè)計(jì)要保證隧道坡面與軸線垂直。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量避免曲線。 隧道線路縱斷面設(shè)計(jì) 縱斷面是指隧道的中心線向垂直面作投影。隧道中 的坡道分為兩種：?jiǎn)纹潞腿俗制?。因?yàn)閱纹掠欣谕L(fēng)。但是下坡的坡度也不能大于 3%，要不然會(huì)給施工帶來不必要的麻煩。 本設(shè)計(jì)中選取 i=2%，向右側(cè)傾斜。由公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，可以得到緊急停車的地方額外建筑限界的設(shè)計(jì)圖。由規(guī)范可以得到橫向人行、車行通道斷面建筑限界的設(shè)計(jì)圖。通過將《公路隧道施工規(guī)范》與具體施工情況相結(jié)合。由《隧道工程》得到的參考值，可以畫出隧道內(nèi)輪廓線。 隧道緊急停車帶橫斷面 的 圖如 圖 所示 ： 圖 緊急停車帶段橫斷面圖 (單位： cm) 3 隧道洞門設(shè)計(jì) 隧道洞門結(jié)構(gòu) 概述 洞門是一座隧道的出入口，是一座隧道的外在體現(xiàn)。因?yàn)?，在一些關(guān)鍵時(shí)候，隧道口就相 當(dāng)于生命關(guān)口。同時(shí)，也要注意坡頂松散土石的滑落，在做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)注意到一些細(xì)節(jié)的地方。 我們一直都在提倡人與自然和諧發(fā)展，因此，我們也應(yīng)該盡可能在少破壞原有環(huán)境下，做到與周邊景致協(xié)調(diào)。仰坡坡率 1： 。 翼墻厚度 。 端墻最易損壞處條帶“Ⅱ”。 “Ⅰ ”的驗(yàn)算 （擋土墻偏心、強(qiáng)度和穩(wěn)定性） A 壓力計(jì)算 (1) 各項(xiàng)系數(shù)： φ =45176。γ =18KN/ 3m ， f=， α =176。 1 3 2 1 . 3 1 0 . 4 1 . 9 8 1 . 32 6 6 . 7 6c NfK E ?? ? ? ??? (滿足滑動(dòng)穩(wěn)定性 ) 偏心距 : 0 251 3 106 2 9 8 2 2 6yMMcNbbec? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ???? 滿足 基底合力偏心距要求 . 基底壓力 : m ax00m i n006 1 3 2 3 . 3 1 6 0 . 1 8( 1 ) ( 1 ) 1 5 5 . 4 99 . 4 8 9 . 4 86 1 3 2 3 . 3 1 6 0 . 1 8( 1 ) ( 1 ) 1 2 3 . 6 99 . 4 8 9 . 4 8N e kP aBBN e kP aBB???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 有， ? ?m a x 0. 3 M Pa???? 1 1 1( ) 2 6 6 . 7 6 1 2 . 0 2 5 3 4 . 4 12 3 65 3 4 . 4 1 0 . 4 0 . 3 0 . 4 21 3 2 1 . 3 1bM E H k P aMeBN? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 滿足墻身截面偏心要求。 4 防排水設(shè)計(jì) 水對(duì)隧道的危害 隧道受水的危害很大，隧道的積水越久水對(duì)隧道的腐蝕就越大。在氣溫比較低的地方，隧道里面若有積水就容易冷凍結(jié)冰。隧道進(jìn)水在氣溫比較低的情況下，還會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)冰，給行車帶來不便，易發(fā)生交通事故。因此，隧道防排水設(shè)計(jì)是隧道施工中非常重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。 (2) 隧道內(nèi) 有凍害地段的隧道襯砌 里面無積水。 (3) 隧道兩邊不能有積水，頂部不能滴水影響行車安全 。 (4) 若隧道內(nèi)積水減少，滲入地下，給附近居民的日常生活帶來不便。在做好排水措施的前提下，也要保護(hù)好周圍的環(huán)境。這樣才會(huì)避免排水設(shè)施受到阻礙，是排水設(shè)施暢通無阻。 隧道的防排水設(shè)計(jì)應(yīng)該因地制宜。隧道內(nèi)外的防排水系統(tǒng)要暢通無阻，將地表水和地下水排出隧道。 隧道 內(nèi) 防排水設(shè)計(jì) 帽子坡隧道地下水并 不多。針對(duì)該隧道所處的實(shí)際情況，采取防排水設(shè)計(jì)的原則是： (1) 隧道外面以排水為主。 (3) 對(duì)于斷層內(nèi)的突水采用截和堵。最終使隧道內(nèi)外的排水系統(tǒng)連成一個(gè)暢通的排水體系。這樣就可以保證整個(gè)排水系統(tǒng)暢通無阻。還可以給行車帶來方便。如圖 ： 圖 防排水圖 由于隧道內(nèi)的積水摻雜著泥沙和其他物質(zhì)，因此要在隧道內(nèi)設(shè)置沉砂池 。 檢查井 的 間距 要大于等于 250m。盲溝間的距離由隧道內(nèi)水量的多少來確定，一般間距為 4~10m。 二次襯砌排水 二次襯砌施工中造成的一些縫隙，也會(huì)給防排水帶來一定的麻煩。要想設(shè)計(jì)可靠的防排水系統(tǒng)，不僅僅是按照施工規(guī)范上的要求。 隧道洞外防排水設(shè)計(jì) 隧道口外的地表水會(huì)沖刷隧道洞口和隧道兩邊 的側(cè)坡。根