【正文】 圍巖豎向均布壓力隧道滿足 且圍巖為不產生顯著偏壓及膨脹力的一般圍巖，所以隧道支護結構的垂直均布壓力可按式31計算= 圍巖水平均布壓力根據(jù)《規(guī)范》，圍巖水平均布壓力按表31的規(guī)定確定表31 圍巖水平勻布壓力Tab. 31 Surrounding rock stress level uniform圍巖級別VI、VIVIIIIII水平均布壓力0(～)q(～)q(～)q由于是Ⅳ類圍巖，所以取e==4 隧道初期支護設計 襯砌形式的選擇《規(guī)范》，根據(jù)隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求可分別采用噴錨襯砌、整體式襯砌、復合式襯砌。所以，本隧道采用復合式襯砌。復合式襯砌設計應復合下列規(guī)定：1）初期支護宜采用錨噴支護，即由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼架等支護形式單獨或組合使用，錨桿支護宜采用水泥砂漿全長粘結錨桿。本隧道初期支護選取錨噴掛網聯(lián)合支護形式，二次襯砌采用模筑混凝土支護。初期支護及二次襯砌的支護參數(shù)可參照表41選用。1）錨桿長度計算：L=式中 L——砂漿錨桿長度，m； ——錨桿在穩(wěn)定巖層中的錨固長度，m；其中，d為錨桿直徑，cm；為錨桿材料的計算抗拉強度，335Mpa；為砂漿錨桿和孔壁巖石的黏結強度，10Mpa。 K——安全系數(shù)，； ——錨桿外露長度，取8cm； H——需錨固的巖層厚度，本隧道為2m。2）錨桿間距S的計算：對于砂漿錨桿，式中——巖石的容度，取25KN/。根據(jù)由表41及《規(guī)范》中的其它相關規(guī)定，本隧道初期支護參數(shù)選擇如下：錨桿采用普通水泥砂漿全長粘結錨桿，規(guī)格222500mm， m，所用水泥砂漿強度選用M20，錨噴混凝土厚度15cm；拱、墻鋼筋網選擇2525cm，并配合鋼架。各單元間以螺栓連接，并加設相應尺寸的橡膠墊片。表41 兩車道隧道復合式襯砌的設計參數(shù)Tab. 41 Two lanes tunnel posite linings of the design parameters圍巖級別初期支護二次襯砌(cm)噴射混凝土厚度(cm)錨桿(m)鋼筋網鋼架拱、墻混凝土仰拱混凝土拱部、邊墻仰拱位置長度間距Ⅰ5—局部———30—Ⅱ5~8—局部~———30—Ⅲ8~12—拱、墻~~局部2525—35—Ⅳ12~15—拱、墻~~局部2525拱、墻3535Ⅴ15~25—拱、墻~~局部2020拱、墻仰拱4545Ⅵ通過試驗、計算確定圖41 錨桿布置圖（單位：mm）Fig. 41 Anchor arrangement(mm)圖42 鋼架布置圖（單位：mm）Fig. 42 Steel arrangement(mm)5 隧道襯砌設計與計算因圍巖穩(wěn)定性較好，二襯作為安全儲備，按構造要求設計，采用直墻式襯砌，拱頂采用單心圓。取襯砌中線為計算線，則：。其各部分具體尺寸見圖51。1）拱的單位變位由式 式中 可得 ，；2）拱的載變位的計算由式 式中 可得 ，將以上三種荷載引起的變位相迭加，則得：3）拱的彈性抗力變位由式 4）墻頂（拱腳）的單位變位由于對稱關系，只計算左邊墻。 因為邊墻屬于長梁，且不承受水平荷載，故：。由于彈性抗力引起的，按下式計算：帶入數(shù)值計算得，；將以上算出的各項數(shù)值代入式 中，則得： 將以上算出得各值代入式 得：解出：，；下面求彈性抗力。mkN 由于對稱關系，將左半拱分為四等段，計算0～4各截面的彎矩M和軸力N，按下式計算：坐標尺寸的計算見表51，式中計算結果見表52所示，彎矩的計算見表53，軸力的計算見表54。邊墻的彈性標值。由式： 解得：每等段的邊墻自重為：故4～8各截面的軸力為：函數(shù)可根據(jù)式計算得出，也可從附表查出，計算結果見表55。根據(jù)假定，墻下端不能產生水平位移，故截面8的彈性抗力應等于零，而計算結果不為零，這是由于計算誤差所致。混凝土強度等級取C30。沉降縫、伸縮縫垂直于隧道軸線設置，寬度取25mm，縫內夾侵瀝青木板。隧道放排水設計應對地表水、地下水妥善處理，洞內外應形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)。防水板采用易于焊接的防水卷材，厚度1mm，搭接縫長度100mm?；炷量?jié)B等級采用S8。本隧道施工縫、沉降縫采取的具體防水措施見圖54。檢修道的路面設1%的橫坡。3）每隔30m設一處橫向導水管，以連接中心水溝與襯砌墻背排水盲管。4）在襯砌兩側邊墻背后底部設沿隧道的縱向排水盲管，孔徑取80mm；沿襯砌背后環(huán)向每隔15m設置一處導水盲管，孔徑取50mm。排水盲管用無紡布包裹。圖55 排水系統(tǒng)示意圖Fig. 55 Drainage system6 施工組織設計本隧道采用新奧法施工，由一個隧道工程隊從左線入口端單個作業(yè)面施工，單向掘進。 隧道進出口附近地段施工方案對隧道進出口偏壓地段采用單側壁導坑法（CRD工法）施工。 隧道各分部工程施工方案1）洞口開挖：采用挖掘機開挖，自卸汽車運輸。2）洞身開挖及初期支護：本隧道所經地層為Ⅳ類圍巖，為了進洞施工安全，施工時根據(jù)實際情況，洞口段采用超前管棚支護后再開挖，并在洞口處作2～5米的護拱。出碴采用裝載機裝碴、自卸汽車運輸。4）結構防排水：洞身開挖后，根據(jù)隧道滲漏情況在初期支護與二次襯砌之間鋪設LDPE復合防水板及無紡布，并安裝彈簧排水管防排水，二次襯砌施工縫處全環(huán)設置止水帶防水。分別在進出洞口處距隧道頂部不小于50米的山坡上修建蓄高壓水池一個，以供隧道施工用水。6）隧道通風采用壓入式通風，于施工端的兩個洞口附近各設置一處風機，并配備Φ1200軟風管。計劃每個洞口平均月成洞60m 左右，前一個月進行施工準備，鋪設供水管路，建高位水池、拌合站、空壓機房等臨時設施。 人員配備為確保隧道按期、優(yōu)質、安全的完成施工，本隧道由一個專業(yè)化隧道施工隊伍在出口端對兩條線路同時進行掘進，抽調經驗豐富、專業(yè)性強的人員參加隧道施工，配足人員、設備。隧道洞身段采用小導管超前支護，開挖后，立即初期支護，并及時封閉掌子面圍巖，防止由于風化而發(fā)生坍塌。其作業(yè)循環(huán)時間表見圖61，詳細計算過程如下：1）開挖作業(yè)循環(huán)施工進度計算本隧道開挖作業(yè)循環(huán)的施工工序主要包括測量放線、鉆眼、裝藥放炮、通風排煙、裝渣運渣、找?guī)驼翼敽湾^噴支護等七道施工工序。2）16小時施工循環(huán)時間分配計算①測量時間t1測量放線時間約占循環(huán)總時間5%左右，取3%，則：t1=9603%=28min②鉆眼時間t2鉆眼時間可按進行計算，但是考慮初期工作比較多，工作量較大，根據(jù)工程類比，裝眼時間相當于總時間的30%左右，對于本工程取30%，則：=96030%=288min③裝藥放炮時間t3裝藥放炮時間占循環(huán)總時間7%左右，本工程取7%，則：t3=9607%=67min④通風排煙時間t4通風排煙時間占循環(huán)總時間6%左右，本工程取5%，則：t4=9605%=48min⑤裝渣運渣時間t5裝渣運渣時間其中 ：——炮眼利用率，；——裝渣與鉆眼平行作業(yè)折減率，~，如平行程度高，；——裝渣生產率。⑥找?guī)驼翼數(shù)绕渌鳂I(yè)時間t6找?guī)驼翼數(shù)绕渌鳂I(yè)時間t6占循環(huán)總時間2%左右，取2%，則：t7=9602%=20min⑦錨噴支護時間t7錨噴支護時間占循環(huán)總時間30%左右，取21%，則：t7=96021%=202min。洞外施工排水為開挖邊、仰坡截水溝，直接將水排出路基外。洞內施工照明:洞內施工照明線路的電壓，按下述要求設置：成洞地段，額定電壓為220V；作業(yè)地段，額定電壓為36V。電力線路懸掛于指定高度和位置處。為配合施工，在每洞口配備一臺90—1型軸流風機，風機安設在距洞口不小于30米處，高度距隧底4m，邊墻上設Φ1200軟風管，進風口距隧道開挖工作面不大于30m，以保證通風效果。通風示意圖如圖62： 901型軸流風機 30m φ1200mm軟風管圖62 隧道通風示意圖Fig. 62 Tunnel ventilation2）除塵措施洞內爆破后和機械作業(yè)過程中，會產生對人體有害氣體物質，施工時將通過通風排煙和水幕降塵等措施來減少洞內污染。②噴霧灑水在施工中經常進行噴霧灑水和沖洗巖壁，不但可以消除爆破、裝碴產生的粉塵，并可以吸收少量的有毒氣體、降低隧道內的溫度，使空氣保持明凈清爽。其布置方法如圖63所示。當裝碴開始時，要先向碴堆上灑水，并沖洗工作面附近的巖壁，防止粉塵揚起。開工前，首先復測設計中線，并在山頂布設導線網聯(lián)系出洞口方向，達到設計精度，出口高程進行復測閉合，采用統(tǒng)一高程。 洞口開挖及邊、仰坡施工隧道洞口土石方開挖前，先清除邊仰坡上的浮土、危石，做好邊仰坡的施工排水設施，以防地表水沖刷而造成邊仰坡失穩(wěn)。將洞口之前10m范圍開挖至隧道上斷面標高，作為隧道進洞施工平臺。明洞開挖完成后，在明、暗洞交界處開挖線外側約22cm，按間距40cm施作Φ140鋼管用作超前支護兼導向，洞外預留4m的長度，用I22工字鋼頂住鋼管頭，然后施作約4m長、60cm厚的C30混凝土套拱，并將洞外預留鋼管I22工字鋼打入砼中，最后施作明洞襯砌。明洞內模采用拼裝式襯砌臺車，拱部外模采用鋼拱架和組合式鋼模板。當明洞襯砌砼強度達到設計強度的70%時，做好拱背的防排水設施，然后進行回填。進洞施工前根據(jù)設計先采用Φ140超前管棚，并用30水泥注漿加固。明洞及洞口設置如圖64所示。開挖時上臺階超前50m。采用人工手持式風動鑿巖機鉆眼，然后裝藥、連線、爆破。再用裝載機裝入車內，運出洞外。采用人工手持式風動鑿巖機鉆眼，然后裝藥、連線、爆破。③初次支護的變形穩(wěn)定后，敷設防水層并建造二次襯砌。其具體操作程序如下：①噴射砼封閉開挖輪廓面和掌子面：②鉆孔并安設小導管?？v向留1m的搭接，導管用直徑42mm，壁厚4mm的鋼管制作，鋼管前端加工成錐形，尾部焊接加勁箍，鋼管圍壁鉆四排φ6mm壓漿孔。注漿采用水泥漿；:1～1:1，水泥標號為425。當孔口壓力達到規(guī)定但注入量不足時也應停止。注漿結束后，必須鉆孔檢查注漿效果，如未達到要求時補孔注漿。 洞身初期支護1）錨噴支護施工① 噴射砼的施工為保證噴射砼的質量，減少粉塵和回彈量，擬采用濕噴法，即首先將骨料預加水，浸潤成潮濕狀，再加水泥和水拌合機拌合。開挖后初噴砼厚2～4cm，然后施作小導管，打設錨桿、掛網，再次噴射砼，每次噴射厚度 2～4cm，直至設計要求的厚度為止。砂采用堅固耐久的中粗砂。砂石材料的各項技術指標須符合規(guī)范要求。使初凝時間不大于5分鐘，終凝不大于10分鐘。噴射砼施工前，由試驗室根據(jù)設計要強度進行配合比設計，試配時按以下步驟進行：①確定骨料的最大粒徑和砂率；②確定水泥用量；③確定水灰比及用水量；④確定砂、石用量；⑤試噴；⑥調整、確定施工配合比。在邊墻部份為自下而上，從左到右或從右到左，并注意呈旋轉軌跡運動，一圈壓半圈，縱向按順序進行，旋轉半徑一般為15cm，每次蛇行長度為3m左右。噴射砼的噴射速度不宜太慢或太快，適時加以調整。② 砂漿錨桿及掛網施工采用手風鉆鉆孔，鉆至規(guī)定深度后，用高壓風吹孔，用牛角泵向孔內灌入孔深2/3的砂漿，打入錨桿，孔口不滿部分用泵補灌，再用砂漿將孔口抹平。Ⅰ.孔位應按設計布置，偏差小于10cm，孔深誤差177。Ⅳ.孔內注漿前必須進行清孔，順錨桿孔用高壓風清除孔內積水、巖粉、碎屑等雜物，以免孔道堵塞造成錨桿插不到位。Ⅵ.。Ⅶ.錨桿插入長度不得小于設計長度。Ⅸ.每100根錨桿隨機抽樣三根，作拉拔試驗，以了解錨桿的錨固質量。各單元由I字鋼，連接鋼板焊接成型。連接鋼板用橡膠墊墊緊。鋼拱架間設縱向連接筋和定位系筋，鋼架間以噴砼填平且不小于設計厚度。噴射砼由底部向兩側拱腳向上對稱噴射，并將鋼架覆蓋。，鋼架垂直于隧道中線架設，上下、左右允許偏差177。為了保證隧道質量，隧道的二次襯砌全部采用全斷面整體式襯砌。為了最大限度地減少開挖與襯砌工作面間的相互干擾，保證襯砌質量，加快襯砌進度，計劃將兩工作面間拉開一定距離且采用襯砌臺車配合砼輸送泵灌注的方法進行。將其底部基坑內雜物和積水清除干凈，斜坡基底要修鑿成水平或臺階狀。砼攪拌運輸車運輸，運輸過程中，要保證砼不發(fā)生離析，自進入攪拌車至卸料時間不得超過初凝時間。二次襯砌每循環(huán)灌注9米，根據(jù)施工需要進行調整。灌注施工時，要嚴密觀察防水層情況，防止防水層撕裂。段間