【正文】 C余寬； J檢修道寬度； R人行道寬度； h檢修道或人行道的寬度； EL–建筑界限左頂角寬度，EL=LL； ER建筑界限右頂角寬度，當(dāng)LR≤1m時(shí)，ER=LR，當(dāng)LR＞1m時(shí)，ER=1m按照規(guī)范，當(dāng)隧道是長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道時(shí)應(yīng)該隧道的右側(cè)設(shè)置緊急停車(chē)帶，九江溫泉隧道右線全長(zhǎng)478m，屬短隧道，不需要設(shè)置緊急停車(chē)帶。同時(shí)為了滿足排水要求，在隧道的橫向路面得有一定的坡度，當(dāng)為單向交通時(shí)，取單面坡，建筑限界底邊線與路面重合；當(dāng)隧道為雙向時(shí)，可取雙面坡，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處，%%的坡度。表33公路隧道建筑限界橫斷面組成最小寬度（m）公路等級(jí)設(shè)計(jì)速度車(chē)道寬度側(cè)向?qū)挾萀余寬C人行道R檢修道J隧道建筑限界凈寬左側(cè)LL右側(cè)LR左側(cè)右側(cè)設(shè)檢修道設(shè)人行道不設(shè)檢修道、人行道高速公路一級(jí)公路1201008060二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路8060403020注意：（1）三車(chē)道隧道除增加車(chē)道數(shù)外,其他寬度同表。 （3）設(shè)計(jì)速度120km/h時(shí),。根據(jù)隧道工程資料可知，九江溫泉隧道公路等級(jí)為高速公路，隧道計(jì)算行車(chē)速度：80km/h。各尺寸如圖33所示。襯砌斷面的設(shè)計(jì)基本方法是，一般根據(jù)工程類比和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)首先假定斷面尺寸，然后經(jīng)過(guò)分析計(jì)算、驗(yàn)算，修正假定尺寸，并且反復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到得到合理的斷面形式和尺寸。對(duì)于內(nèi)輪廓線，本著開(kāi)挖量最小和襯砌結(jié)構(gòu)最少的原則，應(yīng)該盡量貼近接近建筑限界。由于隧道內(nèi)各種條件是變化的，襯砌厚度與多種因素有關(guān)，但是基本要求一般不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的最小厚度，其值如下表34所示。 以上4個(gè)參數(shù)必須根據(jù)限界的要求預(yù)先給定，然后再代入上式中解得其余3個(gè)參數(shù)、和。曲墻式邊墻內(nèi)徑由參數(shù)和確定。圖34 二車(chē)道內(nèi)輪廓線標(biāo)準(zhǔn)圖圖中各參數(shù)含義如下： R1—拱部圓弧的半徑； R2—拱部與側(cè)墻連接段的圓弧半徑； R3—側(cè)墻圓弧的半徑； H1—路面至起拱線高度； H2—側(cè)墻結(jié)構(gòu)的高度； H3—路面至R1圓心的距離； θ1—起拱線與R3夾角； θ4—結(jié)構(gòu)中心線與R1夾角； θ5—起拱線與R1夾角； dddddddd8—建筑限界富余量； h—步高； h1—拱頂?shù)浇ㄖ藿珥敳康母叨龋? d0—車(chē)道中線與隧道中線距離；對(duì)于本隧道設(shè)計(jì)，查閱相關(guān)規(guī)范和借鑒有關(guān)工程事例，?。? lh=40cm 40cm≤d0≤40cm 0≤H2≤200cm 100cm≤H3≤50cm 0＜θ1≤30176?！堞?≤60176。經(jīng)過(guò)計(jì)算和多次取值，結(jié)合規(guī)范要求得到了符合上述條件的各尺寸數(shù)據(jù)，繪制內(nèi)輪廓線如下圖35所示：圖 35 隧道內(nèi)輪廓線隧道的斷面設(shè)計(jì)主要完成的內(nèi)容為隧道的建筑界限和隧道的內(nèi)輪廓線尺寸設(shè)計(jì)，其中隧道建筑界限采用的方法為參照規(guī)范，根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度取對(duì)應(yīng)的車(chē)道寬度、側(cè)向?qū)挾?、檢修道寬度，利用CAD繪圖軟件繪制隧道界限圖。第四章 隧道洞門(mén)設(shè)計(jì) 洞門(mén)的概念 洞門(mén)（即隧道門(mén)的簡(jiǎn)稱，通常也泛指隧道門(mén)及明洞門(mén)）是隧道兩端的外露部分，并且用圬工砌筑用以保護(hù)洞口、引離地表流水并加以建筑裝飾的支擋結(jié)構(gòu)物，同時(shí)也是聯(lián)系洞內(nèi)的襯砌和洞口外路的路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是隧道進(jìn)出口的標(biāo)志。洞門(mén)的作用在于支擋洞口的正面仰坡，攔截仰坡上方的小量剝落掉塊物，保持邊坡和仰坡的穩(wěn)定，并將坡面的匯水引離隧道，以保證洞口線路的安全，所以，對(duì)于確定洞內(nèi)施工安全和隧道正常運(yùn)營(yíng)具有重要的作用。 洞門(mén)的分類從目前隧道采取的洞門(mén)形式來(lái)看，按其是否承受背后土壓力，大體上分為擋墻式和凸出式兩類。擋墻式洞門(mén)可分為環(huán)框式洞門(mén)、端墻式洞門(mén)、翼墻式洞門(mén)、柱式洞門(mén)、臺(tái)階式洞門(mén)、斜洞門(mén)和耳墻式洞門(mén)等。（1）翼墻式洞門(mén)翼墻式洞門(mén)是適用地質(zhì)條件比較差的Ⅳ級(jí)之下的圍巖的，而且還必需要開(kāi)挖路塹的部分。翼墻的目的是為了增加端墻的穩(wěn)定性而建設(shè)的，還對(duì)路塹的邊坡也起到支撐的效果。翼墻式洞門(mén)它的景觀效果是，他的墻壁面積比較大，兩側(cè)必須要降低高度，看起來(lái)有一種沉重感，會(huì)對(duì)人產(chǎn)生一種壓抑感。翼墻的正面端墻通常是采用建設(shè)同樣厚度的直墻，也是微向后方傾斜，而且它的斜率比率是1:。如果洞口路塹的開(kāi)挖坡度是緩于1:，圍巖巖層的穩(wěn)定性比較差時(shí)，就菜用端墻式洞門(mén)，因?yàn)樯襟w邊坡比較緩和時(shí)，洞門(mén)端墻的寬度就會(huì)增加許多，相對(duì)應(yīng)的就要增加大量工程量，就不經(jīng)濟(jì)，所以還不如就采用翼墻式洞門(mén)。因此，如果圍巖巖層地質(zhì)條件較差，仰坡、邊坡比較緩和的時(shí)候，都是可以使用翼墻式洞門(mén)的。另外洞門(mén)擋土墻作用，能夠支撐洞口正面上山體的仰坡，還必須要將從山體仰坡上匯流下來(lái)的地表水匯集到排水溝里面去，以保證排水的效果。（3）柱式洞門(mén) 如果山體比較陡峭，仰坡坡度在1:~1:，山體地質(zhì)條件也比較差，但是要有受到山體地形或者巖體地質(zhì)條件約束的時(shí)候，且洞門(mén)處不能設(shè)置翼墻，這樣是可以在端墻兩側(cè)中設(shè)置兩個(gè)比較大的柱墩，這樣就可以用來(lái)增大隧道兩側(cè)端墻的穩(wěn)定性能。對(duì)于一些大型隧道的建設(shè)用柱式洞門(mén)是比較好的，比較雄壯。洞門(mén)的一側(cè)山體邊坡要比另一側(cè)要高的時(shí)候，為了可以減小山體仰坡的高度和山體巖層外露坡過(guò)長(zhǎng)，是可以將端墻的一側(cè)頂部修建為逐步升級(jí)式的臺(tái)階形式，用來(lái)適應(yīng)比較特殊的地形特點(diǎn)，并且還可以減少對(duì)仰坡土石的開(kāi)挖，以達(dá)到減少工程量。當(dāng)時(shí)如果把洞門(mén)周?chē)揎椗c周?chē)襟w景觀一致的話，這樣就可以使洞門(mén)與周?chē)h(huán)境相互協(xié)調(diào)。它的主要特性與上述削竹式洞門(mén)一樣也是施工困難，經(jīng)濟(jì)消耗過(guò)大。所以綜上所述，參考表41，同時(shí)考慮到本隧道的圍巖等級(jí)。表41 隧道洞門(mén)的形式與特征項(xiàng)目端墻式翼墻式臺(tái)階式柱式削竹式喇叭口式適用的圍巖條件軸線與坡面基本正交，邊、仰坡坡率為1：~邊、仰坡坡率為1：~1：邊、仰坡坡率為1：~1：邊、仰坡坡率為1：~1.：洞門(mén)周?chē)匦纹骄彽匦巍⒌刭|(zhì)條件較好，洞口周?chē)_(kāi)闊；積雪地帶易吹入雪特征易于施工抗滑、抗傾覆性能較好可減少靠山側(cè)仰坡開(kāi)挖高度，一般與偏壓襯砌配合使用洞口受地形限制，無(wú)法布置翼墻式洞門(mén)模型板、配筋較費(fèi)事，耗資大模型板、配筋較費(fèi)事，耗資大景觀壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度（修鑿打毛壁面）；有重量感，行車(chē)易感到壓抑壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度（修鑿打毛壁面）；有重量感，行車(chē)易感到壓抑壁面面積大，兩側(cè)需降低其亮度（修鑿打毛壁面）；有重量感，行車(chē)易感到壓抑較為雄偉修飾周?chē)木坝^，使洞門(mén)與之協(xié)調(diào)對(duì)車(chē)輛行駛的影響??；最適合洞口周?chē)蟮牡匦?洞門(mén)設(shè)計(jì) 洞門(mén)設(shè)計(jì)方法由地質(zhì)資料可知，隧道場(chǎng)址區(qū)屬低山丘陵地貌,圍巖以Ⅴ、Ⅳ級(jí)為主。由于設(shè)計(jì)資料和自身資源的限制，所以設(shè)計(jì)進(jìn)出都均采用翼墻式洞門(mén)的形式，通過(guò)通過(guò)參考已設(shè)計(jì)成功的隧道洞門(mén)進(jìn)行類比，結(jié)合本隧道的實(shí)際情況，對(duì)洞門(mén)設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的變通得到初步設(shè)計(jì)的尺寸，進(jìn)行工程驗(yàn)算，可以使用軟件進(jìn)行驗(yàn)算，多次修改直到得到安全穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)為止。結(jié)合本隧道的地質(zhì)情況，預(yù)先擬定的洞門(mén)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖41示：圖41 翼墻式洞門(mén)示意圖 洞門(mén)驗(yàn)算翼墻式洞門(mén)主要是由端墻和翼墻兩部分組成，結(jié)合本隧道可知，洞口處設(shè)置需進(jìn)行路塹的開(kāi)挖。通過(guò)上述類比得到了洞門(mén)的初步設(shè)計(jì)尺寸，運(yùn)用理正巖土擋土墻模塊進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算該尺寸是否安全穩(wěn)定。 = (m)截面彎矩: M = (kNm)縱向受拉鋼筋：As = (mm2) Asmin = (mm2)截面剪力: Q = (kN)剪力設(shè)計(jì)值 = (kN) (kN)，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，箍筋取構(gòu)造配筋：Av = (mm2/mm)。(六) 立墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算[距離墻頂 (m)處]截面高度 H39。最大裂縫寬度：δfmax = (mm)。 = (m)截面剪力 Q = (kN)截面彎矩 M = (kNm)截面彎矩 M(標(biāo)準(zhǔn)值) = (kNm)縱向受拉鋼筋構(gòu)造配筋：As = (mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋: As/cosα = 1953(mm2)剪力設(shè)計(jì)值 = (kN) (kN)，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，箍筋取構(gòu)造配筋：Av = (mm2/mm)。[距離墻頂 (m)處]截面剪力 Q = (kN)截面彎矩 M = (kNm)截面彎矩 M(標(biāo)準(zhǔn)值) = (kNm)縱向受拉鋼筋：As = (mm2) Asmin = (mm2)剪力設(shè)計(jì)值 = (kN) (kN)，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，箍筋取構(gòu)造配筋：Av = (mm2/mm)。[距離墻頂 (m)處]截面高度 H39。最大裂縫寬度：δfmax = (mm)。滑移驗(yàn)算滿足: Kc = 滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算最不利為：組合1(組合1)滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = (kN) (二) 傾覆驗(yàn)算安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1)抗傾覆力矩 = (kNM),傾覆力矩 = (kNm)。 = (m)抗彎配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面彎矩: M = (kNm)配筋面積: As = 7669(mm2)抗剪配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面剪力: Q = (kN)配筋面積: Av = (mm2/m)裂縫計(jì)算最不利結(jié)果：組合1(組合1)裂縫寬度: w = (mm)(六) 立墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算[距離墻頂 (m)處]截面高度 H39。 = (m)抗彎配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面彎矩: M = (kNm)配筋面積: As = 1953(mm2)抗剪配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面剪力: Q = (kN)配筋面積: Av = (mm2/m)裂縫計(jì)算最不利結(jié)果：組合1(組合1)裂縫寬度: w = (mm)[距離墻頂 (m)處]截面高度 H39。 = (m)抗彎配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面彎矩: M = (kNm)配筋面積: As = 6395(mm2)抗剪配筋面積最大值結(jié)果：組合1(組合1)截面剪力: Q = (kN)配筋面積: Av = (mm2/m)裂縫計(jì)算最不利結(jié)果：組合1(組合1)裂縫寬度: w = (mm)經(jīng)過(guò)理正軟件驗(yàn)算得到擋土墻尺寸是符合安全穩(wěn)定的要求。經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，得到的結(jié)果同樣是滿足工程要求的，這里不再列舉驗(yàn)算過(guò)程。圖42 翼墻式洞門(mén)設(shè)計(jì)圖圖43洞門(mén)立面 本章小結(jié)洞門(mén)的設(shè)計(jì)采用的類比的方法。第五章 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隧道開(kāi)挖后，周?chē)械膸r層的穩(wěn)定平衡遭到破壞，可能導(dǎo)致導(dǎo)致隧道的變形，為了保持圍巖的穩(wěn)定，隧道都需要借助足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)維持圍巖的穩(wěn)定平衡，以此保證隧道的安全。（1）整體式襯砌整體式襯砌也稱為模筑混凝土襯砌，是傳統(tǒng)的襯砌結(jié)構(gòu)形式，對(duì)地質(zhì)條件適用較強(qiáng)，易于澆注成型，整體性好，可適用于多種地質(zhì)條件。（2）裝配式襯砌隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和機(jī)械化程度的提高，出現(xiàn)了裝配式的襯砌方式，多用于城市地下盾構(gòu)法施工方案。當(dāng)巖壁不穩(wěn)定時(shí)，可以預(yù)先加設(shè)錨桿、金屬網(wǎng)等，然后噴射混凝土，這樣形成的一種支護(hù)包括噴射混凝土和錨桿的支護(hù)形式成為噴錨支護(hù)。（4）復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌是目前工程中采用較多的隧道結(jié)構(gòu)形式。公路隧道中常用的是外襯為噴錨支護(hù)和內(nèi)襯為模筑混凝土的襯砌。九江溫泉隧道是山嶺隧道，而且圍巖等級(jí)是Ⅳ和Ⅴ級(jí)，從施工、運(yùn)營(yíng)的安全和經(jīng)濟(jì)等方面考慮，宜采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)為錨桿+噴射混凝土+鋼筋網(wǎng)的組合形式，二襯為用混凝土模筑。參照單線隧道支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，鑒于本設(shè)計(jì)圍巖條件為Ⅳ和Ⅴ級(jí)圍巖，所以本隧道的初期支護(hù)將會(huì)采用到噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)，二次襯砌將會(huì)采用模筑混凝土。對(duì)于圍巖具有加強(qiáng)其穩(wěn)定性和整體性的作用，便于施工，是一種良好的初襯方法。錨桿的形式包括局部錨桿和系統(tǒng)錨桿，為了提高隧道內(nèi)部的整體性和安全性，宜采用系統(tǒng)錨桿形式。 我國(guó)目前鋼筋型灌漿錨固式錨桿，所以本設(shè)計(jì)也選取一種灌漿錨固式錨桿，采用φ25系統(tǒng)砂漿錨桿。 錨桿長(zhǎng)度： （51）式中：L—錨桿長(zhǎng)度 w—隧道開(kāi)挖寬度,則L=參考表41所給定圍巖級(jí)別錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度范圍，Ⅳ，Ⅴ級(jí)圍巖取3m。參照?qǐng)D51，隧道內(nèi)噴射混凝土及鋼筋網(wǎng)的設(shè)置如下：（1）噴射混凝土 噴射混凝土的型號(hào)C25噴射混凝土，噴射厚度Ⅳ級(jí)為10cm，Ⅴ級(jí)圍巖為14cm。Ⅳ和Ⅴ級(jí)圍巖均采用此標(biāo)準(zhǔn)。二次襯砌提供了結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，是隧道設(shè)計(jì)十分重要的部分。考慮到素混凝土的抗拉性差，工程上一般不直接使用素混凝土，而是采用鋼筋混凝土本隧道選取模筑混凝土，Ⅳ級(jí)圍巖40cm，Ⅴ級(jí)圍巖45cm。 Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)與驗(yàn)算圖52 Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)圖Ⅳ級(jí)圍巖襯砌設(shè)計(jì)如圖52所示，計(jì)算使用理正巖土驗(yàn)算，最終計(jì)算書(shū)如下： [ 計(jì)算簡(jiǎn)圖 ]